JP2012109509A - プリント配線基板の製造方法、プリント配線基板および半導体装置 - Google Patents

プリント配線基板の製造方法、プリント配線基板および半導体装置 Download PDF

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Abstract

【課題】工程を煩雑化することなく小型高密度化に対応したプリント配線基板の製造方法、プリント配線基板および半導体装置を提供すること。
【解決手段】絶縁基板上に複数の配線パッド22と、配線パッド22同士を接続するとともに配線パッド22へ給電する給電パターン36とを設ける工程と、絶縁基板上に表面被覆層23を設けるとともに被覆層23を選択的に除去することにより給電パターン36に第一開口部39を設ける工程と、第一開口部39から露出する給電パターン36を選択的に除去する工程と、を含むことを特徴とするプリント配線基板の製造方法である。
【選択図】図4

Description

本発明は、プリント配線基板の製造方法、プリント配線基板および半導体装置に関する。
従来、半導体装置に使用される配線基板を製造する場合、例えば、ガラスプリプレグ等の樹脂からなる大判の積層板を用意し、この積層板上に複数のプリント配線基板に対応する配線パターンを一括して形成した後、所定の寸法に加工する。
特に、配線パターンを形成する場合、ボンディングパッド等の配線パターンの主要部に、電解めっきによりニッケルめっきや金めっきを施すための、配線パターン間を短絡させる給電用のめっき配線が切断して得られるプリント配線基板の外側に設けられる。電解めっきを施す際は、給電パターンをめっき用の電極に接続することにより、配線パターンに給電し、この配線パターンの必要個所にニッケルや金の電解めっきを施す。このため、プリント配線基板の配線パターンには、めっき配線に接続させるためにのみ必要で、電気信号の伝達等には不要な部分であり、電解めっき後、個々のプリント配線基板とする加工の際にめっき配線の部分を切断しプリント配線基板を得ている。
また、プリント配線基板の小型高密度化にともないプリント配線基板の外形加工時に給電パターンを切断するだけでは給電パターンと配線パターンを断線させることが困難となり、その対応のため配線パターンをエッチング耐性のあるめっきで覆った後給電パターンをエッチング除去する方法などが提案されている(例えば特許文献1)。
しかしながら、耐性のあるめっき法などではめっき表面が汚染されるなどの問題があった。
特開昭53−133423号公報
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、工程を煩雑化することなく小型高密度化に対応したプリント配線基板の製造方法、プリント配線基板および半導体装置を提供することである。
本発明によれば、絶縁基板上に複数の配線パッドと前記配線パッド同士を接続するとともに、前記配線パッドへ給電する給電パターンとを設ける工程と、
前記絶縁基板上に表面被覆層を設けるとともに前記被覆層を選択的に除去することにより前記給電パターンに第一開口部を設ける工程と、
前記第一開口部から露出する前記給電パターンを選択的に除去する工程と、を含むことを特徴とするプリント配線基板の製造方法を提供することができる。
このプリント配線基板の製造方法においては、第一開口部から露出する給電パターンを選択的に除去する。これにより、外形加工時パンチングによる給電パターンを除去する方法では限界のあった高密度配線パターンであっても効率よく給電パターンを除去することが可能となる。
また、前記被覆層を選択的に除去することにより前記配線パターンの所定の位置に第二開口部を設ける工程を含んでいてもよい。また、前記第一開口部を覆い前記第二開口部が露出する第一マスクを形成する工程をさらに含んでいてもよい。
また、前記第二開口部を設ける工程の後、前記第二開口部に半導体素子と接続するための金属バンプを形成する工程をさらに含んでいてもよい。また、前記金属バンプを形成した後、前記第一マスクを剥離するとともに、前記第二開口部を覆い前記第一開口部が露出する第二マスクを形成する工程をさらに含んでいてもよい。
さらに、前記表面被覆層は、感光性樹脂であってもよい。また、前記給電パターンを選択的に除去する工程は、薬液を用いることにより行なうようにしてもよい。また、前記第一開口部の形成は、前記感光性樹脂を露光現像して形成してもよい。また、前記第二開口部の形成は、レーザを用いて行なってもよい。
また、前記レーザは、炭酸ガスレーザであってもよい。
また、前記金属バンプは、電気めっきにより形成してもよい。また、前記第二開口部は、断面視において前記第一開口部を挟み込むように形成されていてもよい。
上述のプリント配線基板の製造方法により得られるプリント配線基板を提供することができる。
また、上述に記載のプリント配線基板に半導体素子を搭載してなる半導体装置を提供することができる。
本発明によれば、工程を煩雑化することなく小型高密度化に対応したプリント配線基板の製造方法、プリント配線基板および半導体装置を提供することができる。
本発明の一実施形態にかかる回路基板の断面図である。 回路基板の製造工程を示す断面図である。 回路基板の製造工程を示す断面図である。 回路基板の製造工程を示す断面図である。 回路基板の製造工程を示す断面図である。 回路基板上に半導体チップを搭載する工程を示す図である。 半導体装置を示す図である。 配線パッドと給電パターンとの接続例を示す模式図である。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
本実施形態では、両面に回路層が形成された両面のプリント配線基板を例にあげて好適な製造方法について以下に説明する。
なお、本発明はこれから説明するものに限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
また、本発明は第一金属層を選択的に除去し、残された領域をレーザマスクとして用いるコンフォーマルマスク工法を例に説明しているが、第一金属層を除去することなく直接レーザを用いて加工するダイレクトレーザ加工法においても適宜適応可能である。
はじめに、本実施形態で説明する製造方法で得られたプリント配線基板1について説明する。図1に示すように、プリント配線基板1は、導電体20が貫通する絶縁層21と、絶縁層21の一方の面側(図中上面)に設けられ、導電体20に接続された配線パッド22と、この配線パッド22を被覆するとともに、配線パッド22の一部上に第一開口部39と第二開口部38が形成された第一被覆層(第一ソルダーレジスト層ともいう)23が設けられている。また、絶縁層21の他方の面側(図中下面)に設けられ、導電体20に接続された配線パターン24と、配線パターン24を被覆する第二被覆層(第二ソルダーレジスト層ともいう)25と、第二被覆層25の開口内に設けられた半田ボール29を備える。第一被覆層23の第二開口部38には第一被覆層よりも突出する半田層26(金属バンプともいう)が設けられ、半田層26は配線パッド22に接続された金属層27上に設けられている。金属層27は、たとえば銅層271、ニッケル層272等の積層構造である。以下、図中上面を上面、図中下面を下面ともいう。
また、第一被覆層23には、第一開口部39が設けられている。第一開口部39は、断面視において金属バンプ26が形成された第二開口部38に挟まれるように設けられている。第一開口部39の下面は絶縁基板21の表面が露出している。また、断面視における第一開口部39のそれぞれ第二開口部38側の側壁面は、第一被覆層の端面と給電パターンの端面37のつら位置が略同一の面を形成している。
次に、プリント配線基板1の好適な製造方法について説明する。
はじめに、絶縁層21の上面に第一金属層11が、下面に第二金属層12と剥離層17を介して支持部材13が設けられた金属張り積層板10を用意する(図2(a))。
絶縁層21としては、プリント配線基板の絶縁材料として汎用的に用いられる樹脂複合材料を用いることができる。例えば、樹脂組成物を繊維基材に含浸または塗工したプリプレグを加熱硬化させた樹脂基材や、樹脂フィルムを用いることができる。
絶縁層を構成する樹脂組成物としては、例えば、熱硬化性樹脂が好ましい。熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、シアネート樹脂、フェノール樹脂などを単独あるいは複数組み合わせて用いることができる。樹脂組成物には低熱膨張性向上の為に、無機充填材を含んでいてもよい。
繊維基材を構成する基材としては、例えば、ガラス繊布、ガラス不繊布等のガラス繊維基材、あるいはガラス以外の無機化合物を成分とする繊布又は不繊布等の無機繊維基材があげられる。これらのなかでも、プリント配線基板としたときの剛性の面からガラス織布繊維基材が好ましい。
プリプレグを加熱硬化させた樹脂基材を絶縁層21として用いる場合は、前記熱硬化性樹脂に無機充填材、必要に応じて、硬化剤、硬化促進剤を調整した樹脂ワニスを、ガラス織布繊維基材等の基材に含浸し、乾燥させることでプリプレグを得る。次に、プリプレグの表裏面に金属層を重ね加熱加圧成形することによって、金属張り積層板10を得ることができる。また、絶縁層21にめっき処理を直接施すことでも金属張り積層板10を得ることができる。ただし、積層板を得る方法は上記限定されるものではなく、適宜選択することができる。
樹脂フィルムを使用する場合は、樹脂フィルムとしては、例えばポリイミド樹脂フィルム、ポリエーテルイミド樹脂フィルム、ポリアミドイミド樹脂フィルム等のポリイミド樹脂系樹脂フィルム、ポリアミド樹脂フィルム等のポリアミド樹脂系フィルム、ポリエステル樹脂フィルム等のポリエステル樹脂系フィルムが挙げられる。これら中でも主としてポリイミド樹脂系フィルムが好ましい。これにより、弾性率と耐熱性を特に向上することができる。
樹脂フィルムを用いる場合、金属層にベースとなる樹脂を塗布し加熱乾燥して積層板としたもの、金属箔に接着剤樹脂を塗布し、樹脂フィルムを加熱加圧成形した積層板としたもの、樹脂フィルムに直接スパッタリングやめっきにより金属層を形成し積層板としたものを使用することができる。ただし、積層板を得る方法は上記限定されるものではなく、適宜選択することができる。
絶縁層21の厚みは、プリント配線基板1の仕様に決定されるものであり、特に限定されるものではないが、20μm〜300μmが好ましく、より好ましくは40μm〜100μmである。
次に第一金属層11について説明する。第一金属層11の金属種はニッケル、クロム、コバルト、モリブデン、バナジウム、タングステンまたは銅などの単一金属か、またはそれらの合金薄膜が好適である。また、極薄金属層を用いる場合は、金属種としては、ステンレス、ニッケル、アルミ、鉄、銅などがもちいられ、エッチング性などから銅がより好適に用いられる。
第一金属層11の厚みは0.05μm以上、12μm以下である。第一金属層11が12μmよりも厚い場合は、セミアディティブプロセスにおける電解めっきの給電を取るための給電パターン36を、第一金属層11および導体層を配線パターン形成後に除去することが困難となり、微細回路形成が困難となる。また、第一金属層11が0.05μmよりも薄い場合は、回路形成における工程中において銅がエッチングを受け、下地の絶縁層21が露出する可能性がある。
第二金属層12としては、第一金属層11と金属の種類、金属の厚さは異なっていてもよいし、同じであってもよい。第二金属層12側においても第一金属層11側と同じ配線パターンの微細化と精度要求あるのであれば、第一金属層11と同種であることが好ましい。
次に、支持部材13について説明する。レーザ加工工程において、前記支持部材13を保持してレーザ加工することにより、貫通孔19の底部にある第二金属層12のダメージ、貫通、ピンホールを防ぐことができる。支持部材13を保持せずレーザ加工を行う場合においては、レーザ加工の条件が狭い範囲となるおそれがある。
支持部材13の素材としては、銅、アルミニウム、銀、金、ニッケル、クロム、チタン、ジルコニウム、鉄、パラジウム、白金、モリブデン、コバルト、タングステン、ニオブ、タンタル、ケイ素から選ばれた少なくとも1種を含む材料である。この中でも銅、アルミニウム、銀、金からなる材料がより好ましい。
次に、支持部材13の熱伝導率は10W・m−1・K−1以上であることが好ましい。10W・m−1・K−1より小さい場合においては、レーザ加工における熱容量が小さく放熱がなされにくい為に熱蓄積が起こる。そのため、貫通孔底部周辺の第二金属層12下面にある絶縁層21の樹脂が熱により劣化する。第一金属層12と絶縁層21の密着が劣化し、信頼性が低下する。
また、支持部材13の厚さについては特に規定されるものではないが、10μm以上、50μm以下が好ましく、より好ましくは10μm以上、25μm以下で、後の工程において剥離除去しやすいものとなる。
次に剥離層17について説明する。剥離層17には、クロム、クロメート、モリブデン、タンタル、バナジウム、マンガン、タングステン、鉄、コバルト、ニッケル、亜鉛から選ばれた少なくとも1種を含む表面処理や、シランカップリング剤等の有機被膜を形成する方法で適宜形成される。
支持部材13と剥離層17および第二金属層12は、レーザ加工品質や回路基板の信頼性、生産性の点から、キャリア箔付きピーラブル極薄銅箔やアルミニウム箔に銅を電着させたエッチャブル極薄銅箔などが特に好適に用いられる。
次に、レジスト形成、マスク露光、現像、エッチング除去、剥離により第一金属層の貫通孔の形成部分を選択的に除去しコンフォーマル法のマスクを形成する(図示せず)。
第一金属層11を選択的に除去した部分に第一金属層11面側からレーザを照射する。レーザを照射することにより絶縁層21に貫通孔19を形成する(図2(b))。レーザをとしては、例えば、炭酸ガスレーザ加工機、UVレーザ加工機、エキシマレーザ加工機などがあり、好ましくは、炭酸ガスレーザ加工機である。炭酸ガスレーザ加工機が、無機基材の加工が比較的容易な発振波長領域である点が挙げられる。
レーザの加工条件としては特に限定はされないが、例えば、絶縁層21の厚みが40μmで第一金属層11および第二金属層12の厚みが3μmでかつ炭酸ガスレーザ加工機を用いる場合は、好ましくはビーム径100〜180μm、パルス幅1〜100μm、基準エネルギー0.5〜9.0mJであり、より好ましくはビーム径110〜130μm、パルス幅1〜20μm、基準エネルギー1.0〜3.0mJである。
例えば、絶縁層21の厚みが60μmで第一金属層11および第二金属層12の厚みが3μmでかつ炭酸ガスレーザ加工機を用いる場合は、好ましくはビーム径100〜180μm、パルス幅1〜100μm、基準エネルギー0.5〜9.0mJであり、より好ましくはビーム径110〜130μm、パルス幅20〜40μm、基準エネルギー5.0〜7.0mJである。
また、レーザ加工後の貫通孔19内の炭化物残渣を過マンガン酸デスミア処理やプラズマ洗浄等で適宜洗浄除去することが好ましい。
これにより、第二金属層12のダメージ、貫通、ピンホールの不具合の無い貫通孔19を形成することができる。
次に、第一および第二金属層11、12上および、絶縁層21の貫通孔19内壁面に導体層15を付与する(図2(c))。導体層15の厚さとしては、例えば、0.05μm以上、2.0μm以下が好ましい。導体層15の形成方法としては、スパッタリング法、蒸着法、無電解めっき法が好ましい。その中では無電解めっき法が好ましい。また、導体層15としてはニッケル、クロム、コバルト、モリブデン、バナジウム、タングステンまたは銅などの単一金属か、またはそれらの合金が好適である。特に、貫通孔19内の絶縁層21内壁部分との導体密着性、および、セミアディディププロセスの給電層となる第一および第二金属層11、12および導体層15の除去性を鑑みると、銅がより好適である。
次に、第二金属層12が剥離層17を介して接している支持部材13を剥離する(図2(d)、図3(a))。剥離の方法については特に規定されず、適宜、好適な方法を用いればよい。
その後、図3(b))に示すように、パターンを形成しない部分にレジストマスクMを配置する。レジストマスクMとしてはフィルム状のネガ型感光性レジストを用いることができる。
レジストマスクMの形成方法としては、ネガ型感光性レジストを例えば真空ラミネータなどを用いて導体層上に形成する。次に、パターンを形成する部分をマスクしたフォトマスクを用いて、紫外線照射を行う。次に、現像を行う。現像液としては炭酸ナトリウム溶液を用いることができる。
次に、導体層15上にめっきを施す(図3(c))。めっきの方法としては硫酸銅めっきを用いることができる。めっきの厚みはパターン部分において1μm以上、50μm以下が好ましく、5μm以上、40μm以下がより好ましい。これにより、ビアとなる導電体20を形成するとともに、配線パッド22と配線パターン24を形成する。
次に、レジストマスクを剥離液によって剥離する。剥離液としては、例えば、アルカリ水溶性の液体を用いることができる。
次に、レジストマスクが形成されていた部分の第一および第二金属層11、12および導体層15を除去する(図3(d))。除去方法としては、過酸化水素‐硫酸エッチング液と高圧スプレー方式が好ましい。電解めっきによって形成されたパターンを長い時間エッチング等にさらすことがないので回路精度に優れ、かつ、高密度配線に適した回路基板とすることが出来る。これにより、絶縁基板21上の上面に、配線パッド22と配線パッド22同士とを接続および外部に電気的に導出接続する給電パターンと、下面に配線パターン24が形成される。給電パターン36の配線形状としては、例えば、図8(a)に示すように平面視において配線パッドを挟むように給電パターン36が設けられそれぞれの配線パッドに接続されている。図8(b)は、給電パターン36を、除去したところを模式的に示す図である。
次に、配線パッド22、給電パターン36、配線パターン24上に、第一および第二被覆層23、25を形成する。第一および第二被覆層23、25は感光性タイプや非感光性タイプのものが用いることができるが、感光性タイプが好ましい。また、シート状や液状のものが上げられる。これらは適宜選択すればよい。感光性タイプの表面被覆層を用いることにより工程を簡略化することが出来る。
また、第一および第二被覆層23、25は、たとえば、感光性樹脂を必須成分とする樹脂組成物で構成することができる。
このような樹脂組成物を使用することで、露光及び現像により、第二絶縁層23、第三絶縁層25の開口を容易にパターニングすることが出来る。
感光性樹脂は、特に限定されるものではなく、公知の感光性樹脂組成物を用いて形成することができる。感光性樹脂は、ネガ型、ポジ型のどちらであっても良い。
感光性樹脂は、たとえば、アクリル樹脂などを含み、エポキシ変性アクリル樹脂などを用いることができる。また、アクリル樹脂などの光硬化性樹脂の他に、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂などを加えても良い。
感光性樹脂は、重合開始剤、増感剤、レベリング剤などを含んでも良い。また、シリカなどの充填剤を含んでいても良い。このとき、粒径サイズは、露光時の光の波長よりも小さいものが好ましい。
また、感光性樹脂としては、液状タイプ、または、フィルムタイプなどの形態を用いることができる。第一回路層22、第二回路層24への被覆性、作業性を考慮した場合、フィルムタイプを用いることが好ましい。
液状タイプの場合は、スクリーン印刷法、コータ法など形成することができる。また、両面に回路層(第一回路層22、第二回路層24)が形成されている場合は、両面回路基板を液状レジスト中に浸漬することにより、両面同時に第二絶縁層23および第三絶縁層25を形成することも可能である。
フィルムタイプの場合は、真空ラミネータなどを用いて形成することが出来る。
次に、図4(a)に示すように、第一および第二被覆層23、25を選択的に除去することにより第一開口部39と、下面に半田ボールを搭載するための開口部49を形成する。第一および第二被覆層23、25の厚みは、15μm以上30μm以下が好ましい。第一および第二被覆層23、25は同じ厚さであってもよいし異なっていてもよい。また、被覆層を形成する樹脂の組成も同じであってもよいし異なっていてもよい。開口部の大きさが、例えば、100μmを超える場合は感光性タイプの被覆層を用いて、たとえば、マスク露光、現像工程を経て開口部を形成することが好ましい。
また、開口部の大きさが、例えば、100μm未満の場合は、非感光タイプのソルダーレジストを用いて被覆層を形成し開口部の形成は、例えば、レーザ光を照射し開口部を形成するようにしてもよい。
次に、第一被覆層23を選択的に除去することにより、第一開口部39を挟むようにして、配線パッド22が露出するように第二開口部38を形成する(図4(b))。半導体チッブとバンプ接続を行なうための第二開口部38は第一開口部39に比べて開口面積が小さいので、非感光タイプのソルダーレジストを用いて被覆層を形成し開口部は、例えば、レーザ光を照射し開口部を形成することが好ましい。レーザとしては、例えば、COレーザ加工機、UVレーザ加工機、エキシマレーザ加工機などがあり、好ましくは、COレーザ加工機である。レーザの加工条件としては、好ましくはパルス幅1〜100μm、基準エネルギー0.5〜9.0mJであり、より好ましくはパルス幅1〜20μm、基準エネルギー1.0〜3.0mJである。ショット数は基材の厚みに合わせ適宜決定すればよい。
次に、半田バンプを搭載するための開口部49から露出している配線パターン24上に、配線パターン24を保護するための表面処理として金属層28を形成することが好ましい。
形成する順序としては、例えば、まず、第一開口部39と第二開口部38とをマスクで覆い、開口部49に金属層28を形成する。次に、上述のマスクを除去した後、図4(c)に示すように、配線パターン24上に金属層28が形成された開口部49と、第一開口部39とをマスクで覆って第二開口部38より配線パッド22が露出するようにする。第二開口部38より露出している配線パッド22上に第一被覆層23の高さよりも突出するように半田層26(金属バンプともいう)を電解めっきで形成する。第一被覆層23よりも突出する半田層26としては、銅、ニッケル、錫、銀などの単一金属か、またはそれらの合金が好適である。半田層26の厚みは、3μm以上45μm以下が好ましい。また、必要により、配線パッド22と半田層26との間に金属層27を電解めっきにより形成してもよい。
マスクMとしてはフィルム状のネガ型感光性レジストを用いることができる。マスクMの形成方法としては、ネガ型感光性レジストを例えば真空ラミネータなどを用いて形成する。次に、フォトマスクを用いて、紫外線照射を行う。次に、現像を行う。現像液としては炭酸ナトリウム溶液を用いることができる。
次に、マスクMを剥離液によって剥離する。剥離液としては、例えば、アルカリ水溶性の液体を用いることができる。
次に、第一開口部39を覆っているマスクMを除去し、図5(a)に示すように、第二開口部38を覆い、第一開口部39が露出するように、また、開口部49を覆うようにマスクMで被覆する。マスクMとしてはフィルム状のネガ型感光性レジストを用いることができる。このようにして、給電パターン36が露出したマスクMが形成される。
マスクMの形成方法としては、ネガ型感光性レジストを例えば真空ラミネータなどを用いて形成する。次に、フォトマスクを用いて、紫外線照射を行う。次に、現像を行う。現像液としては炭酸ナトリウム溶液を用いることができる。
次に、第一開口部39から露出している給電パターン36を除去する(図5(b))。除去方法としては、薬液を用いたウェットエッチング法を用いることができる。薬液としては、例えば、塩化第二鉄エッチング液、過酸化水素‐硫酸エッチング液、塩化第二銅エッチング液などを用いることができる。高圧スプレー方式を用いて行なうことができる。高圧スプレーを用いることにより、鉛直方法のエッチングが促進され給電パターンのサイドエッチングを防ぐことができる。また、配線パッド22間の距離が小さい狭ピッチ配線板に用いることができる。また、レーザを照射させることで除去してもよい。薬液を用いたエッチングの方が、レーザ加工よりも絶縁層21の損傷が小さいのでより好ましい。
次に、マスクMを剥離液によって剥離する。剥離液としては、例えば、アルカリ水溶性の液体を用いることができる。
以上の工程により、給電パターンが除去されたプリント配線基板1が形成される(図5(b)、図8(b))。
次に、このプリント配線基板1を使用した半導体装置6の製造方法について説明する。
なお、本発明はこれから説明するものに限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
(半導体実装)
半導体素子5をプリント配線基板1に実装する。
具体的な方法はプリント配線基板1および半導体素子5の仕様により適宜決めることができるが、フラックス活性を有する接着剤3を介して半導体素子の電極と回路基板の接続端子を加熱加圧により接続する方法や、半導体素子の電極と回路基板の接続端子を加熱加圧により接続した後、液状アンダーフィル3を接続部分に注入する方法により実装することができる(図6)。フラックス活性を有する接着剤3を回路基板1に積層する方法としては、フィルム状の接着剤では、真空ラミネータなどを用いて積層することができる。また、液状タイプの接着剤では、ロールコータ法、スクリーン印刷法などを用いることができる。また、回路基板に形成されている第一開口部39と接着剤とが積層された領域に空隙部43が形成されるが、後の加熱加圧成形により接着剤が流れ出し空隙部43は接着剤で埋め込まれる(図7(b))。
(樹脂封止)
次に、半導体素子5を設置したプリント配線基板1を、エポキシ樹脂組成物と金型を用いて圧縮成形し半導体素子を回路基板上に封止する。これにより、得られた半導体装置6の信頼性を確保することができる。
(半田ボール搭載)
さらに、第二ソルダーレジスト層25の開口部に半田ボール29を形成する。これにより、他の基板等への2次実装が容易となる。半田ボール29を付与する方法としては、例えばめっき法、ペースト印刷法、ボール搭載法が挙げられる。
(ダイシング)
次に、図7に示すように、回路基板を分割し、一つの半導体素子と、分割された一つの回路基板とで構成される複数の半導体装置6を得る。
次に、本発明の実施例について説明する。
(実施例1)
実施形態と同様の方法でプリント配線基板を製造した。
以下のようにして絶縁層を作製した。ガラス繊維基材にエポキシ樹脂組成物を含浸し厚さ40μmのプリプレグを作製した。次に、プリプレグの両面に第一金属層および第二金属層として、剥離層を介して支持部材である18μmピーラブル銅箔が付いた3μmの銅箔、加圧加熱成形して厚みが82μmの金属張り積層板を作成した。
次に、第一金属層側の18μmピーラブル銅箔を剥した後に、レジスト形成、マスク露光、現像、エッチング除去、剥離により第一金属層の貫通孔の形成部分を選択的に除去するしコンフォーマルマスクを形成した。コンフォーマルマスクの開口径は75μmであった。
次に、コンフォーマルマスクを形成した第一金属層面側から炭酸ガスレーザ加工機を用いて、パルス幅3μm、基準エネルギー1.3mJ、ビーム径120μmを照射し、プラズマ洗浄を行うことでφ75μmの貫通孔を得た。
次に、第一金属層上および絶縁層の貫通孔内部に無電解銅めっきを行い厚さ1μmの導体層を付与した。
次に、第二金属層側の18μmピーラブル銅箔を剥した。
次に、フィルム状のネガ型感光性レジストUFG−255(旭化成イーマテリアルズ製)を第一金属層および第二金属層にラミネートし、フォトマスクを利用して紫外線照射し、現像を行った後、配線パッドと給電パターン用のレジストマスクが得られた。
次に、配線パッド上に、液温25℃電流密度0.5A/dmの条件で硫酸銅めっきを行いめっき厚さ15μmを得た。次に、レジストマスクを剥離液によって剥離し、過酸化水素‐硫酸エッチング液を用いて高圧スプレー方式により、配線パッドと給電パターン部以外の第一および第二の金属層および導体層を除去することで、最小ピッチ70μmの回路パターンを形成した。
次に、シート状感光性ソルダーレジストPFR−800 SR−1(太陽インキ製)を用いて、配線パターン上にラミネートし、フォトマスクを利用して紫外線照射し、給電パターン上に第一開口部と、他方の面側に半田ボール搭載用の開口部を形成したあとに現像し、ポストキュアし第一、第二表面被覆層を形成した。
次に、配線パッド上第一表面被服層に炭酸ガスレーザを用いて第二開口部を形成した。
次に、半田ボール搭載用の開口部から露出した配線パターンを無電解ニッケルめっき2.0μm、置換金めっき0.1μmで表面処理を施した。
次に、フィルム状のネガ型感光性レジストUFG−255(旭化成イーマテリアルズ製)を用いて第一開口部から露出した給電パターン上にラミネートしフォトマスクを利用して紫外線照射し、現像を行った後、給電パターン保護用のレジストマスクが得られた。
次に、第二開口部から露出した配線パッドを電解銅めっき15.0μm、電解ニッケルめっき5μm、電解錫−銀めっき10μmで金属バンプを形成した。
次に、給電パターン保護用のレジストマスクを除去し、フィルム状のネガ型感光性レジストUFG−255(旭化成イーマテリアルズ製)を用いて第一、第二被服層および導電層上にラミネートしフォトマスクを利用して紫外線照射し、現像を行った後、第一開口部が露出し、第二開口部および第二被覆層側を覆うようにレジストマスクが得られた。
次に、第一開口部より露出している給電パターンを塩化第二鉄エッチング液を用いて高圧スプレー方式により、除去した後に、レジストマスクを除去しプリント配線基板を得た。
得られたプリント配線基板の第一被覆層上に、シート状フラックス活性機能付き接着剤をラミネートし、半導体素子(TEGチップ、サイズ15mm×15mm、厚み0.8mm)を加熱加圧により実装した。
次に、半導体素子を設置したプリント配線基板を、エポキシ樹脂組成物を用いて圧縮成形し半導体素子をプリント配線基板上に封止し、ダイシングによりプリント配線基板を分割し、半導体素子と分割された一つのプリント配線基板とで構成される複数の半導体装置を得た。配線パッド間距離が250μmと狭い間隔であっても、配線パッド間に給電パターンを設けることが可能となり工程を煩雑化することなく高い歩留で半導体装置を得ることができた。
1 プリント配線基板
3 樹脂層
5 半導体素子
6 半導体装置
10 積層板
11 第一金属層
12 第二金属層
13 支持部材
15 導体層
17 剥離層
19 貫通孔
20 導電体
21 絶縁層
22 配線パッド
23 第一被覆層(第一ソルダーレジスト層)
24 配線パターン
25 第二被覆層(第二ソルダーレジスト層)
26 半田層
27 金属層
28 金属層
29 半田ボール
36 給電パターン
37 給電パターンの端面
38 第二開口部
39 第一開口部
43 空隙部
49 開口部
271 銅層
272 ニッケル層
M マスク

Claims (14)

  1. 絶縁基板上に複数の配線パッドと、前記配線パッド同士を接続するとともに前記配線パッドへ給電する給電パターンとを設ける工程と、
    前記絶縁基板上に表面被覆層を設けるとともに前記被覆層を選択的に除去することにより前記給電パターンに第一開口部を設ける工程と、
    前記第一開口部から露出する前記給電パターンを選択的に除去する工程と、を含むことを特徴とするプリント配線基板の製造方法。
  2. 前記被覆層を選択的に除去することによりそれぞれの前記配線パッドの所定の位置に第二開口部を設ける工程を含む請求項1に記載のプリント配線基板の製造方法。
  3. 前記第一開口部を覆い前記第二開口部が露出する第一マスクを形成する工程をさらに含む請求項2に記載のプリント配線基板の製造方法。
  4. 前記第二開口部を設ける工程の後、前記第二開口部に半導体素子と接続するための金属バンプを形成する工程をさらに含む請求項2または3に記載のプリント配線基板の製造方法。
  5. 前記金属バンプを形成した後、前記第一マスクを剥離するとともに、前記第二開口部を覆い前記第一開口部が露出する第二マスクを形成する工程をさらに含む請求項4に記載のプリント配線基板の製造方法。
  6. 前記表面被覆層は、感光性樹脂である請求項1ないし5のいずれかに記載のプリント配線基板の製造方法。
  7. 前記給電パターンを選択的に除去する工程は、薬液を用いて行なう請求項1ないし6のいずれかに記載のプリント配線基板の製造方法。
  8. 前記第一開口部の形成は、前記感光性樹脂を露光現像して形成する請求項6または7に記載のプリント配線基板の製造方法。
  9. 前記第二開口部の形成は、レーザを用いて行なう請求項請求項2ないし7のいずれかに記載のプリント配線基板の製造方法。
  10. 前記レーザは、炭酸ガスレーザである請求項9に記載のプリント配線基板の製造方法。
  11. 前記金属バンプは、電気めっきにより形成する請求項4ないし10のいずれかに記載のプリント配線基板の製造方法。
  12. 前記第二開口部は、断面視において前記第一開口部を挟み込むように形成されている請求項2ないし11のいずれかに記載のプリント配線基板の製造方法。
  13. 請求項1ないし12のいずれかの方法により製造されたプリント配線基板。
  14. 請求項13に記載のプリント配線基板に半導体素子を搭載してなる半導体装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2015126199A (ja) * 2013-12-27 2015-07-06 東光株式会社 電子部品の製造方法、電子部品

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