JP2021072338A - Manufacturing method of printed wiring board - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、めっきバンプを有するプリント配線板の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a printed wiring board having plated bumps.
特許文献1は、めっき法を用いたバンプ形成を開示している。 Patent Document 1 discloses bump formation using a plating method.
図4は、本願発明の製造方法が対象とするプリント配線板の一実施形態の構成を示す断面図である。図4に示すプリント配線板50において、基部絶縁層52上のソルダーレジスト層56に形成され第1の開口56a内の第1の導体パッド54a上にCuからなるベースめっき層64を形成し、ベースめっき層64上にNiからなる中間層66を介してSnからなるトップめっき層68を形成してバンプ60を形成している。さらに、ソルダーレジスト層56に、バンプ形成用の第1の開口56a以外に第2の開口56bを形成し、第2の開口56b内の第2の導体パッド54b上にAuを含む下地層58を形成し、コンデンサなどのディスクリート部品を搭載するための部品搭載用パッド80を形成している。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a configuration of an embodiment of a printed wiring board targeted by the manufacturing method of the present invention. In the printed
部品搭載用パッド80の下地層58とバンプ60のベースめっき層64とが電気的に接続されていると、Auを含む下地層58とCuからなるベースめっき層64との電池反応により、Cuからなるベースめっき層64の露出部分の側面がエッチングされ、ベースめっき層64のソルダーレジスト層56から露出した側面の径が、図4に示すように細くなる問題があった。
When the
本発明に係るプリント配線板の製造方法は、基部絶縁層を形成することと、前記基部絶縁層上に複数の導体層を形成することと、前記基部絶縁層上および前記導体層上にソルダーレジスト層を形成することと、前記ソルダーレジスト層に、前記複数の導体層の各々を導体パッドとして露出させる複数の開口を形成することと、一部の開口内の導体パッド上に、前記導体層と異なる金属からなる下地層を形成することと、前記開口内および前記ソルダーレジスト層の上に、シード層を形成することと、前記一部の導体パッドを除く残りの導体パッド上の開口内に、前記導体層と同じ金属からなるベースめっき層を含むバンプを形成することと、サイドエッチング抑制剤を含むエッチング液を用いて、前記シード層を除去することと、を含む。 The method for manufacturing a printed wiring board according to the present invention includes forming a base insulating layer, forming a plurality of conductor layers on the base insulating layer, and solder resist on the base insulating layer and the conductor layer. Forming a layer, forming a plurality of openings in the solder resist layer to expose each of the plurality of conductor layers as a conductor pad, and forming the conductor layer on the conductor pad in some of the openings. Forming a base layer made of different metals, forming a seed layer in the opening and on the solder resist layer, and in the opening on the remaining conductor pads except some of the conductor pads. It includes forming a bump containing a base plating layer made of the same metal as the conductor layer, and removing the seed layer with an etching solution containing a side etching inhibitor.
<本発明のプリント配線板の製造方法によって製造されたプリント配線板について>
本発明のプリント配線板の製造方法に従って製造されたプリント配線板の一実施形態が、図面を参照して説明される。図1には、実施形態のプリント配線板10の一部が拡大して示されている。プリント配線板10は、コア基板(図示せず)の片面または両面に所定の回路パターンを有する導体層と樹脂絶縁層とを交互に積層してなるコア付き基板であってよい。コア基板の両面に導体層を形成する場合には、コア基板を介して対向する導体層同士は、スルーホール導体(図示せず)を介して接続されていてもよい。あるいは、プリント配線板10は、コア基板の代わりに支持板(図示せず)上で導体層と樹脂絶縁層とを交互に積層した後、支持板を除去してなるコアレス基板であってもよい。いずれにせよ、プリント配線板10は、図1に示すように、少なくとも1層の樹脂絶縁層のうち最外に配置されたものである基部絶縁層12と、基部絶縁層12上に形成された、所定の回路パターンを有する導体層14と、基部絶縁層12および導体層14上に形成されたソルダーレジスト層16とを備えている。基部絶縁層12の下層には他の複数の導体層および樹脂絶縁層が交互に設けられている場合が多いが、図では省略されている。しかし、プリント配線板10は、1層の基部絶縁層12と1層の導体層14とからなるものでもよい。
<About the printed wiring board manufactured by the method for manufacturing the printed wiring board of the present invention>
An embodiment of a printed wiring board manufactured according to the method for manufacturing a printed wiring board of the present invention will be described with reference to the drawings. In FIG. 1, a part of the printed
基部絶縁層12は、例えばシリカやアルミナ等の無機フィラーとエポキシ系樹脂とを含む樹脂組成物等で構成することができる。導体層14は導電性金属、例えば銅を主成分とする金属で形成される。
The
ソルダーレジスト層16は、導体層14の一部を第1の導体パッド14aとして露出させる第1の開口16aと、導体層14のさらに他の一部を第2の導体パッド14bとして露出させる第2の開口16bとを有している。
The
第1の導体パッド14a上には第1のバンプ20が形成されている。第1のバンプ20は第1の導体パッド14a上に下地層を介さず直接形成されている。第1のバンプ20は、第1の開口16a内に形成された例えば銅からなるシード層36と、シード層36の上に形成されたベースめっき層24と、ベースめっき層24上に例えばニッケルからなる中間層26を介して形成された略半球状のトップめっき層28とを有する。
A
ベースめっき層24は、導体層14と同種の導電性金属、例えば銅を主成分とする金属から形成されている。ベースめっき層24は、ソルダーレジスト層16の表面(基部絶縁層12とは反対側の面)を超える高さまで形成する。これにより第1のバンプ20が第1の開口16a内に安定して保持される。ソルダーレジスト層16の表面からベースめっき層24の上端面24aまでの高さB1は3μm〜15μmの範囲内とすることが好ましい。
The
トップめっき層28は、ベースめっき層24よりも融点が低く、リフロー処理により溶融して図1示すような略半球状に整形される金属、例えばスズを主成分とする金属からなる。トップめっき層28の厚み(第1のバンプ20の外周面においてトップめっき層28の下端からトップめっき層の頂部までの垂直方向の距離A1)は20μm〜40μmの範囲とすることが好ましい。トップめっき層28の厚みをこの範囲とすることで、第1のバンプ20と、プリント配線板10に実装される半導体チップやメモリなど電子部品の接続パッド(図示せず)との間で良好な接続信頼性が得られる。
The
第2の導体パッド14b上には下地層18が形成されている。下地層18としては、例えば、第2の導体パッド14bの表面に形成されたニッケル層とニッケル層上に形成されたパラジウム層とパラジウム層上に形成された金層とを例示することができる。その他、ニッケル層とニッケル層上に形成された金層とを例示することができる。第2の開口16b内の第2の導体パッド14b上に下地層18を形成し、コンデンサなどのディスクリート部品を搭載するための部品搭載用パッド40を形成している。
A
図2は、本発明のプリント配線板の製造方法が対象とするプリント配線板の他の実施形態を説明するための断面図である。図2に示す例において、図1に示す例と異なる点は、バンプとして、大径の第1のバンプ20の他に、小径の第2のバンプ22を形成した点である。第2のバンプ22は、第3の導体パッド14c上に下地層を介さずに直接形成されている。第2のバンプ22は、第3の開口16c内に形成されたベースめっき層30と、ベースめっき層30上に例えばニッケルからなる中間層32を介して形成された略半球状のトップめっき層34とを有する。
FIG. 2 is a cross-sectional view for explaining another embodiment of the printed wiring board targeted by the method for manufacturing a printed wiring board of the present invention. In the example shown in FIG. 2, the difference from the example shown in FIG. 1 is that a
トップめっき層34は、ベースめっき層30よりも融点が低く、リフロー処理により溶融して図2に示すような略半球状に整形される金属、例えばスズを主成分とする金属からなる。トップめっき層34の厚み(第2のバンプ22の外周面においてトップめっき層34の下端からトップめっき層34の頂部までの垂直方向の距離A2)は20μm〜40μmの範囲とすることが好ましい。トップめっき層34の厚みをこの範囲とすることで、第2のバンプ22と、プリント配線板10に実装される半導体チップやメモリなど電子部品の接続パッド(図示せず)との間で良好な接続信頼性が得られる。
The
図2に示す実施形態のプリント配線板10では、ベースめっき層24とベースめっき層30とは一緒に形成されて、ベースめっき層24の上端面24aとベースめっき層30の上端面30aとは互いに同一の高さにされている。また、中間層26と中間層32とは一緒に形成されて、互いに同一の厚み(高さ)にされている。そして、トップめっき層28とトップめっき層34とは一緒に形成されるとともにそれぞれ金属めっき量を調節されて、リフロー処理による溶融後の厚み(高さ)が互いに同一にされている。
In the printed
図2に示す例において、第1のバンプ20は電源もしくはグランド線との接続に用いることができる。第1のバンプ20よりも径の小さい第2のバンプ22は信号線との接続に用いることができる。
In the example shown in FIG. 2, the
<本発明の一実施形態のプリント配線板の製造方法について>
以下、図1に示すプリント配線板10を製造するための、本発明の一実施形態に係るプリント配線板の製造方法を、図3A〜図3Hを参照して説明する。なお、図2に示すプリント配線板10も第1のバンプ形成時に第2のバンプも形成することで、同様の製造方法で製造される。
<About the manufacturing method of the printed wiring board of one Embodiment of this invention>
Hereinafter, a method for manufacturing a printed wiring board according to an embodiment of the present invention for manufacturing the printed
図3Aには、公知の方法を用いて、基部絶縁層12上に所定の回路パターンを有する導体層14およびソルダーレジスト層16が形成された中間体が示されている。基部絶縁層12の下層には他の複数の導体層および樹脂絶縁層が交互に形成されている場合が多いが、図では省略されている。複数の導体層および樹脂絶縁層はコア基板上もしくは後に除去可能な支持板上で積層することができる。しかし、プリント配線板10は、基部絶縁層12としての1層の樹脂絶縁層と1層の導体層14とからなるものでもよく、この場合この樹脂絶縁層が基部絶縁層12に相当する。基部絶縁層12には、シリカやアルミナ等の無機フィラーとエポキシ系樹脂とを含むビルドアップ用絶縁樹脂フィルムを用いることができる。
FIG. 3A shows an intermediate in which a
図3Bに示すように、ソルダーレジスト層16に、導体層14の一部の導体パッド14aを露出させる第1の開口16aと、導体層14の残りの導体パッド14bを露出させる第2の開口16bを形成する。第1の開口16aおよび第2の開口16bの形成は、従来から公知の方法、例えばマスクを介してリソグラフィーを用いて開口する方法、炭酸ガスレーザーまたはUV−YAGレーザー等を用いて開口する方法、をとることができる。
As shown in FIG. 3B, the solder resist
図3Cに示すように、バンプを形成する予定の導体層14上をマスク(図示しない)で塞いだ状態で、第2の開口16b上に、めっきにより例えばニッケル層、パラジウム層、金層がこの順に積層された下地層18が形成される。このように、導体層14と下地層18とは異なる金属から構成される。
As shown in FIG. 3C, in a state where the
図3Dに示すように、例えば無電解銅めっき処理等の無電解めっき処理が行われ、中間体のソルダーレジスト層16の表面および第1、第2の開口16a、16bの側面上と、導体パッド14a上と、下地層18上に、シード層36が形成される。
As shown in FIG. 3D, an electroless plating treatment such as an electroless copper plating treatment is performed, and the surface of the solder resist
図3Eに示すように、バンプを形成しない一部の導体層14上をマスク(図示しない)で塞いだ状態で、公知の方法に従って例えば電解めっき処理が行われ、シード層36上のバンプを形成する開口16aに、例えば銅を主成分とするベースめっき層24が形成される。ベースめっき層24は、ソルダーレジスト層16の表面(基部絶縁層12とは反対側の面)を超える高さまで形成する。
As shown in FIG. 3E, in a state where a part of the
図3Fに示されるように、サイドエッチング抑制剤を含むエッチング液を用いて、シード層36を除去する。このシード層36の除去のためのエッチングは、マスクなどを使用せずに、シード層36以外の露出した表面に対しても適用される。その後、図示していないが、さらに、例えば電解めっき処理が行われ、ベースめっき層24の上端面24a上に、中間層26を介在させてトップめっき層28が形成される。トップめっき層28は、ベースめっき層24よりも融点が低くリフロー処理により溶融して略半球状に整形される金属、例えばスズを主成分とする金属からなる。トップめっき層28の厚みは、好ましくは20μm〜40μmの範囲内とされる。
As shown in FIG. 3F, the
上述した本発明のプリント配線板の製造方法によれば、銅からなるシード層36の除去に用いるエッチング液がサイドエッチング抑制剤を含んでいるため、シード層36を除去するとともに、バンプを形成するベースめっき層24のソルダーレジスト層16より上部の頭部の側面において、若干エッチングされたのちそれぞれの表面に防蝕被膜が形成され、それ以後ベースめっき層24がエッチングされることがなくなる。
According to the method for manufacturing a printed wiring board of the present invention described above, since the etching solution used for removing the
本発明の一実施形態のサイドエッチング抑制剤を含むエッチング液とは、シード層36を完全に除去することができる一方、銅からなるベースめっき層30のソルダーレジスト層16から露出した頭部の側面に防蝕被膜を形成し、防蝕被膜が形成された後のエッチングを防止できる機能をいう。
The etching solution containing the side etching inhibitor according to the embodiment of the present invention can completely remove the
そのため、部品搭載用パッド40の下地層18とバンプ20のベースめっき層24とが電気的に接続されている場合でも、Auを含む下地層18とCuからなるベースめっき層24との電池反応により、Cuからなるベースめっき層24の露出部分の側面がエッチングされ、ベースめっき層24のソルダーレジスト層16から露出した側面の径が細くなる問題を解決することができる。
Therefore, even when the
10 プリント配線板
12 基部絶縁層
14 導体層
14a 第1の導体パッド
14b 第2の導体パッド
14c 第3の導体パッド
16 ソルダーレジスト層
16a 第1の開口
16b 第2の開口
16c 第3の開口
20 第1のバンプ
22 第2のバンプ
24、30 ベースめっき層
28、34 トップめっき層
36 シード層
40 部品搭載用パッド
10 Printed
Claims (6)
基部絶縁層を形成することと、
前記基部絶縁層上に複数の導体層を形成することと、
前記基部絶縁層上および前記導体層上にソルダーレジスト層を形成することと、
前記ソルダーレジスト層に、前記複数の導体層の各々を導体パッドとして露出させる複数の開口を形成することと、
一部の開口内の導体パッド上に、前記導体層と異なる金属からなる下地層を形成することと、
前記開口内および前記ソルダーレジスト層の上に、シード層を形成することと、
前記一部の導体パッドを除く残りの導体パッド上の開口内に、前記導体層と同じ金属からなるベースめっき層を含むバンプを形成することと、
サイドエッチング抑制剤を含むエッチング液を用いて、前記シード層を除去することと、を含む。 It is a manufacturing method of printed wiring boards.
Forming the base insulation layer and
Forming a plurality of conductor layers on the base insulating layer and
Forming a solder resist layer on the base insulating layer and the conductor layer,
To form a plurality of openings in the solder resist layer to expose each of the plurality of conductor layers as a conductor pad.
Forming a base layer made of a metal different from the conductor layer on the conductor pad in a part of the openings, and
Forming a seed layer in the opening and on the solder resist layer,
To form a bump containing a base plating layer made of the same metal as the conductor layer in the openings on the remaining conductor pads except for some of the conductor pads.
This includes removing the seed layer with an etching solution containing a side etching inhibitor.
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