(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】配線導体２が被着形成された有機材料系の絶縁基体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、絶縁基体上１に被着された第一の樹脂層３ａと、第一の樹脂層３ａ上に被着された第二の樹脂層３ｂとから成る。【選択図】　図１
2004111842.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配線導体が被着形成された有機材料系の絶縁基体の表面に耐半田樹脂層を被着させて成る配線基板であって、前記耐半田樹脂層は、絶縁基体上に被着された第一の樹脂層と、該第一の樹脂層上に被着された第二の樹脂層とから成ることを特徴とする配線基板。
【請求項２】
前記第一の樹脂層の厚みが５〜１０μｍであり、前記第二の樹脂層の厚みが１５〜３０μｍであることを特徴とする請求項１記載の配線基板。
【請求項３】
配線導体が被着形成された有機材料系の絶縁基体の表面に、第一の樹脂ペーストを塗布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、次に前記第一の乾燥樹脂層の表面に第二の樹脂ペーストを塗布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、次に前記第一および第二の乾燥樹脂層を露光・現像後、硬化させて前記第一の乾燥樹脂層が硬化した第一の樹脂層とその上に被着された前記第二の乾燥樹脂層が硬化した第二の樹脂層とから成る耐半田樹脂層を形成する工程とから成る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、耐半田樹脂層が被着された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、半導体素子や容量素子等の電子部品を搭載するための配線基板として、例えばガラス−エポキシ樹脂等から成る有機材料系の絶縁基体の内部および表面に銅箔や銅めっき層から成る複数の配線導体を被着させるとともに、その上に配線導体の一部を露出させるようにして変性ポリフェニレンエーテル樹脂等の耐熱樹脂から成る耐半田樹脂層を被着させて成る配線基板が知られている。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配線導体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、絶縁基体の表面に被着された耐半田樹脂層は、電子部品の電極を配線導体に半田を介して接合する際の熱から絶縁基体を保護するとともに配線導体同士の半田を介した電気的な短絡を防止するためのものであり、配線導体が被着形成された有機材料系の絶縁基体の表面に耐半田樹脂層用の感光性の熱硬化性樹脂ペーストを塗布して乾燥させて乾燥樹脂層とした後、その上に配線導体の露出部に対応したマスクパターンを有するフィルムマスクを密着させ露光を行い、その後にアルカリタイプの現像液により、露光時に光が当らなかった部分を除去し、最後に熱硬化させることで形成される。
【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、絶縁基体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、絶縁基体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マスクフィルムを密着させて露光を行なうと、マスクフィルム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い箇所が部分的に形成されてしまい、その結果、例えば配線導体の露出部にニッケルめっきや金めっきを施す際等に耐半田樹脂層の一部が配線導体の露出部に溶出して電子部品の電極と配線導体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した。
【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、耐半田樹脂層の表面が平坦でかつ十分な架橋密度を有し、電子部品の電極と配線導体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、配線導体が被着形成された有機材料系の絶縁基体の表面に耐半田樹脂層を被着させて成る配線基板であって、前記耐半田樹脂層は、絶縁基体上に被着された第一の樹脂層と、この第一の樹脂層上に被着された第二の樹脂層とから成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、配線導体が被着形成された有機材料系の絶縁基体の表面に第一の樹脂ペーストを塗布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、次に第一の乾燥樹脂層の表面に第二の樹脂ペーストを塗布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、次に第一および第二の乾燥樹脂層を露光・現像後、硬化させて第一の乾燥樹脂層が硬化した第一の樹脂層とその上に被着された第二の乾燥樹脂層が硬化した第二の樹脂層とから成る耐半田樹脂層を形成する工程とから成る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、耐半田樹脂層は、絶縁基体上に被着された第一の樹脂層と、第一の樹脂層上に被着された第二の樹脂層とから成ることから、この第二の樹脂層により耐半田樹脂層の表面における凹凸が第一の樹脂層表面の凹凸に対してさらに大きく低減されるとともに架橋密度が十分なものとなる。
【００１０】
また、本発明の配線基板の製造方法によれば、配線導体が被着形成された有機材料系の絶縁基体の表面に耐半田樹脂層用の第一の樹脂ペーストを塗布した後に乾燥させて第一の乾燥樹脂層を形成し、次に第一の乾燥樹脂層の表面に耐半田樹脂層用の第二の樹脂ペーストを塗布した後に乾燥させて第二の乾燥樹脂層を形成し、次に第一および第二の乾燥樹脂層を露光・現像後、硬化させて第一の乾燥樹脂層が硬化した第一の樹脂層とその上に被着された第二の乾燥樹脂層が硬化した第二の樹脂層とから成る耐半田樹脂層を形成することから、第一の乾燥樹脂層表面の凹凸に対してその上に形成された第二の乾燥樹脂層表面における凹凸の高さをさらに低いものとすることができ、耐半田樹脂層の表面における凹凸の高さが低く架橋密度が十分な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は絶縁基体、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】
絶縁基体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、絶縁基体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】
絶縁基体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、絶縁基体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、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、例えば絶縁基体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体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体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、絶縁基体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、絶縁基体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、絶縁基体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、絶縁基体１上に被着された厚みが５〜１０μｍの第一の樹脂層３ａと、その上に被着された厚みが１５〜３０μｍの第二の樹脂層３ｂとから成る。
【００１９】
このように、耐半田樹脂層３を絶縁基体１上に被着された第一の樹脂層３ａと、その上に被着された第二の樹脂層３ｂとから構成することにより、第一の樹脂層３ａ表面の凹凸に対して第二の樹脂層３ｂの表面における凹凸の高さをさらに低いものとすることができ耐半田樹脂層３を形成する際に表面の架橋密度を十分に高いものとすることができる。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、第一の樹脂層３ａの厚みが５μｍ未満であると、絶縁基体１の表面の凹凸が高い場合に第二の樹脂層３ｂの表面における凹凸を十分に低くするこができなくなる危険性があり、他方、１０μｍを超えると、耐半田樹脂層３が厚くなりすぎてしまう傾向にある。したがって、第一の樹脂層３ａの厚みは５〜１０μｍの範囲であることが好ましい。また、第二の樹脂層３ｂの厚みが１５μｍ未満であると、第一の樹脂層３ａの表面における凹凸が高い場合に第二の樹脂層３ｂの表面における凹凸を十分に低くするこができなくなる危険性があり、他方、３０μｍを超えると、耐半田樹脂層３が厚くなりすぎてしまう傾向にある。したがって、第二の樹脂層３ｂの厚みは１５〜３０μｍの範囲が好ましい。
【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、表面に配線導体２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体１上に印刷塗布される。このとき、絶縁基体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の表面に絶縁基体１の表面の凹凸に対応した凹凸が形成される。なお第一の乾燥樹脂層１２ａ表面における凹凸の高さは絶縁基体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体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の表面に第二の樹脂層３ｂ用の樹脂ペースト１１ｂを印刷塗布する。この樹脂ペースト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。このとき、絶縁基体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。
【００２４】
次に図２（ｄ）に示すように、第二の樹脂層３ｂ用の樹脂ペースト１１ｂを乾燥させて第二の乾燥樹脂層１２ｂを形成する。ことのき、樹脂ペースト１１ｂが乾燥収縮して第二の乾燥樹脂層１２ｂの表面に第一の乾燥樹脂層１２ａの表面の凹凸に対応した凹凸が形成される。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。したがって、例えば樹脂ペースト１１ａ、１１ｂの乾燥収縮率がともに１０％であれば、第一の乾燥樹脂層１２ａの表面における凹凸の高さは絶縁基体１の表面における凹凸の高さの１０％程度となっていることから、第二の乾燥樹脂層１２ｂの表面における凹凸の高さはさらにその１０％、すなわち絶縁基体１の表面における凹凸の高さの１％程度と極めて低いものとなる。
【００２５】
次に図２（ｅ）に示すように、第二の乾燥樹脂層１２ｂの上にフィルムマスク１３を密着させ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の表面おける凹凸は極めて低いものとなっていることから、第二の乾燥樹脂層１２ｂとフィルムマスク１３との間に部分的な隙間が形成されることは殆どなく、したがって、露光時の光反応が阻害されることはない。なお、第二の乾燥樹脂層１２ｂの表面における凹凸の高さが５μｍを超えると、露光の際に第二の乾燥樹脂層１２ｂとフィルムマスク１３との間に部分的な隙間が形成されて第二の乾燥樹脂層１２ｂ表面の架橋が部分的に阻害されてしまう危険性がある。したがって、第二の乾燥樹脂層１２ｂの表面における凹凸の高さは５μｍ以下としておくことが好ましい。
【００２６】
そして最後に図２（ｆ）に示すように、露光された第一および第二の乾燥樹脂層１２ａ、１２ｂを現像した後、熱硬化させることによって耐半田樹脂層３が形成される。
【００２７】
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の表面が平坦でかつ十分な架橋密度を有し、電子部品の電極と配線導体２とが半田６ａ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。
【００２８】
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。また、露光の際にフィルムマスクを使用したが、フィルムマスクに代えてガラスマスクを用いてもよい。その場合、第二の乾燥樹脂層１２ｂの上に保護用の樹脂フィルムを密着させ、その上からガラスマスクを載置して露光するようにすればよい。
【００２９】
【発明の効果】
本発明の配線基板によれば、耐半田樹脂層は、絶縁基体上に被着された第一の樹脂層と、この第一の樹脂層上に被着された第二の樹脂層とから成ることから、絶縁基体上に被着された第一の樹脂層表面の凹凸に対してその上に被着された第二の樹脂層表面における凹凸の高さがさらに低くなり架橋密度が十分なものとなる。したがって電子部品の電極と配線導体とが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。
【００３０】
また、本発明の配線基板の製造方法によれば、配線導体が被着形成された有機材料系の絶縁基体の表面に耐半田樹脂層用の第一の樹脂ペーストを塗布した後に乾燥させて第一の乾燥樹脂層を形成し、次に第一の乾燥樹脂層の表面に耐半田樹脂層用の第二の樹脂ペーストを塗布した後に乾燥させて第二の乾燥樹脂層を形成し、次に第一および第二の乾燥樹脂層を露光・現像後、硬化させて第一の乾燥樹脂層が硬化した第一の樹脂層とその上に被着された前記第二の乾燥樹脂層が硬化した第二の樹脂層とから成る耐半田樹脂層を形成することから、第一の乾燥樹脂層表面の凹凸に対してその上に形成された第二の乾燥樹脂層表面における凹凸の高さをさらに低いものとすることができる。したがって、耐半田樹脂層の表面における凹凸の高さが低く架橋密度が十分であり、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）ないし（ｆ）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・・・・・・絶縁基体
２・・・・・・配線導体
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
【図１】
2004111842.tif 000003
【図２】
2004111842.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成14年10月8日(2002.10.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2004111842.tif 000005