印刷線路板的製作方法

2023-07-29 15:43:01 4

專利名稱：印刷線路板的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於在表層安裝電容器或IC等電子部件的印刷線路板，詳細地 說，涉及適於使用於安裝電子部件的焊錫凸塊窄間距化的印刷線路板。
背景技術：
將IC晶片等半導體元件安裝到印刷線路板上時，首先，對形成於印刷線路板上的 半導體元件安裝用焊盤(以下簡稱為「導體焊盤」)形成焊錫凸塊。用阻焊層覆蓋導體焊盤 的一部分，只露出導體焊盤的中心部分。為了對這樣的導體焊盤形成焊錫凸塊，首先將印刷 線路板安置在焊錫膏印刷機上，接著在印刷線路板上層疊金屬掩模或塑料掩模等焊錫印刷 用掩模(與形成於印刷線路板上的導體焊盤對應地設置印刷用開口部)，並進行形成於印 刷線路板上的校準標記與印刷用掩模的校準標記的對位。然後，對導體焊盤印刷焊錫膏，從印刷線路板上取下印刷用掩模後，將印刷線路板 安置到回流焊裝置中進行回流焊處理，從而在導體焊盤上形成焊錫凸塊(參照日本特開平 11-40908 號公報)。但是，在上述的現有技術中，存在如下的問題。即，焊錫凸塊的形狀是以導體焊 盤表面為底面的半圓形狀，因此在設於阻焊層的開口的側壁與焊錫凸塊之間會產生間隙。 若出現這樣的間隙，則容易在間隙中殘留焊劑殘渣或清洗液殘渣，因此在導體焊盤間距為 200 u m以下的印刷線路板中，容易發生絕緣可靠性降低。而且，這樣的殘渣會導致緊密貼合 力降低，從而容易發生阻焊劑與欠裝材料的剝離，導致連接可靠性降低。另外，由於填充欠 裝材料變得困難，所以若要搭載較大的IC晶片，則欠裝材料中容易混入空穴，使連接可靠 性、絕緣可靠性降低。

發明內容
因此，本發明的目的在於解決現有技術的上述問題，提供一種即使做成使導體焊 盤的間距為200 ym以下這樣的窄間距構造，也可能實現連接可靠性、絕緣可靠性優良的印 刷線路板。本發明人為了實現上述目的而進行了深入研究，結果發現通過將在從設於阻焊 層的開口部露出的連接焊盤上設置的焊錫凸塊的直徑(以下稱為「焊錫凸塊直徑」)與開口 部的開口直徑之比設定在規定範圍內，可以提高焊錫凸塊與IC晶片等電子部件之間的連 接可靠性及絕緣可靠性，基於這樣的見解，完成了以下述內容為主要構成的本發明。S卩，本發明是一種印刷線路板，交替地層疊有導體電路和層間樹脂絕緣層，並具 有通過通路孔使位於不同層的導體電路之間電連接的積層層，阻焊層形成為覆蓋位於該積 層層的最外層的層間樹脂絕緣層以及位於最外層的導體電路，並使從設於該阻焊層的開口部露出的上述導體電路的一部分形成為用於安裝電子部件的導體焊盤，在該導體焊盤上形 成焊錫凸塊，其特徵在於，以大於0 i! m且200 i! m以下的間距設置上述導體焊盤，上述焊錫 凸塊的直徑W與設於上述阻焊層的開口部的開口直徑D之比(W/D)為1.05 1.7的範圍。在本發明中，可通過該焊錫凸塊將電子部件安裝在上述導體焊盤上，在該電子部 件與阻焊層之間填充有欠裝材料。在本發明中，優選是焊錫凸塊直徑W與設於阻焊層的開口部的開口直徑D之比(W/ D)為 1. 05 1. 5。另外，在本發明中，優選是設於阻焊層的開口部形成為其上表面處的開口直徑D1 大於底面處的開口直徑D2的錐形形狀。進一步可以是將錐形形狀改變成D1-D2 = 5 20 u m。另外，在本發明中，與上述導體焊盤相連接的通路孔是通過將電鍍導體填充於設 在位於最外層的層間樹脂絕緣層的開口部內而形成的。另外，在本發明中，上述焊錫凸塊是通過在上述導體焊盤上搭載焊錫球而形成的。另外，在本發明中，可以對阻焊層表面中至少電子部件安裝區域實施平坦化處理， 優選是該被平坦化處理過的表面的最大表面粗糙度是0. 8 3. 0 y m。另外，在本發明中，可以進一步對阻焊層的被平坦化處理的表面實施粗糙化處理， 優選是該被粗糙化處理的阻焊層表面的表面粗糙度比被平坦化處理的表面的最大表面粗 糙度小，且上述被粗糙化處理的表面的表面粗糙度用算術平均粗糙度(Ra)表示時為0. 2 0. 5 li m。另外，在本發明中，優選是被限定為從設於阻焊層的開口部露出的導體電路的一 部分的導體焊盤，形成為將電鍍導體完全填充於設在層間樹脂絕緣層的開口內而成的填充 通路孔的形態，該層間樹脂絕緣層位於最外層，從該層間樹脂絕緣層表面露出的填充通路 孔表面的凹凸量相對於形成在層間樹脂絕緣層上的導體電路的厚度為巧！！！！！ +日!!!!!。另外，在本發明中，所謂「導體焊盤」是指被限定為從設於阻焊層的開口部露出的 導體電路的一部分，但該導體電路可以形成為例如連接焊盤的形態、層間導通孔(包含將 電鍍導體完全填充於設於樹脂絕緣層的開口內而成的填充通路孔)的形態以及層間導通 孔和連接於層間導通孔的導體電路的形態，從廣義上講，是指包含連接焊盤、層間導通孔的 導體電路的一部分。此外，在本發明中，所謂「焊錫凸塊直徑」是指以水平截面將從阻焊層表面突出的 焊錫凸塊切片時，所顯露出的圓的直徑或橢圓的長徑中的最大值。此外，在本發明中，所謂設於阻焊層的開口的「開口直徑(D)」，在開口側壁不形成 錐形形狀時，上述「開口直徑⑶，，是指開口的「直徑」，在開口側壁形成為錐形形狀時，上述 「開口直徑(D)」是指在阻焊層表面顯露出的開口的直徑(開口上部的直徑)。此外，在本發明中，所謂「最大表面粗糙度」是指，如圖8概略所示，在電子部件安 裝區域，導體焊盤上或導體電路上的阻焊層高度與同其相鄰的導體焊盤非形成部或導體電 路非形成部的阻焊層高度之差乂132、乂334、乂5……中的最大值。另外，所謂「算術平均粗糙度」是指由JIS B0601規定的算術平均粗糙度(Ra)。根據本發明，通過以200 ym以下的間距設置導體焊盤，並使焊錫凸塊的直徑W與 設於阻焊層的開口部的開口直徑D之比(W/D)為1.05 1.7的範圍，從而在焊錫凸塊與阻焊層的開口部側壁之間難以產生間隙，因此在焊錫凸塊與阻焊層之間難以殘留焊劑殘渣、 清洗殘渣，可以防止由殘渣引起的絕緣電阻降低、欠裝材料的剝離。其結果，提高了連接可 靠性和絕緣可靠性。此外，通過使設於阻焊層的開口部的側壁形成為錐形形狀，從而在開口部周緣處 焊錫凸塊的形狀不會產生極端變化，難以形成應力集中。其結果，提高了連接可靠性。此外，對阻焊層表面進行平坦化處理，確保一定程度的平坦性，從而可以增加被施 較大應力部分的阻焊層體積，消除容易產生應力集中的彎曲部，因此提高了阻焊層的耐熱 循環性。另外，通過進一步對阻焊層的被平坦化處理的表面實施粗糙化處理而形成粗糙 面，可以提高阻焊層表面與欠裝材料之間的緊密貼合性。特別是通過形成粗糙面，使欠裝材 料的沾溼性變好，對焊錫凸塊與阻焊層的邊界部分等一端封堵的狹窄部分也可以填充欠裝 材料，因此提高了連接可靠性。另外，將導體焊盤形成為填充通路孔的形態，從最外側的層間樹脂絕緣層表面 露出的填充通路孔表面的凹凸量相對於形成在層間樹脂絕緣層上的導體電路的厚度 為-5 y m +5 y m，從而可以增多填充通路孔與焊錫球之間的接點，提高形成焊錫凸塊時的 沾溼性，因此可以減少凸塊內捲入空穴、凸塊上未安裝(遺漏凸塊)，並容易適於微細化。


圖1是表示本發明的印刷線路板的剖視圖。圖2是表示將IC晶片安裝於圖1所示的印刷線路板、載置於子板上的狀態的剖視圖。圖3A 3C是說明在印刷線路板上形成焊錫凸塊的工序的圖。圖4A 4B是表示焊錫球搭載裝置的構成的概略圖。圖5A是用於說明印刷線路板的定位的概略圖，圖5B是用於說明向搭載筒供給焊 錫球的概略圖。圖6A是用於說明由搭載筒集合焊錫球的概略圖，圖6B是用於說明由搭載筒集合、 引導焊錫球的概略圖。圖7A是用於說明焊錫球落下到連接焊盤上的概略圖，圖7B是用於說明由吸附球 除去筒除去焊錫球的概略圖。圖8是用於說明阻焊層表面的最大表面粗糙度的概略圖。圖9是用於說明本發明中的焊錫凸塊直徑(W)與阻焊層開口直徑(D)的關係的概 略圖。圖10A是用於說明阻焊層開口為矩形截面時的焊錫凸塊與阻焊層表面的邊界附 近的凸塊形狀的概略圖，圖10B是用於說明阻焊層開口為梯形截面時的焊錫凸塊與阻焊層 表面的邊界附近的凸塊形狀的概略圖。圖11A 11B是用於說明作為連接焊盤的填充通路孔表面的凹凸的概略圖。圖12A 12B是用於說明連接焊盤區域的概略圖。
具體實施例方式如圖9所示，本發明的印刷線路板的一實施方式的特徵是在形成於布線基板最外層的阻焊層(SR層)設置開口部，將從其開口部露出的導體電路的一部分形成為用於安裝 電子部件的導體焊盤，以200 ym以下的間距配置該導體焊盤，並配置成使形成於該導體焊 盤上的焊錫凸塊完全填充到開口部內的形態，並使焊錫凸塊直徑W與開口部的開口直徑D 之比(W/D)為 1. 05 1. 7。在本發明的一實施方式中，為了在設於阻焊層上的開口部內形成焊錫凸塊，優選 是不採用以往的使用掩模的印刷法，而採用如後述那樣的、通過焊錫球排列用掩模的開口 部使具有微細直徑的焊錫球落下到連接焊盤上的新方法及新裝置。首先，參照圖1及圖2，對使用新焊錫球搭載方法及裝置來製造的本發明的印刷線 路板的一實施方式的構成進行說明。圖1表示印刷線路板10的剖視圖，圖2表示將IC晶片90安裝於圖1所示的印刷 線路板10、載置於子板94上的狀態的剖視圖。如圖1所示，在印刷線路板10中，在芯基板 30的兩面上形成導體電路34，這些導體電路通過通孔36而被電連接。另外，在芯基板30的導體電路34上隔著層間樹脂絕緣層50形成有形成導體電路 層的導體電路58。該導體電路58通過層間導通孔60與導體電路34連接。在導體電路58 上隔著層間樹脂絕緣層150形成導體電路158。該導體電路158通過形成於層間樹脂絕緣 層150上的層間導通孔160與導體電路58連接。阻焊層70形成為覆蓋導體電路158及層間導通孔160，在設於該阻焊層70的開 口 71中形成鍍鎳層72和鍍金層74，從而形成連接焊盤75。在上表面的連接焊盤75上形 成有焊錫凸塊78U，在下表面的連接焊盤75上形成有BGA(球柵陣列)78D。如圖2所示，印刷線路板10的上表面一側的焊錫凸塊78U連接於IC晶片90的電 極92，構成IC安裝印刷線路板，該IC安裝印刷線路板通過設於其下表面一側的BGA78D連 接於子板94的連接盤96。在本發明的一實施方式中，優選是對阻焊層的表面中至少電子部件安裝區域實施 平坦化處理。由於阻焊層與焊錫凸塊的熱膨脹係數不同，所以由於熱變化，在焊錫凸塊與阻 焊層的邊界附近反覆出現收縮、膨脹。這是因為，在阻焊層表面上存在較大的凹凸，即，在平 坦度較差的情況下，焊錫凸塊附近的阻焊層的體積較小，所以容易破壞。因此，通過使阻焊 層表面的平坦度小到一定程度，可以增大施加較大應力的部分的阻焊層的體積，因此可以 減少容易發生應力集中那樣的彎曲部，可以提高耐熱循環性。優選是上述阻焊層的被平坦化處理過的表面的最大表面粗糙度為0. 8 3. 0 y m。其理由是，若最大表面粗糙度在0. 8 3. 0 y m的範圍內，則導體焊盤附近的阻焊 劑不容易產生裂紋，欠裝材料內不捲入空氣(空穴)。其結果，提高了絕緣可靠性、連接可靠 性。此外，在本發明的一實施方式中，優選是進一步對被平坦化處理過的阻焊層表面 實施粗糙化處理。對平坦為一定程度的阻焊層表面實施粗糙化處理，形成比平坦化表面更 小的凹凸，從而可以提高欠裝材料的沾溼性，從而即使對阻焊層與焊錫凸塊邊界附近的狹 窄間隙部分，也能填充欠裝材料，提高了連接可靠性。優選是上述被粗糙化處理過的阻焊層表面的表面粗糙度比被平坦化處理的表面 的最大表面粗糙度小，且被粗糙化處理的表面的表面粗糙度用算術平均粗糙度(Ra)表示 時為 0. 2 0. 5iim。
其理由是，通過使算術平均粗糙度(Ra)為0.2 0.5i!m的範圍內，提高與欠裝材 料的緊密貼合性，使阻焊劑表面難以殘留焊劑殘渣、清洗殘渣。其結果，提高了絕緣可靠性、 連接可靠性。此外，在本發明的一實施方式中，如圖10A 10B所示，設於阻焊層的開口部的截 面可以是矩形，也可以是梯形。特別是，當截面為梯形時，對開口端賦予了錐形形態，因此， 可以圓滑地將填充於開口內的焊錫凸塊的部分與露出到開口外側的焊錫凸塊的部分連接， 從而減小在焊錫凸塊與阻焊層的邊界附近的焊錫凸塊的彎曲部，即，焊錫凸塊的形狀在其 與阻焊層的邊界部分不會產生極端變化，因此難以出現應力集中。其結果，難以破壞焊錫凸 塊，提高了連接可靠性。另外，將上表面處的開口直徑設為D1、將底面處的開口直徑設為D2時，優選是形 成D1-D2 = 5 20 ym那樣的梯形。若D1-D2在該範圍內，則由IC晶片與印刷線路板的熱 膨脹係數之差引起的應力不會集中，因此，提高了連接可靠性，且可以確保相鄰的焊錫凸塊 之間的絕緣性。此外，也難以發生移動。此外，從圖1及圖2可知，設於上表面的連接焊盤75中的、位於中央的兩個連接焊 盤形成為位於層間導通孔160上方並與其相鄰的連接盤的形態，與它們相鄰的兩個連接盤 形成為與層間導通孔160的連接盤相鄰的焊盤的形態，而且，位於左右兩端的兩個連接焊 盤形成為由導體電路158的布線圖案的一部分構成的焊盤的形態，在這些連接焊盤上形成 有焊錫凸塊。同樣，下表面的連接焊盤75中的、位於左右兩端的兩個連接盤形成為位於層間導 通孔160上方並與其相鄰的連接盤的形態，位於中央的4個連接焊盤形成為與層間導通孔 160的連接盤相鄰的焊盤的形態。作為形成有上述焊錫凸塊78U的連接焊盤的層間導通孔160優選是填充通路孔， 如圖11A 11B所示，優選是從層間樹脂絕緣層150表面露出的填充通路孔表面的凹凸量 相對於導體電路158的導體厚度為-5 +5 y m的範圍。其理由是，若填充導通孔表面的凹 入量超過5 y m(-5 y m)，則焊錫凸塊與由填充通路孔構成的連接焊盤的接點變少，因此在形 成焊錫凸塊時，沾溼性變差，容易在凸塊內捲入空穴、或未搭載凸塊(遺漏凸塊)。另一方 面，若填充通路孔表面的凸出量超過5 y m(+5 y m)，則導體電路158的厚度變大，不適於微 細化。另外，本發明中的「電子部件安裝區域」大致相當於連接焊盤、填充通路孔等的形 成有用於安裝電子部件的導體焊盤的區域(以下簡稱為「連接焊盤區域」)。例如，圖12A表示排列成格子狀的連接焊盤中的最外周的連接焊盤的所有連接焊 盤沿矩形各邊排列的實施方式，圖12B表示排列成格子狀的連接焊盤中的最外周的連接焊 盤的一部分未沿矩形各邊排列的實施方式，但在任一情況下，在將連接焊盤區域做成矩形 時，將確定成包括最外周連接焊盤在內的、包圍所有連接焊盤的區域的面積成為最小這樣 的矩形區域稱為「連接焊盤區域」。圖3A 3C是說明在印刷線路板10上形成焊錫凸塊的工序的圖。首先，通過印刷法形成焊劑層80 (參照圖3A)，該焊劑層80覆蓋在設於印刷布線板 10上表面一側的阻焊層70上的開口 71中形成的導體焊盤、即連接焊盤75。接著，使用後述的焊錫球搭載裝置將微小的焊錫球78s (例如日立金屬社制或夕K 7社制)搭載於印刷線路板10上表面一側的連接焊盤75上。優選是這樣的焊錫球的直 徑為大於等於40 y m且小於200 u m,若直徑不到 40 y m，則焊錫球過輕，不落下到連接焊 盤上。另一方面，當直徑為cj^OOym以上時，反而由於過重，不能使焊錫球集合到筒構件 內，出現未載有焊錫球的連接焊盤。為了應對微細化，最好為直徑為c^SOiim以下的焊錫 球。其後，例如使用日本專利第1975429號所記載那樣的吸附頭將通常直徑(250 y m) 的焊錫球78L吸附並載置在印刷線路板10下表面一側的連接焊盤75上(參照圖3C)。接著，用回流焊爐進行加熱，如圖1所示，在印刷線路板10上表面一側以60 200 u m的間距形成例如500 30000個焊錫凸塊78U，在下表面一側以2mm間距形成例如 250 個 BGA78D。焊錫凸塊的間距即是連接焊盤的間距，該連接焊盤的間距小於60 ym時，要製造 適於該間距的焊錫球比較困難。另一方面，若連接焊盤的間距超過200 y m，則不能得到對應 窄間距的印刷線路板。另外，如圖2所示，通過使用回流焊藉助焊錫凸塊78U安裝IC晶片90，從而形成 IC安裝印刷線路板10，該IC安裝印刷線路板10通過BGA78D安裝於子板94上。接著，參照圖4A 4B說明在上述印刷線路板的連接焊盤上搭載微小焊錫球78s 的焊錫球搭載裝置。圖4A是表示焊錫球搭載裝置的構成的構成圖，圖4B是從箭頭B側觀看圖4A的焊 錫球搭載裝置的向視圖。上述焊錫球搭載裝置20包括對印刷線路板10A進行定位保持的XY e吸引臺14、 使該XY e吸引臺14升降的上下移動軸12、具有與印刷線路板的連接焊盤75對應的開口的 焊錫球排列用掩模16、對在焊錫球排列用掩模16上移動的焊錫球進行引導的搭載筒(筒構 件)24、對搭載筒24施加負壓的吸引箱26、用於回收剩餘的焊錫球的焊錫球除去筒61、對該 吸附焊錫球除去筒61施加負壓的吸引箱66、保持回收了的焊錫球的焊錫球除去吸引裝置 68、夾持焊錫球排列用掩模16的掩模夾子44、朝X方向輸送搭載筒24和焊錫球除去筒61 的X方向移動軸40、支承X方向移動軸40的移動軸支承導向件42、用於對多層印刷線路板 10進行攝像的校準攝像機46、檢測處於搭載筒24下方的焊錫球的殘餘量的殘餘量檢測傳 感器18、及根據由殘餘量檢測傳感器18檢測出的殘餘量將焊錫球向搭載筒24側供給的焊 錫球供給裝置22。對應於連接焊盤區域的大小朝Y方向排列多個上述搭載筒24和焊錫球除去筒61。 另外，也可形成為與多個連接焊盤區域對應的大小。在此，Y方向是比較方便的，也可朝X方 向排列。XY0吸引臺14對搭載焊錫球的印刷線路板10進行定位、吸附、保持、修正。校準 攝像機46檢測XY0吸引臺14上的印刷線路板10的校準標記，根據檢測出的位置，調整印 刷線路板10與焊錫球排列用掩模16的位置。殘餘量檢測傳感器18由光學方法檢測焊錫 球的殘餘量。下面，參照圖5 圖7說明由焊錫球搭載裝置20進行的焊錫球的搭載工序。(1)多層印刷線路板的位置識別、修正如圖5A所示，由校準攝像機46識別印刷線路板10的校準標記34M，由XY 0吸引 臺14相對於焊錫球排列用掩模16修正印刷線路板10的位置。即，為使焊錫球排列用掩模
816的開口 16a分別與印刷線路板10的連接焊盤75對應而調整位置。另外，在此，為了便於 圖示，僅表示1張印刷線路板10，但實際上是相對於構成多張印刷線路板的工作單尺寸的 印刷線路板搭載焊錫球，在形成焊錫凸塊後分割為多片多層印刷線路板。(2)焊錫球及供給焊錫球如圖5B所示，從焊錫球供給裝置22將焊錫球78s定量向搭載筒24側進行供給。 在此，作為焊錫球，可以使用市場銷售的(例如日立金屬社製造)，也可以使用例如按照日 本特開2001-226705所記載的製造裝置及製造方法製造出的焊錫球。在製造了該焊錫球後，將該焊錫球載置於具有比縱向及橫向尺寸都比所希望的焊 錫球直徑小1 P m的方形狹縫(開口)的金屬板(例如25 y m厚的Ni)上，在其上使焊錫球 滾動而從狹縫落下。由此，除去了比所希望直徑小的焊錫球。其後，用具有縱向及橫向尺寸 都比所希望的焊錫球直徑大1 P m的方形狹縫的金屬板對殘留在金屬板上的焊錫球分級， 回收從狹縫落下來的焊錫球，從而得到具有與所希望直徑大致相同直徑的焊錫球。(3)搭載焊錫球如圖6A所示，使搭載筒24位於在焊錫球排列用掩模16的上方並且與該焊錫球排 列用掩模保持規定的間隙(例如焊錫球直徑的50% 300% )，通過從吸引部24B吸引空 氣，從而使搭載筒與印刷線路板間的間隙的流速為5m/sec 35m/sec，使焊錫球78s集合到 該搭載筒24的開口部24A正下方的焊錫球排列用掩模16上。此後，如圖6B、圖7A所示，通過X方向移動軸40沿X軸朝水平方向輸送沿印刷線 路板10的Y軸排列的搭載筒24。由此，隨著搭載筒24的移動使集合到焊錫球排列用掩模 16上的焊錫球78s移動，使焊錫球78s通過焊錫球排列用掩模16的開口 16a而落下、並搭 載到印刷線路板10的連接焊盤75。由此，在印刷線路板10側的所有連接焊盤上依次排列 焊錫球78s。(4)除去焊錫球如圖7B所示，由搭載筒24將剩餘的焊錫球78s在焊錫球排列用掩模16上引導至 沒有開口 16a的位置後，由焊錫球除去筒61將其吸引除去。(5)取出基板從XY 6吸引臺14拆下印刷線路板10。採用以上說明的焊錫球搭載方法及焊錫球搭載裝置20，通過使搭載筒24位於焊 錫球排列用掩模16的上方，從位於該搭載筒24上部的吸引部24B吸引空氣，從而集合焊錫 球78s，通過朝水平方向移動搭載筒24，從而可以使集合後的焊錫球78s在焊錫球排列用掩 模16上移動，通過焊錫球排列用掩模16的開口 16a使焊錫球78s落下到印刷線路板10的 連接焊盤75上。由此，可確實地將微細的焊錫球78s搭載到印刷線路板10的所有連接焊盤75上。 另外，由於在與焊錫球78s非接觸狀態下使焊錫球78s移動，所以，與現有技術那樣使用刮 板的印刷法不同，可不損傷焊錫球地將其搭載於連接焊盤75上，可使焊錫凸塊78U的高度 均勻。因此，根據上述方法，IC等電子部件的安裝性優良、安裝後的熱循環試驗、高溫、高 溼試驗等耐環境試驗性優良。另外，由於不依存於產品的平面度，所以，即使是表面具有較多起伏的印刷線路板，也可將焊錫球適當地載置到連接焊盤上。另外，由於可將微小的焊錫球確實地載置到連接焊盤上，所以，即使在連接焊盤間 距為60 200i!m、且阻焊層的開口直徑為40 150 y m那樣的窄間距排列的印刷線路板 上，也可在所有凸塊上形成這些凸塊高度大致均勻穩定的焊錫凸塊。另外，由於是由吸引力引導焊錫球，所以，可防止焊錫球的聚集、附著。另外，通過 調整搭載筒24的數量，從而可對應各種大小的工件(工作單尺寸的多層印刷線路板)，所 以，可靈活地適用於多品種、少量生產。在上述的焊錫球搭載裝置中，如圖4B所示，由於與工件(工作單尺寸的印刷線路 板)的寬度對應地朝Y方向排列多個搭載筒24，所以，只要朝相對於列方向垂直的方向(X 方向)輸送多個搭載筒24，即可將焊錫球確實地搭載於印刷線路板10的所有的連接焊盤 75上。另外，可由焊錫球除去筒61回收殘留在焊錫球排列用掩模16上的焊錫球78s，所 以，不會由於餘下的焊錫球留下而成為故障等問題的原因。使用上述的焊錫球搭載方法及裝置而搭載到印刷線路板的連接焊盤上的焊錫球， 通過回流焊處理而成為具有規定高度的焊錫凸塊，通過這樣的焊錫凸塊將IC晶片安裝到 基板上，從而製造出本發明的印刷線路板。(實施例1)(1)印刷線路板的製作作為初始材料，使用雙面覆銅積層板(例如日立化成工業株式會社製造的商品名 「MCL-E-67」)，用公知的方法在該基板上形成通孔導體和導體電路。此後，用公知的方法 (例如2000年6月20日由日刊工業報社發行的「積層式多層印刷線路板」(高木清著)) 交替地層疊層間絕緣層與導體電路層，在最外層的導體電路層中，在150mm2連接焊盤區域 形成有由厚度20iim、直徑(連接焊盤直徑)120iim、間距150 y m、50 X 40個(格子狀配 置)連接焊盤構成的IC晶片安裝用連接焊盤群。例如用與日本特開2000-357762號公報所記載的方法同樣的方法形成這樣的連
接焊盤。此外，改變連接焊盤的大小、間距、數量、配置時，可以通過改變阻鍍劑圖案(開口 直徑、間距、配置等)來實現。阻焊層的形成是通過使用市場出售的阻焊劑在以下的印刷條件下進行絲網印刷， 從而形成覆蓋連接焊盤的15 25 ym厚(連接焊盤上的厚度)的阻焊層。(印刷條件)阻焊劑墨商品名「RPZ-1」，日立工業 製造墨粘度45士 15Pa s網版聚酯纖維製造(100 130目)刮板速度100 200mm/秒在該實施例中，將阻焊層的厚度形成為16i!m。其後，在將描繪有阻焊劑開口部圖案(掩模圖案)的光掩模緊密貼合在阻焊層上 的狀態下，以100 lOOOmj的紫外線進行曝光，在以下的顯影條件下使用水平型顯影裝置 進行顯影處理，從而在連接焊盤上形成直徑為40 150 y m的開口。
(水平型顯影裝置)作為水平型顯影裝置，使用具有將基板搬入顯影處理區、輸送顯影處理區的傳送 帶、和位於基板上下、可調整噴霧器噴霧壓力的多個噴霧器噴嘴的水平輸送顯影裝置。(顯影條件)(1)噴霧器的種類使用狹縫噴嘴(以直線狀噴出液體的噴嘴)或全錐形(full cone)噴嘴(以放射狀噴出液體的噴嘴)。(2)噴霧器的擺動有 無(3)使用的噴霧器的面上表面或下表面(用位於基板上方的噴霧器進行顯影時， 使形成開口的阻焊劑面朝上地搬入至水平型顯影裝置。用位於基板下方的噴霧器進行顯影 時，使形成開口的阻焊劑面朝上地搬入至水平型顯影裝置。)(4)噴霧器噴霧壓力 05 0. 3MPa(5)顯影液5 15g/L的碳酸鈉(Na2C03)溶液(6)顯影時間10 300秒在該實施例中，在使阻焊劑面朝下、不使位於下方的狹縫噴嘴擺動的狀態下，通過 使用濃度為10g/L的碳酸鈉(Na2C03)溶液的顯影處理，形成直徑為80 ym的開口部(阻焊 層表面的開口部直徑=連接焊盤上的開口部直徑)。(2)搭載焊錫球在由上述(1)製作的印刷線路板的表面(IC安裝面)塗覆市場出售的松香系焊劑 後，將其搭載到焊錫球搭載裝置的吸附臺上，使用CCD攝像機識別印刷線路板和焊錫球排 列用掩模的校準標記，並使印刷線路板與焊錫球排列用掩模對位。在此，焊錫球排列用掩模使用在與印刷線路板的連接焊盤對應的位置具有直徑為 ^lOOum的開口的Ni制金屬掩模。也可使用其他的SUS制或聚醯亞胺制的焊錫球排列用 掩模。另外，形成於焊錫球排列用掩模上的開口直徑最好是所使用的焊錫球直徑的 1. 1 1. 5倍。而且，焊錫球排列用掩模的厚度最好是所使用的焊錫球直徑(直徑)的1/2 3/4。然後，按與連接焊盤區域對應的大小(相對於連接焊盤區域的1.2 3倍)，保持 2倍於焊錫球直徑的間隙地使高度200mm的搭載筒位於金屬掩模(焊錫球排列用掩模)上， 將焊錫球載置到搭載筒周圍近旁的焊錫球排列用掩模上。在該實施例中，搭載由Sn/Pb焊錫(Sn/Pb = 63 37)構成的直徑為85 y m的焊 錫球(日立金屬社制)。作為焊錫球的材料使用Sn/Pb焊錫，但也可是由從Ag、Cu、In、Bi、Zn等的群中選 擇的至少一種金屬與Sn構成的無Pb焊錫。然後，從搭載筒上部吸引空氣，將搭載筒與印刷 線路板間的間隙中的流速調整為5 35m/sec，將焊錫球集合到搭載筒內。此後，按移動速度10 40mm/SeC移動搭載筒，使焊錫球滾動，使焊錫球從焊錫球 排列用掩模的開口部落下，將焊錫球搭載到連接焊盤上。(3)形成焊錫凸塊然後，除去焊錫球排列用掩模的多餘的焊錫球後，從焊錫球搭載裝置分別拆下焊 錫球排列用掩模和印刷線路板。最後，將在上述印刷線路板投入到設定為230°C的回流焊
11中，形成焊錫凸塊。形成焊錫凸塊後，用e— 二社製造的「WYKO NT-2000」測定焊錫凸塊的直徑(焊錫 凸塊直徑)，結果是84i!m。(4)安裝IC晶片測定了各焊錫凸塊的直徑後，通過焊錫凸塊安裝IC晶片，在IC晶片與阻焊劑之間 填充市場出售的欠裝材料，製造IC安裝印刷線路板。(實施例2)搭載直徑為100 U m的焊錫球，除此之外，與實施例1同樣地製造出印刷線路板。其 結果，焊錫凸塊直徑為100 ym。(實施例3)搭載直徑為120 u m的焊錫球，除此之外，與實施例1同樣地製造出印刷線路板。其 結果，焊錫凸塊直徑為120 ym。(實施例4)搭載直徑為140 u m的焊錫球，除此之外，與實施例1同樣地製造出印刷線路板。其 結果，焊錫凸塊直徑為135 ym。(實施例5)在不使全錐形噴嘴擺動的狀態下使用全錐形噴嘴，除此之外，與實施例1同樣地 製造出印刷線路板。其結果，形成為上部開口直徑為85 u m、底部開口直徑為80 y m那樣的 梯形形狀的開口部，但焊錫凸塊直徑與實施例1相同，為84i!m。其原因被推測是，如圖10B可知，焊錫凸塊的體積中突出到阻焊劑上的部分佔有 大半，所以不受阻焊劑開口部形狀的影響。此外，在本實施例中，與如圖10A所示那樣的阻焊層開口為截面矩形形狀的情況 相比，即，本實施例中如圖10B所示那樣將阻焊層開口做成梯形截面、即做成錐形形狀，從 而可知焊錫凸塊與阻焊層表面的邊界部分的形狀(用點劃線包圍的部分)不同。(實施例6)搭載直徑為100 u m的焊錫球，除此之外，與實施例5同樣地製造出印刷線路板。其 結果，焊錫凸塊直徑為105 ym。(實施例7)搭載直徑為120 u m的焊錫球，除此之外，與實施例5同樣地製造出印刷線路板。其 結果，焊錫凸塊直徑為128 ym。(實施例8)搭載直徑為140 u m的焊錫球，除此之外，與實施例5同樣地製造出印刷線路板。其 結果，焊錫凸塊直徑為145 ym。(實施例9)在使全錐形噴嘴擺動的狀態下使用全錐形噴嘴，並使用直徑大2 u m的焊錫球，除 此之外，與實施例5同樣地製造出印刷線路板。其結果，形成為上部開口直徑為90 u m、底部 開口直徑為80 y m那樣的梯形形狀的開口部，焊錫凸塊直徑為94 u m。(實施例10)在使全錐形噴嘴擺動的狀態下使用全錐形噴嘴，並使用直徑大2 u m的焊錫球，除此之外，與實施例6同樣地製造出印刷線路板。其結果，形成為上部開口直徑為90 u m、底部 開口直徑為80 y m那樣的梯形形狀的開口部，焊錫凸塊直徑為113 y m。(實施例11)在使全錐形噴嘴擺動的狀態下使用全錐形噴嘴，並使用直徑大2 U m的焊錫球，除 此之外，與實施例7同樣地製造出印刷線路板。其結果，形成為上部開口直徑為90 u m、底部 開口直徑為80 y m那樣的梯形形狀的開口部，焊錫凸塊直徑為135 u m。(實施例12)在使全錐形噴嘴擺動的狀態下使用全錐形噴嘴，並使用直徑大2 ym的焊錫球，除 此之外，與實施例8同樣地製造出印刷線路板。其結果，形成為上部開口直徑為90 u m、底部 開口直徑為80 y m那樣的梯形形狀的開口部，焊錫凸塊直徑為155 u m。(實施例I3)使阻焊劑面朝上，在使位於上方的全錐形噴嘴擺動的狀態下使用全錐形噴嘴，並 使用直徑大2 ym的焊錫球，除此之外，與實施例9同樣地製造出印刷線路板。其結果，形成 為上部開口直徑為lOOym、底部開口直徑為SOym那樣的梯形形狀的開口部，焊錫凸塊直 徑為 105 iim。(實施例14)使阻焊劑面朝上，在使位於上方的全錐形噴嘴擺動的狀態下使用全錐形噴嘴，並 使用直徑大2 ym的焊錫球，除此之外，與實施例10同樣地製造出印刷線路板。其結果，形 成為上部開口直徑為100 u m、底部開口直徑為80 y m那樣的梯形形狀的開口部，焊錫凸塊 直徑為125 iim。(實施例I5)使阻焊劑面朝上，在使位於上方的全錐形噴嘴擺動的狀態下使用全錐形噴嘴，並 使用直徑大2 ym的焊錫球，除此之外，與實施例11同樣地製造出印刷線路板。其結果，形 成為上部開口直徑為100 u m、底部開口直徑為80 y m那樣的梯形形狀的開口部，焊錫凸塊 直徑為150 iim。(實施例I6)使阻焊劑面朝上，在使位於上方的全錐形噴嘴擺動的狀態下使用全錐形噴嘴，並 使用直徑大2 ym的焊錫球，除此之外，與實施例12同樣地製造出印刷線路板。其結果，形 成為上部開口直徑為100 u m、底部開口直徑為80 y m那樣的梯形形狀的開口部，焊錫凸塊 直徑為170 iim。(實施例17)改變用於形成連接焊盤的阻鍍劑圖案，以100 y m間距形成直徑為70 y m的連接焊 盤，改變用於在阻焊層上形成開口的掩模的直徑，形成開口直徑為60 y m的開口部(上部開 口直徑=底部開口直徑)，並使用直徑為63 y m的焊錫球，除此之外，與實施例1同樣地製造 出印刷線路板。其結果，焊錫凸塊直徑為63 ym。(實施例18)使用直徑為70 y m的焊錫球，除此之外，與實施例17同樣地製造出印刷線路板。其 結果，焊錫凸塊直徑為75 ym。(實施例19)
使用直徑為80 y m的焊錫球，除此之外，與實施例17同樣地製造出印刷線路板。其 結果，焊錫凸塊直徑為90 ym。(實施例20)使用直徑為95 y m的焊錫球，除此之外，與實施例17同樣地製造出印刷線路板。其 結果，焊錫凸塊直徑為102 ym。(實施例21)與實施例17同樣地將連接焊盤的大小改變為直徑為70iim、其間距為100 y m， 改變用於在阻焊層上形成開口的掩模的直徑，形成上部開口直徑為65 u m、底部開口直徑為 60 y m的開口部，並使用直徑為63 y m的焊錫球，除此之外，與實施例5同樣地製造出印刷線 路板。其結果，焊錫凸塊直徑為68 ym。(實施例22)與實施例17同樣地將連接焊盤的大小改變為直徑為70iim、其間距為100 iim， 改變用於在阻焊層上形成開口的掩模的直徑，形成上部開口直徑為65 u m、底部開口直徑為 60 y m的開口部，並使用直徑為70 y m的焊錫球，除此之外，與實施例5同樣地製造出印刷線 路板。其結果，焊錫凸塊直徑為80 ym。(實施例23)與實施例17同樣地將連接焊盤的大小改變為直徑為70iim、其間距為100 y m， 改變用於在阻焊層上形成開口的掩模的直徑，形成上部開口直徑為65 u m、底部開口直徑為 60 y m的開口部，並使用直徑為80 y m的焊錫球，除此之外，與實施例5同樣地製造出印刷線 路板。其結果，焊錫凸塊直徑為96 ym。(實施例24)與實施例17同樣地將連接焊盤的大小改變為直徑為70iim、其間距為100 y m， 改變用於在阻焊層上形成開口的掩模的直徑，形成上部開口直徑為65 u m、底部開口直徑為 60 y m的開口部，並使用直徑為95 y m的焊錫球，除此之外，與實施例5同樣地製造出印刷線 路板。其結果，焊錫凸塊直徑為llOym。(實施例25)在使全錐形噴嘴擺動的狀態下使用全錐形噴嘴，並使用直徑大2 u m的焊錫球，除 此之外，與實施例21同樣地製造出印刷線路板。其結果，形成為上部開口直徑為70 ym、底 部開口直徑為60 y m那樣的梯形形狀的開口部，焊錫凸塊直徑為73 u m。(實施例26)在使全錐形噴嘴擺動的狀態下使用全錐形噴嘴，並使用直徑大2 u m的焊錫球，除 此之外，與實施例22同樣地製造出印刷線路板。其結果，形成為上部開口直徑為70 ym、底 部開口直徑為60 y m那樣的梯形形狀的開口部，焊錫凸塊直徑為88 u m。(實施例27)在使全錐形噴嘴擺動的狀態下使用全錐形噴嘴，並使用直徑大2 ym的焊錫球，除 此之外，與實施例23同樣地製造出印刷線路板。其結果，形成為上部開口直徑為70 ym、底 部開口直徑為60 y m那樣的梯形形狀的開口部，焊錫凸塊直徑為105 u m。(實施例28)在使全錐形噴嘴擺動的狀態下使用全錐形噴嘴，並使用直徑大2 U m的焊錫球，除此之外，與實施例24同樣地製造出印刷線路板。其結果，形成為上部開口直徑為70 y m、底 部開口直徑為60 y m那樣的梯形形狀的開口部，焊錫凸塊直徑為120 u m。(實施例四)使阻焊劑面朝上，在使位於上方的全錐形噴嘴擺動的狀態下使用全錐形噴嘴，並 使用直徑大2 u m的焊錫球，除此之外，與實施例25同樣地製造出印刷線路板。其結果，形 成為上部開口直徑為SOym、底部開口直徑為60i!m那樣的梯形形狀的開口部，焊錫凸塊直 徑為84 u m。(實施例30)使阻焊劑面朝上，在使位於上方的全錐形噴嘴擺動的狀態下使用全錐形噴嘴，並 使用直徑大2 u m的焊錫球，除此之外，與實施例26同樣地製造出印刷線路板。其結果，形 成為上部開口直徑為SOym、底部開口直徑為60i!m那樣的梯形形狀的開口部，焊錫凸塊直 徑為100 u m。(實施例31)使阻焊劑面朝上，在使位於上方的全錐形噴嘴擺動的狀態下使用全錐形噴嘴，並 使用直徑大2 u m的焊錫球，除此之外，與實施例27同樣地製造出印刷線路板。其結果，形 成為上部開口直徑為SOym、底部開口直徑為60i!m那樣的梯形形狀的開口部，焊錫凸塊直 徑為120 u mo(實施例32)使阻焊劑面朝上，在使位於上方的全錐形噴嘴擺動的狀態下使用全錐形噴嘴，並 使用直徑大2 u m的焊錫球，除此之外，與實施例28同樣地製造出印刷線路板。其結果，形 成為上部開口直徑為SOym、底部開口直徑為60i!m那樣的梯形形狀的開口部，焊錫凸塊直 徑為 135 iim。(實施例33)改變用於形成連接焊盤的阻鍍劑圖案，以190 ym間距形成直徑為150 ym的連接 焊盤，改變用於在阻焊層上形成開口的掩模的直徑，形成開口直徑為103i!m的開口部(上 部開口直徑=底部開口直徑)，並使用直徑為105 ym的焊錫球，除此之外，與實施例1同樣 地製造出印刷線路板。其結果，焊錫凸塊直徑為108 ym。(實施例34)改變用於形成連接焊盤的阻鍍劑圖案，以100 y m間距形成直徑為70 y m的連接焊 盤，並使用直徑為125 u m的焊錫球，除此之外，與實施例33同樣地製造出印刷線路板。其 結果，焊錫凸塊直徑為130 ym。(實施例35)使用直徑為155 u m的焊錫球，除此之外，與實施例33同樣地製造出印刷線路板。 其結果，焊錫凸塊直徑為155 ym。(實施例36)使用直徑為180 u m的焊錫球，除此之外，與實施例33同樣地製造出印刷線路板。 其結果，焊錫凸塊直徑為175 ym。(實施例37)與實施例33同樣地將連接焊盤的大小改變為直徑為150 u m、其間距為190 u m,
15改變用於在阻焊層上形成開口的掩模的直徑，形成上部開口直徑為108 u m、底部開口直徑 為103 y m的開口部，並使用直徑為105 u m的焊錫球，除此之外，與實施例33同樣地製造出 印刷線路板。其結果，焊錫凸塊直徑為113ym。(實施例勸)與實施例33同樣地將連接焊盤的大小改變為直徑為150 u m、其間距為190 u m, 改變用於在阻焊層上形成開口的掩模的直徑，形成上部開口直徑為108 ym、底部開口直徑 為103 y m的開口部，並使用直徑為125 u m的焊錫球，除此之外，與實施例33同樣地製造出 印刷線路板。其結果，焊錫凸塊直徑為135i!m。(實施例洲)與實施例33同樣地將連接焊盤的大小改變為直徑為150 u m、其間距為190 u m, 改變用於在阻焊層上形成開口的掩模的直徑，形成上部開口直徑為108 ym、底部開口直徑 為103 y m的開口部，並使用直徑為155 u m的焊錫球，除此之外，與實施例33同樣地製造出 印刷線路板。其結果，焊錫凸塊直徑為162i!m。(實施例40)與實施例33同樣地將連接焊盤的大小改變為直徑為150 u m、其間距為190 u m, 改變用於在阻焊層上形成開口的掩模的直徑，形成上部開口直徑為108 ym、底部開口直徑 為103 y m的開口部，並使用直徑為180 u m的焊錫球，除此之外，與實施例33同樣地製造出 印刷線路板。其結果，焊錫凸塊直徑為185i!m。(實施例41)通過使全錐形噴嘴擺動，形成上部開口直徑為113 iim、底部開口直徑為103iim的 開口部，使用直徑大2i!m的焊錫球，除此之外，與實施例37同樣地製造出印刷線路板。其 結果，焊錫凸塊直徑為118ym。(實施例42)通過使全錐形噴嘴擺動，形成上部開口直徑為113 iim、底部開口直徑為103iim的 開口部，使用直徑大2i!m的焊錫球，除此之外，與實施例38同樣地製造出印刷線路板。其 結果，焊錫凸塊直徑為140 ym。(實施例43)通過使全錐形噴嘴擺動，形成上部開口直徑為113 iim、底部開口直徑為103iim的 開口部，使用直徑大2i!m的焊錫球，除此之外，與實施例39同樣地製造出印刷線路板。其 結果，焊錫凸塊直徑為170 ym。(實施例44)通過使全錐形噴嘴擺動，形成上部開口直徑為113 iim、底部開口直徑為103iim的 開口部，使用直徑大2i!m的焊錫球，除此之外，與實施例40同樣地製造出印刷線路板。其 結果，焊錫凸塊直徑為192 ym。(實施例45)使阻焊劑面朝上，在使位於上方的全錐形噴嘴擺動，並使用直徑大2 ym的焊錫 球，除此之外，與實施例41同樣地製造出印刷線路板。其結果，形成為上部開口直徑為 123 iim、底部開口直徑為103 iim那樣的梯形形狀的開口部，焊錫凸塊直徑為129 ym。(實施例46)
使阻焊劑面朝上，在使位於上方的全錐形噴嘴擺動，並使用直徑大2 ym的焊錫 球，除此之外，與實施例42同樣地製造出印刷線路板。其結果，形成為上部開口直徑為 123 iim、底部開口直徑為103 iim那樣的梯形形狀的開口部，焊錫凸塊直徑為129 ym。(實施例47)使阻焊劑面朝上，在使位於上方的全錐形噴嘴擺動，並使用直徑大2 ym的焊錫 球，除此之外，與實施例43同樣地製造出印刷線路板。其結果，形成為上部開口直徑為 123 iim、底部開口直徑為103 iim那樣的梯形形狀的開口部，焊錫凸塊直徑為185 y m。(實施例48)使阻焊劑面朝上，在使位於上方的全錐形噴嘴擺動，並使用直徑大2 ym的焊錫 球，除此之外，與實施例44同樣地製造出印刷線路板。其結果，形成為上部開口直徑為 123 u m、底部開口直徑為103 u m那樣的梯形形狀的開口部，焊錫凸塊直徑為210 y m。(參考例1)使用直徑為160 u m的焊錫球，除此之外，與實施例1同樣地製造出印刷線路板。其 結果，焊錫凸塊直徑為160 ym。(參考例2 49)將導體焊盤數量改變為30000 (連接焊盤區域1200mm2)，除此之外，與實施例1 48同樣地製造出印刷線路板。(比較例)使用直徑為60 ym的焊錫球，除此之外，與實施例1同樣地製造出印刷線路板。其 結果，在阻焊劑開口部不能完全填充焊錫。(熱循環試驗)在按照實施例1 48、參考例及比較例製造出的IC安裝印刷線路板中，對通過 IC晶片的特定迴路的電阻，即從IC晶片安裝印刷線路板的與IC晶片搭載面相反側的面 露出、且與IC晶片導通的一對連接焊盤之間的電阻進行測定，並將該值設為初始值。之 後，對這些IC晶片安裝印刷線路板，在放置於溫度85°C、溼度85%的環境下24小時後， 將-55°C X30分鐘、125°C X30分鐘作為1個循環地進行將該循環重複2500次的熱循環 試驗。分別測定500次循環後、1000次循環後、1250次循環後、1500次循環後的電阻，求得 與初始值相比的變化率(100X (測定值-初始值)/初始值(％ ))。將該試驗結果示於表 1及表2。另外，將電阻變化率在士 10以內的情況評價為「良品」，表示為「〇」，將電阻變化 率在除此以外的情況評價為「不良品」，表示為「 X 」。參考例2 49的評價結果沒有在表中示出，但各參考例與對應的實施例1 48 是相同的。(表1)
17 從這樣的試驗結果可知，在將焊錫凸塊完全填充於阻焊劑開口部的實施例i 48
及參考例中，與比較例相比，提高了連接可靠性。推測這是因為，焊錫凸塊的體積較大，所以
更加能夠緩和由IC晶片與印刷線路板之間的熱膨脹差所引起的應力，或者是由於阻焊劑
與焊錫凸塊之間不存在間隙，所以在欠裝材料內難以發生空穴、或沒有焊劑的殘渣、清洗液 的殘渣D另外，確認到按如下⑴ ⑶的順序，提高了連接可靠性，即⑴在焊錫凸塊直 徑W與阻焊劑開口直徑D之比(W/D)為1.05 1. 7的範圍的情況下，⑵在阻焊劑開口形 成為其上部開口直徑大於底部幵口直徑的錐形形狀、且比值(W/D)為L05 L5的範圍
的情況下，(3)在阻焊劑開口形成為其上部開口直徑大於底部幵口直徑的錐形形狀、且比值 (W/D)為1. 05 1. 25的範圍的情況下。推測這是因為，在比值(W/D)超過1時，焊錫凸塊容易以阻焊劑表面為界進行彎曲 (焊錫凸塊從阻焊層表面露出到外側的部分圖10A中用點劃線所括的部位)，容易在該彎 曲部出現應力集中，因此，越減小彎曲程度，越可提高連接可靠性。彎曲程度與比值(W/D) 相關，在比值(W/D)為1. 7以下時，提高連接可靠性。
另一方面，在比值(W/D)不足1.05時，認為有時發生用焊錫凸塊不能確實填充阻 焊劑開口部的情況。並且，設於阻焊層的開口的形狀為梯形形狀(阻焊劑開口的上部開口 直徑D1 >底部開口直徑D2)時，如圖10B所示，推測是由於彎曲程度變小，所以難以破壞焊 錫凸塊。在上述那樣的完全填充到阻焊層開口內的焊錫凸塊中，由於焊錫體積較大，所以 對於適用於凸塊數量(連接焊盤數量)為2000 30000的焊錫凸塊那樣的連接焊盤區域 較大(150 1200mm2)的印刷線路板，有重大意義。這是由於連接焊盤區域(包括最外周 的連接焊盤在內的矩形區域)較大時，IC晶片與印刷線路板的熱膨脹係數之差所引起的剪 切力變大。(實施例49 66)接著，在實施例5、6、9、10、13、14、21、22、25、26、29、30、37、38、41、42、45、46 中，形 成了阻焊層後，在以下的條件下對阻焊層表面進行加熱加壓，從而進行減小由連接焊盤的 有無引起的阻焊層表面的凹凸的平坦化處理，除此之外，與各實施例相同地製造IC安裝印 刷線路板，作為實施例49 66。(加壓條件)加壓溫度80度加壓壓力5MPa加壓時間2分鐘另外，在平坦化處理前及平坦化處理後，對同一部位用表面粗糙度測量儀(例如 東京精密社製造「SURFCOM 480A」或e - 二社制「WYKO N-2500」)測量阻焊層表面的凹凸量。測定部位(測定數為5)是位於連接焊盤上方的阻焊層表面及與其相鄰的連接焊 盤非形成部的阻焊層表面(參照圖8)。即，測定由連接焊盤的有無引起的阻焊層的凹凸量， 記載5點的測定結果中的最大值(max)、最小值(min)。這些測定結果示於表3 (平坦化處 理前)及表4 (平坦化處理後)。(實施例67 84)另外，在上述實施例49 66中，在平坦化處理後，在以下的條件下對阻焊層表面 實施粗糙化處理，在表面形成均勻的微細凹凸，除此之外，與各實施例同樣地製造IC安裝 印刷線路板，作為實施例67 84。(粗糙化條件)粗化液高錳酸鉀(KMn04)溶液濃度60g/L溫度60°C浸漬時間60秒另外，粗糙化處理後，用表面粗糙度測量儀(例如東京精密社製造「SURFC0M 480A」或e - 二社制「WYKO N-2500」)在隨機的10個部位按基準長度5 y m測定阻焊劑表面 的表面粗糙度。其結果，阻焊層的被粗糙化處理過的表面的表面粗糙度用Ra表示為0. 1 0.6um左右，成為凹凸較小的面。另外，在此所說的「表面粗糙度(Ra) 」是指在JIS B0601中規定的「算術平均粗糙
20度(Ra) 」，但在上述測定結果中Ra的範圍，是以將測定的10點的各自的Ra中的Ra最小值 為Ra(min)、最大值為Ra(max)的形式來表示。另外，在10部位的各測定點，將基準長度取為5 ym、在凹凸方向上測得的自平均 線起最高的峰頂與最低的谷底之間的間隔為A時，10個A的平均值記為Rma。但是，表面粗糙度的測定是通過在與導體電路(焊盤)形成區域對應的阻焊層表 面及與導體電路非形成區域對應的阻焊層表面中的隨機10點進行測定的，在導體電路形 成區域和導體電路非形成區域的邊界附近不進行測定。(熱循環試驗)對按照實施例5、6、9、10、13、14、21、22、25、26、29、30、37、38、41、42、45、46、實施例 49 66、實施例67 84製造出的IC安裝印刷線路板，在放置於溫度85°C、溼度85%的環 境下24小時後，將_55°C X30分鐘、125°C X30分鐘作為1個循環，重複進行2500次該循 環的熱循環試驗。分別測定1750次循環後、2000次循環後的電阻，求得與初始值相比的變 化率(100X (測定值-初始值)/初始值(％ ))。將電阻變化率在士 10以內的情況評價為 「良品」，表示為「〇」，將電阻變化率在此以外的情況評價為「不良品」，表示為「 X 」。將這些 試驗結果示於表3 表5。(表 3) (表 4)
實施例840. 73.00.10.50.6oo 從該評價結果可知，阻焊層表面的凹凸量優選為0. 8 3. 0 y m，另外，阻焊劑表[
22用算術平均粗糙度Ra表示為0. 2 0. 5 y m時，提高了連接可靠性。本發明中的焊錫凸塊，其凸塊直徑較大，所以相應凸塊高度也較大。因此，阻焊層 表面與IC晶片之間的間隔變大，因此難以填充欠裝材料，並在欠裝材料內容易產生空穴。 在此，欠裝材料的移動速度容易依存於阻焊層表面與IC晶片之間的間隔，因此，認為優選 是阻焊層表面的凹凸為2 ym以下。另一方面，阻焊層表面的凹凸量、表面粗糙度(Ra)較小 時，阻焊劑與欠裝材料的緊密貼合變差，推測需要0. 8 y m以上的凹凸量、以及0. 2 0. 5 y m 的表面粗糙度。此外，當存在0. 2 0. 5 y m的表面粗糙度時，提高了欠裝材料的沾溼性，從 而即使對於焊錫凸塊彎曲的部分，也可以完全填充欠裝材料。(絕緣可靠性試驗)對於按照實施例1 84及比較例製造的IC安裝印刷線路板，一邊對獨立的焊錫 凸塊之間(未電連接的焊錫凸塊相互之間)施加3. 3V電壓，一邊放置到溫度85°C、溼度 85%的環境中100小時。放置後，測定施加了電壓的焊錫凸塊間的絕緣電阻。若絕緣電阻 在107Q以上，則判定為良品，如絕緣電阻不到107Q，則判定為不良品。其結果，確認到實 施例1 86為良品，比較例為不良品。產業上的可利用性如以上說明的那樣，本發明的印刷線路板，即使是焊錫凸塊的間距為200i!m以下 這樣的窄間距構造，通過使焊錫凸塊直徑W與設於阻焊層的開口部的開口直徑D之比(W/D) 為1. 05 1. 7，從而可提供連接可靠性及絕緣可靠性優良的印刷線路板。
權利要求
一種印刷線路板，交替地層疊有導體電路和層間樹脂絕緣層，並具有通過通路孔使位於不同層的導體電路之間電連接的積層層，阻焊層形成為覆蓋位於該積層層的最外層的層間樹脂絕緣層以及位於最外層的導體電路，並使從設於該阻焊層的開口部露出的上述導體電路的一部分形成為用於安裝電子部件的導體焊盤，在該導體焊盤上形成焊錫凸塊，其特徵在於，以大於0μm且200μm以下的間距設置上述導體焊盤，上述焊錫凸塊的直徑W與設於上述阻焊層的開口部的開口直徑D之比(W/D)為1.05～1.7的範圍。
2.根據權利要求1所述的印刷線路板，其特徵在於，通過該焊錫凸塊將電子部件安裝 在上述導體焊盤上，在該電子部件與阻焊層之間填充有欠裝材料。
3.根據權利要求1或2所述的印刷線路板，其特徵在於，上述W/D為1.05 1. 5。
4.根據權利要求1 3中任一項所述的印刷線路板，其特徵在於，上述開口部形成為其 上表面處的開口直徑Dl大於底面處的開口直徑D2的錐形形狀。
5.根據權利要求4所述的印刷線路板，其特徵在於，在上述開口部，D1-D2= 5 20 μ m0
6.根據權利要求1或2所述的印刷線路板，其特徵在於，與上述導體焊盤相連接的通路 孔是通過將電鍍導體填充於設在位於最外層的層間樹脂絕緣層的開口部內而形成的。
7.根據權利要求1或2所述的印刷線路板，其特徵在於，上述焊錫凸塊是通過在上述導 體焊盤上搭載焊錫球而形成的。
8.根據權利要求1或2所述的印刷線路板，其特徵在於，上述阻焊層表面中至少電子部 件安裝區域被實施了平坦化處理。
9.根據權利要求8所述的印刷線路板，其特徵在於，進一步對上述阻焊層的被平坦化 處理的表面實施粗糙化處理。
10.根據權利要求8所述的印刷線路板，其特徵在於，上述阻焊層的被平坦化處理的表 面的最大表面粗糙度是0. 8 3. 0 μ m。
11.根據權利要求10所述的印刷線路板，其特徵在於，上述阻焊層的被粗糙化處理的 表面的表面粗糙度比上述被平坦化處理的表面的最大表面粗糙度小，且上述被粗糙化處理 的表面的表面粗糙度用算術平均粗糙度(Ra)表示時為0. 2 0. 5 μ m。
12.根據權利要求1或2所述的印刷線路板，其特徵在於，上述導體焊盤形成為將電鍍 導體填充於設在層間樹脂絕緣層的開口內而成的填充通路孔的形態，該層間樹脂絕緣層位 於最外層，從上述層間樹脂絕緣層表面露出的填充通路孔表面的凹凸量相對於形成在層間 樹脂絕緣層上的導體電路的厚度為_5 μ m +5 μ m。
全文摘要
本發明提供一種印刷線路板，交替地層疊有導體電路和層間樹脂絕緣層，並具有通過通路孔使位於不同層的導體電路之間電連接的積層層，阻焊層形成為覆蓋位於該積層層的最外層的層間樹脂絕緣層以及位於最外層的導體電路，並使從設於該阻焊層的開口部露出的上述導體電路的一部分形成為用於安裝電子部件的導體焊盤，在該導體焊盤上形成焊錫凸塊，其中，即使是設於該阻焊層的開口部的間距為200μm以下的窄間距構造中，通過使焊錫凸塊直徑W與開口部的開口直徑D之比(W/D)為1.05～1.7，提高了連接可靠性及絕緣可靠性。
文檔編號H05K1/18GK101854771SQ201010166409
公開日2010年10月6日 申請日期2006年6月28日 優先權日2005年6月30日
發明者丹野克彥, 川村洋一郎, 澤茂樹, 田中宏德, 藤井直明 申請人:揖斐電株式會社