(57)【要約】【課題】    本発明の課題は、主面に搭載する電子部品との接続信頼性、裏面で接続する他基板との接続信頼性のどちらも優れた配線基板及びその製造方法を提供することにある。【解決手段】    上記課題を解決するため、本発明の配線基板では、  高分子材料にて構成された主面及び裏面を有し、該主面に搭載される電子部品の接続端子にハンダ接続するための主面側接続端子と、該裏面に接続される他基板の接続端子に機械的に接触接続するための裏面側接続端子と、を備える配線基板であって、  主面接続端子及び裏面接続端子の表面上に、Ｎｉ−Ｐ系無電解Ｎｉメッキ層及び無電解Ａｕメッキ層がこの順に形成されてなるとともに、  当該無電解Ａｕメッキ層の厚さが０．２μｍ以上０．７μｍ以下であることを特徴とする。【選択図】        図１
2005183873.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高分子材料にて構成された主面及び裏面を有し、該主面に搭載される電子部品の接続端子にハンダ接続するための主面側接続端子と、該裏面に接続される他基板の接続端子に機械的に接触接続するための裏面側接続端子と、を備える配線基板であって、
前記主面接続端子及び前記裏面接続端子の表面上に、Ｎｉ−Ｐ系無電解Ｎｉメッキ層及び無電解Ａｕメッキ層がこの順に形成されてなるとともに、
当該無電解Ａｕメッキ層の厚さが０．２μｍ以上０．７μｍ以下であることを特徴とする配線基板。
【請求項２】
高分子材料にて構成された主面及び裏面を有し、該主面に搭載される電子部品の接続端子にハンダ接続するための主面側接続端子と、該裏面に接続される他基板の接続端子に機械的に接触接続するための裏面側接続端子と、を備える配線基板であって、
前記主面接続端子及び前記裏面接続端子の表面上に、Ｎｉ−Ｐ系無電解Ｎｉメッキ層、置換型Ａｕメッキ層及び自己触媒型Ａｕメッキ層がこの順に形成されてなることを特徴とする配線基板。
【請求項３】
高分子材料にて構成された主面及び裏面を有し、該主面に搭載される電子部品の接続端子にハンダ接続するための主面側接続端子と、該裏面に接続される他基板の接続端子に機械的に接触接続するための裏面側接続端子と、を備える配線基板の製造方法であって、
無電解Ｎｉメッキ処理、置換型Ａｕメッキ処理及び中性メッキ液を用いた自己触媒型メッキ処理をこの順に行うことにより、
無電解Ｎｉメッキ層、置換型Ａｕメッキ層及び自己触媒型Ａｕメッキ層をこの順に、前記主面接続端子及び前記裏面接続端子の表面上に同時に形成す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】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配線基板及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣあるいはＬＳＩ等のチップ接続用として使用される多層配線基板のうち、オーガニックパッケージ基板と称されるものは、高分子材料からなる絶縁層と導体層とが交互に積層された配線積層部を有し、絶縁層（ソルダーレジスト層）にて形成された基板の主面及び裏面上には、主面に搭載されるＩＣあるいはＬＳＩなどの電子部品の接続端子にハンダ接続するためのフリップチップ接続用端子（主面側接続端子）と、裏面に接続されるマザーボードなどの他基板の接続端子に接続するためのマザーボード接続用端子（裏面側接続端子）とが配置される。これら接続端子は、本体部分が導電率の良好なＣｕ系金属で構成されるのが一般的である。そして、接続端子にはチップやマザーボードと接続するためのハンダや端子が接触するので、ハンダのぬれ性や端子との接触性を向上させるため、Ａｕメッキ層が最表層となるようメッキが施される。詳しくは、接続端子の表面に、Ｎｉメッキ層及びＡｕメッキ層が順に形成される。
【０００３】
マザーボード接続用端子の形態には、例えばＢＧＡ（Ball Grid Array）、ＰＧＡ（Pin Grid Array）など種々の形態が存在するが、なかでもＬＧＡ（Land Grid Array）は、マザーボードの接続端子と、ハンダではなく、ソケット等で機械的に接触接続する。そのため、マザーボード接続用端子の表面に形成されたＡｕメッキ層が剥がれやすく、接触抵抗が大きくなってしまうなどの不具合が発生することがある。このような不具合を解決するため、特許文献１では、マザーボード接続用端子側に形成されるＡｕメッキ層を、フリップチップ接続用端子側よりも厚くしている。
【０００４】
また、接続端子の表面にメッキ層を形成するには、電解メッキを用いる方法と、無電解メッキを用いる方法との２種類がある。電解メッキは、端子に接続するメッキ用の導通路（タイバー）を複雑に入り組んだ形で基板内に形成する必要があり、端子間にメッキタイバー挿入用のスペースを確保しなければならないので、端子の配列間隔を一定以上には縮小できなくなり、基板面積の増大を引き起こしやすくなるとともに、設計上の制約も非常に大きくなる問題がある。また、メッキタイバーは、末端が電気的に開放した不要な導通路として、最終的には端子に付随した形で基板上に残留する。すると、該部分がノイズ収拾源となって、基板の耐ノイズ性が悪化したり、あるいは端子を含んだ伝送経路のインピーダンス不整合を招く原因となることも、大きな欠点の一つである。このため、接続端子表面のメッキ層の形成には、無電解メッキを用いられるのが一般的である。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−３３９１４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
無電解メッキを用いる方法によると、絶縁層上に互いに絶縁された複数の端子に対しても、メッキ液への浸漬により簡単にメッキ層を形成できる。しかし、接続端子とＡｕメッキ層との間に介在するＮｉメッキ層を形成する際、一般に使用される無電解Ｎｉメッキ浴は、還元剤として次亜リン酸ソーダなどのリン酸化合物が使用されるため、得られるＮｉメッキ層に４〜８質量％もの比較的多量のリンが必然的に含有されたものしか得られない問題がある。この場合、電子部品との接続にハンダを用いるフリップチップ接続用端子側において、Ａｕメッキ層上にＳｎ−Ｐｂ合金からなるハンダを接触させると、Ａｕメッキ層を溶かし込んだハンダが、下地のＮｉメッキ層と接触する。Ｎｉメッキ層中にＰが多量に含まれていると、ハンダリフロー時に、Ｎｉとともに共析出したＰ等によりＰが濃化したＮｉ系層が形成され、ハンダとのぬれ性が阻害し、接続不良を生ずる惧れがある。また、このＰが濃化したＮｉ系層に、ハンダ側のＳｎとＮｉとの反応により形成されるＮｉ−Ｓｎ合金層が接して形成されることもあり、それら層の界面での剥離・破断等が生じやすくなる問題もある。
【０００７】
本発明の課題は、主面に搭載する電子部品との接続信頼性、裏面で接続する他基板との接続信頼性のどちらも優れた配線基板及びそ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・発明の効果】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明の配線基板では、
高分子材料にて構成された主面及び裏面を有し、該主面に搭載される電子部品の接続端子にハンダ接続するための主面側接続端子と、該裏面に接続される他基板の接続端子に機械的に接触接続するための裏面側接続端子と、を備える配線基板であって、
主面接続端子及び裏面接続端子の表面上に、Ｎｉ−Ｐ系無電解Ｎｉメッキ層及び無電解Ａｕメッキ層がこの順に形成されてなるとともに、
当該無電解Ａｕメッキ層の厚さが０．２μｍ以上０．７μｍ以下であることを特徴とする。
【０００９】
上記本発明によると、裏面側接続端子と同様に、電子部品の接続端子にハンダ接続される主面側接続端子にも、表面にＡｕメッキ層を厚く形成している（具体的には、厚さが０．２μｍ以上０．７μｍ以下）。Ａｕメッキ層上にＳｎ−Ｐｂ合金からなるハンダを接触させると、Ａｕメッキ層を溶かし込んだハンダが、下地のＮｉメッキ層と接触し、Ｐが濃化したＮｉ系層（以下、ＰリッチＮｉレイヤーという）が形成され、ハンダとのぬれ性を阻害する。そこで、上記のようにＡｕメッキ層を厚くすることで、ハンダを接触させる際に、ＰリッチＮｉレイヤーの形成を遅らせることができるため、Ａｕメッキ層のハンダぬれ性を確保しつつ、ハンダ接続せせることが可能となる。
【００１０】
上記のような効果を得るためには、Ａｕメッキ層の厚さが０．２μｍ以上である必要がある。一方、Ａｕメッキ層の厚さが０．７μｍを超えると、ハンダとＡｕとの化合物（Ａｕ−Ｓｎ）の生成が多くなりすぎ、靭性が変質する等、ハンダの物性に悪影響が及ぶ場合がある。
【００１１】
上記のように主面接続端子及び裏面接続端子の表面上にＡｕメッキ層を厚く形成するには、接続端子表面に形成されたＮｉ−Ｐ系無電解Ｎｉメッキ層に対し、無電解Ａｕメッキとして、該層の表面をＡｕにより置換する置換型Ａｕメッキを施し、その後、生成した置換型Ａｕメッキ層を元に自己触媒型Ａｕメッキを施すことで実現することができる。すなわち、本発明の配線基板では、主面接続端子及び裏面接続端子の表面上に、Ｎｉ−Ｐ系無電解Ｎｉメッキ層、置換型Ａｕメッキ層及び自己触媒型Ａｕメッキ層がこの順に形成されてなる。
【００１２】
置換型Ａｕメッキは、Ｎｉメッキ層の表面を化学的置換反応を利用してＡｕに置換する。そのため、表面がＡｕに覆われるとその反応が止まってしまうので、置換型Ａｕメッキ層を厚く形成することは困難である。そのため、置換型Ａｕメッキ層を形成しておき、その後、それを元に自己触媒型Ａｕメッキを施すことでＡｕメッキ層の層厚を増大させることが容易となる。
【００１３】
なお、ここでＡｕメッキ層の厚さとは、置換型Ａｕメッキ層及び自己触媒型メッキ層の合計の厚さのことであり、その厚さは上記のごとく０．２μｍ以上０．７μｍ以下とすることができる。
【００１４】
上記の配線基板を製造可能な本発明の配線基板の製造方法は、
高分子材料にて構成された主面及び裏面を有し、該主面に搭載される電子部品の接続端子にハンダ接続するための主面側接続端子と、該裏面に接続される他基板の接続端子に機械的に接触接続するための裏面側接続端子と、を備える配線基板の製造方法であって、
無電解Ｎｉメッキ処理、置換型Ａｕメッキ処理及び中性メッキ液を用いた自己触媒型メッキ処理をこの順に行うことにより、
無電解Ｎｉメッキ層（Ｎｉ−Ｐ系無電解Ｎｉメッキ層）、置換型Ａｕメッキ層及び自己触媒型Ａｕメッキ層をこの順に、主面接続端子及び裏面接続端子の表面上に同時に形成することを特徴とする。
【００１５】
上記本発明では、主面接続端子及び裏面接続端子の表面に厚いＡｕメッキ層を形成するため、両端子の表面に同時にＮｉメッキ層及びＡｕメッキ層を形成することができ、マスク等を用いた場合と比べて工程が簡略化される。また、本発明の配線基板では、主面及び裏面が高分子材料にて構成されており、ｐＨ（水素イオン濃度）が高すぎたり低すぎたりするメッキ液を用いることができないため、自己触媒型メッキ処理を行う際のメッキ液は中性のものを用いる。なお、ここで「中性」とは、完全な中性のみを意味するものでなく、例えばｐＨ６．５〜７．５を含むものとする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を、図面を用いて説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る配線基板１の断面構造を模式的に示すものである。該配線基板は、耐熱性樹脂板（例えばビスマレイミド−トリアジン樹脂板）や、繊維強化樹脂板（例えばガラス繊維強化エポキシ樹脂）等で構成された板状コア２の両表面に、所定のパターンに配線金属層をなすコア導体層Ｍ１、Ｍ１１がそれぞれ形成される。これらコア導体層Ｍ１、Ｍ１１は板状コア２の表面の大部分を被覆する面導体パターンとして形成され、電源層又は接地層として用いられるものである。他方、板状コア２には、ドリル等により穿設されたスルーホール２０が形成され、その内壁面にはコア導体層Ｍ１、Ｍ１１を互いに導通させるスルーホール導体３０が形成されている。また、スルーホール１２は、エポキシ樹脂等の樹脂製穴埋め材３１により充填されている。
【００１７】
また、コア導体層Ｍ１、Ｍ１１の上層には、感光性樹脂組成物６にて構成された第一ビルドアップ層（誘電体層）Ｂ１、Ｂ１１がそれぞれ形成されている。さらに、その表面にはそれぞれ金属配線７を有する第一導体層Ｍ２、Ｍ１２がＣｕメッキにより形成されている。なお、コア導体層Ｍ１、Ｍ１１と第一導体層Ｍ２、Ｍ１２とは、それぞれビア３４により層間接続がなされている。同様に、第一導体層Ｍ２、Ｍ１２の上層には、感光性樹脂組成物６を用いた第二ビルドアップ層（誘電体層）Ｂ２、Ｂ１２がそれぞれ形成されている。その表面には、金属端子パッド８、１８を有する第二導体層Ｍ３、Ｍ１３が形成されている。これら第一導体層Ｍ２、Ｍ１２と第二導体層Ｍ３、Ｍ１３とは、それぞれビア３４により層間接続がなされている。
【００１８】
ビア３４は、コンフォーマルビアとフィルドビアとの２種類が存在する。コンフォーマルビアは、ビアホール３４ｈとその内周面に沿って設けられたビア導体３４ｓと、底面側にてビア導体３４ｓと導通するように設けられたビアパッド３４ｐとを有している。フィルドビアは、ビアホール３４ｈとその内部を充填するビア導体３４ｆと、底面側にてビア導体３４ｆと導通するように設けられたビアパッド３４ｐとを有している。
【００１９】
また、各第二導体層Ｍ３、Ｍ１３上には、それぞれ、感光性樹脂組成物よりなるソルダーレジスト層９、１９（ＳＲ１、ＳＲ１１）が形成されている。いずれも金属端子パッド８、１８を露出させるために、各パッドに一対一に対応する形で開口部９ａ、１９ａが形成されている。
【００２０】
ビルドアップ層Ｂ１、Ｂ１１、Ｂ２、Ｂ１２、及びソルダーレジスト層ＳＲ１、ＳＲ１１は例えば以下のようにして製造されたものである。すなわち、感光性樹脂組成物ワニスをフィルム化した感光性接着フィルムをラミネート（貼り合わせ）し、ビアホール３４ｈに対応したパターンを有する透明マスク（例えばガラスマスクである）を重ねて露光する。ビアホール３４ｈ以外のフィルム部分は、この露光により硬化する一方、ビアホール３４ｈ部分は未硬化のまま残留するので、これを溶剤に溶かして除去すれば、所期のパターンにてビアホール３４ｈを簡単に形成することができる（いわゆるフォトビアプロセス）。
【００２１】
板状コア２の第一主表面ＭＰ１上においては、コア導体層Ｍ１、第一ビルドアップ層Ｂ１、第一導体層Ｍ２及び第二ビルドアップ層Ｂ２が主面側配線積層部Ｌ１を形成している。また、板状コア２の第二主表面ＭＰ２上においては、コア導体層Ｍ１１、第一ビルドアップ層Ｂ１１、第一導体層Ｍ１２及び第二ビルドアップ層Ｂ１２が裏面側配線積層部Ｌ２を形成している。
【００２２】
以上のように構成された配線基板１は、主面ＯＰ及び裏面ＲＰがいずれも誘電体層（ソルダーレジスト層９、１９）にて形成されており、該主面ＯＰ及び該裏面ＲＰには、複数の金属端子パッド８、１８がそれぞれ形成されている。主面側配線積層部Ｌ１側の金属端子パッド８は、集積回路チップなどをフリップチップ接続するためのパッドであるハンダランドを構成する。また、裏面側配線積層部Ｌ２側の金属端子パッド１８は、ランドグリッドアレイ（ＬＧＡ）により接続するための、すなわち、マザーボードの接続端子と機械的に接触接合するための裏面ランドとして利用されるものである。
【００２３】
主面ＯＰでは、図２に示すように、略中央部分にハンダランド（金属端子パッド８）が格子状に配列形成され、各々その上に形成されたハンダバンプ１０（図１）とともにチップ搭載部４０を形成している。また、裏面ＲＰでは、図２に示すように、裏面ランド（金属端子パッド１８）も格子状に配列形成されている。
【００２４】
また、図４に示すように、金属端子パッド８、１８の表面には、無電解Ｎｉメッキ層５１（Ｎｉ−Ｐ系）及び無電解Ａｕメッキ層５２（置換型Ａｕメッキ層５２１及び自己触媒型Ａｕメッキ層５２２からなる）がこの順序で積層されたメッキ層５が形成されている。そして、無電解Ａｕメッキ５２の厚さｄは、例えば０．２〜０．７μｍ程度の範囲に設定される。
【００２５】
なお、本発明の配線基板１は、周知のビルドアップ法等により板状コア２の両主表面に配線積層部Ｌ１、Ｌ２をそれぞれ形成した後、フォトリソグラフィー工程により、開口８ａを形成し、金属端子パッド８、１８を個別に露出させ、その後、Ｐを含有するＮｉメッキ液を用いた無電解Ｎｉメッキ処理、置換型Ａｕメッキ処理及び中性のＡｕメッキ液を用いた自己触媒型メッキ処理をこの順に行うことにより製造することができる。これにより、無電解Ｎｉメッキ層５１、置換型Ａｕメッキ層５２１及び自己触媒型Ａｕメッキ層５２２がこの順に、金属端子パッド８、１８の表面上に同時に形成される。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の配線基板の断面構造の一例を示す模式図
【図２】本発明の配線基板の一実施形態を示す平面図
【図３】同じく裏面図
【図４】メッキ層の形成形態を示す断面模式図
【符号の説明】
【００２７】
１        配線基板
５        メッキ層
８、１８  金属端子パッド
９、１９  ソルダーレジスト層
１０      ハンダバンプ
５１      無電解Ｎｉメッキ層
５２      無電解Ａｕメッキ層
５２１    置換型Ａｕメッキ層
５２２    自己触媒型Ａｕメッキ層
【図１】
2005183873.tif 000003
【図２】
2005183873.tif 000004
【図３】
2005183873.tif 000005
【図４】
2005183873.tif 000006