(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも以下の（ａ）〜（ｃ）行程を備えるバンプを有するプリント配線板の製造方法：
（ａ）上端から露出させる接続パッド表面までの深さが３〜１８μｍの開口を有するソルダーレジスト層を形成する工程；
（ｂ）当該開口に低融点金属球を搭載する工程；
（ｃ）リフローを行い前記接続パッド上に低融点金属球からバンプを形成する工程を備え、
前記（ｂ）工程において、前記ソルダーレジスト層の開口に対応する開口部を備えるマスクを用い、
前記マスクの上方に、該マスクに対向する開口部を備える筒部材を位置させ、該筒部材で空気を吸引することで、当該筒部材直下の前記マスク上に前記低融点金属球を集合させ、前記筒部材又はプリント配線板及びマスクを水平方向に相対移動させることで、前記筒部材直下に集合させた前記低融点金属球を、前記マスクの開口部を介して前記ソルダーレジスト層の開口へ落下させることを特徴とするプリント配線板の製造方法。
【請求項２】
前記低融点金属球を、前記開口に搭載された状態で、前記接続パッドに接触させることを特徴とする請求項１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】
この発明は、プリント配線板の製造方法に係り、特に、ＩＣチップ実装用のパッケージ基板に好適に用い得るプリント配線板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
パッケージ基板とＩＣチップとの電気接続のために半田バンプが用いられている。半田バンプは、以下の工程により形成されている。
（１）パッケージ基板に形成された接続パッドにフラックスを印刷する工程。
（２）フラックスの印刷された接続パッドに、半田ボールを搭載する工程。
（３）リフローを行い半田ボールから半田バンプを形成する工程。
パッケージ基板に半田バンプを形成した後、半田バンプ上にＩＣチップを載置し、リフローにより半田バンプとＩＣチップのパッド（端子）とを接続することで、パッケージ基板にＩＣチップを実装している。上述した半田ボールを接続パッドに搭載する工程では、例えば、特許文献１に示されているボール整列用マスクとスキージを併用する印刷技術が用いられている。
【特許文献１】特開２００１−２６７７３１号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、小径の半田ボールは砂粒よりも小さくなり、特許文献１でのボール整列用マスクとスキージを併用する方法では、スキージで半田ボールが変形して、半田バンプの高さのばらつきが出て品質が低下する。即ち、半田ボールが小径化すると、表面積に対する重量比が小さくなり、分子間力による半田ボールの吸着現象が生じる。従来技術では、凝集しやすい半田ボールをスキージを接触させて送るため、半田ボールを傷つけ一部に欠けが生じる。半田ボールの一部が欠けると、各接続パッド上で半田バンプの体積が異なるようになるので、上述したように半田バンプの高さにばらつきが生じる。【０００４】
また、一方、ＩＣチップの高集積化に伴い、パッケージ用のプリント配線板では、半田バンプを搭載する接続パッドは小径化が求められている。反面、接続パッドに接続される半田バンプは、高さが求められる。即ち、ＩＣチップと、樹脂から成るプリント配線板とは熱膨張係数が異なるため、半田バンプの高さが高いと、該半田バンプでＩＣチップとプリント配線板との間の熱膨張係数差に起因して発生する応力を吸収し易いからである。【０００５】
このため、図１５（Ａ）に示すように接続パッド１５８Ｐが小径になるようソルダーレジスト層７０に開口７１を設け、高さの有る半田バンプを形成するため、図１５（Ｂ）に示すように小径の接続パッド１５８Ｐに相対的に大きな半田ボール７７を搭載し、リフローを行い図１５（Ｃ）に示すように半田バンプを形成した。この結果、接続パッド１５８Ｐとの接続の取れている半田バンプ７８Ｕの他、接続パッド１５８Ｐから浮いて接続の取れていない半田バンプ７８Ｆが発生することが分かった。【０００６】
本発明の目的の１つは、ソルダーレジストの開口に設けられた小径の接続パッド（ソルダーレジスト層から露出している導体回路）に高さの高いバンプを確実に形成できるプリント配線板の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、請求項１のバンプを有するプリント配線板の製造方法は、少なくとも以下の（ａ）〜（ｃ）行程を備え：
（ａ）上端から露出させる接続パッド表面までの深さが３〜１８μｍの開口を有するソルダーレジスト層を形成する工程；
（ｂ）当該開口に低融点金属球を搭載する工程；
（ｃ）リフローを行い前記接続パッド上に低融点金属球からバンプを形成する工程を備え、
前記（ｂ）工程において、前記ソルダーレジスト層の開口に対応する開口部を備えるマスクを用い、
前記マスクの上方に、該マスクに対向する開口部を備える筒部材を位置させ、該筒部材で空気を吸引することで、当該筒部材直下の前記マスク上に前記低融点金属球を集合させ、前記筒部材又はプリント配線板及びマスクを水平方向に相対移動させることで、前記筒部材直下に集合させた前記低融点金属球を、前記マスクの開口部を介して前記ソルダーレジスト層の開口へ落下させることを技術的特徴とする。
【０００８】
請求項１では、ソルダーレジスト層の小径の開口に相対的に大きな低融点金属球を搭載する。リフローを行いソルダーレジスト層の小径の開口で低融点金属球から高さの高いバンプを形成する。この際に、ソルダーレジスト層の厚みを調整することで、開口上端から接続パッド表面までの深さを３〜１８μｍにし、開口に搭載された低融点金属球と接続パッドとの距離を近接させるため、低融点金属球をリフローした際に半田バンプと接続パッドとの接続を確実に取ることができる。ここで、深さが１８μｍを越えると、低融点金属球を搭載する際に、ソルダーレジスト開口上端面でひっかかり易くなり、開口に搭載できなくなることがある。更に、低融点金属球をリフローする際に、低融点金属球と接続パッドとが離れているので、半田バンプと接続パッドとの接続が取れない場合が発生する。他方、深さが３μｍ未満となると、ダムとしての能力が下がり、低融点金属球をリフローした際に低融点金属が流れ出て、隣接する接続パッドの低融点金属と接触し、短絡を生じることがある。また、搬送等において半田ボールはソルダーレジストを飛び越し易いので、接続パッド上に半田ボールが搭載されていない場合がある。【０００９】
請求項２では、低融点金属球を、開口に搭載された状態で、接続パッドに接触させるようソルダーレジスト層の厚みを調整する。リフローの際に、開口に搭載された低融点金属球と接続パッドとが接触しているため、半田バンプと接続パッドとの接続を確実に取ることができる。【００１０】
請求項１では、ソルダーレジスト層の開口に対応する開口部を備えるマスクを用い、該マスクの上方に筒部材を位置させ、該筒部材の開口部から空気を吸引することで低融点金属球を集合させ、筒部材又はプリント配線板及びマスクを水平方向に相対移動させることで、筒部材直下に集合させた低融点金属球を移動させ、マスクの開口部を介してソルダーレジスト層の開口へ落下させる。このため、微細な低融点金属球を確実にソルダーレジスト層の全ての開口に搭載させることができる。また、低融点金属球を非接触で移動させるため、スキージを用いる場合とは異なり、低融点金属球に傷を付けることなく開口に搭載でき、バンプの高さを均一にすることができる。更に、ビルドアップ多層配線板の様に、表面に起伏の多いプリント配線板でも低融点金属球を開口に適切に載置させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
[第１実施例]
[半田ボール搭載装置]
多層プリント配線板の接続パッド上に微少（直径２００μｍ未満）な半田ボール７７を搭載する半田ボール搭載装置について、図１２を参照して説明する。
図１２（Ａ）は、本発明の一実施例に係る半田ボール搭載装置の構成を示す構成図であり、図１２（Ｂ）は、図１２（Ａ）の半田ボール搭載装置を矢印Ｂ側から見た矢視図である。【００１２】
半田ボール搭載装置１００は、多層プリント配線板１０を位置決め保持するＸＹθ吸引テーブル１１４と、該ＸＹθ吸引テーブル１１４を昇降する上下移動軸１１２と、多層プリント配線板の接続パッドに対応する開口を備えるボール整列用マスク１６と、半田ボールを誘導する搭載筒（筒部材）１２４と、搭載筒１２４に負圧を与える吸引ボックス１２６と、余剰の半田ボールを回収するためのボール除去筒１６１と、該ボール除去筒１６１に負圧を与える吸引ボックス１６６と、回収した半田ボールを保持するボール除去吸引装置１６８と、ボール整列用マスク１６をクランプするマスククランプ１４４と、搭載筒１２４及びボール除去筒１６１をＸ方向へ送るＸ方向移動軸１４０と、Ｘ方向移動軸１４０を支持する移動軸支持ガイド１４２と、多層プリント配線板１０を撮像するためのアライメントカメラ１４６と、搭載筒１２４下にある半田ボールの残量を検出する残量検出センサ１１８と、残量検出センサ１１８により検出された残量に基づき半田ボールを搭載筒１２４側へ供給する半田ボール供給装置１２２と、を備える。【００１３】
次に、本発明の第１実施例に係る多層プリント配線板１０の構成について、図１〜図１１を参照して説明する。図１０は、該多層プリント配線板１０の断面図を、図１１は、図１０に示す多層プリント配線板１０にＩＣチップ９０を取り付け、ドータボード９４へ載置した状態を示している。図１０に示すように、多層プリント配線板１０では、コア基板３０の表面に導体回路３４が形成されている。コア基板３０の表面と裏面とはスルーホール３６を介して接続されている。コア基板３０上に、バイアホール６０及び導体回路５８の形成された層間樹脂絶縁層５０と、バイアホール１６０及び導体回路１５８の形成された層間樹脂絶縁層１５０とが配設されている。該バイアホール１６０及び導体回路１５８の上層にはソルダーレジスト層７０が形成されている。上面側ソルダーレジスト層７０には、Ｗ１＝直径６０μｍの開口７１が形成され、半田バンプ７８Ｕが設けられている。半田バンプ７８Ｕの高さＨ１（ソルダーレジスト層表面から突出している高さ）は３０μｍ程度に設定されている。多層プリント配線板の下面側には、ソルダーレジスト層７０の開口７１を介して半田バンプ７８Ｄが形成されている。なお、図１０では、ソルダーレジストの開口は導体回路１５８の一部を露出するよう形成されているが、バイアホール１６０のみ、或いは、バイアホール１６０と導体回路１５８の一部を含むように開口を形成してもよい。【００１４】
図１１中に示すように、多層プリント配線板１０の上面側の半田バンプ７８Ｕは、ＩＣチップ９０の電極パッド９２へ接続される。一方、下面側の半田バンプ７８Ｄは、ドータボード９４のランド９６へ接続されている。【００１５】
引き続き、図１０を参照して上述した多層プリント配線板１０の製造方法について図１〜図７を参照して説明する。
（１）厚さ０．２〜０．８ｍｍのガラスエポキシ樹脂またはＢＴ（ビスマレイミドトリアジン）樹脂からなる絶縁性基板３０の両面に５〜２５０μｍの銅箔３２がラミネートされている銅張積層板３０Ａを出発材料とした（図１（Ａ））。まず、この銅張積層板をドリル削孔して通孔３３を穿設し（図１（Ｂ））、無電解めっき処理および電解めっき処理を施し、スルーホール３６の側壁導体層３６ｂを形成した（図１（Ｃ））。【００１６】
（２）スルーホール３６を形成した基板３０を水洗いし、乾燥した後、ＮａＯＨ（１０ｇ／ｌ）、ＮａＣｌＯ2 （４０ｇ／ｌ）、Ｎａ3 ＰＯ4 （６ｇ／ｌ）を含む水溶液を黒化浴（酸化浴）とする黒化処理、および、ＮａＯＨ（１０ｇ／ｌ）、ＮａＢＨ4 （６ｇ／ｌ）を含む水溶液を還元浴とする還元処理を行い、スルーホール３６の側壁導体層３６ｂ及び表面に粗化面３６αを形成する（図１（Ｄ））。【００１７】
（３）次に、平均粒径１０μｍの銅粒子を含む充填剤３７（タツタ電線製の非導電性穴埋め銅ペースト、商品名：ＤＤペースト）を、スルーホール３６へスクリーン印刷によって充填し、乾燥、硬化させる（図２（Ａ））。これは、スルーホール部分に開口を設けたマスクを載置した基板上に、印刷法にて塗布することによりスルーホールに充填させ、充填後、乾燥、硬化させる。【００１８】
引き続き、スルーホール３６からはみ出した充填剤３７を、＃６００のベルト研磨紙（三共理化学製）を用いたベルトサンダー研磨により除去し、さらにこのベルトサンダー研磨による傷を取り除くためのバフ研磨を行い、基板３０の表面を平坦化する（図２（Ｂ）参照）。このようにして、スルーホール３６の側壁導体層３６ｂと樹脂充填剤３７とが粗化層３６αを介して強固に密着した基板３０を得る。【００１９】
（４）前記（３）で平坦化した基板３０表面に、パラジウム触媒（アトテック製）を付与し、無電解銅めっきを施すことにより、厚さ０．６μｍの無電解銅めっき膜２３を形成する（図２（Ｃ）参照）。【００２０】
（５）ついで、以下の条件で電解銅めっきを施し、厚さ１５μｍの電解銅めっき膜２４を形成し、導体回路３４となる部分の厚付け、およびスルーホール３６に充填された充填剤３７を覆う蓋めっき層（スルーホールランド）となる部分を形成する（図２（Ｄ））。
〔電解めっき水溶液〕
硫酸                １８０  ｇ／ｌ
硫酸銅                ８０  ｇ／ｌ
添加剤（アトテックジャパン製、商品名：カパラシドＧＬ）
１  ｍｌ／ｌ
〔電解めっき条件〕
電流密度              １Ａ／ｄｍ２  
時間                      ７０分
温度                      室温【００２１】
（６）導体回路および蓋めっき層となる部分を形成した基板３０の両面に、市販の感光性ドライフィルムを張り付け、マスクを載置して、１００ｍＪ／ｃｍ２  で露光、０．８％炭酸ナトリウムで現像処理し、厚さ１５μｍのエッチングレジスト２５を形成する（図２（Ｅ）参照）。【００２２】
（７）そして、エッチングレジスト２５を形成してない部分のめっき膜２３，２４と銅箔３２を、塩化第２銅を主成分とするエッチング液にて溶解除去し、さらに、エッチングレジスト２５を５％ＫＯＨで剥離除去して、独立した導体回路３４、および、充填剤３７を覆う蓋めっき層３６ａを形成する（図３（Ａ）参照）。【００２３】
（８）次に、導体回路３４および充填剤３７を覆う蓋めっき層３６ａの表面にＣｕ−Ｎｉ−Ｐ合金からなる厚さ２．５μｍの粗化層（凹凸層）３４βを形成し、さらにこの粗化層３４βの表面に厚さ０．３μｍのＳｎ層を形成した（図３（Ｂ）参照、但し、Ｓｎ層については図示しない）。【００２４】
（９）基板の両面に、基板より少し大きめの層間樹脂絶縁層用樹脂フィルム（味の素社製：商品名；ＡＢＦ−４５ＳＨ）５０γを基板上に載置し、圧力０．４５ＭＰａ、温度８０℃、圧着時間１０秒の条件で仮圧着して裁断した後、さらに、以下の方法により真空ラミネーター装置を用いて貼り付けることにより層間樹脂絶縁層５０を形成した（図３（Ｃ））。すなわち、層間樹脂絶縁層用樹脂フィルムを基板上に、真空度６７Ｐａ、圧力０．４７ＭＰａ、温度８５℃、圧着時間６０秒の条件で本圧着し、その後、１７０℃で４０分間熱硬化させた。【００２５】
（１０）次に、波長１０．４μｍのＣＯ2 ガスレーザにて、ビーム径４．０ｍｍ、トップハットモード、パルス幅３〜３０μ秒、マスクの貫通孔の径１．０〜５．０ｍｍ、１〜３ショットの条件で層間樹脂絶縁層５０にバイアホール用開口５１を形成した（図３（Ｄ））。【００２６】
（１１）バイアホール用開口５１を形成した基板を、６０ｇ／ｌの過マンガン酸を含む８０℃の溶液に１０分間浸漬し、層間樹脂絶縁層５０の表面に存在する粒子を除去することにより、バイアホール用開口５１の内壁を含む層間樹脂絶縁層５０の表面に粗化面５０αを形成した（図４（Ａ））。【００２７】
（１２）次に、上記処理を終えた基板を、中和溶液（シプレイ社製）に浸漬してから水洗いした。
さらに、粗面化処理（粗化深さ３μｍ）した該基板の表面に、パラジウム触媒を付与することにより、層間樹脂絶縁層の表面およびバイアホール用開口の内壁面に触媒核を付着させた。すなわち、上記基板を塩化パラジウム（ＰｂＣｌ2 ）と塩化第一スズ（ＳｎＣｌ2 ）とを含む触媒液中に浸漬し、パラジウム金属を析出させることにより触媒を付与した。【００２８】
（１３）次に、上村工業社製の無電解銅めっき水溶液（スルカップＰＥＡ）中に、触媒を付与した基板を浸漬して、粗面全体に厚さ０．３〜３．０μｍの無電解銅めっき膜を形成し、バイアホール用開口５１の内壁を含む層間樹脂絶縁層５０の表面に無電解銅めっき膜５２が形成された基板を得た（図４（Ｂ））。
〔無電解めっき条件〕
３４℃の液温度で４５分【００２９】
（１４）無電解銅めっき膜５２が形成された基板に市販の感光性ドライフィルムを張り付け、マスクを載置して、１１０ｍＪ／ｃｍ2 で露光し、０．８％炭酸ナトリウム水溶液で現像処理することにより、厚さ２５μｍのめっきレジスト５４を設けた。ついで、基板を５０℃の水で洗浄して脱脂し、２５℃の水で水洗後、さらに硫酸で洗浄してから、以下の条件で電解めっきを施し、めっきレジスト５４非形成部に、厚さ１５μｍの電解銅めっき膜５６を形成した（図４（Ｃ））。
〔電解めっき液〕
硫酸                      ２．２４  ｍｏｌ／ｌ
硫酸銅                    ０．２６  ｍｏｌ／ｌ
添加剤                    １９．５    ｍｌ／ｌ
（アトテックジャパン社製、カパラシドＧＬ）
〔電解めっき条件〕
電流密度                    １  Ａ／ｄｍ2
時間                        ７０  分
温度                        ２２±２  ℃【００３０】
（１５）さらに、めっきレジスト５４を５％ＫＯＨで剥離除去した後、そのめっきレジスト下の無電解めっき膜を硫酸と過酸化水素との混合液でエッチング処理して溶解除去し、独立の導体回路５８及びバイアホール６０とした（図４（Ｄ））。【００３１】
（１６）ついで、上記（４）と同様の処理を行い、導体回路５８及びバイアホール６０の表面に粗化面５８αを形成した。下層の導体回路５８の厚みは１５μｍの厚みであった（図５（Ａ））。ただし、下層の導体回路の厚みは、５〜２５μｍの間で形成してもよい。【００３２】
（１７）上記（９）〜（１６）の工程を繰り返すことにより、さらに上層に厚み１５μｍの導体回路１５８、及び、バイアホール１６０を有する層間絶縁層１５０を形成し、多層配線板を得た（図５（Ｂ））。【００３３】
（１８）次に、多層配線基板の両面に、市販のソルダーレジスト組成物７０を１０〜４０μｍの厚さ（図１３のＤ４参照）で塗布し、７０℃で２０分間、７０℃で３０分間の条件で乾燥処理を行った後、ソルダーレジスト開口部のパターンが描画された厚さ５ｍｍのフォトマスクをソルダーレジスト層７０に密着させて１０００ｍＪ／ｃｍ2 の紫外線で露光し、ＤＭＴＧ溶液で現像処理し、上面側に直径Ｗ１＝６０μｍの開口７１を、下面側に直径２００μｍの開口７１を形成した（図５（Ｃ））。
そして、さらに、８０℃で１時間、１００℃で１時間、１２０℃で１時間、１５０℃で３時間の条件でそれぞれ加熱処理を行ってソルダーレジスト層を硬化させ、開口７１を有し、その厚さ３０μｍのソルダーレジストパターン層を形成した。【００３４】
（１９）次に、ソルダーレジスト層７０を形成した基板を、塩化ニッケル（２．３×１０-1ｍｏｌ／ｌ）、次亜リン酸ナトリウム（２．８×１０-1ｍｏｌ／ｌ）、クエン酸ナトリウム（１．６×１０-1ｍｏｌ／ｌ）を含むｐＨ＝４．５の無電解ニッケルめっき液に２０分間浸漬して、開口部７１に厚さ約５μｍのニッケルめっき層７２を形成した。さらに、その基板をシアン化金カリウム（７．６×１０-3ｍｏｌ／ｌ）、塩化アンモニウム（１．９×１０-1ｍｏｌ／ｌ）、クエン酸ナトリウム（１．２×１０-1ｍｏｌ／ｌ）、次亜リン酸ナトリウム（１．７×１０-1ｍｏｌ／ｌ）を含む無電解金めっき液に８０℃の条件で７．５分間浸漬して、ニッケルめっき層７２上に、厚さ約０．０３μｍの金めっき層７４を形成した（図６）。ニッケル−金層以外にも、スズ、貴金属層（金、銀、パラジウム、白金など）の単層を形成してもよい。この工程で、開口７１から露出する導体回路１５８上にニッケルめっき層７２及び金めっき層７４を設け接続パッド１５８Ｐを形成した。ここで、上述したようにソルダーレジスト層７０の厚みを３０μｍに調整し、厚み１５μｍの導体回路１５８にニッケルめっき層７２を約５μｍ、金めっき層７４を約０．０３μｍ設けることで、開口７１の上端から接続パッド１５８Ｐの表面（金めっき層７４の表面）までの深さ（Ｄ２）を、１０μｍに設定した。【００３５】
（２０）半田ボール搭載工程
引き続き、図１２を参照して上述した半田ボール搭載装置１００による多層プリント配線板１０への半田ボールの搭載工程について図７〜図９を参照して説明する。
（I）多層プリント配線板の位置認識、補正
図７（Ａ）に示すように多層プリント配線板１０のアライメントマーク３４Ｍをアライメントカメラ１４６により認識し、ボール整列用マスク１６に対して多層プリント配線板１０の位置をＸＹθ吸引テーブル１１４によって補正する。即ち、ボール整列用マスク１６の開口１６ａがそれぞれ多層プリント配線板１０の上面開口７１に対応するように位置調整する。【００３６】
（II）半田ボール供給
図７（Ｂ）に示すように半田ボール供給装置１２２から半田ボール７７（直径７５μｍ、Ｓｎ６３Ｐｂ３７（日立金属社製））を搭載筒１２４側へ定量供給する。なお、予め搭載筒内に供給しておいても良い。実施例では、半田ボールにＳｎ／Ｐｂ半田を用いたが、ＳｎとＡｇ、Ｃｕ、Ｉｎ、Ｂｉ、Ｚｎ等の群から選ばれるＰｂフリー半田であってもよい。【００３７】
（III）半田ボール搭載
図８（Ａ）に示すように、ボール整列用マスク１６の上方に、該ボール整列用マスクとの所定のクリアランス（例えば、ボール径の０．５〜４倍）を保ち搭載筒１２４を位置させ、吸引部２４bから空気を吸引することで、搭載筒とプリント配線板間の隙間の流速を５m/sec〜３５m/secにして、当該搭載筒１２４の開口部１２４Ａ直下のボール整列用マスク１６上に半田ボール７７を集合させた。【００３８】
その後、図８（Ｂ）及び図９（Ａ）、並びに、図１２（Ｂ）及び図１２（Ａ）に示す多層プリント配線板１０のＹ軸沿って並べられた搭載筒１２４を、Ｘ方向移動軸１４０を介してＸ軸に沿って水平方向へ送る。これにより、ボール整列用マスク１６の上に集合させた半田ボール７７を、搭載筒１２４の移動に伴い移動させ、ボール整列用マスク１６の開口１６ａを介して多層プリント配線板１０の上面開口７１へ落下、搭載させて行く。これにより、半田ボール７７が多層プリント配線板１０側の全接続パッド上に順次整列される。【００３９】
ここでは、搭載筒１２４を移動させたが、この代わりに、搭載筒１２４を固定した状態で、多層プリント配線板１０及びボール整列用マスク１６を移動させ、搭載筒１２４直下にに集合させた半田ボール７７を、ボール整列用マスク１６の開口１６ａを介して多層プリント配線板１０の開口７１へ搭載させることも可能である。【００４０】
（IV）付着半田ボール除去
図９（Ｂ）に示すように、搭載筒１２４により余剰の半田ボール７７をボール整列用マスク１６上に開口１６ａの無い位置まで誘導した後、ボール除去筒１６１により吸引除去する。【００４１】
（２１）この後、２３０℃でリフローすることにより上面の半田ボール７７を溶融し、上面の開口７１に搭載した半田ボール７７から高さ約３０μｍ（Ｈ１）の半田バンプ７８Ｕを形成した（図９）。この際に、ソルダーレジスト層７０の厚みを調整することで、開口７１に搭載された半田ボール７７と接続パッド１５８Ｐとの距離を近接させるため、半田ボール７７をリフローした際に半田バンプ７８Ｕと接続パッド１５８Ｐとの接続を取り易くなる。特に、半田ボール７７を、開口７１に搭載された状態で、接続パッド１５８Ｐに接触させるようソルダーレジスト層７０の厚みを調整してあるため、半田バンプ７８Ｕと接続パッド１５８Ｐとの接続を確実に取ることができる。なお、下面に半田バンプ７８Ｄを形成した。【００４２】
（２２）そして、多層プリント配線板１０にＩＣチップ９０を載置し、リフローを行うことで、半田バンプ７８Ｕを介してプリント配線板の接続パッドとＩＣチップ９０の電極９２が接続される。この後、半田バンプ７８Ｄを介してドータボード９４へ取り付ける（図１１）。【００４３】
また、本実施例によれば、ボール整列用マスク１６の上方に搭載筒１２４を位置させ、該搭載筒１２４から空気を吸引することで半田ボール７７を集合させ、搭載筒１２４又はプリント配線板及びボール整列用マスク１６を水平方向に相対移動させることで、搭載筒１２４直下に集合させた半田ボール７７を、ボール整列用マスク１６の上に移動させ、ボール整列用マスク１６の開口１６ａを介して多層プリント配線板１０の開口７１へ落下させる。この際に、開口７１上端から接続パッド１５８Ｐまでの深さを浅くすることで、半田ボール７７が開口７１上端面でひっかかり難くしてあるため、微細な半田ボール７７を確実に多層プリント配線板１０の全ての小径開口７１に搭載させることができる。また、半田ボール７７を非接触で移動させるため、スキージを用いる場合とは異なり、半田ボールを傷を付けることなく小径開口７１に搭載でき、半田バンプ７８の高さを均一にすることができる。更に、吸引力により半田ボールを誘導するため、半田ボールの凝集、付着を防止することができる。【００４４】
半田ボール７７を接続パッド１５８Ｐに接触させるよう、開口７１上端から接続パッド１５８Ｐまでの深さＤ２をソルダーレジスト層７０の厚みＤ４によって調整することが望ましい。この関係を図１３を参照して説明する。ここで、開口直径Ｗ１（半径Ｗ１／２）、半田ボール７７の半径をＲとすると、開口７１上端から半田ボール７７下端までの距離Ｘは次式で表される。
Ｘ＝Ｒ−√（（Ｒ２−（Ｗ１／２）２）
従って、開口上端から接続パッド表面までの深さＤ２が距離Ｘ以下になるように、ソルダーレジスト層７０の厚みＤ４を調整することが望ましい。
そして、半田ボール７７と接続パッド１５８との間に存在する空隙部Ｖを小さくするため、距離Ｘは小さいことが望ましい。なぜなら、半田ボール７７をリフローにより半田バンプにするには、該空隙部Ｖの空気を半田バンプ外へ押し出さなければならない。もし、空隙部Ｖに存在する空気を半田バンプ外へ押し出せないと、接続パッドと半田バンプ間で密着性が劣ったり、半田バンプ内にボイドが発生してしまうからである。接続パッド上に半田バンプを形成できなくなる場合もある。このような不具合は空隙部Ｖが大きいほど、発生し易い。【００４５】
ここで、図１２を参照して上述した半田ボール搭載装置を用いて２５００個のＣ４接続パッドに半田ボール７７を搭載した際の歩留まりを、ソルダーレジスト層厚、開口直径、半田ボール直径を変えて試験した結果を図１４中の図表に示す。
この結果から、開口上端から露出させる接続パッド表面までの深さＤ２が１８μｍ以下であることが望ましいことが分かった。これは、深さＸが大きいと、ソルダーレジスト開口上端面で、半田ボールがひっかかり易くなって、開口に搭載できなくなることがあるからと考えられる。一方で、Ｄ２が３μｍ未満になると、半田ボールの搭載性は問題とならないが、ダムとしての能力が下がり、半田ボールをリフローした際に半田が流れ出て、隣接する接続パッドの半田と接触し、短絡を生じることがある。また、半田ボール搭載後、基板を移動している時に、搭載済みの半田ボールが、ソルダーレジストを飛び越えてしまい、半田ボールが搭載されていない接続パッドが発生することがある。このため、深さＤ２は３〜１８μｍの範囲が望ましい。さらに、Ｄ２＝３、７、１５、２０μｍの時の半田バンプ内をＸ線で観察したところ、Ｄ２＝３、７、１５μｍの場合、バンプ内にボイドが観察されていないが、Ｄ２＝２０μｍの場合、バンプ内にボイドが観察された。なお、この実施例では、半田ボール搭載を図１２に示した装置で行ったが、半田ボール搭載を特開平３−２６５１５０号、特開２０００−７７８３７号、特開平８−２０６８２号等で開示された半田バンプをピックアップし、接続パッドに搭載する方法で行ってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の第１実施例の多層プリント配線板を製造方法を示す工程図である。
【図２】第１実施例の多層プリント配線板を製造方法を示す工程図である。
【図３】第１実施例の多層プリント配線板を製造方法を示す工程図である。
【図４】第１実施例の多層プリント配線板を製造方法を示す工程図である。
【図５】第１実施例の多層プリント配線板を製造方法を示す工程図である。
【図６】第１実施例の多層プリント配線板を製造方法を示す工程図である。
【図７】第１実施例の多層プリント配線板を製造方法を示す工程図である。
【図８】第１実施例の多層プリント配線板を製造方法を示す工程図である。
【図９】第１実施例の多層プリント配線板を製造方法を示す工程図である。
【図１０】第１実施例に係る多層プリント配線板の断面図である。
【図１１】図１０に示す多層プリント配線板にＩＣチップを載置した状態を示す断面図である。
【図１２】図１２（Ａ）は、本発明の実施例に係る半田ボール搭載装置の構成を示す構成図であり、図１２（Ｂ）は、図１２（Ａ）の半田ボール搭載装置を矢印Ｂ側から見た矢視図である。
【図１３】開口に半田ボールを載置した状態を示す説明図である。
【図１４】半田ボールの搭載歩留まりの試験結果を示す図表である。
【図１５】１５（Ａ）は先行技術でのソルダーレジスト層形成、図１５（Ｂ）は半田ボール搭載、図１５（Ｃ）はリフロー後の半田バンプを示す説明図である。
【符号の説明】
【００４７】
３０  基板
３６  スルーホール
４０  樹脂充填層
５０  層間樹脂絶縁層
５８  導体回路
６０  バイアホール
７０  ソルダーレジスト層
７１ 開口
７７  半田ボール
７８Ｕ  半田バンプ
１００  半田ボール搭載装置
１２４  搭載筒（筒部材）
Ｄ２  開口上端から接続パッド表面までの深さ
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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