(57)【要約】【課題】従来、プリント配線板とアンダフィルとの密着性が阻害されていた。【解決手段】プリント配線板１は、半田バンプ３４を介して電子部品が実装されるプリント配線板であって、基板本体１２と、基板本体１２上に設けられ、半田バンプ３４の一部が埋め込まれる第１の開口部を有するソルダーレジスト層３１（第１のソルダーレジスト層）と、ソルダーレジスト層３１上に設けられ、半田バンプ３４が突き抜ける第２の開口部を有するソルダーレジスト層３２（第２のソルダーレジスト層）と、を備えている。ここで、第２の開口部の形状は、平面視で、第１の開口部の形状と非相似である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半田バンプを介して電子部品が実装されるプリント配線板であって、
基板本体と、
前記基板本体上に設けられ、前記半田バンプの一部が埋め込まれる第１の開口部を有する第１のソルダーレジスト層と、
前記第１のソルダーレジスト層上に設けられ、前記半田バンプが突き抜ける第２の開口部を有する第２のソルダーレジスト層と、を備え、
平面視で、前記第２の開口部の形状は、前記第１の開口部の形状と非相似であることを特徴とするプリント配線板。
【請求項２】
請求項１に記載のプリント配線板において、
前記第２のソルダーレジスト層の前記第１のソルダーレジスト層側の面は、当該第２のソルダーレジスト層の前記第１のソルダーレジスト層と反対側の面よりも、小さな面積を有しているプリント配線板。
【請求項３】
請求項１または２に記載のプリント配線板において、
前記第２のソルダーレジスト層の側面が前記第１のソルダーレジスト層に対してなす角は、９０°未満であるプリント配線板。
【請求項４】
請求項１乃至３いずれかに記載のプリント配線板において、
平面視で、前記第１および前記第２の開口部の形状は、それぞれ円形および矩形であるプリント配線板。
【請求項５】
請求項１乃至３いずれかに記載のプリント配線板において、
前記第２のソルダーレジスト層は、柱状をしているプリント配線板。
【請求項６】
請求項５に記載のプリント配線板において、
前記第２のソルダーレジスト層は、平面視で、前記第１の開口部と共に千鳥格子状に配置されているプリント配線板。
【請求項７】
請求項１乃至６いずれかに記載のプリント配線板において、
前記第２のソルダーレジスト層の厚みは、５μｍ以上３５μｍ以下であるプリント配線板。
【請求項８】
半田バンプを介して電子部品が実装されるプリント配線板を製造する方法であって、
基板本体上に、前記半田バンプの一部が埋め込まれる第１の開口部を有する第１のソルダーレジスト層を形成する工程と、
前記第１のソルダーレジスト層上に、前記半田バンプが突き抜ける第２の開口部を有する第２のソルダーレジスト層を形成する工程と、を含み、
前記第２の開口部は、平面視で、前記第１の開口部の形状と非相似な形状となるように形成されることを特徴とするプリント配線板の製造方法。
【請求項９】
請求項８に記載のプリント配線板の製造方法において、
前記第２のソルダーレジスト層を形成する工程は、写真現像型の前記第２のソルダーレジスト層をタックフリーとなるように処理する工程と、当該処理よりも後に前記第２のソルダーレジスト層を露光し、ブレークポイントの２倍以上５倍以下の現像時間で現像を行う工程と、当該現像よりも後に前記第２のソルダーレジスト層を硬化させる工程と、を含む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、プリント配線板およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の高速化および多ピン化に伴い、各種ある実装方式の中でＣ４フリップチップ実装の適用比率が増している。また、その際、バンプ材に用いられる半田については、環境保全の観点から無鉛半田の要求が高まっている。高温半田のウェハバンプに、プリント配線板の実装パッド上に形成した共晶予備半田を溶融接続して実装する場合に比べ、ウェハバンプとプリント配線板上の予備半田との双方に無鉛半田を使用した場合は、実装温度が高く、ＢＧＡ半田ボールを取り付ける際や半導体装置をボード実装する際のリフロー加熱時にバンプ全体が再溶融する。このとき、バンプ間のショート不良を防ぐためにプリント配線板の表層保護膜であるソルダーレジストには、流出半田を塞き止めるソルダーダムとしての機能が求められる。
【０００３】
かかるソルダーレジストを具備したプリント配線板が、特許文献１に記載されている。図５（ａ）および図５（ｂ）は、それぞれ同文献に記載されたプリント配線板の構成の概略を示す断面図および平面図である。基板本体１１２の表層には、実装パッド１２０ａに対応する位置に開口部を有するソルダーレジスト層１３１が形成され、その上にはソルダーレジスト層１３１の開口部よりも大きな径をもつ開口部を有するソルダーレジスト層１３２が形成されている。ソルダーレジスト層１３１の開口部の内部空間に半田ペーストをソルダーレジスト層１３２とほぼ同等の高さまで充填し、その後にリフローすることにより半田バンプ１３４が形成されている。
【０００４】
なお、本発明に関連する先行技術文献としては、特許文献１の他に、特許文献２が挙げられる。同文献には、半導体キャリアの電極間に非導電性の仕切りを設けることが開示されている。
【特許文献１】特開２００６−２０２８８１号公報
【特許文献２】特開平９−２９３７５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、図５（ａ）および図５（ｂ）に示した、ソルダーレジストを具備したプリント配線板では、ソルダーレジスト層１３１の開口部とソルダーレジスト層１３２の開口部とが、平面視で同心円状に形成されている。そのため、ソルダーレジスト層１３２と半田バンプ１３４との間には、略一定の幅をもつ隙間（溝）が生じてしまう。このような実装パッド構造においては、半田バンプ１３４の形成時およびＣ４フリップチップ実装時に使用するフラックスが上記隙間に入り込み、洗浄性低下によって残留し易くなる。このことは、プリント配線板とアンダフィルとの密着性を阻害する要因となる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によるプリント配線板は、半田バンプを介して電子部品が実装されるプリント配線板であって、基板本体と、上記基板本体上に設けられ、上記半田バンプの一部が埋め込まれる第１の開口部を有する第１のソルダーレジスト層と、上記第１のソルダーレジスト層上に設けられ、上記半田バンプが突き抜ける第２の開口部を有する第２のソルダーレジスト層と、を備え、平面視で、上記第２の開口部の形状は、上記第１の開口部の形状と非相似であることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明によるプリント配線板の製造方法は、半田バンプを介して電子部品が実装されるプリント配線板を製造する方法であって、基板本体上に、上記半田バンプの一部が埋め込まれる第１の開口部を有する第１のソルダーレジスト層を形成する工程と、上記第１のソルダーレジスト層上に、上記半田バンプが突き抜ける第２の開口部を有する第２のソルダーレジスト層を形成する工程と、を含み、上記第２の開口部は、平面視で、上記第１の開口部の形状と非相似な形状となるように形成されることを特徴とする。
【０００８】
本発明においては、第２のソルダーレジスト層の開口部（第２の開口部）の形状が、平面視で、第１のソルダーレジスト層の開口部（第１の開口部）の形状と非相似である。これにより、第２のソルダーレジスト層と半田バンプとの間に、略一定の幅をもつ隙間が生じるのを防ぐことができる。このため、フラックスが第１のソルダーレジスト層の表面に残ってしまうという事象は、起こりにくくなる。したがって、プリント配線板とアンダフィルとの間で、高い密着性を得ることができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、アンダフィルとの間で高い密着性を得ることが可能なプリント配線板およびその製造方法が実現される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照しつつ、本発明によるプリント配線板およびその製造方法の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明においては、同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
（第１実施形態）
【００１１】
図１および図２は、それぞれ本発明の第１実施形態に係るプリント配線板の構成の概略を示す断面図および平面図である。プリント配線板１は、半田バンプ３４を介して電子部品が実装されるプリント配線板であって、基板本体１２と、基板本体１２上に設けられ、半田バンプ３４の一部が埋め込まれる第１の開口部を有するソルダーレジスト層３１（第１のソルダーレジスト層）と、ソルダーレジスト層３１上に設けられ、半田バンプ３４が突き抜ける第２の開口部を有するソルダーレジスト層３２（第２のソルダーレジスト層）と、を備えている。ここで、第２の開口部の形状は、平面視で、第１の開口部の形状と非相似である。本実施形態において第１および第２の開口部の形状は、平面視で、それぞれ円形および矩形である。
【００１２】
より詳細には、半田バンプ３４によってＣ４フリップチップ実装されるプリント配線板１の構造において、基板本体１２の表層のフリップチップ実装面には、配線を被覆し、実装パッド２０ａの上に開口部を設けてＳＭＤ（Solder Mask Define）構造を構成するソルダーレジスト層３１が形成されている。その上には、ソルダーレジスト層３２によるソルダーダムが隣り合う半田バンプ３４間に形成されている。ソルダーレジスト層３２の高さは、半田バンプ３４の高さより低い。ソルダーレジスト層３２の高さは、５μｍ以上３５μｍ以下であることが好ましい。
【００１３】
また、ソルダーレジスト層３２は、アンダーカット形状を有している。すなわち、ソルダーレジスト層３２の下面（ソルダーレジスト層３１側の面）は、ソルダーレジスト層３２の上面（ソルダーレジスト層３１と反対側の面）よりも、小さな面積を有している。これにより、ソルダーレジスト層３２の側面がソルダーレジスト層３１に対してなす角は、９０°未満となっている。
【００１４】
図２に示すように、半田バンプ３４は、正方格子状に配列されている。したがって、半田バンプ３４の下の、実装パッド２０ａおよび第１の開口部も正方格子状に配列されている。半田バンプ３４間には、線状のソルダーレジスト層３２が正方格子を成すように形成されている。このソルダーレジスト層３２によって、各半田バンプ３４の周囲が取り囲まれている。ソルダーレジスト層３２のトップ線幅（上面の線幅）は、例えば、５μｍ〜６０μｍ程度である。上述のとおり、ソルダーレジスト層３２はアンダーカット形状を有しており、アンダーカットの寸法はトップ線幅からボトム線幅（下面の線幅）を減じた値が１μｍ以上であることが好ましい。
【００１５】
図３（ａ）〜図３（ｄ）を参照しつつ、本発明によるプリント配線板の製造方法の一実施形態として、プリント配線板１の製造方法の一例を説明する。まず、配線および実装パッド２０ａとなる導体パターンを形成した基板本体１２にソルダーレジスト層３１をパターニングし、硬化させる（図３（ａ））。次に、液状タイプでアルカリ現像型のソルダーレジスト層３２を厚みが５〜３５μｍとなるように全面に塗布する。その後、溶剤を飛ばしタックフリーとなるように７０〜９０℃で１５〜４５分間、乾燥する（図３（ｂ））。ソルダーレジスト層３２には、光開始剤およびその補助剤の配合比率において内部硬化性を重視しないインク組成物を使用することが好ましい。
【００１６】
次に、マスク４０を用いて、１００〜７００ｍＪ／ｃｍ２のＵＶ光を硬化させたい部分に選択的に照射する（図３（ｃ））。続いて、０．５ｗｔ％〜１．５ｗｔ％の炭酸ナトリウム水溶液を用いて０．５〜２ｋｇ／ｃｍ２の圧力でスプレ現像する。現像時間は、ブレークポイントの２〜５倍となるように設定されている。なお、ここでいうブレークポイントは、未露光のソルダーレジスト層３２が完全溶解するまでの時間として定義される。その後、０．５〜２Ｊ／ｃｍ２のＵＶ照射と１４０〜１７０℃で１〜２時間の熱処理とを行うことで、アンダーカットの縦断形状を有し所望のパターンに形成されたソルダーレジスト層３２を具備したプリント配線板１を得る（図３（ｄ））。
【００１７】
このように、本実施形態においてソルダーレジスト層３２を形成する工程は、写真現像型のソルダーレジスト層３２をタックフリーとなるように処理する工程と、当該処理よりも後にソルダーレジスト層３２を露光し、ブレークポイントの２倍以上５倍以下の現像時間で現像を行う工程と、当該現像よりも後にソルダーレジスト層３２を硬化させる工程と、を含んでいる。
【００１８】
本実施形態の効果を説明する。本実施形態においては、ソルダーレジスト層３２の開口部（第２の開口部）の形状が、平面視で、ソルダーレジスト層３１の開口部（第１の開口部）の形状と非相似である。これにより、ソルダーレジスト層３２と半田バンプ３４との間に、略一定の幅をもつ隙間が生じるのを防ぐことができる。このため、半田バンプ３４の形成時およびＣ４フリップチップ実装時に使用するフラックスがソルダーレジスト層３１の表面に残ってしまうという事象は、起こりにくくなる。したがって、プリント配線板１とアンダフィルとの間で、高い密着性を得ることができる。
【００１９】
これに対して、図５（ａ）および図５（ｂ）に示したプリント配線板においては、ソルダーレジスト層１３１の開口部の形状とソルダーレジスト層１３２の開口部の形状とが平面視で相似である。これにより、ソルダーレジスト層１３２と半田バンプ１３４との間に略一定の幅をもつ隙間が生じる。すると、上述のように、フラックスの洗浄性が低下し、当該フラックスがソルダーレジスト層１３１の表面に残ってしまう。
【００２０】
しかも、半田バンプ１３４は、ソルダーレジスト層１３２とほぼ同等の高さになるように形成されているため、上記隙間は深く、フラックス洗浄性はより低下する。また、アンダフィル注入時には上記隙間にエアーがトラップされやすくなるため、アンダフィルボイドの発生を助長する要因ともなる。本実施形態によれば、かかる問題も解消することができる。
【００２１】
さらに、本実施形態においては、ソルダーレジスト層３２がアンダーカット形状を有しているので、バンプから流れ出した半田がソルダーレジスト層３２を越えて近接する半田バンプ３４に接触するのを防ぐことができる。また、アンカー効果により、プリント配線板１とアンダフィルとの間の密着性がさらに向上する。
（第２実施形態）
【００２２】
図４は、本発明の第２実施形態に係るプリント配線板の構成の概略を示す平面図である。なお、プリント配線板２の断面構造は、図１に示したものと同様である。正方格子に配置された実装パッド２０ａの上には、ソルダーレジスト層３１の開口部（第１の開口部）が設けられている。本実施形態においてソルダーレジスト層３２は、ドットパターンとして形成されている。すなわち、ソルダーレジスト層３２は、柱状をしている。その直径は、例えば５μｍ〜１６０μｍ程度である。本実施形態においてもソルダーレジスト層３２は、アンダーカット形状を有している。したがって、このソルダーレジスト層３２は、ソルダーレジスト層３１に近づくにつれて径が次第に小さくなるテーパ状をしている。また、ソルダーレジスト層３２は、平面視で、第１の開口部と共に千鳥格子状に配置されている。プリント配線板２のその他の構成および製造方法は、プリント配線板１と同様である。
【００２３】
本実施形態においては、柱状のソルダーレジスト層３２を第１の開口部と共に千鳥格子状に配置している。これにより、半田バンプ３４の形成時およびＣ４フリップチップ実装時に使用するフラックスを洗浄する際、洗浄液の流速を増幅するとともに、液流を乱流に変化させ洗浄性を高めることができる。
【００２４】
プリント配線板とアンダフィルとの密着性を保持し高めるための手法としては、上述のフラックスをアンダフィルの塗布面に残さないことと、密着界面のアンカー効果を強化することとが考えられる。本実施形態では、それらの何れの手法に対しても技術的に補強することが可能になる。プリント配線板２のその他の効果は、プリント配線板１と同様である。
【００２５】
本発明によるプリント配線板およびその製造方法は、上記実施形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。例えば、上記実施形態においては実装パッド２０ａが正方格子状に配列された例を示したが、実装パッド２０ａは千鳥格子状に配列されていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１実施形態に係るプリント配線板の構成の概略を示す断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るプリント配線板の構成の概略を示す平面図である。
【図３】（ａ）〜（ｄ）は、本発明によるプリント配線板の製造方法の一実施形態を示す工程図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係るプリント配線板の構成の概略を示す平面図である。
【図５】（ａ）および（ｂ）は、それぞれ従来のプリント配線板の構成の概略を示す断面図および平面図である。
【符号の説明】
【００２７】
１    プリント配線板
２    プリント配線板
１２    基板本体
２０ａ    実装パッド
３１    ソルダーレジスト層
３２    ソルダーレジスト層
３４    半田バンプ
４０    マスク
【図１】
2008147458.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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