(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状の絶縁性のコア材の表面に、ランド部を含む導体パターンを形成するランド部形成工程と、
前記導体パターンを含む前記コア材の表面全体に、フォトソルダーレジストを塗布して乾燥させることにより、第１のフォトソルダーレジスト層を形成する第１レジスト層形成工程と、
前記第１のフォトソルダーレジスト層を所定の露光積算量で選択的に露光して現像することにより、前記第１のフォトソルダーレジスト層に、前記ランド部が露出され開口端面が前記コア材の表面に対して略垂直となる第１の開口部を形成する第１開口部形成工程と、
前記第１の開口部を含む前記第１のフォトソルダーレジスト層の表面全体に、前記フォトソルダーレジストを塗布して乾燥させることにより、第２のフォトソルダーレジスト層を形成する第２レジスト層形成工程と、
前記第２のフォトソルダーレジスト層を前記所定の露光積算量よりも多い露光積算量で選択的に露光して現像することにより、前記第２のフォトソルダーレジスト層に、前記ランド部が露出され開口端面が前記第１のフォトソルダーレジスト層側から前記第２のフォトソルダーレジスト層の表面側に向けて拡開された傾斜面となる第２の開口部を形成する第２開口部形成工程と、
を有することを特徴とするプリント配線基板の製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の製造方法により製造されたプリント配線基板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ベアチップのような電子部品を実装するいわゆるビルトアップ基板のようなプリント配線基板の製造方法及びプリント配線基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、電子機器にあっては、各種の電子部品等の回路素子を実装するためのプリント配線基板が使用されているが、近年の小型化及び高集積化の要請により、プリント配線基板自体の小型化及び省スペース化が求められている。
このような状況下において、従来、一般的なＩＣチップなどの電子部品には接続用の多数の足の長いリードが設けられ、このリードを屈曲させた状態でプリント配線基板にハンダ付けして実装されているが、この時の占有スペースをより小さくするために、ＩＣチップに足の長いリードを設けないで代わりにバンプ部を設け、このバンプ部をプリント配線基板のランド部にハンダにより直接接合することにより、省スペース化を図ることが行なわれている。このようなバンプ部を設けたＩＣチップをここではベアチップと称す。
【０００３】
このベアチップを従来のプリント配線基板に接続する時の状況を説明する。図４はプリント配線基板とベアチップの実装直前の状態を示す図、図５はプリント配線基板の拡大平面図である。ベアチップ１はその下面に突起状の多数のバンプ部２を有している。図示例ではこのバンプ部２は５個しか記載していないが、実際には、数１０個から数１００個程度設けられ、また、各バンプ部２のピッチＬ１は２００μｍ程度に設定されている。
【０００４】
一方、このベアチップ１を実装するプリント配線基板３は、板状の例えばエポキシ樹脂よりなる絶縁性のコア材４の表面に例えば銅よりなる導体パターン５を積層して、この上に例えばフォトソルダーレジストよりなる絶縁性の保護層６を所定の厚さで形成している。そして、ベアチップ１のバンプ部２を接続する部分に対応させて、保護層６は局部的に微細な円形状に或いは楕円形状に取り除かれて内部の導体パターン４の一部を形成するランド部７が露出されている。ベアチップ１の各バンプ部２は、各対応するランド部７にリフロー等を用いたハンダにより接続されることになる。
図６は１つのランド部の拡大図を示しており、実際には銅よりなるランド部７の表面には酸化防止用の金属膜、例えば金メッキ膜８が施され、この上にハンダ９が盛られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ランド部７の近傍の開口部の形状は好ましくは図７に示すような形状が望ましい。すなわち、図７は図５中のプリント配線基板の拡大断面図を示し、図７（Ａ）は図５中のＡ−Ａ線矢視断面図、図７（Ｂ）は図５中のＢ−Ｂ線矢視断面図である。ここで、ランド部７を露出させるための保護層６の開口部１０の開口端１１はコア材４の平面に対して略垂直であるのが望ましいが、実際には図８或いは図９に示すようにこの開口端１１は垂直にはならずテーパ面となってしまう。すなわち、光硬化性のフォトソルダーレジストよりなる保護層６に開口部１０を形成するには、図示しないマスクを用いてこの開口部を１０以外の部分に光を照射して露光することにより開口部１０以外の部分を硬化し、その後、開口部１０の部分の保護層を現像により除去している。
【０００６】
この場合、保護層６自体の厚さは、例えば３０μｍ程度とかなり厚いことから露光条件や用いたフォトソルダーレジストの種類等に起因して、図８に示すように開口端１１がランド部７に向けて傾斜してにじみでたり、逆に図９に示すように開口端１１が下に行く程内側へ傾斜して食い込んで来たりする場合があった。このような保護層６のにじみだしや食い込みは、デザインルールがそれ程小さくない場合には、問題とはならなかったが、基板の小型化及びチップサイズの小型化によって高密度化が行なわれると、次のような問題が発生した。すなわち、微細化がより推進された状況下においては、図８に示すようににじみだし（かぶり）が生ずると、これが障害となってランド部７の表面に腐食防止用の金メッキ膜８が十分に形成できずにこれが剥がれ易くなる。
【０００７】
また、図９に示すように開口端１１が内部に食い込んでくると、金属コーティング液がしみ込み易くなって、この保護膜６が非常に剥がれ易くなってしまうばかりか、ハンダ付け時におけるフラックスの濡れ性も劣化してしまうという問題があった。
本発明は、以上のような問題点に着目し、これを有効に解決すべく創案されたものであり、その目的はランド部を露出させる保護層の開口部の開口端の形状を工夫することにより、保護層の剥がれを防止すると共に例えば金メッキ膜などの金属膜の付着形成やフラックスの浸透も容易に行なうことができるプリント配線基板の製造方法及びプリント配線基板を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記問題点を解決するための請求項１に係る発明は、板状の絶縁性のコア材の表面に、ランド部を含む導体パターンを形成するランド部形成工程と、前記導体パターンを含む前記コア材の表面全体に、フォトソルダーレジストを塗布して乾燥させることにより、第１のフォトソルダーレジスト層を形成する第１レジスト層形成工程と、前記第１のフォトソルダーレジスト層を所定の露光積算量で選択的に露光して現像することにより、前記第１のフォトソルダーレジスト層に、前記ランド部が露出され開口端面が前記コア材の表面に対して略垂直となる第１の開口部を形成する第１開口部形成工程と、前記第１の開口部を含む前記第１のフォトソルダーレジスト層の表面全体に、前記フォトソルダーレジストを塗布して乾燥させることにより、第２のフォトソルダーレジスト層を形成する第２レジスト層形成工程と、前記第２のフォトソルダーレジスト層を前記所定の露光積算量よりも多い露光積算量で選択的に露光して現像することにより、前記第２のフォトソルダーレジスト層に、前記ランド部が露出され開口端面が前記第１のフォトソルダーレジスト層側から前記第２のフォトソルダーレジスト層の表面側に向けて拡開された傾斜面となる第２の開口部を形成する第２開口部形成工程と、を有することを特徴とするプリント配線基板の製造方法である。
【０００９】
これにより、ランド部を露出させる保護層の開口部において、第１の保護層（第１のフォトソルダーレジスト層）の開口端は厚さ方向へ略垂直に形成され、第２の保護層（第２のフォトソルダーレジスト層）の開口端は上方へ行く程、拡開しているので、保護層自体の剥がれが抑制され、しかもランド部表面における金メッキ膜などの金属膜のコーティングも阻害することがない。また、フラックスに対する濡れ性も改善できるので、この開口部内へフラックスを浸透させる際にも、これを容易に浸透させることが可能となる。ここで、保護層としては、光照射により感光されるフォトソルダーレジストを用いることができる。
【００１０】
請求項２に係る本発明方法は、上記製造方法により製造されたプリント配線基板である。
【００１１】
この場合、前記第１及び第２の開口工程の後に、前記保護層を硬化させる硬化工程を加えるようにするのがよい。
【００１２】
また、前記開口端の角度調整は、前記フォトソルダーレジストに照射される光の積算光量を調整することにより行なうことができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係るプリント配線基板の製造方法及びプリント配線基板の一実施例を添付図面に基づいて詳述する。
図１は本発明のプリント配線基板を示す部分拡大断面図である。尚、先に説明した従来のプリント配線基板と同一部分については同一符号を付して説明する。
図１において、プリント配線基板１５は、例えばエポキシ樹脂よりなる板状の絶縁性材料よりなるコア材４を有しており、電子部品が実装される側の表面には例えば銅よりなる導体パターン５（図５参照）が形成され、更に、この導体パターン５を含むコア材４の表面を覆うようにして保護層６が形成される。また、導体パターン５のランド部７に対応する保護層６には、例えば所定の直径の円形の開口部１０が形成されており、内部のランド部７を露出させている。
【００１４】
本実施例では、上記保護層６は、コア材表面と直接接触する第１の保護層６Ａとこの上に積層される第２の保護層６Ｂとよりなり、これらの両保護層６Ａ、６Ｂは例えば光照射によって硬化されるフォトソルダーレジストにより構成される。特に、第１の保護層６Ａの開口部１０の開口端１６は下層のコア材４の表面に対して略垂直の角度となるように設定され、これに続く第２の保護層６Ａの開口部１０の開口端１７は、外側（図１中では上側）に対して拡開するように上向き傾斜されている。この開口端１７の傾斜角θは、後述するようにフラックスの浸透を容易にするため４５度程度が望ましい。
【００１５】
図示例では、１つしかランド部７を記載していないが、先に図４及び図５を参照して説明したようにこのランド部は電子部品である例えばベアチップ１のバンプ部２の数量に対応させて多数個設けられ、また、ランド部７のピッチ（図示せず）もバンプ部２のピッチＬ１に対応しているのは勿論である。
ここで、バンプ部２のピッチＬ１はランド部７のピッチと同じで例えば、従来は２００μｍ程度であったが、最近は１５０μｍ程度になって微細化が進んでいる。そして、開口部１０の底部の直径Ｌ２は２００μｍ程度、ランド部７の幅Ｗ１は９０μｍ程度、第１の保護層６Ａの厚さＴ１及び第２の保護層６Ｂの厚さＴ２はそれぞれ共に１５μｍ程度である。
【００１６】
このように、ランド部７を露出させる開口部１０の上層の第２の保護層６Ｂの開口端１７を上向きに拡開するように形成したので、開口部１０の間口が広くなってハンダ接続時にこの内部にフラックスを浸透させる際にも、このフラックスに対する濡れ性が向上し、容易に浸透させることが可能となる。
更に、下層の第１の保護層６Ａの開口端１６は、コア材４の厚さ方向へ沿うように略垂直になされているので、この保護層６全体が剥がれることを防止できるのみならず、ランド部７の表面へのかぶりもなくなるので、ランド部表面への金メッキ膜の形成も容易に行なうことが可能となり、金メッキ膜をランド部表面に強固に付着させることができる。
【００１７】
次に、このプリント配線基板の製造方法について図２及び図３を参照して具体的に説明する。
まず、図２（Ａ）に示すように、板状の絶縁性のコア材４の表面全体に例えば銅箔２０を所定の厚さでメッキし、これをパターンエッチング形成することにより、ランド部７を含む導体パターン５を形成する（図２（Ｂ）参照）。
【００１８】
次に、図２（Ｃ）に示すように、この導体パターン５を含むコア材１の表面全体に例えばフォトソルダーレジスト２１を乾燥後の厚さが所定の厚さ、例えば１５μｍ程度となるように塗布して熱により乾燥硬化する。そして、次に図２（Ｄ）に示すように開口部１０に対応する部分に直径α（＝Ｌ２）の第１マスク２２を設置して所定の時間だけ露光する。この時の露光時間は、厚さ１５μｍ程度のフォトソルダーレジスト２１の露光境界面が略垂直となるような露光積算量となるように設定する。フォトソルダーレジスト２１として、例えばＰＳＲ−２２００（商品名）を用いた場合には、積算光量は略１５０ｍＪ（ジュール）／ｃｍ2 程度である。
【００１９】
このように、露光して次に現像を行なうことにより、図２（Ｅ）に示すように露光されなかったフォトソルダーレジストを除去して開口部１０の下段を形成すると同時にフォトソルダーレジスト２１を硬化させることによって、第１の保護層６Ａを形成する。ここで、必要ならば、図２（Ｆ）に示すように全体に熱を加えて第１の保護層６Ａをより確実に硬化させるようにしてもよい。
【００２０】
次に、図３（Ａ）に示すように開口部１０及び第１の保護層６Ａを含むコア材４の表面全体に、前述したと同じ特性のフォトソルダーレジスト２３を乾燥後の厚さが所定の厚さ、例えば１５μｍ程度となるように塗布して熱により硬化する。そして、図３（Ｂ）に示すように開口部１０に対応する部分に、先の第１マスク２２の直径αよりも僅かに大きな直径βの第２マスク２４を設置して所定の時間だけ露光する。この時の露光時間は、第１マスク２２の時とは異なり、厚さ１５μｍ程度のフォトソルダーレジスト２３の露光境界面が図中上方に向けて拡開された傾斜面となるような露光積算量となるように設定する。この場合には、積算光量は、第１の保護層６Ａの場合よりも僅かに多く、例えば２５０ｍＪ（ジュール）／ｃｍ2 程度である。
【００２１】
このように露光積算量を多くする程、露光境界面における熱が第２マスク２４の下方側に位置するフォトソルダーレジスト２３にも侵入する傾向となり、結果的に、図３（Ｂ）に示すように露光部分が厚み方向に深くなるに従って、内側へ、すなわち第２マスク２４の下方側へ侵入してくることになる。
このように、露光して次に現像を行なうことにより、図３（Ｃ）に示すように露光されなかったフォトソルダーレジストを除去して開口部１０の上段を形成すると同時にフォトソルダーレジストを硬化させることによって第２の保護層６Ｂを形成する。ここで必要ならば図３（Ｄ）に示すように全体に熱を加えて第２の保護層６Ｂをより確実に硬化させるようにしてもよい。
以上の操作により、図１に示すようなプリント配線基板１５を完成することができる。その後、必要ならば、先に説明したように露出している銅製のランド部７の表面の酸化を防止するためにこのランド部７の表面に金メッキ膜等の金属膜を形成するのは勿論である。
【００２２】
ここで、第１及び第２の保護層６Ａ、６Ｂを形成する時に用いるフォトソルダーレジストはそれぞれ厚さが１５μｍ程度であって非常に薄いので、露光時において露光される部分とマスクにより露光されない部分との境界面の形状を、積算光量をコントロールすることにより容易に調整することがでる。例えば積算光量のコントロールにより第１の保護層６Ａの場合には、開口端１６をコア材表面に対して略垂直に形成することができ、また、第２の保護層６Ｂの場合には開口端１７を上方へ拡開するように上向き傾斜させて形成することができる。
【００２３】
また、ここでは第１及び第２の保護層６Ａ、６Ｂを形成するフォトソルダーレジストは同じ組成のものを用いたが、両保護層６Ａ、６Ｂ間で、フォトソルダーレジストに含まれる光硬化剤等の含有量を異ならせるなど、異なった組成のレジストを用いてもよい。例えば、光硬化剤等の含有量を多くすれば、短時間の露光で所望の形状の開口部１０を形成することができる。尚、ここで説明した数値例は単に一例を示したに過ぎず、これらに限定されないのは勿論である。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のプリント配線基板の製造方法及びプリント配線基板によれば、次のように優れた作用効果を発揮することができる。
導体パターンを保護する保護層を第１と第２の保護層（第１及び第２のフォトソルダーレジスト層）で形成して、ランド部を露光させる開口部の開口端に関して、下層の開口端をコア材表面に対して略垂直とし、上層の開口端を外側に向けて拡開するように傾斜させるようにしたので、従来のプリント配線基板で発生していた保護層のにじみだし（かぶり）や金属コーティング液のしみ込みを防止することができる。
従って、保護層のにじみだしが抑制できることから、後工程で行なわれるランド部表面への金メッキ膜等の金属膜の付着を容易に且つ強固に行なうことができる。また、金属コーティング液のしみ込みを防止できることから保護膜自体の剥がれも防止することができる。
更には、開口部の間口が広くなることから、開口部内にフラックスも入り易くなってその濡れ性も改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明のプリント配線基板を示す部分拡大断面図である。
【図２】プリント配線基板の製造方法を説明する図である。
【図３】プリント配線基板の製造方法を説明する図である。
【図４】プリント配線基板とベアチップの実装直前の状態を示す図である。
【図５】プリント配線基板の拡大平面図である。
【図６】１つのランド部を示す拡大図である。
【図７】ランド部の近傍の開口部の好ましい形状を示す拡大断面図である。
【図８】ランド部の近傍の開口部の好ましくない形状を示す拡大断面図である。
【図９】ランド部の近傍の開口部の好ましくない形状を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
１…ベアチップ、２…バンプ部、４…コア材、５…導体パターン、６…保護層、６Ａ…第１の保護層、６Ｂ…第２の保護層、７…ランド部、８…金メッキ膜、１０…開口部、１５…プリント配線基板、１６，１７…開口端、２１，２３…フォトソルダーレジスト、２２…第１マスク、２４…第２マスク。
【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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