JP2005159330A - Method of manufacturing multilayer circuit board and multilayer circuit board manufactured by the same, and board with semiconductor chip mounted thereon and semiconductor package using the same - Google Patents

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豊樹 伊藤
Fumio Inoue
文男 井上
Yoshinori Ejiri
芳則 江尻
Masaharu Matsuura
雅晴 松浦
Akishi Nakaso
昭士 中祖
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of manufacturing multilayer circuit board that can surely eliminate smears in a desmear process without decreasing the productivity of the multilayer circuit board, prevent a reduction in adhesive strength between an interlayer dielectric and a wiring, and manufacture a highly reliable multilayer circuit board, and to provide a multilayer circuit board manufactured by the method, a board with semiconductor chips mounted thereon, and a semiconductor package using the board. <P>SOLUTION: The method of manufacturing a multilayer circuit board, in which n (n is an integer that is greater than or equal to 2) layers of metal layers are formed on the dielectric with one or more kinds of metal, comprises steps of: forming k (k is an integer that is greater than or equal to 1 and less than or equal to n-1) layers of metal layers on the dielectric; simultaneously forming an opening on the k layers of metal layers and dielectric; desmear-processing the inside of the opening; and further forming (n-k) layers of metal layers. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、多層回路基板の製造方法及びこれから得られる多層回路基板、半導体チップ
搭載基板並びにこの基板を用いた半導体パッケージに関する。
The present invention relates to a multilayer circuit board manufacturing method, a multilayer circuit board obtained therefrom, a semiconductor chip mounting board, and a semiconductor package using the board.

半導体パッケージの分野では、近年一層の高集積化及び高速対応化の要求が高まっている。これらに対応した半導体パッケージとして、半導体チップを、ガラスエポキシのコア基板上に絶縁層を形成した多層回路基板上に搭載したものが提案されている。このような半導体パッケージは、半導体チップ搭載基板の外部接続端子でさらにマザーボードと呼ばれるより大きな基板に搭載され、マザーボード内の配線によって相互に接続される。このような実装形態をとることによって、半導体チップの電極間隔である0.1〜0.25mmを、0.5〜1.0mmに広げてボード上に実装することができる。   In the field of semiconductor packages, demands for higher integration and higher speed are increasing in recent years. As a semiconductor package corresponding to these, a package in which a semiconductor chip is mounted on a multilayer circuit board in which an insulating layer is formed on a glass epoxy core board has been proposed. Such a semiconductor package is mounted on a larger substrate called a mother board by external connection terminals of the semiconductor chip mounting substrate, and is connected to each other by wiring in the mother board. By adopting such a mounting form, 0.1 to 0.25 mm, which is the electrode interval of the semiconductor chip, can be expanded to 0.5 to 1.0 mm and mounted on the board.

一般に多層回路基板の層間接続は、バイアホールを形成した後、バイアホール内に金属層をめっきで形成して行われる。電子機器の小型化、軽量化、高性能化の要求に応えるために、バイアホールの小径化が求められており、このため最近は、レーザでバイアホールを形成する方法が増えてきた。   In general, interlayer connection of a multilayer circuit board is performed by forming a via hole and then forming a metal layer by plating in the via hole. In order to meet the demands for miniaturization, weight reduction, and high performance of electronic devices, it is required to reduce the diameter of the via hole. For this reason, the number of methods for forming a via hole with a laser has recently increased.

各種のレーザの中でも特に炭酸ガスレーザはエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂等の有機絶縁樹脂に高速で穴あけすることができ、プリント配線板用として工業的に最も多く用いられるようになったが、炭酸ガスレーザで穴あけした場合は、バイアホールの底部に樹脂の炭化物(スミア)が残存する。そこで、プラズマや過マンガン酸塩水溶液等を使用してスミアを除去するデスミア工程が必要である。   Among various types of lasers, carbon dioxide lasers can drill holes in organic insulating resins such as epoxy resins and polyimide resins at high speed, and are most frequently used industrially for printed wiring boards. In this case, resin carbide (smear) remains at the bottom of the via hole. Therefore, a desmear process for removing smear using plasma, a permanganate aqueous solution, or the like is necessary.

デスミア工程の際、プラズマや過マンガン酸水溶液はバイアホールの底部のみではなく、基板全面と接触する。このため、接触面が樹脂面の場合、デスミアによって、樹脂表面の粗さまたは官能基が変化してしまい、金属と樹脂の接着強度(ピール強度)が低下する問題があり、このような問題を解決するために、特開平4−3676号公報では、あらかじめバイアホール径と同じ大きさの穴の部分だけエッチング法で銅箔を除去しておき、次いで同じ位置にレーザビームを照射して穴あけする方法が開示されている。この際用いられるレーザビームの直径は、バイアホールの直径より大である。   During the desmear process, the plasma and the permanganate aqueous solution are in contact with not only the bottom of the via hole but also the entire surface of the substrate. For this reason, when the contact surface is a resin surface, the roughness or functional group of the resin surface changes due to desmear, and there is a problem that the adhesive strength (peel strength) between the metal and the resin is lowered. In order to solve this problem, in Japanese Patent Laid-Open No. 4-3676, the copper foil is removed by etching only in the hole portion having the same size as the via hole diameter, and then the laser beam is irradiated to the same position to make a hole. A method is disclosed. The diameter of the laser beam used at this time is larger than the diameter of the via hole.

特開平4−3676号公報JP-A-4-3676

特開平4−3676号公報による方法は、レーザ照射のための穴あけエッチングと回路形成エッチングの2回のエッチングを繰り返さなければならず、回路形成のためのエッチングが1回だけでよい従来タイプの機械式ドリル穴あけによる多層プリント配線板の製法に比べ、生産性を低下させる原因となっていた。また、内層回路の位置に合わせて外層回路の穴部分をエッチングするためには、位置合わせに高い精度が要求されるため容易ではなかった。   In the method according to Japanese Patent Laid-Open No. 4-3676, a conventional type machine in which drilling for laser irradiation and etching for forming a circuit must be repeated twice, and only one etching for forming a circuit is required. Compared with the manufacturing method of the multilayer printed wiring board by the type drill drilling, it was the cause of lowering the productivity. Further, it is not easy to etch the hole portion of the outer layer circuit in accordance with the position of the inner layer circuit because high accuracy is required for the alignment.

本発明の目的は、上記従来技術の問題点を改善するためになされたものであり、その目的は、多層回路基板の生産性を低下させることなく、デスミア工程でスミアを確実に除去可能であるとともに層間絶縁層と配線の接着強度の低下を防ぐことが可能で、かつ信頼性の高い多層回路基板の製造方法及びこれから得られる多層回路基板、半導体チップ搭載基板並びにこの基板を用いた半導体パッケージを提供することである。   The object of the present invention is to improve the above-mentioned problems of the prior art, and the object is to remove smear reliably in the desmear process without reducing the productivity of the multilayer circuit board. In addition, a method for manufacturing a highly reliable multilayer circuit board capable of preventing a decrease in the adhesive strength between the interlayer insulating layer and the wiring, and a multilayer circuit board obtained from the method, a semiconductor chip mounting board, and a semiconductor package using the board are disclosed. Is to provide.

上記目的を達成するために、本発明は次のように構成される。
(1)絶縁層上に1種類以上の金属でn(ただしnはn≧2の整数)層の金属層を形成する工程を含む多層回路基板の製造方法であって、前記絶縁層上にk(ただしkは1≦k≦n−1である整数)層の金属層を形成する工程、前記k層の金属層と絶縁層に開口を形成する工程、前記開口内部をデスミア処理する工程、(n−k)層の金属層をさらに形成する工程を含むことを特徴とする多層回路基板の製造方法。
(2)前記デスミア処理する工程は、ドライプロセスで行う工程である(1)に記載の多層回路基板の製造方法。
(3)前記デスミア処理する工程は、ドライプロセスとウェットプロセスを併用する工程である(1)に記載の多層回路基板の製造方法。
(4)前記開口を形成する工程は、レーザ加工による工程である(1)〜(3)いずれかに記載の多層回路基板の製造方法。
(5)前記n層の金属層を形成する工程は、少なくとも1層以上をドライプロセスで形成する工程を有する(1)〜(4)いずれかに記載の多層回路基板の製造方法。
(6)前記n層の金属層を形成する工程は、少なくとも1層以上をめっきで形成する工程を有する(1)〜(4)いずれかに記載の多層回路基板の製造方法。
(7)前記k層の金属層の厚みは1μm以下である(1)〜(6)いずれかに記載の多層回路基板の製造方法。
(8)前記絶縁層の表面粗さを、平均粗さ(Ra)で1μm以下に形成する工程をさらに有する(1)〜(7)いずれかに記載の多層回路基板の製造方法。
(9)(1)〜(8)に記載のいずれかの製造方法で製造された多層回路基板。
(10)(9)に記載の多層回路基板を用いた半導体チップ搭載基板であって、前記多層回路基板の一方の面に半導体チップ接続端子が、他方の面に外部接続端子が設けられた半導体チップ搭載基板。
(11)(10)に記載の半導体チップ搭載基板と、半導体チップ搭載領域に搭載された半導体チップと、前記半導体チップの少なくともフェース面を封止する封止樹脂からなる半導体パッケージ。
In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows.
(1) A method for producing a multilayer circuit board, comprising a step of forming a metal layer of n (where n is an integer of n ≧ 2) layers of one or more metals on an insulating layer, wherein k is formed on the insulating layer. (Where k is an integer satisfying 1 ≦ k ≦ n−1) a step of forming a metal layer, a step of forming an opening in the metal layer and the insulating layer of the k layer, a step of desmearing the inside of the opening, The manufacturing method of the multilayer circuit board characterized by including the process of forming the metal layer of nk) layer further.
(2) The method for manufacturing a multilayer circuit board according to (1), wherein the desmear process is a process performed by a dry process.
(3) The method of manufacturing a multilayer circuit board according to (1), wherein the desmear process is a process using a dry process and a wet process in combination.
(4) The method of manufacturing a multilayer circuit board according to any one of (1) to (3), wherein the step of forming the opening is a step by laser processing.
(5) The method for producing a multilayer circuit board according to any one of (1) to (4), wherein the step of forming the n metal layers includes a step of forming at least one layer by a dry process.
(6) The step of forming the n metal layers includes the step of forming at least one layer by plating. (1) to (4) The method for manufacturing a multilayer circuit board according to any one of (1) to (4).
(7) The method for producing a multilayer circuit board according to any one of (1) to (6), wherein the thickness of the metal layer of the k layer is 1 μm or less.
(8) The method for producing a multilayer circuit board according to any one of (1) to (7), further including a step of forming the surface roughness of the insulating layer to 1 μm or less in terms of average roughness (Ra).
(9) A multilayer circuit board manufactured by any one of the manufacturing methods according to (1) to (8).
(10) A semiconductor chip mounting board using the multilayer circuit board according to (9), wherein a semiconductor chip connection terminal is provided on one side of the multilayer circuit board and an external connection terminal is provided on the other side. Chip mounting substrate.
(11) A semiconductor package comprising the semiconductor chip mounting substrate according to (10), a semiconductor chip mounted in a semiconductor chip mounting region, and a sealing resin that seals at least a face surface of the semiconductor chip.

本発明の多層回路基板の製造方法によれば、生産性を低下させることなく、デスミア工程でスミアを確実に除去可能であるとともに層間絶縁層と配線の接着強度の低下を防ぐことが可能で、かつ信頼性の高い多層回路基板、半導体チップ搭載基板並びにこの基板を用いた半導体パッケージを提供することができる。本発明の基板の製造方法によれば、デスミアの際に樹脂と金属(配線)の接着強度が低下することがなく、耐リフロー性及び温度サイクル試験での信頼性を向上することができるため、実装信頼性に優れた多層回路基板、半導体チップ搭載基板、半導体パッケージを作製することができる。   According to the method for manufacturing a multilayer circuit board of the present invention, it is possible to reliably remove smear in the desmear process without reducing productivity, and to prevent a decrease in adhesion strength between the interlayer insulating layer and the wiring. In addition, a highly reliable multilayer circuit board, a semiconductor chip mounting board, and a semiconductor package using the board can be provided. According to the substrate manufacturing method of the present invention, the adhesive strength between the resin and the metal (wiring) does not decrease during desmearing, and the reflow resistance and the reliability in the temperature cycle test can be improved. A multilayer circuit board, a semiconductor chip mounting board, and a semiconductor package having excellent mounting reliability can be manufactured.

以下、図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。なお、多層回路基板として、半導体チップ搭載基板を一例として説明するが、特に限定されるものではない。
(半導体チップ搭載基板)
図1に、本発明の半導体チップ搭載基板の一実施例(片面ビルドアップ層2層)の断面模式図を示す。ここでは、絶縁層であるビルドアップ層104を片面にのみ形成した実施形態で説明するが、必要に応じてビルドアップ層(絶縁層)104は両面に形成しても良い。本発明の半導体チップ搭載基板は、図1に示すように、半導体チップが搭載される側の絶縁層であるコア基板100上に、半導体チップ接続端子(不図示)及び第1の層間接続端子101を含む第1の配線106aが形成される。コア基板100の反対側には、第2の層間接続端子103を含む第2の配線106bが形成され、第1の層間接続端子101と第2の層間接続端子103は、コア基板100の第1の層間接続用バイアホール(以下、第1のバイアホールという。)102を介して電気的に接続される。コア基板100の第2の配線上には、ビルドアップ層(絶縁層)104が形成され、ビルドアップ層(絶縁層)104上には第3の層間接続端子を含む第3の配線106cが形成され、第2の層間接続端子103と第3の層間接続端子は、第2の層間接続用ブラインドバイアホール(以下、第2のバイアホールという。)108を介して電気的に接続される。ビルドアップ層(絶縁層)104が複数形成される場合は、同様の構造を積層し、例えば、第3の配線106c中、第3の層間接続端子は次のビルドアップ層の層間接続端子と、第3の層間接続用ブラインドバイアホール(以下、第3のバイアホールという。)105を介して電気的に接続される。最外層のビルドアップ層(絶縁層)104上には、マザーボードと接続される外部接続端子107が形成される。配線の形状や各々の接続端子の配置等は特に制限されず、搭載する半導体チップや目的とする半導体パッケージを製造するために、適宜設計可能である。また、半導体チップ接続端子と第1の層間接続端子101等を共用することも可能である。更に、最外層のビルドアップ層(絶縁層)104上には、必要に応じてソルダレジスト等の絶縁被覆109を設けることもできる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, although a semiconductor chip mounting substrate is described as an example of the multilayer circuit board, it is not particularly limited.
(Semiconductor chip mounting substrate)
FIG. 1 shows a schematic cross-sectional view of one embodiment (two-sided build-up layer) of a semiconductor chip mounting substrate of the present invention. Here, an embodiment in which the build-up layer 104 that is an insulating layer is formed only on one side will be described, but the build-up layer (insulating layer) 104 may be formed on both sides as necessary. As shown in FIG. 1, the semiconductor chip mounting substrate of the present invention has a semiconductor chip connection terminal (not shown) and a first interlayer connection terminal 101 on a core substrate 100 which is an insulating layer on the side where the semiconductor chip is mounted. The first wiring 106a including is formed. A second wiring 106 b including the second interlayer connection terminal 103 is formed on the opposite side of the core substrate 100, and the first interlayer connection terminal 101 and the second interlayer connection terminal 103 are connected to the first interlayer connection terminal 103. Are electrically connected via an interlayer connection via hole (hereinafter referred to as a first via hole) 102. A buildup layer (insulating layer) 104 is formed on the second wiring of the core substrate 100, and a third wiring 106 c including a third interlayer connection terminal is formed on the buildup layer (insulating layer) 104. The second interlayer connection terminal 103 and the third interlayer connection terminal are electrically connected via a second interlayer connection blind via hole (hereinafter referred to as a second via hole) 108. When a plurality of buildup layers (insulating layers) 104 are formed, the same structure is stacked. For example, in the third wiring 106c, the third interlayer connection terminal is an interlayer connection terminal of the next buildup layer, Electrical connection is established via a third interlayer connection blind via hole (hereinafter referred to as a third via hole) 105. On the outermost buildup layer (insulating layer) 104, external connection terminals 107 connected to the mother board are formed. The shape of the wiring, the arrangement of each connection terminal, and the like are not particularly limited, and can be appropriately designed for manufacturing a semiconductor chip to be mounted and a target semiconductor package. Further, the semiconductor chip connection terminal and the first interlayer connection terminal 101 can be shared. Furthermore, an insulating coating 109 such as a solder resist can be provided on the outermost buildup layer (insulating layer) 104 as necessary.

(コア基板)
コア基板100の材質は特に問わないが、有機基材、セラミック基材、シリコン基材、ガラス基材などが使用できる。有機基材としては、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、またはそれらの混合樹脂が使用できる。さらに熱硬化性の有機絶縁材料が主成分であることがより好ましい。熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、アルキッド樹脂、アクリル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、シクロペンタジエンから合成した樹脂、トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌラートを含む樹脂、芳香族ニトリルから合成した樹脂、3量化芳香族ジシアナミド樹脂、トリアリルトリメタリレートを含む樹脂、フラン樹脂、ケトン樹脂、キシレン樹脂、縮合多環芳香族を含む熱硬化性樹脂、ベンゾシクロブテン樹脂等を用いることができる。熱可塑性樹脂としては、ポリイミド樹脂、ポリフェニレンオキサイド樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、アラミド樹脂、液晶ポリマ等が挙げられる。また、これらの樹脂をガラスクロスやガラス不織布などと一体になるように成型したものでもよい。
(Core substrate)
The material of the core substrate 100 is not particularly limited, but an organic substrate, a ceramic substrate, a silicon substrate, a glass substrate, or the like can be used. As the organic substrate, a thermosetting resin, a thermoplastic resin, or a mixed resin thereof can be used. Furthermore, it is more preferable that a thermosetting organic insulating material is a main component. Thermosetting resins include phenol resin, urea resin, melamine resin, alkyd resin, acrylic resin, unsaturated polyester resin, diallyl phthalate resin, epoxy resin, silicone resin, resin synthesized from cyclopentadiene, tris (2-hydroxyethyl) ) Resin containing isocyanurate, resin synthesized from aromatic nitrile, trimerized aromatic dicyanamide resin, resin containing triallyl trimetallate, furan resin, ketone resin, xylene resin, thermosetting containing condensed polycyclic aromatic Resin, benzocyclobutene resin, etc. can be used. Examples of the thermoplastic resin include polyimide resin, polyphenylene oxide resin, polyphenylene sulfide resin, aramid resin, and liquid crystal polymer. Moreover, what molded these resin so that it might become integral with a glass cloth, a glass nonwoven fabric, etc. may be used.

熱膨張係数や絶縁性を考慮すると、セラミックや、ガラスを用いることが好ましい。ガラスのうち非感光性ガラスとしては、ソーダ石灰ガラス(成分例:SiO 65〜75%、Al 0.5〜4%、CaO 5〜15%、MgO 0.5〜4%、NaO 10〜20%)、ホウ珪酸ガラス(成分例:SiO 65〜80%、B 5〜25%、Al 1〜5%、CaO 5〜8%、MgO 0.5〜2%、NaO 6〜14%、KO 1〜6%)等が挙げられる。また、感光性ガラスとしてはLiO−SiO系結晶化ガラスに感光剤として金イオン及び銀イオンを含むものが挙げられる。コア基板100の厚さは100〜800μmの範囲であるのが、IVH形成性の点で好ましく、更に150〜500μmの範囲であるのがより好ましい。 In consideration of the thermal expansion coefficient and insulation, it is preferable to use ceramic or glass. Among the glass, non-photosensitive glass includes soda lime glass (component example: SiO 2 65 to 75%, Al 2 O 3 0.5 to 4%, CaO 5 to 15%, MgO 0.5 to 4%, Na 2 O 10-20%), borosilicate glass (component example: SiO 2 65-80%, B 2 O 3 5-25%, Al 2 O 3 1-5%, CaO 5-8%, MgO 0.5 ˜2%, Na 2 O 6-14%, K 2 O 1-6%) and the like. Also, it includes those containing gold ions and silver ions as a photosensitive agent into Li 2 O-SiO 2 based crystallized glass as photosensitive glass. The thickness of the core substrate 100 is preferably in the range of 100 to 800 μm from the viewpoint of IVH formation, and more preferably in the range of 150 to 500 μm.

(ビルドアップ層)
絶縁層であるビルドアップ層104は、絶縁材料からなるのが好ましい。絶縁材料としては、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、またはそれらの混合樹脂が使用できる。さらに熱硬化性の有機絶縁材料が主成分であることがより好ましい。熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、アルキド樹脂、アクリル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、シクロペンタジエンから合成した樹脂、トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌラートを含む樹脂、芳香族ニトリルから合成した樹脂、3量化芳香族ジシアナミド樹脂、トリアリルトリメタリレートを含む樹脂、フラン樹脂、ケトン樹脂、キシレン樹脂、縮合多環芳香族を含む熱硬化性樹脂、ベンゾシクロブテン樹脂等を用いることができる。熱可塑性樹脂としては、ポリイミド樹脂、ポリフェニレンオキサイド樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、アラミド樹脂、液晶ポリマ等が挙げられる。絶縁材料には充填材を添加しても良い。充填材としては、シリカ、タルク、水酸化アルミニウム、ホウ酸アルミニウム、窒化アルミニウム、アルミナ等が挙げられる。ビルドアップ層(絶縁層)104の形成方法としては、ワニス状の絶縁材料をスピンコータ、コンマコータ、印刷等で形成した後、乾燥、硬化して形成することができる。また、フィルム状に予め形成し、プレスやラミネートでコア基板100に接着することもできる。絶縁材料によってはガラスクロスや不織布に材料を含浸させ、プリプレグ状にしてから接着して形成することもできる。さらに、金属箔にワニスを塗布し、乾燥後コア基板100に接着することもできる。
(Build-up layer)
The build-up layer 104 that is an insulating layer is preferably made of an insulating material. As the insulating material, a thermosetting resin, a thermoplastic resin, or a mixed resin thereof can be used. Furthermore, it is more preferable that a thermosetting organic insulating material is a main component. Thermosetting resins include phenol resin, urea resin, melamine resin, alkyd resin, acrylic resin, unsaturated polyester resin, diallyl phthalate resin, epoxy resin, silicone resin, resin synthesized from cyclopentadiene, tris (2-hydroxyethyl) ) Resin containing isocyanurate, resin synthesized from aromatic nitrile, trimerized aromatic dicyanamide resin, resin containing triallyl trimetallate, furan resin, ketone resin, xylene resin, thermosetting containing condensed polycyclic aromatic Resin, benzocyclobutene resin, etc. can be used. Examples of the thermoplastic resin include polyimide resin, polyphenylene oxide resin, polyphenylene sulfide resin, aramid resin, and liquid crystal polymer. A filler may be added to the insulating material. Examples of the filler include silica, talc, aluminum hydroxide, aluminum borate, aluminum nitride, and alumina. As a method for forming the buildup layer (insulating layer) 104, a varnish-like insulating material can be formed by spin coater, comma coater, printing or the like, and then dried and cured. Alternatively, it may be formed in advance in a film shape and bonded to the core substrate 100 by pressing or laminating. Depending on the insulating material, it can be formed by impregnating a glass cloth or non-woven fabric with the material, forming a prepreg, and then bonding. Furthermore, varnish can be apply | coated to metal foil and it can also adhere | attach on the core board | substrate 100 after drying.

(熱膨張係数)
半導体チップの熱膨張係数とコア基板100の熱膨張係数とが近似していて、かつコア基板100の熱膨張係数とビルドアップ層(絶縁層)104の熱膨張係数とが近似していることが好ましい。さらに、半導体チップ、コア基板100、ビルドアップ層(絶縁層)104の各々の熱膨張係数をα1、α2、α3(ppm/℃)としたとき、α1≦α2≦α3であることがより好ましい。具体的には、コア基板100の熱膨張係数α2は、7〜13ppm/℃が好ましく、更に好ましくは9〜11ppm/℃である。ビルドアップ層(絶縁層)104の熱膨張係数α3は10〜40ppm/℃であるのが好ましく、更に好ましくは10〜20ppm/℃である。
(Coefficient of thermal expansion)
The thermal expansion coefficient of the semiconductor chip and the thermal expansion coefficient of the core substrate 100 are approximated, and the thermal expansion coefficient of the core substrate 100 and the thermal expansion coefficient of the buildup layer (insulating layer) 104 are approximated. preferable. Furthermore, when the thermal expansion coefficients of the semiconductor chip, the core substrate 100, and the buildup layer (insulating layer) 104 are α1, α2, and α3 (ppm / ° C.), it is more preferable that α1 ≦ α2 ≦ α3. Specifically, the thermal expansion coefficient α2 of the core substrate 100 is preferably 7 to 13 ppm / ° C, and more preferably 9 to 11 ppm / ° C. The thermal expansion coefficient α3 of the buildup layer (insulating layer) 104 is preferably 10 to 40 ppm / ° C, more preferably 10 to 20 ppm / ° C.

(ヤング率)
ビルドアップ層(絶縁層)104のヤング率は、1〜5GPaであるのが熱ストレスに対する応力緩和の点で好ましい。ビルドアップ層(絶縁層)104中の充填材は、ビルドアップ層(絶縁層)104の熱膨張係数が10〜40ppm/℃、ヤング率が1〜5GPaになるように添加量を適宜調整して添加するのが好ましい。
(Young's modulus)
The Young's modulus of the buildup layer (insulating layer) 104 is preferably 1 to 5 GPa in terms of stress relaxation against thermal stress. The filler in the build-up layer (insulating layer) 104 is appropriately adjusted so that the build-up layer (insulating layer) 104 has a thermal expansion coefficient of 10 to 40 ppm / ° C. and a Young's modulus of 1 to 5 GPa. It is preferable to add.

(平坦性)
コア基板100及びビルドアップ層104等の絶縁層の表面の平坦性は、平均粗さ(Ra)で1.0μm以下、特に0.01〜1.0μmが高速電気信号の伝達特性の面から好ましく、更に0.01〜0.4μmであることがより好ましい。1.0μmを超えると形成する配線の幅変動が大きく、また、高速電気信号の減衰が大きくなる傾向がある。0.01μm未満では、ピール強度が十分に得られなくなるという傾向がある。同様に配線表面の平坦性も、平均粗さ(Ra)で1.0μm以下であることが好ましく、更に0.01〜0.4μmであることがより好ましい。すなわち、前記コア基板100と前記第1の配線106aとの界面、前記コア基板100と前記第2の配線106bとの界面、前記第2の配線106bと前記ビルドアップ層(絶縁層)104の界面、前記ビルドアップ層(絶縁層)104と前記第3の配線106cとの界面は、少なくともいずれか1つの界面の凹凸が、Raで1.0μm以下であるのが好ましい。特に0.01〜1.0μmが好ましく、更に0.01〜0.4μmであることがより好ましい。本発明において、Raは、上述のように平均粗さであり、触針式表面粗さ計などを用い測定することが可能である(JIS C 6481参照)。コア基板100及びビルドアップ層(絶縁層)104の表面のRaは、触針式表面粗さ計などを用い測定することが可能である。
(Flatness)
As for the flatness of the surface of the insulating layer such as the core substrate 100 and the buildup layer 104, the average roughness (Ra) is 1.0 μm or less, particularly 0.01 to 1.0 μm is preferable from the viewpoint of high-speed electric signal transmission characteristics. Furthermore, it is more preferable that it is 0.01-0.4 micrometer. When the thickness exceeds 1.0 μm, the width variation of the formed wiring is large, and the attenuation of the high-speed electrical signal tends to be large. If it is less than 0.01 μm, the peel strength tends to be insufficient. Similarly, the flatness of the wiring surface is preferably 1.0 μm or less in terms of average roughness (Ra), and more preferably 0.01 to 0.4 μm. That is, the interface between the core substrate 100 and the first wiring 106a, the interface between the core substrate 100 and the second wiring 106b, and the interface between the second wiring 106b and the buildup layer (insulating layer) 104 As for the interface between the build-up layer (insulating layer) 104 and the third wiring 106c, it is preferable that the unevenness of at least one of the interfaces is 1.0 μm or less in terms of Ra. In particular, 0.01 to 1.0 μm is preferable, and 0.01 to 0.4 μm is more preferable. In the present invention, Ra is an average roughness as described above, and can be measured using a stylus type surface roughness meter or the like (see JIS C 6481). The Ra of the surface of the core substrate 100 and the buildup layer (insulating layer) 104 can be measured using a stylus type surface roughness meter or the like.

(半導体チップ搭載基板の製造方法)
半導体チップ搭載基板は、以下の製造方法の組み合わせで製造することができる。製造工程の順番は、本発明の目的を逸脱しない範囲では、特に限定しない。
(Manufacturing method of semiconductor chip mounting substrate)
The semiconductor chip mounting substrate can be manufactured by a combination of the following manufacturing methods. The order of the manufacturing process is not particularly limited as long as it does not depart from the object of the present invention.

(絶縁層上の金属層の形成)
絶縁層上に1種類以上の金属で、n(ただしnはn≧2の整数)層の金属層を形成する方法として、ドライプロセス、ウェットプロセス、金属を貼り合わせる方法があり、必要に応じてこれらの方法を組み合わせても良い。
(Formation of metal layer on insulating layer)
As a method of forming a metal layer of n (where n is an integer of n ≧ 2) with one or more kinds of metals on the insulating layer, there are a dry process, a wet process, and a method of bonding metals together. You may combine these methods.

(ドライプロセスによる金属層の形成)
ドライプロセスとしては、スパッタリング、真空加熱蒸着、真空EB蒸着などがある。スパッタリング装置は、2極スパッタ、3極スパッタ、4極スパッタ、マグネトロンスパッタ、ミラートロンスパッタ等を用いることができる。スパッタリングで形成できる金属層としては、Cr、Ni、Co、Pd、Zr、Zn、Cuまたはこれらの合金であっても良い。スパッタリングで形成できる1層の金属層の厚みは1〜1000nm程度であり、連続して複数層の金属層を形成することも可能である。スパッタリングで絶縁層上に金属を形成する場合は、絶縁層との接着性を向上させるために第1層目に下地金属を形成することが好ましい。下地金属の膜厚は特に5〜200nmが好ましく、金属としてはNi、Cr、Zn、Co及びそれらの合金が好ましい。2層目以降は必要に応じて金属種及び厚みを選択すればよいが、多層回路基板の配線を形成する場合は、Cuをターゲットにして5〜1000nmスパッタリングして2層目の薄膜銅層を形成できる。薄膜銅層の膜厚は200〜500nmが好ましく、100〜500nmがより好ましい。
(Metal layer formation by dry process)
Examples of the dry process include sputtering, vacuum heating deposition, and vacuum EB deposition. As the sputtering apparatus, dipolar sputtering, tripolar sputtering, quadrupolar sputtering, magnetron sputtering, mirrortron sputtering, or the like can be used. The metal layer that can be formed by sputtering may be Cr, Ni, Co, Pd, Zr, Zn, Cu, or an alloy thereof. The thickness of one metal layer that can be formed by sputtering is about 1 to 1000 nm, and a plurality of metal layers can be continuously formed. When a metal is formed on the insulating layer by sputtering, it is preferable to form a base metal in the first layer in order to improve adhesion with the insulating layer. The film thickness of the base metal is particularly preferably 5 to 200 nm, and Ni, Cr, Zn, Co, and alloys thereof are preferable as the metal. For the second and subsequent layers, the metal type and thickness may be selected as necessary. However, when forming the wiring of the multilayer circuit board, the second thin film copper layer is formed by sputtering 5 to 1000 nm using Cu as a target. Can be formed. The film thickness of the thin copper layer is preferably 200 to 500 nm, more preferably 100 to 500 nm.

(ウェットプロセスによる金属層の形成)
絶縁層上にウェットプロセスであるめっきで金属層を形成することができる。めっきで金属層を形成する場合は、絶縁層との接着強度を得るために、絶縁層表面を粗化し、樹脂表面に微細な凹凸を形成することが好ましい。めっきは電解めっき、無電解めっきのどちらを使用しても良いが、第1層目に使用する場合は、無電解めっきが好ましい。多層回路基板の配線を形成する場合は、銅めっきを使用するのが好ましい。
(Metal layer formation by wet process)
A metal layer can be formed on the insulating layer by plating, which is a wet process. When the metal layer is formed by plating, it is preferable to roughen the surface of the insulating layer and form fine irregularities on the resin surface in order to obtain adhesive strength with the insulating layer. Either electroplating or electroless plating may be used for plating, but electroless plating is preferred when used for the first layer. When forming the wiring of the multilayer circuit board, it is preferable to use copper plating.

(金属箔を貼り合わせる方法)
第1層目の金属層の形成は、絶縁層に接着機能がある場合は、金属箔をプレスやラミネートによって貼り合わせることにより形成することもできる。しかし、薄い金属層を形成する場合は、直接貼り合わせるのは非常に困難であるため、厚い金属箔を張り合わせた後にエッチング等により薄くする方法や、キャリア付金属箔を貼り合わせた後にキャリア層を除去する方法などがある。前者としては銅/ニッケル/銅の三層銅箔、後者としてはピーラブル銅箔などが使用できる。キャリア層に金属層を形成する場合は、前記ドライプロセスまたはウェットプロセスにより、予め複数の金属層を形成して貼り合わせることもできる。使用する金属としては、絶縁層と接着する層は、Ni、Cr、Zn、Co及びそれらの合金が好ましく、配線を形成する層は銅が好ましい。
(Method of bonding metal foil)
The first metal layer can also be formed by bonding metal foils by pressing or laminating when the insulating layer has an adhesive function. However, when a thin metal layer is formed, it is very difficult to bond directly, so a method of thinning by attaching a thick metal foil and then thinning by etching or the like. There are ways to remove it. A copper / nickel / copper three-layer copper foil can be used as the former, and a peelable copper foil can be used as the latter. When a metal layer is formed on the carrier layer, a plurality of metal layers can be formed and bonded in advance by the dry process or the wet process. As the metal to be used, the layer that adheres to the insulating layer is preferably Ni, Cr, Zn, Co, and alloys thereof, and the layer that forms the wiring is preferably copper.

(絶縁層上の配線形成方法)
絶縁層上の配線形成方法としては、絶縁層上に1種類以上の金属で、n(ただしnはn≧2の整数)層の金属層を形成し、金属層の不要な箇所をエッチング除去する方法(サブトラクト法)、絶縁層上に1種類以上の金属で、n(ただしnはn≧2の整数)層の金属層を形成し、その後電解めっきで必要な配線を形成した後、金属層をエッチングで除去する方法(セミアディティブ法)、絶縁層上の必要な箇所にのみめっき処理によりn(ただしnはn≧2の整数)層の配線を形成する方法(アディティブ法)がある。
(Method of forming wiring on insulating layer)
As a method for forming a wiring on the insulating layer, an n (where n is an integer of n ≧ 2) layer of metal is formed on the insulating layer, and unnecessary portions of the metal layer are removed by etching. Method (subtract method), forming a metal layer of n (where n is an integer of n ≧ 2) with one or more kinds of metals on the insulating layer, and then forming the necessary wiring by electrolytic plating, then the metal layer Are removed by etching (semi-additive method) and n (where n is an integer of n ≧ 2) layer wiring (additive method) is formed by plating only at a necessary location on the insulating layer.

(バイアホール)
絶縁層上に1種類以上の金属で、k(ただしkは1≦k≦n−1の整数)層の金属層を形成した後、金属層側からk層の金属層と絶縁層を開口して、例えば、バイアホールを形成する。例えば、ビルドアップ層(絶縁層)104上に2層(n=2)の金属層をドライプロセスであるスパッタリングによって形成する場合は、1層目(k=1)の下地金属としてNiを10nmスパッタリングし、次にNi層とビルドアップ層(絶縁層)104を同時に開口し、バイアホールを形成することができる。このように、薄い金属層であれば、絶縁層だけを開口する場合と同一の条件で加工ができ、好ましい。
(Bahia Hall)
After forming a metal layer of k (where k is an integer of 1 ≦ k ≦ n−1) with one or more metals on the insulating layer, the metal layer and the insulating layer of k layer are opened from the metal layer side. For example, a via hole is formed. For example, when two metal layers (n = 2) are formed on the build-up layer (insulating layer) 104 by sputtering, which is a dry process, Ni is sputtered by 10 nm as the base metal of the first layer (k = 1). Then, the Ni layer and the buildup layer (insulating layer) 104 can be opened simultaneously to form a via hole. Thus, if it is a thin metal layer, it can process on the same conditions as the case where only an insulating layer is opened, and is preferable.

(開口を形成する方法)
開口を形成する方法としては、パンチやドリルなどの機械加工、レーザビームによる加工、薬液による化学エッチング加工、プラズマを用いたドライエッチング法などがあるが、微細な穴を加工できることや金属と絶縁層を同時に穴加工しやすいという観点から、特にレーザビームを使用するのがより好ましい。使用するレーザは限定されるものではなく、炭酸ガスレーザ、YAGレーザ、エキシマレーザ等を用いることができる。
(Method of forming an opening)
Methods for forming openings include mechanical processing such as punching and drilling, laser beam processing, chemical etching processing using chemicals, and dry etching methods using plasma. In particular, it is more preferable to use a laser beam from the viewpoint that it is easy to drill holes simultaneously. The laser to be used is not limited, and a carbon dioxide laser, a YAG laser, an excimer laser, or the like can be used.

(デスミア)
前述の方法により形成されたバイアホールのスミア除去としては、ドライ処理、ウェット処理または必要に応じてドライ処理とウェット処理を併用した処理を用いることができる。ドライ処理としては、プラズマ処理、逆スパッタリング処理、イオンガン処理が使用できる。さらに、プラズマ処理には大気圧プラズマ処理、真空プラズマ処理、RIE処理があり、必要に応じて選択できる。これらの処理に使用するガスとしては、窒素、酸素、アルゴン、フレオン(CF)、またはこれらの混合ガスが好ましい。ウェット処理には、クロム酸塩、過マンガン酸塩等の酸化剤を用いることができるが、必要に応じて、水、酸またはアルカリ溶液、溶剤などで行うこともできる。またデスミア時に、開口部を除いて絶縁層表面にk層の金属層が形成されていれば、デスミアよる絶縁層表面へのダメージがないため、絶縁層と金属層の接着力低下を防止できる。さらに、ウェット処理中に超音波を併用することも可能である。また、ドライ処理とウェット処理を併用した処理では、ドライ処理後にウェット処理を行ってもよく、ウェット処理後にドライ処理を行ってもよい。これらの選択は使用する絶縁材料によって適宜選択すればよい。
(Desmear)
As the smear removal of the via hole formed by the above-described method, a dry process, a wet process, or a process using a combination of a dry process and a wet process as necessary can be used. As the dry treatment, plasma treatment, reverse sputtering treatment, or ion gun treatment can be used. Furthermore, plasma processing includes atmospheric pressure plasma processing, vacuum plasma processing, and RIE processing, which can be selected as necessary. As a gas used for these treatments, nitrogen, oxygen, argon, freon (CF 4 ), or a mixed gas thereof is preferable. For the wet treatment, an oxidizing agent such as chromate or permanganate can be used, but can also be carried out with water, an acid or alkali solution, a solvent, or the like, if necessary. In addition, if a k-layer metal layer is formed on the surface of the insulating layer except for the opening during desmearing, there is no damage to the surface of the insulating layer due to desmearing, so that it is possible to prevent a decrease in the adhesion between the insulating layer and the metal layer. Furthermore, it is also possible to use ultrasonic waves during wet processing. In the treatment using both the dry treatment and the wet treatment, the wet treatment may be performed after the dry treatment, or the dry treatment may be performed after the wet treatment. These selections may be appropriately selected depending on the insulating material to be used.

(層間接続)
層間接続は、(k+1)層目以降、n層目までの金属層を形成すること、またはめっきや導電性ペーストを充填することで行われる。金属層の形成方法はドライプロセスのみ、ウェットプロセスのみ、またはドライプロセスとウェットプロセスを混合させた工程によって形成することができる。また(k+1)層目以降、n層目までの金属層にウェットプロセスであるめっきを含めて形成しても良い。配線形成方法としてセミアディティブ法を用いる場合は、めっきで配線を形成する際に同時に層間接続を行うこともでき、効率的で好ましい。また、デスミア処理後、一度k層まで形成した金属層をエッチング等で除去し、新たにn層の金属層を形成することもできる。
(Interlayer connection)
Interlayer connection is performed by forming metal layers from the (k + 1) th layer to the nth layer, or by filling with plating or conductive paste. The metal layer can be formed by a dry process only, a wet process only, or a process in which a dry process and a wet process are mixed. Further, the metal layers from the (k + 1) th layer to the nth layer may be formed including plating which is a wet process. When the semi-additive method is used as the wiring formation method, interlayer connection can be performed simultaneously with the formation of the wiring by plating, which is efficient and preferable. Further, after the desmear treatment, the metal layer once formed up to k layers can be removed by etching or the like to newly form an n-layer metal layer.

(サブトラクト法による配線形成)
前述の方法で形成された金属層の配線となる箇所にエッチングレジストを形成し、エッチングレジストから露出した箇所に、化学エッチング液をスプレー噴霧して、不要な金属層をエッチング除去し、配線を形成することができる。例えば、金属層が銅層の場合、エッチングレジストは、通常の配線板に用いることのできるエッチングレジスト材料を用いることができ、レジストインクをシルクスクリーン印刷して形成したり、エッチングレジスト用感光性ドライフィルムを銅層の上にラミネートして、その上に配線形状に光を透過するフォトマスクを重ね、紫外線で露光し、露光しなかった箇所を現像液で除去して形成する。化学エッチング液には、塩化第二銅と塩酸の溶液、塩化第二鉄溶液、硫酸と過酸化水素の溶液、過硫酸アンモニウム溶液など、通常の配線板に用いる化学エッチング液を用いることができる。また、金属層が複数の金属から構成される場合は、それぞれ適切なエッチング液を組み合わせてエッチングを行うことができる。
(Wiring formation by subtract method)
An etching resist is formed on the metal layer wiring formed by the above-mentioned method, and a chemical etching solution is sprayed on the portion exposed from the etching resist to remove the unnecessary metal layer by etching to form the wiring. can do. For example, when the metal layer is a copper layer, an etching resist material that can be used for an ordinary wiring board can be used as the etching resist, and a resist ink can be formed by silk screen printing or a photosensitive dry for etching resist. A film is laminated on the copper layer, and a photomask that transmits light is superimposed on the wiring shape thereon, exposed to ultraviolet rays, and unexposed portions are removed with a developer to form. As the chemical etching solution, a chemical etching solution used for a normal wiring board, such as a solution of cupric chloride and hydrochloric acid, a ferric chloride solution, a solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide, and an ammonium persulfate solution can be used. Moreover, when a metal layer is comprised from a some metal, it can etch, combining a suitable etching liquid, respectively.

(セミアディティブ法による配線形成)
前述の方法で形成された金属層上に、めっきレジストを必要なパターンに形成し、金属層を介して電解めっきにより配線を形成できる。その後、めっきレジストを剥離し、最後に金属層をエッチング等により除去し、配線が形成できる。セミアディティブ法では、層間接続と配線形成を同時に行うことができ、効率的で好ましい。
(Wiring formation by semi-additive method)
On the metal layer formed by the above-described method, a plating resist is formed in a necessary pattern, and wiring can be formed by electrolytic plating through the metal layer. Thereafter, the plating resist is peeled off, and finally the metal layer is removed by etching or the like to form a wiring. The semi-additive method is efficient and preferable because interlayer connection and wiring formation can be performed simultaneously.

(アディティブ法による配線形成)
また、配線は、コア基板100表面上の必要な箇所にのみめっきを行うことで形成することもでき、通常のめっきによる配線形成技術を用いることができる。例えば、絶縁層上に無電解めっき用触媒である金属層を付着させた後、めっきが行われない表面部分にめっきレジストを形成して、無電解めっき液に浸漬し、めっきレジストに覆われていない箇所にのみ無電解めっきを行う。その後、必要があればめっきレジストを除去することもできる。さらに、電解めっきにより、高さ5〜50μmの配線を形成することもできる。
(Wiring formation by additive method)
The wiring can also be formed by plating only a necessary portion on the surface of the core substrate 100, and a wiring forming technique by normal plating can be used. For example, after depositing a metal layer, which is a catalyst for electroless plating, on an insulating layer, a plating resist is formed on the surface portion where plating is not performed, and is immersed in an electroless plating solution and covered with the plating resist. Electroless plating is performed only on areas that do not exist. Thereafter, if necessary, the plating resist can be removed. Furthermore, a wiring having a height of 5 to 50 μm can be formed by electrolytic plating.

(配線の形状)
配線の形状は特に問わないが、少なくとも半導体チップが搭載される側には半導体チップ接続端子(ワイヤボンド端子等)、その反対面にはマザーボードと電気的に接続される外部接続端子(はんだボール等が搭載される箇所)及びそれらを繋ぐ展開配線、層間接続端子等から構成される。また、配線の配置も特に問わないが、図2に示すように(内層配線、層間接続端子等は省略。)、半導体チップ接続端子より内側に外部接続端子を形成したファン−インタイプや、図3に示すような半導体チップ接続端子の外側に外部接続端子を形成したファン−アウトタイプ、またはこれらを組み合わせたタイプでもよい。
(Wiring shape)
The shape of the wiring is not particularly limited, but at least a semiconductor chip connection terminal (wire bond terminal, etc.) is mounted on the side where the semiconductor chip is mounted, and an external connection terminal (solder ball, etc.) electrically connected to the motherboard on the opposite side Are installed), a developed wiring connecting them, an interlayer connection terminal, and the like. The wiring arrangement is not particularly limited, but as shown in FIG. 2 (inner layer wiring, interlayer connection terminals, etc. are omitted), a fan-in type in which external connection terminals are formed inside the semiconductor chip connection terminals, 3 may be a fan-out type in which external connection terminals are formed outside the semiconductor chip connection terminals as shown in FIG. 3, or a combination of these.

図2は本発明の一実施形態であるファン−インタイプ半導体チップ搭載基板の平面図である。また、図3は、本発明の別の実施形態であるファン−アウトタイプ半導体チップ搭載基板の平面図である。図中、13は、半導体パッケージ領域である。フリップチップタイプの場合、14はダイボンドフィルム接着領域、15は半導体チップ搭載領域である。16は半導体チップ接続端子である。ワイヤボンドタイプの場合、17はダイボンドフィルム接着領域、18は半導体チップ搭載領域である。また、19は外部接続端子、20は展開配線である。さらに必要に応じて、半導体チップと電気的に接続されないダミーパターン21を形成することもできる。ダミーパターンの形状や配置も特には問わないが、半導体搭載領域に均一に配置するのが好ましい。これによって、ダイボンド接着剤で半導体チップを搭載する際に、ボイドが発生しにくくなり、信頼性を向上できる。   FIG. 2 is a plan view of a fan-in type semiconductor chip mounting substrate according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a plan view of a fan-out type semiconductor chip mounting substrate according to another embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 13 denotes a semiconductor package region. In the case of the flip chip type, 14 is a die bond film adhesion region, and 15 is a semiconductor chip mounting region. Reference numeral 16 denotes a semiconductor chip connection terminal. In the case of the wire bond type, 17 is a die bond film adhesion region, and 18 is a semiconductor chip mounting region. Reference numeral 19 is an external connection terminal, and 20 is a developed wiring. Further, if necessary, a dummy pattern 21 that is not electrically connected to the semiconductor chip can be formed. The shape and arrangement of the dummy pattern are not particularly limited, but it is preferable to arrange the dummy pattern uniformly in the semiconductor mounting region. As a result, voids are less likely to occur when a semiconductor chip is mounted with a die bond adhesive, and reliability can be improved.

(絶縁被覆の形成)
半導体チップ搭載基板の外部接続端子側には絶縁被覆を形成することができる。パターン形成は、ワニス状の材料であれば印刷で行うことも可能であるが、より精度を確保するためには、感光性のソルダレジスト、カバーレイフィルム、フィルム状レジストを用いるのが好ましい。材質としては、エポキシ系、ポリイミド系、エポキシアクリレート系、フルオレン系の材料を用いることができる。このような絶縁被覆は硬化時の収縮があるため、片面だけに形成すると基板に大きな反りを生じやすい。そこで、必要に応じて半導体チップ搭載基板の両面に絶縁被覆を形成することもできる。この場合は、反りは絶縁被覆の厚みによって変化するため、両面の絶縁被覆の厚みは実験的に反りが発生しないように調整することがより好ましい。さらに、絶縁被覆の熱膨張係数は、一般的には大きな材料が多いため、このような絶縁被覆を半導体チップ搭載側に形成する場合は、フレームの半導体パッケージ領域の外側だけに形成するのが好ましい。また、絶縁被覆の厚みは5〜50μmであることが好ましく、10〜30μmがより好ましい。厚みが50μmを超えると、半導体チップ搭載基板全体の厚みが厚くなり、5μm未満では絶縁性に問題が発生する場合がある。
(Formation of insulation coating)
An insulating coating can be formed on the external connection terminal side of the semiconductor chip mounting substrate. The pattern can be formed by printing if it is a varnish-like material, but it is preferable to use a photosensitive solder resist, a coverlay film, or a film-like resist in order to ensure higher accuracy. As a material, an epoxy-based material, a polyimide-based material, an epoxy acrylate-based material, or a fluorene-based material can be used. Since such an insulating coating has shrinkage at the time of curing, if it is formed only on one side, a large warp tends to occur on the substrate. Therefore, an insulating coating can be formed on both surfaces of the semiconductor chip mounting substrate as necessary. In this case, since the warpage varies depending on the thickness of the insulating coating, it is more preferable to adjust the thickness of the insulating coating on both sides so that no warpage occurs experimentally. Furthermore, since the thermal expansion coefficient of the insulating coating is generally large, it is preferable to form such an insulating coating only on the outside of the semiconductor package region of the frame when the insulating coating is formed on the semiconductor chip mounting side. . The thickness of the insulating coating is preferably 5 to 50 μm, more preferably 10 to 30 μm. If the thickness exceeds 50 μm, the thickness of the entire semiconductor chip mounting substrate becomes thick, and if it is less than 5 μm, there may be a problem in insulation.

(配線のめっき)
配線の必要な部分にニッケル、金めっきを順次施すことができる。さらに必要に応じてニッケル、パラジウム、金めっきとしても良い。これらのめっきは、配線の半導体チップ接続端子と、マザーボードまたは他の半導体パッケージと電気的に接続するための外部接続端子に施されるのが一般的である。このめっきは、無電解めっき、または電解めっきのどちらを用いてもよい。また、必要に応じて、露出した配線、ダミーパターン、補強パターン等の金属パターン表面に同時に施すこともできる。
(Plating of wiring)
Nickel and gold plating can be sequentially applied to necessary portions of the wiring. Furthermore, nickel, palladium, or gold plating may be used as necessary. These platings are generally applied to semiconductor chip connection terminals of wiring and external connection terminals for electrical connection with a mother board or other semiconductor package. For this plating, either electroless plating or electrolytic plating may be used. Further, if necessary, it can be simultaneously applied to the surface of the metal pattern such as an exposed wiring, a dummy pattern, or a reinforcing pattern.

(半導体チップ搭載基板の製造工程)
本発明の半導体チップ搭載基板は、以下のような工程で製造することができる。図4の(a)〜(h)に、本発明の半導体チップ搭載基板の製造方法による実施形態の一例を断面模式図で示す。ただし、製造工程の順番は、本発明の目的を逸脱しない範囲では、特に限定しない。
(Manufacturing process of semiconductor chip mounting substrate)
The semiconductor chip mounting substrate of the present invention can be manufactured by the following processes. 4A to 4H are schematic cross-sectional views showing an example of an embodiment according to the method for manufacturing a semiconductor chip mounting substrate of the present invention. However, the order of the manufacturing process is not particularly limited as long as it does not depart from the object of the present invention.

(工程a)
(工程a)は、図4(a)に示すようにコア基板100上に第1の配線106aを作製する工程である。例えば片面に銅層が形成されたコア基板100に第1の配線形状にエッチングレジストを形成し、塩化銅や塩化鉄などのエッチング液を用いるサブトラクト法によって作製することができる。ガラス基板上に銅層を作製するには、スパッタリング、蒸着、めっき等により得ることができる。なお、第1の配線106aは、第1の層間接続端子101及び半導体チップ接続端子(半導体チップと電気的に接続される部分、不図示)を含んでおり、微細配線の形成方法としてはアディティブ法やセミアディティブ法を用いることもできる。
(Process a)
(Step a) is a step of forming the first wiring 106a on the core substrate 100 as shown in FIG. For example, an etching resist having a first wiring shape can be formed on the core substrate 100 having a copper layer formed on one side, and can be manufactured by a subtracting method using an etching solution such as copper chloride or iron chloride. In order to produce a copper layer on a glass substrate, it can be obtained by sputtering, vapor deposition, plating or the like. The first wiring 106a includes a first interlayer connection terminal 101 and a semiconductor chip connection terminal (a portion electrically connected to the semiconductor chip, not shown), and an additive method is used as a method for forming a fine wiring. Alternatively, the semi-additive method can be used.

(工程b)
(工程b)は、図4(b)に示すように、前記第1の層間接続端子と、後述する第2の配線とを接続するための第1のバイアホール102を形成する工程である。バイアホールの形成は、コア基板100が非感光性基材の場合レーザ光を用いることができる。使用するレーザ光は限定されるものではなく、炭酸ガスレーザ、YAGレーザ、エキシマレーザ等を用いることができる。コア基板100が感光性基材の場合、バイアホール以外の領域をマスクし、バイアホール部に紫外光を照射する。その後熱処理とエッチングによりバイアホールを形成する。また、コア基板100が直接エッチング可能な基材の場合は、エッチングによって形成することもできる。形成されたバイアホールは層間を電気的に接続するために導電性のペーストやめっきなどで充填して層間接続のための導電層を形成することができる。
(Process b)
(Step b) is a step of forming a first via hole 102 for connecting the first interlayer connection terminal and a second wiring to be described later, as shown in FIG. 4B. The via hole can be formed using laser light when the core substrate 100 is a non-photosensitive substrate. The laser beam to be used is not limited, and a carbon dioxide laser, a YAG laser, an excimer laser, or the like can be used. When the core substrate 100 is a photosensitive base material, a region other than the via hole is masked, and the via hole portion is irradiated with ultraviolet light. Thereafter, via holes are formed by heat treatment and etching. Further, when the core substrate 100 is a base material that can be directly etched, it can be formed by etching. The formed via hole can be filled with a conductive paste or plating in order to electrically connect the layers to form a conductive layer for interlayer connection.

(工程c)
(工程c)は、図4(c)に示すように、コア基板100の第1の配線106aと反対側の面に第2の配線106bを形成する工程である。コア基板100の第1の配線と反対の面に(工程a)と同様に銅層を形成し、その銅層を必要な配線形状にエッチングレジストを形成し、塩化銅や塩化鉄等のエッチング液を用いてサブトラクト法によって第2の配線を形成する。銅層は(工程a)と同様にスパッタリング、蒸着、めっきなどで形成できる。なお、第2の配線は第2の層間接続端子103を含んでおり、微細配線の形成方法としてはアディティブ法やセミアディティブ法を用いることもできる。
(Process c)
(Step c) is a step of forming the second wiring 106b on the surface of the core substrate 100 opposite to the first wiring 106a, as shown in FIG. 4C. A copper layer is formed on the surface opposite to the first wiring of the core substrate 100 in the same manner as in the step (a), an etching resist is formed on the copper layer in a necessary wiring shape, and an etching solution such as copper chloride or iron chloride. Then, the second wiring is formed by the subtract method. The copper layer can be formed by sputtering, vapor deposition, plating, etc., as in (Step a). Note that the second wiring includes the second interlayer connection terminal 103, and an additive method or a semi-additive method can be used as a method for forming the fine wiring.

(工程d)
(工程d)は、図4(d)に示すように前記第2の配線を形成した面に絶縁層であるビルドアップ層(絶縁層)104を形成する工程である。コア基板100表面及び第2の配線106b表面に、前述したようなワニス状の絶縁材料の印刷、スピンコート、またはフィルム状の絶縁材料のラミネートやプレスなどの手法を用いて積層形成してビルドアップ層(絶縁層)104を得ることができる。絶縁材料が熱硬化性材料を含む場合は、さらに加熱硬化させる。加熱条件は、材料に適した条件を選択すればよく、硬化後に反りやねじれが発生しないような条件が好ましい。
(Process d)
(Step d) is a step of forming a build-up layer (insulating layer) 104 as an insulating layer on the surface on which the second wiring is formed as shown in FIG. On the surface of the core substrate 100 and the surface of the second wiring 106b, build-up is performed by laminating and forming the varnish-like insulating material, spin coating, or laminating or pressing the film-like insulating material as described above. A layer (insulating layer) 104 can be obtained. When the insulating material includes a thermosetting material, the insulating material is further cured by heating. The heating conditions should just select the conditions suitable for material, and the conditions which a curvature and a twist do not generate | occur | produce after hardening are preferable.

ビルドアップ層(絶縁層)104を形成する前に、第2の配線106b表面にシランカップリング剤等のカップリング剤を含む皮膜(不図示)を形成することが好ましい。このカップリング剤を含む皮膜により、第2の配線106b表面とビルドアップ層(絶縁層)104との接着信頼性を向上させることが可能である。使用するカップリング剤はシランカップリング剤が好ましく、例えば、シランカップリング剤は、エポキシ基、アミノ基、メルカプト基、イミダゾール基、ビニル基、またはメタクリル基等の官能基を分子中に有し、これらのシランカップリング剤の1種もしくは2種以上の混合物を含有する溶液を使用することができる。シランカップリング剤溶液の調整に使用される溶媒は、水或いはアルコール、ケトン類等を用いることが可能である。また、カップリング剤の加水分解を促進するために、少量の酢酸や塩酸等の酸を添加することもできる。前記カップリング剤の含有量は、溶液全体に対して、0.01重量%〜5重量%、好ましくは、0.1重量%〜0.5重量%である。カップリング剤による皮膜形成処理は、前記のように調整したカップリング剤溶液に浸漬する、前記溶液をスプレー噴霧する、塗布する等の方法により行うことができる。前記のシランカップリング剤で処理したコア基板100は、自然乾燥、加熱乾燥、または真空乾燥により乾燥を行うが、使用するカップリング剤の種類によって、乾燥前に水洗または超音波洗浄を行うことも可能である。さらに、シランカップリング剤処理前のコア基板100表面を、脱脂処理、アルカリ処理、酸処理、水洗などを必要に応じて適宜組合わせて行い、表面を清浄することが好ましい。   Before forming the buildup layer (insulating layer) 104, it is preferable to form a film (not shown) containing a coupling agent such as a silane coupling agent on the surface of the second wiring 106b. The film containing the coupling agent can improve the adhesion reliability between the surface of the second wiring 106b and the buildup layer (insulating layer) 104. The coupling agent used is preferably a silane coupling agent, for example, the silane coupling agent has a functional group such as an epoxy group, amino group, mercapto group, imidazole group, vinyl group, or methacryl group in the molecule, A solution containing one or a mixture of two or more of these silane coupling agents can be used. As the solvent used for the preparation of the silane coupling agent solution, water, alcohol, ketones or the like can be used. A small amount of acid such as acetic acid or hydrochloric acid can be added to promote hydrolysis of the coupling agent. The content of the coupling agent is 0.01 wt% to 5 wt%, preferably 0.1 wt% to 0.5 wt%, based on the entire solution. The film formation treatment with the coupling agent can be performed by a method of immersing in the coupling agent solution adjusted as described above, spraying the solution, applying, or the like. The core substrate 100 treated with the silane coupling agent is dried by natural drying, heat drying, or vacuum drying. Depending on the type of coupling agent to be used, the core substrate 100 may be washed with water or ultrasonically before drying. Is possible. Furthermore, it is preferable that the surface of the core substrate 100 before the silane coupling agent treatment is appropriately combined with degreasing treatment, alkali treatment, acid treatment, water washing and the like as necessary to clean the surface.

(工程e)
(工程e)は、図4(e)に示すように前記ビルドアップ層(絶縁層)104上に、接着金属層(接着性を高めるために設ける金属層)としてk層の金属層106c1を形成する工程である。k層の金属層106c1は、銅とビルドアップ層(絶縁層)104の接着を確保するための金属が好ましく、スパッタリング、蒸着などで形成できる。金属は特に限定しないが、Cr、Ni、Co、Pd、Zr、Zn、Ni/Cr、Ni/Cu等の金属を用いることができる。また、k層の金属層106c1の厚みは1μm(1000nm)以下が好ましく、さらに5〜300nmがより好ましく、5〜100nmが特に好ましい。
(Process e)
In step (e), a k-layer metal layer 106c1 is formed on the build-up layer (insulating layer) 104 as an adhesive metal layer (a metal layer provided to improve adhesion) as shown in FIG. It is a process to do. The k metal layer 106c1 is preferably a metal for ensuring adhesion between copper and the buildup layer (insulating layer) 104, and can be formed by sputtering, vapor deposition, or the like. Although a metal is not specifically limited, Metals, such as Cr, Ni, Co, Pd, Zr, Zn, Ni / Cr, Ni / Cu, can be used. Further, the thickness of the k metal layer 106c1 is preferably 1 μm (1000 nm) or less, more preferably 5 to 300 nm, and particularly preferably 5 to 100 nm.

(工程f)
(工程f)は、図4(f)に示したように、前記k層の金属層106c1の上から第2のバイアホール108を形成した後、バイアホール内部のスミアを除去する工程である。バイアホールの形成はレーザビーム加工が好ましく、特に炭酸ガスレーザがより好ましい。スミア除去として、ドライ処理、ウェット処理または必要に応じてドライ処理とウェット処理を併用した処理を用いることができる。ドライ処理としては、プラズマ処理、逆スパッタリング処理、イオンガン処理が使用できる。プラズマ処理には大気圧プラズマ処理、真空プラズマ処理、RIE処理があり、真空プラズマ処理が好ましい。ウェット処理には、クロム酸塩、過マンガン酸塩等の酸化剤を用いることができるが、必要に応じて、水、酸またはアルカリ溶液、溶剤などで行うこともできる。さらに、ウェット処理中に超音波を併用することも可能である。また、ドライ処理とウェット処理を併用した処理では、ドライ処理後にウェット処理を行ってもよく、ウェット処理後にドライ処理を行ってもよい。これらの選択は使用する絶縁材料によって適宜選択すればよい。
(Process f)
(Step f) is a step of removing smear inside the via hole after forming the second via hole 108 on the k-layer metal layer 106c1 as shown in FIG. 4 (f). The formation of the via hole is preferably laser beam processing, and more preferably a carbon dioxide laser. As the smear removal, a dry process, a wet process, or a process using a combination of a dry process and a wet process as necessary can be used. As the dry treatment, plasma treatment, reverse sputtering treatment, or ion gun treatment can be used. Plasma processing includes atmospheric pressure plasma processing, vacuum plasma processing, and RIE processing, and vacuum plasma processing is preferable. For the wet treatment, an oxidizing agent such as chromate or permanganate can be used, but can also be carried out with water, an acid or alkali solution, a solvent, or the like, if necessary. Furthermore, it is also possible to use ultrasonic waves during wet processing. In the treatment using both the dry treatment and the wet treatment, the wet treatment may be performed after the dry treatment, or the dry treatment may be performed after the wet treatment. These selections may be appropriately selected depending on the insulating material to be used.

(工程g)
(工程g)は、図4(g)に示すように、前述のスミア除去された第2のバイアホールを有するビルドアップ層(絶縁層)104上に、第3の配線106cを形成する工程である。このような微細配線を形成するプロセスとしてはセミアディティブ法が好ましい。すなわち、k層の金属層106c1上に金属層(不図示)を形成した後、めっきレジストを必要なパターンに形成し、金属層を介して電解めっきにより配線と第2バイアホール108の層間接続を同時に形成できる。その後、めっきレジストを剥離し、最後にk層の金属層106c1及び金属層(不図示)をエッチング等により除去し、第3の配線106cが形成できる。金属層(不図示)はバイアホール内部の層間接続のため、前記接着金属を再びスパッタリングした後、銅をターゲットにして100〜500nmスパッタリングして薄膜銅層を形成するのが好ましい。(工程d)から(工程g)までを繰り返して、図1に示すようにビルドアップ層(絶縁層)104を2層以上作製してもよい。この場合、最外のビルドアップ層(絶縁層)104上に形成された層間接続端子が、外部接続端子107となる。
(Process g)
(Step g) is a step of forming the third wiring 106c on the build-up layer (insulating layer) 104 having the second via hole from which the smear has been removed, as shown in FIG. 4 (g). is there. A semi-additive method is preferable as a process for forming such fine wiring. That is, after a metal layer (not shown) is formed on the k-layer metal layer 106c1, a plating resist is formed in a necessary pattern, and the interlayer connection between the wiring and the second via hole 108 is performed by electrolytic plating through the metal layer. Can be formed simultaneously. Thereafter, the plating resist is peeled off, and finally the k metal layer 106c1 and the metal layer (not shown) are removed by etching or the like, whereby the third wiring 106c can be formed. Since the metal layer (not shown) is for interlayer connection inside the via hole, it is preferable to form the thin film copper layer by sputtering the adhesive metal again and then sputtering 100 to 500 nm using copper as a target. By repeating steps (d) to (g), two or more buildup layers (insulating layers) 104 may be formed as shown in FIG. In this case, the interlayer connection terminal formed on the outermost buildup layer (insulating layer) 104 becomes the external connection terminal 107.

(工程h)
(工程h)は、図4(h)に示すように、前記第3の配線106cを形成した面に次のビルドアップ層(絶縁層)104を形成し、前記ビルドアップ層(絶縁層)104に第3のバイアホール105を形成し、さらに外部接続端子107以外の配線等を保護するための絶縁被覆109を形成する工程である。絶縁被覆材としては、ソルダレジストを用いるのが好ましく、熱硬化型や光硬化型のものが使用できるが、レジスト形状を精度良く仕上げることができる光硬化型のものがより好ましい。
(Process h)
In step (h), as shown in FIG. 4 (h), the next buildup layer (insulating layer) 104 is formed on the surface on which the third wiring 106 c is formed, and the buildup layer (insulating layer) 104 is formed. In this step, a third via hole 105 is formed, and an insulating coating 109 for protecting wirings other than the external connection terminal 107 is formed. As the insulating coating material, a solder resist is preferably used, and a thermosetting type or a photocurable type can be used, but a photocurable type capable of finishing the resist shape with high accuracy is more preferable.

(半導体チップ搭載基板の形状)
半導体チップ搭載基板の形状は、特に問わないが、図5に示すようなフレーム形状にすることが好ましい。半導体チップ搭載基板の形状をこのようにすることで、半導体パッケージの組立てを効率よく行うことができる。以下、好ましいフレーム形状について詳細に説明する。
(Shape of semiconductor chip mounting substrate)
The shape of the semiconductor chip mounting substrate is not particularly limited, but is preferably a frame shape as shown in FIG. By making the shape of the semiconductor chip mounting substrate in this way, it is possible to efficiently assemble the semiconductor package. Hereinafter, a preferable frame shape will be described in detail.

図5の(a)は本発明の半導体チップ搭載基板のフレーム形状の一例を表す全体の平面図であり、(b)は(a)の破線部分の拡大図である。図5のように、半導体パッケージ領域13(1個の半導体パッケージとなる部分)を行及び列に各々複数個等間隔で格子状に配置したブロック23を形成する。さらに、このようなブロックを複数個行及び列に形成する。図5では、2個のブロックしか記載していないが、必要に応じて、ブロックも格子状に配置してもよい。ブロック間のスペース幅は特に問わないが、半導体チップ搭載基板の有効利用を考えると、0.5〜10mmが好ましい。ここで、半導体パッケージ領域間のスペース部の幅は、50〜500μmが好ましく、100〜300μmがより好ましい。さらに、後に半導体パッケージを切断するときに使用するダイサーのブレード幅と同じにするのが最も好ましい。このように半導体パッケージ領域を配置することで、半導体チップ搭載基板22の有効利用が可能になる。   FIG. 5A is an overall plan view showing an example of a frame shape of the semiconductor chip mounting substrate of the present invention, and FIG. 5B is an enlarged view of a broken line part of FIG. As shown in FIG. 5, a block 23 is formed in which a plurality of semiconductor package regions 13 (parts to be a single semiconductor package) are arranged in rows and columns at regular intervals. Further, such a block is formed in a plurality of rows and columns. Although only two blocks are shown in FIG. 5, the blocks may be arranged in a lattice shape as necessary. The space width between the blocks is not particularly limited, but 0.5 to 10 mm is preferable in consideration of effective use of the semiconductor chip mounting substrate. Here, the width of the space between the semiconductor package regions is preferably 50 to 500 μm, and more preferably 100 to 300 μm. Furthermore, it is most preferable that the blade width of the dicer used when the semiconductor package is cut later is made the same. By arranging the semiconductor package region in this way, the semiconductor chip mounting substrate 22 can be effectively used.

また、半導体チップ搭載基板22の端部には、位置合わせ用ガイド穴11のような位置決めのマーク等を形成することが好ましく、貫通穴によるピン穴であることがより好ましい。ピン穴の形状や配置は、形成方法や半導体パッケージの組立て装置に合うように選択すればよい。さらに、前記半導体パッケージ領域間のスペース部や前記ブロックの外側には補強パターン24を形成することが好ましい。補強パターンを形成することにより、半導体チップ搭載基板の剛性が向上し、半導体パッケージの組み立てが容易になる。また、補強パターンは、半導体チップ搭載基板の反りやねじれの防止も可能であり、必要に応じて基板の両側、さらには内層ビルドアップ層(絶縁層)104にも形成することができる。補強パターンは、別途作製し半導体チップ搭載基板と貼り合わせてもよいが、半導体パッケージ領域に形成される配線と同時に形成された金属パターンであることが好ましく、さらに、その表面には、配線と同様のニッケル、金などのめっきを施すか、絶縁被覆をすることがより好ましい。補強パターンが、このような金属の場合は、電解めっきの際のめっきリードとして利用することも可能である。また、ブロックの外側には、ダイサーで切断する際の切断位置合わせマーク25を形成することが好ましい。このようにして、半導体チップ搭載基板を作製することができる。   Further, a positioning mark or the like such as the alignment guide hole 11 is preferably formed on the end portion of the semiconductor chip mounting substrate 22, and a pin hole by a through hole is more preferable. The shape and arrangement of the pin holes may be selected so as to match the forming method and the semiconductor package assembly apparatus. Furthermore, it is preferable to form a reinforcing pattern 24 in the space between the semiconductor package regions or outside the block. By forming the reinforcing pattern, the rigidity of the semiconductor chip mounting substrate is improved and the assembly of the semiconductor package is facilitated. In addition, the reinforcing pattern can prevent warping and twisting of the semiconductor chip mounting substrate, and can be formed on both sides of the substrate and further on the inner buildup layer (insulating layer) 104 as necessary. The reinforcing pattern may be separately manufactured and bonded to the semiconductor chip mounting substrate, but is preferably a metal pattern formed at the same time as the wiring formed in the semiconductor package region, and the surface thereof is similar to the wiring. More preferably, nickel or gold is plated or an insulating coating is applied. When the reinforcing pattern is such a metal, it can also be used as a plating lead for electrolytic plating. Moreover, it is preferable to form the cutting position alignment mark 25 at the time of cutting with a dicer outside the block. In this way, a semiconductor chip mounting substrate can be manufactured.

(半導体パッケージ)
半導体パッケージは、前記半導体チップ搭載基板と、前記半導体チップ搭載基板に搭載された半導体チップと、前記半導体チップの少なくともフェース面を封止する樹脂とを含んで構成される。
(Semiconductor package)
The semiconductor package includes the semiconductor chip mounting substrate, the semiconductor chip mounted on the semiconductor chip mounting substrate, and a resin that seals at least the face surface of the semiconductor chip.

図6に、本発明のフリップチップタイプ半導体パッケージの実施形態の一例を断面模式図で示す。図6に示すように本発明の半導体パッケージは、上記本発明の半導体チップ搭載基板に、さらに半導体チップ111が搭載されているもので、半導体チップと半導体チップ接続端子とを接続バンプ112を用いてフリップチップ接続することによって電気的に接続して得ることができる。さらに、これらの半導体パッケージには、図示するように、半導体チップと半導体チップ搭載基板の間を熱硬化性樹脂等のアンダーフィル材113で封止することが好ましい。アンダーフィル材の熱膨張係数は、半導体チップ及びコア基板100の熱膨張係数と近似していることが好ましい。さらに好ましくは(半導体チップの熱膨張係数)≦(アンダーフィル材の熱膨張係数)≦(コア基板の熱膨張係数)である。さらに、半導体チップの搭載には異方導電性フィルム(ACF)や導電性粒子を含まない接着フィルム(NCF)を用いて行うこともできる。この場合は、アンダーフィル材で封止する工程の必要がないため、効率的である。さらに、半導体チップを搭載する際に超音波を併用すれば、電気的な接続が低温でしかも短時間で行えるためより好ましい。   FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing an example of an embodiment of the flip chip type semiconductor package of the present invention. As shown in FIG. 6, the semiconductor package of the present invention is such that the semiconductor chip 111 is further mounted on the semiconductor chip mounting substrate of the present invention, and the semiconductor chip and the semiconductor chip connection terminal are connected using the connection bumps 112. It can be obtained by electrical connection by flip-chip connection. Furthermore, in these semiconductor packages, it is preferable to seal between the semiconductor chip and the semiconductor chip mounting substrate with an underfill material 113 such as a thermosetting resin, as illustrated. It is preferable that the thermal expansion coefficient of the underfill material approximates the thermal expansion coefficient of the semiconductor chip and the core substrate 100. More preferably, (thermal expansion coefficient of the semiconductor chip) ≦ (thermal expansion coefficient of the underfill material) ≦ (thermal expansion coefficient of the core substrate). Furthermore, the semiconductor chip can be mounted using an anisotropic conductive film (ACF) or an adhesive film (NCF) that does not contain conductive particles. In this case, there is no need for a step of sealing with an underfill material, which is efficient. Furthermore, it is more preferable to use ultrasonic waves in combination with the semiconductor chip because electrical connection can be performed at a low temperature and in a short time.

また、マザーボードとの電気的な接続を行うために、外部接続端子には、例えばはんだボール114を用いることができる。はんだボールには共晶はんだやPbフリーはんだが用いられる。はんだボールを外部接続端子に固着する方法としては、Nリフロー装置を用いるのが一般的である。 For example, solder balls 114 can be used as external connection terminals in order to make electrical connection with the motherboard. For the solder balls, eutectic solder or Pb-free solder is used. As a method for fixing the solder balls to the external connection terminals, an N 2 reflow apparatus is generally used.

また、図7には、ワイヤボンドタイプ半導体パッケージの実施形態の断面図を示す。半導体チップの搭載には、一般のダイボンドペーストも使用できるが、図7に示すようにダイボンドフィルム117を用いるのがより好ましい。半導体チップと半導体チップ接続端子との電気的な接続は金ワイヤ115を用いたワイヤボンドで行うのが一般的である。半導体チップの封止は、半導体用封止樹脂116をトランスファモールドで行うことができる。封止領域は、半導体チップの必要な部分だけを封止しても良いが、図7のように半導体パッケージ領域全体を封止してもよい。これは、半導体パッケージ領域を行及び列に複数個配列した半導体チップ搭載基板において、基板と封止樹脂を同時にダイサー等で切断する場合、特に有効な方法である。最後に、ダイサー等を用いて個々の半導体パッケージに切断する。   FIG. 7 shows a cross-sectional view of an embodiment of a wire bond type semiconductor package. Although a general die bond paste can be used for mounting the semiconductor chip, it is more preferable to use a die bond film 117 as shown in FIG. The electrical connection between the semiconductor chip and the semiconductor chip connection terminal is generally performed by wire bonding using a gold wire 115. The semiconductor chip can be sealed by transfer molding using a semiconductor sealing resin 116. The sealing region may seal only a necessary part of the semiconductor chip, but may seal the entire semiconductor package region as shown in FIG. This is a particularly effective method in the case where a plurality of semiconductor package regions are arranged in rows and columns and the substrate and the sealing resin are cut simultaneously with a dicer or the like. Finally, each semiconductor package is cut using a dicer or the like.

次に、実施例を挙げて本発明をさらに説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
(実施例1)
(工程a)
図4に示すように、コア基板100として0.4mm厚のソーダガラス基板(熱膨張係数11ppm/℃)を用意し、片面にスパッタリングにより200nmの銅薄膜を形成した後、電気銅めっきで10μmの厚さまでめっきを行った。スパッタリングは、日本真空技術株式会社製装置型番MLH−6315を用いて以下に示した条件で行った。その後、第1の配線106aとなる部分にエッチングレジストを形成し、塩化第二鉄エッチング液を用いてエッチングして第1の配線106a(第1の層間接続端子101及び半導体チップ接続端子(不図示)を含む。)を形成した。
〔条件〕
電流:3.5A
電圧:500V
アルゴン流量:35SCCM
圧力:5×10−3Torr(4.9×10−2Pa)
成膜速度:5nm/秒
EXAMPLES Next, although an Example is given and this invention is further demonstrated, this invention is not limited to these Examples.
(Example 1)
(Process a)
As shown in FIG. 4, a 0.4 mm thick soda glass substrate (thermal expansion coefficient 11 ppm / ° C.) is prepared as the core substrate 100, a 200 nm copper thin film is formed on one side by sputtering, and then 10 μm thick by electrolytic copper plating. Plating was performed to a thickness. Sputtering was performed under the conditions shown below using an equipment model number MLH-6315 manufactured by Nippon Vacuum Technology Co., Ltd. After that, an etching resist is formed in a portion to become the first wiring 106a, and etching is performed using a ferric chloride etchant to form the first wiring 106a (first interlayer connection terminal 101 and semiconductor chip connection terminal (not shown). ).
〔conditions〕
Current: 3.5A
Voltage: 500V
Argon flow rate: 35 SCCM
Pressure: 5 × 10 −3 Torr (4.9 × 10 −2 Pa)
Deposition rate: 5 nm / second

(工程b)
第1の配線が形成されたガラス基板の第1の配線と反対面から第1の層間接続端子に到達するまで、レーザで直径50μmの穴を形成した。レーザにはYAGレーザLAVIA−UV2000(住友重機械工業株式会社製、商品名)を使用し、周波数4kHz、ショット数50、マスク径0.4mmの条件で行った。得られた穴に導電性ペーストMP−200V(日立化成工業株式会社製、商品名)を充填して、160℃60分の条件で硬化し、ガラス基板の第1の層間接続端子と電気的に接続し、第1のバイアホール102を形成した。
(Process b)
A hole having a diameter of 50 μm was formed with a laser until it reached the first interlayer connection terminal from the surface opposite to the first wiring of the glass substrate on which the first wiring was formed. YAG laser LAVIA-UV2000 (manufactured by Sumitomo Heavy Industries, Ltd., trade name) was used as the laser, and the conditions were a frequency of 4 kHz, a shot number of 50, and a mask diameter of 0.4 mm. The obtained hole is filled with conductive paste MP-200V (trade name, manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.), cured under conditions of 160 ° C. for 60 minutes, and electrically connected to the first interlayer connection terminal of the glass substrate. The first via holes 102 were formed by connection.

(工程c)
(工程b)で形成された第1のバイアホールと電気的に接続するために、ガラス基板の、第1の配線と反対側の面にスパッタリングにより200nmの銅薄膜を形成した後電気銅めっきで10μmの厚さまでめっきを行った。スパッタリングは、(工程a)と同様に行った。さらに、(工程a)と同様に第2の配線の形状にエッチングレジストを形成し、塩化第二鉄エッチング液を用いてエッチングして第2の配線106b(第2の層間接続端子103を含む。)を形成した。
(Process c)
In order to electrically connect with the first via hole formed in (Step b), a copper thin film having a thickness of 200 nm is formed on the surface of the glass substrate opposite to the first wiring by sputtering, and then by electrolytic copper plating. Plating was performed to a thickness of 10 μm. Sputtering was performed in the same manner as in (Step a). Further, an etching resist is formed in the shape of the second wiring as in (Step a), and etching is performed using a ferric chloride etchant to include the second wiring 106b (including the second interlayer connection terminal 103). ) Was formed.

(工程d)
(工程c)で形成した第2の配線側の面に、シランカップリング剤処理をして配線表面にシランカップリング剤を含んだ皮膜(不図示)を形成した後、絶縁層であるビルドアップ層104を次のように形成した。すなわち、絶縁樹脂材料であるFTF(日立化成工業株式会社製、商品名)を用いて、スピンコート法で、2000rpmで10μm厚の絶縁層を形成し、50℃15分、100℃15分、150℃15分、200℃60分間順次加熱硬化して絶縁層であるビルドアップ層104を得た。このビルドアップ層(絶縁層)104の、熱膨張係数は20ppm/℃、ヤング率は1.5GPaであった。
(Process d)
After the silane coupling agent treatment is performed on the surface on the second wiring side formed in (Step c) to form a film (not shown) containing the silane coupling agent on the wiring surface, a build-up that is an insulating layer Layer 104 was formed as follows. That is, using an insulating resin material FTF (manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd., trade name), an insulating layer having a thickness of 10 μm is formed by spin coating at 2000 rpm, and the temperature is 50 ° C. for 15 minutes, 100 ° C. for 15 minutes, 150 C. for 15 minutes and 200.degree. C. for 60 minutes, followed by heat curing to obtain a buildup layer 104 as an insulating layer. The buildup layer (insulating layer) 104 had a thermal expansion coefficient of 20 ppm / ° C. and a Young's modulus of 1.5 GPa.

(工程e)
(工程d)で形成されたビルドアップ層(絶縁層)104上に、スパッタリングによりk層の金属層(接着金属層)106c1として10nmのNi層を形成した。スパッタリングは、日本真空技術株式会社製装置型番MLH−6315を用いて以下に示した条件で行った。
〔条件〕
電流:5.0A
電圧:350V
アルゴン流量:35SCCM
圧力:5×10−3Torr(4.9×10−2Pa)
成膜速度:0.3nm/秒
(Process e)
On the build-up layer (insulating layer) 104 formed in (Step d), a 10 nm Ni layer was formed as a k-layer metal layer (adhesive metal layer) 106c1 by sputtering. Sputtering was performed under the conditions shown below using an equipment model number MLH-6315 manufactured by Nippon Vacuum Technology Co., Ltd.
〔conditions〕
Current: 5.0A
Voltage: 350V
Argon flow rate: 35 SCCM
Pressure: 5 × 10 −3 Torr (4.9 × 10 −2 Pa)
Deposition rate: 0.3 nm / second

(工程f)
k層の金属層(接着金属層)106c1であるNi層の上から第2の層間接続用端子103に到達するまで、レーザで直径70μmの第2のバイアホール108を形成した。レーザには炭酸ガスレーザML605GTX(三菱電機株式会社製、商品名)を使用し、周波数100Hz、ショット数3、マスク径0.9mmの条件で行った。次に、大気圧プラズマ装置AP−T02(積水化学工業株式会社製、商品名)を使用し、第2のバイアホール108内部のスミアを除去した。プラズマは以下に示した条件で行った。
〔条件〕
電極間隔:2mm
酸素流量:1L/分
電圧:60V×90
時間:5分
(Process f)
The second via hole 108 having a diameter of 70 μm was formed by laser until the second interlayer connection terminal 103 was reached from the top of the Ni layer which is the k metal layer (adhesive metal layer) 106c1. A carbon dioxide laser ML605GTX (trade name, manufactured by Mitsubishi Electric Corporation) was used as the laser, and the conditions were a frequency of 100 Hz, a shot number of 3, and a mask diameter of 0.9 mm. Next, the atmospheric pressure plasma apparatus AP-T02 (made by Sekisui Chemical Co., Ltd., trade name) was used to remove smear inside the second via hole 108. Plasma was performed under the following conditions.
〔conditions〕
Electrode spacing: 2mm
Oxygen flow rate: 1L / min Voltage: 60V x 90
Time: 5 minutes

(工程g)
第3の配線106c形成及び第2のバイアホール108の層間接続を行うために、スパッタリングにより第2の接着金属層118(図8)としてNi層を10nmと、薄膜銅層119(図8)を200nm形成した。スパッタリングは、日本真空技術株式会社製MLH−6315を用いて以下に示した条件で行った。
〔条件〕
(Ni)
電流:5.0A
電圧:350V
アルゴン流量:35SCCM
圧力:5×10−3Torr(4.9×10−2Pa)
成膜速度:0.3nm/秒
(銅)
電流:3.5A
電圧:500V
アルゴン流量:35SCCM
圧力:5×10−3Torr(4.9×10−2Pa)
成膜速度:5nm/秒
(Process g)
In order to form the third wiring 106c and the interlayer connection of the second via hole 108, the Ni layer is 10 nm as the second adhesive metal layer 118 (FIG. 8) by sputtering, and the thin copper layer 119 (FIG. 8) is formed. 200 nm was formed. Sputtering was performed under the conditions shown below using MLH-6315 manufactured by Nippon Vacuum Technology Co., Ltd.
〔conditions〕
(Ni)
Current: 5.0A
Voltage: 350V
Argon flow rate: 35 SCCM
Pressure: 5 × 10 −3 Torr (4.9 × 10 −2 Pa)
Deposition rate: 0.3 nm / second (copper)
Current: 3.5A
Voltage: 500V
Argon flow rate: 35 SCCM
Pressure: 5 × 10 −3 Torr (4.9 × 10 −2 Pa)
Deposition rate: 5 nm / second

次に、めっきレジストPMER P−LA900PM(東京応化工業株式会社製、商品名)をスピンコート法で膜厚20μmのレジスト層を形成した。1000mJ/cmの条件で露光し、PMER現像液P−7Gを用いて23℃で6分間浸漬揺動し、L/S=10μm/10μmのレジストパターンを形成した。その後、硫酸銅めっき液を用いてパターン銅めっきを約5μm行った。めっきレジストの剥離は、メチルエチルケトンを用いて室温で1分間浸漬し除去した。薄膜銅層119、k層の金属層(接着金属層)106c1(Ni層)及び第2の接着金属層118(Ni層)のクイックエッチングには、CPE−700(三菱瓦斯化学株式会社製、商品名)の5倍希釈液を用いて、30℃で30秒間浸漬揺動することによりエッチング除去し、第3の配線106cを形成した。図8に、第2のバイアホール部の断面図を示した。 Next, a 20 μm-thick resist layer was formed by a spin coating method using a plating resist PMER P-LA900PM (trade name, manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.). Exposure was performed at 1000 mJ / cm 2 , and immersion rocking was performed at 23 ° C. for 6 minutes using PMER developer P-7G to form a resist pattern of L / S = 10 μm / 10 μm. Then, pattern copper plating was performed about 5 micrometers using the copper sulfate plating solution. The plating resist was removed by dipping for 1 minute at room temperature using methyl ethyl ketone. For quick etching of the thin copper layer 119, the k metal layer (adhesive metal layer) 106c1 (Ni layer) and the second adhesive metal layer 118 (Ni layer), CPE-700 (manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Co., Ltd., product) The third wiring 106c was formed by immersing and rocking at 30 ° C. for 30 seconds using a 5-fold diluted solution of No. 1). FIG. 8 shows a cross-sectional view of the second via hole portion.

(工程h)
この後、(工程d)〜(工程g)までを再度繰り返し、ビルドアップ層(絶縁層)104及び外部接続端子107を含む最外層の配線をさらに一層形成し、最後にソルダレジスト109を形成して、図1(1パッケージ分の断面図)、図2(1パッケージ分の平面図)、及び図5(半導体チップ搭載基板全体図)に示すようなファン−インタイプBGA用半導体チップ搭載基板を作製した。
(Process h)
Thereafter, the steps (d) to (step g) are repeated again to form a further outermost layer wiring including the buildup layer (insulating layer) 104 and the external connection terminal 107, and finally a solder resist 109 is formed. The fan-in type BGA semiconductor chip mounting substrate as shown in FIG. 1 (sectional view of one package), FIG. 2 (plan view of one package), and FIG. Produced.

(工程i)
前記(工程a)〜(工程h)により作製された半導体チップ搭載基板の半導体チップ搭載領域に、接続バンプ112の形成された半導体チップ111を、フリップチップボンダを用いて超音波を印加しながら必要な数だけ搭載した。さらに、半導体チップ搭載基板と半導体チップの隙間に、半導体チップ端部からアンダーフィル材113を注入し、オーブンを用いて80℃で1時間の1次硬化及び150℃で4時間の2次硬化を行った。次に、外部接続端子に直径0.45mmの鉛・錫共晶はんだボール114をNリフロー装置で融着した。最後に、幅200μmのブレードを装着したダイサーで半導体チップ搭載基板を切断し、図6に示す半導体パッケージを作製した。
(Process i)
The semiconductor chip 111 on which the connection bumps 112 are formed is applied to the semiconductor chip mounting region of the semiconductor chip mounting substrate manufactured by the above (steps a) to (step h) while applying ultrasonic waves using a flip chip bonder. A large number were installed. Furthermore, an underfill material 113 is injected from the end of the semiconductor chip into the gap between the semiconductor chip mounting substrate and the semiconductor chip, and primary curing is performed at 80 ° C. for 1 hour and secondary curing at 150 ° C. for 4 hours using an oven. went. Next, a lead / tin eutectic solder ball 114 having a diameter of 0.45 mm was fused to the external connection terminal using an N 2 reflow apparatus. Finally, the semiconductor chip mounting substrate was cut with a dicer equipped with a blade having a width of 200 μm to produce the semiconductor package shown in FIG.

(実施例2)
(工程e)
(工程d)で形成されたビルドアップ層(絶縁層)104上に、スパッタリングによりk層の金属層(接着金属層)106c1としてCr層を10nm形成した。スパッタリングは、日本真空技術株式会社製装置型番MLH−6315を用いて以下に示した条件で行った。
〔条件〕
電流:5.0A
電圧:350V
アルゴン流量:35SCCM
圧力:5×10−3Torr(4.9×10−2Pa)
成膜速度:0.5nm/秒
(Example 2)
(Process e)
On the build-up layer (insulating layer) 104 formed in (Step d), a Cr layer of 10 nm was formed as a k-layer metal layer (adhesive metal layer) 106c1 by sputtering. Sputtering was performed under the conditions shown below using an equipment model number MLH-6315 manufactured by Nippon Vacuum Technology Co., Ltd.
〔conditions〕
Current: 5.0A
Voltage: 350V
Argon flow rate: 35 SCCM
Pressure: 5 × 10 −3 Torr (4.9 × 10 −2 Pa)
Deposition rate: 0.5 nm / second

(工程g)
スパッタリングによりk層の金属層(接着金属層)106c1としてCr層を10nmを形成したことと、薄膜銅層119のクイックエッチングにCPE−700(三菱瓦斯化学株式会社製、商品名)の5倍希釈液を用いて、30℃で30秒間浸漬揺動することによりエッチング除去し、k層の金属層(接着金属層)106c1(Cr層)及び第2の接着金属層118(Ni層)のクイックエッチングにフェリシアン化カリウム300g/L、水酸化カリウム50g/Lの組成のエッチング液で30℃/30秒間浸漬揺動することによりエッチング除去したこと以外の(工程g)は実施例1と同様である。
(Process g)
CPE-700 (Mitsubishi Gas Chemical Co., Ltd., trade name) diluted 5 times for Cr metal layer (adhesive metal layer) 106c1 by sputtering to form a Cr layer of 10nm and for quick etching of thin copper layer 119 Using a liquid, etching is removed by immersing and shaking at 30 ° C. for 30 seconds, and quick etching of the k metal layer (adhesive metal layer) 106c1 (Cr layer) and the second adhesive metal layer 118 (Ni layer) is performed. (Step g) is the same as in Example 1 except that etching removal was performed by immersing and shaking in an etching solution having a composition of potassium ferricyanide 300 g / L and potassium hydroxide 50 g / L at 30 ° C. for 30 seconds.

(工程a)〜(工程h)
(工程e)(工程g)以外の工程は実施例1と同様にして、図1(1パッケージ分の断面図)、図3(1パッケージ分の平面図)、及び図5(半導体チップ搭載基板全体図)に示すようなワイヤボンドタイプBGA用半導体チップ搭載基板を作製した。
(Step a) to (Step h)
Steps other than (Step e) and (Step g) are the same as in the first embodiment, and FIG. 1 (sectional view of one package), FIG. 3 (plan view of one package), and FIG. A wire bond type BGA semiconductor chip mounting substrate as shown in FIG.

(工程i)
前記(工程a)〜(工程h)により作製された半導体チップ搭載基板の半導体チップ搭載領域に、ダイボンドフィルムDF−100(日立化成工業株式会社製、商品名)117を用いて、半導体チップ111を必要な数だけ搭載した。次に、ワイヤボンダUTC230(株式会社新川製、商品名)で、半導体チップ上の端子と半導体チップ搭載基板の半導体チップ接続端子とを、直径25μmの金ワイヤ115で電気的に接続した。さらに、半導体チップを封止樹脂116であるCEL9200(日立化成工業株式会社製、商品名)を用いて、圧力10MPa、温度180℃、時間90秒で、図5に示す1つのブロック23を一体にトランスファモールドした。次に、温度180℃のオーブンで5時間の熱処理を行い、封止樹脂及びダイボンドフィルムを完全硬化して、外部接続端子に直径0.45mmの鉛・錫共晶はんだボール114をNリフロー装置で融着した。最後に、幅200μmのブレードを装着したダイサーで封止樹脂と半導体チップ搭載基板を同時に切断し、図7に示す半導体パッケージを作製した。
(Process i)
Using a die bond film DF-100 (trade name, manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.) 117 in the semiconductor chip mounting region of the semiconductor chip mounting substrate manufactured by the above (step a) to (step h), the semiconductor chip 111 is formed. Installed as many as needed. Next, using a wire bonder UTC230 (trade name, manufactured by Shinkawa Co., Ltd.), a terminal on the semiconductor chip and a semiconductor chip connection terminal of the semiconductor chip mounting substrate were electrically connected by a gold wire 115 having a diameter of 25 μm. Furthermore, using CEL9200 (trade name, manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.), which is a sealing resin 116, the semiconductor chip is integrated into one block 23 shown in FIG. 5 at a pressure of 10 MPa, a temperature of 180 ° C., and a time of 90 seconds. Transfer molded. Next, heat treatment is performed in an oven at a temperature of 180 ° C. for 5 hours to completely cure the sealing resin and the die bond film, and a lead / tin eutectic solder ball 114 having a diameter of 0.45 mm is applied to the external connection terminal as an N 2 reflow apparatus. Fused. Finally, the sealing resin and the semiconductor chip mounting substrate were simultaneously cut with a dicer equipped with a blade having a width of 200 μm to produce the semiconductor package shown in FIG.

(比較例1)
(工程e)を省略し、(工程f)でビルドアップ層(絶縁層)104に直接バイアホールを形成した以外は実施例1と同様にして、ファン−インタイプBGA用半導体チップ搭載基板及び半導体パッケージを作製した。
(Comparative Example 1)
(Step e) is omitted, and a fan-in type BGA semiconductor chip mounting substrate and a semiconductor are formed in the same manner as in Example 1 except that via holes are directly formed in the buildup layer (insulating layer) 104 in (Step f). A package was produced.

以上のように作製した各半導体パッケージのサンプルに、以下の試験を行った。
(半導体パッケージの信頼性試験)
各々の半導体パッケージサンプルを、吸湿処理を行った後、サンプル数22個を到達温度240℃、長さ2mのリフロー炉に0.5m/分の条件で流してリフローし、クラックの発生(NG数)を調べた。結果を表1に示した。また、同様に半導体パッケージサンプル数22個を厚さ0.8mmのマザーボードに実装し、−55〜125℃、各30分の条件で温度サイクル試験を行い、はんだボールの接続信頼性を調べ、接続不良の数をNG数とし、その結果を表1に示した。
The following tests were performed on the samples of each semiconductor package manufactured as described above.
(Semiconductor package reliability test)
After each semiconductor package sample was subjected to moisture absorption treatment, 22 samples were reflowed in a reflow oven with an ultimate temperature of 240 ° C. and a length of 2 m under the condition of 0.5 m / min to generate cracks (NG number) ). The results are shown in Table 1. Similarly, 22 semiconductor package samples were mounted on a 0.8mm thick motherboard, and a temperature cycle test was conducted at -55 to 125 ° C for 30 minutes each to check the connection reliability of the solder balls. The number of defects was defined as the NG number, and the results are shown in Table 1.

Figure 2005159330
Figure 2005159330

本発明の製造方法により製造した実施例1、2は、リフロー試験、温度サイクル試験による接続信頼性が優れている。これに対し、本発明の製造方法によらない比較例1は、接続信頼性に劣る。このように、本発明の基板の製造方法によれば、デスミアの際に樹脂と金属(配線)の接着強度が低下することがなく、耐リフロー性及び温度サイクル試験での信頼性を向上することができる。このことから、実装信頼性に優れた半導体パッケージを作製することができる。   Examples 1 and 2 manufactured by the manufacturing method of the present invention are excellent in connection reliability by a reflow test and a temperature cycle test. On the other hand, the comparative example 1 which does not depend on the manufacturing method of this invention is inferior to connection reliability. As described above, according to the substrate manufacturing method of the present invention, the adhesion strength between the resin and the metal (wiring) is not lowered during desmearing, and the reflow resistance and the reliability in the temperature cycle test are improved. Can do. Thus, a semiconductor package with excellent mounting reliability can be manufactured.

本発明の一実施形態が適用される半導体チップ搭載基板の断面図である。It is sectional drawing of the semiconductor chip mounting substrate to which one Embodiment of this invention is applied. 本発明の一実施形態であるファン−インタイプ半導体チップ搭載基板の平面図である。It is a top view of the fan-in type semiconductor chip mounting substrate which is one Embodiment of this invention. 本発明の別の実施形態であるファン−アウトタイプ半導体チップ搭載基板の平面図である。It is a top view of the fan-out type semiconductor chip mounting substrate which is another embodiment of this invention. (a)〜(h)は本発明の半導体チップ搭載基板の製造方法の一実施形態を示す工程図である。(A)-(h) is process drawing which shows one Embodiment of the manufacturing method of the semiconductor chip mounting substrate of this invention. (a)本発明の半導体チップ搭載基板のフレーム形状の一例を表す全体の平面図である。(b)(a)の破線部分の拡大図である。(A) It is the whole top view showing an example of the frame shape of the semiconductor chip mounting substrate of this invention. (B) It is an enlarged view of the broken-line part of (a). 本発明の一実施形態が適用されるフリップチップタイプ半導体パッケージの断面図である。1 is a cross-sectional view of a flip chip type semiconductor package to which an embodiment of the present invention is applied. 本発明の一実施形態が適用されるワイヤボンドタイプ半導体パッケージの断面図である。1 is a cross-sectional view of a wire bond type semiconductor package to which an embodiment of the present invention is applied. 本発明の一実施形態が適用される半導体チップ搭載基板のバイアホール部の断面図である。It is sectional drawing of the via hole part of the semiconductor chip mounting substrate to which one Embodiment of this invention is applied.

符号の説明Explanation of symbols

11 位置合わせ用ガイド穴
13 半導体パッケージ領域
14 ダイボンドフィルム接着領域(フリップチップタイプ)
15 半導体チップ搭載領域(フリップチップタイプ)
16 半導体チップ接続端子
17 ダイボンドフィルム接着領域(ワイヤボンドタイプ)
18 半導体チップ搭載領域(ワイヤボンドタイプ)
19 外部接続端子
20 展開配線
21 ダミーパターン
22 半導体チップ搭載基板
23 ブロック
24 補強パターン
25 切断位置合わせマーク
100 コア基板
101 第1の層間接続端子
102 第1のバイアホール
103 第2の層間接続端子
104 ビルドアップ層(絶縁層)
105 第3のバイアホール
106a 第1の配線
106b 第2の配線
106c 第3の配線
106c1 k層の金属層(接着金属層)
107 外部接続端子
108 第2のバイアホール
109 絶縁被覆(ソルダレジスト)
111 半導体チップ
112 接続バンプ
113 アンダーフィル材
114 はんだボール
115 金ワイヤ
116 封止樹脂
117 ダイボンドフィルム
118 第2の接着金属(Ni)層
119 薄膜銅層
120 電解銅めっき層


11 Alignment Guide Hole 13 Semiconductor Package Area 14 Die Bond Film Adhesive Area (Flip Chip Type)
15 Semiconductor chip mounting area (flip chip type)
16 Semiconductor chip connection terminal 17 Die bond film adhesion area (wire bond type)
18 Semiconductor chip mounting area (wire bond type)
19 External connection terminal 20 Expanded wiring 21 Dummy pattern 22 Semiconductor chip mounting substrate 23 Block 24 Reinforcement pattern 25 Cutting alignment mark 100 Core substrate 101 First interlayer connection terminal 102 First via hole 103 Second interlayer connection terminal 104 Build Up layer (insulating layer)
105 third via hole 106a first wiring 106b second wiring 106c third wiring 106c1 k layer metal layer (adhesive metal layer)
107 External connection terminal 108 Second via hole 109 Insulation coating (solder resist)
111 Semiconductor chip 112 Connection bump 113 Underfill material 114 Solder ball 115 Gold wire 116 Sealing resin 117 Die bond film 118 Second adhesive metal (Ni) layer 119 Thin film copper layer 120 Electrolytic copper plating layer


Claims (11)

絶縁層上に1種類以上の金属でn(ただしnはn≧2の整数)層の金属層を形成する工程を含む多層回路基板の製造方法であって、前記絶縁層上にk(ただしkは1≦k≦n−1である整数)層の金属層を形成する工程、前記k層の金属層と絶縁層に開口を形成する工程、前記開口内部をデスミア処理する工程、(n−k)層の金属層をさらに形成する工程を含むことを特徴とする多層回路基板の製造方法。   A method for manufacturing a multilayer circuit board, comprising a step of forming a metal layer of n (where n is an integer of n ≧ 2) from one or more metals on an insulating layer, wherein k (where k Is an integer satisfying 1 ≦ k ≦ n−1) a step of forming a metal layer, a step of forming an opening in the metal layer and the insulating layer of the k layer, a step of desmearing the inside of the opening, (n−k And a step of further forming a metal layer of the layer. 前記デスミア処理する工程は、ドライプロセスで行う工程である請求項1に記載の多層回路基板の製造方法。   The method for manufacturing a multilayer circuit board according to claim 1, wherein the desmear process is a process performed by a dry process. 前記デスミア処理する工程は、ドライプロセスとウェットプロセスを併用する工程である請求項1に記載の多層回路基板の製造方法。   The method of manufacturing a multilayer circuit board according to claim 1, wherein the desmearing process is a process using both a dry process and a wet process. 前記開口を形成する工程は、レーザ加工による工程である請求項1〜3いずれかに記載の多層回路基板の製造方法。   The method for manufacturing a multilayer circuit board according to claim 1, wherein the step of forming the opening is a step by laser processing. 前記n層の金属層を形成する工程は、少なくとも1層以上をドライプロセスで形成する工程を有する請求項1〜4いずれかに記載の多層回路基板の製造方法。   The method for producing a multilayer circuit board according to claim 1, wherein the step of forming the n metal layers includes a step of forming at least one layer by a dry process. 前記n層の金属層を形成する工程は、少なくとも1層以上をめっきで形成する工程を有する請求項1〜4いずれかに記載の多層回路基板の製造方法。   The method for producing a multilayer circuit board according to claim 1, wherein the step of forming the n metal layers includes a step of forming at least one layer by plating. 前記k層の金属層の厚みは1μm以下である請求項1〜6いずれかに記載の多層回路基板の製造方法。   The method for manufacturing a multilayer circuit board according to claim 1, wherein the metal layer of the k layer is 1 μm or less. 前記絶縁層の表面粗さを、平均粗さ(Ra)で1μm以下に形成する工程をさらに有する請求項1〜7いずれかに記載の多層回路基板の製造方法。   The manufacturing method of the multilayer circuit board in any one of Claims 1-7 which further has the process of forming the surface roughness of the said insulating layer in 1 micrometer or less by average roughness (Ra). 請求項1〜8に記載のいずれかの製造方法で製造された多層回路基板。   A multilayer circuit board manufactured by the manufacturing method according to claim 1. 請求項9に記載の多層回路基板を用いた半導体チップ搭載基板であって、前記多層回路基板の一方の面に半導体チップ接続端子が、他方の面に外部接続端子が設けられた半導体チップ搭載基板。   10. A semiconductor chip mounting board using the multilayer circuit board according to claim 9, wherein a semiconductor chip connection terminal is provided on one side of the multilayer circuit board and an external connection terminal is provided on the other side. . 請求項10に記載の半導体チップ搭載基板と、半導体チップ搭載領域に搭載された半導体チップと、前記半導体チップの少なくともフェース面を封止する封止樹脂からなる半導体パッケージ。


11. A semiconductor package comprising the semiconductor chip mounting substrate according to claim 10, a semiconductor chip mounted in a semiconductor chip mounting area, and a sealing resin for sealing at least a face surface of the semiconductor chip.


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