JP2005259734A

JP2005259734A - フリップチップ搭載用プリント配線板の製造方法。

Info

Publication number: JP2005259734A
Application number: JP2004065034A
Authority: JP
Inventors: Morio Take; 杜夫岳; Nobuyuki Ikeguchi; 信之池口; Takafumi Omori; 貴文大森
Original assignee: Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
Current assignee: Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
Priority date: 2004-03-09
Filing date: 2004-03-09
Publication date: 2005-09-22

Abstract

【課題】半導体チップの裏面にバンプを作製しないで搭載できるフリップチップ搭載用プリント配線板の製造方法を提供する。
【解決手段】フリップチップ搭載用プリント配線板の製造において、その製造工程が、金属箔張板に導体回路ａを形成した回路基板ｃの上に、表面凹凸３μｍ以下の熱硬化型樹脂組成物層ｂを形成する工程、該熱硬化型樹脂組成物層ｂが形成された回路基板の半導体チップのバンプ接続箇所の熱硬化型樹脂組成物層ｂを除去し、開口部ｄを形成して導体回路を露出する工程、該開口部内をハンダ又は銅メッキｅで充填する工程、充填したハンダ又は銅メッキｅの上にハンダペーストｆを付着させ、加熱して球状のハンダバンプを形成後、球状頭頂部を平滑にして、全体の高さを揃える工程でプリント配線板を製造する。
【選択図】図１

Description

本発明は、フリップチップ搭載用プリント配線板の製造方法に関するものであり、特にプリント配線板側に半導体チップ搭載接続用のハンダバンプが形成された構造を有するプリント配線板の製造方法である。本発明のフリップチップ搭載用プリント配線板は、小型、軽量で高密度な半導体プラスチックパッケージ用等に好適に使用される。

近年、ますます小型、薄型、軽量化する電子機器において、高密度のプリント配線板が使用されるようになってきており、半導体チップをプリント配線板に搭載接続する方法は、ワイヤボンディング方式からフリップチップ方式になってきている。このフリップチップは裏面にバンプが付いた半導体チップであり、これをバンプ接続用回路が形成されたプリント配線板上に搭載接続し、アンダーフィル樹脂で半導体チップとプリント配線板間の隙間を充填する構造となっている（例えば特許文献１〜３参照）が、プリント配線板が高密度になり、接続用回路の開口部がバンプ径より小さくなると、リフロー時に開口部内へのハンダボールの充填が不完全になる場合があり、歩留まり低下の原因となっている。又、ハンダボールを事前に開口部に接合しておき、最後に半導体チップをリフローでこのハンダボールに接合する方法が開示（例えば特許文献４参照）されているが、この場合、ハンダボールの高さが均一でないと半導体チップとの接合強度にバラツキが出る等の問題点があった。又、フリップチップを搭載するプリント配線板の表面は、一般にＵＶ選択熱硬化型レジストで被覆されているが、ＵＶ選択熱硬化型レジストを塗布、露光、現像して得られる表面は凹凸が大きいことから、半導体チップを搭載接続後にアンダーフィル樹脂で充填する際に、未充填箇所が発生し、吸湿後の耐熱性が低下する等の問題があった。更に、バンプ接続用回路間の距離は狭いため、該ＵＶ選択熱硬化型レジストでは耐マイグレーション性等の電気的信頼性が劣る問題があり、改善が必要であった。

特開2001-111228号公報特開2001-111233号公報特開2001-111235号公報特開2000-40713号公報

本発明は、フリップチップにハンダバンプ等の接続用金属を接着することなく、半導体チップをプリント配線板に搭載接続することが可能であり、且つ、プリント配線板の表面樹脂組成物層は平滑で、且つ耐熱性、信頼性に優れるフリップチップ搭載用プリント配線板の製造方法を提供するものである。

本発明は、フリップチップ搭載用プリント配線板の製造において、その製造工程が、（１）金属箔張板に導体回路を形成した回路基板の上に、表面凹凸３μｍ以下の熱硬化型樹脂組成物層を形成する工程、（２）該熱硬化型樹脂組成物層が形成された回路基板の半導体チップのバンプ接続箇所の熱硬化型樹脂組成物層を除去し、開口部を形成して導体回路を露出する工程、（３）該開口部内をハンダ又は銅メッキで充填する工程、（４）充填したハンダ又は銅メッキの上にハンダペーストを付着させ、加熱して球状のハンダバンプを形成後、球状頭頂部を平滑にして、全体の高さを揃える工程、によって製造することを特徴とするフリップチップ搭載用プリント配線板の製造方法である。

本発明は、プリント配線板側に半導体チップを接続するハンダバンフを形成しておくことで、半導体チップに接続用ハンダバンプ等を形成する手間が省け、作業性等に優れたフリップチップ搭載用プリント配線板を製造することができる。更に、プリント配線板の半導体チップ側の表面樹脂組成物層が平滑となるために半導体チップ搭載接続後にアンダーフィル樹脂の充填不良発生もなく、また表面樹脂組成物層の樹脂として、シアン酸エステル樹脂組成物を使用することにより、耐熱性、電気的信頼性に優れたものが得られ、今後ますます高密度化するフリップチップ搭載用プリント配線板として非常に有用なものが得られた。

本発明のフリップチップ搭載用プリント配線板の製造方法は、下記の製造工程によるものである。（１）金属箔張板に導体回路を形成した回路基板の上に、表面凹凸３μｍ以下の熱硬化型樹脂組成物層を形成する工程、（２）該熱硬化型樹脂組成物層が形成された回路基板の半導体チップのバンプ接続箇所の熱硬化型樹脂組成物層を除去し、開口部を形成して導体回路を露出する工程、（３）該開口部内をハンダ又は銅メッキで充填する工程、（４）充填したハンダ又は銅メッキの上にハンダペーストを付着させ、加熱して球状のハンダバンプを形成後、球状頭頂部を平滑にして、全体の高さを揃える工程でプリント配線板を製造することにより、プリント配線板側に半導体チップ搭載用バンプが形成されたフリップチップ搭載用高密度プリント配線板が得られる。好ましくは、熱硬化型樹脂組成物層の厚みが、導体回路から高さ 10〜30μmであり、熱硬化型樹脂組成物層の樹脂組成物が、シアン酸エステル樹脂を必須成分とする樹脂組成物であり、更には基材補強されているプリント配線板である。本発明のフリップチップ搭載用高密度プリント配線板は、その後、半導体チップとの接続面をフラックス、ハンダペースト等を介して位置合わせして加熱することにより半導体チップを搭載接続し、フリップチップ搭載プリント配線板とする。

本発明の（１）の工程は、金属箔張板に導体回路を形成した回路基板の上に、表面凹凸３μｍ以下の熱硬化型樹脂組成物層を形成するものである。本発明で使用する金属箔張板、好適には銅張板は、特に限定されず、プリント配線材料用の周知の金属箔張板が使用できる。具体的には、熱硬化性樹脂組成物や熱可塑性樹脂組成物などを使用した、無機繊維及び／又は有機繊維基材銅張積層板、耐熱性フィルム基材銅張板またこれらの基材の組み合わせた複合基材銅張積層板等、これらの多層銅張板やアディティブ法等で作製した多層銅張板等、公知のものが使用できる。金属箔張板に導体回路を形成した基板の導体厚さは特に限定されないが、好適には 3〜35μmである。この導体回路上は、熱硬化型樹脂組成物との接着性を高める公知の処理、例えば黒色酸化銅処理、薬液処理（例えばメック社のCZ処理）等を施すのが好ましい。

本発明で使用する熱硬化型樹脂組成物層の樹脂組成物は、特に限定なく、プリント配線板に使用される公知の熱硬化性樹脂組成物であれば使用できる。これらの樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、シアン酸エステル樹脂、マレイミド樹脂、２重結合付加ポリフェニレンエーテル樹脂、これらの樹脂の臭素やリン含有化合物等の樹脂組成物が挙げられ、１種或いは２種以上が組み合わせて使用される。耐マイグレーション性等の信頼性、耐熱性等の点から、シアン酸エステル樹脂を必須成分とする樹脂組成物、例えばエポキシ樹脂等との併用が好適である。これらの熱硬化性樹脂は、必要に応じて、公知の硬化剤、硬化促進剤を使用する。

本発明で好適に使用されるシアン酸エステル樹脂とは、分子内に２個以上のシアナト基を有する化合物である。具体的に例示すると、1,3-又は1,4-ジシアナトベンゼン、1,3,5-トリシアナトベンゼン、1,3-、1,4-、1,6-、1,8-、2,6-又は2,7-ジシアナトナフタレン、1,3,6-トリシアナトナフタレン、4,4-ジシアナトビフェニル、ビス(4-ジシアナトフェニル)メタン、2,2-ビス(4-シアナトフェニル)プロパン、2,2-ビス(3,5-ジブロモー4-シアナトフェニル)プロパン、ビス(4-シアナトフェニル)エーテル、ビス(4-シアナトフェニル)チオエーテル、ビス(4-シアナトフェニル)スルホン、トリス(4-シアナトフェニル)ホスファイト、トリス(4-シアナトフェニル)ホスフェート、およびノボラックとハロゲン化シアンとの反応により得られるシアネート類等である。

これらのほかに特公昭41-1928、同43-18468、同44-4791、同45-11712、同46-41112、同47-26853及び特開昭51-63149等に記載のシアン酸エステル化合物類も用い得る。また、これらシアン酸エステル化合物のシアナト基の三量化によって形成されるトリアジン環を有する分子量 400〜6,000 のプレポリマーが使用される。このプレポリマーは、上記のシアン酸エステルモノマーを、例えば鉱酸、ルイス酸等の酸類;ナトリウムアルコラート等、第三級アミン類等の塩基;炭酸ナトリウム等の塩類等を触媒として重合させることにより得られる。この樹脂中には一部未反応のモノマーも含まれており、モノマーとプレポリマーとの混合物の形態をしており、このような原料は本発明の用途に好適に使用される。更にはシアナト化ポリフェニレンエーテル樹脂も使用できる。これらに１官能のシアン酸エステル化合物も特性に大きく影響しない量を添加できる。好適には1〜10重量％である。これらのシアン酸エステル化合物は上記のものに限定されず、公知のものが使用可能である。これらは１種或いは２種以上が組み合わせて使用される。

シアン酸エステル樹脂に好適に併用されるエポキシ樹脂としては、公知のものが使用できる。具体的には、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、フルオレン型エポキシ樹脂、レゾルシン型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂類；ブタジエン、ペンタジエン、ビニルシクロヘキセン、ジシクロペンチルエーテル等の二重結合をエポキシ化したポリエポキシ化合物類;ポリオール、エポキシ化ポリフェニレンエーテル樹脂、水酸基含有シリコン樹脂類とエポハロヒドリンとの反応によって得られるポリグリシジル化合物類等が挙げられる。また、これらの公知のハロゲン付加樹脂、リン含有エポキシ樹脂等が挙げられる。これらは１種或いは２種類以上が適宜組み合わせて使用される。

本発明で使用する樹脂組成物には、組成物本来の特性が損なわれない範囲で、所望に応じて種々の添加物を配合することができる。これらの添加物としては、不飽和ポリエステル等の重合性二重結合含有モノマー類及びそのプレポリマー類;ポリブタジエン、エポキシ化ブタジエン、マレイン化ブタジエン、ブタジエン-アクリロニトリル共重合体、ポリクロロプレン、ブタジエン-スチレン共重合体、ポリイソプレン、ブチルゴム、フッ素ゴム、天然ゴム等の低分子量液状〜高分子量のelasticなゴム類;ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリ-4-メチルペンテン、ポリスチレン、AS樹脂、ABS樹脂、MBS樹脂、スチレン-イソプレンゴム、アクリルゴム、これらのコアシェルゴム、ポリエチレン-プロピレン共重合体、4-フッ化エチレン-6-フッ化エチレン共重合体類;ポリカーボネート、ポリフェニレンエーテル、ポリスルホン、ポリエステル、ポリフェニレンサルファイド等の高分子量プレポリマー若しくはオリゴマー;ポリウレタン等が例示され、適宜使用される。また、その他、公知の有機、無機の充填剤、染料、顔料、増粘剤、滑剤、消泡剤、分散剤、レベリング剤、光増感剤、難燃剤、光沢剤、重合禁止剤、チキソ性付与剤等の各種添加剤が、所望に応じて適宜組み合わせて用いられる。必要により、反応基を有する化合物は硬化剤、触媒が適宜配合される。特に炭酸ガスレーザーで孔あけする場合、孔形状を良好にするため、剛性を上げるため等の目的で無機の充填剤が好適に添加される。例えば、シリカ、球状シリカ、アルミナ、タルク、焼成タルク、ウォラストナイト、合成雲母、水酸化アルミニウム等の一般に公知のものが使用される。配合量は特に限定はなく、好適には20〜75重量％を配合し、均一に分散して使用される。粒子径は、好適には平均粒子径10μm以下のものが使用される。形状は特に限定はなく、球状、不定形、針状のもの等、公知の形状のものも使用できる。

本発明で使用する熱硬化型樹脂組成物層には、全体のプリント配線板の剛性率を向上させることから、基材を使用することが好適である。使用される基材としては、プリント配線板に使用される公知の基材であれば、特に限定されない。具体的には、Ｅ、ＮＥ、Ｄ、Ｓ、Ｔガラス等の一般に公知のガラス繊維の不織布、織布；、ポリオキサゾール、全芳香族ポリアミド、液晶ポリエステル等の一般に公知の有機繊維不織布、織布；これらの混抄布；ポリイミドフィルム、全芳香族ポリアミドフィルム、ポリオキサゾールフィルム、液晶ポリエステルフィルム等が挙げられる。これらの基材は、樹脂との密着性を向上させるため、公知の表面処理を施すことが好適である。

本発明の熱硬化型樹脂組成物層を、導体回路を有する回路基板の上に形成する方法は特に限定はなく、公知の方法が使用できる。例えば、樹脂組成物をワニスにして、これを回路基板の上に塗布、乾燥してＢステージとした後、この表面に凹凸 3μm以下の金属箔或いは離型フィルム等を配置し、その上に表面平滑な金属板を置いて加熱、加圧下に積層成形してから金属箔或いは離型フィルムを除去して表面平滑な樹脂組成物層とする方法、表面凹凸 3μm以下の金属箔或いは離型フィルムの片面に樹脂組成物層を形成した後に、これを回路基板の上に配置して、その上に表面平滑な金属板を置いて加熱・加圧下に積層接着させ、その後に金属箔或いは離型フィルムを除去する方法等が挙げられる。熱硬化型樹脂組成物層の厚さは特に限定はなく、好適には導体回路上から 10〜30μmの高さになるように形成する。金属箔は特に限定はないが、銅箔、ニッケル箔、これらの合金箔等が好適に使用される。

樹脂組成物層を回路基板に積層成形して熱硬化型樹脂組成物層を形成する条件は特に限定されないが、好ましくは、温度 100〜250℃、圧力 5〜40kgf/cm²、真空度 30mmHg以下で 30分〜５時間積層成形する。積層は、最初から最後までこの条件でも良いが、ゲル化までは積層成形し、その後、取り出して加熱炉で後硬化することも可能である。

本発明の（２）の工程は、表面に熱硬化型樹脂組成物層が形成された回路基板の半導体チップのバンプ接続箇所の熱硬化型樹脂組成物層を除去し、開口部を形成して導体回路を露出させるものである。開口部の孔径は特に限定はないが、一般には孔径 30〜100μmである。この孔の形成方法は公知の方法が使用できる。例えば、孔径 30〜 100μmであればUV-YAGレーザー、UV-Vanadateレーザー等の公知のUVレーザー、孔径 60〜100μmであれば炭酸ガスレーザーを使用する。開口部を形成する方法は、UV-YAGレーザー、UV-Vanadateレーザーを使用する場合は、金属箔或いは離型フィルムの上、又は金属箔或いは離型フィルムを剥離した樹脂組成物上に直接レーザーを照射して開口部を形成できる。炭酸ガスレーザーで開口部をあけた場合、孔底部の銅箔上に僅かに樹脂層が残存するため、デスミア処理等を行なって付着残存した樹脂組成物を除去する。プラズマ等を使用した場合は、表層に金属箔付き熱硬化型樹脂組成物層を形成してから金属箔に所定の孔をエッチングしてあけた後、熱硬化型樹脂組成物層を加工除去してから、金属箔はエッチング除去する。

本発明の（３）の工程は、開口部内をハンダ又は銅メッキで充填するものである。ハンダ又は銅メッキで充填する方法は、公知の方法が使用し得る。ハンダ又は銅メッキの充填率は、好適には、孔内容積の 80〜120vol％とする。ハンダペーストを充填してリフロー炉等で加熱して孔内を充填することも可能であるが、フラックス等の揮発性成分を除去するために、真空下で孔内充填を行うのが好ましい。ハンダペーストで充填できないサイズの開口部の場合は、ハンダメッキ、銅メッキを使用する。

本発明の（４）の工程は、充填したハンダ又は銅メッキの上にハンダペーストを付着させ、加熱して球状のハンダバンプを形成後、球状の頭頂部を平滑にして、全体の高さを揃えるものである。充填したハンダ又は銅メッキの上にハンダペーストを付着させる方法は、公知の印刷方法が使用される。例えば、開口部に充填したハンダ又は銅メッキと同位置に、ほぼ同じ大きさの孔をあけた、好適には厚さ 50〜150μmの金属箔を熱硬化型樹脂組成物層が形成された回路基板の上に配置し、スクリーン印刷にてハンダペーストを金属箔の孔内に埋め込んで、開口部内に充填したハンダ又は銅メッキと接続させた後、金属箔を剥離し、その後にリフロー炉等を通して加熱してハンダペースト内の揮発性成分を飛ばすとともに、開口部内に充填したハンダ又は銅メッキ上に球状のハンダバンプを形成させプリント配線板とする。この場合、球状のハンダバンプの回路基板からの高さを一定にするため、球状頭頂部を表面平滑な板、例えばシリコン板等で加熱下に押さえ、球状頭頂部を少しつぶして平滑にすると同時に、回路基板からの高さを同一に揃える。バハンダンプが冷却後に板は剥離する。これら一連の工程により、本発明のフリップチップ搭載用プリント配線板が作製される。

本発明で得られたプリント配線板の表面に形成したハンダバンプの上に、半導体チップをフラックス等を介して配置し、リフロー加熱等で接合し、フリップチップ搭載プリント配線板とする。この場合、半導体チップの裏面は、蒸着、電気メッキ、スタッドバンプ等が形成されたものが使用される。更にこれらの上にハンダ、金等が形成されていても良い。この半導体チップとプリント配線板の表層との隙間には、アンダーフィル樹脂で充填する。プリント配線板表面の熱硬化型樹脂組成物面は平滑なため、アンダーフィル樹脂は確実に充填される。又、導体回路を被覆するのにＵＶ選択熱硬化型レジストを使用しないため、耐熱性、信頼性等に優れたフリップチップ搭載プリント配線板が得られる。

以下に実施例、比較例で本発明を具体的に説明する。尚、『部』は重量部を表す。
実施例１
2,2-ビス(4-シアナトフェニル)プロパンモノマー 500部を 150℃に溶融させ、撹拌しながら４時間反応させ、モノマーとプレポリマーの混合物を得、これをメチルエチルケトンに溶解し、ワニスＡとした。これにビスフェノールＡ型エポキシ樹脂(エピコート828、ジャパンエポキシレジン<株>製) 350部、ビフェニル型エポキシ樹脂(NC3000、日本化薬<株>製) 50部、フェノールノボラック型エポキシ樹脂(DEN431、ダウ・ケミカル<株>製) 100部を配合し、アセチルアセトン鉄 0.3部、緑色顔料 5部をメチルエチルケトンに溶解混合し、更に焼成タルク(BST200、日本タルク<株>製) 500部加え、均一に攪拌混合してワニスＢとした。このワニスＢを、表面凹凸 1.1μmで厚さ 25μmの離型PETフィルムの片面に塗布、乾燥して厚さ 35μmでゲル化時間(at170℃、以下同じ) 75秒のＢステージ熱硬化型樹脂組成物シートＣを作成した。一方、厚さ 0.8mmのＢＴレジン銅張積層板(CCL-HL832HS、三菱ガス化学<株>製)の表層銅箔(12μm)をエッチングして 3μmとした後に、金属ドリルで孔径 100μmの貫通孔を形成し、デスミア処理後に銅メッキを 15μm付着させ、回路を形成し、表層回路に黒色酸化銅処理を施した回路基板の両面に、Ｂステージ熱硬化型樹脂組成物シートＣを各々１枚配置し、その外側に厚さ 1.5mmの表面平滑なステンレス板を配置し、190℃、20kgf/cm²、10mmHgの真空下で 1.5時間積層成形して、表面に熱硬化型樹脂組成物層を形成した基板Ｄを得た。この基板Ｄの表層の離型PETフィルムを剥離し、この表面に炭酸ガスレーザーを照射して、半導体チップ搭載面側のバンプ接続箇所に、孔径 60μmの開口孔をあけ、全体をデスミア処理した後、この孔内をハンダメッキで充填(充填率 90vol％)した。次に、基板Ｄの開口部と同位置に孔径 90μmの孔をあけた厚さ 100μmのステンレス板を、開口部と孔径 90μmの孔が同位置に来るように基板Ｄの上に配置し、ステンレス板の上からスキージで、ハンダペーストを孔内に充填してから、アルミニウム箔を除去した後、リフロー炉を通して加熱し、基板Ｄのバンプ接続箇所に球状のハンダバンプを形成した。この際、ハンダがやや固まりかけた時点で、厚さ 1.5mmのテフロン板でハンダバンプの上を押さえ、球状の頭頂部を少し平滑にした後、冷却してテフロン板を取り去り、フリップチップ搭載用プリント配線板とした。このプリント配線板の上に、裏面に接続用の回路を形成し、その上にハンダを付着した半導体チップを位置あわせして配置し、リフロー炉を通して加熱し、半導体チップを搭載接着し、アンダーフィル樹脂を充填し、硬化させ、フリップチップ搭載プリント配線板とした。評価結果を表１に示す。

実施例２
2,2-ビス(4-シアナトフェニル)プロパンモノマーを 450部、ビス(4-マレイミドフェニル)メタンモノマー 50部を 150℃で溶融させ、撹拌しながら５時間反応させてモノマーとプレポリマーの混合物とした後、メチルエチルケトンとジメチルホルムアミドに溶解混合し、ワニスＥとした。これにビスフェノールＡ型エポキシ樹脂(エピコート828) 300部、フェノールノボラック型エポキシ樹脂(DEN431) 100部、ナフタレン型エポキシ樹脂(ESN-175S、新日鐵化学<株>製) 100部、オクチル酸亜鉛 0.3部、緑色顔料 5部をメチルエチルケトンに溶解混合し、ワニスＦとした。これを厚さ 25μmのガラス織布に含浸、乾燥して、厚さ 35μmでゲル化時間 120秒のプリプレグＧを作製した。一方、厚さ 0.2mm、両面 3μm銅箔のＢＴレジン銅張積層板(CCL-HL832HS、三菱ガス化学<株>製)に金属ドリルで孔径 75μmの貫通孔をあけ、デスミア処理後に銅メッキを充填し、表面を平滑に研磨後、回路を形成し、表層回路に黒色酸化銅処理を施した基板Ｈを作製後に、この回路基板Ｈの両面に、上記プリプレグＧを各々１枚配置し、その外側に表面凹凸 0.7μmで厚さ 25μmの離型PETフィルムを、その外側に厚さ 1.5mmの表面平滑なステンレス板を配置し、圧力 20kgf/cm^２、温度 150℃、30mmHg以下の真空下で 30分積層成形後にプレス装置から取り出して加熱炉に入れ、160℃で 10時間加熱して硬化させ、基板Ｉを得た。この基板Ｉの半導体チップ搭載面側のバンプ接続箇所に、UV-Vanadateレーザーを照射して、孔径 40μmの開口部をあけ、離型フィルムを剥離除去した。この孔内を銅メッキで施して充填(充填率 110vol％)した。その後、孔径 90μmの孔をあけた厚さ 100μmのステンレス板の替わりに、厚さ 70μmのステンレス板に 100μmの孔をあけたものを使用する以外は、実施例１と同様にして、フリップチップ搭載用プリント配線板を作製した。その後、実施例１と同様にして、半導体チップを搭載接着し、アンダーフィル樹脂を充填し、硬化させ、フリップチップ搭載プリント配線板とした。評価結果を表１に示す。

実施例３
ブロム化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂(エピコート5045、ジャパンエポキシレジン<株>製) 800部、フェノールノボラック型エポキシ樹脂(DEN431）200部、緑色顔料 5部、ジシアンジアミド 35部、2-エチル-4-メチルイミダゾール 1部をメチルエチルケトンとジメチルホルムアミド混合溶剤に溶解混合し、ワニスＪとした。このワニスＪを、表面凹凸 0.7μm、厚さ 25μmのPETフィルムの片面に塗布、乾燥して、厚さ 35μmでゲル化時間 151秒のＢステージ熱硬化型樹脂組成物シートＫを作製した。この樹脂組成物面を、実施例２の回路基板Ｈの両面に配置し、温度 180℃、圧力 20kgf/cm²、18mmHg以下の真空下で２時間積層成形してから、実施例２と同様に加工を行い、フリップチップ搭載用プリント配線板を作製した。その後、実施例２と同様にして、半導体チップを搭載接続し、アンダーフィル樹脂を充填し、硬化させ、フリップチップ搭載プリント配線板とした。評価結果を表１に示す。

比較例１
実施例２において、プリプレグＧの替わりに、液状のＵＶ選択熱硬化型レジスト(BT-M550、三菱ガス化学<株>製)を使用し、回路基板Ｈの両面に塗布、乾燥し、温度 150℃で 50分間乾燥した後、導体回路上のレジスト厚みが 25μmの被覆樹脂組成物層を形成し、ネガフィルムを置いて、露光、現像し、孔径 40μmの開口部を形成し、150℃で１時間後硬化してから、ニッケルメッキ、金メッキを施してプリント配線板とした。このプリント配線板に、半導体チップの下側に径 70μmのハンダバンプが接着したフリッチップを、ハンダペーストを介して配置し、リフロー炉を通して搭載接続し、アンダーフィル樹脂を充填し、硬化させ、フリップチップ搭載プリント配線板とした。評価結果を表１に示す。

比較例２
実施例１において、熱硬化型樹脂組成物層の厚さを 50μmとして同様にプリント配線板を作製し、更に開口部内に充填したハンダの上に付着させた球状のハンダバンプの上面を平滑にしないで、後は同様にして半導体チップを、リフロー炉を通して搭載接続した。アンダーフィル樹脂を充填し、硬化させ、フリップチップ搭載プリント配線板とした。評価結果を表１に示す。

表１
実施例比較例
項目 1 2 3 1 2
バンプ接続不良率
(n/100) 0/ 0/ 0/ 0/ 22/
金属充填不良率
（m/100） 0/ 0/ 0/ 77/ 4/
樹脂充填不良率
(P/100) 0/ 0/ 0/ 18/ 0/
基板表面凹凸（μm） <3 <3 <3 16 <3
吸湿耐熱性異常なし異常なし異常なし膨れ発生異常なし
耐マイグレーション
常態 5x10¹⁴ 5x10¹⁴ 4x10¹⁴ 5x10¹⁴ −
200hrs. 3x10¹¹ 5x10¹¹ 2x10¹⁰ 3x10¹⁰
500hrs. 5x10¹⁰ 7x10¹⁰ 1x10¹⁰ 3x10⁹
700hrs. 4x10¹⁰ 6x10¹⁰ 2x10⁹ <10⁸
1000hrs. 2x10¹⁰ 5x10¹⁰ < 10⁸ −
弾性率(kgf/mm^２) − 2601 − 2011 1809

＜測定方法＞
1)バンプ接続不良率：100個の半導体チップの接続不良の有無を電気的に確認した。（分母に検査数、分子に接続不良の数を示す）
2)金属充填不良率: 100箇所の開口部を切断研磨し、顕微鏡で断面観察し、充填状況を目視にて確認した。（分母に検査数、分子に充填不良が見られた数を示す）
3)樹脂充填不良率：100個の半導体チップについて、チップと基板間のアンダーフィル樹脂の充填状態を超音波探査装置で確認した。（分母に検査数、分子に充填不良が見られた数を示す）
4)基板表面凹凸：プリント配線板の半導体チップ搭載面の表面凹凸を表面粗さ計で測定し、最大凹凸を示した。
5)吸湿耐熱性：JEDECLevel IIで、鉛リフローハンダ温度 Max.260℃での外観異常の有無を観察した。
6)耐マイグレーション性：表層のバンプ導体回路間距離 50μmの半導体チップを搭載しないプリント配線板を用い、85℃、85%RH、100VDC 印加して回路間の絶縁抵抗値を測定した。
7)弾性率：回路導体及び開口部の形成を行わず、同様の構成で絶縁体だけの積層板を作製し、JIS C6481のＤＭＡ法に準じて弾性率を測定し、25℃の弾性率を示した。

実施例２のフリップチップ搭載用プリント配線板の製造工程図である。 (1)回路形成板の上に熱硬化型樹脂組成物層が形成された図 (2)半導体チップのバンプ接続箇所の樹脂組成物層を加工して開口した図 (3) 開口部孔内に銅メッキを充填した図 (4) 銅メッキ上にハンダペーストを印刷し、ステンレス板を剥離した図実施例２のフリップチップ搭載用プリント配線板の製造工程図である。 (5)リフロー炉を通し、冷却前にハンダバンプの頭頂部にテフロン板を当て、高さを揃えた図 (6) 半導体チップを接続搭載し、アンダーフィル樹脂を充填した図比較例１のフリップチップ搭載用プリント配線板の製造工程図である。 (1)回路形成板の上にＵＶ選択熱硬化型レジストを塗布、乾燥した図 (2)ＵＶ照射後に露光、現像して半導体チップのバンプ接続回路上の樹脂組成物層を加工して開口した図 (3)ニッケルメッキ、金メッキ後に、ハンダボールが下側についたフリップチップをハンダペーストで基板に接続しようとしている図

符号の説明

ａ導体回路
ｂ熱硬化型樹脂組成物
ｃ積層板
ｄレーザーで開口された接続用回路部
ｅ銅メッキで充填された開口孔部
ｆ銅メッキ上に印刷されたハンダペースト
ｇ高さを揃えるために球状ハンダバンプ頭頂部に当てられたテフロン板
ｈ半導体チップ
ｉ半導体チップに形成された接続用回路
ｊアンダーフィル樹脂
ｋＵＶ選択熱硬化型レジスト
ｌＵＶ選択熱硬化型レジストを露光、現像して開口した部分
ｍ金メッキされた基板回路上に塗られた接続用ハンダペースト
ｎハンダボール

Claims

フリップチップ搭載用プリント配線板の製造において、その製造工程が、
（１）金属箔張板に導体回路を形成した回路基板の上に、表面凹凸３μｍ以下の熱硬化型樹脂組成物層を形成する工程、
（２）該熱硬化型樹脂組成物層が形成された回路基板の半導体チップのバンプ接続箇所の熱硬化型樹脂組成物層を除去し、開口部を形成して導体回路を露出する工程、
（３）該開口部内をハンダ又は銅メッキで充填する工程、
（４）充填したハンダ又は銅メッキの上にハンダペーストを付着させ、加熱して球状のハンダバンプを形成後、球状頭頂部を平滑にして、全体の高さを揃える工程、によって製造することを特徴とするフリップチップ搭載用プリント配線板の製造方法。
該熱硬化型樹脂組成物層の厚みが、導体回路から高さ 10〜30μmである請求項１記載のフリップチップ搭載用プリント配線板の製造方法。
該熱硬化型樹脂組成物層の樹脂組成物が、シアン酸エステル樹脂を必須成分とする樹脂組成物である請求項１又は２記載のフリップチップ搭載用プリント配線板の製造方法。
該熱硬化型樹脂組成物層が、基材補強されていることを特徴とする請求項１〜３いずれかに記載のフリップチップ搭載用プリント配線板の製造方法。
該開口部内のハンダ又は銅メッキの充填度が、孔内容積の 80〜120vol％であることを特徴とする請求項１〜４いずれかに記載のフリップチップ搭載用プリント配線板の製造方法