JP4679139B2 - プリント配線板及びプリント配線板の製造方法 - Google Patents
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Description
また、従来の半田パッド構造(ニッケル−金)よりも、熱応力を緩衝することが求められている。そもそも熱を起因とする材料の伸縮に伴う熱応力が発生した際には、半田バンプにも熱応力が掛かってしまうのである。半田パッドの開口径が小さくなるにつれて、熱応力は半田バンプに集中しやすくなる。そのため半田バンプ、半田パッド部で熱応力を緩衝されない場合には、半田バンプ(もしくは半田層)の破損や亀裂するなど不具合が発生してしまう。その結果として、プリント配線板としての電気接続性や信頼性を低下してしまうのである。特に、ヒートサイクル条件下や高温高湿下での信頼性試験においては、長期間のプリント配線板としての信頼性を確保することを困難にさせていた。
前記複合層は、前記導体回路側から順に積層されたNi層(ニッケル層)およびPd層(パラジウム層)を有していることを技術的特徴とする。
前記複合層は、Ni層、Pd層からなり、
前記半田層は、無鉛半田からなることを技術的特徴とする。
これらの複合層を設け、該複合層上に、リフローして半田バンプを設けると、Pd層及び貴金属層の大半は、半田側に拡散してしまう。そのため、ニッケル層と半田バンプとの界面に、Niと半田組成金属からなるNi−Sn合金層が形成されるのである。
このNi−Sn合金層は、その大きさに関わりなく、引っ張りに対する耐性が高められるのである。つまり、この場合には、半田パッドの大きさに関わりなく、Ni−Sn合金層は、ピール強度を向上させることができるのである。
また、三成分系からなる合金層は、Sn:Cu:Ni=30〜90:10〜50:1〜30の範囲内であれば、剛性が低下し難いのである。特に、半田バンプもしくは半田層に鉛が含有されない(鉛フリー)半田を用いた場合には、熱応力により発生した応力が緩衝されやすいのである。そのために、鉛フリー半田内での損傷や亀裂を引き起こしにくくなり、電気接続性や信頼性が向上されるのである。特に、Snが40〜70wt%であるNi−Cu−Sn合金層において、もっとも剛性を高めらやすいのである。
ここで、Pd層は、Ni拡散を抑制しNi−Sn合金層の形成を阻害する働きを持つ。
このため、Pd層の厚みが0.01μm未満では、Ni拡散を十分に抑制し得ず、Ni−Sn合金層の厚みを厚くしやすいのである。この場合、Ni合金層の平均厚みが2.5μmを越えてしまいやすく、そのために、Ni−Sn合金層の剛性が向上されにくくなるのである。
Pd層内のPの含有量がPの含有量を2〜7wt%にすることが望ましい。これにより、形成されたPd層は、ポーラスとなりにくいし、皮膜が均一になりやすいし、表層の酸化皮膜を形成されにくくなる。さらに、形成されたPd層は剛性が確保されやすくなる。さらに形成されたNi−Sn合金層が形成されやすくなるので、Ni−Sn合金層の剛性を確保しやすいからである。
また、半田のリフローを経て形成されたNi―Sn合金層の厚みが所望の範囲に収まる。その結果として、Ni−Sn合金層の剛性をより向上させやすくなるのである。
特に、Ni−P、Ni−Cu−Pの合金金属で形成するのがよい。つまり、いかえると、Ni層にはP(リン)が含有されていることが望ましい。その理由としては、導体回路表面に凹凸が形成されていても、その凹凸を相殺し、表層を平坦にした皮膜を形成することができる。また、めっきで形成された場合には、形成されたNi層では、未析出、反応停止などによる金属層の未形成、形成異常を起こし難いからである。また、Ni層上に形成されるPd層の形成を助長させることができ、Pd層の未形成や形成異常を起こしにくくなる。そのために、形成したPd層は所望のものとなり、複合層としても剛性を確保させることができるのである。
ソルダーレジスト層としては、種々の樹脂を使用でき、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂の一部に(メタ)アクリル化した樹脂、これらの2種類以上用いた樹脂複合体であってもよい。樹脂としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、フェノキシ樹脂、オレフィン樹脂などである。
特に、ソルダーレジスト層に開口を設けて半田バンプを形成する場合には、「ノボラック型エポキシ樹脂もしくはノボラック型エポキシ樹脂のアクリレート」からなり、「イミダゾール硬化剤」を硬化剤として含むものが好ましい。
上記イミダゾール硬化剤は、25℃で液状であることが望ましい。液状であれば均一混合できるからである。
このような組成物を用いたソルダーレジスト層は、遊離酸素が発生せず、銅パッド表面を酸化させない。また、人体に対する有害性も少ない。
CH3O-(CH2CH2O) n −CH3 (n=1〜5)
このグリコールエーテル系の溶媒は、ソルダーレジスト組成物の全重量に対して10〜40wt%がよい。
例えば、レベリング剤としてはアクリル酸エステルの重合体からなるものがよい。また、開始剤としては、チバガイギー製のイルガキュアI907、光増感剤としては日本化薬製のDETX−Sがよい。
さらに、ソルダーレジスト組成物には、色素や顔料を添加してもよい。配線パターンを隠蔽できるからである。この色素としてはフタロシアニングリーンを用いることが望ましい。
その一例として、半田パッドから露出した導体回路上に無電解めっきにてNiを含有した金属層を形成させる。めっき液の組成の例として硫酸ニッケル4.5g/l、次亜リン酸ナトリウム25g/l、クエン酸ナトリウム40g/l、ホウ酸12g/l、チオ尿素0.1g/l(PH=11)がある。脱脂液により、ソルダ−レジスト層開口部、表面を洗浄し、パラジウムなどの触媒を開口部に露出した導体部分に付与し、活性化させた後、めっき液に浸漬し、ニッケルめっき層を形成させた。
必要に応じて、Pd層上にAu、Ag、Pt、Snの中から選ばれる金属で耐食層を形成させる。特に金で形成させるのがよい。場合によっては同一金属で置換めっき、無電解めっきを経て2層で形成してもよい。厚みは、0.01〜2μmであるのが望ましい。
A.層間樹脂絶縁層の樹脂フィルムの作製
ビスフェノールA型エポキシ樹脂(エポキシ当量469、油化シェルエポキシ社製エピコート1001)30重量部、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂(エポキシ当量215、大日本インキ化学工業社製 エピクロンN−673)40重量部、トリアジン構造含有フェノールノボラック樹脂(フェノール性水酸基当量120、大日本インキ化学工業社製 フェノライトKA−7052)30重量部をエチルジグリコールアセテート20重量部、ソルベントナフサ20重量部に攪拌しながら加熱溶解させ、そこへ末端エポキシ化ポリブタジエンゴム(ナガセ化成工業社製 デナレックスR−45EPT)15重量部と2−フェニル−4、5−ビス(ヒドロキシメチル)イミダゾール粉砕品1.5重量部、微粉砕シリカ2重量部、シリコン系消泡剤0.5重量部を添加しエポキシ樹脂組成物を調製した。
得られたエポキシ樹脂組成物を厚さ38μmのPETフィルム上に乾燥後の厚さが50μmとなるようにロールコーターを用いて塗布した後、80〜120℃で10分間乾燥させることにより、層間樹脂絶縁層用樹脂フィルムを作製した。
ビスフェノールF型エポキシモノマー(油化シェル社製、分子量:310YL983U)100重量部、表面にシランカップリング剤がコーティングされた平均粒径が1.6μmで、最大粒子の直径が15μm以下のSiO2 球状粒子(アドテック社製、CRS 1101−CE)170重量部およびレベリング剤(サンノプコ社製 ペレノールS4)1.5重量部を容器にとり、攪拌混合することにより、その粘度が23±1℃で44〜49Pa・sの樹脂充填材を調製した。なお、硬化剤として、イミダゾール硬化剤(四国化成社製、2E4MZ−CN)6.5重量部を用いた。
(1)厚さ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18μm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2(A))。まず、この銅張積層板30Aをドリル削孔し、無電解めっき処理を施し、パターン状にエッチングすることにより、基板の両面に下層導体回路34とスルーホール36を形成した(図2(B))。
このようにして、スルーホール36や下層導体回路非形成部に形成された樹脂充填材40の表層部および下層導体回路34の表面を平坦化し、樹脂充填材と下層導体回路の側面とが粗化面を介して強固に密着し、またスルーホール36の内壁面と樹脂充填材40とが粗化面を介して強固に密着した基板を得た。即ち、この工程により、樹脂充填材の表面と下層導体回路の表面とが略同一平面となる。
〔無電解めっき水溶液〕
NiSO4 0.003 mol/l
酒石酸 0.200 mol/l
硫酸銅 0.030 mol/l
HCHO 0.050 mol/l
NaOH 0.100 mol/l
α、α′−ビピリジル 100 mg/l
ポリエチレングリコール(PEG) 0.10 g/l
〔無電解めっき条件〕
34℃の液温度で40分
〔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 65 分
温度 22±2 ℃
めっきレジスト54の非形成部に、厚さ20μmの電解銅めっき膜56を形成した(図4(C))。
(15)上記(6)〜(14)の工程を繰り返すことにより、さらに上層の導体回路158、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))。
そして、さらに、100℃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、開口を有し、その厚さが20μmのソルダーレジスト層14を形成した。上記ソルダーレジスト組成物としては、市販のソルダーレジスト組成物を使用することもできる。
実施例1−1−1では、半田バンプを構成する半田として、Cu:0.5wt%、Ag:3.5wt%、Sn:95wt%合金を用いた。そして、Ni層を厚み 5μm、P含有量 1.2wt%に設定し、Pd層を厚み0.5μm、P含有量 5wt%に設定した。これにより、Ni−Sn合金層の組成をSn:Cu:Ni=42:37:21に、厚みを1.5μmに調整した。実施例1−1−1のニッケル層、Cu−Ni−Sn合金層、半田の電子顕微鏡写真を図16〜図19に示す。図16中の左側の電子顕微鏡写真(×20K)が実施例1−1−1である。図17中の左側、図18中の左側の電子顕微鏡写真では倍率(×100K)を更に拡大している。ここで、図16、図17、図18中の右側は、後述するPを含有しないPd層の比較例1−1−1の電子顕微鏡写真である。ここで、下側がニッケル層で、上側が半田、ニッケル層と半田層の界面に介在しているのがCu−Ni−Sn合金層である。図16の左側の電子顕微鏡写真から、実施例1では、Cu−Ni−Sn合金層が連続的、即ち、起伏が小さくNi層の表面に形成されていることが分かる。更に、倍率を上げた図17、図18の左側の電子顕微鏡写真から、Cu−Ni−Sn合金層の表面に、Snのスキン層を介してAg粒子が均一に並んでいることが分かる。図19左側は実施例1−1−1の透過型の電子顕微鏡写真である。この電子顕微鏡写真から、Cu−Ni−Sn合金層が板状、即ち、ニッケル層に沿って平行に形成されていることが分かる。
実施例1−1−2では、半田バンプを構成する半田として、実施例1−1−1と同様にCu:0.5wt%、Ag:3.5wt%、Sn:95wt%合金を用いた。そして、Ni層を、実施例1−1−1と同じ厚み5μm、P含有量 1.2wt%に設定した。一方、Pd層は、厚み0.01μm、P含有量2wt%に設定した。これにより、Ni−Sn合金層の組成をSn:Cu:Ni=42:37:21に、厚みを1.8μmに調整した。Ni−Sn合金層は、図19左側の電子顕微鏡写真を参照した実施例1−1−1と同様に板状に形成した。
実施例1−1−3では、半田バンプを構成する半田として、実施例1−1−1と同様にCu:0.5wt%、Ag:3.5wt%、Sn:95wt%合金を用いた。そして、Ni層を、実施例1−1−1と同じ厚み5μm、P含有量 1.2wt%に設定した。一方、Pd層は、厚み0.01μm、P含有量7wt%に設定した。これにより、Ni−Sn合金層の組成をSn:Cu:Ni=42:37:21に、厚みを1.8μmに調整した。Ni−Sn合金層は、図19左側の電子顕微鏡写真を参照した実施例1−1−1と同様に板状に形成した。
実施例1−1−4では、半田バンプを構成する半田として、実施例1−1−1と同様にCu:0.5wt%、Ag:3.5wt%、Sn:95wt%合金を用いた。そして、Ni層を、実施例1−1−1と同じ厚み5μm、P含有量 1.2wt%に設定した。一方、Pd層は、厚み1.0μm、P含有量2wt%に設定した。これにより、Ni−Sn合金層の組成をSn:Cu:Ni=42:37:21に、厚みを1.5μmに調整した。Ni−Sn合金層は、図19左側の電子顕微鏡写真を参照した実施例1−1−1と同様に板状に形成した。
実施例1−1−3では、半田バンプを構成する半田として、実施例1−1−1と同様にCu:0.5wt%、Ag:3.5wt%、Sn:95wt%合金を用いた。そして、Ni層を厚み10μm、P含有量0.5wt%に設定した。一方、Pd層は、厚み1.0μm、P含有量7wt%に設定した。これにより、Ni−Sn合金層の組成をSn:Cu:Ni=42:37:21に、厚みを1.5μmに調整した。Ni−Sn合金層は、図19左側の電子顕微鏡写真を参照した実施例1−1−1と同様に板状に形成した。
実施例1−1−6では、半田バンプを構成する半田として、実施例1−1−1と同様にCu:0.5wt%、Ag:3.5wt%、Sn:95wt%合金を用いた。そして、Ni層を厚み10μm、P含有量5wt%に設定した。一方、Pd層は、厚み0.01μm、P含有量7wt%に設定した。これにより、Ni−Sn合金層の組成をSn:Cu:Ni=42:37:21に、厚みを1.7μmに調整した。Ni−Sn合金層は、図19左側の電子顕微鏡写真を参照した実施例1−1−1と同様に板状に形成した。
実施例1−1−1〜実施例1−1−6では、半田バンプを構成する半田として鉛レスのCu/Ag/Sn半田を用いた。これに対して、実施例1−2−1〜実施例1−2−6では、半田バンプを構成する半田として、Sn:Pb=63:37(wt%)の鉛半田を用いた。そして、Ni層を厚み5μm、P含有量1.2wt%に設定した。一方、Pd層は、厚み0.5μm、P含有量5wt%に設定した。これにより、Ni−Sn合金層の組成をSn:Ni=67:33に、厚みを1.5μmに調整した。Ni−Sn合金層は、図19左側の電子顕微鏡写真を参照した実施例1−1−1と同様に板状に形成した。
実施例1−2−2では、半田バンプを構成する半田として、実施例1−2−1と同様にSn:Pb=63:37(wt%)の鉛半田を用いた。そして、Ni層を、実施例1−2−1と同じ厚み5μm、P含有量 1.2wt%に設定した。一方、Pd層は、厚み0.01μm、P含有量2wt%に設定した。これにより、Ni−Sn合金層の組成をSn:Ni=67:33に、厚みを1.8μmに調整した。Ni−Sn合金層は、図19左側の電子顕微鏡写真を参照した実施例1−1−1と同様に板状に形成した。
実施例1−2−3では、半田バンプを構成する半田として、実施例1−2−1と同様にSn:Pb=63:37(wt%)の鉛半田を用いた。そして、Ni層を、実施例1−2−1と同じ厚み5μm、P含有量 1.2wt%に設定した。一方、Pd層は、厚み0.01μm、P含有量7wt%に設定した。これにより、Ni−Sn合金層の組成をSn:Ni=67:33に、厚みを1.8μmに調整した。Ni−Sn合金層は、図19左側の電子顕微鏡写真を参照した実施例1−1−1と同様に板状に形成した。
実施例1−2−4では、半田バンプを構成する半田として、実施例1−2−1と同様にSn:Pb=63:37(wt%)の鉛半田を用いた。そして、Ni層を、実施例1−2−1と同じ厚み5μm、P含有量 1.2wt%に設定した。一方、Pd層は、厚み1.0μm、P含有量2wt%に設定した。これにより、Ni−Sn合金層の組成をSn:Ni=67:33に、厚みを1.5μmに調整した。Ni−Sn合金層は、図19左側の電子顕微鏡写真を参照した実施例1−1−1と同様に板状に形成した。
実施例1−2−5では、半田バンプを構成する半田として、実施例1−2−1と同様にSn:Pb=63:37(wt%)の鉛半田を用いた。そして、Ni層を、厚み10μm、P含有量0.5wt%に設定した。一方、Pd層は、厚み1.0μm、P含有量7wt%に設定した。これにより、Ni−Sn合金層の組成をSn:Ni=67:33に、厚みを1.5μmに調整した。Ni−Sn合金層は、図19左側の電子顕微鏡写真を参照した実施例1−1−1と同様に板状に形成した。
実施例1−2−6では、半田バンプを構成する半田として、実施例1−2−1と同様にSn:Pb=63:37(wt%)の鉛半田を用いた。そして、Ni層を、厚み10μm、P含有量5wt%に設定した。一方、Pd層は、厚み0.01μm、P含有量7wt%に設定した。これにより、Ni−Sn合金層の組成をSn:Ni=67:33に、厚みを1.7μmに調整した。Ni−Sn合金層は、図19左側の電子顕微鏡写真を参照した実施例1−1−1と同様に板状に形成した。
実施例1−3−1〜実施例1−3−6では、実施例1−1−1〜実施例1−1−6と同様に半田バンプを構成する半田として、Cu:0.5wt%、Ag:3.5wt%、Sn:95wt%合金を用いた。そして、Ni層を、実施例1−1−1と同じ厚み5μm、P含有量 1.2wt%に設定した。一方、Pd層は、厚み0.009μm、P含有量8wt%に設定した。これにより、Ni−Sn合金層の組成をSn:Cu:Ni=42:45:13に、厚みを2.5μmに調整した。実施例1−3−1では、後述する参考例1−1−1と同様に、図19右側の電子顕微鏡写真に示されるようCu−Ni−Sn合金層が柱状、即ち、ニッケル層に沿って垂直に柱状合金結晶が形成されている。
実施例1−3−2では、半田バンプを構成する半田として、実施例1−3−1と同様にCu:0.5wt%、Ag:3.5wt%、Sn:95wt%合金を用いた。そして、Ni層を、実施例1−3−1と同じ厚み5μm、P含有量 1.2wt%に設定した。一方、Pd層は、厚み0.008μm、P含有量7wt%に設定した。これにより、Ni−Sn合金層の組成をSn:Cu:Ni=42:45:13に、厚みを2.5μmに調整した。Ni−Sn合金層は、実施例1−3−1と同様に柱状に形成した。
実施例1−3−3では、半田バンプを構成する半田として、実施例1−3−1と同様にCu:0.5wt%、Ag:3.5wt%、Sn:95wt%合金を用いた。そして、Ni層を、実施例1−3−1と同じ厚み5μm、P含有量 1.2wt%に設定した。一方、Pd層は、厚み0.009μm、P含有量1wt%に設定した。これにより、Ni−Sn合金層の組成をSn:Cu:Ni=42:45:13に、厚みを2.5μmに調整した。Ni−Sn合金層は、実施例1−3−1と同様に柱状に形成した。
実施例1−3−4では、半田バンプを構成する半田として、実施例1−3−1と同様にCu:0.5wt%、Ag:3.5wt%、Sn:95wt%合金を用いた。そして、Ni層を、実施例1−3−1と同じ厚み5μm、P含有量 1.2wt%に設定した。一方、Pd層は、厚み2.0μm、P含有量2wt%に設定した。これにより、Ni−Sn合金層の組成をSn:Cu:Ni=66:29:5に、厚みを1.3μmに調整した。Ni−Sn合金層は、粒状体となってニッケル層の界面に形成された。
実施例1−3−5では、半田バンプを構成する半田として、実施例1−3−1と同様にCu:0.5wt%、Ag:3.5wt%、Sn:95wt%合金を用いた。そして、Ni層を厚み10μm、P含有量0.5wt%に設定した。一方、Pd層は、厚み2.0μm、P含有量5wt%に設定した。これにより、Ni−Sn合金層の組成をSn:Cu:Ni=66:29:5に、厚みを1.3μmに調整した。Ni−Sn合金層は、粒状体(粒状の結晶)となってニッケル層の界面に形成された。
実施例1−3−6では、半田バンプを構成する半田として、実施例1−3−1と同様にCu:0.5wt%、Ag:3.5wt%、Sn:95wt%合金を用いた。そして、Ni層を厚み10μm、P含有量5wt%に設定した。一方、Pd層は、厚み2.0μm、P含有量9wt%に設定した。これにより、Ni−Sn合金層の組成をSn:Cu:Ni=66:29:5に、厚みを1.5μmに調整した。Ni−Sn合金層は、粒状体となってニッケル層の界面に形成された。
実施例1−4−1〜実施例1−4−6では、実施例1−2−1〜実施例1−2−6と同様に半田バンプを構成する半田としてSn:Pb=63:37(wt%)の鉛半田を用いた。そして、Ni層を、実施例1−2−1と同じ厚み5μm、P含有量 1.2wt%に設定した。一方、Pd層は、厚み0.009μm、P含有量8wt%に設定した。これにより、Ni−Sn合金層の組成をSn:Ni=67:33に、厚みを2.5μmに調整した。Ni−Sn合金層は、実施例1−3−1と同様に柱状に形成した。
実施例1−4−2では、半田バンプを構成する半田として、実施例1−4−1と同様にSn:Pb=63:37(wt%)の鉛半田を用いた。そして、Ni層を、実施例1−4−1と同じ厚み5μm、P含有量 1.2wt%に設定した。一方、Pd層は、厚み0.008μm、P含有量7wt%に設定した。これにより、Ni−Sn合金層の組成をSn:Ni=67:33に、厚みを2.5μmに調整した。Ni−Sn合金層は、実施例1−4−1と同様に柱状に形成した。
実施例1−4−3では、半田バンプを構成する半田として、実施例1−4−1と同様にSn:Pb=63:37(wt%)の鉛半田を用いた。そして、Ni層を、実施例1−4−1と同じ厚み5μm、P含有量 1.2wt%に設定した。一方、Pd層は、厚み0.009μm、P含有量1wt%に設定した。これにより、Ni−Sn合金層の組成をSn:Ni=67:33に、厚みを2.5μmに調整した。Ni−Sn合金層は、実施例1−4−1と同様に柱状に形成した。
実施例1−4−4では、半田バンプを構成する半田として、実施例1−4−1と同様にSn:Pb=63:37(wt%)の鉛半田を用いた。そして、Ni層を、実施例1−4−1と同じ厚み5μm、P含有量 1.2wt%に設定した。一方、Pd層は、厚み2.0μm、P含有量2wt%に設定した。これにより、Ni−Sn合金層の組成をSn:Ni=67:33に、厚みを1.3μmに調整した。Ni−Sn合金層は、粒状体となってニッケル層の界面に形成された。
実施例1−4−5では、半田バンプを構成する半田として、実施例1−4−1と同様にSn:Pb=63:37(wt%)の鉛半田を用いた。そして、Ni層を、厚み10μm、P含有量0.5wt%に設定した。一方、Pd層は、厚み2.0μm、P含有量5wt%に設定した。これにより、Ni−Sn合金層の組成をSn:Ni=67:33に、厚みを1.3μmに調整した。Ni−Sn合金層は、粒状体となってニッケル層の界面に形成された。
実施例1−4−6では、半田バンプを構成する半田として、実施例1−4−1と同様にSn:Pb=63:37(wt%)の鉛半田を用いた。そして、Ni層を、厚み10μm、P含有量5wt%に設定した。一方、Pd層は、厚み2.0μm、P含有量9wt%に設定した。これにより、Ni−Sn合金層の組成をSn:Ni=67:33に、厚みを1.5μmに調整した。Ni−Sn合金層は、粒状体となってニッケル層の界面に形成された。
実施例1−5−1では、半田バンプを構成する半田として、Sn:Pb=63:37(wt%)の鉛半田を用いた。そして、Ni層を厚み5μm、P含有量1.2wt%に設定した。一方、Pd層は、厚み0.03μm、P含有量5wt%に設定した(このPd層の顕微鏡写真を図20に示す。写真から分かるように、Pbが部分的に析出し、ポーラスで下地のNi層が見えている)。ここで、半田をリフローする際に、銅入りのフラックスを用いた。これにより、Ni−Sn合金層の組成をSn:Cu:Ni=42:37:21に、厚みを1.5μmに調整した。Ni−Sn合金層は、図19左側の電子顕微鏡写真を参照した実施例1−1−1と同様に板状に形成した。
実施例1−5−2では、半田バンプを構成する半田として、Sn:Pb=63:37(wt%)の鉛半田を用いた。そして、Ni層を厚み5μm、P含有量1.2wt%に設定した。一方、Pd層は、厚み0.07μm、P含有量5wt%に設定した(このPd層の顕微鏡写真を図21に示す。写真から分かるようにPb層が均一に形成できている)。ここで、半田をリフローする際に、銅入りのフラックスを用いた。これにより、Ni−Sn合金層の組成をSn:Cu:Ni=42:37:21に、厚みを1.5μmに調整した。Ni−Sn合金層は、図19左側の電子顕微鏡写真を参照した実施例1−1−1と同様に板状に形成した。
図1〜図7を参照して上述した実施例1では、ビルドアップ多層配線板を対象としたが、実施例2では、積層式の多層プリント配線板を対象とする。
実施例2のプリント配線板の製造工程について、図9〜図13を参照して説明する。
図9は実施例2のプリント配線板30の断面図を示している。多層プリント配線板30は、ICチップ80を搭載する半導体搭載用のプリント配線板である。多層プリント配線板30は、複数の基板31を積層してなり、各基板31には、スルーホール36、バイアホール38及び導体回路34が設けられている。多層プリント配線板30の上面側には、導体回路34Uが設けられ、下面側には、導体回路34Dが設けられている。上面側の導体回路34Uの表面側にはソルダーレジスト層70が設けられ、ソルダーレジスト層70の開口71により導体回路34Uの一部が露出され、ボンディングパッド42を構成している。一方、下面側の導体回路34Dの表面側にはソルダーレジスト層70が設けられ、ソルダーレジスト層70の開口71により導体回路34Dの一部が露出され、半田パッド44を構成している。半田パッド44上には、外部のプリント配線板への接続用の半田層46が形成されている。多層プリント配線板の上面には、接着剤84を介してICチップ80が配置され、ICチップ80の端子86と、多層プリント配線板側のボンディングパッド42とはワイヤ82によりボンディング接続されている。
回路パターン34及びバイアホール38の形成されたプリント配線板31を用意する(図10(A))。プリント配線板31を接着剤33を介して接着する(図10(B))。プリント配線板31を積層してなる多層プリント配線板に通孔を穿設してスルーホール36を形成する(図10(C))。その後、開口71を有するソルダーレジスト層70を形成する(図11(A))。
実施例2−1−1では、半田(半田層)を構成する半田として、Cu:0.5wt%、Ag:3.5wt%、Sn:95wt%合金を用いた。そして、Ni層を厚み 5μm、P含有量 1.2wt%に設定し、Pd層を厚み0.5μm、P含有量5wt%に設定した。これにより、Ni−Sn合金層の組成をSn:Cu:Ni=42:37:21に、厚みを1.5μmに調整した。実施例2−1−1では、図19左側の電子顕微鏡写真を参照して上述した実施例1−1−1と同様にCu−Ni−Sn合金層が板状、即ち、ニッケル層に沿って平行に形成されている。
実施例2−1−2では、半田(半田層)を構成する半田として、実施例2−1−1と同様にCu:0.5wt%、Ag:3.5wt%、Sn:95wt%合金を用いた。そして、Ni層を、実施例2−1−1と同じ厚み5μm、P含有量 1.2wt%に設定した。一方、Pd層は、厚み0.01μm、P含有量2wt%に設定した。これにより、Ni−Sn合金層の組成をSn:Cu:Ni=42:37:21に、厚みを1.8μmに調整した。Ni−Sn合金層は実施例2−1−1と同様に板状に形成した。
実施例2−1−3では、半田(半田層)を構成する半田として、実施例2−1−1と同様にCu:0.5wt%、Ag:3.5wt%、Sn:95wt%合金を用いた。そして、Ni層を、実施例2−1−1と同じ厚み5μm、P含有量 1.2wt%に設定した。一方、Pd層は、厚み0.01μm、P含有量7wt%に設定した。これにより、Ni−Sn合金層の組成をSn:Cu:Ni=42:37:21に、厚みを1.8μmに調整した。Ni−Sn合金層は実施例2−1−1と同様に板状に形成した。
実施例2−1−4では、半田(半田層)を構成する半田として、実施例2−1−1と同様にCu:0.5wt%、Ag:3.5wt%、Sn:95wt%合金を用いた。そして、Ni層を、実施例2−1−1と同じ厚み5μm、P含有量 1.2wt%に設定した。一方、Pd層は、厚み1.0μm、P含有量2wt%に設定した。これにより、Ni−Sn合金層の組成をSn:Cu:Ni=42:37:21に、厚みを1.5μmに調整した。Ni−Sn合金層は実施例2−1−1と同様に板状に形成した。
実施例2−1−3では、半田(半田層)を構成する半田として、実施例2−1−1と同様にCu:0.5wt%、Ag:3.5wt%、Sn:95wt%合金を用いた。そして、Ni層を厚み10μm、P含有量0.5wt%に設定した。一方、Pd層は、厚み1.0μm、P含有量7wt%に設定した。これにより、Ni−Sn合金層の組成をSn:Cu:Ni=42:37:21に、厚みを1.5μmに調整した。Ni−Sn合金層は実施例2−1−1と同様に板状に形成した。
実施例2−1−6では、半田(半田層)を構成する半田として、実施例2−1−1と同様にCu:0.5wt%、Ag:3.5wt%、Sn:95wt%合金を用いた。そして、Ni層を厚み10μm、P含有量5wt%に設定した。一方、Pd層は、厚み0.01μm、P含有量7wt%に設定した。これにより、Ni−Sn合金層の組成をSn:Cu:Ni=42:37:21に、厚みを1.7μmに調整した。Ni−Sn合金層は実施例2−1−1と同様に板状に形成した。
実施例2−1−1〜実施例2−1−6では、半田(半田層)を構成する半田として鉛レスのCu/Ag/Sn半田を用いた。これに対して、実施例2−2−1〜実施例2−2−6では、半田(半田層)を構成する半田として、Sn:Pb=63:37(wt%)の鉛半田を用いた。そして、Ni層を厚み5μm、P含有量1.2wt%に設定した。一方、Pd層は、厚み0.5μm、P含有量5wt%に設定した。これにより、Ni−Sn合金層の組成をSn:Ni=67:33に、厚みを1.5μmに調整した。Ni−Sn合金層は実施例2−1−1と同様に板状に形成した。
実施例2−2−2では、半田(半田層)を構成する半田として、実施例2−2−1と同様にSn:Pb=63:37(wt%)の鉛半田を用いた。そして、Ni層を、実施例2−2−1と同じ厚み5μm、P含有量 1.2wt%に設定した。一方、Pd層は、厚み0.01μm、P含有量2wt%に設定した。これにより、Ni−Sn合金層の組成をSn:Ni=67:33に、厚みを1.8μmに調整した。Ni−Sn合金層は実施例2−1−1と同様に板状に形成した。
実施例2−2−3では、半田(半田層)を構成する半田として、実施例2−2−1と同様にSn:Pb=63:37(wt%)の鉛半田を用いた。そして、Ni層を、実施例2−2−1と同じ厚み5μm、P含有量 1.2wt%に設定した。一方、Pd層は、厚み0.01μm、P含有量7wt%に設定した。これにより、Ni−Sn合金層の組成をSn:Ni=67:33に、厚みを1.8μmに調整した。Ni−Sn合金層は実施例2−1−1と同様に板状に形成した。
実施例2−2−4では、半田(半田層)を構成する半田として、実施例2−2−1と同様にSn:Pb=63:37(wt%)の鉛半田を用いた。そして、Ni層を、実施例2−2−1と同じ厚み5μm、P含有量 1.2wt%に設定した。一方、Pd層は、厚み1.0μm、P含有量2wt%に設定した。これにより、Ni−Sn合金層の組成をSn:Ni=67:33に、厚みを1.5μmに調整した。Ni−Sn合金層は実施例2−1−1と同様に板状に形成した。
実施例2−2−5では、半田(半田層)を構成する半田として、実施例2−2−1と同様にSn:Pb=63:37(wt%)の鉛半田を用いた。そして、Ni層を、厚み10μm、P含有量0.5wt%に設定した。一方、Pd層は、厚み1.0μm、P含有量7wt%に設定した。これにより、Ni−Sn合金層の組成をSn:Ni=67:33に、厚みを1.5μmに調整した。Ni−Sn合金層は実施例2−1−1と同様に板状に形成した。
実施例2−2−6では、半田(半田層)を構成する半田として、実施例2−2−1と同様にSn:Pb=63:37(wt%)の鉛半田を用いた。そして、Ni層を、厚み10m、P含有量5wt%に設定した。一方、Pd層は、厚み0.01μm、P含有量7wt%に設定した。これにより、Ni−Sn合金層の組成をSn:Ni=67:33に、厚みを1.7μmに調整した。Ni−Sn合金層は実施例2−1−1と同様に板状に形成した。
実施例2−3−1〜実施例2−3−6では、実施例2−1−1〜実施例2−1−6と同様に半田(半田層)を構成する半田として、Cu:0.5wt%、Ag:3.5wt%、Sn:95wt%合金を用いた。そして、Ni層を、実施例2−1−1と同じ厚み5μm、P含有量 1.2wt%に設定した。一方、Pd層は、厚み0.009μm、P含有量8wt%に設定した。これにより、Ni−Sn合金層の組成をSn:Cu:Ni=42:45:13に、厚みを2.5μmに調整した。実施例2−3−1では、実施例1−3−1−と同様に、Cu−Ni−Sn合金層が柱状、即ち、ニッケル層に沿って垂直に柱状合金結晶が形成されている。
実施例2−3−2では、半田(半田層)を構成する半田として、実施例2−3−1と同様にCu:0.5wt%、Ag:3.5wt%、Sn:95wt%合金を用いた。そして、Ni層を、実施例2−3−1と同じ厚み5μm、P含有量 1.2wt%に設定した。一方、Pd層は、厚み0.008μm、P含有量7wt%に設定した。これにより、Ni−Sn合金層の組成をSn:Cu:Ni=42:45:13に、厚みを2.5μmに調整した。Ni−Sn合金層は実施例2−3−1と同様に柱状に形成した。
実施例2−3−3では、半田(半田層)を構成する半田として、実施例2−3−1と同様にCu:0.5wt%、Ag:3.5wt%、Sn:95wt%合金を用いた。そして、Ni層を、実施例2−3−1と同じ厚み5μm、P含有量 1.2wt%に設定した。一方、Pd層は、厚み0.009μm、P含有量1wt%に設定した。これにより、Ni−Sn合金層の組成をSn:Cu:Ni=42:45:13に、厚みを2.5μmに調整した。Ni−Sn合金層は実施例2−3−1と同様に柱状に形成した。
実施例2−3−4では、半田(半田層)を構成する半田として、実施例2−3−1と同様にCu:0.5wt%、Ag:3.5wt%、Sn:95wt%合金を用いた。そして、Ni層を、実施例2−3−1と同じ厚み5μm、P含有量 1.2wt%に設定した。一方、Pd層は、厚み2.0μm、P含有量2wt%に設定した。これにより、Ni−Sn合金層の組成をSn:Cu:Ni=66:29:5に、厚みを1.3μmに調整した。Ni−Sn合金層は、粒状体となってニッケル層の界面に形成された。
実施例2−3−5では、半田(半田層)を構成する半田として、実施例2−3−1と同様にCu:0.5wt%、Ag:3.5wt%、Sn:95wt%合金を用いた。そして、Ni層を厚み10μm、P含有量0.5wt%に設定した。一方、Pd層は、厚み2.0μm、P含有量5wt%に設定した。これにより、Ni−Sn合金層の組成をSn:Cu:Ni=66:29:5に、厚みを1.3μmに調整した。Ni−Sn合金層は、粒状体(粒状の結晶)となってニッケル層の界面に形成された。
実施例2−3−6では、半田(半田層)を構成する半田として、実施例2−3−1と同様にCu:0.5wt%、Ag:3.5wt%、Sn:95wt%合金を用いた。そして、Ni層を厚み10μm、P含有量5wt%に設定した。一方、Pd層は、厚み2.0μm、P含有量9wt%に設定した。これにより、Ni−Sn合金層の組成をSn:Cu:Ni=66:29:5に、厚みを1.5μmに調整した。Ni−Sn合金層は、粒状体となってニッケル層の界面に形成された。
実施例2−4−1〜実施例2−4−6では、実施例2−2−1〜実施例2−2−6と同様に半田(半田層)を構成する半田としてSn:Pb=63:37(wt%)の鉛半田を用いた。そして、Ni層を、実施例2−2−1と同じ厚み5μm、P含有量 1.2wt%に設定した。一方、Pd層は、厚み0.009μm、P含有量8wt%に設定した。これにより、Ni−Sn合金層の組成をSn:Ni=67:33に、厚みを2.5μmに調整した。Ni−Sn合金層は実施例2−3−1と同様に柱状に形成した。
実施例2−4−2では、半田(半田層)を構成する半田として、実施例2−4−1と同様にSn:Pb=63:37(wt%)の鉛半田を用いた。そして、Ni層を、実施例2−4−1と同じ厚み5μm、P含有量 1.2wt%に設定した。一方、Pd層は、厚み0.008μm、P含有量7wt%に設定した。これにより、Ni−Sn合金層の組成をSn:Ni=67:33に、厚みを2.5μmに調整した。Ni−Sn合金層は実施例2−4−1と同様に柱状に形成した。
実施例2−4−3では、半田(半田層)を構成する半田として、実施例2−4−1と同様にSn:Pb=63:37(wt%)の鉛半田を用いた。そして、Ni層を、実施例2−4−1と同じ厚み5μm、P含有量 1.2wt%に設定した。一方、Pd層は、厚み0.009μm、P含有量1wt%に設定した。これにより、Ni−Sn合金層の組成をSn:Ni=67:33に、厚みを2.5μmに調整した。Ni−Sn合金層は実施例2−4−1と同様に柱状に形成した。
実施例2−4−4では、半田(半田層)を構成する半田として、実施例2−4−1と同様にSn:Pb=63:37(wt%)の鉛半田を用いた。そして、Ni層を、実施例2−4−1と同じ厚み5μm、P含有量 1.2wt%に設定した。一方、Pd層は、厚み2.0μm、P含有量2wt%に設定した。これにより、Ni−Sn合金層の組成をSn:Ni=67:33に、厚みを1.3μmに調整した。Ni−Sn合金層は、粒状体となってニッケル層の界面に形成された。
実施例2−4−5では、半田(半田層)を構成する半田として、実施例2−4−1と同様にSn:Pb=63:37(wt%)の鉛半田を用いた。そして、Ni層を、厚み10μm、P含有量0.5wt%に設定した。一方、Pd層は、厚み2.0μm、P含有量5wt%に設定した。これにより、Ni−Sn合金層の組成をSn:Ni=67:33に、厚みを1.3μmに調整した。Ni−Sn合金層は、粒状体となってニッケル層の界面に形成された。
実施例2−4−6では、半田(半田層)を構成する半田として、実施例2−4−1と同様にSn:Pb=63:37(wt%)の鉛半田を用いた。そして、Ni層を、厚み10μm、P含有量5wt%に設定した。一方、Pd層は、厚み2.0μm、P含有量9wt%に設定した。これにより、Ni−Sn合金層の組成をSn:Ni=67:33に、厚みを1.5μmに調整した。Ni−Sn合金層は、粒状体となってニッケル層の界面に形成された。
実施例2−5−1では、半田(半田層)を構成する半田として、Sn:Pb=63:37(wt%)の鉛半田を用いた。そして、Ni層を厚み5μm、P含有量1.2wt%に設定した。一方、Pd層は、厚み0.03μm、P含有量5wt%に設定した。ここで、半田をリフローする際に、銅入りのフラックスを用いた。これにより、Ni−Sn合金層の組成をSn:Cu:Ni=42:37:21に、厚みを1.5μmに調整した。Ni−Sn合金層は実施例1−1−1と同様に板状に形成した。
実施例2−5−2では、半田(半田層)を構成する半田として、Sn:Pb=63:37(wt%)の鉛半田を用いた。そして、Ni層を厚み5μm、P含有量1.2wt%に設定した。一方、Pd層は、厚み0.07μm、P含有量5wt%に設定した。ここで、半田をリフローする際に、銅入りのフラックスを用いた。これにより、Ni−Sn合金層の組成をSn:Cu:Ni=42:37:21に、厚みを1.5μmに調整した。Ni−Sn合金層は実施例1−1−1と同様に板状に形成した。
参考例1−1−1〜参考例1−1−3、参考例1−2−1〜参考例1−2−3では、図1〜図8を参照して上述した実施例1と同様にビルドアップ多層配線板を形成し、半田バンプを形成した。
そして、半田バンプを構成する半田として、Cu:2wt%、Ag:1wt%、Sn:97wt%合金を用いた。Ni層は、厚み5μm、P含有量 1.2wt%に設定した。但し、Pd層は、厚み0.5μmでP含有しないよう(P含有量=ほぼ0%)に形成した。これにより、Ni−Sn合金層の厚みを0.8μmに調整した。参考例1−1−1のニッケル層、Cu−Ni−Sn合金層、半田の電子顕微鏡写真を図16〜図19に示す。図16中の右側の電子顕微鏡写真(×20K)が参考例1−1−1である。図17中の右側、図18中の右側の電子顕微鏡写真では倍率(×100K)を更に拡大している。ここで、下側がニッケル層で、上側が半田、ニッケル層と半田層の界面に介在しているのがCu−Ni−Sn合金層である。図16の右側の電子顕微鏡写真から、参考例1−1−1では、Cu−Ni−Sn合金層が非連続的、即ち、起伏が大きくNi層の表面に形成されていることが分かる。更に、倍率を上げた図17、図18の右側の電子顕微鏡写真から、Cu−Ni−Sn合金層の表面に、Snのスキン層を介してAg粒子が不均一に点在でいることが分かる。参考例1−1−1では、図19右側の電子顕微鏡写真に示されるようCu−Ni−Sn合金層が柱状、即ち、ニッケル層に沿って垂直に柱状合金結晶が形成されている。
参考例1−1−2では、半田バンプを構成する半田として、参考例1−1−1と同様にCu:2wt%、Ag:1wt%、Sn:97wt%合金を用いた。そして、Ni層を、厚み5μm、P含有量 4wt%に設定した。一方、Pd層は、厚み1.0μmでP含有量をNi層よりも少ない2wt%に設定した。これにより、Ni−Sn合金層の厚みを0.9μmに調整した。
参考例1−1−3では、半田バンプを構成する半田として、参考例1−1−1と同様にCu:2wt%、Ag:1wt%、Sn:97wt%合金を用いた。そして、Ni層を、厚み5μm、P含有量4wt%に設定した。一方、Pd層は、厚み1.0μmでP含有量を9wt%に設定した。これにより、Ni−Sn合金層の厚みを2.7μmに調整した。
参考例1−1−4では、半田バンプを構成する半田として、参考例1−1−1と同様にCu:2wt%、Ag:1wt%、Sn:97wt%合金を用いた。そして、Ni層を、厚み5μm、P含有量4wt%に設定した。一方、一方、Pd層は、厚み1.5μmでP含有量を9wt%に設定した。これにより、Ni−Sn合金層の厚みを2.9μmに調整した。
参考例1−1−1〜参考例1−1−3では、半田バンプを構成する半田として鉛レスのCu/Ag/Sn半田を用いた。これに対して、参考例1−2−1〜参考例1−2−3では、半田バンプを構成する半田として、Sn:Pb=64:36(wt%)の鉛半田を用いた。そして、Ni層を厚み5μm、P含有量1.2wt%に設定した。一方、Pd層は、厚み0.5μmでPを含有しないよう(P含有率=ほぼ0%)に形成した。これにより、Ni−Sn合金層の厚みを0.9μmに調整した。
参考例1−2−2では、半田バンプを構成する半田として、参考例1−2−1と同様にSn:Pb=64:36(wt%)の鉛半田を用いた。そして、Ni層を、厚み5μm、P含有量4wt%に設定した。一方、Pd層は、厚み1.0μmでP含有量をNi層よりも少ない2wt%に設定した。これにより、Ni−Sn合金層の厚みを0.9μmに調整した。
参考例1−2−3では、半田バンプを構成する半田として、参考例1−2−1と同様にSn:Pb=64:36(wt%)の鉛半田を用いた。そして、Ni層を、厚み5μm、P含有量4wt%に設定した。一方、Pd層は、厚み1.0μmでP含有量を9wt%に設定した。これにより、Ni−Sn合金層の厚みを2.6μmに調整した。
参考例1−2−4では、半田バンプを構成する半田として、参考例1−2−1と同様にSn:Pb=64:36(wt%)の鉛半田を用いた。そして、Ni層を、厚み5μm、P含有量4wt%に設定した。一方、Pd層は、厚み1.5μmでP含有量を9wt%に設定した。これにより、Ni−Sn合金層の厚みを2.7μmに調整した。
参考例2−1−1〜参考例2−1−3、参考例2−2−1〜参考例2−2−3では、図9〜図14を参照して上述した実施例2と同様に積層プリント配線板を形成し、半田層を形成した。そして、半田(半田層)を構成する半田として、Cu:2wt%、Ag:1wt%、Sn:97wt%合金を用いた。Ni層は、厚み5μm、P含有量 1.2wt%に設定した。但し、Pd層は、厚み0.5μmでP含有しないように形成した。これにより、Ni−Sn合金層の厚みを0.9μmに調整した。
参考例2−1−2では、半田(半田層)を構成する半田として、参考例2−1−1と同様にCu:2wt%、Ag:1wt%、Sn:97wt%合金を用いた。そして、Ni層を、厚み5μm、P含有量4wt%に設定した。一方、Pd層は、厚み1.0μmでP含有量をNi層よりも少ない2wt%に設定した。これにより、Ni−Sn合金層の厚みを0.9μmに調整した。
参考例2−1−3では、半田(半田層)を構成する半田として、参考例2−1−1と同様にCu:2wt%、Ag:1wt%、Sn:97wt%合金を用いた。そして、Ni層を、厚み5μm、P含有量4wt%に設定した。一方、Pd層は、厚み1.0μmでP含有量を9wt%に設定した。これにより、Ni−Sn合金層の厚みを2.6μmに調整した。
参考例2−1−4では、半田(半田層)を構成する半田として、参考例2−1−1と同様にCu:2wt%、Ag:1wt%、Sn:97wt%合金を用いた。そして、Ni層を、厚み5μm、P含有量4wt%に設定した。一方、Pd層は、厚み1.5μmでP含有量を9wt%に設定した。これにより、Ni−Sn合金層の厚みを2.7μmに調整した。
参考例2−1−1〜参考例2−1−3では、半田(半田層)を構成する半田として鉛レスのCu/Ag/Sn半田を用いた。これに対して、参考例2−2−1〜参考例2−2−3では、半田(半田層)を構成する半田として、Sn:Pb=64:36(wt%)の鉛半田を用いた。そして、Ni層を厚み5μm、P含有量1.2wt%に設定した。一方、Pd層は、厚み0.5μmでPを含有しないように形成した。これにより、Ni−Sn合金層の厚みを0.8μmに調整した。
参考例2−2−2では、半田(半田層)を構成する半田として、参考例2−2−1と同様にSn:Pb=64:36(wt%)の鉛半田を用いた。そして、Ni層を、厚み5μm、P含有量4wt%に設定した。一方、Pd層は、厚み1.0μmでP含有量をNi層よりも少ない2wt%に設定した。これにより、Ni−Sn合金層の厚みを0.9μmに調整した。
参考例2−2−3では、半田(半田層)を構成する半田として、参考例2−2−1と同様にSn:Pb=64:36(wt%)の鉛半田を用いた。そして、Ni層を、厚み5μm、P含有量4wt%に設定した。一方、Pd層は、厚み1.0μmでP含有量を9wt%に設定した。これにより、Ni−Sn合金層の厚みを2.7μmに調整した。
参考例2−2−4では、半田(半田層)を構成する半田として、参考例2−2−1と同様にSn:Pb=64:36(wt%)の鉛半田を用いた。そして、Ni層を、厚み5μm、P含有量4wt%に設定した。一方、Pd層は、厚み1.5μmでP含有量を9wt%に設定した。これにより、Ni−Sn合金層の厚みを2.7μmに調整した。
[比較例1−1−1]
比較例1−1−1では、半田バンプを構成する半田として、参考例1−1−1と同様にCu:2wt%、Ag:1wt%、Sn:97wt%合金を用いた。そして、Ni層を、厚み5μm、P含有量1.2wt%に設定した。一方、Ni層の上にはPd層の代わりに、厚み0.03μmでAu層を設けた。リフロー後には、Ni−Sn合金層が形成されなかった。
比較例1−2−1では、半田バンプを構成する半田として、参考例1−2−1と同様にSn:Pb=64:36(wt%)の鉛半田を用いた。そして、Ni層を、厚み5μm、P含有量1.2wt%に設定した。一方、Ni層の上にはPd層の代わりに、厚み0.03μmでAu層を設けた。リフロー後には、Ni−Sn合金層が形成されなかった。
比較例2−1−1では、半田(半田層)を構成する半田として、参考例2−1−1と同様にCu:2wt%、Ag:1wt%、Sn:97wt%合金を用いた。そして、Ni層を、厚み5μm、P含有量1.2wt%に設定した。一方、Ni層の上にはPd層の代わりに、厚み0.03μmでAu層を設けた。リフロー後には、Ni−Sn合金層が形成されなかった。
比較例2−2−1では、半田(半田層)を構成する半田として、参考例2−2−1と同様にSn:Pb=64:36(wt%)の鉛半田を用いた。そして、Ni層を、厚み5μm、P含有量1.2wt%に設定した。一方、Ni層の上にはPd層の代わりに、厚み0.03μmでAu層を設けた。リフロー後には、Ni−Sn合金層が形成されなかった。
該基板は、ピース毎に個片加工したものを10ピース用いて行った。実施例1の評価結果を図22中に、実施例2の評価結果を図23中に、参考例、比較例の評価結果を図24中に示す。
1.半田剥離試験
半田ペースト実装後に、半田ペーストの剥離試験を行った。ここで、引っ張り強度で4.0Kg/pin(半田バンプもしくは半田層)を上回る数値が得られた場合を◎で、引っ張り強度で2.0〜4.0Kg/pinの数値が得られた場合を○で、1.0〜2.0Kg/pinの数値が得られた場合を△で、1.0Kg/pin未満の数値が得られた場合を×で表した。
実施例1群:ICチップ実装後に抵抗測定を実施
実施例2群:マザーボードに実装後に抵抗測定を実施
ヒートサイクル条件下(135℃/3min.⇔−55℃/3min.を1サイクルとして、2500サイクルから500サイクル毎に、5000サイクルまで信頼性試験を行った。
このとき、信頼性試験機からの装置から出して、二時間放置した後に、該基板の導通の有無、抵抗値を測定した。ここで、導通の有り、抵抗値の変化が2%未満のものを◎で、導通が有り、抵抗値の変化が2%を越え5%未満のものを○で、抵抗値の変化が5%を越えるものを△で、導通が無くなったものを×で表す。
4.実装完了後と信頼性試験で5000サイクルを完了した基板を引っ張り強度測定を行った。ここで、引っ張り強度で1.0〜2.0Kg/pin(半田バンプもしくは半田層)の数値が得られた場合を○で、1.0Kg/pin未満の数値が得られた場合を×で表した。
70 ソルダーレジスト層
70a 開口
72 ニッケル層
73 パラジウム層
75 Ni−Sn合金層
76U、76D 半田バンプ
Claims (11)
- ソルダーレジスト層の一部を開口させることにより露出した導体回路の表層に複合層を施し、該複合層上に半田層を形成して加熱することによって、前記導体回路が合金層を介して外部接続用の半田バンプと接合したプリント配線板であって、
前記複合層は、前記導体回路側から順に積層されたNi層およびPd層を有し、
前記半田層および前記半田バンプは、CuおよびSnが含有された無鉛半田で構成され、
前記合金層は、Ni−Sn−Cuからなる三成分で構成されていることを特徴とするプリント配線板。 - 前記半田層には、0.5≦Cu/Sn≦1.0でCu、Snが含有されている請求項1に記載のプリント配線板。
- 前記Pd層を2〜7wt%のPが含有されるように設ける請求項1または2に記載のプリント配線板。
- 前記Ni層を、Pd層中のPの含有量よりも少ない0.5〜5.0wt%のPが含有されるように設ける請求項1〜3のいずれか1に記載のプリント配線板。
- 前記Pd層を0.01〜1.0μmの厚みに設ける請求項1〜4のいずれか1に記載のプリント配線板。
- ソルダーレジスト層の一部を開口させることにより露出した導体回路の表層に複合層を施し、該複合層上に半田層を形成して加熱することによって、前記導体回路が合金層を介して外部接続用の半田バンプと接合したプリント配線板の製造方法であって:
前記ソルダーレジスト層の開口から露出した前記導体回路の表層に、該導体回路側から順に積層されたNi層およびPd層を有する複合層を設ける工程と;
該複合層の上に、CuおよびSnが含有された無鉛半田で構成された半田層を設ける工程と;
該半田層をリフローして前記半田バンプを形成すると共に、前記Ni層と前記半田バンプとの界面に、Cu−Ni−Sn合金で構成された前記合金層を作る工程と;
からなるプリント配線板の製造方法。 - 前記Pd層を2〜7wt%のPが含有されるように設ける請求項6に記載のプリント配線板の製造方法。
- 前記Ni層を、Pd層中のPの含有量よりも少ない0.5〜5.0wt%のPが含有されるように設ける請求項6または7に記載のプリント配線板の製造方法。
- 前記Pd層を0.01〜1.0μmの厚みに設ける請求項6〜8のいずれか1に記載のプリント配線板の製造方法。
- 前記半田層には、Cuが含有されている請求項6〜9のいずれか1に記載のプリント配線板の製造方法。
- 前記半田層には、0.5≦Cu/Sn≦1.0でCuおよびSnが含有されている請求項6〜10のいずれか1に記載のプリント配線板の製造方法。
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