JP2007103450A - 配線基板およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】封止樹脂と配線の密着性が良く信頼性の高い、半導体装置作成用配線基板を提供する。
【解決手段】導電性基材１上をレジストで覆い、配線となるべき箇所を逆台形となるようにレジストを除去して導電性基材を露出させる。導電性基材の露出部分にエッチング処理し表面の異物を除去することにより均一なメッキ層を形成する。その後レジストを剥離することでメッキ層により、回路配線５が、横断面形状が逆台形をなすように形成される。
【選択図】図５

Description

本発明は、面実装型半導体装置に用いられる配線基板およびその製造方法に関する。

近年、電子機器の小型・軽量化が急速に進み、それに用いられる半導体装置も小型・軽量化・高機能化が要求されている。それらの要求に応えるため、QFP(Quad Flat Package)等の半導体装置の側面から外部端子を取り出しているタイプからBGA（Ball Grid Array）等の外部端子を半導体装置の底面にマトリクス状に形成したエリアアレイタイプの半導体装置が増えてきている。
ＢＧＡ等のタイプには、プリント基板やリードフレームをコア材にした種々のタイプのものが提案されている。
また、上記プリント基板やリードフレームをコア材としたＢＧＡの欠点を解消するため、図８に例示したように、導電性基材上にメッキによりダイパッドやリード部や外部端子部を含む回路配線部を形成し、ダイパッド上に半導体チップを搭載後、半導体チップとリード部をワイヤボンディングし、半導体素子搭載側のみを封止樹脂で被った後、前記導電性基材を剥離して半導体装置を形成するための回路配線基板も提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開平10-50885号公報

しかしながら、この種の従来の回路配線基板では、リード部（配線）を形成するのに用いられるレジスト層が、遮光されたレジスト部分の横断面形状が図９に示したように矩形であり、その結果、公知の処理工程を経て得られる配線の横断面形状も矩形であり、封止樹脂との密着度が低くかったため、導電性基材を引き剥がす際に封止樹脂から配線部が脱落したり、脱落しないものの剥離し、半導体装置の信頼性が低下するという問題があった。

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、封止樹脂と配線の密着性が良く信頼性の高いこの種の回路配線基板及びその製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の配線基板は、導電性基材上にメッキ層により回路配線が形成された配線基板において、前記回路配線の横断面形状が逆台形をなすように形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、前記逆台形の底辺と側辺のなす角度が、好ましくは、１００度〜１５０度であることを特徴とする。

また、本発明によれば、前記メッキ層が、好ましくは、導電性基材上にＡｕメッキ、Ｐｄメッキ、Ｎｉメッキ、Ｐｄメッキ、Ａｕメッキの順番に形成されていることを特徴とする。

本発明による配線基板の製造方法によれば、導電性基材上にレジスト層を形成し、このレジスト層上に所望のパターンを形成したマスクを被せ、露光を行い、現像して回路配線部を形成する箇所の導電性基材を露出させ、かつ該レジスト層の横断面形状が台形をなすようにレジスト層を形成し、前記導電性基材の露出部分にメッキした後にレジストを除去するようにしたことを特徴とする。

また、本発明によれば、好ましくは、前記導電性基板を露出させた後に該露出部分をエッチング処理するようにしたことを特徴とする。

本発明によれば、回路配線上の所定位置に半導体チップを搭載し、その半導体チップと回路配線とをワイヤボンディング等で接続して、樹脂封止した後に、基材をメッキ層との界面で機械的に引き剥がす際に、配線部の横断面形状が封止樹脂部分から抜けにくい逆台形形状であるため、封止樹脂部分から配線部が脱落したり、剥離不良を起したりすることのない回路配線基板を提供することができ、その結果、信頼性の高い半導体装置を作成することことができる。
また、本発明の配線基板の製造方法は、配線部分の横断面形状を逆台形形状に成形するのに、レジストの横断面形状を台形形状に成形するようにしたに過ぎないから、この種従来の配線基板の製造方法に較べて装置が複雑化するようなこともなく、実用的価値は大である。

以下、本発明の実施の形態を図示した実施例に基づき説明する。
本発明の配線基板を作成するには、まず、導電性基材１を用意する。導電性基材１の材質は、導電性が得られるものであれば特に限定はないが、メッキ層との密着性が低いステンレス鋼等が好ましい。

次に、この導電性基材１上を、レジスト２で被う。レジスト２としては、ドライフィルムレジストをラミネートしたり、液状レジストを塗布する等、従来の方法を用いることができる。

その後、前記レジスト２上に所望の回路配線パターンが形成されたマスク（紫外光遮蔽ガラスマスク）３を被せ、その上方から散乱紫外光４を照射して露光を行う。露光光として散乱光を用いることにより、図１に矢印で示すように、紫外光４がマスク３の遮光部分の下に回り込むことにより、硬化部分２a（回路配線部分となるべき部分以外の部分）の裾が広くなる。マスク３で遮光された部分２b（回路配線部分となるべき部分）は、未硬化のままである。また、散乱紫外光を用いず従来の平行紫外光を用いて、露光時間を規定の時間より長くすることでも紫外光を遮光部分の下に回り込ませる効果が得られる。

次に、マスク３を除去してレジスト２を現像することにより、メッキを施す部分（未硬化部分）を除去して、導電性基材１を露出させる（図２）。
このとき、レジストの横断面形状は台形形状に成形されている。従来の平行紫外光を用いて、規定の露光時間で露光した場合でも、現像時間を短くすることで、レジストの横断面形状を台形形状に成形することができる。
そして、露出された部分１aをエッチング処理し（図３）、表面の異物等を除去することにより、導電性基材１上に均一にメッキ層を形成することができるようになる。また、前記露出された部分に、メッキが剥がれやすいように、クロム酸等で酸化膜を形成する酸化処理や、凹凸を形成する表面処理を行っても良い。

次に、露出部分１aにメッキを施し（図４）、レジスト２を剥離することにより、配線の導通方向の断面形状（横断面形状）が逆台形となる回路配線５が形成できる（図５）。レジスト２を剥離し、回路配線が形成された導電性基材１を所望の寸法に切断することにより、本発明の配線基板が得られる。

メッキ層としては、図６に示すように、金メッキ、パラジウムメッキ、ニッケルメッキなどを適宜組み合わせて用いることができる。基材としてステンレス鋼を用いた場合は、配線回路５とステンレス鋼１との良好な密着性を確保するため、ステンレス鋼に接するメッキ層には金メッキが用いられる。

上述のようにして本発明の配線基板は完成するが、この配線基板を用いて半導体装置を作成する場合、配線基板に、半導体チップを搭載し、半導体チップと配線をワイヤボンディングで接続し、半導体チップが搭載されている面を樹脂封止した後、図７に略示したように、樹脂封止部分と基材であるステンレス鋼部分とを引き剥がす際、配線部分の横断面形状が逆台形をなして樹脂と配線としてのメッキ部分との密着性が強化されているため、配線が封止樹脂から脱落したり剥離したりすることはない。

この説明から明らかなように、逆台形の底辺と側辺のなす角度が１００度より小さくなると、基材をメッキ層から引き剥がす際に封止樹脂から配線回路が抜け落ちやすくなり、１５０度より大きくなると、封止樹脂から露出する部分の面積が小さくなり過ぎるため、前記角度は１００度〜１５０度の範囲が好ましい。

導電性基板として板厚０．１８ｍｍのステンレス綱板（ＳＵＳ４３０）を幅１４０ｍｍの長尺板状に加工し、次に厚み０．０２５ｍｍの感光性ドライフィルムレジストをラミネートロールで前記導電性基材の両面に貼り付けた。

次に、所望のパターンを形成したガラスマスクをドライフィルムレジストの上に被せ、散乱光タイプの紫外光で露光した。

その後、ドライフィルムレジストを炭酸ナトリウム溶液を用いて、紫外光の照射が遮られて感光しなかった未硬化のドライフィルムレジストを溶かす現像処理を行った（図２）。

次にメッキの前処理として、まずアルカリ浸漬し、その後に塩化第二鉄溶液で表面を３μｍ程度、面出しのエッチングを行った。その後に３ｍｏｌ／Ｌの塩酸に浸漬させ活性化処理を行った。

前処理を行った後に、まず金メッキは活性力の強い酸性のメッキ浴を用いて金メッキを行った。この金メッキ層はステンレス鋼との密着力を好適にするためのものであるため、次には弱酸性から中性程度の一般的な金メッキを約０．０５μｍ、パラジウムメッキを０．１μｍ、ニッケルメッキを１８μｍ、パラジウムメッキを０．１μｍ、金メッキを０．８μmの順番に施し（図６）、最後に水酸化ナトリウム溶液でドライフィルムレジストを剥離して本発明の配線基板を得た。

本発明の配線基板を得るため、導電性基材の表面にドライフィルムレジストをラミネートし、回路配線パターンを形成した遮光マスクを介して散乱紫外光を照射し、マスクで遮光された部分が逆台形に形成される状態を示す断面図である。 図１の散乱紫外光照射後の、現像処理されたドライフィルムレジストの形状を示し、（a）は平面図、（b）は断面図である。 図２の処理後、基材部分をエッチング処理して開口が形成された状態を示し、（a）は平面図、（b）は断面図である。 図３の処理後、開口部に電鋳メッキが施された状態を示し、（a）は平面図、（b）は断面図である。 図４の処理後、レジスト部分が剥離されて、本発明の配線基板が完成した状態を示し、（a）は平面図、（b）は断面図である。 配線を構成する電鋳メッキの詳細構造を示す図５（b）と同様な断面図である。 半導体装置成作時の、封止樹脂と本発明の配線基板の基材との引き剥がしを説明するための説明図である。 本発明が適用されるべき配線基板の一例の模式的平面図である。 従来の配線基板を得るための、図１と同様な断面図である。

符号の説明

１ 導電性基材
１a 露出した導電性基材の部分
２ レジスト
２a 露光されたレジスト部分
２b 露光されないレジスト部分
３ 遮光マスク
４ 散乱紫外光
５ 回路配線

Claims (5)

1. 導電性基材上にメッキ層により回路配線が形成された配線基板において、前記回路配線の横断面形状が逆台形をなすように形成されていることを特徴とする配線基板。
2. 前記逆台形の底辺と側辺のなす角度が１００度〜１５０度であることを特徴とする請求項１記載の配線基板。
3. 前記メッキ層が導電性基材上にＡｕメッキ、Ｐｄメッキ、Ｎｉメッキ、Ｐｄメッキ、Ａｕメッキの順番に形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の配線基板。
4. 導電性基材上にレジスト層を形成し、前記レジスト層上に所望のパターンを形成したマスクを被せ、露光を行い、現像して回路配線部を形成する箇所の導電性基材を露出させ、かつ該レジスト層の横断面形状が台形をなすようにレジスト層を形成し、前記導電性基材の露出部にメッキした後にレジストを除去するようにしたことを特徴とする配線基板の製造方法。
5. 前記導電性基板を露出させた後に該露出部をエッチング処理するようにしたことを特徴とする請求項４記載の配線基板の製造方法。