(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
銅張積層板にめっきレジストを選択的に形成する工程と、前記めっきレジストの非形成部に銅はくよりも硬い金属導電材料にて金属導電層を形成する工程と、前記めっきレジストを剥離する工程と、前記金属導電層が形成されていない部分の銅はくをエッチングして導体パターンを有する配線基板を形成する工程と、導体パターン及び金属導電層の間を含む絶縁基板上全面に絶縁樹脂層を形成する工程と、前記絶縁樹脂層を金属導電層の表面が露出するまで平滑に研磨する工程を有するプリント配線板の製造方法。
【請求項２】
金属導電層は、電解ニッケルめっきにて形成することを特徴とする請求項１に記載のプリント配線板の製造方法。
【請求項３】
露出した金属導電層の表面に無電解金めっきを行うことを特徴とする請求項１に記載のプリント配線板の製造方法。
【請求項４】
無電解金めっきを行う直前に無電解ニッケルめっきを露出した金属導電層の表面に行うことを特徴とする請求項３に記載のプリント配線板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表面実装部品、特にベアチップ等の電子部品を実装するプリント配線板の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、表面実装部品、特にベアチップ等の電子部品を実装するプリント配線板においては実装歩留まりを向上させるため基板表面の平坦性が求められている。その方法として基板表面に絶縁樹脂を塗布した後、研磨によって平坦化しているものがある。
【０００３】
図５はプリント配線板を平坦化する製造工程手順である。
【０００４】
図５において、パターン２３が形成済みのガラスエポキシ基板２２からなる配線基板２１（図５（ａ）参照）の表面に絶縁樹脂層２４を形成する。この絶縁樹脂材料としては、熱硬化型のエポキシ系樹脂を使用し、スクリーン印刷機、カーテンコータ、スロットコータなどで塗布した後、熱硬化炉で指蝕乾燥の状態にしたうえで、配線基板２１の裏面側にも同様に絶縁樹脂材料を塗布して、熱硬化炉で両面同時に硬化させる（図５（ｂ）参照）。
【０００５】
次に、硬化した絶縁樹脂層２４を研磨する。研磨装置としては例えばベルトサンダーやバフ研磨機などを使用し、パターン２３が表面に露出されるまで平滑に研磨する（図５（ｃ）参照）。その後、必要に応じて配線基板の表面に部品実装部分を残してソルダレジストを塗布することもある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来の製造方法では、絶縁樹脂層２４を研磨中、パターン２３が表面に露出しても銅でできたパターンは柔らかいため、そのまま研磨を続けて研磨過剰になったり（図６（ａ）の７）、または研磨不足でパターンの上に絶縁樹脂層が残ることもあり（図６（ｂ）の８）、研磨中における研磨完了のタイミングを見極めるのが難しい。
【０００７】
また配線基板内のパターンの疎密およびパターン幅の違いによっても研磨量に差が出るため、研磨条件の設定が更に難しくなる。
【０００８】
特に基板サイズが大きくなるほど基板全面において均一で安定した研磨仕上がりを得るのは困難である。
【０００９】
また研磨剤の材質や研磨装置によってはパターンの上部がダレて広がることもある（図６（ｃ）の９）。
【００１０】
このような研磨不具合が発生すると平坦性が得られないため図７のようにベアチップ１０に配置された接続電極であるバンプ１１と配線基板２１側の接続電極であるパターン２３との間に隙間が生じ接続不良３２が発生するばかりではなく、図６に示すように研磨過剰部７ではパターンの抵抗値増加につながったり、研磨不足の部品８では部品実装パターンの上に絶縁樹脂層が残っているため部品との接続がとれないといった不良が発生する。
【００１１】
また図６（ｃ）に示すようにパターン上部がダレて広がった場合は、パターン間隙が狭い部分では絶縁不良を起こしやすくなる。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は以下の構成を有する。
【００１３】
本発明の請求項１に記載の発明は、銅張積層板にめっきレジストを選択的に形成する工程と、前記めっきレジストの非形成部に銅はくよりも硬い金属導電材料にて金属導電層を形成する工程と、前記めっきレジストを剥離する工程と、前記金属導電層が形成されていない部分の銅はくをエッチングし導体パターンを有する配線基板を形成する工程と、導体パターン及び金属導電層の間を含む絶縁基板上全面に絶縁樹脂層を形成し、前記絶縁樹脂層を金属導電層の表面が露出するまで平滑に研磨するプリント配線板の製造方法というものであり、これにより絶縁樹脂層を研磨して平坦化する工程において、硬い金属導電層がストッパーとなり研磨過剰、研磨不足のない安定した研磨仕上がりの平坦な基板が得られる。これにより、実装する部品の電極と基板側のパターンに設けられた電極との間に隙間のない安定した接続が得られるため、接触不良の抑制に有効な優れたプリント配線板を提供できるものである。
【００１４】
本発明の請求項２に記載の発明は、金属導電層は、電解ニッケルめっきにて形成する請求項１に記載のプリント配線板の製造方法というものであり、これにより実装する部品の電極と基板側のパターンに設けられた電極との間に隙間のない安定した接続が得られるとともに、金属導電層を接続電極としてはんだ接合する場合、金属導電層となるニッケル皮膜中にはリンが含まれないため、高いはんだ接合強度を維持することができるという作用効果を有するものである。
【００１５】
本発明の請求項３に記載の発明は、露出した金属導電層の表面に無電解金めっきを行うとする請求項１に記載のプリント配線板の製造方法というものであり、これにより、電解金めっきの場合に必要となる通電のための引き回し線が不要となるため、配線密度と部品実装密度を上げることができるという作用効果が得られる。
【００１６】
本発明の請求項４に記載の発明は、無電解金めっきを行う直前に無電解ニッケルめっきを露出した金属導電層の表面に行うとする請求項３に記載のプリント配線板の製造方法というものであり、これにより、絶縁樹脂層を平滑に研磨する際に生じた金属導電層の研磨痕を緩和させたり、金めっき層の密着を向上させることができるという作用効果が得られる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
図１、２は本発明の実施の形態１におけるプリント配線板の製造工程図である。
【００１８】
図１、２において、本実施の形態では配線基板１として、基材には例えばガラスエポキシ基板２の両面に導電層としての銅はく１３を貼り付けてなる銅張積層板を使用している（図１（ａ）参照）。
【００１９】
この配線基板１に対してフォトプロセスにより非パターン形成部にめっきレジスト１４を形成する（図１（ｂ））参照）。
【００２０】
次に、めっきレジスト１４で覆われていないパターン形成部に銅はく１３よりも硬い金属導電材料であるニッケルを用いて金属導電層としての矩形状断面を有する電解ニッケルめっき層１５を形成する（図１（ｃ）参照）。
【００２１】
次に、めっきレジスト１４を水酸化ナトリウム等の溶液で剥離する（図１（ｄ）参照）。
【００２２】
次に、電解ニッケルめっき層１５をエッチングレジストとして、銅アンモニウム錯イオンを主成分とするアルカリエッチング液により不要な銅はくを除去して所定のパターン３を形成する（図２（ｅ）参照）。
【００２３】
次に、配線基板１の表面に絶縁樹脂層４を形成する。この絶縁樹脂材料としては、熱硬化型のエポキシ系樹脂を使用し、スクリーン印刷機、カーテンコータ、スロットコータなどで塗布した後、熱硬化炉で指触乾燥の状態にしたうえで、配線基板１の裏面側にも同様に絶縁樹脂材料を塗布して、熱硬化炉で両面同時に硬化させる（図２（ｆ）参照）。
【００２４】
次に、硬化した絶縁樹脂層４を研磨する。研磨装置としては例えばベルトサンダーやバフ研磨機などを使用し、電解ニッケルめっき層１５が表面に露出されるまで平滑に研磨する（図２（ｇ）参照）。
【００２５】
その後、必要に応じて配線基板の表面に部品実装部分を残してソルダレジストを塗布することもある（図示せず）。
【００２６】
最後に、仕上げ処理として、部品実装部分などの電解ニッケルめっき層が露出した部分に金めっき処理を施す。この金めっき層６は無電解めっきにより実施し、露出した電解ニッケルめっき層の表面を酸処理、アルカリ処理、シアン処理などの化学研磨とバフなどによる機械研磨を組み合わせて、充分活性化した後、金めっきを実施する（図２（ｈ）参照）。
【００２７】
また図２（ｇ）のところで実施した研磨により電解ニッケルめっき層の表面に大きな研磨痕がある場合や金めっき層の密着を向上させるため金めっき直前に無電解ニッケルめっき処理を電解ニッケルめっき層の上に実施することもある。
【００２８】
＜本実施の形態の利点＞このように本実施の形態におけるプリント配線板の製造方法によれば、次のような効果が得られる。
【００２９】
（１）硬化した絶縁樹脂層４を研磨中、絶縁樹脂層は柔らかいため研磨は従来どおり高速で進むが、パターン３の上の電解ニッケルめっき層１５が表面に出ると硬いため、研磨装置を用いて研磨する場合、研磨負荷すなわち負荷電流が急激に上昇する。この負荷電流を研磨装置の制御回路にて検出することによって研磨量を制御し、研磨量は一気に減少させることができる。これにより電解ニッケルめっき層が研磨時のストッパーとなり研磨過剰、研磨不足のない安定した研磨仕上がりの平坦な基板が得られる。
【００３０】
これにより、図３のようにベアチップ１０に配置された接続電極であるバンプ１１と配線基板１側の接続電極であるパターン３との間に隙間が生じることなく安定した接続状態が得られる。
【００３１】
またパターン上部のダレについてもニッケルは銅はくよりも硬いため、銅に比べて各段にダレは小さくなる。なおパターン３の上の金属導電層としてはニッケル以外にクロム、ロジウムなどビッカース硬さで８５Ｈｖ以上の金属または鉄、白金などモース硬さで３．５以上の金属でもよい。
【００３２】
銅はくを形成するための硫酸銅めっきのビッカース硬さは４０〜８５Ｈｖであり、モース硬さで３．０〜３．５である。したがってそれ以上、望ましくはビッカース硬さで１２０Ｈｖ、モース硬さで４．０以上であれば、研磨装置を用いて研磨する場合、研磨の負荷電流を検出することが容易となる。
【００３３】
（２）仕上げの表面処理として実施しているニッケルめっきは電解めっきにより形成されることから、ニッケル皮膜中にリンを含まないため、はんだ接合強度が向上する。
【００３４】
高密度基板やベアチップ実装用基板では仕上げの表面処理として、ニッケル、金めっきが多用されている。ニッケル、金めっきには電解めっきと無電解めっきがあり、電解めっきの場合、通電のための引き回し線が必要であるが、高密度基板では引き回し線を収容するだけのスペースがないため、無電解めっきによるものが多い。
【００３５】
ところが無電解ニッケルめっきは還元剤として次亜リン酸ナトリウムを使用しているため、ニッケル皮膜中には必然的にリンが含まれる。
【００３６】
このリンを含んだニッケルめっき層の部分を接続電極としてはんだ接合した場合、はんだ中のすずとニッケルにより合金層が形成され、接合界面にはリン濃度が高い層ができる。このリン濃度の高い層の形成ははんだ接合強度を低下させることがわかっている。
【００３７】
本実施の形態により作製した基板の接続電極部は電解ニッケルめっきにより形成されていることからリンを含まず、高いはんだ接合強度を維持することができる。
【００３８】
したがって、本基板に表面実装部品をはんだで接続する場合や本基板をベアチップ実装用基板として使用し、マザー基板の上にはんだボールによりＢＧＡ実装を行う場合に有効である。
【００３９】
（実施の形態２）
図４は本発明の実施の形態２におけるプリント配線板の製造工程図である。
【００４０】
図４において、本実施の形態では配線基板１として、基材には例えばガラスエポキシ基板２の両面にパターン３が形成されたものを使用している。このパターンの形成方法としてはサブトラクティブ法、セミアディティブ法などの方法でもよい（図４（ａ）参照）。
【００４１】
次に、配線基板のパターン上に無電解ニッケルめっき層５を形成する（図４（ｂ）参照）。
【００４２】
次に、この配線基板１の表面に絶縁樹脂層４を形成する。この絶縁樹脂材料としては、熱硬化型のエポキシ系樹脂を使用し、スクリーン印刷機、カーテンコータ、スロットコータなどで塗布した後、熱硬化炉で指触乾燥の状態にしたうえで、配線基板１の裏面側にも同様に絶縁樹脂材料を塗布して、熱硬化炉で両面同時に硬化させる（図４（ｃ）参照）。
【００４３】
次に、硬化した絶縁樹脂層４を研磨する。研磨装置としては例えばベルトサンダーやバフ研磨機などを使用し、無電解ニッケルめっき層５が表面に露出されるまで平滑に研磨する（図４（ｄ）参照）。
【００４４】
その後、必要に応じて配線基板の表面に部品実装部分を残してソルダレジストを塗布することもある。
【００４５】
最後に、仕上げ処理として、部品実装部分などの無電解ニッケルめっき層が露出した部分に金めっき処理を施す。この金めっき層６は無電解めっきにより実施し、露出した無電解ニッケルめっき層の表面を酸処理、アルカリ処理、シアン処理などの化学研磨とバフなどによる機械研磨を組み合わせて、充分活性化した後、金めっきを実施する（図４（ｅ）参照）。
【００４６】
また図４（ｄ）のところで実施した研磨により無電解ニッケルめっき層の表面に大きな研磨痕がある場合や金めっき層の密着を向上させるため金めっき直前に無電解ニッケルめっき処理をもう一度、研磨後の無電解ニッケルめっき層の上に実施することもある。
【００４７】
＜本実施の形態の利点＞このように本実施の形態におけるプリント配線板の製造方法によれば、次のような効果が得られる。
【００４８】
（１）実施の形態１，２と同様、硬化した絶縁樹脂層４を研磨する際、無電解ニッケルめっき層５がストッパーとなり研磨過剰、研磨不足のない安定した研磨仕上がりの平坦な基板が得られる。なお本実施の形態ではニッケル層をめっきにより形成したが、ニッケル以外にクロム、ロジウムなどビッカース硬さで８５Ｈｖ以上の金属または鉄、白金などモース硬さで３．５以上の金属でもよい。また形成方法についてもめっき以外にスパッタ、蒸着、ＣＶＤ法により形成してもよい。
【００４９】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、基板表面に塗布、硬化した絶縁樹脂層を研磨して平坦化する工程においてパターンの上に硬い金属導電層を形成することにより、研磨の際、硬い金属導電層がストッパーとなり研磨過剰、研磨不足のない安定した研磨仕上がりの平坦な基板が得られる。これにより、実装する部品の電極と基板側のパターンに設けられた電極との間に隙間のない安定した接続が得られるため、接触不良の抑制に有効な優れたプリント配線板の製造方法を実現できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態１におけるプリント配線板の製造方法を示す断面図
【図２】  同じく実施の形態１におけるプリント配線板の製造方法を示す断面図
【図３】  本発明の実施の形態１におけるプリント配線板との部品の実装状態を示す断面図
【図４】  本発明の実施の形態２におけるプリント配線板の製造方法を示す断面図
【図５】  従来のプリント配線板の製造方法を示す断面図
【図６】  従来のプリント配線板の不具合を示す断面図
【図７】  従来のプリント配線板と部品の実装状態を示す断面図
【符号の説明】
１，２１  配線基板
２，２２  ガラスエポキシ基板
３，２３  パターン
４，２４  絶縁樹脂層
５  無電解ニッケルめっき層
６  無電解金めっき層
７  研磨過剰部
８  研磨不足部
９  パターンのダレ
１０  ベアチップ
１１  バンプ
３２  接続不良
１３  銅はく
１４  めっきレジスト
１５  電解ニッケルめっき層
１６  絶縁樹脂のエッジ部
【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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