JP2001217513A - 回路基板 - Google Patents

回路基板

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JP2001217513A JP08743397A JP8743397A JP2001217513A JP 2001217513 A JP2001217513 A JP 2001217513A JP 08743397 A JP08743397 A JP 08743397A JP 8743397 A JP8743397 A JP 8743397A JP 2001217513 A JP2001217513 A JP 2001217513A
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敏 高橋
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Abstract

(57)【要約】 【課題】絶縁基材上に導体回路が設けられた回路基板
に、ＩＣ接続用の電極及びマザーボード基板接続用の電
極を設けた回路基板において、フィルム状の絶縁基材と
導体回路の接着工程が必要なく製造工程を簡素化しうる
回路基板を提供する。 【解決手段】本発明の回路基板は、ポリイミド層２、６
の間に銅箔による導体回路５が形成されている。導体回
路５には、ＩＣ接続用のバンプ８及びマザーボード基板
接続用のバンプ９が設けられている。ポリイミド層２、
６は、ポリイミドの前駆体であるポリアミド酸層２ａ、
６ａを３５０℃程度で加熱することによりイミド化反応
を終結させて形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体素子を実装
するための回路基板に関し、特に半導体素子配線のファ
インピッチ化や高密度実装化に対応することができる回
路基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の回路基板としては、例え
ば特開平６−７７２９３号公報に記載されたような構成
を有するものが知られている。
【０００３】図４に示すように、この半導体装置１０１
は、導電回路１０５が絶縁体層１０３、１０４の両面か
ら露出しないように埋設されており、導電回路１０５の
両面から導通路１０６、１０７が、導電回路１０５の面
方向にずれて対をなして形成されている。各導通路１０
６、１０７は、バンプ１０８、１０９にそれぞれ接続さ
れ、これにより導電回路１０５と各バンプ１０８、１０
９とは、各導通路１０６、１０７を介して導通してい
る。
【０００４】そして、フィルムキャリア１０２の一方の
導通路１０６に形成されたバンプ１０８は、半導体素子
１１０の基板１１１に形成された電極１１２と接触する
ことによってこれと電気的に接続され、これによりフィ
ルムキャリア１０２は半導体素子１１０を搭載するよう
になっている。
【０００５】さらに、この半導体素子１１０を被覆する
ように、絶縁体層１０３の上面に接した状態で絶縁性樹
脂層１１３が形成されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来技術の場合、フィルム状の絶縁体層１０３、１０４
によって導電回路１０５を両側から挟むように構成され
ているため、接着剤等を用いてこれらを接着する工程が
必要であり、このため製造工程が複雑になるという問題
点があった。
【０００７】また、この半導体装置１０１をマザーボー
ド１１４上に実装するには、一般に、リフローソルダリ
ングにより、絶縁層１０４の下方に突出するバンプ１０
９をマザーボード１１４のリードパターン１１６にはん
だ付けするが、その際、半導体素子１１０の接続用のバ
ンプ９までもが融解してしまい、半導体素子の位置がず
れるなど実装作業上不都合が生ずる場合があった。
【０００８】本発明は上記課題に鑑みてなされたもの
で、絶縁基材上に導体回路が設けられた回路基板に、Ｉ
Ｃ接続用の電極及びマザーボード基板接続用の電極を設
けた回路基板において、フィルム状の絶縁基材と導体回
路の接着工程が必要なく製造工程を簡素化しうる回路基
板を提供することを目的とする。
【０００９】また、本発明は、絶縁基材上に導体回路が
設けられた回路基板に、ＩＣ接続用の電極及びマザーボ
ード基板接続用の電極を設けた回路基板において、回路
基板をマザーボード基板にはんだ付けする際に、マザー
ボード基板接続用の金属突出の表層部分のみが融解する
ようにして確実な実装を行いうる回路基板を提供するこ
とを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、絶縁基材上に導体回路が設
けられた回路基板に、ＩＣ接続用の電極及びマザーボー
ド基板接続用の電極を設けた回路基板であって、上記Ｉ
Ｃ接続用の電極及び上記マザーボード基板接続用の電極
を除いた上記回路基板上に、ポリイミドの前駆体である
ポリアミド酸混合溶液で被覆し、イミド化反応を終結さ
せてポリイミド層を形成したことを特徴とする。
【００１１】請求項１記載の発明の場合、ポリアミド酸
のイミド化によりポリイミド層を形成するようにしたも
のであるから、従来必要であったフィルム状の絶縁基体
と導体回路の接着工程は必要なく、製造工程を簡素化す
ることができる。
【００１２】また、請求項２記載の発明は、絶縁基材上
に導体回路が設けられた回路基板に、ＩＣ接続用の電極
及びマザーボード基板接続用の電極を設けた回路基板で
あって、上記ＩＣ接続用の電極及び上記マザーボード基
板接続用の電極上に金属突出物を設け、上記ＩＣ接続用
の金属突出物の表層部分の融点が上記マザーボード基板
接続用の金属突出物の融点よりも高いことを特徴とす
る。
【００１３】この場合、上記ＩＣ接続用の金属突出物の
表面にめっき等の方法によってはんだ等の金属層を形成
することにより、この金属突出物の表層部分の融点をマ
ザーボード基板接続用の金属突出物、特にその表層部分
の融点より高くすることができる。
【００１４】請求項２記載の発明によれば、ＩＣ接続用
の金属突出物の表層部分の融点がマザーボード基板接続
用の金属突出物の融点よりも高いことから、例えばはん
だ付けによって回路基板をマザーボード基板に実装する
際に、ＩＣ接続用の金属突出物が融解することなく、マ
ザーボード接続用の金属突出物の表層部分に形成したは
んだ層のみが融解するようになる。
【００１５】特に、請求項３記載の発明のように、ＩＣ
接続用の金属突出物の表層部分の融点がマザーボード基
板接続用の金属突出物の融点よりも少なくとも５０℃以
上高い場合には、確実にマザーボード接続用の金属突出
物の表層部分に形成したはんだ層のみを融解させること
が可能になる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
に係る回路基板の好ましい実施の形態を詳細に説明す
る。
【００１７】図１（ａ）〜（ｊ）は、本実施の形態の回
路基板を製造する方法を順に示す工程図である。なお、
本実施の形態の回路基板は、ＣＳＰ(Chip Size Packag
e）用のフィルムキャリアに適用されるものである。
【００１８】まず、図１（ａ）に示すように、ＩＣチッ
プより若干大きい面積を有する銅箔１を用意し、この銅
箔１の上面全域にポリイミドの前駆体であるポリアミド
酸混合溶液を塗布してポリアミド酸層２ａを形成する。
【００１９】なお、銅箔１の厚みは特に限定されない
が、１〜５０μｍ程度であることが好ましく、さらに好
ましくは８〜１８μｍである。
【００２０】また、ポリアミド酸層２ａの厚みも特に限
定されないが、５〜７５μｍ程度であることが好まし
く、さらに好ましくは５〜２５μｍである。
【００２１】次いで、図１（ｂ）に示すように、このポ
リアミド酸層２ａのの所定の部分に、公知のフォトリソ
グラフィー工程によってバンプ形成用のスルーホール３
を形成する。すなわち、ポリアミド酸層２ａ上にフォト
レジストを塗布し、乾燥後、露光、現像を行うことによ
り所定のレジストパターン（図示せず）を形成する。そ
して、スルーホール３に対応する部分についてエッチン
グを行い、レジストパターンを除去することにより、バ
ンプ形成用のスルーホール３を有する基板４を得る。
【００２２】ここで、スルーホール３の径は、５０〜３
００μｍであることが好ましく、さらに好ましくは１０
０〜２００μｍである。
【００２３】この基板４に対し、３５０〜４００℃程度
の温度で５分程度加熱することによりポリアミド酸のイ
ミド化反応を終結させて硬化させる。
【００２４】これにより、図１（ｃ）に示すように、銅
箔１の上面には、バンプ形成部分にスルーホール３を有
するポリイミド層２が形成される。
【００２５】次に、銅箔１の裏面に公知のフォトリソグ
ラフィー工程を施して、例えば図２に示すようなパター
ンが残るように銅箔１をエッチングすることによりポリ
イミド層２上に導体回路５を形成する。
【００２６】ここで、図２に示すように、ポリイミド層
２上に形成される導体回路５は、マザーボード接続用の
バンプ９を形成するためのランド５ａと、ＩＣチップ接
続用のバンプ８を形成するためのランド５ｂを有してい
る。
【００２７】ここで、ランド５ａの径は、１００〜５０
０μｍであることが好ましく、さらに好ましくは２００
〜３００μｍである。
【００２８】また、ランド５ｂの寸法は、（１００〜２
００）μｍ×（２００〜５００）μｍであることが好ま
しく、さらに好ましくは（１００〜１５０）μｍ×（３
００〜４００）μｍである。
【００２９】その後、図１（ｅ）に示すように、この銅
箔１の裏面全域に上記ポリアミド酸の混合溶液を塗布し
てポリアミド酸層６ａを形成する。
【００３０】ここで、ポリアミド酸層６ａの厚みは特に
限定されないが、５〜７５μｍであることが好ましく、
さらに好ましくは５〜１０μｍである。
【００３１】次に、図１（ｆ）に示すように、このポリ
アミド酸層６ａの所定の部分に、上述したフォトリソグ
ラフィー工程によってバンプ形成用のスルーホール７を
形成し、さらにこの基板４Ａに対し、３５０〜４００℃
程度の温度で５分程度加熱することによりポリアミド酸
のイミド化反応を終結させて硬化させる。
【００３２】これにより銅箔１の下面には、図１（ｇ）
に示すように、バンプ形成部分にスルーホール７を有す
るポリイミド層６が形成される。
【００３３】ここで、スルーホール７の寸法は、（１０
０〜２００）μｍ×（２００〜５００）μｍ程度である
ことが好ましい。
【００３４】その後、図１（ｈ）に示すように、ポリイ
ミド層２、６の上記スルーホール３、７において、めっ
き等により導体回路５の両面に例えば銅を付着成長させ
てバンプ８、９を突出形成する。
【００３５】ここで、バンプ８の高さは、特に限定され
るものではないが、１０〜１５０μｍであることが好ま
しく、さらに好ましくは１５〜３０μｍである。
【００３６】また、バンプ９の高さも、特に限定される
ものではないが、１０〜５００μｍであることが好まし
く、さらに好ましくは１００〜３００μｍである。
【００３７】さらに、バンプ８、９の形状は、図１に示
されるようなマッシュルーム形状のほか、種々の形状を
採用することができる。
【００３８】次に、図１（ｉ）に示すように、各バンプ
８、９の表面に対し、高融点はんだを用いて高融点はん
だ層１０、１１を形成する。
【００３９】ここで、高融点はんだの融点は、特に限定
されるものではないが、２２０〜４００℃程度であるこ
とが好ましい。
【００４０】そのような高融点はんだとしては、例え
ば、Ａｕ／Ｓｎはんだ、高融点（２６０℃）のＰｂ／Ｓ
ｎはんだ等があげられる。
【００４１】また、高融点はんだ層１０、１１の厚み
も、特に限定されるものではないが、０．１〜１０μｍ
であることが好ましく、さらに好ましくは０．５〜５μ
ｍである。
【００４２】その後、下面のポリイミド層６のバンプ８
の高融点はんだ層１０を、図示しないテープ等で遮蔽す
ることにより、図１（ｊ）に示すように、上面のバンプ
９の高融点はんだ層１１の表面のみに対し、融点が１８
０℃程度の低融点はんだ（例えば、Ｐｂ／Ｓｎはんだ）
による低融点はんだ層１２を形成し、本実施の形態に係
る回路基板１３を得る。
【００４３】なお、高融点はんだ層１０、１１に用いる
高融点はんだの融点と、低融点はんだ層１２に用いる低
融点はんだの融点の差は５０℃以上あることが好まし
い。
【００４４】以上説明した本実施の形態の回路基板の場
合、ポリアミド酸のイミド化により銅箔１の両面側にポ
リイミド層２、６を形成するようにしたことから、従来
必要であったフィルム状の絶縁基体と導体回路との接着
工程は必要なく、その結果、製造工程を簡素化して生産
効率の向上及びコストダウンを図ることができる。
【００４５】図３（ａ）〜（ｄ）は、本実施の形態の回
路基板を用いたＩＣチップの実装方法を示す工程図であ
る。まず、図３（ａ）に示すように、ＩＣチップ２０の
半導体基板２１に形成された電極部２２を、回路基板１
３の上側のバンプ８の上面に載置する。そして、その状
態でこのバンプ８を加熱して高融点はんだ層１０を融解
し、図３（ｂ）に示すように、この融解した高融点はん
だ１０ａによってＩＣチップ２０の電極部２２とバンプ
８とを接合する。
【００４６】一方、このようなＩＣチップ２０が搭載さ
れた回路基板１３をマザーボード３０上に実装するに
は、図３（ｃ）に示すように、マザーボード３０の基板
３１上に形成された導体パターン３２の上面に回路基板
１３の下側のバンプ９を載置する。
【００４７】そして、その状態で回路基板１３を図示し
ないリフロー炉内に配し、低融点はんだ層１２の融点よ
り高く、かつ、高融点はんだ層１０の融点より低い温度
でリフローを行う。
【００４８】その結果、マザーボード３０側のバンプ９
上の低融点はんだ１２が融解し、図３（ｄ）に示すよう
に、この融解した低融点はんだ１２ａによって回路基板
１３のマザーボード３０側のバンプ９とマザーボード３
０の導体パターン３２とが接合される。一方、この場合
においては、ＩＣチップ２０側のバンプ８の高融点はん
だ１０ａ及びマザーボード３０側の高融点はんだ層１１
は融解しない。
【００４９】以上述べたように本実施の形態の回路基板
１３によれば、ＩＣ接続用のバンプ８に施したはんだの
融点をマザーボード基板接続用のバンプ９に施したはん
だの融点よりも高くなるように設定したので、回路基板
１３をマザーボード３０にはんだ付けするときに上面の
ＩＣ接続用のバンプ８の高融点はんだ１０ａが溶融する
ことはなく、マザーボード接続用の低融点はんだ層１２
のみが融解するようになり、実装作業上きわめて好都合
である。
【００５０】なお、本発明は上述の実施の形態に限られ
ることなく、種々の変更を行うことができる。例えば、
導体回路、電極は、銅に限られず、アルミニウム等を用
いることもできる。
【００５１】また、ポリイミド層に形成するスルーホー
ルの形状は、円形には限られず、正方形、長方形、楕円
形等種々のものとすることができる。
【００５２】さらに、上述の実施の形態においては、マ
ザーボード基板接続用のバンプ９に高融点はんだ層１１
を形成した上に低融点はんだ層１２を形成するようにし
たが、例えば、ＩＣ接続用のバンプ８に高融点はんだ層
１０を形成する際にマザーボード基板接続用のバンプ９
にテープを貼付するなどして遮蔽することにより、バン
プ９上に直接低融点はんだ層１２を形成することもでき
る。
【００５３】さらにまた、本発明の回路基板は、ビルド
アップ法等により多層基板構造を採用することもでき
る。
【００５４】加えて、本発明はＣＳＰ用の実装基板に限
られるものではないが、ＣＳＰ用の実装基板として用い
た場合に最も効果があるものである。
【００５５】
【発明の効果】以上説明したように本発明の回路基板に
よれば、ポリアミド酸のイミド化により被覆用のポリイ
ミド層を形成するようにしたことから、従来必要であっ
たフィルム状の絶縁基材と導体回路の接着工程が必要な
く、その結果、製造工程を簡素化して生産効率の向上及
びコストダウンを図ることができる。また、ＩＣ接続用
の金属突出物の表層部分の融点をマザーボード基板接続
用の金属突出物の融点よりも高くなるように設定したの
で、回路基板をマザーボード基板にはんだ付けする際
に、ＩＣ接続用の金属突出物の表層部分が融解すること
なくマザーボード基板接続用の金属突出物のみを融解さ
せることができ、これにより半導体素子の位置ずれ等の
生じない確実な実装を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）〜（ｊ）：本発明の実施の形態の回路基
板を製造する方法を順に示す工程図である。
【図２】同実施の形態の回路基板に形成される導体回路
のパターンの一例を示す平面図である。
【図３】（ａ）〜（ｄ）：同実施の形態の回路基板を用
いたＩＣチップの実装方法を示す工程図である。
【図４】従来技術を説明するための断面図である。
【符号の説明】
１ 銅箔 ２ ポリイミド層 ２ａ ポリアミド酸層 ３ スルーホール ５ 導体回路 ６ ポリイミド層 ６ａ ポリアミド酸層 ７ スルーホール ８、９ バンプ １０、１１ 高融点はんだ層 １０ａ 高融点はんだ １２ 低融点はんだ層 １３ 回路基板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 堤 章 栃木県鹿沼市さつき町12−３ ソニーケミ カル株式会社第２工場内 (72)発明者 藤本 正弘 栃木県鹿沼市さつき町12−３ ソニーケミ カル株式会社第２工場内 Ｆターム(参考） 4F100 AB10 AB17 AK49C AR00A AR00B BA03 BA07 CC00C GB43 JG01B JG04A JL02 4J043 PA01 PA19 PC065 QB15 QB26 RA05 RA34 RA35 SA06 TA22 YA05 ZB50 4M105 AA02 AA10 AA18 AA19 BB04 5F044 KK02 KK10 KK18 KK19 LL04

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】絶縁基材上に導体回路が設けられた回路基
    板に、ＩＣ接続用の電極及びマザーボード基板接続用の
    電極を設けた回路基板であって、 上記ＩＣ接続用の電極及び上記マザーボード基板接続用
    の電極を除いた上記回路基板上に、ポリイミドの前駆体
    であるポリアミド酸混合溶液で被覆し、イミド化反応を
    終結させてポリイミド層を形成したことを特徴とする回
    路基板。
  2. 【請求項２】絶縁基材上に導体回路が設けられた回路基
    板に、ＩＣ接続用の電極及びマザーボード基板接続用の
    電極を設けた回路基板であって、 上記ＩＣ接続用の電極及び上記マザーボード基板接続用
    の電極上に金属突出物を設け、上記ＩＣ接続用の金属突
    出物の表層部分の融点が上記マザーボード基板接続用の
    金属突出物の融点よりも高いことを特徴とする回路基
    板。
  3. 【請求項３】ＩＣ接続用の金属突出物の表層部分の融点
    がマザーボード基板接続用の金属突出物の融点よりも少
    なくとも５０℃以上高いことを特徴とする請求項２記載
    の回路基板。
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