(57)【要約】【課題】耐半田樹脂層が耐薬品性に優れ、半田接合パッドと半田との接続信頼性に優れる配線基板を提供すること。【解決手段】半田接合パッド２ａが被着形成された絶縁基板１の表面に耐半田樹脂層３を被着させて成る配線基板であって、耐半田樹脂層３は、その架橋反応率が９０％以上であるとともに表面の算術平均粗さが２〜１００ｎｍである。【選択図】　図１
2004128404.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に半田接合パッドが被着形成された絶縁基板と、該絶縁基板の表面に前記半田接合パッドの中央部を露出させる開口部を有するように被着された耐半田樹脂層とを具備して成る配線基板において、前記耐半田樹脂層は、その架橋反応率が９０％以上であるとともに表面の算術平均粗さが２〜１００ｎｍであることを特徴とする配線基板。
【請求項２】
表面に半田接合パッドが被着形成された絶縁基板上に、第一の樹脂層用の第一の樹脂ペーストを印刷した後に乾燥させて第一の乾燥樹脂層を形成する工程と、前記第一の乾燥樹脂層の表面をプレスにより平坦化する工程と、前記表面が平坦化された前記第一の乾燥樹脂層の上に第二の樹脂層用の第二の樹脂ペーストを印刷した後に乾燥させて第二の乾燥樹脂層を形成する工程と、第二の乾燥樹脂層の表面に透光性の樹脂フィルムを貼着する工程と、前記第一および第二の乾燥樹脂層を前記樹脂フィルム上から露光した後、前記樹脂フィルムを剥離する工程と、前記第一および第二の乾燥樹脂層を現像した後に硬化させて前記半田接合パッドの中央部を露出させる開口部を有する第一の樹脂層およびその上に積層された第二の樹脂層から成る耐半田樹脂層を形成する工程とを順次行なうことを特徴とする配線基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表面に半田接合パッドが形成された絶縁基板上に前記半田接合パッドの中央部を露出させる開口部を有する耐半田樹脂層を被着させて成る配線基板およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、プリント基板等の配線基板は、配線導体を有する絶縁基板の表面に、電子部品の電極が半田バンプを介して接続される半田接合パッドが被着形成されているとともに、その半田接合パッドの中央部を露出させる耐半田樹脂層が被着されている。そして、この配線基板によれば、耐半田樹脂層から露出した半田接合パッドの表面にニッケルめっきおよび金めっきを施した後、その露出表面に半導体素子等の電子部品の電極を半田を介して接合することにより電子部品が搭載固定されるとともに電子部品の電極と配線導体とが電気的に接続されることとなる。
【０００３】
なお、耐半田樹脂層は、電子部品の電極を半田バンプを介して接続する際に印加される熱から絶縁基板を保護するとともに半田接合パッド同士の電気的な短絡を防止するためのものであり、表面に半田接合パッドが被着形成された絶縁基板上に半田接合パッドを覆うようにして耐半田樹脂層用の感光性を有する未硬化の樹脂ペーストを印刷塗布し、それを乾燥させて乾燥樹脂層を形成した後、その乾燥樹脂層を半田接合パッドの中央部を露出させる開口部を有するように露光・現像した後に熱硬化させることによって形成される。この場合、絶縁基板上に形成された耐半田樹脂層用の乾燥樹脂層を露光するには、絶縁基板上に塗布された耐半田樹脂層用の乾燥樹脂層の上に樹脂フィルムやガラス板から成る露光マスクを載置し、その上から露光する方法が採用されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−２０８９１３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような配線基板においては、絶縁基板の表面には配線導体との間に段差が形成されていたり、内部の配線導体の影響で凹凸が形成されており、その上に塗布される耐半田樹脂層用の熱硬化性樹脂ペーストを乾燥後に硬化させた乾燥樹脂層の表面にも乾燥時の体積収縮により配線導体との段差や絶縁基体の凹凸に対応した僅かな凹凸が形成される。このような乾燥樹脂層の表面に形成される凹凸は、絶縁基板に形成された配線導体の多層化やファインピッチ化に伴いその高さが例えば５μｍを超える高いものとなるとともにそのピッチも狭いものとなってきた。そして、そのように高さが高くピッチの狭い凹凸が形成された耐半田樹脂層用の乾燥樹脂層上に露光マスクを密着させて露光を行なうと、露光マスクと乾燥樹脂層との間に部分的な隙間が形成されてその隙間に空気が取り残されてしまう。そして、取り残された空気中の酸素が露光時の光反応を阻害して耐半田樹脂層に架橋密度の低く表面が粗い箇所が部分的に形成されてしまい、その結果、例えば半田接合パッドの露出部にニッケルめっきや金めっきを施す際等に使用される薬品により耐半田樹脂層の一部が半田接合パッドの露出部に溶出して電子部品の電極と半田接合パッドとの半田を介した接続を阻害したり、耐半田樹脂層の電気的な絶縁性が低下してしまったりするという問題点を有していた。
【０００６】
本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑み完成されたものであり、その目的は、耐半田樹脂層の耐薬品性が高く、薬品により耐半田樹脂層が溶出することがなく、電子部品の電極と半田接合パッドとが半田を介して良好に接続されるとともに耐半田樹脂層の絶縁性に優れる配線基板およびその製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の配線基板は、表面に半田接合パッドが被着形成された絶縁基板と、該絶縁基板の表面に前記半田接合パッドの中央部を露出させる開口部を有するように被着された耐半田樹脂層とを具備して成る配線基板において、前記耐半田樹脂層は、その架橋反応率が９０％以上であるとともに表面の算術平均粗さが２〜１００ｎｍであることを特徴とするものである。
【０００８】
また、本発明の配線基板の製造方法は、表面に半田接合パッドが被着形成された絶縁基板上に、第一の樹脂層用の第一の樹脂ペーストを印刷した後に乾燥させて第一の乾燥樹脂層を形成する工程と、第一の乾燥樹脂層の表面をプレスにより平坦化する工程と、表面が平坦化された第一の乾燥樹脂層の上に第二の樹脂層用の第二の樹脂ペーストを印刷した後に乾燥させて第二の乾燥樹脂層を形成する工程と、第二の乾燥樹脂層の表面に透光性の樹脂フィルムを貼着する工程と、第一および第二の乾燥樹脂層をその上の樹脂フィルム上から露光した後、樹脂フィルムを剥離する工程と、第一および第二の乾燥樹脂層を現像した後に硬化させて半田接合パッドの中央部を露出させる開口部を有する第一の樹脂層およびその上に積層された第二の樹脂層から成る耐半田樹脂層を形成する工程とを順次行なうことを特徴とするものである。
【０００９】
本発明の配線基板によれば、耐半田樹脂は、その架橋反応率が９０％以上であるとともにその表面の算術平均粗さが２〜１００ｎｍであることから、耐半田樹脂層の耐薬品性が強い。
【００１０】
また、本発明の配線基板の製造方法によれば、表面に半田接合パッドが被着形成された絶縁基板上に、第一の樹脂層用の第一の樹脂ペーストを印刷した後に乾燥させて第一の乾燥樹脂層を形成する工程と、第一の乾燥樹脂層の表面をプレスにより平坦化する工程と、表面が平坦化された第一の乾燥樹脂層の上に第二の樹脂層用の第二の樹脂ペーストを印刷した後に乾燥させて第二の乾燥樹脂層を形成する工程と、第二の乾燥樹脂層の表面に透光性の樹脂フィルムを貼着する工程と、第一および第二の乾燥樹脂層をその上の樹脂フィルム上から露光した後、樹脂フィルムを剥離する工程と、第一および第二の乾燥樹脂層を現像した後に硬化させて半田接合パッドの中央部を露出させる開口部を有する第一の樹脂層およびその上に積層された第二の樹脂層から成る耐半田樹脂層を形成する工程とを順次行なうことから、プレスにより平坦化された第一の乾燥樹脂層上に形成された第二の乾燥樹脂層表面を極めて平坦なものとなすことができるとともに、露光の際に第二の乾燥樹脂層の表面に貼着した樹脂フィルムにより第二の乾燥樹脂層の表面が酸素に触れることが有効に防止され、その結果、耐半田樹脂層の反応率が高いとともに耐半田樹脂層表面の表面粗さが小さな耐薬品性に優れる配線基板を提供することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の配線基板およびその製造方法を添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【００１２】
図１は、本発明の配線基板の実施の形態の一例を示す部分断面図である。この図において１は絶縁基板、２は配線導体、３は耐半田樹脂層であり、主にこれらで本発明の配線基板が構成される。
【００１３】
絶縁基板１は、例えばガラス−エポキシ樹脂等の有機系材料から成り、配線導体２および耐半田樹脂層３の支持体として機能し、ガラスクロスに未硬化の熱硬化性樹脂を含浸させて成る未硬化シートを必要に応じて複数枚積層し、それを熱硬化させることによって製作される。
【００１４】
また、絶縁基板１にはその上面から下面にかけて貫通孔４が形成されているとともにその上下面および貫通孔４の内壁には、例えば銅箔や銅めっき層から成る複数の配線導体２が被着形成されている。また貫通孔４内にはエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂から成る孔埋め樹脂５が充填されている。
【００１５】
絶縁基板１に被着形成された配線導体２は配線基板に搭載される電子部品の電極を外部電気回路基板に接続するための導電路として機能し、配線導体２のうち、絶縁基板１の上面に配設された配線導体２の一部は電子部品の電極が半田６ａを介して電気的に接続される電子部品接続用の半田接合パッド２ａを形成しており、下面に配設された配線導体２の一部は外部電気回路基板の配線導体に半田６ｂを介して電気的に接続される外部接続用の半田接合パッド２ｂを形成している。そして、これらの半田接合パッド２ａ、２ｂの露出表面にニッケルめっきおよび金めっきを施した後、電子部品の電極を半田接合パッド２ａに半田６ａを介して接続するとともに外部接続用の半田接合パッド２ｂを外部の電気回路基板の配線導体に半田６ｂを介して接続することによって搭載する電子部品が外部電気回路に電気的に接続されることとなる。
【００１６】
このような配線導体２は、例えば絶縁基板１の上下面に銅箔を貼着しておくとともにその銅箔および絶縁基板１にドリル加工により貫通孔４を穿孔し、次に貫通孔４の内壁および絶縁基板１の上下面の銅箔表面に銅めっき層を無電解めっき法および電解めっき法により被着させ、しかる後、絶縁基板１の上下面に被着させた銅箔およびその上の銅めっき層を従来周知のフォトリソグラフィー技術を用いて配線導体２に対応した所定のパターンにエッチングすることによって形成される。
【００１７】
また、絶縁基板１の表面には、配線導体２の一部である半田接合パッド２ａ、２ｂの中央部を露出させる開口部を有するようにして、耐半田樹脂層３が被着形成されている。
【００１８】
耐半田樹脂３は、変性ポリフェニレンエーテル樹脂等の耐熱樹脂から成り、絶縁基板１を半田接合時の熱から保護するとともに隣接する半田接合パッド２ａ同士、２ｂ同士が半田を介して電気的に短絡するのを防止する作用を為し、絶縁基板１上に被着された厚みが５〜１０μｍの第一の樹脂層３ａと、その上に積層された厚みが１５〜３０μｍの第二の樹脂層３ｂとから成る。
【００１９】
そして本発明においては、耐半田樹脂層３は、その架橋反応率が９０％以上であるとともに、その表面の算術平均粗さが２〜１００ｎｍとなっており、そのことが重要である。このように、耐半田樹脂層３の架橋反応率が９０％以上であるとともに耐半田樹脂層３表面の算術平均粗さが２〜１００ｎｍとなっていることから、耐半田樹脂層３の耐薬品性が優れており、例えば半田接合パッド２ａの露出面にめっき金属層を被着させる際等に使用される薬品により耐半田樹脂層３が溶出するようなことはない。したがって、本発明の配線基板によれば、電子部品の電極と配線導体２の一部である半田接合パッド２ａとを半田６ａを介して良好に接続することができるとともに耐半田樹脂層３の絶縁性を高いものとすることができる。
【００２０】
なお、耐半田樹脂層３の架橋反応率が９０％未満の場合、耐半田樹脂層３の耐薬品性が劣ったものとなり、例えば半田接合パッド２ａの露出面にめっき金属層を被着させる際等に使用される薬品により耐半田樹脂層３が溶出してしまう傾向にある。したがって、耐半田樹脂層３の架橋反応率は９０％以上に特定される。また、耐半田樹脂層３の表面の算術平均粗さが２ｎｍ未満の場合、そのような平滑な表面を有する耐半田樹脂層３を効率良く形成することが困難となり、他方１００ｎｍを超えると、耐半田樹脂層３の耐薬品性が劣ったものとなり、例えば半田接合パッド２ａの露出面にめっき金属層を被着させる際等に使用される薬品により耐半田樹脂層３が溶出してしまう傾向にある。したがって、耐半田樹脂層３の表面の算術平均粗さは、２〜１００ｎｍの範囲に特定される。
【００２１】
ところで本発明において、このような耐半田樹脂層３を形成するには、まず図２（ａ）に要部拡大断面図で示すように、例えば表面に半田接合パッド２ａが被着形成された絶縁基板１の表面に第一の樹脂層３ａ用の樹脂ペースト１１ａを印刷塗布する。この樹脂ペースト１１ａは熱硬化性樹脂として変性ポリフェニレンエーテル樹脂１００質量部と、架橋剤としてトリアリルイソシアネート３質量部と、エラストマーと、無機絶縁性フィラーとして３０質量部の平均粒径が０．１〜２μｍの範囲の炭酸カルシウムと有機溶剤とを添加して混練することにより作成され、これをスクリーン印刷法またはロールコート法を採用することにより絶縁基板１上に印刷塗布される。このとき、絶縁基板１の表面に印刷塗布された樹脂ペースト１１ａの表面は重力によりレベリングされて平坦となる。
【００２２】
次に図２（ｂ）に示すように、第一の樹脂層３ａ用の樹脂ペースト１１ａを乾燥させて第一の乾燥樹脂層１２ａを形成する。乾燥には温風乾燥や赤外線乾燥等を用いればよい。ことのき、樹脂ペースト１１ａが乾燥収縮して第一の乾燥樹脂層１２ａの表面に絶縁基板１の表面の凹凸に対応した凹凸が形成される。なおこのとき、第一の乾燥樹脂層１２ａ表面における凹凸の高さは絶縁基板１の表面における凹凸の高さに樹脂ペースト１１ａの乾燥収縮率を掛けた程度の高さとなる。すなわち、樹脂ペースト１１ａの乾燥収縮率が１０％であれば、第一の乾燥樹脂層１２ａ表面における凹凸の高さは絶縁基板１の表面における凹凸の高さの１０％程度となる。
【００２３】
次に図２（ｃ）に示すように、第一の乾燥樹脂層１２ａの表面をプレスにより平坦化する。第一の乾燥樹脂層１２ａの表面をプレスにより平坦化するには、第一の乾燥樹脂層１２ａの上にポリエチレンテレフタレート等の樹脂から成る樹脂フィルムを載置するとともに、その上から加熱装置を有するプレス装置で加熱しながらプレスすることにより平坦化する方法が採用される。このとき、第一の乾燥樹脂層１２ａの表面における凹凸の高さは、第一の樹脂ペースト１１ａの乾燥収縮により形成された凹凸の高さよりも更に小さなものとなる。なお、第一の乾燥樹脂層１２ａの表面における凹凸の高さが５μｍ以下となるように平坦化することが望ましい。
【００２４】
次に図２（ｄ）に示すように、第一の乾燥樹脂層１２ａの上に第二の樹脂層３ｂ用の第二の樹脂ペースト１１ｂを印刷塗布した後、それを乾燥させて第二の乾燥樹脂層１２ｂを形成する。なお第二の乾燥樹脂層１２ｂ表面における凹凸の高さは第一の乾燥樹脂層１２ａの表面における凹凸の高さに第二の樹脂ペースト１１ｂの乾燥収縮率を掛けた程度の高さとなる。すなわち、例えば第二の樹脂ペースト１１ｂの乾燥収縮率が１０％であれば、第二の乾燥樹脂層１２ｂ表面における凹凸の高さは第一の乾燥樹脂層１２ａの表面における凹凸の高さの１０％程度となる。ことのき、第一の乾燥樹脂層１２ａの表面はプレスにより平坦化されており、その上に第二の樹脂ペースト１１ｂを印刷塗布した後乾燥させて第二の乾燥樹脂層１２ｂを形成することから、第二の乾燥樹脂層１２ｂの表面における凹凸の高さは、極めて小さなものとなる。
【００２５】
なお、樹脂ペースト１１ｂは、樹脂ペースト１１ａと同様のものであり、樹脂ペースト１１ａと同様にして印刷される。また、その粘度や塗布スピードを樹脂ペースト１１ａの場合と変更することにより樹脂ペースト１１ｂの厚みを調整することが可能である。また、樹脂ペースト１１ｂの乾燥には樹脂ペースト１１ａの場合と同様に温風乾燥や赤外線乾燥を用いればよい。
【００２６】
次に図２（ｅ）に示すように、第二の乾燥樹脂層１２ｂの上にポリエチレンテレフタレート等の透光性樹脂から成る樹脂フィルム１３を貼着する。このとき、第二の乾燥樹脂層１２ｂの表面は極めて平坦なものとなっていることから、樹脂フィルム１３を第二の乾燥樹脂層１２ｂの表面に隙間なく良好に密着させることができる。
【００２７】
次に図２（ｆ）に示すように、樹脂フィルム１３上に露光マスク１４を密着させ、その上から第一および第二の乾燥樹脂層１２ａ、１２ｂを露光する。このとき、第二の乾燥樹脂層１２ｂの表面は極めて平坦となっているとともに樹脂フィルム１３が隙間なく貼着されていることから空気に触れることはなく、したがって露光時の光反応が酸素により阻害されることはない。
【００２８】
そして最後に図２（ｇ）に示すように、樹脂フィルム１３を剥離した後、第一および第二の乾燥樹脂層１２ａ、１２ｂを現像し、さらにその後、紫外線硬化および／または熱硬化させることによって、半田接合パッド２ａの中央部を露出させる開口部を有する、架橋密度が高く表面が極めて平滑な耐薬品性に優れる耐半田樹脂層３が形成される。なお、このとき、耐半田樹脂層３の架橋反応率が９０％未満であると、耐半田樹脂層３の耐薬品性や絶縁性が低下してしまう。したがって、耐半田樹脂層３の架橋反応率は９０％以上としておくことが好ましい。また、耐半田樹脂層３の表面の算術平均粗さが２ｎｍ未満の場合、そのような平滑な表面を有する耐半田樹脂層３を効率良く形成することが困難となり、他方、１００ｎｍを超えると、耐半田樹脂層３の耐薬品性が劣ったものとなってしまう。したがって、耐半田樹脂層３の表面の算術平均粗さは、２〜１００ｎｍの範囲であることが好ましい。
【００２９】
かくして本発明の配線基板およびその製造方法によれば、耐半田樹脂層３の耐薬品性が優れ、電子部品の電極と半田接合パッドとが半田を介して良好に接続されるとともに耐半田樹脂層３の絶縁性に優れる配線基板を提供することができる。
【００３０】
なお、本発明は上記の実施の形態例に限定されるものではなく、例えば、配線基板として絶縁基体上に配線導体層と絶縁層とを交互に積層したビルドアップ基板を用いても良い。
【００３１】
【発明の効果】
本発明の配線基板によれば、耐半田樹脂層は、その架橋反応率が９０％以上であるとともにその表面の算術平均粗さが２〜１００ｎｍであることから、耐半田樹脂層の耐薬品性が強い。したがって耐半田樹脂層が薬品により溶出するようなことはなく、電子部品の電極と配線導体とを半田を介して良好に接続することができるとともに耐半田樹脂層の絶縁性に優れる配線基板となる。
【００３２】
また、本発明の配線基板の製造方法によれば、表面に半田接合パッドが被着形成された絶縁基板上に、第一の樹脂層用の第一の樹脂ペーストを印刷した後に乾燥させて第一の乾燥樹脂層を形成する工程と、第一の乾燥樹脂層の表面をプレスにより平坦化する工程と、表面が平坦化された第一の乾燥樹脂層の上に第二の樹脂層用の第二の樹脂ペーストを印刷した後に乾燥させて第二の乾燥樹脂層を形成する工程と、第二の乾燥樹脂層の表面に透光性の樹脂フィルムを貼着する工程と、第一および第二の乾燥樹脂層をその上の樹脂フィルム上から露光した後、樹脂フィルムを剥離する工程と、第一および第二の乾燥樹脂層を現像した後に硬化させて半田接合パッドの中央部を露出させる開口部を有する第一の樹脂層およびその上に積層された第二の樹脂層から成る耐半田樹脂層を形成する工程とを順次行なうことから、プレスにより平坦化された第一の乾燥樹脂層上に形成された第二の乾燥樹脂層表面を極めて平坦なものとなすことができるとともに、露光の際に第二の乾燥樹脂層の表面に貼着した樹脂フィルムにより第二の乾燥樹脂層の表面が酸素に触れることが有効に防止され、その結果、耐半田樹脂層の反応率が高いとともに耐半田樹脂層表面の表面粗さが小さな耐薬品性に優れる配線基板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の配線基板の実施の形態の一例を示す部分断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｇ）は、本発明の配線基板の製造方法を説明するための工程毎の要部拡大断面図である。
【符号の説明】
１・・・・・・絶縁基板
２・・・・・・配線導体
２ａ・・・・・半田接合パッド
３・・・・・・耐半田樹脂層
３ａ・・・・・第一の樹脂層
３ｂ・・・・・第二の樹脂層
１１ａ・・・・第一の樹脂ペースト
１１ｂ・・・・第二の樹脂ペースト
１２ａ・・・・第一の乾燥樹脂層
１２ｂ・・・・第二の乾燥樹脂層
１３・・・・・樹脂フィルム
【図１】
2004128404.tif 000003
【図２】
2004128404.tif 000004