JP2004128177A - Wiring board and its manufacturing method, and semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、配線板の製造方法に関し、特に、絶縁基板の両面に形成された配線がブラインドビアで接続された配線板に適用して有効な技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、絶縁基板の表面に配線を設けた配線板には、前記絶縁基板の第1主面に第1配線が設けられ、前記絶縁基板の第1主面の裏面(以下、第2主面と称する)に第2配線が設けられた両面配線板がある。
【0003】
前記両面配線板は、例えば、図9及び図10、ならびに図11に示すように、絶縁基板1の第1主面1Aに第1配線2Aが設けられ、第2主面1Bに第2配線2Bが設けられている。ここで、図10は図9の領域AR3の拡大図、図11は図10のB−B’線での断面図である。
【0004】
また、前記両面配線板は、前記第1配線2Aと前記第2配線2Bとは、図11に示したように、前記第1配線2A及び前記絶縁基板1を貫通して前記第2配線2Bに達する開口部(ブラインドビアホール;Blind Via Hole)BVHに設けられた配線接続導体3により電気的に接続されている。前記配線接続導体3は、例えば、電気銅めっきでなり、図11に示したように、前記第1配線2A上にも前記配線接続導体(電気銅めっき)3の薄い層が設けられている。以下、前記配線接続導体3のうち、前記ブラインドビアホールBVH内に設けられた部分を、ブラインドビアと称する。
【0005】
また、前記第1配線2A(配線接続導体3)及び前記第2配線2Bの表面には、例えば、金めっき、錫めっき、錫銀合金めっきなどの機能めっき4が設けられている。
【0006】
また、前記絶縁基板1は、例えば、ポリイミドテープのように一方向に長尺なテープ状であり、図9に示したような、配線板として用いる領域AR4が繰り返し設けられている。
【0007】
前記両面配線板を製造するときには、まず、図12(a)に示すように、絶縁基板1の第1主面1Aに第1導体膜2A’を接着し、前記絶縁基板1の第2主面1Bに第2導体膜2B’を接着するとともに、前記第1導体膜2A’及び前記絶縁基板1を貫通して前記第2導体膜2B’に達する開口部(ブラインドビアホール)BVHを形成する。
【0008】
このとき、前記ブラインドビアホールBVHは、例えば、前記絶縁基板1の第1主面1Aに銅箔などの第1導体膜2A’を接着し、前記絶縁基板1の第2主面1Bに第2導体膜2B’を接着した後、前記第1導体膜2A’上から炭酸ガスレーザなどのレーザ光を照射して形成する。
【0009】
また、前記ブラインドビアホールBVHは、例えば、前記絶縁基板1の第1主面1Aに前記第1導体膜2A’を接着し、金型(抜き型)を用いた打ち抜き加工で貫通穴を形成した後、前記絶縁基板1の第2主面1Bに前記第2導体膜2B’を接着してもよい。このとき、前記第2導体膜2B’を接着することにより前記絶縁基板1の貫通穴の開口端がふさがれた状態になり、ブラインドビアホールBVHとなる。
【0010】
次に、図12(b)に示すように、前記ブラインドビアホールBVH内及び前記第1導体膜2A’上に配線接続導体3を形成する。このとき、前記配線接続導体3は、例えば、電気銅めっきにより形成する(例えば、特許文献1参照)。
なお、BVH内壁には無電解銅めっきやパラジウム系触媒による導通処理が前処理工程で必要である。
【0011】
またこのとき、前記電気銅めっきは、前記ブラインドビアホールBVH内に選択的に形成され、且つ前記第1導体膜2A’上に形成されるめっきの平坦性をよくするために、専用のめっき液(めっき浴)を用い、電流密度を2A/dm2程度で行う。
【0012】
またこのとき、例えば、前記ブラインドビアホールBVHの開口径が60μmであり、深さが50μmであるときに、前記めっき条件により、前記ブラインドビアホールBVH内を前記配線接続導体3で完全に埋め込むには約40分かかる。またこのとき、前記第1導体膜2A’上に成膜されるめっきは10μm程度増加する。
【0013】
次に、図12(c)に示すように、前記第1導体膜2A’及び前記第1導体膜2A’上の配線接続導体3の不要な部分を除去して第1配線2Aを形成するとともに、前記第2導体膜2B’の不要な部分を除去して第2配線2Bを形成する。
【0014】
その後、前記第1配線2A(配線接続導体3)及び前記第2配線2Bの表面に、例えば、金めっき、錫めっき、錫銀合金めっきなどの機能めっき4を形成すると、図11に示したような配線板が得られる。
【0015】
前記両面配線板は、例えば、LGA型の半導体装置に用いられ、例えば、図13に示すように、前記配線板の第1配線2Aが設けられた面に半導体チップ5を設け、前記第1配線2Aと前記半導体チップ5の外部電極501と接続導体(バンプ)6により電気的に接続する。また、前記配線板と前記半導体チップ5の間には、絶縁体7を設け、前記第1配線2Aと前記半導体チップ5の外部電極501との接続部を封止する。またこのとき、前記第2配線2Bは、電子装置(電子モジュール)を形成するための実装基板などに設けられた配線(端子)と接続される外部接続端子(ランド)として用いられる。
【0016】
【特許文献】
特開平11−102937号公報(第3〜5頁、第1図)
【0017】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の技術では、前記配線接続導体3を形成するための電気銅めっきを行うときに、電流密度が小さいので、前記ブラインドビアホールBVH内に前記銅めっきを充填させる時間が長くなり、生産性が悪いという問題があった。また、前記配線板の生産性が悪いため、前記配線板の製造コストが高くなるという問題があった。
【0018】
また、前記ブラインドビアホールBVH内の配線接続導体(ブラインドビア)3は、前記絶縁基板1の熱膨張などによりはがれやクラックが発生して断線するのを防ぐために、なるべく厚く形成したほうがよい。しかしながら、従来の方法で形成した場合、電流密度が低く、めっきの成長速度が遅いので、前記ブラインドビアホール内の銅めっきを厚くすると、図14に示すように、前記第1導体膜2A’上のめっきも厚くなる。前記第1導体膜2A’上のめっきが厚くなり、前記第1導体膜2A’と前記第1導体膜2A’上のめっきの厚さとの和T2が大きくなると、エッチングしたときに、エッチング残りや配線の形状不良が起こりやすい。そのため、前記第1配線2Aの微細化が難しくなるという問題があった。
【0019】
また、前記第1導体膜2A’上のめっきが厚くなると、前記第1導体膜2A’と前記第1導体膜2A’上のめっきの厚さとの和T2と、前記第2導体膜2B’の厚さT3の差が大きくなるので、前記第1導体膜2A’及び前記めっきと、前記第2導体膜2B’を同時にエッチングすると、前記第1配線2Aもしくは前記第2配線2Bに形状不良が起こりやすい。そのため、前記第1導体膜2A’上のめっきを研磨して薄くしたり、前記第1配線2Aと前記第2配線2Bを個別に形成したりする必要があり、配線板の生産性が低下するという問題があった。
【0020】
本発明の目的は、絶縁基板の第1主面に設けられた第1配線と前記絶縁基板の第2主面に設けられた第2配線がブラインドビアで接続されている配線板の生産性を向上させることが可能な技術を提供することにある。
【0021】
本発明の他の目的は、絶縁基板の第1主面に設けられた第1配線と前記絶縁基板の第2主面に設けられた第2配線がブラインドビアで接続されている配線板において、ブラインドビアの接続性を向上させるとともに、配線の微細化を容易にすることが可能な技術を提供することにある。
【0022】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかになるであろう。
【0023】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明の概要を説明すれば、以下の通りである。
【0024】
(1)絶縁基板の第1主面に第1導体膜を接着し、前記絶縁基板の第1主面の裏面(第2主面)に第2導体膜を接着するとともに、前記前記第1導体膜及び前記絶縁基板を貫通して前記第2導体膜に達する開口部(以下、ブラインドビアホールと称する)を形成するブラインドビアホール形成工程と、前記ブラインドビアホール内および前記第1導体膜の表面に配線接続導体を形成して前記第1導体膜と前記第2導体膜を電気的に接続する配線接続導体形成工程と、前記第1導体膜及び前記配線接続導体の不要な部分を除去して第1配線を形成し、前記第2導体膜の不要な部分を除去して第2配線を形成する配線形成工程とを備える配線板の製造方法であって、前記配線接続導体形成工程は、前記第2導体膜を電極(陰極)とした電気めっきにより、前記ブラインドビアホール内に、前記絶縁基板の厚さよりも薄い第1めっきを形成する第1めっき形成工程と、前記第1導体膜、あるいは前記第1導体膜及び前記第2導体膜を電極(陰極)とした電気めっきにより、前記第1導体膜及び前記第1めっき上に第2めっきを形成する第2めっき形成工程とを備え、前記第1めっき形成工程は、電気めっきの電流密度を、前記第2めっき形成工程の電気めっきの電流密度よりも高くして行う配線板の製造方法である。
【0025】
前記(1)の手段によれば、前記配線接続導体形成工程を、前記第1めっき形成工程と前記第2めっき形成工程に分けることにより、途中までは電流密度が大きい状態で電気めっきを行うことができる。一般に、電気めっきの厚さは電流密度に比例するので、前記(1)の手段を用いることにより、従来の配線板の製造方法のように最初から電流密度が小さい状態で電気めっきを行う場合に比べて、短時間で前記配線接続導体を形成することができる。そのため、前記配線板の生産性が向上し、前記配線板の製造コストを低減することができる。
【0026】
また、前記第1めっき形成工程において、電流密度が高い状態で前記第1めっきを形成した後、前記第2めっき形成工程で前記第2めっきを形成することにより、前記ブラインドビアホール内の配線接続導体(ブラインドビア)を厚くすることができる一方で、前記第1導体膜上の配線接続導体(第2めっき)が厚くなるのを防ぐことができる。そのため、前記ブラインドビアの接続性を向上させるとともに、前記第1配線の微細化を容易にすることができる。
【0027】
またこのとき、前記第1めっきは、電流密度が大きい状態で形成しているので、前記第1めっきと前記第1導体膜とが電気的に接続されると、電流密度が不安定になり、前記第1導体膜上のめっきの平坦性が悪くなる可能性がある。そのため、前記第1めっきの厚さは、前記第1導体膜と電気的に接続されないように、前記絶縁基板の厚さよりも薄くすることが好ましく、特に、前記ブラインドビアホールの深さの3分の1から2分の1程度の厚さに形成することが好ましい。
【0028】
(2)絶縁基板の第1主面に第1配線が設けられ、前記絶縁基板の第1主面の裏面(第2主面)に第2配線が設けられており、前記第1配線と前記第2配線とは、前記第1配線及び前記絶縁基板を貫通して前記第2配線に達する開口部(以下、ブラインドビアホールと称する)に設けられた配線接続導体により電気的に接続されている配線板であって、前記配線接続導体は、前記ブラインドビアホールを通して前記絶縁基板の第1主面に露出する第2配線の上に設けられ、且つ前記絶縁基板の厚さよりも薄い第1めっきと、前記第1めっき上に設けられた第2めっきからなる配線板である。
【0029】
前記(2)の手段によれば、前記配線接続導体が前記第1めっきと前記第2めっきからなることにより、前記ブラインドビアホール内の配線接続導体を厚くすることができる一方で、前記第1配線上のめっき(第2めっき)が厚くなるのを防ぐことができる。そのため、前記第1配線と前記第2配線の接続信頼性を向上させるとともに、前記第1配線を微細化することができる。
【0030】
また、前記(2)の手段の配線板は、例えば、前記(1)の手段を用いて製造することで得られる。そのため、前記第1めっきの厚さは、例えば、前記ブラインドビアホールの深さの3分の1から2分の1程度の厚さになっている。
【0031】
(3)絶縁基板の第1主面に第1配線が設けられ、前記絶縁基板の第1主面の裏面(第2主面)に第2配線が設けられており、前記第1配線と前記第2配線とは、前記第1配線及び前記絶縁基板を貫通して前記第2配線に達する開口部(以下、ブラインドビアホールと称する)に設けられた配線接続導体により電気的に接続されている配線板と、前記配線板上に設けられた半導体チップとを有し、前記配線板の第1配線もしくは第2配線と前記半導体チップの外部電極とが電気的に接続された半導体装置であって、前記配線接続導体は、前記ブラインドビアホールを通して前記絶縁基板の第1主面に露出する第2配線の上に設けられ、且つ前記絶縁基板の厚さよりも薄い第1めっきと、前記第1めっき上に設けられた第2めっきからなる半導体装置である。
【0032】
前記(3)の手段によれば、前記(2)の手段と同様に、前記ブラインドビアホール内の配線接続導体を厚くすることができる一方で、前記第1配線上のめっき(第2めっき)が厚くなるのを防ぐことができる。そのため、前記第1配線と前記第2配線の接続信頼性を向上させるとともに、前記第1配線を微細化することができる。
【0033】
また、前記(3)の手段の半導体装置が備える配線板は、例えば、前記(1)の手段を用いて製造することで得られる。そのため、前記第1めっきの厚さは、例えば、前記ブラインドビアホールの深さの3分の1から2分の1程度の厚さになっている。
【0034】
以下、本発明について、図面を参照して実施の形態(実施例)とともに詳細に説明する。
【0035】
なお、実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは、同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
【0036】
【発明の実施の形態】
(実施例)
図1乃至図3は、本発明による一実施例の配線板の概略構成を示す模式図であり、図1は配線板の平面図、図2は図1の領域AR1の拡大平面図、図3は図2のA−A’線での断面図である。
【0037】
図1において、1は絶縁基板、1Aは絶縁基板の第1主面、1Bは絶縁基板の第2主面、2Aは第1配線(第1導体パターン)、2Bは第2配線(第2導体パターン)、3Aは第1めっき、3Bは第2めっき、4は機能めっき、BVHはブラインドビアホール(Blind Via Hole)である。
【0038】
本実施例の配線板は、図1及び図2、ならびに図3に示すように、絶縁基板1の第1主面1Aに第1配線(第1導体パターン)2Aが設けられ、前記絶縁基板1の第1主面1Aの裏面(以下、第2主面と称する)1Bに第2配線(第2導体パターン)2Bが設けられている両面配線板である。
【0039】
また、前記第1配線2Aと前記第2配線2Bとは、図3に示すように、前記第1配線2A及び前記絶縁基板1を貫通して前記第2配線2Bに達する開口部(以下、ブラインドビアホールと称する)BVHに設けられた配線接続導体(以下、ブラインドビアと称する)により電気的に接続されている。このとき、前記ブラインドビアは、図3に示したように、前記ブラインドビアホールBVHの底面、すなわち前記第2配線2B上に設けられた第1めっき3Aと、前記第1めっき3A上及び前記第1配線2A上に設けられた第2めっき3Bからなる。前記第1めっき3A及び前記第2めっき3Bは、例えば、電気銅めっきでなる。
【0040】
また、前記第1配線2A(第2めっき3B)及び前記第2配線2Bの表面には、図3に示したように、機能めっき4が設けられている。前記機能めっき4は、例えば、半導体チップを実装するときの接合材としての機能を有するめっきであり、金めっき、錫めっき、錫銀合金めっきなどでなる。
【0041】
また、本実施例の配線板は、例えば、LGA(Land Grid Array)などの半導体装置のインターポーザとして用いられる配線板であって、一般に、ポリイミドテープなどの一方向に長尺なテープ状の絶縁基板1に、図1に示したような、配線板として用いる領域AR2が繰り返し設けられている。
【0042】
図4及び図5は、本実施例の配線板の製造方法を説明するための模式図であり、図4(a)はブラインドビアホールを形成する工程の断面図、図4(b)は第1めっきを形成する工程の断面図、図4(c)は第2めっきを形成する工程の断面図、図5は第1配線及び第2配線を形成する工程の断面図である。また、図4(a)及び図4(b)、ならびに図4(c)において、2A’は第1導体膜、2B’は第2導体膜である。
【0043】
以下、図4及び図5に沿って、本実施例の配線板の製造方法について説明する。
【0044】
まず、図4(a)に示すように、絶縁基板1の第1主面1Aに第1導体膜2A’を接着し、前記絶縁基板1の第2主面1Bに第2導体膜2Bを接着するとともに、前記第1導体膜2A’及び前記絶縁基板1を貫通して前記第2導体膜2B’に達する開口部(ブラインドビアホール)BVHを形成する。
【0045】
このとき、前記ブラインドビアホールBVHは、例えば、前記絶縁基板1に前記第1導体膜2A’及び前記第2導体膜2B’を接着した後、前記第1導体膜2A’上から炭酸ガスレーザなどのレーザ光を照射して形成する。また、例えば、前記絶縁基板1に前記第1導体膜2A’を接着し、金型(抜き型)を用いた打ち抜き加工で貫通穴をあけた後、前記絶縁基板1の第2主面1Bに前記第2導体膜2B’を接着して、前記貫通穴の一方の開口端をふさぐように形成してもよい。
【0046】
次に、図4(b)に示すように、前記ブラインドビアホールBVH内に、第1めっき3Aを形成する。前記第1めっき3Aは、例えば、前記第2導体膜2B’を電極(陰極)とした電気銅めっきで形成する。
【0047】
このとき、前記第2導体膜2B’を電極とすることにより、前記第1導体膜2A’上にはめっきが成長しないので、前記第1めっき3Aは、電流密度が大きい状態で形成することができ、例えば、電流密度を20A/dm2程度にすることができる。
【0048】
またこのとき、前記第1めっき3Aが成長して前記第1導体膜2A’と接触してしまうと、前記第1導体膜2A’も電極となり、電流密度が不安定な状態で前記第1導体膜2A’上にめっきが形成され、前記第1導体膜2A’の平坦性が悪くなってしまう。そのため、前記第1めっき3Aは、前記絶縁基板1の厚さT1よりも薄く形成することが好ましく、例えば、前記ブラインドビアホールBVHの深さ、すなわち前記絶縁基板1と前記第1導体膜2A’の厚さとの和の3分の1から2分の1程度の厚さになるようにする。
【0049】
以上のようなことから、例えば、前記ブラインドビアホールBVHの開口径が60μmであり、深さ、言い換えると前記絶縁基板1及び前記第1導体膜2A’の厚さの和が50μmであるとすると、前記第1めっき3Aは、35μm程度の厚さするのが好ましく、電流密度を20A/dm2にした場合、前記第1めっき3Aは、約8分で形成することができる。
【0050】
次に、図4(c)に示すように、前記ブラインドビアホールBVH内の第1めっき3A上及び前記第1導体膜2A’上に、第2めっき3Bを形成する。前記第2めっき3Bは、前記第1めっき3Aと同様に、電気銅めっきで形成するが、前記第1導体膜2A’上に形成されるめっきの平坦性をよくするために、電流密度は、例えば、2A/dm2程度にして行う。
【0051】
このとき、前記ブラインドビアホールBVH内には、すでに前記第1めっき3Aが形成されているため、前記第1めっき3A上の第2めっき3Bの厚さは5μm程度あれば十分であるが、図4(c)に示したように、前記ブラインドビアホールBVHを完全に埋め込むまで形成した場合でも、約12分で形成することができる。
【0052】
またこのとき、前記第2めっき3Bの形成するために必要な時間が短いので、前記第1導体膜2A’上に形成されるめっき(第2めっき3B)が厚くなるのを防げる。そのため、前記第1導体膜2A’と前記第1導体膜2A’上の第2めっき3Bの厚さとの和T2と、前記第2導体膜2B’の厚さT3の差を小さくすることができる。
【0053】
本実施例の配線板の製造方法を用いた場合、前記配線接続導体(ブラインドビア)を形成する工程には、前記第1めっき3Aを形成する工程と前記第2めっき3Bを形成する工程の他に、例えば、洗浄工程などの工程が必要となるが、それらの工程でかかる時間を含めても、25分から30分程度で前記第1めっき3A及び前記第2めっき3Bを形成することができる。一方、従来の配線板の製造方法のように、最初から電流密度が小さい状態で配線接続導体(ビア)3を形成した場合、前記ブラインドビアホールBVHの開口径が60μmであり、深さが50μmであるとし、前記ブラインドビアホールBVH内の配線接続導体3の厚さが15μm程度になるようにするには、電気銅めっきを行う工程だけで約40分かかり、洗浄工程などを含めると50分から1時間かかる。つまり、本実施例の配線板の製造方法を適用することで、前記ブラインドビアホールBVH内に配線接続導体を形成する工程に用する時間が約半分になり、配線板の製造にかかる時間を短縮することができる。
【0054】
次に、図5に示すように、前記第1導体膜2A’及び前記第1導体膜2A’上の第2めっき3Bの不要な部分を除去して第1配線2Aを形成し、前記第2導体膜2B’の不要な部分を除去して第2配線2Bを形成する。このとき、前記第1配線2Aは、エッチングで不要な部分を除去して形成するが、前記第1導体膜201上の第2めっき3Bが薄いので、前記第1配線2Aの微細化が容易になる。
【0055】
その後、前記第1配線2Aの表面及び前記第2配線2Bの表面に、機能めっき4を形成すると、図3に示したような配線板が得られる。前記機能めっき4は、例えば、金めっき、ニッケルめっきを下地とした金めっき、錫めっき、錫銀合金めっきなどで形成する。
【0056】
図6は、本実施例の配線板を用いた半導体装置の概略構成を示す模式断面図である。また、図6において、5は半導体チップ、501は半導体チップの外部電極、6は接続導体(バンプ)、7は絶縁体である。
【0057】
本実施例の配線板は、例えば、LGA型の半導体装置のインターポーザとして用いられ、図6に示すように、前記配線板の第1配線2Aが設けられた面に半導体チップ5を設け、前記第1配線2Aと前記半導体チップ5の外部電極501と接続導体(バンプ)6により電気的に接続する。また、前記配線板と前記半導体チップ5の間には、絶縁体7を設け、前記第1配線2Aと前記半導体チップ5の外部電極501との接続部を封止する。またこのとき、前記第2配線2Bは、電子装置(電子モジュール)を形成するための実装基板などに設けられた配線(端子)と接続される外部接続端子(ランド)として用いられる。
【0058】
以上説明したように、本実施例の配線板の製造方法によれば、電流密度が大きい状態で前記第1めっき3Aを形成した後、電流密度を小さくして前記第2めっき3Bを薄く形成することにより、従来のように始めから電流密度が小さい状態で前記配線接続導体(ブラインドビア)3を形成する場合に比べて、短時間で配線板を形成することができる。そのため、前記配線板の生産性が向上し、前記配線板の製造コストを低減することができる。
【0059】
また、前記ブラインドビアホールBVH内に、前記絶縁基板の厚さT1よりも薄く、且つ、前記ブラインドビアホールBVHの深さの3分の1から2分の1程度の厚さの前記第1めっき3Aを形成することにより、前記第1めっき3A上の第2めっき3Bが薄くても、前記第1配線2Aと前記第2配線2Bの接続信頼性を確保することができる。また、前記第1めっき3A上の第2めっき3Bが薄い場合、前記第1配線2A(第1導体膜2A’)上のめっきも薄くすることができるので、前記第1配線2Aの微細化が容易である。すなわち、本実施例の配線板の製造方法によれば、前記第1配線2Aと前記第2配線2Bの接続信頼性を向上させるとともに、前記第1配線2Aの微細化を容易にすることができる。
また、従来のビアフィリング法では、BVH内壁に無電解銅めっき膜やパラジウム系触媒などの導通皮膜の形成が必要で、そのために複雑な前処理工程が必要であったが、本発明を用いることにより、導通皮膜の形成が必要となるので、前処理工程の大幅な簡略化を図ることができる。
【0060】
図7及び図8は、前記実施例の配線板の応用例を説明するための模式図であり、図7は前記配線板を用いた半導体装置の概略構成を示す断面図、図8は前記配線板の拡大断面図である。
【0061】
前記実施例で説明した配線板のように、前記絶縁基板1の第1主面1Aに第1配線2Aが設けられ、前記絶縁基板1の第2主面1Bに第2配線2Bが設けられた両面配線板は、図6に示したように、前記第2配線2Bを外部接続端子として用いるLGA型の半導体装置に用いることが多い。しかしながら、前記実施例で説明した配線板は、前記LGA型の半導体装置に限らず、例えば、BGA(BallGrid Array)、CSP(Chip Size/Scale Package)などの半導体装置のインターポーザとして用いることもできる。前記BGA型の半導体装置のインターポーザとして用いた場合には、図7に示すように、前記第2配線2B上に、錫鉛合金(はんだ)などのボール状の外部接続端子8を設ければよい。
【0062】
またこのとき、前記絶縁基板1の第2主面1B側には、図8に示したように、前記外部接続端子8を形成する領域を除く領域に、はんだ保護膜(ソルダレジスト)などの保護膜9を設ける。
【0063】
以上、本発明を、前記実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、種々変更可能であることはもちろんである。
【0064】
【発明の効果】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、以下の通りである。
【0065】
(1)絶縁基板の第1主面に設けられた第1配線と前記絶縁基板の第2主面に設けられた第2配線がブラインドビアで接続されている配線板の生産性を向上させることができる。
【0066】
(2)絶縁基板の第1主面に設けられた第1配線と前記絶縁基板の第2主面に設けられた第2配線がブラインドビアで接続されている配線板において、ブラインドビアの接続性を向上させるとともに、配線の微細化を容易にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による一実施例の配線板の概略構成を示す模式平面図である。
【図2】本実施例の配線板の概略構成を示す模式図であり、図1の領域AR1の拡大平面図である。
【図3】本実施例の配線板の概略構成を示す模式図であり、図2のA−A’線での断面図である。
【図4】本実施例の配線板の製造方法を説明するための模式図であり、図4(a)はブラインドビアホールを形成する工程の断面図、図4(b)は第1めっきを形成する工程の断面図、図4(c)は第2めっきを形成する工程の断面図である。
【図5】本実施例の配線板の製造方法を説明するための模式図であり、第1配線及び第2配線を形成する工程の断面図である。
【図6】本実施例の配線板を用いた半導体装置の概略構成を示す模式断面図である。
【図7】前記実施例の配線板の応用例を説明するための模式図であり、前記配線板を用いた半導体装置の概略構成を示す断面図である。
【図8】前記実施例の配線板の応用例を説明するための模式図であり、前記配線板の拡大断面図である。
【図9】従来の配線板の概略構成を示す模式平面図である。
【図10】従来の半導体装置に用いられる配線板の概略構成を示す模式図であり、図9の領域AR3の拡大平面図である。
【図11】従来の半導体装置に用いられる配線板の概略構成を示す模式図であり、図10のB−B’線での断面図である。
【図12】従来の配線板の製造方法を説明するための模式図であり、図12(a)はブラインドビアホールを形成する工程の断面図、図12(b)は配線接続導体(ブラインドビア)を形成する工程の断面図、図12(c)は第1配線及び第2配線を形成する工程の断面図である。
【図13】従来の半導体装置の概略構成を示す模式断面図である。
【図14】従来の配線板の課題を説明するための模式断面図である。
【符号の説明】
1 絶縁基板
1A 絶縁基板の第1主面
1B 絶縁基板の第2主面
2 第1配線
2A 第1配線
2A’ 第1導体膜
2B 第2配線
2B’ 第2導体膜
3 配線接続導体(ブラインドビア)
3A 第1めっき
3B 第2めっき
4 機能めっき
5 半導体チップ
501 半導体チップの外部電極
6 接続導体(バンプ)
7 絶縁体
8 外部接続端子
9 保護膜
BVH ブラインドビアホール[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing a wiring board, and more particularly to a technique effective when applied to a wiring board in which wirings formed on both surfaces of an insulating substrate are connected by blind vias.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, on a wiring board having wiring provided on the surface of an insulating substrate, a first wiring is provided on a first main surface of the insulating substrate, and a back surface of the first main surface of the insulating substrate (hereinafter, referred to as a second main surface). There is a double-sided wiring board provided with a second wiring.
[0003]
In the double-sided wiring board, for example, as shown in FIGS. 9, 10 and 11, a
[0004]
Further, in the double-sided wiring board, as shown in FIG. 11, the
[0005]
On the surfaces of the
[0006]
The
[0007]
When manufacturing the double-sided wiring board, first, as shown in FIG. 12A, a first
[0008]
At this time, the blind via hole BVH is formed, for example, by bonding a
[0009]
The blind via hole BVH is formed, for example, by bonding the first
[0010]
Next, as shown in FIG. 12B, a
The inner wall of the BVH needs a conduction treatment by electroless copper plating or a palladium-based catalyst in the pretreatment step.
[0011]
At this time, the electrolytic copper plating is selectively formed in the blind via hole BVH, and a dedicated plating solution (for improving the flatness of the plating formed on the first
[0012]
Further, at this time, for example, when the opening diameter of the blind via hole BVH is 60 μm and the depth is 50 μm, it is approximately about 50% to completely fill the blind via hole BVH with the
[0013]
Next, as shown in FIG. 12C, unnecessary portions of the first
[0014]
Thereafter, when functional plating 4 such as gold plating, tin plating, or tin-silver alloy plating is formed on the surfaces of the
[0015]
The double-sided wiring board is used, for example, in an LGA type semiconductor device. For example, as shown in FIG. 13, a semiconductor chip 5 is provided on the surface of the wiring board on which the
[0016]
[Patent Document]
JP-A-11-102937 (
[0017]
[Problems to be solved by the invention]
However, according to the conventional technique, when performing the copper electroplating for forming the
[0018]
Further, the wiring connection conductor (blind via) 3 in the blind via hole BVH is preferably formed as thick as possible in order to prevent the insulating
[0019]
When the plating on the
[0020]
An object of the present invention is to reduce the productivity of a wiring board in which a first wiring provided on a first main surface of an insulating substrate and a second wiring provided on a second main surface of the insulating substrate are connected by blind vias. It is to provide a technology that can be improved.
[0021]
Another object of the present invention is a wiring board in which a first wiring provided on a first main surface of an insulating substrate and a second wiring provided on a second main surface of the insulating substrate are connected by blind vias, An object of the present invention is to provide a technology capable of improving the connectivity of blind vias and facilitating miniaturization of wiring.
[0022]
The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.
[0023]
[Means for Solving the Problems]
The outline of the invention disclosed in the present application is as follows.
[0024]
(1) A first conductive film is bonded to a first main surface of an insulating substrate, a second conductive film is bonded to a back surface (second main surface) of the first main surface of the insulating substrate, and the first conductive film is bonded to the first conductive film. A blind via hole forming step of forming an opening (hereinafter, referred to as a blind via hole) penetrating a film and the insulating substrate to reach the second conductive film, and wiring connection in the blind via hole and a surface of the first conductive film. Forming a conductor and electrically connecting the first conductor film to the second conductor film; and forming a first wiring by removing unnecessary portions of the first conductor film and the wiring connection conductor. Forming a second wiring by removing unnecessary portions of the second conductor film, wherein the wiring connection conductor forming step comprises: Electroplating with film as electrode (cathode) Accordingly, a first plating forming step of forming a first plating thinner than the thickness of the insulating substrate in the blind via hole, and forming the first conductor film or the first conductor film and the second conductor film as electrodes ( A second plating step of forming a second plating on the first conductor film and the first plating by electroplating as a cathode), wherein the first plating step comprises: This is a method for manufacturing a wiring board, wherein the current density is higher than the current density of the electroplating in the second plating forming step.
[0025]
According to the means (1), the wiring connection conductor forming step is divided into the first plating forming step and the second plating forming step, so that the electroplating is performed in a state where the current density is large halfway. Can be. In general, the thickness of electroplating is proportional to the current density. Therefore, by using the means (1), when electroplating is performed in a state where the current density is low from the beginning as in the conventional method for manufacturing a wiring board, In comparison, the wiring connection conductor can be formed in a short time. Therefore, the productivity of the wiring board is improved, and the manufacturing cost of the wiring board can be reduced.
[0026]
Further, in the first plating forming step, after forming the first plating in a state where the current density is high, the second plating is formed in the second plating forming step, so that the wiring connection conductor in the blind via hole is formed. While it is possible to increase the thickness of the (blind via), it is possible to prevent the wiring connection conductor (second plating) on the first conductor film from becoming thick. Therefore, the connectivity of the blind via can be improved, and the miniaturization of the first wiring can be facilitated.
[0027]
At this time, since the first plating is formed in a state where the current density is large, when the first plating is electrically connected to the first conductor film, the current density becomes unstable, There is a possibility that the flatness of the plating on the first conductor film is deteriorated. Therefore, it is preferable that the thickness of the first plating is smaller than the thickness of the insulating substrate so as not to be electrically connected to the first conductor film, and in particular, the thickness of the blind via hole is 分 の of the depth of the blind via hole. It is preferable that the thickness is about 1 to 1/2.
[0028]
(2) A first wiring is provided on a first main surface of the insulating substrate, and a second wiring is provided on a back surface (second main surface) of the first main surface of the insulating substrate. The second wiring is a wiring that is electrically connected to a wiring connection conductor provided in an opening (hereinafter, referred to as a blind via hole) that reaches the second wiring through the first wiring and the insulating substrate. A board, wherein the wiring connection conductor is provided on the second wiring exposed on the first main surface of the insulating substrate through the blind via hole, and a first plating thinner than a thickness of the insulating substrate; It is a wiring board made of the second plating provided on the first plating.
[0029]
According to the means (2), since the wiring connection conductor is made of the first plating and the second plating, the wiring connection conductor in the blind via hole can be thickened, while the first wiring Thickness of the upper plating (second plating) can be prevented. Therefore, the connection reliability between the first wiring and the second wiring can be improved, and the first wiring can be miniaturized.
[0030]
Further, the wiring board of the means of (2) is obtained by, for example, manufacturing using the means of (1). Therefore, the thickness of the first plating is, for example, about 3 to 2 of the depth of the blind via hole.
[0031]
(3) A first wiring is provided on a first main surface of the insulating substrate, and a second wiring is provided on a back surface (second main surface) of the first main surface of the insulating substrate. The second wiring is a wiring that is electrically connected to a wiring connection conductor provided in an opening (hereinafter, referred to as a blind via hole) that reaches the second wiring through the first wiring and the insulating substrate. A semiconductor device comprising: a board; and a semiconductor chip provided on the wiring board, wherein a first wiring or a second wiring of the wiring board and an external electrode of the semiconductor chip are electrically connected, The wiring connection conductor is provided on the second wiring exposed on the first main surface of the insulating substrate through the blind via hole, and on the first plating thinner than the thickness of the insulating substrate, and on the first plating. Semiconductor made of second plating provided It is a device.
[0032]
According to the means of (3), similarly to the means of (2), the thickness of the wiring connection conductor in the blind via hole can be increased, while plating (second plating) on the first wiring can be performed. Thickness can be prevented. Therefore, the connection reliability between the first wiring and the second wiring can be improved, and the first wiring can be miniaturized.
[0033]
Further, the wiring board provided in the semiconductor device of the above-mentioned means (3) can be obtained by, for example, manufacturing using the above-mentioned means (1). Therefore, the thickness of the first plating is, for example, about 3 to 2 of the depth of the blind via hole.
[0034]
Hereinafter, the present invention will be described in detail with embodiments (examples) with reference to the drawings.
[0035]
In all the drawings for describing the embodiments, components having the same function are denoted by the same reference numerals, and the repeated description thereof will be omitted.
[0036]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
(Example)
1 to 3 are schematic views showing a schematic configuration of a wiring board according to one embodiment of the present invention. FIG. 1 is a plan view of the wiring board, FIG. 2 is an enlarged plan view of a region AR1 in FIG. FIG. 3 is a sectional view taken along line AA ′ of FIG.
[0037]
In FIG. 1,
[0038]
As shown in FIGS. 1, 2, and 3, the wiring board of the present embodiment includes a first wiring (first conductor pattern) 2 </ b> A provided on a first
[0039]
As shown in FIG. 3, the
[0040]
As shown in FIG. 3, functional plating 4 is provided on the surfaces of the
[0041]
The wiring board of the present embodiment is, for example, a wiring board used as an interposer of a semiconductor device such as an LGA (Land Grid Array), and is generally a tape-shaped insulating substrate that is long in one direction such as a polyimide tape. 1, an area AR2 used as a wiring board as shown in FIG. 1 is repeatedly provided.
[0042]
4 and 5 are schematic views for explaining a method of manufacturing a wiring board according to the present embodiment. FIG. 4A is a cross-sectional view of a step of forming a blind via hole, and FIG. FIG. 4C is a sectional view of a step of forming a second plating, and FIG. 5 is a sectional view of a step of forming a first wiring and a second wiring. 4A, 4B, and 4C,
[0043]
Hereinafter, the method for manufacturing the wiring board of the present embodiment will be described with reference to FIGS.
[0044]
First, as shown in FIG. 4A, a first
[0045]
At this time, for example, after the first
[0046]
Next, as shown in FIG. 4B, a
[0047]
At this time, since the
[0048]
Also, at this time, if the
[0049]
From the above, for example, assuming that the opening diameter of the blind via hole BVH is 60 μm and the depth, in other words, the sum of the thicknesses of the insulating
[0050]
Next, as shown in FIG. 4C, a
[0051]
At this time, since the
[0052]
At this time, since the time required for forming the
[0053]
When the method for manufacturing a wiring board according to the present embodiment is used, the step of forming the wiring connection conductor (blind via) includes the step of forming the
[0054]
Next, as shown in FIG. 5, unnecessary portions of the first
[0055]
Thereafter, when the functional plating 4 is formed on the surface of the
[0056]
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a semiconductor device using the wiring board of the present embodiment. In FIG. 6, 5 is a semiconductor chip, 501 is an external electrode of the semiconductor chip, 6 is a connection conductor (bump), and 7 is an insulator.
[0057]
The wiring board of the present embodiment is used, for example, as an interposer of an LGA type semiconductor device. As shown in FIG. 6, a semiconductor chip 5 is provided on the surface of the wiring board on which the
[0058]
As described above, according to the method of manufacturing a wiring board of the present embodiment, after forming the
[0059]
In addition, the
In addition, in the conventional via filling method, it is necessary to form a conductive film such as an electroless copper plating film or a palladium-based catalyst on the inner wall of the BVH, which requires a complicated pretreatment step. Accordingly, it is necessary to form a conductive film, so that the pretreatment step can be greatly simplified.
[0060]
7 and 8 are schematic diagrams for explaining an application example of the wiring board of the embodiment, FIG. 7 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a semiconductor device using the wiring board, and FIG. It is an expanded sectional view of a board.
[0061]
Like the wiring board described in the embodiment, the
[0062]
At this time, as shown in FIG. 8, on the side of the second
[0063]
As described above, the present invention has been specifically described based on the embodiment. However, the present invention is not limited to the embodiment, and it is needless to say that various modifications can be made without departing from the gist of the invention. is there.
[0064]
【The invention's effect】
The effects obtained by typical aspects of the invention disclosed in the present application will be briefly described as follows.
[0065]
(1) To improve the productivity of a wiring board in which a first wiring provided on a first main surface of an insulating substrate and a second wiring provided on a second main surface of the insulating substrate are connected by blind vias. Can be.
[0066]
(2) In the wiring board in which the first wiring provided on the first main surface of the insulating substrate and the second wiring provided on the second main surface of the insulating substrate are connected by blind vias, the connectivity of the blind vias And miniaturization of the wiring can be facilitated.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic plan view showing a schematic configuration of a wiring board according to one embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of a wiring board according to the present embodiment, and is an enlarged plan view of a region AR1 in FIG. 1;
FIG. 3 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a wiring board of the present embodiment, and is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG.
4A and 4B are schematic views for explaining a method of manufacturing a wiring board according to the present embodiment. FIG. 4A is a cross-sectional view of a step of forming a blind via hole, and FIG. FIG. 4C is a cross-sectional view of a step of forming the second plating.
FIG. 5 is a schematic view for explaining the method of manufacturing the wiring board of the present embodiment, and is a cross-sectional view of a step of forming a first wiring and a second wiring.
FIG. 6 is a schematic sectional view showing a schematic configuration of a semiconductor device using the wiring board of the present embodiment.
FIG. 7 is a schematic diagram for explaining an application example of the wiring board of the embodiment, and is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a semiconductor device using the wiring board.
FIG. 8 is a schematic diagram for explaining an application example of the wiring board of the embodiment, and is an enlarged sectional view of the wiring board.
FIG. 9 is a schematic plan view showing a schematic configuration of a conventional wiring board.
FIG. 10 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a wiring board used in a conventional semiconductor device, and is an enlarged plan view of a region AR3 in FIG.
11 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a wiring board used in a conventional semiconductor device, and is a cross-sectional view taken along line BB ′ of FIG.
12A and 12B are schematic views for explaining a conventional method for manufacturing a wiring board, in which FIG. 12A is a cross-sectional view of a step of forming a blind via hole, and FIG. 12B is a wiring connection conductor (blind via). FIG. 12C is a cross-sectional view of a step of forming a first wiring and a second wiring.
FIG. 13 is a schematic sectional view showing a schematic configuration of a conventional semiconductor device.
FIG. 14 is a schematic cross-sectional view for explaining a problem of a conventional wiring board.
[Explanation of symbols]
1 insulating substrate
1A First principal surface of insulating substrate
1B Second principal surface of insulating substrate
2 First wiring
2A First wiring
2A 'First conductor film
2B Second wiring
2B 'Second conductor film
3 wiring connection conductor (blind via)
3A First plating
3B 2nd plating
4 Functional plating
5 Semiconductor chip
501 External electrode of semiconductor chip
6. Connection conductor (bump)
7 Insulator
8 External connection terminal
9 Protective film
BVH blind beer hall
Claims (3)
前記配線接続導体形成工程は、
前記第2導体膜を電極(陰極)とした電気めっきにより、前記ブラインドビアホール内に、前記絶縁基板の厚さよりも薄い第1めっきを形成する第1めっき形成工程と、
前記第1導体膜、あるいは前記第1導体膜及び前記第2導体膜を電極(陰極)とした電気めっきにより、前記第1導体膜及び前記第1めっき上に第2めっきを形成する第2めっき形成工程とを備え、
前記第1めっき形成工程は、電気めっきの電流密度を、前記第2めっき形成工程の電気めっきの電流密度よりも高くして行うことを特徴とする配線板の製造方法。A first conductive film is bonded to a first main surface of an insulating substrate, a second conductive film is bonded to a back surface (second main surface) of the first main surface of the insulating substrate, and the first conductive film and the insulating film are bonded to each other. A blind via hole forming step of forming an opening (hereinafter, referred to as a blind via hole) penetrating a substrate and reaching the second conductive film; and forming a wiring connection conductor in the blind via hole and on the surface of the first conductive film. Forming a wiring connection conductor for electrically connecting the first conductor film and the second conductor film by removing unnecessary portions of the first conductor film and the wiring connection conductor to form a first wiring; Forming a second wiring by removing an unnecessary portion of the second conductor film, a wiring forming method comprising:
The wiring connection conductor forming step,
A first plating forming step of forming a first plating thinner than the thickness of the insulating substrate in the blind via hole by electroplating using the second conductor film as an electrode (cathode);
A second plating for forming a second plating on the first conductor film and the first plating by electroplating using the first conductor film or the first conductor film and the second conductor film as electrodes (cathodes); Forming step,
The method for manufacturing a wiring board, wherein the first plating forming step is performed by setting a current density of the electroplating higher than a current density of the electroplating of the second plating forming step.
前記配線接続導体は、前記ブラインドビアホールを通して前記絶縁基板の第1主面に露出する前記第2配線の上に設けられ、且つ前記絶縁基板の厚さよりも薄い第1めっきと、前記第1めっき上に設けられた第2めっきからなることを特徴とする配線板。A first wiring is provided on a first main surface of the insulating substrate, and a second wiring is provided on a back surface (second main surface) of the first main surface of the insulating substrate, and the first wiring and the second wiring are provided. Is a wiring board that is electrically connected to a wiring connection conductor provided in an opening (hereinafter, referred to as a blind via hole) penetrating the first wiring and the insulating substrate and reaching the second wiring. hand,
The wiring connection conductor is provided on the second wiring exposed on the first main surface of the insulating substrate through the blind via hole, and the first plating is thinner than the thickness of the insulating substrate; A wiring board comprising the second plating provided on the wiring board.
前記配線接続導体は、前記ブラインドビアホールを通して前記絶縁基板の第1主面に露出する前記第2配線の上に設けられ、且つ前記絶縁基板の厚さよりも薄い第1めっきと、前記第1めっき上に設けられた第2めっきからなることを特徴とする半導体装置。A first wiring is provided on a first main surface of the insulating substrate, and a second wiring is provided on a back surface (second main surface) of the first main surface of the insulating substrate, and the first wiring and the second wiring are provided. Means a wiring board electrically connected by a wiring connection conductor provided in an opening (hereinafter, referred to as a blind via hole) reaching the second wiring through the first wiring and the insulating substrate; A semiconductor device comprising: a semiconductor chip provided on the wiring board, wherein a first wiring or a second wiring of the wiring board and an external electrode of the semiconductor chip are electrically connected,
The wiring connection conductor is provided on the second wiring exposed on the first main surface of the insulating substrate through the blind via hole, and the first plating is thinner than the thickness of the insulating substrate; A semiconductor device comprising a second plating provided on a semiconductor device.
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