CN104604341A - 布线基板及其制造方法 - Google Patents

Abstract

布线基板具备：表层，其具有电绝缘性；连接端子，其具有导电性，且自表层突出。连接端子包括基部、覆盖部和填充部。连接端子的基部由具有导电性的第1金属形成，与表层邻接且贯通表层，并且自表层突出。连接端子的覆盖部由具有导电性且熔点低于第1金属的熔点的第2金属形成，用于覆盖基部。连接端子的填充部由第2金属和含有第1金属和第2金属的合金中的至少一者形成，填充在基部的空洞内。

Description

布线基板及其制造方法

技术领域

本发明涉及布线基板及其制造方法。

背景技术

对于布线基板，已知有构成为能够安装半导体芯片的布线基板(例如，参照专利文献1、2)。在这样的布线基板上形成有连接端子，该连接端子构成为能够与半导体芯片连接。

在专利文献1中记载了这样的技术：为了防止因镀敷材料导致连接端子之间发生电短路，而形成具有开口的绝缘层，多个连接端子自该开口暴露，在该开口处的多个连接端子之间形成了绝缘物之后，对多个连接端子实施镀敷。在专利文献2中记载了这样的技术：为了防止因软钎料导致连接端子之间发生电短路，而将形成在连接端子之间的绝缘层的厚度减薄至连接端子的厚度以下。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2007－103648号公报

专利文献2：日本特开2011－192692号公报

发明内容

发明要解决的问题

在专利文献1、2的技术中，没有充分考虑到在布线基板的制造过程中的连接端子的损伤。因此，存在这样的情况：由于在布线基板的制造过程中连接端子受到损伤，导致连接端子的机械特性、电特性劣化，从而使连接端子与半导体芯片之间的连接可靠性降低。作为这样的连接端子的损伤，除了因连接端子承受与制造设备和其他布线基板等其他物体的接触而造成的损伤之外，还能够想到有因蚀刻、清洗和镀敷等各种处理导致连接端子被过度侵蚀而造成的损伤等。例如，在对连接端子实施置换镀敷的情况下，有时用于置换镀敷的镀敷处理液过度侵蚀连接端子而在连接端子上形成空洞。

用于解决问题的方案

本发明是为了解决所述问题的至少一部分而被做成的，能够通过以下的技术方案实现。

(1)采用本发明的一技术方案，提供一种布线基板。该布线基板具备：表层，其具有电绝缘性；以及连接端子，其具有导电性，且自所述表层突出，其中，所述连接端子包括：基部，其由具有导电性的第1金属形成，与所述表层邻接且贯通所述表层，并且自所述表层突出；覆盖部，其由具有导电性且熔点低于所述第1金属的熔点的第2金属形成，用于覆盖所述基部；以及填充部，其由所述第2金属和含有所述第1金属和所述第2金属的合金中的至少一者形成，填充在所述基部的空洞内。采用该技术方案的布线基板，能够利用填充部修复基部因空洞而劣化的机械特性、电特性，从而提高连接端子的连接可靠性。

(2)在所述技术方案的布线基板中，也可以是，所述第1金属为铜(Cu)，所述第2金属为锡(Sn)。采用该技术方案的布线基板，能够提高包括铜制的基部和锡制的覆盖部的连接端子的连接可靠性。

(3)采用本发明的一技术方案，提供一种布线基板的制造方法。其中的布线基板为将覆盖有覆盖部的连接端子以自电绝缘性的表层突出的状态形成在基部而成的布线基板，该基部由具有导电性的第1金属形成，该覆盖部由具有导电性且熔点低于所述第1金属的熔点的第2金属形成，其中，将所述连接端子加热到所述第2金属的熔点以上使所述基部和所述覆盖部中的至少所述覆盖部熔融而得到熔融金属，将该熔融金属填充到所述基部的空洞内。采用该技术方案的布线基板的制造方法，能够利用填充部修复基部因空洞而劣化的机械特性、电特性，从而提高连接端子的连接可靠性。

(4)在所述技术方案的布线基板的制造方法中，也可以是，在通过置换镀敷形成所述覆盖部时，在所述基部形成所述空洞。采用该技术方案的布线基板的制造方法，能够修复因置换镀敷而劣化的基部。

(5)采用本发明的一技术方案，提供一种布线基板。该布线基板包括：表层，其具有电绝缘性；以及连接端子，其具有导电性，且自所述表层突出，其中，所述连接端子包括：基部，其由具有导电性的第1金属形成，且与所述表层邻接；覆盖部，其由具有导电性且熔点低于所述第1金属的熔点的第2金属形成，用于覆盖所述基部；以及填充部，其由所述第2金属和含有所述第1金属和所述第2金属的合金中的至少一者形成，填充在所述基部的空洞内。采用该技术方案的布线基板，能够利用填充部修复基部因空洞而劣化的机械特性、电特性，从而提高连接端子的连接可靠性。在该布线基板中，也可以是，所述第1金属为铜(Cu)，所述第2金属为锡(Sn)。

本发明也能够通过布线基板以外的各种形态实现。例如，能够通过具备布线基板的装置、布线基板的制造装置等形态实现。

附图说明

图1是表示布线基板的结构的俯视图。

图2是示意性地表示布线基板的结构的局部剖面图。

图3是示意性地表示安装有半导体芯片的布线基板的结构的局部剖面图。

图4是示意性地表示布线基板的连接端子的详细结构的放大剖面图。

图5是表示布线基板的制造方法的工序图。

图6是示意性地表示在制造中途的布线基板的连接端子的详细结构的放大剖面图。

图7是示意性地表示在制造中途的布线基板的连接端子的详细结构的放大剖面图。

图8是表示变形例的布线基板的结构的俯视图。

图9是示意性地表示变形例的布线基板的连接端子的详细结构的放大剖面图。

具体实施方式

A.实施方式：

图1是表示布线基板10的结构的俯视图。图2是示意性地表示布线基板10的结构的局部剖面图。图3是示意性地表示安装有半导体芯片20的布线基板10的结构的局部剖面图。在图2中图示了布线基板10的利用图1中的向视F2－F2剖切后的剖面。在图3中图示了在与图1中的向视F2－F2相对应的位置剖切安装有半导体芯片20的布线基板10而得到的剖面。

布线基板10利用有机材料形成，是还被称作有机基板(organic基板)的板状构件。在本实施方式中，布线基板10如图3所示那样是构成为能够安装半导体芯片20的倒装芯片安装基板。

如图2和图3所示，布线基板10具备基层120、连接端子130和表层140。在本实施方式中，在布线基板10的基层120形成有连接端子130并且以使连接端子130暴露的状态形成有表层140。在其他的实施方式中，布线基板10既可以在基层120之上具有将多层导体层和多层绝缘层交替层叠而成的多层构造，也可以在基层120的两面均具有这样的多层构造。

图1图示了相互正交的X轴、Y轴和Z轴。图1中的X轴、Y轴和Z轴与其他附图中的X轴、Y轴和Z轴相对应。在图1中的X轴、Y轴和Z轴中，将沿着表层140相对于基层120层叠的层叠方向的轴设为Z轴。将沿着Z轴的Z轴方向中的自基层120朝向表层140的方向设为+Z轴方向，将+Z轴方向的相反方向设为－Z轴方向。在图1中的X轴、Y轴和Z轴中，将沿着与Z轴正交的层叠面方向的两个轴设为X轴和Y轴。将沿着X轴的X轴方向中的自图1中的纸面左朝向纸面右的方向设为+X轴方向，将+X轴方向的相反方向设为－X轴方向。将沿着Y轴的Y轴方向中的自图1中的纸面下方朝向纸面上方的方向设为+Y轴方向，将+Y轴方向的相反方向设为－Y轴方向。

布线基板10的基层120是由绝缘性材料形成的板状构件。在本实施方式中，基层120的绝缘性材料为热固化性树脂、例如双马来酰亚胺三嗪树脂(Bismaleimide-Triazine Resin，BT)、环氧树脂。在其他的实施方式中，基层120的绝缘性材料也可以为纤维增强树脂(例如，玻璃纤维增强环氧树脂)。虽然在图1～图3中未图示，但也可以在基层120的内部形成通孔、通孔导体等来构成与连接端子130连接的布线的一部分。

布线基板10的表层140是由还被称作阻焊剂的绝缘性材料形成的层。表层140具有第1表面141、第2表面142和壁面148。

表层140的第1表面141是表层140的形成有开口部150的表面。在本实施方式中，第1表面141构成为沿着X轴和Y轴朝向+Z轴方向侧的面，且是表层140的+Z轴方向侧的表面。

表层140的第2表面142是表层140的位于开口部150的内侧的、相对于第1表面141向基层120侧凹陷的表面。在本实施方式中，第2表面142构成为沿着X轴和Y轴朝向+Z轴方向侧的面，且是在表层140的位于开口部150的内侧的+Z轴方向侧的表面。如图1和图2所示，连接端子130自第2表面142暴露。

表层140的壁面148是沿着层叠方向(Z轴方向)连结在第1表面141与第2表面142之间的面，用于划分出开口部150。在本实施方式中，壁面148如图2所示那样以带有棱角的形状连结于第1表面141和第2表面142。在其他的实施方式中，也可以是，壁面148与第1表面141和第2表面142中的至少一者借助曲面相连。

布线基板10的连接端子130是形成在基层120上的、由导电性材料形成的导体图案。在本实施方式中，连接端子130的导体图案是通过将形成在基层120的表面上的铜镀层蚀刻成期望的形状而形成的。

连接端子130自表层140暴露，在本实施方式中，自表层140的第2表面142暴露。如图2所示，在本实施方式中，连接端子130自第2表面142向+Z轴方向侧突出。

如图3所示，连接端子130构成为能够借助软钎料SD与半导体芯片20的连接端子232连接。在向布线基板10安装半导体芯片20时，将多个连接端子130软钎焊于半导体芯片20的连接端子232，并且向开口部150处的位于布线基板10与半导体芯片20之间的间隙填充底部填充材料30。

在本实施方式中，在布线基板10上设有多个连接端子130。如图1所示，多个连接端子130分别沿着X轴和Y轴配置成矩阵状。在本实施方式中，多个连接端子130的矩阵为5行5列，但并不限定于此，只要是满足n行m列(n和m是1以上的自然数，n＝m＝1的情况除外)的形态即可。在其他的实施方式中，也可以是，多个连接端子130以相邻的连接端子130彼此交替错开的方式配置成之字状。

图4是示意性地表示布线基板10的连接端子130的详细结构的放大剖面图。在图4中放大图示了与图2中的连接端子130相对应的一个连接端子130。连接端子130包括基部132、覆盖部134和填充部138。

连接端子130的基部132是与表层140邻接且贯通表层140并且自表层140突出的部位。在本实施方式中，基部132自基层120朝向+Z轴方向地与表层140邻接且贯通表层140，并且自表层140的第2表面142朝向+Z轴方向突出。基部132由具有导电性的第1金属形成。在本实施方式中，用于形成基部132的第1金属为铜(Cu)，但在其他的实施方式中，也可以是具有导电性的其他材料。

在本实施方式中，基部132具有侧部132a、侧部132b和端部132c。基部132的侧部132a位于比第2表面142靠－Z轴方向侧的位置，且与表层140的内部邻接。基部132的侧部132b位于比第2表面142靠+Z轴方向侧的位置，且与端部132c相连。基部132的端部132c构成基部132的+Z轴方向侧的端。侧部132b和端部132c被覆盖部134覆盖。

连接端子130的覆盖部134是覆盖基部132的部位。在本实施方式中，覆盖部134覆盖着基部132的侧部132b和端部132c。在本实施方式中，覆盖部134由具有导电性的第2金属形成。在本实施方式中，形成覆盖部134的第2金属的熔点低于形成基部132的第1金属的熔点。在本实施方式中，形成覆盖部134的第2金属为锡(Sn)，但在其他的实施方式中，也可以是具有导电性的其他材料。

连接端子130的填充部138是填充于基部132的空洞136的部位。基部132的空洞136自基部132的外侧朝向内侧地形成在基部132的侧部132a与侧部132b之间。在本实施方式中，填充部138主要由形成覆盖部134的第2金属形成，局部由含有第1金属和第2金属的合金形成。填充部138能够形成为由第2金属和含有第1金属和第2金属的合金中的至少一者形成。

图5是表示布线基板10的制造方法的工序图。在制造布线基板10时，在布线基板10上形成基层120和表层140等各层，并形成连接端子130的基部132(工序P110)。在本实施方式中，在基层120的表面上形成铜镀层之后，将该铜镀层蚀刻成期望的形状，从而形成连接端子130的基部132。

在本实施方式中，在基层120上涂布光固化型绝缘性树脂，该基层120形成有连接端子130的基部132，之后，经过曝光、显影，而形成表层140。表层140的开口部150相当于在曝光时被遮掩的部分，通过在显影时洗掉未固化部分，从而形成表层140的第2表面142和壁面148。像这样，在本实施方式中，表层140的第1表面141、第2表面142和壁面148作为构成单一层的部位一体地形成。在其他的实施方式中，也可以是，在表层140的开口部150一旦形成至基部132之后，便再次向该开口部150填充光固化型绝缘性树脂，从而形成表层140的第2表面142。

图6是示意性地表示在制造中途的布线基板10的连接端子130的详细结构的放大剖面图。在图6中图示了工序P110结束后的阶段的布线基板10。

在工序P110结束后的阶段，连接端子130的基部132与表层140邻接且贯通表层140并且以突出的状态自表层140暴露。在工序P110结束后的阶段，连接端子130的基部132具有侧部132a、侧部132d和端部132e。基部132的侧部132a位于比第2表面142靠－Z轴方向侧的位置，且与表层140的内部邻接。基部132的侧部132d位于比第2表面142靠+Z轴方向侧的位置，且与侧部132a平齐地相连。基部132的端部132e构成基部132的+Z轴方向侧的端，且与侧部132d相连。侧部132a和侧部132d为自表层140暴露的状态。

在工序P110结束之后，通过镀敷处理形成连接端子130的覆盖部134(工序P150)。在本实施方式中，通过作为非电解镀的置换镀锡形成连接端子130的覆盖部134。在其他的实施方式中，既可以利用具有导电性的其他材料形成覆盖部134，也可以通过电镀和化学镀等其他镀敷处理形成覆盖部134。

图7是示意性地表示在制造中途的布线基板10的连接端子130的详细结构的放大剖面图。在图7中图示了工序P150结束后的阶段的布线基板10。

在工序P150中，通过置换镀锡，将作为第1金属的铜(Cu)置换成作为第2金属的锡(Sn)，该作为第1金属的铜(Cu)形成连接端子130的基部132的侧部132d和端部132e。在工序P150结束后的阶段，如图7所示，在侧部132d和端部132e的部位形成了覆盖部134，并且基部132缩小，在基部132形成侧部132b代替侧部132d，形成端部132c代替端部132e。

在工序P150中，如图7所示，因用于置换镀锡的镀敷处理液所导致的过度侵蚀，在基部132的侧部132a与侧部132b之间形成空洞136。对于基部132的空洞136，除了可能是因置换镀锡而形成之外，还可能是因与制造设备和其他布线基板等其他物体相接触而形成，也可能是因蚀刻和清洗等各种处理而形成。

在工序P150结束后，通过对布线基板10加热而形成连接端子130的填充部138(工序P170)。在本实施方式中，将连接端子130加热到作为第2金属的锡(Sn)的熔点以上，使基部132和覆盖部134中的至少覆盖部134熔融而得到熔融金属，将该熔融金属填充到基部132的空洞136内，从而形成填充部138。通过这样，连接端子130构成为图4所示的结构。优选连接端子130的加热温度为第2金属的熔点以上且小于第1金属的熔点，从而避免由第1金属形成的基部132发生熔融，但也可以使连接端子130的加热温度为第1金属的熔点以上，在能够维持连接端子130的功能的范围内允许基部132的熔融。在其他的实施方式中，也可以结合形成软钎料SD的回流焊(reflow)来形成填充部138，该软钎料SD用于连接半导体芯片20和连接端子130。

在工序P170结束后，对布线基板10进行清洗(工序P180)。由此，布线基板10的制造完成。

采用以上说明的实施方式，能够利用填充部138修复基部132因空洞136而劣化的机械特性、电特性，从而提高连接端子130的连接可靠性。

B.变形例：

图8是表示变形例的布线基板10b的结构的俯视图。在布线基板10b的说明中，对与所述实施方式的布线基板10同样的结构标注同一附图标记并省略说明。本变形例能够应用于本说明书所说明的其他实施方式、其他变形例。对于变形例的布线基板10b，除了第1表面141、第2表面142、连接端子130和开口部150这四者的形状分别不同这一点以外，其他的与所述实施方式的布线基板10相同。

在布线基板10b的第1表面141形成有4个开口部150。4个开口部150各自配置为：在自+Z轴方向进行观察时呈长方形，且它们的中央包围成矩形。在本变形例中，4个开口部150各自分别沿着布线基板10b的外缘配置。

在图8中，对连接端子130画有阴影。在变形例的开口部150的内侧形成有多个第2表面142和多个连接端子130。多个连接端子130均沿着呈长方形的开口部150的短边方向自开口部150的一端朝向另一端地形成为带状，在连接端子130彼此之间形成有第2表面142。变形例的连接端子130与所述实施方式同样地包括基部132、覆盖部134和填充部138。

采用以上说明的变形例，与所述实施方式同样地，能够利用填充部138修复基部132因空洞136而劣化的机械特性、电特性，从而提高连接端子130的连接可靠性。

C.变形例：

图9是示意性地表示变形例的布线基板10c的连接端子130c的详细结构的放大剖面图。在布线基板10c的说明中，对与所述实施方式的布线基板10同样的结构标注同一附图标记并省略说明。本变形例能够应用于本说明书所说明的其他实施方式、其他变形例。

对于变形例的布线基板10c，除了具备连接端子130c这一点之外，其他的与所述实施方式的布线基板10相同。对于变形例的连接端子130c，除了因基部132的端部132c位于比表层140的第2表面142靠－Z轴方向侧的位置而引起各部的构造不同这一点之外，其他的与所述实施方式的连接端子130相同。

连接端子130c的基部132是与表层140邻接的部位。在本变形例中，基部132的侧部132a位于比第2表面142靠－Z轴方向侧的位置，且与表层140的内部邻接。在本变形例中，基部132的侧部132b和端部132c均位于比表层140的第2表面142靠－Z轴方向侧的位置，并且均被覆盖部134覆盖。在本变形例中，覆盖部134达到比表层140的第2表面142靠+Z轴方向侧的位置。在本变形例中，填充部138位于比表层140的第2表面142靠－Z轴方向侧的位置。

对于布线基板10c的制造方法，除了以基部132的端部132c位于比表层140的第2表面142靠－Z轴方向侧的位置的方式形成基部132和表层140这一点之外，其他的与所述实施方式的制造方法相同。

采用以上说明的变形例，与所述实施方式同样地，能够利用填充部138修复基部132因空洞136而劣化的机械特性、电特性，从而提高连接端子130的连接可靠性。

D.其他实施方式：

本发明并不限定于所述实施方式、实施例、变形例，能够在不脱离本发明的主旨的范围内通过各种结构实现。例如，为了解决所述问题的一部分或全部、或者为了达到所述效果的一部分或全部，能够适当地对与本发明的发明内容中记载的各技术方案中的技术特征相对应的实施方式、实施例、变形例中的技术特征进行调换、组合。并且，若这些技术特征未作为本说明书中必须的技术特征进行说明，则能够适当地删除。

附图标记说明

10、10b、10c、布线基板；20、半导体芯片；30、底部填充材料；120、基层；130、130c、连接端子；132、基部；132a、侧部；132b、侧部；132c、端部；132d、侧部；132e、端部；134、覆盖部；136、空洞；138、填充部；140、表层；141、第1表面；142、第2表面；148、壁面；150、开口部；232、连接端子；SD、软钎料

Claims (6)

1.一种布线基板，

该布线基板具备：

表层，其具有电绝缘性；以及

连接端子，其具有导电性，且自所述表层突出，

该布线基板的特征在于，

所述连接端子包括：

基部，其由具有导电性的第1金属形成，与所述表层邻接且贯通所述表层，并且自所述表层突出；

覆盖部，其由具有导电性且熔点低于所述第1金属的熔点的第2金属形成，用于覆盖所述基部；以及

填充部，其由所述第2金属和含有所述第1金属和所述第2金属的合金中的至少一者形成，填充在所述基部的空洞内。

2.根据权利要求1所述的布线基板，其特征在于，

所述第1金属为铜(Cu)，所述第2金属为锡(Sn)。

3.一种布线基板的制造方法，

其中的布线基板为将覆盖有覆盖部的连接端子以自电绝缘性的表层突出的状态形成在基部而成的布线基板，该基部由具有导电性的第1金属形成，该覆盖部由具有导电性且熔点低于所述第1金属的熔点的第2金属形成，

该布线基板的制造方法的特征在于，

将所述连接端子加热到所述第2金属的熔点以上使所述基部和所述覆盖部中的至少所述覆盖部熔融而得到熔融金属，将该熔融金属填充到所述基部的空洞内。

4.根据权利要求3所述的布线基板的制造方法，其特征在于，

在通过置换镀敷形成所述覆盖部时，在所述基部形成所述空洞。

5.一种布线基板，

该布线基板具备：

表层，其具有电绝缘性；以及

连接端子，其具有导电性，且自所述表层突出，

该布线基板的特征在于，

所述连接端子包括：

基部，其由具有导电性的第1金属形成，与所述表层邻接；

覆盖部，其由具有导电性且熔点低于所述第1金属的熔点的第2金属形成，用于覆盖所述基部；以及

填充部，其由所述第2金属和含有所述第1金属和所述第2金属的合金中的至少一者形成，填充在所述基部的空洞内。

6.根据权利要求5所述的布线基板，其特征在于，

所述第1金属为铜(Cu)，所述第2金属为锡(Sn)。