(57)【要約】  細線化に対応可能な導体バンプを効率的に形成することができるプリント配線板の製造方法を提供することを目的とする。この目的を達成するため、銅バンプを備えるプリント配線板の製造方法において、基板（１０）の導体回路（１１）を有する面にソルダーレジスト層（１２）を形成した後、当該ソルダーレジスト層（１２）の表面に紫外線を照射して表面の改質処理を行う。そして、当該ソルダーレジスト層（１２）の表面に無電解めっき法により導通層（１３）を形成した後、導通層（１３）の表面にめっきレジスト層（１４）を形成して、当該めっきレジスト層（１４）から露出している、導体回路（１１）と電気的導通が可能な導通層（１３）の表面に電解めっき法により銅バンプ（１５）を形成する工程を含む。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
銅バンプを備えるプリント配線板の製造方法であって、  以下の工程Ａ〜工程Ｆを備えることを特徴とする銅バンプを備えるプリント配線板の製造方法。工程Ａ：  基板の導体回路を有する面側に、当該導体回路の少なくとも一部を露出させるソルダーレジスト層を形成する工程。工程Ｂ：  当該ソルダーレジスト層の表面に紫外線を照射して表面の改質処理を行う工程。工程Ｃ：  当該改質処理されたソルダーレジスト層及び当該ソルダーレジスト層から露出した当該導体回路の表面に、無電解めっき法により、導通層を形成する工程。工程Ｄ：  当該導通層の表面に、めっきレジストパターンを形成し、当該めっきレジストパターンから露出している、当該導体回路と電気的導通が可能な導通層の表面に電解めっき法により、銅バンプを形成する工程。工程Ｅ：  当該めっきレジストを剥離する工程。工程Ｆ：  当該銅バンプが形成された箇所の間に露出した当該導通層を剥離する工程。
【請求項２】
前記工程Ｂにおいて、前記ソルダーレジスト層の上面及び側面に紫外線を照射する請求項１に記載のプリント配線板の製造方法。
【請求項３】
前記工程Ｂで用いる紫外線は、中心波長帯域が１５０ｎｍ〜２００ｎｍと、２４０ｎｍ〜３００ｎｍである請求項１又は請求項２に記載のプリント配線板の製造方法。
【請求項４】
前記工程Ｂにおける紫外線の照射時間は、２０秒〜７分である請求項１〜請求項３のいずれかに記載のプリント配線板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、プリント配線板の製造方法に関し、特に、絶縁層に形成された開口部に密着性が高く、かつ、細線化が可能な銅バンプを備えたプリント配線板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】  近年の電子機器は、携帯電話や通信機器に代表されるように、小型化や高密度化の要求が年々強くなっている。これらの電子機器には、半導体チップが基板に搭載されたプリント配線板が広く使用されている。このようなプリント配線板は、ガラスエポキシ板に張り付けられた銅箔をパターニングした後、複数枚重ねて積層し、貫通穴を形成して、当該貫通穴の壁面に銅めっきを行ってビアを形成して、層間の電気接続を行った配線基板が用いられていた。しかし、搭載される部品の小型化や、高密度化が進むことで、当該配線基板では配線密度が不足する問題があった。そこで、近年では、導体回路と絶縁膜とを交互にビルドアップした多層プリント配線板が採用されてきている。【０００３】  このような多層プリント配線板では、その表層に接続パッドが設けられ、当該接続パッドには、はんだバンプを介して半導体チップが接続される。この半導体チップと基板との電気接続性を確保するため、これらの間には、アンダーフィル樹脂が充填される。【０００４】  例えば、特許文献１に開示のプリント配線板は、導体回路を形成した配線基板に対し、その表面にソルダーレジスト層を設けると共にこのソルダーレジスト層に設けた開口部から露出する前記導体回路の一部をパッドとして形成し、そのパッド上にはんだ体を供給保持するものである。この特許文献１では、ヒートサイクル時に、ソルダーレジスト層の剥離やはんだバンプの剥離を防止することを目的として、前記パッド表面を導電性の粗化層とし、前記開口部から露出した前記パッド部上に、少なくとも表面に非酸化性の金属を有する金属層を設け、この金属層を介して前記はんだ体を保持する構成を採用している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−１５０２４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】  一方で、電子機器のさらなる小型化や高密度化に伴い、半導体チップの高密度化、高集積化が進むことで、プリント配線板において半導体チップとの接続端子となるはんだバンプ及び接続パッドに関しても、さらに微小化が進んでいる。そのため、特許文献１に示すようなはんだバンプを用いる技術では、はんだバンプが微小化すると、はんだバンプ自体の高さを確保することが難しくなるため、実装後の半導体チップと基板との間のスタンドオフ高さが狭くなる傾向がある。この場合、半導体チップと基板との間にアンダーフィル樹脂を充填すると、樹脂の流れ性が悪くなり、樹脂封止の際に気泡が発生する問題がある。【０００７】  また、半導体チップの高密度化により、隣り合うはんだバンプとの間隔がより狭まり、はんだバンプが熱変形することで、これら隣接するはんだバンプ同士が連結してしまう問題がある。そのため、半導体チップ自体が高機能であったとしても、当該半導体チップとプリント配線板を電気的に接続するはんだバンプの電気的な接合特性が悪いと、電気的及び機械的信頼性が低下してしまうという問題が生じる。従って、当該はんだバンプの使用は、プリント配線板の細線化の妨げとなっていた。【０００８】  以上のような問題点がはんだバンプを用いたプリント配線板に存在することから、細線化に対応可能な導体バンプを効率的に形成することができるプリント配線板の製造方法の開発が求められてきた。
【課題を解決するための手段】
【０００９】  そこで、本件発明者等は、鋭意研究の結果、より効率的に電気的信頼性の高い銅バンプを形成することで、細線化を実現できるプリント配線板の製造方法に想到した。以下、本件発明に係るプリント配線板の製造方法について述べる。【００１０】  本件発明に係るプリント配線板の製造方法は、銅バンプを備えるプリント配線板の製造方法であって、以下の工程Ａ〜工程Ｆを備えることを特徴とする。工程Ａ：  基板の導体回路を有する面側に、当該導体回路の少なくとも一部を露出したソルダーレジスト層を形成する工程。工程Ｂ：  当該ソルダーレジスト層の表面に紫外線を照射して表面の改質処理を行う工程。工程Ｃ：  当該改質処理されたソルダーレジスト層の表面に、無電解めっき法により、導通層を形成する工程。工程Ｄ：  当該導通層の表面に、めっきレジスト層を形成し、当該めっきレジスト層から露出している、導体回路と電気的導通が可能な導通層の表面に電解めっき法により銅バンプを形成する工程。工程Ｅ：  当該めっきレジスト層を剥離する工程。工程Ｆ：  当該銅バンプが形成された箇所の間に露出した当該導通層を剥離する工程。【００１１】  本件発明に係るプリント配線板の製造方法は、前記工程Ｂにおいて、前記ソルダーレジスト層の上面及び側面に紫外線を照射することが好ましい。【００１２】  また、本件発明に係るプリント配線板の製造方法は、前記工程Ｂで用いる紫外線の中心波長帯域が１５０ｎｍ〜２００ｎｍと、２４０ｎｍ〜３００ｎｍであることがより好ましい。【００１３】  さらに、本件発明に係るプリント配線板の製造方法は、前記工程Ｂにおける紫外線の照射時間が、２０秒〜７分であるであることがより好ましい。
【発明の効果】
【００１４】  本発明にかかるプリント配線板の製造方法によれば、極めて微細な配線ピッチであっても、電気的及び機械的信頼性の高い銅バンプを効率的にプリント配線板に形成することが可能となる。特に、本発明によれば、ソルダーレジスト層の表面に、紫外線を照射してこれらの表面改質を行った後に、無電解めっき法により導通層を形成するため、ソルダーレジスト層への導通層を形成する無電解めっき液の濡れ性が向上し、ソルダーレジスト層と導通層との間でブリスタを生じることなく、高い密着強度を実現することができる。よって、アンダーフィル樹脂の充填性を改善するために格別にプラズマ処理を行う必要がない。【００１５】  また、この紫外線による表面改質処理は、従来の無電解めっき処理の前段階として行われる強アルカリ溶液や過マンガン酸カリウム等を用いた処理と比較して、ソルダーレジスト層表面の損傷が大幅に抑制される。よって、ソルダーレジスト層表面上におけるアンダーフィル樹脂の流れ性を良好とすることができ、気泡発生による樹脂封止不良を未然に回避することができる。従って、本発明によれば、信頼性の高いプリント配線板の提供を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明のプリント配線板の製造方法の各工程における模式断面図である。
【図２】本発明のプリント配線板の製造方法の各工程における模式断面図である。
【図３】実施例の各工程のフローチャートである。
【図４】実施例及び比較例のソルダーレジスト基材の表面状態を示すＳＥＭ画像、表面粗さ、滴下水滴の接触角度を示す図である。
【図５】実施例及び比較例のＦＴ−ＩＲスペクトルである。
【図６】実施例及び比較例のソルダーレジスト基材と導体層との密着強度を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】  以下、本件発明に係るプリント配線板の製造方法の好ましい実施の形態を説明する。本件発明に係るプリント配線板の製造方法は、銅バンプを備えるプリント配線板の製造方法であって、以下の工程Ａ〜工程Ｆを備えることを特徴とする。以下に、工程Ａ〜工程Ｆを、工程毎に図面を参照しつつ順次説明する。なお、本件発明の説明に用いる模式断面図の各層の厚さは、現実の製品の厚さに対応したものではなく、説明を容易にするためのものである。
【００１８】工程Ａ：  この工程Ａでは、基板の導体回路を有する面側に、当該導体回路の少なくとも一部を露出したソルダーレジスト層を形成する。図１（ａ）には、基板１０の表面に導体回路１１を備えた状態の模式断面図を示す。本件発明において、基板１０が備える導体回路１１の形成は、サブトラクティブ法やセミアディティブ法を用いることができる。サブトラクティブ法であれば、最初に銅張積層板等の基板１０の最外層にある無粗化銅箔を銅エッチング液でエッチングして、不要な銅箔部位を除去して、導体回路１１の形成を行う。このときの回路形成方法としては、外層銅箔の表面にエッチングレジスト層を形成し、エッチングレジストパターンを露光、現像して形成し、その後、銅エッチング液を用いて回路パターンの形成を行い、最終的にエッチングレジストを除去してプリント配線板の回路を形成する。
【００１９】  また、セミアディティブ法であれば、無粗化銅箔を張り合わせた銅張積層板等の基板１０のビアホールを形成する位置に穴をあける。その後、無電解銅めっきを施し、形成した無電解銅めっき層の表面にめっきレジスト層を形成し、めっきレジストパターンを露光、現像する。その後、銅を電気めっきして回路パターンの形成を行い、めっきレジストを除去してから銅エッチング液で無粗化銅箔をエッチング除去することで、プリント配線板の回路を形成する本件発明では、導体回路を備えた基板は、いずれの方法で形成されたものを採用することができ、特にここで挙げたものに限定されるものではない。電気抵抗率が低く、エッチング等による回路形成時の加工性に優れるという点から導体回路１１は、銅又は銅合金を好適に用いることができる。
【００２０】  基板１０の構成材料は、代表例として銅張積層板を用いることができる。例えば、銅張積層板は、絶縁層を構成する絶縁層構成材料と電解銅箔とを張合わせてなる銅張積層板を挙げることができる。銅張積層板としては、片面銅張積層板や、両面銅張積層板、内部に内層回路を備える多層銅張積層板の全てを含む概念である。
【００２１】  当該銅張積層板を構成する絶縁層は、プリント配線板に要求される絶縁特性を満足する絶縁性材料からなる層であれば特に限定されるものではない。具体的には、当該絶縁層は、紙、または、ガラス布等に絶縁性樹脂（エポキシ樹脂、シアネート樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂（ＢＴ樹脂）、ポリフェニレンエーテル樹脂、フェノール樹脂等）を含浸させたシートを必要枚数重ねたプリプレグ等の絶縁樹脂基材であってもよいし、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂或いはポリエステル樹脂等の絶縁樹脂からなる絶縁樹脂層であってもよく、特に限定されるものではない。また、絶縁樹脂層には絶縁性を向上する等の観点からシリカ、アルミナ等の各種無機粒子からなるフィラー粒子等が含有されていてもよい。
【００２２】  この工程Ａでは、上述した基板１０の片面又は両面に、所望のパターン形状を有する導体回路１１を形成する。そして、導体回路１１が形成された基板１０の上に、当該導体回路１１の少なくとも一部を露出させるソルダーレジスト層１２を形成する。図１（ｂ）には、導体回路１１を備えた基板１０の表面にソルダーレジスト層１２を備えた状態の模式断面図を示す。
【００２３】  ソルダーレジスト層１２は、例えば、スクリーン印刷技術を利用して、エポキシ系、ウレタン系、ポリイミド系等のソルダーレジストインクを所望の部分に塗布し、１００℃〜１８０℃で３０分〜３００分間キュアリングすることで形成することができる。これ以外にも、さらに接着剤層を有する樹脂フィルム（カバーレイフィルム）予め打ち抜き加工等により所望の形状として、この樹脂フィルムを熱圧着することにより形成することもできる。以上により、工程Ａにおいて、基板１０の上に導体回路１１の少なくとも一部を露出したソルダーレジスト層を得る。
【００２４】工程Ｂ：  この工程Ｂでは、上述の工程Ａにおいて得られたソルダーレジスト層１２の表面に紫外線を照射して表面の改質処理を行う。図１（ｃ）には、ソルダーレジスト層１２及び当該ソルダーレジスト層１２から露出した導体回路１１の表面に紫外線を照射している状態の模式断面図を示す。当該紫外線照射によるソルダーレジスト層１２表面の改質処理は、工程Ｂの後段の工程Ｃにおいて行う無電解めっき法により形成される導通層１３との密着性を著しく高めることができる処理である。
【００２５】  具体的に、この工程Ｂでは、ソルダーレジスト層１２の上面のみならず側面にも紫外線を照射する。この際、ソルダーレジスト層１２から露出した導体回路１１の上面にも紫外線が照射されたとしても特に問題はない。
【００２６】  この工程Ｂでも用いる紫外線の中心波長帯域は、１５０ｎｍ〜２００ｎｍと、２４０ｎｍ〜３００ｎｍ（より好ましくは、２５０ｎｍ〜２６０ｎｍ）であることが好ましい。また、ソルダーレジスト層１２の表面における紫外線強度は、１５０ｎｍ〜２００ｎｍについては、１０ｍＷ／ｃｍ２〜２０ｍＷ／ｃｍ２であることが好ましく、２４０ｎｍ〜３００ｎｍについては、５０ｍＷ／ｃｍ２〜１００ｍＷ／ｃｍ２であることが好ましい。ここでソルダーレジスト層１２の表面改質に紫外線の照射を用いたのは、有酸素雰囲気下で照射する紫外線エネルギーにより、ソルダーレジスト層１２を構成するＣ−Ｈ結合を、−ＯＨ基及び／又は−Ｃ＝Ｏ基に転化することを目的としている。そして、有酸素雰囲気としては、大気雰囲気下での実施が最も簡便であり好ましい。このように、本件発明では有酸素雰囲気下で紫外線を照射することで、Ｃ−Ｈ結合の−ＯＨ基及び／又は−Ｃ＝Ｏ基への転化が容易になる。しかし、例えば、窒素雰囲気やアンモニア雰囲気など、有機高分子を構成しうる元素を含有する雰囲気下で実施すれば、Ｎ等を取り込んだ構造に転化させることも可能である。
【００２７】  特に、本件発明では、中心波長帯域が１５０ｎｍ〜２００ｎｍである紫外線を有酸素雰囲気下で照射することで、空気中の酸素が、照射対象となるソルダーレジスト層１２の表面付近において効率的にオゾン化する。そして、中心波長帯域が２４０ｎｍ〜３００ｎｍである紫外線は、中心波長帯域が１５０ｎｍ〜２００ｎｍである紫外線照射により生成されたオゾンと反応することにより、活性酸素が生成され、これにより、ソルダーレジスト層１２の表面の化学結合が切断され、生成した活性酸素が切断されたソルダーレジスト層１２表面の分子と結合し、−ＯＨ基、−Ｃ＝Ｏ基等の酸素に富んだ官能基が生成される。
【００２８】  その結果として、無電解めっき法により導通層を形成する前の触媒化処理（キャタライズ）を行うキャタライザーの成分が、表面の改質処理された部分に入り込み、前記官能基と反応してソルダーレジスト層１２の表層内で定着する。そして、その後無電解めっきを行うと、析出金属がソルダーレジスト層１２の表層内で析出を開始して、ソルダーレジスト層１２表面に導通層１３を析出形成すると考えられる。即ち、このときの導通層１３は、当該ソルダーレジスト層１２の表層内にアンカー効果を示す微細な析出金属が根を張ったような状態になっているといえる。この結果、ソルダーレジスト層１２と導通層１３とが、極めて良好な密着性を示すと考えられる。
【００２９】  上述したソルダーレジスト層１２の表面に照射する紫外線の強度は、照射時間との関係を考慮する必要がある。しかし、本件発明において使用する紫外線の強度が、１０ｍＷ／ｃｍ２未満の場合には、ソルダーレジスト層１２の表面改質に長時間を要して生産効率が悪くなる問題がある。一方、紫外線の強度が１００ｍＷ／ｃｍ２を超える場合には、紫外線強度が強くなりすぎて、ソルダーレジスト層の表面のみならず内部にまで変質が及ぶおそれがあり、その制御が困難であるため、好ましくない。よって、ここで挙げた上限を超える強度をかけることができる発光源を用いる場合には、紫外線の波長変更への対応と同様、照射時間を変化させるなどにより最適な照射条件を設定する必要がある。なお、ここでの照射強度は、江東電気株式会社製のＫＯＬ  １−３００Ｓ装置を用いて測定した値で示している。
【００３０】  前記工程Ｂにおける紫外線の照射時間は、２０秒〜７分であることが好ましい。具体的に、照射時間は、後述する工程Ｃでの無電解めっきに用いる浴組成との相性が存在する。従って、現実の操業に当たっては、無電解めっき液の種類に応じて、照射時間の最適化を図って、照射時間を定めるべきである。従って、以下の照射時間の限定理由も、通常考え得る無電解めっき液を想定してのものである。この照射時間が２０秒未満の場合には、上述した中心波長帯域で、適正な改質処理をソルダーレジスト層１２の表面に形成することができない。一方、照射時間が７分を超えると、ソルダーレジスト層１２の表層部が劣化して導通層との良好な密着性が確保できなくなるため好ましくない。以上により、工程Ｂにおいて、表面を改質処理したソルダーレジスト層１２を得る。
【００３１】工程Ｃ：  この工程Ｃでは、上述の工程Ｂにおいて得られた表面を改質処理したソルダーレジスト層１２及び当該ソルダーレジスト層１２から露出した導体回路１１の上面に、無電解めっき法により、導通層１３を形成する。図１（ｄ）には、表面を改質処理したソルダーレジスト層１２及び当該ソルダーレジスト層１２から露出した導体回路１１の表面に導通層１３を形成した状態の模式断面図を示す。
【００３２】  この工程Ｃでは、無電解めっき法にて、導体パターンのない導通層１３をソルダーレジスト層１２の上面及び側面を含む表面と、当該ソルダーレジスト層１２から露出している導体回路１１の表面（上面）に形成する。ここでは、当該導通層１３は、後の工程Ｄで形成する銅バンプ１５と異なる金属で構成しても良いが、同一の金属である銅により形成することが好ましい。この導通層１３は、従来のセミアディティブ法におけるシード層と呼ばれる層であり、後段の工程Ｄにおいて当該導通層１３に給電することにより、導通層１３の上に電解銅めっきにより銅バンプ１５を形成するためのものである。以上により、工程Ｃにおいて、ソルダーレジスト層１２及びソルダーレジスト層１２から露出している導体回路１１の表面に形成された導通層１３を得る。
【００３３】工程Ｄ：  この工程Ｄでは、上述の工程Ｃにおいて得られた導通層１３の表面に、めっきレジスト層１４を形成し、当該めっきレジスト層１４から露出している導体回路１１と電気的導通が可能な導通層１３の表面に電解めっき法により、銅バンプ１５を形成する。図２（ｅ）には、導通層１３の表面にめっきレジスト層１４を形成した状態の模式断面図を示し、図２（ｆ）には、導体回路１１と電気的導通が可能な導通層１３の表面に銅バンプ１５を形成した状態の模式断面図を示す。
【００３４】  この工程Ｄでは、上述の工程Ｃにおいて得られた導通層１３の表面に、めっきレジスト層１４を形成する。めっきレジスト層１４の形成は、液体感光性レジストの塗布・固化させる方法や、感光性ドライフィルムレジストを張り付ける方法でレジスト膜を形成し、所定のパターンを用いて露光・現像して、硬化したフォトレジストを残存させ、未硬化のフォトレジストを除去することで行う。その後、電解めっき法を用いて、めっきレジスト層１４から露出している導通層１３上に給電することにより、導体回路１１と電気的導通が可能な導通層１３の表面に所定の厚さ（高さ）で銅をめっきアップして銅バンプ１５を形成する。このときの電流密度は、８Ａ／ｄｍ２〜１０Ａ／ｄｍ２であることが好ましい。また、当該銅バンプ１５の厚さ（高さ）は、４０μｍ〜１５０μｍであることが好ましい。銅バンプの厚さが４０μｍに満たない場合には、実装後の半導体チップと基板との間のスタンドオフ高さを確保することが難しくなるため好ましくない。また、銅バンプの厚さが１５０μｍを超える場合には、半導体パッケージ自体の厚さが大きくなるため、実質的に好ましくないからである。
【００３５】工程Ｅ：  この工程Ｅでは、上述の工程Ｄの後に、めっきレジスト層１４を剥離する。図２（ｇ）には、めっきレジスト層１４を剥離した状態の模式断面図を示す。
【００３６】工程Ｆ：  この工程Ｆでは、上述の工程Ｅの後に、銅バンプ１５が形成された箇所の間に露出した導通層１３をフラッシュエッチング等の従来から用いられているエッチング方法により剥離除去する。図２（ｈ）には、導通層１３を剥離した状態の模式断面図を示す。このように、めっきレジスト層１４及び露出した導通層１３を剥離することにより、銅バンプ１５を備えるプリント配線板が得られる。
【００３７】  本件発明によれば、以上に詳述した工程Ａ〜工程Ｆを備えることにより、好適に銅バンプ１５を備えるプリント配線板を製造することが可能となる。当該銅バンプは、従来のはんだバンプと異なり、ヒートサイクルを受けた場合の変形が小さい。よって、本件発明によれば、極めて微細な配線ピッチであっても、電気的及び機械的信頼性の高い銅バンプを効率的にプリント配線板に形成することが可能となる。
【００３８】  特に、本件発明は、工程Ｂにおいて、ソルダーレジスト層１２の表面、具体的には、外部に露出している側面及び上面に紫外線を照射して表面の改質処理を行った後に、工程Ｃにおいて、無電解めっき法により導通層１３を形成している。よって、ソルダーレジスト層１２の上面のみならず側面への、導通層１３を形成する無電解めっき液の濡れ性が向上し、当該ソルダーレジスト層１２との間で高い密着強度の導通層１３を実現することができる。従って、導通層１３がソルダーレジスト層１２表面に強固に積層されているので、ブリスタの発生を抑制して、当該導通層１３がソルダーレジスト層１２表面から剥離しがたくプリント配線板の信頼性を向上させることができる。また、本件発明によれば、アンダーフィル樹脂の充填性を改善するために従来行っていたプラズマ処理を格別に行う必要がない。
【００３９】  また、この紫外線による表面改質処理は、従来の無電解めっき処理の前段階として行われる強アルカリ溶液や過マンガン酸カリウム等を用いた処理と比較して、ソルダーレジスト層１２表面の損傷が大幅に抑制される。よって、ソルダーレジスト層１２表面上におけるアンダーフィル樹脂の流れ性を良好とすることができ、気泡発生による樹脂封止不良を未然に回避することができる。ゆえに、本発明によれば、従来と異なり、アンダーフィル樹脂の流れ性改善のために、格別にプラズマ処理を行う必要がない。従って、本発明によれば、効率的に信頼性の高いプリント配線板の提供を実現することができる。
【００４０】  以下に、本発明の製造方法により得られる銅バンプを備えたプリント配線板に関し、紫外線照射により表面の改質処理を行ったソルダーレジスト層の導通層を形成する無電解めっき液の濡れ性及び、導通層とソルダーレジスト層の密着強度について実施例及び比較例を参照して述べる。
【実施例】
【００４１】  実施例では、以下のようにして、紫外線照射により表面の改質処理を行ったソルダーレジスト層の表面に無電解めっき法により導体層を形成し、当該導通層の表面にめっきレジストパターンを形成し、当該めっきレジストパターンから露出している、導通層の表面に電解めっき法により銅バンプを形成した。この実施例に関する工程のフローチャートを図３に示す。【００４２】改質処理工程：  最初にフィルム状のソルダーレジスト基材の表面を改質処理した。ここでは、太陽インキ製造株式会社製の厚さ１５μｍのＡＵＳ−４１０を、１００ｍｍ×１００ｍｍに切り出して、これを試料用ソルダーレジスト基材として用いた。そして、波長１８４．９ｎｍ（照射強度１１．５ｍＷ／ｃｍ２）と、波長２５３．７ｎｍ（照射強度８８．４４ｍＷ／ｃｍ２）を発光する紫外線照射装置として、低圧水銀ランプ（江東電気株式会社製のＫＯＬ  １−３００Ｓ）を用いて、ランプから基材までの照射距離を３０ｍｍとして、照射時間を６０秒と、３００秒とする２種の改質処理されたソルダーレジスト基材を得た。照射時間を６０秒のものを実施例１とし、３００秒のものを実施例２とする。なお、この工程は、本願発明における工程Ｂに相当する。【００４３】無電解めっき工程：  次に、改質処理工程において改質処理されたソルダーレジスト基材の表面に無電解銅−ニッケル−リン合金めっきを施した。このとき、図３に示すような前処理（アルカリ処理、コンディショニング、キャタライズ、活性化処理）を行った後、無電解銅−ニッケル−リン合金めっきにより０．３μｍの無電解銅−ニッケル−リン合金めっき層からなる導通層を形成した。この工程は、本願発明における工程Ｃに相当する。各前処理の条件は、図３に示す。また、無電解めっきにおいて用いた無電解銅−ニッケル−リン合金めっき液の浴組成及びめっき条件を表１に示す。【００４４】
【表１】
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【００４５】熱処理工程：無電解めっき法により銅−ニッケル−リン合金めっき層からなる導通層が形成されたソルダーレジスト基材に対して、１５０℃で３０分間熱処理を施した。【００４６】めっきレジスト層形成工程：  次に、熱処理工程において処理されたソルダーレジスト基材の導通層の表面に、めっきレジスト層を形成した。図３に示すように、実施例では、日立化成株式会社製の厚さ１１２μｍのＨＭ４０１１２の感光性ドライフィルムレジストを張り付け、所定のパターンを用いて露光・現像して、硬化したフォトレジストを残存させ、未硬化のフォトレジストを除去した。この工程は、本願発明における工程Ｄに相当する。【００４７】電気銅めっき工程：  この電気銅めっき工程では、めっきレジスト層から露出している導通層の表面に、電気銅めっきにより、電流密度８Ａ／ｄｍ２の条件で、銅バンプの厚さ（高さ）が約１００μｍとなるように銅を析出させた。この工程は、本願発明における工程Ｄに相当する。なお、電解めっきにおいて用いた銅めっき液の浴組成及びめっき条件を、表２に示す。【００４８】
【表２】
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【００４９】［評価］  上述した実施例における紫外線照射後のソルダーレジスト基材について、（１）表面の観察、（２）表面粗さ、（３）濡れ性、（４）表面改質分析、（５）当該基材表面に形成された導体層の密着強度について評価した。【００５０】１．評価方法（１）表面の観察  上述の実施例において、紫外線照射（照射時間３００秒）後、無電解めっき工程の前処理前のソルダーレジスト基材（実施例２）を観察対象とし、その表面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ  ＪＳＭ−６７００Ｆ、ＪＥＯＬ）により倍率１００００倍のＳＥＭ画像を撮影した。比較例１として、未処理のソルダーレジスト基材表面を観察対象とし、その表面のＳＥＭ画像を得た。比較例２として、実施例において用いたものと同様のソルダーレジスト基材表面を過マンガン酸処理したソルダーレジスト基材を観察対象とし、その表面のＳＥＭ画像を得た。【００５１】（２）表面粗さ  紫外線照射後のソルダーレジスト基材の表面粗さの測定は、上述した「（１）表面の観察」において用いたＳＥＭ写真を用いて、面内粗さ解析を行い、各基材の算術平均粗さ（Ｒａ）を求めた。【００５２】（３）濡れ性（親水性）  紫外線照射後のソルダーレジスト基材の濡れ性（親水性）を評価するため、上述した「（１）表面の観察」「（２）表面粗さ」において測定を行った各ソルダーレジスト基材の表面に水滴を滴下し、接触角を観察した。【００５３】（４）表面改質分析  紫外線照射後のソルダーレジスト基材の表面改質分析は、フーリエ変換型赤外分光光度計（ＦＴ−ＩＲ；株式会社島津製作所製のＦＴＩＲ−ＡＴＲ）を用いて行った。紫外線照射時間６０秒のものを実施例１、３００秒のものを実施例２とし、比較として紫外線照射を行わなかったものを比較例１、紫外線照射時間を６００秒としたものを比較例３とし、各基材について得られたＩＲスペクトルに基づいて、各基材の表面の改質状態を分析した。【００５４】（５）基材表面に形成された導体層の密着強度  紫外線照射を行った実施例１、実施例２において使用したソルダーレジスト基材と、比較例３のソルダーレジスト基材の表面に形成された導体層の密着強度の測定を、株式会社島津製作所製のＥＺ−ｔｅｓｔを用いて行った。具体的には、各ソルダーレジスト基材の表面に形成された導体層に１０ｍｍ幅の長尺な切り込みを入れて試験用の直線回路を形成し、この直線回路の端部を５０ｍｍ／ｍｉｎの速度でソルダーレジスト基材から引き剥がし、導体層の密着強度を求めた。【００５５】２．評価結果（１）表面形態  実施例２で使用したソルダーレジスト基材、比較例１、比較例２のソルダーレジスト基材の表面状態を示すＳＥＭ画像と、表面粗さと、滴下水滴の接触角度を図４に示す。図４に基づいて、各ソルダーレジスト基材の表面状態を比較すると、紫外線を照射して表面改質を行った実施例２は、未処理の比較例１や、過マンガン酸で処理した比較例２と比べて、表面の親水性が著しく改善されたことが確認された。【００５６】（２）表面改質分析  次に、実施例１、実施例２で使用したソルダーレジスト基材と、比較例１及び比較例３のソルダーレジスト基材のＦＴ−ＩＲスペクトルを図５に示す。ＦＴ−ＩＲスペクトルを参照すると、紫外線を照射した実施例１、実施例２及び比較例３のソルダーレジスト基材には、赤外線波長３２００ｃｍ−１付近に、水酸基の伸縮振動に基づくピークが現れることが分かる。紫外線を照射する前の比較例１のソルダーレジスト基材には、この水酸基の伸縮振動に基づくピークは現れていない。このことから、紫外線を照射して、ソルダーレジスト基材の表面改質を行うことにより、ソルダーレジスト基材の表面に水酸基が導入されたことが確認された。【００５７】（３）基材表面に形成された導体層の密着強度  次に、実施例１、実施例２で使用したソルダーレジスト基材と、比較例１及び比較例３のソルダーレジスト基材の各表面に形成された各導体層の密着強度を図６に示す。紫外線照射を行わなかった比較例１については、ソルダーレジスト基材の表面に密着した導体層を形成することが不能であり、密着強度を測定することはできなかった。これに対して、紫外線照射を行った実施例１、実施例２及び比較例３については、いずれも０．２８ｋｇｈ／ｃｍ以上の密着強度を有する導体層が形成されたことを確認した。しかし、密着強度が最も高かったのは、紫外線照射時間が６０秒である実施例１であり、６００秒間紫外線を照射した比較例３については、密着強度が０．３ｋｇｆ／ｃｍを下回ってしまうことが確認された。【００５８】  上述より、本発明に係るプリント配線板の製造方法では、ソルダーレジスト層の表面に紫外線を照射して表面の改質処理を行った後に、無電解めっき法により導通層を形成することにより、当該ソルダーレジスト層の表面は、導通層を形成する無電解めっき液の濡れ性が向上し、ソルダーレジスト層との間で高い密着強度の導通層を形成することが可能となることがいえる。よって、本願発明によれば、従来と比較してより効率的に電気的信頼性の高い銅バンプの形成が可能となり、細線化の実現が可能となるといえる。
【産業上の利用可能性】
【００５９】  本件発明にかかるプリント配線板の製造方法によれば、形成される銅バンプが、ヒートサイクルを受けた場合の変形が小さいため、極めて微細な配線ピッチであっても、電気的及び機械的信頼性の高い銅バンプを効率的にプリント配線板に形成する際に好適に適用することができる。特に、ソルダーレジスト層の表面を紫外線照射により表面改質処理した後に導通層を形成するため、当該導通層を形成する無電解めっき液の濡れ性を向上させ、密着強度の高い導通層を実現することができる。よって、本件発明は信頼性の高いプリント配線板の提供に好適である。
【符号の説明】
【００６０】  １０    基板  １１    導体回路  １２    ソルダーレジスト層  １３    導通層  １４    めっきレジスト層  １５    銅バンプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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