(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに電気的に導通し、表面にＳｎ含有金属被膜を有する第一の導体回路と表面にＡｕ被膜を有する第二の導体回路とを最外層に有するプリント配線板を銅イオン含有溶液に接触させる工程を含んで製造する方法において、
表面にＳｎ含有金属被膜を有し、かつ、前記第一及び第二の導体回路に電気的に接続されると共に、その面積と前記第一の導体回路の面積との合計面積が前記第二の導体回路の面積の４５％以上となるダミーパターンを設け、その状態で銅イオン含有溶液に接触させることを特徴とするプリント配線板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はダミーパターンを利用したプリント配線板の製造方法に関し、特には、そのプリント配線板の最外層にＳｎ含有金属被膜およびＡｕ被膜を有する導体回路を有し、製造途中において銅イオン含有溶液に接触させる工程を含んでなるプリント配線板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体素子の高密度化・多機能化に伴って入出力ピン数の増加が著しい。一方で、このような半導体素子やパッケージを実装する方法においても、ピンなどのリードをプリント配線板のスルーホールに対して挿入固定する方法から、ＦＣＢ（フリップ・チップ・ボンディング）やＢＧＡ（ボール・グリッド・アレイ）のように半田などのバンプによって直接接続したり、ＱＦＰ（クワッド・フラット・パッケージ）やＴＡＢ（テープ・オートメイテッド・ボンディング）のように半田を用いてリードを表面実装したりする方法に移行しつつある。
【０００３】
また、ワイヤーボンディングによって半導体素子を直接プリント配線板に電気接続するために接続用パッドにＡｕ被膜を被覆したり、単に腐食防止のために最終的にソルダーレジストから露出する導体回路をＡｕ被膜によって被覆する処理も行われている。
さらに、プリント配線板の製造工程において、半田やＳｎやＡｕ被膜をエッチングレジストとして用いる工法も広く使われている。
従って、現状のプリント配線板や製造途中のプリント配線板にあっては、Ｓｎ含有金属被膜とＡｕ被膜の両者が存在する場合が多々有るのである。
【０００４】
特に、プリント配線板製造工程においては、上記のようにＳｎ含有金属被膜とＡｕ被膜の両者が存在する状態で、銅イオン含有溶液に接触させることがしばしば有る。具体的には、バンプを形成するためのＳｎ含有金属被膜（Ｓｎあるいは半田）とＳＭＤ用パッド防錆処理のためのＡｕ被膜の両者を金属銅被膜をエッチング除去するためのエッチングレジストとして使用する場合である。この際のエッチング液としては、例えばＮＨ4 ＯＨ・ＨＣｌ系があり、建浴当初から銅イオンを若干添加してある場合が多い。
【０００５】
このようなエッチング液中にＳｎ含有金属被膜とＡｕ被膜の両者が存在するプリント配線板を浸積して、金属銅被膜をエッチングするのである。したがって、エッチングが進行し、エッチングされるべき金属銅被膜が無くなって導体回路が形成された時点において、それぞれ独立した導体回路において電位のばらつきが生じ、場合によってはＳｎが浸食されはじめる。そして、一方では、このＳｎが被覆された導体回路と電気的に接続しているＡｕ被膜を有する導体回路表面には、エッチング液中に存在する銅イオンが金属となって析出することになる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このようにＳｎが溶けだして銅が析出するのであるから、エッチングレジストとしての役割を果たすべきものが無くなることとなり、その下層に存在する銅などの被膜がエッチング除去されて、導体回路が断線してしまうのである。また、Ｓｎ含有金属被膜が半田である場合には、Ｓｎ／Ｐｂ合金のＳｎのみが溶出し、Ｐｂ含有比率が著しく上昇して溶融温度が高くなり、熱処理によってリフローさせる際に、溶融しない不具合が発生する。また、Ｓｎ含有金属被膜をバンプとして使用する際には、高さおよびＳｎ含有金属量が不均一となって接続不良を生ずる。
【０００７】
そこで本発明の目的とするところは、Ｓｎ含有金属被膜とＡｕ被膜の両者が存在するプリント配線板を、その製造途中において銅イオン含有溶液に接触させる工程を含んでいる場合においても、エッチングレジスト等として存在するＳｎ含有金属被膜の溶解を低減し、断線、線欠けあるいは半田溶融不良あるいはＳｎ含有金属被膜の厚み不均一などの不具合が発生しないプリント配線板の製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために本発明が採った方法は、「互いに電気的に導通し、表面にＳｎ含有金属被膜（９０）を有する第一の導体回路と表面にＡｕ被膜（５０）を有する第二の導体回路とを最外層に有するプリント配線板を銅イオン含有溶液に接触させる工程を含んで製造する方法において、
表面にＳｎ含有金属被膜を有し、かつ、前記第一及び第二の導体回路に電気的に接続されると共に、その面積と前記第一の導体回路の面積との合計面積が前記第二の導体回路の面積の４５％以上となるダミーパターンを設け、その状態で銅イオン含有溶液に接触させること」である。
【０００９】
すなわち、互いに電気的に導通する、Ｓｎ含有金属被膜（９０）とＡｕ被膜（５０）の両者が存在するプリント配線板を、その製造途中において銅イオン含有溶液（例えばＮＨ4 ＯＨ・ＨＣｌなどのエッチング液）に接触させる工程を含んでいる場合において、上記のＳｎ含有金属被膜（９０）とＡｕ被膜（５０）の両者に電気的に接続されたダミーパターン（６０）を形成し、このダミーパターン（６０）の表面にもＳｎ含有金属被膜（９０）を形成するのである。換言すれば、Ｓｎ含有金属被膜（９０）とＡｕ被膜（５０）の両者が存在する電気的に導通する導体回路網において、Ｓｎ含有金属被膜の合計面積がＡｕ被膜の面積の所定以上となるようにＳｎ含有金属被膜（９０）を有するダミーパターン（６０）を設けた状態で、銅イオン含有溶液によって処理する工程を行うのである。
【００１０】
また、Ｓｎ含有金属被膜（９０）を形成されたダミーパターン（６０）の表面積と本来必要とされてプリント配線板表面に形成されたＳｎ含有金属被膜（９０）を有する導体回路の表面積との和が、上記Ａｕ被膜（５０）を有する導体回路の表面積の４５％以上となることが肝要である。
【００１１】
【作用】
上記のような手段を採ることによって、以下のような作用を奏する。
すなわち、銅イオン含有溶液内において、プリント配線板の各部分において僅かな電位差が生じ、所謂電池が形成されるのであるが、ダミーパターンの形成によってＳｎ含有金属被膜を有する導体回路の表面積が飛躍的に増大し、単位面積当たりの一定時間内に溶出するＳｎ量が激減する。したがって、エッチングレジスト等として存在するＳｎ含有金属被膜はほぼそのまま維持されるので、断線、線欠けは発生しない。
【００１２】
そして、Ｓｎ含有金属被膜が半田である場合においても、Ｓｎ／Ｐｂ組成が殆ど変化しないことからその溶融温度も変化しないこととなる。さらに、Ｓｎ含有金属被膜をバンプとして用いる場合においても、Ｓｎ含有金属被膜の厚みは均一であり、接続不良などの不具合が発生しないのである。
【００１３】
尚、ダミーパターンは、製品有効範囲内に配置されたものであってもよく、また、製品有効範囲外に配置されたものであってもよく、溶出を抑制したいＳｎ含有金属被膜を有する導体回路と電気的に接続されて配置されたものであれば良いのである。
【００１４】
【実施例】
次に、本発明に係わる実施例について説明する。本実施例のプリント配線板は、半導体素子を直接接続固定（所謂フリップチップボンディング）するための半田によって形成されたバンプと、半導体素子をプリント配線板に実装固定したのちに金線などの細線によって電気的に接続する（所謂ワイヤーボンディング）ためのＡｕめっき被膜が施されたパッドとを有したプリント配線板である。そして、上記半田バンプとパッドとが共に電気的に導通した同一導体回路上に存在する場合には、この導体回路と電気的に接続する半田めっき（その他のＳｎ含有金属被膜であってもよい）によって被覆されたダミーパターンを有しているのである。さらに、このダミーパターンは、その面積と電気的に導通する半田バンプの面積との合計が、電気的に導通するＡｕめっき被膜が施された導体回路（パッドおよび回路）の面積の４５％以上となっている。
【００１５】
このプリント配線板は、半田からなるバンプを形成するに当たって、半田のＳｎ／Ｐｂの組成をより設計値に近く、また、均一に形成する必要があることから電界めっき法を用いている。この電界めっきも導体回路をめっきリードとして用いるものではなく、導体回路形成が終了したプリント配線板表面に無電解Ｃｕめっきを全面に施し、この無電解Ｃｕめっきを半田めっきのためのめっきリードとするものである。したがって、半田バンプが完成後において上記の無電解Ｃｕめっきからなるめっきリードを、アンモニア系のエッチング液によってエッチング除去しなければならないものである。このアンモニア系のエッチング液によるＣｕ被膜のエッチングの際に、既に形成された導体回路をエッチング液から保護するのがバンプを形成する半田めっきであり、さらに、ワイヤーボンディングのためのパッド表面およびそのた導体回路表面を被覆するＡｕめっき被膜なのである。
【００１６】
次いで、本発明をさらに詳しく説明するために、このプリント配線板の製造方法を順を追って説明する。
（１）厚み０．２ｍｍのガラス・エポキシ基材（１０）に対してＮ／Ｃドリル加工によって貫通孔を形成し、パネルめっきを行うことによって前記貫通孔をスルーホール（２０）とした（図１）。次いで、導体を選択的にエッチングすることによって導体回路（３０）を形成し（図２）、表面実装のためのパッドなどを除いてソルダーレジスト（４０）で被覆・保護した（図３）。
（２）次いで、ソルダーレジスト（４０）から露出した導体回路（３０）表面に、Ｎｉ／Ａｕめっき（５０）を施した（図４）。
【００１７】
このプリント配線板は、半導体素子とフリップチップボンディングによって接続されるパッドと、半導体素子とワイヤーボンディングによって接続されるパッドとがスルーホール（２０）によって電気的に接続された回路となっている。また、この回路網には表面に本発明の特徴であるＳｎ含有金属被膜が形成されるダミーパターン（６０）も接続されている。このダミーパターン（６０）と半導体素子とフリップチップボンディングによって接続されるパッドとの合計面積は、半導体素子とワイヤーボンディングによって接続されるパッドの面積の４５％であった。
【００１８】
（３）次いで、上記プリント配線板全体に厚み０．５μｍの無電解Ｃｕめっき（７０）を施し（図５）、所定の部分に感光性めっきレジスト（８０）を被覆した（図６）のちに、電解半田めっき（９０）を施した（図７）。
（４）次いで、半田めっき（９０）のためのめっきレジスト（８０）を剥離し（図８）、ＮＨ4 ＯＨ・ＨＣｌ溶液によって露出している無電解Ｃｕめっき（７０）をエッチング除去した（図９）。
【００１９】
以上のように製造するプリント配線板の製造方法においては、ダミーパターンの形成によってＳｎ含有金属被膜を有する導体回路の表面積が飛躍的に増大し、単位面積当たりの一定時間内に溶出するＳｎ量が激減する。したがって、エッチングレジスト等として存在するＳｎ含有金属被膜はほぼそのまま維持されるので、断線、線欠けは発生しない。そして、Ｓｎ含有金属被膜が半田である場合においても、Ｓｎ／Ｐｂ組成が殆ど変化しないことからその溶融温度も変化しないこととなる。さらに、Ｓｎ含有金属被膜をバンプとして用いる場合においても、Ｓｎ含有金属被膜の厚みは均一であり、接続不良などの不具合が発生しないのである。
【００２０】
このように、互いに電気的に導通する、Ｓｎ含有金属被膜とＡｕ被膜の両者が存在するプリント配線板を、その製造途中において銅イオン含有溶液に接触させる工程を含んでいる場合において、エッチングレジスト等として存在するＳｎ含有金属被膜の溶解を低減し、導体回路の断線や線欠けが無く、またリフローの際の半田溶融が良好で、またＳｎ含有金属被膜の厚みが均一なプリント配線板を容易に、且つ、多額の費用を要する装置の改造をしないで提供できる。
【００２１】
尚、ダミーパターンは、製品有効範囲内に配置されたものであってもよく、また、製品有効範囲外に配置されたものであってもよく、溶出を抑制したいＳｎ含有金属被膜を有する導体回路と電気的に接続されて配置されたものであれば良いのである。
【００２２】
【発明の効果】
互いに電気的に導通する、Ｓｎ含有金属被膜とＡｕ被膜の両者が存在するプリント配線板を、その製造途中において銅イオン含有溶液に接触させる工程を含んでいる場合において、エッチングレジスト等として存在するＳｎ含有金属被膜の溶解を低減し、導体回路の断線や線欠けが無く、またリフローの際の半田溶融が良好で、またＳｎ含有金属被膜の厚みが均一なプリント配線板を容易に、且つ、多額の費用を要する装置の改造をしないで提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の第１工程を示す部分断面図である。
【図２】本発明の実施例の第１工程を示す部分断面図である。
【図３】本発明の実施例の第１工程を示す部分断面図である。
【図４】本発明の実施例の第２工程を示す部分断面図である。
【図５】本発明の実施例の第３工程を示す部分断面図である。
【図６】本発明の実施例の第３工程を示す部分断面図である。
【図７】本発明の実施例の第４工程を示す部分断面図である。
【図８】本発明の実施例の第４工程を示す部分断面図である。
【図９】本発明の実施例によって製造されたプリント配線板を示す部分断面図である。
【符号の説明】
10----基材    20----スルーホール    30----導体回路
40----ソルダーレジスト    50----Auめっき    60----ダミーパターン
70----無電解Cuめっき    80----めっきレジスト    90----半田めっき
【図１】
0003703864.tif 000002
【図２】
0003703864.tif 000003
【図３】
0003703864.tif 000004
【図４】
0003703864.tif 000005
【図５】
0003703864.tif 000006
【図６】
0003703864.tif 000007
【図７】
0003703864.tif 000008
【図８】
0003703864.tif 000009
【図９】
0003703864.tif 000010