JP2012004440A - Wiring board - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、配線層と絶縁層とが積層された配線基板に関する。 The present invention relates to a wiring board in which a wiring layer and an insulating layer are laminated.
図1は、従来の配線基板を例示する断面図である。図1を参照するに、従来の配線基板100は、第1配線層110、第1絶縁層120、第2配線層130、第2絶縁層140、第3配線層150、第3絶縁層160、第4配線層170、第4絶縁層180を有する。
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a conventional wiring board. Referring to FIG. 1, a
第1配線層110、第2配線層130、第3配線層150、及び第4配線層170は、それぞれ例えば銅(Cu)等から構成されている。第1絶縁層120、第2絶縁層140、第3絶縁層160、及び第4絶縁層180は、それぞれ例えばエポキシ系の絶縁性樹脂等から構成されている。
The
第1配線層110と第2配線層130とは、第1ビアホール120xを介して電気的に接続されている。第2配線層130を構成するビア配線は、第1ビアホール120xの側壁を覆うように形成され、中央部近傍に凹部130xを有する。第2配線層130と第3配線層150とは、第2ビアホール140xを介して電気的に接続されている。第3配線層150と第4配線層170とは、第3ビアホール160xを介して電気的に接続されている。
The
第1配線層110の側面と下面(第2配線層130のビア配線と接続される面)は、第1絶縁層120に覆われている。第1配線層110の上面(第2配線層130のビア配線と接続される面の反対面)は第1絶縁層120から露出され、マザーボード等の実装基板(図示せず)と電気的に接続される電極パッドとして機能する。第4配線層170の一部は第4絶縁層180に形成された開口部180xから露出され、半導体チップ等(図示せず)と電気的に接続される電極パッドとして機能する。開口部180xから露出する第4配線層170のピッチは、第1絶縁層120から露出する第1配線層110のピッチよりも狭くされている。
The side surface and the lower surface of the first wiring layer 110 (the surface connected to the via wiring of the second wiring layer 130) are covered with the first
マザーボード等の実装基板(図示せず)と接続される側の第1絶縁層120には、X方向に並設されたガラス繊維束190aと、Y方向に並設されたガラス繊維束190bとが格子状に平織りされた形態を有するガラスクロス190が含まれている。このような構造により、配線基板100の反りを低減できる。
The first
配線基板100は、例えば、以下のようにして製造することができる。図2〜図4は、従来の配線基板の製造工程を例示する図である。始めに、図2に示す工程では、支持体210上に第1配線層110を形成し、更に第1配線層110を覆うように支持体210上にガラスクロス190を含む第1絶縁層120を形成する。そして、例えばCO2レーザ等を用いたレーザ加工法により、第1絶縁層120に、第1絶縁層120を貫通し第1配線層110の上面を露出させる第1ビアホール120xを形成する。この際、レーザにより切断されたガラスクロス190の端部が開口部120xの側壁から突出する。
The
次いで、図3に示す工程では、第1絶縁層120上に第2配線層130を形成する。第2配線層130は、第1ビアホール120x内の一部に形成されたビア配線、及び第1絶縁層120上に形成された配線パターンを含んで構成される。第2配線層130を構成するビア配線は、第1ビアホール120xの側壁を覆うように形成され、中央部近傍に凹部130xが形成される。第2配線層130は、第1ビアホール120xの底部に露出した第1配線層110と電気的に接続される。
Next, in the step shown in FIG. 3, the
次いで、図4に示す工程では、第1絶縁層120上に、第2絶縁層140、第3配線層150、第3絶縁層160、第4配線層170、及び第4絶縁層180を積層する。そして、第4絶縁層180に、第4配線層170の一部を露出する開口部180xを形成する。これにより、支持体210の一方の面に所定のビルドアップ配線層が形成される。更に、支持体210を除去することにより、図1に示す配線基板100が完成する。なお、図1は、図2〜図4とは、上下を反転して描かれている。
Next, in the process illustrated in FIG. 4, the second
ところで、配線基板100において、ガラスクロス190を含む第1絶縁層120の厚さは、ガラスクロスを含まない他の絶縁層の厚さよりも厚くなる。これにより、第1絶縁層120に形成される第1ビアホール120xは、第2絶縁層140に形成される第2ビアホール140xや第3絶縁層160に形成される第3ビアホール160xよりも深くなり、かつ、開口端における径(第2絶縁層140側の径)も大きくなる。つまり、第1ビアホール120xは、小径化が困難であり容積が大きくなる。
By the way, in the
このような容積が大きい第1ビアホール120x全体にビア配線を完全に充填することは、技術的或いはコスト的に困難である。そのため、第1ビアホール120xの側壁には第2配線層130のビア配線が形成されるが、第1ビアホール120xは完全には充填されず、第2配線層130を構成するビア配線の中央部近傍には凹部130xが形成される。
It is technically and costly difficult to completely fill the entire
ビア配線の中央部近傍に凹部130xが形成された第1ビアホール120xの直上に他のビアホールを形成すると、凹部130x上に他のビアホールのビア配線が形成されるため、上下に隣接するビアホールのビア配線間の接続信頼性が低下する。そこで、図4に示すように、第2ビアホール140xは、第1ビアホール120xの直上には形成せず、第1ビアホール120x内から横方向に延在する第2配線層130の配線パターン上に形成している。
If another via hole is formed immediately above the
このように、接続信頼性の観点から、第1ビアホール120xの直上には他のビアホールを形成することができず、第1ビアホール120xの部分には複数のビアホールが垂直方向に積み重なり相互接続された所謂スタックビア構造を採用できない。
Thus, from the viewpoint of connection reliability, no other via hole can be formed immediately above the
つまり、図2〜図4に示すように、支持体210上に第1配線層110を覆うようにガラスクロス190を含む第1絶縁層120を形成し、その上に配線層や絶縁層を形成していく方法で製造された配線基板100は、反りを低減できる点で有利ではあるが、第1絶縁層120に形成される第1ビアホール120xが大容積となりビア配線を完全には充填できないため、所謂スタックビア構造を採用できず、配線基板100の高密度化を阻害するという問題があった。
That is, as shown in FIGS. 2 to 4, the first
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、反りを低減可能であると共に、高密度化にも対応可能な配線基板を提供することを課題とする。 This invention is made | formed in view of said point, and makes it a subject to provide the wiring board which can respond to densification while being able to reduce curvature.
本配線基板の一形態は、複数の配線層と、同一組成の絶縁性樹脂から構成された複数の絶縁層とが交互に積層され、第1の主面及びその反対面である第2の主面を有する配線基板であって、前記第1の主面に最も近い第1の絶縁層から露出する第1のピッチで配置された第1の電極パッドと、前記第2の主面に最も近い第2の絶縁層に隣接する第3の絶縁層上に設けられ、前記第2の絶縁層の開口部から露出する、前記第1のピッチよりも広い第2のピッチで配置された第2の電極パッドと、前記第3の絶縁層に設けられ、前記第2の電極パッドと前記第3の絶縁層が被覆する配線層とを電気的に接続する導体が形成された貫通孔と、を有し、前記貫通孔の前記第2の電極パッド側の径は、前記貫通孔の前記第3の絶縁層が被覆する配線層側の径よりも大きく、前記第2の絶縁層は、補強部材を備えていることを要件とする。 In one form of the present wiring board, a plurality of wiring layers and a plurality of insulating layers made of an insulating resin having the same composition are alternately stacked, and the second main surface is the first main surface and the opposite surface. A wiring board having a surface, the first electrode pads disposed at a first pitch exposed from the first insulating layer closest to the first main surface, and closest to the second main surface A second insulating layer provided on a third insulating layer adjacent to the second insulating layer and exposed from an opening of the second insulating layer and disposed at a second pitch wider than the first pitch; An electrode pad; and a through hole provided with a conductor provided in the third insulating layer and electrically connecting the second electrode pad and the wiring layer covered by the third insulating layer. The diameter of the through hole on the second electrode pad side is the wiring layer side covered by the third insulating layer of the through hole. Greater than the diameter, the second insulating layer is a requirement that it comprises a reinforcing member.
本配線基板の他の形態は、複数の配線層と、同一組成の絶縁性樹脂から構成された複数の絶縁層とが交互に積層され、第1の主面及びその反対面である第2の主面を有する配線基板であって、前記第1の主面に最も近い第1の絶縁層から露出する第1のピッチで配置された第1の電極パッドと、前記第2の主面に最も近い第2の絶縁層に隣接する第3の絶縁層上に設けられ、前記第2の絶縁層の開口部から露出する、前記第1のピッチよりも広い第2のピッチで配置された第2の電極パッドと、前記第3の絶縁層に設けられ、前記第2の電極パッドと前記第3の絶縁層が被覆する配線層とを電気的に接続する導体が形成された貫通孔と、を有し、前記貫通孔の前記第2の電極パッド側の径は、前記貫通孔の前記第3の絶縁層が被覆する配線層側の径よりも大きく、前記第3の絶縁層は、補強部材を備えていることを要件とする。 In another embodiment of the present wiring board, a plurality of wiring layers and a plurality of insulating layers made of an insulating resin having the same composition are alternately stacked, and the second main surface and the opposite surface are the second main surface. A wiring board having a main surface, the first electrode pads disposed at a first pitch exposed from the first insulating layer closest to the first main surface, and the second electrode main surface A second insulating layer disposed on a third insulating layer adjacent to the second insulating layer and disposed at a second pitch that is wider than the first pitch and is exposed from the opening of the second insulating layer; And a through-hole in which a conductor provided in the third insulating layer and electrically connecting the second electrode pad and the wiring layer covered by the third insulating layer is formed. And the diameter of the through hole on the second electrode pad side is a wiring layer covered by the third insulating layer of the through hole Greater than the diameter, the third insulating layer is a requirement that it comprises a reinforcing member.
本配線基板の更に他の形態は、複数の配線層と、複数の絶縁層とが交互に積層され、第1の主面及びその反対面である第2の主面を有する配線基板であって、前記第1の主面に最も近い第1の絶縁層から露出する第1のピッチで配置された第1の電極パッドと、前記第2の主面に最も近い第2の絶縁層に隣接する第3の絶縁層上に設けられ、前記第2の絶縁層の開口部から露出する、前記第1のピッチよりも広い第2のピッチで配置された第2の電極パッドと、前記第3の絶縁層に設けられ、前記第2の電極パッドと前記第3の絶縁層が被覆する配線層とを電気的に接続する導体が形成された貫通孔と、を有し、前記貫通孔の前記第2の電極パッド側の径は、前記貫通孔の前記第3の絶縁層が被覆する配線層側の径よりも大きく、前記第2の絶縁層は感光性の絶縁性樹脂から構成され、その他の絶縁層は非感光性の同一組成の絶縁性樹脂から構成され、前記第3の絶縁層は、補強部材を備えていることを要件とする。 Still another embodiment of the present wiring board is a wiring board in which a plurality of wiring layers and a plurality of insulating layers are alternately stacked and have a first main surface and a second main surface opposite to the first main surface. A first electrode pad disposed at a first pitch exposed from the first insulating layer closest to the first main surface, and a second insulating layer closest to the second main surface. A second electrode pad provided on a third insulating layer and exposed from an opening of the second insulating layer and disposed at a second pitch wider than the first pitch; and A through hole provided in an insulating layer and formed with a conductor that electrically connects the second electrode pad and the wiring layer covered by the third insulating layer; 2 is larger than the diameter of the wiring layer side covered by the third insulating layer of the through-hole, The edge layer is composed of a photosensitive insulating resin, the other insulating layers are composed of a non-photosensitive insulating resin having the same composition, and the third insulating layer is provided with a reinforcing member. To do.
開示の技術によれば、反りを低減可能であると共に、高密度化にも対応可能な配線基板を提供できる。 According to the disclosed technology, it is possible to provide a wiring board that can reduce warpage and can cope with higher density.
以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。なお、各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。 Hereinafter, embodiments for carrying out the invention will be described with reference to the drawings. In addition, in each drawing, the same code | symbol is attached | subjected to the same component and the overlapping description may be abbreviate | omitted.
〈第1の実施の形態〉
第1の実施の形態では、本発明を、半導体チップを搭載することにより半導体パッケージとなる配線基板に適用する例を示す。
<First Embodiment>
In the first embodiment, an example is shown in which the present invention is applied to a wiring board that becomes a semiconductor package by mounting a semiconductor chip.
[第1の実施の形態に係る配線基板の構造]
始めに、第1の実施の形態に係る配線基板の構造について説明する。図5は、第1の実施の形態に係る配線基板を例示する断面図である。図5を参照するに、第1の実施の形態に係る配線基板10は、第1配線層11、第1絶縁層12、第2配線層13、第2絶縁層14、第3配線層15、第3絶縁層16、第4配線層17、第4絶縁層18が順次積層された構造を有する。
[Structure of Wiring Board According to First Embodiment]
First, the structure of the wiring board according to the first embodiment will be described. FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating the wiring board according to the first embodiment. Referring to FIG. 5, the
なお、配線基板10において、第1絶縁層12の下面(第2絶縁層14と接する面の反対側の面)と第4絶縁層18の上面(第3絶縁層16と接する面の反対側の面)の何れか一方を第1の主面、他方を第2の主面と称する場合がある。例えば第1絶縁層12の下面が配線基板10の第1の主面であれば、第1の主面に最も近い絶縁層は第1絶縁層12である。又、例えば第4絶縁層18の上面が配線基板10の第2の主面であれば、第2の主面に最も近い絶縁層は第4絶縁層18である。
In the
配線基板10において、第1配線層11は、最下層に形成されている。第1配線層11は、第1層11a及び第2層11bから構成されている。第1層11aとしては、例えば金(Au)膜、パラジウム(Pd)膜、ニッケル(Ni)膜を、金(Au)膜が配線基板10の外部に露出するように、この順番で順次積層した導電層を用いることができる。第1層11aとして、例えば金(Au)膜とニッケル(Ni)膜を、金(Au)膜が配線基板10の外部に露出するように、この順番で順次積層した導電層を用いても良い。第2層11bとしては、例えば銅(Cu)層等を含む導電層を用いることができる。第1配線層11の厚さは、例えば10〜20μm程度とすることができる。
In the
第1配線層11の一部(第1層11a)は第1絶縁層12から露出しており、半導体チップ等(図示せず)と電気的に接続される電極パッドとして機能する。以降、第1絶縁層12から露出する第1配線層11を第1の電極パッド11と称する場合があり、又、第1の電極パッド11側を半導体チップ搭載側と称する場合がある。第1の電極パッド11の平面形状は例えば円形であり、その直径は例えば40〜120μm程度とすることができる。第1の電極パッド11のピッチは、例えば100〜200μm程度とすることができる。
A part of the first wiring layer 11 (
第1絶縁層12は、第1配線層11の上面(第2配線層13のビア配線と接続される面)と側面とを覆い、下面(第2配線層13のビア配線と接続される面の反対面)を露出するように形成されている。第1絶縁層12の材料としては、例えばエポキシ系樹脂を主成分とする非感光性の絶縁性樹脂等を用いることができる。第1絶縁層12の材料である非感光性の絶縁性樹脂としては、例えば熱硬化性樹脂を用いることができる。第1絶縁層12の厚さは、例えば15〜35μm程度とすることができる。
The first insulating
第1絶縁層12は、シリカ(SiO2)等のフィラーを含有している。フィラーの含有量は、例えば20〜70vol%程度とすることができる。フィラーの粒径は最小粒径0.1μm、最大粒径5μm、平均粒径0.5〜2μm程度であることが好ましい。フィラーの含有量を調整することにより、第1絶縁層12の熱膨張係数を調整できる(フィラーの含有量を増やすと熱膨張係数が小さくなる)。フィラーの含有量を調整して、第1絶縁層12の熱膨張係数を第2配線層13等を構成する銅(Cu)の熱膨張係数(17ppm/℃程度)に近づけることにより、配線基板10に生ずる反りを低減できる。なお、特記した場合を除き、本明細書における熱膨張係数は25〜150℃の範囲における値を示すものとする。なお、第1絶縁層12の含有するフィラーは、シリカ(SiO2)には限定されず、アルミナ等を用いても構わない(以下、他の絶縁層についても同様)。
The first insulating
第2配線層13は、第1絶縁層12上に形成されている。第2配線層13は、第1絶縁層12を貫通し第1配線層11の上面を露出する第1ビアホール12x内に充填されたビア配線、及び第1絶縁層12上に形成された配線パターンを含んで構成されている。第1ビアホール12xは、第2絶縁層14側に開口されていると共に、第1配線層11の上面によって底面が形成された、開口部の面積が底面の面積よりも大となる円錐台状の凹部となっている。又、この凹部内にビア配線が形成されている。
The
第2配線層13は、第1ビアホール12xの底部に露出した第1配線層11と電気的に接続されている。第2配線層13の材料としては、例えば銅(Cu)等を用いることができる。第2配線層13を構成する配線パターンの厚さは、例えば10〜20μm程度とすることができる。
The
第2絶縁層14は、第1絶縁層12上に、第2配線層13を覆うように形成されている。第2絶縁層14の材料としては、第1絶縁層12と同一組成の非感光性の絶縁性樹脂を用いることが好ましい。又、第2絶縁層14は、第1絶縁層12が含有するフィラーと同一組成のフィラーを略同一量だけ含有することが好ましい。配線基板10に生ずる反りを低減するためである。第2絶縁層14の厚さは、例えば15〜35μm程度とすることができる。
The second insulating
第3配線層15は、第2絶縁層14上に形成されている。第3配線層15は、第2絶縁層14を貫通し第2配線層13の上面を露出する第2ビアホール14x内に充填されたビア配線、及び第2絶縁層14上に形成された配線パターンを含んで構成されている。第2ビアホール14xは、第3絶縁層16側に開口されていると共に、第2配線層13の上面によって底面が形成された、開口部の面積が底面の面積よりも大となる円錐台状の凹部となっている。又、この凹部内にビア配線が形成されている。
The
第3配線層15は、第2ビアホール14xの底部に露出した第2配線層13と電気的に接続されている。第3配線層15の材料としては、例えば銅(Cu)等を用いることができる。第3配線層15を構成する配線パターンの厚さは、例えば10〜20μm程度とすることができる。
The
第3絶縁層16は、第2絶縁層14上に、第3配線層15を覆うように形成されている。第3絶縁層16は、ガラスクロス19に例えばエポキシ系樹脂を主成分とする非感光性の絶縁性樹脂等を含浸させたものである。第3絶縁層16に含まれる非感光性の絶縁性樹脂としては、第1絶縁層12及び第2絶縁層14と同一組成の非感光性の絶縁性樹脂を用いることが好ましい。又、第3絶縁層16は、第1絶縁層12及び第2絶縁層14が含有するフィラーと同一組成のフィラーを略同一量だけ含有することが好ましい。配線基板10に生ずる反りを低減するためである。第3絶縁層16の厚さは、例えば25〜75μm程度とすることができる。
The third insulating
ガラスクロス19は、図6に示すように、X方向に並設されたガラス繊維束19aと、Y方向に並設されたガラス繊維束19bとが格子状に平織りされた形態を有する。ガラスクロス19は、本発明に係る補強部材の代表的な一例である。ガラス繊維束19a及び19bは、1本が例えば数μm程度のガラス繊維を複数本束ねて例えば数100μm程度の幅にしたものである。ガラス繊維束19a及び19bの厚さは、それぞれ10〜15μm程度とすることができる。
As shown in FIG. 6, the
なお、ガラスクロス19等の補強部材を構成する繊維束は、ガラス繊維束には限定されず、炭素繊維束、ポリエステル繊維束、テトロン繊維束、ナイロン繊維束、アラミド繊維束等を用いても構わない。又、繊維束の織り方は平織りには限定されず、朱子織り、綾織り等であっても構わない。又、織布以外に不織布を用いても良い。
The fiber bundle constituting the reinforcing member such as the
なお、第3絶縁層16のみにガラスクロス19を設ける理由は、以下のとおりである。すなわち、一般的に、電極パッドとして用いられる配線層(本実施の形態では、第4配線層17)は、他の配線層に比較し残銅率が低い。よって、残銅率の差により配線基板に反りが生じやすい。そこで、第4配線層17に隣接する第3絶縁層16内にガラスクロス19を設けることにより、第4配線層17の残銅率を高くした場合と同等の効果が得られ、配線基板10に生ずる反りを低減可能となるからである。ここで、残銅率とは、ある絶縁層上の面積に占める、配線層を形成する金属層の面積の比率である。本実施の形態の場合には、金属層として銅を想定して残銅率と称するが、金属層は銅以外であっても良い。
The reason why the
なお、半導体チップ搭載側は外部接続端子側に比べて配線層のデザインルールが厳しいため、ガラスクロス19を半導体チップ搭載側に近い絶縁層に設けることは好ましくない。ガラスクロス19を設けた絶縁層のビアホールが大容積化し、配線パターンの高密度化や電極パッドの狭ピッチ化等に支障が出るからである。
Since the design rule of the wiring layer is stricter on the semiconductor chip mounting side than on the external connection terminal side, it is not preferable to provide the
第4配線層17は、第3絶縁層16上に形成されている。第4配線層17は、第3絶縁層16を貫通し第3配線層15の上面を露出する第3ビアホール16x内に形成されたビア配線、及び第3絶縁層16上に形成された配線パターンを含んで構成されている。第3ビアホール16xは、第4絶縁層18側に開口されていると共に、第3配線層15の上面によって底面が形成された、開口部の面積が底面の面積よりも大となる円錐台状の凹部となっている。又、この凹部内にビア配線が形成されている。
The
第4配線層17を構成するビア配線は、第3ビアホール16xの側壁を覆うように形成され、中央部近傍に凹部17xが形成される場合がある。すなわち第4配線層17を構成するビア配線は、第3ビアホール16xを完全には充填しない場合がある。
The via wiring configuring the
第4配線層17は、第3ビアホール16xの底部に露出した第3配線層15と電気的に接続されている。第4配線層17の材料としては、例えば銅(Cu)等を用いることができる。第4配線層17を構成する配線パターンの厚さは、例えば10〜20μm程度とすることができる。
The
第4配線層17のビア配線に凹部17xが形成される場合がある理由を以下に説明する。すなわち、ガラスクロス19を含む第3絶縁層16の厚さは、ガラスクロスを含まない他の絶縁層の厚さよりも厚くなる。これにより、第3絶縁層16に形成される第3ビアホール16xは、第1絶縁層12に形成される第1ビアホール12xや第2絶縁層14に形成される第2ビアホール14xよりも深くなり、かつ、開口端における径(第4絶縁層18側の径)も大きくなる。つまり、第3ビアホール16xは、小径化が困難であり容積が大きくなる。
The reason why the
このような容積が大きい第3ビアホール16x全体にビア配線を完全に充填することは、技術的或いはコスト的に困難である。そのため、図5に示すように、第3ビアホール16xの側壁には第4配線層17のビア配線が形成されるが、第3ビアホール16xは完全には充填されず、第4配線層17を構成するビア配線の中央部近傍には凹部17xが形成される場合がある。
It is technically or costly difficult to completely fill the entire third via
第4絶縁層18は、第3絶縁層16上に、第4配線層17を覆うように形成されている。第4絶縁層18の材料としては、エポキシ系樹脂やイミド系樹脂等を含む感光性の絶縁性樹脂を用いることができる。第4絶縁層18の材料として、第1絶縁層12等と同様に、エポキシ系樹脂を主成分とする非感光性の絶縁性樹脂等を用いても構わない。第4絶縁層18の厚さは、例えば15〜35μm程度することができる。
The fourth insulating
第4絶縁層18は開口部18xを有し、開口部18xの底部には凹部17xを含む第4配線層17の一部が露出している。開口部18xの底部に露出する凹部17xを含む第4配線層17は、マザーボード等の実装基板(図示せず)と電気的に接続される電極パッドとして機能する。必要に応じ、開口部18xの底部に露出する凹部17xを含む第4配線層17上に、金属層等を形成してもよい。金属層の例としては、Au層や、Ni/Au層(Ni層とAu層をこの順番で積層した金属層)、Ni/Pd/Au層(Ni層とPd層とAu層をこの順番で積層した金属層)等を挙げることができる。
The fourth insulating
更に、開口部18xの底部に露出する凹部17xを含む第4配線層17上に(開口部18xの底部に露出する凹部17xを含む第4配線層17上に金属層等が形成されている場合には、金属層等の上に)はんだボールやリードピン等の外部接続端子を形成しても構わない。外部接続端子は、マザーボード等の実装基板(図示せず)と電気的に接続するための端子となる。但し、開口部18xの底部に露出する凹部17xを含む第4配線層17(凹部17xを含む第4配線層17上に金属層等が形成されている場合には、金属層等)自体を、外部接続端子としても良い。
Further, when a metal layer or the like is formed on the
以降、開口部18xの底部に露出する凹部17xを含む第4配線層17を第2の電極パッド17と称する場合があり、又、第2の電極パッド17側を外部接続端子側と称する場合がある。第2の電極パッド17の平面形状は例えば円形であり、その直径は例えば200〜1000μm程度とすることができる。第2の電極パッド17のピッチは、前述の第1の電極パッド11のピッチ(例えば100〜200μm程度)よりも広く、例えば500〜1200μm程度とすることができる。
Hereinafter, the
なお、配線基板10において、第4配線層17を構成する配線パターンを第3絶縁層16上に引き出して形成し、第3絶縁層16上に引き出された配線パターンを第4絶縁層18の開口部18xから露出させ、第2の電極パッド17としても良い。つまり、第4配線層17の凹部17x以外の部分を第2の電極パッド17としても良い。
In the
図7は、スタックビア構造を例示する図である。図7(a)は比較のために示す従来の配線基板100であり、図7(b)は配線基板10にスタックビア構造を採用した配線基板10Aを例示する図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating a stacked via structure. FIG. 7A is a
図7(a)に示す従来の配線基板100では、中央部近傍に凹部130xが形成された第1ビアホール120x上(第2絶縁層140側)に他のビアホールを形成できないため、領域Aにおいて第3配線層150の設計自由度が制限され、配線密度を向上できない。
In the
これに対して、図7(b)に示す配線基板10Aでは、ビア配線の中央部近傍に凹部17xが形成された第3ビアホール16x上(第4絶縁層18側)には他のビアホールが形成されないため、例えば領域Bにスタックビア構造を採用できる。これにより、図7(a)の場合に比べて、ビアホール形成位置の制限が緩和され、領域Cにおいて第3配線層15の設計自由度が向上する。その結果、領域Dにおいて高密度に配線形成可能となる。又、領域Eにおいて配線を引き回す必要がなくなるため、配線基板の小型化が可能となる。
On the other hand, in the
このように、第1の実施の形態に係る配線基板では、ガラスクロス19を含む第3絶縁層16は、他の絶縁層に比べて層厚が厚くなる。その結果、第3絶縁層16に形成される第3ビアホール16xは大容積となるため、第4配線層17を構成するビア配線は第3ビアホール16xを完全には充填できず、中央部近傍に凹部17xが形成される場合がある。しかしながら、第3ビアホール16x上(第4絶縁層18側)には他のビアホールが形成されないため、凹部17xの存在は所謂スタックビア構造を採用する際の妨げとはならず、図7(b)に示す配線基板10Aのように、スタックビア構造を採用することができる。これにより、配線基板の高密度化及び小型化が可能となる。
Thus, in the wiring board according to the first embodiment, the third insulating
つまり、配線基板10は、第3絶縁層16にガラスクロス19を含む構造とすることにより剛性を高め反りを低減できると共に、必要な部分に所謂スタックビア構造を採用して高密度化及び小型化にも対応できる。又、配線基板10が高温になり、各絶縁層を構成する絶縁性樹脂のガラス転移温度を超えた場合でも、ガラスクロス19の剛性により反りの発生が抑制され、高温環境下における挙動が安定する。
In other words, the
図8は、配線基板に外部接続端子を形成する例を示す図である。図8(a)は、配線基板10の第2の電極パッド17上に、はんだボール27を形成した場合の図である。図8(b)は、配線基板10の第2の電極パッド17に、はんだ28を用いてリードピン29を形成した場合の図である。図8(a)及び図8(b)に示すように、第2の電極パッド17に凹部17xが形成されていても、凹部17x内がはんだで充填されるため、はんだボールやリードピンの接合に支障は生じない。
FIG. 8 is a diagram illustrating an example in which external connection terminals are formed on a wiring board. FIG. 8A is a view when
このように、第2の電極パッド17(開口部18xの底部に露出する凹部17xを含む第4配線層17)上に、はんだボールやリードピン等の外部接続端子を形成する場合でも、凹部17x内がはんだで充填されるため、第2の電極パッド17と外部接続端子との接続信頼性を損なうことはない。
As described above, even when an external connection terminal such as a solder ball or a lead pin is formed on the second electrode pad 17 (the
[第1の実施の形態に係る配線基板の製造方法]
続いて、第1の実施の形態に係る配線基板の製造方法について説明する。図7〜図14は、第1の実施の形態に係る配線基板の製造工程を例示する図である。
[Method for Manufacturing Wiring Board According to First Embodiment]
Next, a method for manufacturing a wiring board according to the first embodiment will be described. 7 to 14 are diagrams illustrating the manufacturing process of the wiring board according to the first embodiment.
始めに、図7に示す工程では、支持体21を準備する。支持体21としては、シリコン板、ガラス板、金属箔等を用いることができるが、本実施の形態では、支持体21として銅箔を用いる。後述する図9に示す工程等において電解めっきを行う際の給電層として利用でき、後述する図14に示す工程の後に容易にエッチングで除去可能だからである。支持体21の厚さは、例えば35〜100μm程度とすることができる。
First, in the step shown in FIG. 7, a
次いで、図8に示す工程では、支持体21の一方の面に、第1配線層11に対応する開口部22xを有するレジスト層22を形成する。具体的には、支持体21の一方の面に、例えばエポキシ系樹脂やイミド系樹脂等を含む感光性樹脂組成物からなる液状又はペースト状のレジストを塗布する。或いは、支持体21の一方の面に、例えばエポキシ系樹脂やイミド系樹脂等を含む感光性樹脂組成物からなるフィルム状のレジスト(例えば、ドライフィルムレジスト等)をラミネートする。そして、塗布又はラミネートしたレジストを露光、現像することで開口部22xを形成する。これにより、開口部22xを有するレジスト層22が形成される。なお、予め開口部22xを形成したフィルム状のレジストを支持体21の一方の面にラミネートしても構わない。
Next, in a step shown in FIG. 8, a resist
開口部22xは、後述の図9に示す工程で形成される第1配線層11に対応する位置に形成されるが、その配設ピッチは、例えば100〜200μm程度とすることができる。開口部22xの平面形状は、例えば円形であり、その直径は例えば40〜120μm程度とすることができる。
The
次いで、図9に示す工程では、支持体21をめっき給電層に利用する電解めっき法等により、支持体21の一方の面の開口部22x内に、第1層11a及び第2層11bから構成される第1配線層11を形成する。
Next, in the process shown in FIG. 9, the
第1層11aは、例えば金(Au)膜、パラジウム(Pd)膜、ニッケル(Ni)膜をこの順番で順次積層した構造を有する。よって、第1配線層11を形成するには、先ず、支持体21をめっき給電層に利用する電解めっき法等により、金(Au)膜、パラジウム(Pd)膜、ニッケル(Ni)膜を順にめっきして第1層11aを形成し、続いて、支持体21をめっき給電層に利用する電解めっき法等により、第1層11a上に銅(Cu)等からなる第2層11bを形成すれば良い。
The
次いで、図10に示す工程では、図9に示すレジスト層22を除去した後、第1配線層11を覆うように支持体21の一方の面に第1絶縁層12を形成する。第1絶縁層12の材料としては、例えばエポキシ系樹脂を主成分とする非感光性の絶縁性樹脂等を用いることができる。第1絶縁層12の厚さは、例えば15〜35μm程度とすることができる。第1絶縁層12は、シリカ(SiO2)等のフィラーを含有している。フィラーの含有量や含有する目的は、前述の通りである。
Next, in the step shown in FIG. 10, after removing the resist
第1絶縁層12の材料として、例えば熱硬化性を有するフィルム状のエポキシ系樹脂を主成分とする非感光性の絶縁性樹脂等を用いた場合には、第1配線層11を覆うように支持体21の一方の面にフィルム状の第1絶縁層12をラミネートする。そして、ラミネートした第1絶縁層12を押圧しつつ、第1絶縁層12を硬化温度以上に加熱して硬化させる。なお、第1絶縁層12を真空雰囲気中でラミネートすることにより、ボイドの巻き込みを防止できる。
As a material of the first insulating
第1絶縁層12の材料として、例えば熱硬化性を有する液状又はペースト状のエポキシ系樹脂を主成分とする非感光性の絶縁性樹脂等を用いた場合には、第1配線層11を覆うように支持体21の一方の面に液状又はペースト状の第1絶縁層12を例えばスピンコート法等により塗布する。そして、塗布した第1絶縁層12を硬化温度以上に加熱して硬化させる。
When the material of the first insulating
次いで、図11に示す工程では、第1絶縁層12に、第1絶縁層12を貫通し第1配線層11の上面を露出させる第1ビアホール12xを形成する。第1ビアホール12xは、例えばCO2レーザ等を用いたレーザ加工法により形成できる。レーザ加工法により形成した第1ビアホール12xは、第2絶縁層14が形成される側に開口されていると共に、第1配線層11の上面によって底面が形成された、開口部の面積が底面の面積よりも大となる円錐台状の凹部となる。なお、他のビアホールもレーザ加工法により形成すると同様の形状となる。第1ビアホール12xをレーザ加工法により形成した場合には、デスミア処理を行い、第1ビアホール12xの底部に露出する第1配線層11の上面に付着した第1絶縁層12の樹脂残渣を除去する。
Next, in the step shown in FIG. 11, a first via
次いで、図12に示す工程では、第1絶縁層12上に第2配線層13を形成する。第2配線層13は、第1ビアホール12x内に充填されたビア配線、及び第1絶縁層12上に形成された配線パターンを含んで構成される。第2配線層13は、第1ビアホール12xの底部に露出した第1配線層11と電気的に接続される。第2配線層13の材料としては、例えば銅(Cu)等を用いることができる。
Next, in the step shown in FIG. 12, the
第2配線層13は、セミアディティブ法やサブトラクティブ法等の各種の配線形成方法を用いて形成できるが、一例としてセミアディティブ法を用いて第2配線層13を形成する方法を以下に示す。
Although the
始めに、無電解めっき法又はスパッタ法により、第1ビアホール12xの底部に露出した第1配線層11の上面、及び第1ビアホール12xの側壁を含む第1絶縁層12上に銅(Cu)等からなるシード層(図示せず)を形成する。更に、シード層上に第2配線層13に対応する開口部を備えたレジスト層(図示せず)を形成する。そして、シード層を給電層に利用した電解めっき法により、レジスト層の開口部に銅(Cu)等からなる配線層(図示せず)を形成する。続いて、レジスト層を除去した後に、配線層をマスクにして、配線層に覆われていない部分のシード層をエッチングにより除去する。これにより、第1絶縁層12上に第1ビアホール12x内に充填されたビア配線、及び第1絶縁層12上に形成された配線パターンを含んで構成される第2配線層13が形成される。
First, copper (Cu) or the like is formed on the upper surface of the
次いで、図13に示す工程では、上記と同様な工程を繰り返すことにより、第1絶縁層12上に、第2絶縁層14、第3配線層15、第3絶縁層16、及び第4配線層17を積層する。すなわち、第1絶縁層12上に第2配線層13を被覆する第2絶縁層14を形成した後に、第2絶縁層14を貫通し第2配線層13の上面を露出する第2ビアホール14xを形成する。第2ビアホール14xは、必要に応じて、第1ビアホール12xの垂直方向に積み重ねて相互接続する所謂スタックビア構造とすることができる。第2絶縁層14の材料としては、第1絶縁層12と同一組成の非感光性の絶縁性樹脂を用いることが好ましい。又、第2絶縁層14は、第1絶縁層12が含有するフィラーと同一組成のフィラーを略同一量だけ含有することが好ましい。配線基板10に生ずる反りを低減するためである。第2絶縁層14の厚さは、例えば15〜35μm程度とすることができる。
Next, in the process shown in FIG. 13, by repeating the same process as described above, the second insulating
更に、第2絶縁層14上に、第2ビアホール14xを介して第2配線層13に接続される第3配線層15を形成する。第3配線層15は、第2ビアホール14x内を充填するビア配線、及び第2絶縁層14上に形成された配線パターンを含んで構成されている。第3配線層15は、第2ビアホール14xの底部に露出した第2配線層13と電気的に接続される。第3配線層15の材料としては、例えば銅(Cu)等を用いることができる。第3配線層15は、例えばセミアディティブ法により形成される。第3配線層15を構成する配線パターンの厚さは、例えば10〜20μm程度とすることができる。
Further, a
更に、第2絶縁層14上に、ガラスクロス19に例えばエポキシ系樹脂を主成分とする非感光性の絶縁性樹脂等を含浸させた樹脂フィルム(プリプレグ)を積層して第3配線層15を被覆する第3絶縁層16を形成する。そして、第3絶縁層16を貫通し第3配線層15の上面を露出する第3ビアホール16xを形成する。第3ビアホール16xは、必要に応じて、第2ビアホール14xの垂直方向に積み重ねて相互接続する所謂スタックビア構造とすることができる。第3絶縁層16は、ガラスクロス19に例えばエポキシ系樹脂を主成分とする非感光性の絶縁性樹脂等を含浸させたものである。第3絶縁層16に含まれる非感光性の絶縁性樹脂としては、第1絶縁層12及び第2絶縁層14と同一組成の非感光性の絶縁性樹脂を用いることが好ましい。又、第3絶縁層16は、第1絶縁層12及び第2絶縁層14が含有するフィラーと同一組成のフィラーを略同一量だけ含有することが好ましい。配線基板10に生ずる反りを低減するためである。第3絶縁層16の厚さは、例えば25〜75μm程度とすることができる。
Further, a
更に、第3絶縁層16上に、第3ビアホール16xを介して第3配線層15に接続される第4配線層17を形成する。第4配線層17は、第3ビアホール16x内に形成されたビア配線、及び第3絶縁層16上に形成された配線パターンを含んで構成されている。ガラスクロス19を含む第3絶縁層16に形成される第3ビアホール16xの容積が大きいため、第3ビアホール16xは完全には充填されず、第4配線層17を構成するビア配線の中央部近傍には凹部17xが形成される場合がある。第4配線層17は、第3ビアホール16xの底部に露出した第3配線層15と電気的に接続される。第4配線層17の材料としては、例えば銅(Cu)等を用いることができる。第4配線層17は、例えばセミアディティブ法により形成される。第4配線層17を構成する配線パターンの厚さは、例えば10〜20μm程度とすることができる。
Further, a
このようにして、支持体21の一方の面に所定のビルドアップ配線層が形成される。本実施の形態では、3層のビルドアップ配線層(第2配線層13、第3配線層15、及び第4配線層17)を形成したが、n層(nは1以上の整数)のビルドアップ配線層を形成してもよい。
In this way, a predetermined buildup wiring layer is formed on one surface of the
次いで、図14に示す工程では、第3絶縁層16上に開口部18xを有する第4絶縁層18を形成する。具体的には、例えば、第4配線層17を覆うように、第3絶縁層16上に液状又はペースト状のエポキシ系樹脂やイミド系樹脂等を含む感光性の絶縁性樹脂を塗布する。そして、塗布した感光性の絶縁性樹脂を露光及び現像することで開口部18xを形成する。これにより、凹部17xを含む第4配線層17の一部は、第4絶縁層18の開口部18xの底部に露出する。第4絶縁層18の厚さは、例えば15〜35μm程度とすることができる。なお、第4絶縁層18をエポキシ系樹脂を主成分とする非感光性の絶縁性樹脂等(第1絶縁層12と同一組成の非感光性の絶縁性樹脂)を用いて形成し、開口部18xをレーザ加工法等により形成しても構わない。
Next, in a step shown in FIG. 14, a fourth insulating
必要に応じ、開口部18xの底部に露出する凹部17xを含む第4配線層17上に、例えば無電解めっき法等により金属層等を形成してもよい。金属層の例としては、Au層や、Ni/Au層(Ni層とAu層をこの順番で積層した金属層)、Ni/Pd/Au層(Ni層とPd層とAu層をこの順番で積層した金属層)等を挙げることができる。
If necessary, a metal layer or the like may be formed on the
次いで、図14に示す工程の後、図14に示す支持体21を除去することにより、図5に示す配線基板10が完成する。銅箔から構成されている支持体21は、例えば塩化第二鉄水溶液や塩化第二銅水溶液、過硫酸アンモニウム水溶液等を用いたウェットエッチングにより除去できる。この際、第1絶縁層12から露出する第1配線層11の最表層は金(Au)膜等であるため、銅箔から構成されている支持体21のみを選択的にエッチングできる。但し、第4配線層17が銅(Cu)から構成されている場合には、開口部18xの底部に露出する凹部17xを含む第4配線層17が支持体21とともにエッチングされることを防止するため、第4配線層17をマスクする必要がある。
Next, after the step shown in FIG. 14, the
支持体21を除去した後に、開口部18xの底部に露出する凹部17xを含む第4配線層17上に(開口部18xの底部に露出する凹部17xを含む第4配線層17上に金属層等が形成されている場合には、金属層等の上に)はんだボールやリードピン等の外部接続端子を形成しても構わない。外部接続端子は、マザーボード等の実装基板(図示せず)と電気的に接続するための端子となる。但し、開口部18xの底部に露出する凹部17xを含む第4配線層17(凹部17xを含む第4配線層17上に金属層等が形成されている場合には、金属層等)自体を、外部接続端子としても良い。又、支持体21を除去する前に、はんだボールやリードピン等の外部接続端子を形成しても構わない。
After the
なお、図7〜図14では、支持体21上に1個の配線基板10を作製する例を示したが、支持体21上に複数の配線基板10となる部材を作製し、それを個片化して複数の配線基板10を得るような工程としても構わない。
Although FIGS. 7 to 14 show an example in which one
このように、第1の実施の形態によれば、支持体上に半導体チップ搭載側から配線層及び絶縁層を順次積層する。この際、外部接続端子側の最上層の絶縁層(第4絶縁層)の下側に隣接する絶縁層(第3絶縁層)にガラスクロス等の補強部材を設ける。そして、支持体を除去して配線基板を得る。これにより、補強部材を設けた第3絶縁層の剛性を高めることが可能となり、配線基板の反りを低減できる。 Thus, according to the first embodiment, the wiring layer and the insulating layer are sequentially stacked on the support from the semiconductor chip mounting side. At this time, a reinforcing member such as a glass cloth is provided on the insulating layer (third insulating layer) adjacent to the lower side of the uppermost insulating layer (fourth insulating layer) on the external connection terminal side. And a support body is removed and a wiring board is obtained. As a result, the rigidity of the third insulating layer provided with the reinforcing member can be increased, and the warping of the wiring board can be reduced.
この際、補強部材を含む第3絶縁層は、他の絶縁層に比べて層厚が厚くなる。その結果、第3絶縁層に形成されるビアホールは大容積となるため、ビア配線がこのビアホールを完全には充填できず、中央部近傍に凹部が形成される場合がある。しかしながら、第1の実施の形態では、半導体チップ搭載側から配線層及び絶縁層を順次積層して配線基板を製造する。その結果、外部接続端子側の最上層の絶縁層(第4絶縁層)の下側に隣接する第3絶縁層のビアホール上には他のビアホールが形成されないため、凹部の存在は所謂スタックビア構造を採用する際の妨げとはならず、配線基板の高密度化を阻害する要因とはならない。 At this time, the third insulating layer including the reinforcing member is thicker than the other insulating layers. As a result, since the via hole formed in the third insulating layer has a large volume, the via wiring cannot completely fill the via hole, and a recess may be formed near the center. However, in the first embodiment, a wiring substrate is manufactured by sequentially laminating a wiring layer and an insulating layer from the semiconductor chip mounting side. As a result, no other via hole is formed on the via hole of the third insulating layer adjacent to the lower side of the uppermost insulating layer (fourth insulating layer) on the external connection terminal side. This does not hinder the adoption of the circuit board, and does not hinder the high density of the wiring board.
すなわち、第1の実施の形態に係る配線基板は、第3絶縁層にガラスクロス等の補強部材を設けることにより剛性を高め反りを低減できると共に、必要な部分に所謂スタックビア構造を採用して高密度化にも対応できる。 That is, the wiring board according to the first embodiment can increase rigidity and reduce warpage by providing a reinforcing member such as a glass cloth in the third insulating layer, and adopts a so-called stacked via structure in a necessary portion. It can cope with high density.
又、配線基板が高温になり、各絶縁層を構成する絶縁性樹脂のガラス転移温度を超えた場合でも、ガラスクロスの剛性により反りの発生が抑制され、高温環境下における挙動が安定する。 In addition, even when the wiring board becomes hot and exceeds the glass transition temperature of the insulating resin constituting each insulating layer, the occurrence of warpage is suppressed by the rigidity of the glass cloth, and the behavior in a high temperature environment is stabilized.
又、同一組成の非感光性の絶縁性樹脂から構成される各絶縁層が、同一組成のフィラーを略同一量だけ含有することにより、これらの絶縁層の熱膨張係数を略同一値に調整することが可能となり、配線基板に生ずる反りを低減できる。更に、同一組成の非感光性の絶縁性樹脂から構成される各絶縁層の熱膨張係数を、配線層の熱膨張係数に近づけることにより、配線基板に生ずる反りを一層低減可能となる。 Further, each insulating layer composed of a non-photosensitive insulating resin having the same composition contains substantially the same amount of filler having the same composition, thereby adjusting the thermal expansion coefficient of these insulating layers to substantially the same value. Therefore, the warp generated in the wiring board can be reduced. Furthermore, by making the thermal expansion coefficient of each insulating layer composed of the non-photosensitive insulating resin of the same composition close to the thermal expansion coefficient of the wiring layer, it is possible to further reduce the warp generated in the wiring board.
〈第2の実施の形態〉
第1の実施の形態では、外部接続端子側の最上層の絶縁層(第4絶縁層)の下側に隣接する絶縁層(第3絶縁層)にガラスクロス等の補強部材を設ける例を示した。第2の実施の形態では、外部接続端子側の最上層の絶縁層(第4絶縁層)にガラスクロスを設ける例を示す。以下、第1の実施の形態と同一構成部分の説明は極力省略し、第1の実施の形態と異なる部分を中心に説明する。
<Second Embodiment>
In the first embodiment, an example in which a reinforcing member such as a glass cloth is provided on an insulating layer (third insulating layer) adjacent to the lower side of the uppermost insulating layer (fourth insulating layer) on the external connection terminal side is shown. It was. The second embodiment shows an example in which a glass cloth is provided on the uppermost insulating layer (fourth insulating layer) on the external connection terminal side. Hereinafter, the description of the same components as those in the first embodiment will be omitted as much as possible, and the description will focus on the parts that are different from those in the first embodiment.
[第2の実施の形態に係る配線基板の構造]
始めに、第2の実施の形態に係る配線基板の構造について説明する。図15は、第2の実施の形態に係る配線基板を例示する断面図である。図15を参照するに、第2の実施の形態に係る配線基板50は、第3絶縁層16、第4配線層17、及び第4絶縁層18が、それぞれ第3絶縁層56、第4配線層57、及び第4絶縁層58に置換されている点が、第1の実施の形態に係る配線基板10(図5参照)と相違する。
[Structure of Wiring Board According to Second Embodiment]
First, the structure of the wiring board according to the second embodiment will be described. FIG. 15 is a cross-sectional view illustrating a wiring board according to the second embodiment. Referring to FIG. 15, the
配線基板50において、第3絶縁層56には、第1の実施の形態の第3絶縁層16とは異なり、ガラスクロスは設けられていない。第3絶縁層56の材料としては、第1絶縁層12及び第2絶縁層14と同一組成の非感光性の絶縁性樹脂を用いることが好ましい。又、第3絶縁層56は、第1絶縁層12及び第2絶縁層14が含有するフィラーと同一組成のフィラーを略同一量だけ含有することが好ましい。配線基板50に生ずる反りを低減するためである。第3絶縁層56の厚さは、第1絶縁層12及び第2絶縁層14の厚さと同程度であり、例えば15〜35μm程度とすることができる。
In the
第4配線層57は、第3絶縁層56上に形成されている。第4配線層57は、第3絶縁層56を貫通し第3配線層15の上面を露出する第3ビアホール56x内に充填されたビア配線、及び第3絶縁層56上に形成された配線パターンを含んで構成されている。第3ビアホール56xは、第4絶縁層58側に開口されていると共に、第3配線層15の上面によって底面が形成された、開口部の面積が底面の面積よりも大となる円錐台状の凹部となっている。又、この凹部内にビア配線が形成されている。
The
第4配線層57は、第3ビアホール56xの底部に露出した第3配線層15と電気的に接続されている。第4配線層57の材料としては、例えば銅(Cu)等を用いることができる。第4配線層57を構成する配線パターンの厚さは、例えば10〜20μm程度とすることができる。なお、ガラスクロスが設けられていない第3絶縁層56の厚さは特別に厚くはないため(例えば15〜35μm程度)、第1の実施の形態のような凹部17xは形成されず第3ビアホール56xは完全に充填することができる(フィルドビアを設けることができる)。
The
なお、『完全に充填する』とは、ビアホールを充填するビア配線表面が平坦である場合のみならず、ビア配線表面の断面が例えば深さ数μm程度のなだらかな円弧状に凹んだり、例えば高さ数μm程度のなだらかな円弧状に突出したりする場合も含むものとする。つまり、『完全に充填する』には、スタックビアを形成する際に支障のない程度の凹凸が形成されている場合も含むものとする。 “Completely filling” not only means that the surface of the via wiring filling the via hole is flat, but the cross section of the surface of the via wiring is recessed into a gentle circular arc having a depth of about several μm, for example, It also includes the case of protruding into a gentle arc of about several μm. In other words, “completely filling” includes a case where irregularities that do not hinder the formation of stacked vias are formed.
外部接続端子側の最上層の絶縁層である第4絶縁層58は、ガラスクロス19に例えばエポキシ系樹脂を主成分とする非感光性の絶縁性樹脂等を含浸させたものである。なお、第1の実施の形態と同様に、ガラスクロス19等の補強部材を構成する繊維束は、ガラス繊維束には限定されず、炭素繊維束、ポリエステル繊維束、テトロン繊維束、ナイロン繊維束、アラミド繊維束等を用いても構わない。又、繊維束の織り方は平織りには限定されず、朱子織り、綾織り等であっても構わない。又、織布以外に不織布を用いても良い。
The fourth insulating
第4絶縁層58に含まれる非感光性の絶縁性樹脂としては、第1絶縁層12、第2絶縁層14、及び第3絶縁層56と同一組成の非感光性の絶縁性樹脂を用いることが好ましい。又、第4絶縁層58は、第1絶縁層12、第2絶縁層14、及び第3絶縁層56が含有するフィラーと同一組成のフィラーを略同一量だけ含有することが好ましい。配線基板50に生ずる反りを低減するためである。第4絶縁層58の厚さは、例えば25〜75μm程度とすることができる。
As the non-photosensitive insulating resin contained in the fourth insulating
第4絶縁層58は開口部58xを有し、開口部58xの底部には第4配線層57の凹部57xが露出している。凹部57xは、マザーボード等の実装基板(図示せず)と電気的に接続される電極パッドとして機能する。必要に応じ、凹部57x上に、金属層等を形成してもよい。金属層の例としては、Au層や、Ni/Au層(Ni層とAu層をこの順番で積層した金属層)、Ni/Pd/Au層(Ni層とPd層とAu層をこの順番で積層した金属層)等を挙げることができる。なお、凹部57xは、第1の実施の形態の凹部17xとは異なり、後述のように、ブラスト処理により意識的に設けたものである。
The fourth insulating
更に、凹部57x上に(凹部57x上に金属層等が形成されている場合には、金属層等の上に)はんだボールやリードピン等の外部接続端子を形成しても構わない。外部接続端子は、マザーボード等の実装基板(図示せず)と電気的に接続するための端子となる。但し、開口部58xの底部に露出する凹部57x(凹部57x上に金属層等が形成されている場合には、金属層等)自体を、外部接続端子としても良い。以降、開口部58xの底部に露出する凹部57xを第2の電極パッド57xと称する場合があり、又、第2の電極パッド57x側を外部接続端子側と称する場合がある。
Furthermore, an external connection terminal such as a solder ball or a lead pin may be formed on the
図16は、図15の開口部近傍を拡大して例示する断面図である。図16を参照するに、開口部58xは、第4配線層57側から開口端に向って末広がりとなっており、側壁の断面は凹型R形状である。言い換えれば、開口部58xは、第2の電極パッド57xの外周方向に突出又は湾曲する曲面状の側壁を有し、かつ、第4絶縁層58外面に開口する部分の面積が、底面部分の断面積よりも大きい。開口部58xは、例えば半球状に形成することができる。開口部58xの平面形状は例えば円形であり、その直径(開口端の直径)は例えば220〜1100μm程度とすることができる。
16 is an enlarged cross-sectional view illustrating the vicinity of the opening in FIG. Referring to FIG. 16, the
凹部57xは、底面側から開口端に向って末広がりとなっており、側壁の断面は凹型R形状である。凹部57xの外縁部は第4絶縁層58の下部に入り込むことはなく、凹部57xの側壁の最外縁部は開口部58xの側壁の最内縁部と一致している。凹部57xの平面形状は例えば円形であり、その直径は例えば200〜1000μm程度とすることができる。凹部57xのピッチは、例えば500〜1200μm程度とすることができる。第4配線層57の上面を基準とした凹部57xの最深部の深さは、例えば0.5〜4μm程度とすることができる。
The
なお、凹部57x(第2の電極パッド)及び開口部58x(第2の電極パッド用の開口)の平面形状は略円形のみならず、略矩形等の各種形状にしても構わない。例えば、凹部57x及び開口部58xの平面形状を略矩形とすれば、開口部58xにピン(ソケットのピン)を挿入する場合に、挿入するピン(ソケットのピン)の形状によっては、略矩形の開口部58xに、開口部58xの長手方向にピンの長手方向を対応させて挿入することにより、挿入時の作業性が向上する等の効果が得られる。
The planar shape of the
開口部58xの側壁の断面が凹型R形状となるのは、後述のように、本実施の形態では、開口部58xをブラスト処理により形成するためである。又、開口部58xが形成されると、引き続き第4配線層57の上面をブラスト処理により研磨するため、開口部58xと連続する凹部57xが形成される。
The reason why the cross section of the side wall of the
なお、開口部58xをレーザ加工法により形成することもできるが、以下の点で好ましくない。第1に、他の絶縁層よりも厚い最上層の絶縁層に比較的大きな開口部を形成する必要があるため、レーザ加工法を用いると数ショットの照射が必要となり、加工時間が増加するためである。第2に、レーザ加工法により形成された開口部の側壁からはレーザにより切断されたガラスクロスの端部が突出し、例えば開口部の底部に露出する配線層上に無電解めっき法等によりAu層等の金属層を形成する場合に、突出部の下部の金属層のめっき厚が薄くなる等の問題が生じるためである。第3に、レーザ加工法で開口部を形成すると、開口部の底部に露出する配線層の表面に樹脂残渣が残る。そのため、デスミア処理を行うが、デスミア処理に用いるエッチング液が配線層の一部を溶解し、所謂ハローイングが発生するためである。又、デスミア処理により絶縁層を構成する樹脂がエッチングされ、ガラスクロスの端部が、より開口部内に突出するからである。
Although the
[第2の実施の形態に係る配線基板の製造方法]
続いて、第2の実施の形態に係る配線基板の製造方法について説明する。図17〜図19は、第2の実施の形態に係る配線基板の製造工程を例示する図である。
[Manufacturing Method of Wiring Board According to Second Embodiment]
Then, the manufacturing method of the wiring board based on 2nd Embodiment is demonstrated. 17 to 19 are diagrams illustrating a manufacturing process of the wiring board according to the second embodiment.
始めに、図17に示す工程では、図7〜図13と同様の工程を実施し、第1絶縁層12上に、第2絶縁層14、第3配線層15、第3絶縁層56、及び第4配線層57を積層する。そして、第3絶縁層56上に、第4配線層57を覆うように、ガラスクロス19に例えばエポキシ系樹脂を主成分とする非感光性の絶縁性樹脂等を含浸させた第4絶縁層58を形成する。第4絶縁層58は、ガラスクロス19に例えばエポキシ系樹脂を主成分とする非感光性の絶縁性樹脂等を含浸させた樹脂フィルム(プリプレグ)を第3絶縁層56上に積層し、加圧及び加熱して樹脂を硬化させることにより形成できる。
First, in the step shown in FIG. 17, the same steps as in FIGS. 7 to 13 are performed, and the second insulating
このようにして、支持体21の一方の面に所定のビルドアップ配線層が形成される。本実施の形態では、3層のビルドアップ配線層(第2配線層13、第3配線層15、及び第4配線層57)を形成したが、n層(nは1以上の整数)のビルドアップ配線層を形成してもよい。
In this way, a predetermined buildup wiring layer is formed on one surface of the
次いで、図18に示す工程では、第4絶縁層58上に、開口部23xを有するレジスト層23を形成する。具体的には、第4絶縁層58上に、例えばエポキシ系樹脂やイミド系樹脂等を含む感光性樹脂組成物からなる液状又はペースト状のレジストを塗布する。或いは、第4絶縁層58上に、例えばエポキシ系樹脂やイミド系樹脂等を含む感光性樹脂組成物からなるフィルム状のレジスト(例えば、ドライフィルムレジスト等)をラミネートする。そして、塗布又はラミネートしたレジストを露光、現像することで開口部23xを形成する。これにより、開口部23xを有するレジスト層23が形成される。なお、予め開口部23xを形成したフィルム状のレジストを第4絶縁層58上にラミネートしても構わない。
Next, in a step shown in FIG. 18, a resist
開口部23xは、後述の図19に示す工程で形成される開口部58xに対応する位置に形成されるが、その配設ピッチは、例えば500〜1200μm程度とすることができる。開口部23xの平面形状は例えば円形であり、その直径は例えば220〜1100μm程度とすることができる。
The
なお、レジスト層23は、後述する図19に示す工程におけるブラスト処理のマスクとして機能するが、レジスト層23の表面の一部もブラスト処理により削れる。そこで、レジスト層23は、表面の一部がブラスト処理により削れてもマスクとしての機能を維持できる程度の厚さに形成する必要がある。レジスト層23の厚さは、例えば50μm程度とすることができる。
The resist
次いで、図19に示す工程では、レジスト層23をマスクとして矢印方向からブラスト処理を行い、第4絶縁層58に開口部58xを形成し第4配線層57の上面を露出させる。そして、更にブラスト処理を継続し第4配線層57の開口部58xの底部に露出する部分に凹部57xを形成する。このように、第4配線層57の上面を露出させた後、更にブラスト処理を継続し凹部57xを形成することにより、開口部58x内に第4絶縁層58の材料の残渣が残存しないようにできる。
Next, in the step shown in FIG. 19, blasting is performed from the direction of the arrow using the resist
なお、開口部58xを形成する部分の第4配線層57に、開口部58xの底部の直径よりも大径のパッド(開口部58xの受けパッド)を形成しておくと、このパッドがブラスト処理で開口部58xを形成する際に研磨剤を受け止めるため、第3絶縁層56がブラスト処理により研磨されることを防止でき、好適である。
Note that if a pad having a diameter larger than the diameter of the bottom of the
ブラスト処理により形成された開口部58x及び凹部57xは、前述の図16で説明した形状となる。これにより、開口部58xを有する第4絶縁層58が形成され、開口部58xの底部に露出する第4配線層57の凹部57xは、マザーボード等の実装基板(図示せず)と電気的に接続される電極パッドとして機能する。
The
ここでブラスト処理とは、研磨剤を被処理物に高圧で吹きつけ、被処理物の表面粗度を機械的に調整する処理をいう。ブラスト処理には、エアーブラスト処理、ショットブラスト処理、ウェットブラスト処理等があるが、特に、アルミナ砥粒や球状シリカ砥粒等の研磨剤を水等の溶媒に分散させて被処理物の表面に衝突させ、微細領域の研磨を行うウェットブラスト処理を用いると好適である。 Here, the blasting process is a process of mechanically adjusting the surface roughness of the object to be processed by spraying an abrasive on the object to be processed at a high pressure. The blast treatment includes air blast treatment, shot blast treatment, wet blast treatment, etc., but in particular, a polishing agent such as alumina abrasive grains and spherical silica abrasive grains is dispersed in a solvent such as water on the surface of the object to be treated. It is preferable to use a wet blast process in which collision is performed and a fine region is polished.
なぜならば、ウェットブラスト処理を用いると、エアーブラスト処理やショットブラスト処理に比べて極めて緻密で被処理物の損傷の少ない研磨が可能だからである。又、ウェットブラスト処理では、研磨剤を水等の溶媒に分散させているため、エアーブラスト処理やショットブラスト処理のように研磨剤が粉塵として空気中に飛散することがないからである。 This is because when wet blasting is used, polishing can be performed with extremely high density and less damage to an object to be processed compared to air blasting or shot blasting. Further, in the wet blasting process, the abrasive is dispersed in a solvent such as water, so that the abrasive is not scattered in the air as dust like the air blasting process or the shot blasting process.
ウェットブラスト処理に用いるアルミナ砥粒や球状シリカ砥粒等の研磨剤の粒径は、例えば5〜20μm程度とすることができる。水等の溶媒に分散させたアルミナ砥粒や球状シリカ砥粒等の研磨剤の濃度は、例えば14vol%程度とすることができる。又、水等の溶媒に分散させた研磨剤を被処理物の表面に噴射する際の噴射圧力は、例えば0.25MPa程度とすることができる。 The particle size of an abrasive such as alumina abrasive grains or spherical silica abrasive grains used for wet blasting can be set to about 5 to 20 μm, for example. The concentration of the abrasive such as alumina abrasive grains and spherical silica abrasive grains dispersed in a solvent such as water can be set to about 14 vol%, for example. Moreover, the spraying pressure at the time of spraying the abrasive | polishing agent disperse | distributed to solvents, such as water, to the surface of a to-be-processed object can be about 0.25 MPa, for example.
開口部58xの側壁の面粗度は、例えばRa150〜600nm程度とすることができる。開口部58xを除く第4絶縁層58の上面の面粗度は、例えばRa150nm以下程度とすることができる。これは、ブラスト処理時に、第4絶縁層58の上面はレジスト層23でマスクされ、研磨剤がぶつからないためである。このように、ブラスト処理により、開口部58xの側壁のみが粗化され、開口部58xを除く第4絶縁層58の上面は粗化されない。なお、開口部58xをレーザ加工法により形成する場合には、デスミア処理により、開口部58xの側壁及び第4絶縁層58の上面はエッチングされ、何れもRa500nm程度となる。
The surface roughness of the side wall of the
必要に応じ、開口部58xの底部に露出する第4配線層57の凹部57x上に、例えば無電解めっき法等により金属層等を形成してもよい。金属層の例としては、Au層や、Ni/Au層(Ni層とAu層をこの順番で積層した金属層)、Ni/Pd/Au層(Ni層とPd層とAu層をこの順番で積層した金属層)等を挙げることができる。但し、この金属層等は、レジスト層23を除去した後で形成しても良い。
If necessary, a metal layer or the like may be formed on the
なお、開口部58xをレーザ加工法により形成しデスミア処理を行った場合のように、第4絶縁層58の上面の面粗度が大きい(例えばRa500nm程度)と、無電解めっきの際に、金属層が第4絶縁層58の上面にも付着(異常析出)しやすい問題が生じる。開口部58xをブラスト処理により形成した場合にはデスミア処理が不要なため、第4絶縁層58の上面の面粗度を小さく(例えばRa150nm以下程度)することが可能となり、このような問題を回避できる。
In addition, when the surface roughness of the upper surface of the fourth insulating
又、開口部58xの側壁の面粗度は大きい(例えばRa150〜600nm程度)ため、例えば開口部58x内に第4配線層57と電気的に接続するはんだ(はんだボールやはんだバンプ等)を形成した場合に、開口部58xの側壁とはんだとの密着性を高めることができる。
Further, since the surface roughness of the side wall of the
次いで、図19に示す工程の後、図19に示すレジスト層23を除去し、更に図19に示す支持体21を除去することにより、図15及び図16に示す配線基板50が完成する。銅箔から構成されている支持体21は、例えば塩化第二鉄水溶液や塩化第二銅水溶液、過硫酸アンモニウム水溶液等を用いたウェットエッチングにより除去できる。この際、第1絶縁層12から露出する第1配線層11の最表層は金(Au)膜等であるため、銅箔から構成されている支持体21のみを選択的にエッチングできる。但し、第4配線層57が銅(Cu)から構成されている場合には、開口部58xの底部に露出する凹部57xが支持体21とともにエッチングされることを防止するため、凹部57xをマスクする必要がある。
Next, after the step shown in FIG. 19, the resist
なお、図17〜図19では、支持体21上に1個の配線基板50を作製する例を示したが、支持体21上に複数の配線基板50となる部材を作製し、それを個片化して複数の配線基板50を得るような工程としても構わない。又、支持体21を除去する前や除去した後に、はんだボールやリードピン等の外部接続端子を形成しても構わない。
Although FIGS. 17 to 19 show an example in which one
このように、第2の実施の形態によれば、半導体チップ搭載側から配線層及び絶縁層を順次積層して配線基板を製造する。そして、外部接続端子側の最上層の絶縁層(第4絶縁層)にガラスクロス等の補強部材を設ける。これにより、補強部材を設けた第4絶縁層の剛性を高めることが可能となり、配線基板の反りを低減できる。 Thus, according to the second embodiment, the wiring substrate is manufactured by sequentially laminating the wiring layer and the insulating layer from the semiconductor chip mounting side. A reinforcing member such as a glass cloth is provided on the uppermost insulating layer (fourth insulating layer) on the external connection terminal side. Thereby, the rigidity of the fourth insulating layer provided with the reinforcing member can be increased, and the warp of the wiring board can be reduced.
この際、補強部材を含む第4絶縁層の層厚は他の絶縁層の層厚に比べて厚くなるが、ソルダーレジスト層として機能する第4絶縁層にはビアホールが形成されないため、配線基板の高密度化を阻害する要因にはならない。 At this time, the thickness of the fourth insulating layer including the reinforcing member is thicker than the thickness of the other insulating layers, but no via hole is formed in the fourth insulating layer functioning as the solder resist layer. It is not a factor that hinders higher density.
すなわち、第2の実施の形態に係る配線基板は、第4絶縁層にガラスクロス等の補強部材を設けることにより剛性を高め反りを低減できると共に、必要な部分に所謂スタックビア構造を採用して高密度化にも対応できる。なお、ガラスクロス等の補強部材を、外部接続端子側の最上層の絶縁層(第4絶縁層)、又は、その下側に隣接する絶縁層(第3絶縁層)以外の絶縁層に設けても配線基板の反りはある程度は低減できる。しかしながら、配線基板が反った場合に、凹となる側の外部接続端子側の最上層の絶縁層(第4絶縁層)、又はその下側に隣接する絶縁層(第3絶縁層)にガラスクロス等の補強部材を設けることにより、配線基板を反らす応力に最も効果的に対抗でき、配線基板の反りを低減できる効果が大きくなる。ガラスクロス等の補強部材を、外部接続端子側の最上層の絶縁層(第4絶縁層)、又は、その下側に隣接する絶縁層(第3絶縁層)以外の絶縁層に設けると、補強部材を設けた絶縁層のビアホールに形成されるビア配線の中央部近傍に凹部が形成されるため、その部分では所謂スタックビア構造を採用できず配線層の高密度化に対応できなくなる。 That is, the wiring board according to the second embodiment can increase rigidity and reduce warpage by providing a reinforcing member such as a glass cloth in the fourth insulating layer, and adopts a so-called stacked via structure in a necessary portion. It can cope with high density. A reinforcing member such as a glass cloth is provided in an insulating layer other than the uppermost insulating layer (fourth insulating layer) on the external connection terminal side or an insulating layer (third insulating layer) adjacent to the lower layer. However, the warpage of the wiring board can be reduced to some extent. However, when the wiring substrate is warped, the uppermost insulating layer (fourth insulating layer) on the external connection terminal side on the concave side or the insulating layer adjacent to the lower side (third insulating layer) is made of glass cloth. By providing such a reinforcing member, it is possible to most effectively counter the stress that warps the wiring board, and the effect of reducing the warping of the wiring board is increased. If a reinforcing member such as a glass cloth is provided in the insulating layer other than the uppermost insulating layer (fourth insulating layer) on the external connection terminal side or the insulating layer adjacent to the lower side (third insulating layer), the reinforcing member Since a recess is formed in the vicinity of the central portion of the via wiring formed in the via hole of the insulating layer provided with the member, a so-called stacked via structure cannot be adopted in that portion, and the high density of the wiring layer cannot be dealt with.
つまり、配線基板の反りの低減と高密度化を共に実現するためには、ガラスクロス等の補強部材を、外部接続端子側の最上層の絶縁層(第4絶縁層)、又は、その下側に隣接する絶縁層(第3絶縁層)に設けなければならない。 In other words, in order to achieve both reduction of the warping and high density of the wiring board, a reinforcing member such as a glass cloth is used as the uppermost insulating layer (fourth insulating layer) on the external connection terminal side or the lower side thereof. Must be provided in an insulating layer (third insulating layer) adjacent to the first layer.
又、配線基板が高温になり、各絶縁層を構成する絶縁性樹脂のガラス転移温度を超えた場合でも、ガラスクロスの剛性により反りの発生が抑制され、高温環境下における挙動が安定する。 In addition, even when the wiring board becomes hot and exceeds the glass transition temperature of the insulating resin constituting each insulating layer, the occurrence of warpage is suppressed by the rigidity of the glass cloth, and the behavior in a high temperature environment is stabilized.
又、最上層の絶縁層(第4絶縁層)も含めた配線基板を構成する全ての絶縁層の材料として同一組成の非感光性の絶縁性樹脂を用い、全ての絶縁層が同一組成のフィラーを略同一量だけ含有することにより、全ての絶縁層の熱膨張係数を略同一値に調整することが可能となり、配線基板に生ずる反りを低減できる。更に、全ての絶縁層の熱膨張係数を、配線層の熱膨張係数に近づけることにより、配線基板に生ずる反りを一層低減可能となる。 Also, a non-photosensitive insulating resin having the same composition is used as the material of all insulating layers constituting the wiring board including the uppermost insulating layer (fourth insulating layer), and all insulating layers have the same composition. By containing substantially the same amount, it is possible to adjust the thermal expansion coefficients of all the insulating layers to substantially the same value, and to reduce the warpage generated in the wiring board. Furthermore, by making the thermal expansion coefficients of all the insulating layers close to the thermal expansion coefficients of the wiring layers, it is possible to further reduce the warpage generated in the wiring board.
又、最上層の絶縁層の開口部をブラスト処理により形成するため、開口部は絶縁層に覆われる配線層側から開口端(絶縁層上面)に向って末広がりとなり、側壁の断面は凹型R形状となる。そのため、開口部の底部に露出する配線層上面の面積が等しければ、絶縁層上面における開口部の面積は、側壁の断面が配線層上面に対して垂直に近い直線的な形状である従来の配線基板の開口部の面積よりも広くなる。その結果、従来の配線基板と比べて、開口部に所謂LGA用ソケットのピンを挿入し易くなり、挿入不良や接触不良の発生を低減できる。 In addition, since the opening of the uppermost insulating layer is formed by blasting, the opening widens from the wiring layer side covered with the insulating layer toward the opening end (upper surface of the insulating layer), and the cross section of the side wall has a concave R shape. It becomes. Therefore, if the area of the upper surface of the wiring layer exposed at the bottom of the opening is equal, the area of the opening on the upper surface of the insulating layer is a conventional wiring in which the cross section of the side wall has a linear shape close to perpendicular to the upper surface of the wiring layer. It becomes wider than the area of the opening of the substrate. As a result, compared to a conventional wiring board, it becomes easier to insert a so-called LGA socket pin into the opening, and the occurrence of poor insertion and poor contact can be reduced.
又、絶縁層の開口部をブラスト処理により形成するため、デスミア処理が不要となりハローイングが発生しない。その結果、開口部近傍の配線層とそれを覆う絶縁層とが密着不良の状態になることを防止できる。 Further, since the opening of the insulating layer is formed by blasting, desmearing is not required and haloing does not occur. As a result, it is possible to prevent the wiring layer in the vicinity of the opening and the insulating layer covering the wiring layer from being in a poor contact state.
又、最上層の絶縁層の開口部の底部に露出する最上層の配線層にブラスト処理により凹部を形成するため、凹部の底面は開口部近傍の配線層とそれを覆う絶縁層との界面とは同一平面内になく一段下がった位置にある。そのため、所謂LGA用ソケットのピンから、開口部近傍の配線層とそれを覆う絶縁層との界面に直接力が加わり難いため、界面が剥離する虞を低減できる。 In addition, since the recess is formed by blasting in the uppermost wiring layer exposed at the bottom of the opening of the uppermost insulating layer, the bottom surface of the recess is the interface between the wiring layer near the opening and the insulating layer covering it. Are not in the same plane and are one step down. For this reason, it is difficult to apply a force directly from the pins of the so-called LGA socket to the interface between the wiring layer in the vicinity of the opening and the insulating layer covering it, so that the possibility of the interface peeling off can be reduced.
又、所定のマスクを介したブラスト処理により、開口部の側壁のみを粗化できるため、例えば開口部内にはんだ等(はんだボールやはんだバンプ等)を形成した場合に、アンカー効果により開口部の側壁とはんだ等との密着性を高めることができる。又、ブラスト処理時にマスクにより覆われる最上層の絶縁層の上面は粗化されないため、例えば最上層の絶縁層の開口部の底部に露出する配線層上に、無電解めっき法等により金属層等を形成する場合に、最上層の絶縁層の上面(開口部以外の部分)に金属層が付着(異常析出)することを防止できる。 In addition, since only the side wall of the opening can be roughened by blasting through a predetermined mask, for example, when solder or the like (solder ball or solder bump) is formed in the opening, the side wall of the opening due to the anchor effect. And the adhesion between the solder and the like. In addition, since the upper surface of the uppermost insulating layer covered with the mask during blasting is not roughened, for example, a metal layer or the like is formed on the wiring layer exposed at the bottom of the opening of the uppermost insulating layer by an electroless plating method or the like. When forming the metal layer, it is possible to prevent the metal layer from adhering (abnormally precipitated) to the upper surface (portion other than the opening) of the uppermost insulating layer.
〈第3の実施の形態〉
第3の実施の形態では、第1の実施の形態に係る配線基板10(図5参照)に半導体チップを搭載した半導体パッケージの例を示す。以下、第1の実施の形態と同一構成部分の説明は極力省略し、第1の実施の形態と異なる部分を中心に説明する。
<Third Embodiment>
The third embodiment shows an example of a semiconductor package in which a semiconductor chip is mounted on the wiring board 10 (see FIG. 5) according to the first embodiment. Hereinafter, the description of the same components as those in the first embodiment will be omitted as much as possible, and the description will focus on the parts that are different from those in the first embodiment.
図20は、第3の実施の形態に係る半導体パッケージを例示する断面図である。図20を参照するに、半導体パッケージ70は、図5に示す配線基板10と、半導体チップ71と、バンプ74と、アンダーフィル樹脂75とを有する。なお、図20において、配線基板10は、図5とは上下を反転して描かれている。
FIG. 20 is a cross-sectional view illustrating a semiconductor package according to the third embodiment. Referring to FIG. 20, the
半導体チップ71は、本体72と、電極パッド73とを有する。本体72は、シリコン等からなる薄板化された半導体基板(図示せず)上に半導体集積回路(図示せず)等が形成されたものである。本体72には、電極パッド73が形成されている。電極パッド73は、半導体集積回路(図示せず)と電気的に接続されている。電極パッド73の材料としては、例えばAl等を用いることができる。
The
バンプ74は、半導体チップ71の電極パッド73と、配線基板10の第1絶縁層12から露出する第1配線層11(第1層11a)とを電気的に接続している。バンプ74は、例えば、はんだバンプである。はんだバンプの材料としては、例えばPbを含む合金、SnとCuの合金、SnとAgの合金、SnとAgとCuの合金等を用いることができる。アンダーフィル樹脂75は、半導体チップ71と配線基板10の一方の面との間に充填されている。
The
このように、第3の実施の形態によれば、第1の実施の形態に係る配線基板に半導体チップを搭載した半導体パッケージを実現できる。すなわち、反りが少なく高密度化にも対応できる半導体パッケージを実現できる。なお、第2の実施の形態に係る配線基板(図15参照)を用いても同様の半導体パッケージを実現できることは言うまでもない。 Thus, according to the third embodiment, it is possible to realize a semiconductor package in which a semiconductor chip is mounted on the wiring board according to the first embodiment. In other words, it is possible to realize a semiconductor package that is less warped and can cope with higher density. It goes without saying that a similar semiconductor package can be realized even if the wiring substrate (see FIG. 15) according to the second embodiment is used.
〈反りのシミュレーション〉
図5において第1絶縁層12と第2絶縁層14との間に更に絶縁層と配線層を各5層交互に積層形成した、全部で9層の絶縁層と配線層を有する配線基板(配線基板Aとする)について、反りのシミュレーションを実行した。又、配線基板Aにおいて第3絶縁層16にガラスクロス19を設けない構成の配線基板(配線基板Bとする)について、反りのシミュレーションを行った。
<Curve simulation>
In FIG. 5, a wiring board (wiring board) having a total of nine insulating layers and wiring layers, in which five insulating layers and five wiring layers are alternately stacked between the first insulating
配線基板A及びBにおいて、第4絶縁層18の熱膨張係数のみを60ppm/℃〜65ppm/℃(感光性の絶縁性樹脂を想定)とし、他の8層の絶縁層の熱膨張係数をそれぞれ20ppm/℃〜25ppm/℃(フィラーの含有量を調整した非感光性の絶縁性樹脂を想定)とした。又、配線基板A及びBの平面形状はそれぞれ45mm×45mmの矩形状とし、配線基板A及びBの総厚はそれぞれ270μmとした。
In wiring boards A and B, only the thermal expansion coefficient of the fourth insulating
図21は、配線基板Aのシミュレーション結果を模式的に示した図である。図22は、配線基板Bのシミュレーション結果を模式的に示した図である。図21及び図22に示したように、配線基板A及びBは何れも半導体チップ搭載面となる第1配線層11側が凸状に反った形状となった。配線基板全体の反りT1及びT3、半導体チップ搭載領域の反りT2及びT4を表1に示す。
FIG. 21 is a diagram schematically showing a simulation result of the wiring board A. FIG. 22 is a diagram schematically showing a simulation result of the wiring board B. As shown in FIG. As shown in FIGS. 21 and 22, the wiring boards A and B both have a shape in which the
すなわち、支持体上に半導体チップ搭載側から配線層及び絶縁層を順次積層して形成されるコアレス基板は、半導体チップ搭載側が凸状となるように反る傾向が顕著であるが、第3絶縁層16にガラスクロス19を設けることにより、剛性を高めることが可能となり、配線基板全体の反り及び半導体チップ搭載領域の反りが大幅に低減されることが確認された。
That is, the coreless substrate formed by sequentially laminating the wiring layer and the insulating layer on the support from the semiconductor chip mounting side is prone to warp so that the semiconductor chip mounting side is convex, but the third insulation By providing the
なお、以上の各実施の形態及びシミュレーションの説明において、『最上層の絶縁層』及び『最上層の配線層』を、それぞれ『最外層の絶縁層』及び『最外層の配線層』と言い換えても良い。すなわち、配線基板における何れか一方の最外層の配線層が最上層の配線層であり、何れか一方の最外層の絶縁層が最上層の絶縁層である。 In the description of each of the above embodiments and simulations, “the uppermost insulating layer” and “the uppermost wiring layer” are referred to as “the outermost insulating layer” and “the outermost wiring layer”, respectively. Also good. That is, one of the outermost wiring layers in the wiring board is the uppermost wiring layer, and one of the outermost insulating layers is the uppermost insulating layer.
以上、好ましい実施の形態について詳説したが、上述した実施の形態に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態に種々の変形及び置換を加えることができる。 The preferred embodiment has been described in detail above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications and replacements are made to the above-described embodiment without departing from the scope described in the claims. Can be added.
例えば、各実施の形態では、ビルドアップ工法により支持体の片側に(一方の面に)配線層及び絶縁層を積層し、最後に支持体を除去してコアレスの配線基板を製造する例を示した。しかし、ビルドアップ工法により支持体の両側に(一方の面及び他方の面に)配線層及び絶縁層を積層し、最後に支持体を除去してコアレスの配線基板を製造しても構わない。この場合には、支持体の一方の面及び他方の面の何れにも、半導体チップ搭載側から配線層及び絶縁層を順次積層し、最後に支持体を除去する。 For example, each embodiment shows an example in which a coreless wiring substrate is manufactured by laminating a wiring layer and an insulating layer on one side (on one side) of a support by a build-up method, and finally removing the support. It was. However, a coreless wiring board may be manufactured by laminating a wiring layer and an insulating layer on both sides (one side and the other side) of the support by a build-up method, and finally removing the support. In this case, a wiring layer and an insulating layer are sequentially laminated on the one surface and the other surface of the support from the semiconductor chip mounting side, and finally the support is removed.
10、50 配線基板
11 第1配線層
11a 第1層
11b 第2層
12 第1絶縁層
12x 第1ビアホール
13 第2配線層
14 第2絶縁層
14x 第2ビアホール
15 第3配線層
16、56 第3絶縁層
16x、56x 第3ビアホール
17、57 第4配線層
17x、57x 凹部
18、58 第4絶縁層
18x、22x、23x、58x 開口部
19 ガラスクロス
19a、19b ガラス繊維束
21 支持体
22、23 レジスト層
27 はんだボール
28 はんだ
29 リードピン
70 半導体パッケージ
71 半導体チップ
72 本体
73 電極パッド
74 バンプ
75 アンダーフィル樹脂
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記第1の主面に最も近い第1の絶縁層から露出する第1のピッチで配置された第1の電極パッドと、
前記第2の主面に最も近い第2の絶縁層に隣接する第3の絶縁層上に設けられ、前記第2の絶縁層の開口部から露出する、前記第1のピッチよりも広い第2のピッチで配置された第2の電極パッドと、
前記第3の絶縁層に設けられ、前記第2の電極パッドと前記第3の絶縁層が被覆する配線層とを電気的に接続する導体が形成された貫通孔と、を有し、
前記貫通孔の前記第2の電極パッド側の径は、前記貫通孔の前記第3の絶縁層が被覆する配線層側の径よりも大きく、
前記第2の絶縁層は、補強部材を備えていることを特徴とする配線基板。 A wiring board having a first main surface and a second main surface opposite to the first main surface, wherein a plurality of wiring layers and a plurality of insulating layers made of an insulating resin having the same composition are alternately laminated. ,
A first electrode pad disposed at a first pitch exposed from a first insulating layer closest to the first main surface;
A second width wider than the first pitch is provided on a third insulating layer adjacent to the second insulating layer closest to the second main surface and exposed from the opening of the second insulating layer. Second electrode pads arranged at a pitch of
A through hole provided in the third insulating layer, in which a conductor that electrically connects the second electrode pad and the wiring layer covered by the third insulating layer is formed;
The diameter of the through hole on the second electrode pad side is larger than the diameter of the through hole on the wiring layer side covered by the third insulating layer,
The wiring board, wherein the second insulating layer includes a reinforcing member.
前記第1の主面に最も近い第1の絶縁層から露出する第1のピッチで配置された第1の電極パッドと、
前記第2の主面に最も近い第2の絶縁層に隣接する第3の絶縁層上に設けられ、前記第2の絶縁層の開口部から露出する、前記第1のピッチよりも広い第2のピッチで配置された第2の電極パッドと、
前記第3の絶縁層に設けられ、前記第2の電極パッドと前記第3の絶縁層が被覆する配線層とを電気的に接続する導体が形成された貫通孔と、を有し、
前記貫通孔の前記第2の電極パッド側の径は、前記貫通孔の前記第3の絶縁層が被覆する配線層側の径よりも大きく、
前記第3の絶縁層は、補強部材を備えていることを特徴とする配線基板。 A wiring board having a first main surface and a second main surface opposite to the first main surface, wherein a plurality of wiring layers and a plurality of insulating layers made of an insulating resin having the same composition are alternately laminated. ,
A first electrode pad disposed at a first pitch exposed from a first insulating layer closest to the first main surface;
A second width wider than the first pitch is provided on a third insulating layer adjacent to the second insulating layer closest to the second main surface and exposed from the opening of the second insulating layer. Second electrode pads arranged at a pitch of
A through hole provided in the third insulating layer, in which a conductor that electrically connects the second electrode pad and the wiring layer covered by the third insulating layer is formed;
The diameter of the through hole on the second electrode pad side is larger than the diameter of the through hole on the wiring layer side covered by the third insulating layer,
The wiring board, wherein the third insulating layer includes a reinforcing member.
前記第1の主面に最も近い第1の絶縁層から露出する第1のピッチで配置された第1の電極パッドと、
前記第2の主面に最も近い第2の絶縁層に隣接する第3の絶縁層上に設けられ、前記第2の絶縁層の開口部から露出する、前記第1のピッチよりも広い第2のピッチで配置された第2の電極パッドと、
前記第3の絶縁層に設けられ、前記第2の電極パッドと前記第3の絶縁層が被覆する配線層とを電気的に接続する導体が形成された貫通孔と、を有し、
前記貫通孔の前記第2の電極パッド側の径は、前記貫通孔の前記第3の絶縁層が被覆する配線層側の径よりも大きく、
前記第2の絶縁層は感光性の絶縁性樹脂から構成され、その他の絶縁層は非感光性の同一組成の絶縁性樹脂から構成され、
前記第3の絶縁層は、補強部材を備えていることを特徴とする配線基板。 A wiring board in which a plurality of wiring layers and a plurality of insulating layers are alternately stacked, and has a first main surface and a second main surface which is the opposite surface.
A first electrode pad disposed at a first pitch exposed from a first insulating layer closest to the first main surface;
A second width wider than the first pitch is provided on a third insulating layer adjacent to the second insulating layer closest to the second main surface and exposed from the opening of the second insulating layer. Second electrode pads arranged at a pitch of
A through hole provided in the third insulating layer, in which a conductor that electrically connects the second electrode pad and the wiring layer covered by the third insulating layer is formed;
The diameter of the through hole on the second electrode pad side is larger than the diameter of the through hole on the wiring layer side covered by the third insulating layer,
The second insulating layer is made of a photosensitive insulating resin, and the other insulating layers are made of a non-photosensitive insulating resin having the same composition,
The wiring board, wherein the third insulating layer includes a reinforcing member.
前記開口部の底部に露出する前記第2の電極パッド部分に凹部が設けられている請求項1記載の配線基板。 The cross section of the side wall of the opening is a concave R shape,
The wiring substrate according to claim 1, wherein a recess is provided in the second electrode pad portion exposed at the bottom of the opening.
前記凹部の側壁の最外縁部は、前記開口部の側壁の最内縁部と一致している請求項8記載の配線基板。 The cross section of the side wall of the recess is a concave R shape,
The wiring board according to claim 8, wherein an outermost edge portion of the side wall of the recess coincides with an innermost edge portion of the side wall of the opening.
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