JP2013239603A - 配線基板 - Google Patents

配線基板 Download PDF

Info

Publication number
JP2013239603A
JP2013239603A JP2012112015A JP2012112015A JP2013239603A JP 2013239603 A JP2013239603 A JP 2013239603A JP 2012112015 A JP2012112015 A JP 2012112015A JP 2012112015 A JP2012112015 A JP 2012112015A JP 2013239603 A JP2013239603 A JP 2013239603A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
connection terminal
layer
filling member
wiring board
solder
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2012112015A
Other languages
English (en)
Other versions
JP5341227B1 (ja
Inventor
Tomohiro Nishida
智弘 西田
Seiji Mori
聖二 森
Makoto Wakazono
誠 若園
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Niterra Co Ltd
Original Assignee
NGK Spark Plug Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to JP2012112015A priority Critical patent/JP5341227B1/ja
Application filed by NGK Spark Plug Co Ltd filed Critical NGK Spark Plug Co Ltd
Priority to PCT/JP2013/002423 priority patent/WO2013171964A1/ja
Priority to KR1020147033170A priority patent/KR101555460B1/ko
Priority to US14/376,744 priority patent/US9560739B2/en
Priority to CN201380017541.9A priority patent/CN104206034B/zh
Priority to EP13790895.0A priority patent/EP2816878B1/en
Priority to TW102116876A priority patent/TWI599292B/zh
Application granted granted Critical
Publication of JP5341227B1 publication Critical patent/JP5341227B1/ja
Publication of JP2013239603A publication Critical patent/JP2013239603A/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/34Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/34Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • H05K3/3452Solder masks
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/12Mountings, e.g. non-detachable insulating substrates
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/498Leads, i.e. metallisations or lead-frames on insulating substrates, e.g. chip carriers
    • H01L23/49811Additional leads joined to the metallisation on the insulating substrate, e.g. pins, bumps, wires, flat leads
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/0213Electrical arrangements not otherwise provided for
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/498Leads, i.e. metallisations or lead-frames on insulating substrates, e.g. chip carriers
    • H01L23/49811Additional leads joined to the metallisation on the insulating substrate, e.g. pins, bumps, wires, flat leads
    • H01L23/49816Spherical bumps on the substrate for external connection, e.g. ball grid arrays [BGA]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/498Leads, i.e. metallisations or lead-frames on insulating substrates, e.g. chip carriers
    • H01L23/49822Multilayer substrates
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/498Leads, i.e. metallisations or lead-frames on insulating substrates, e.g. chip carriers
    • H01L23/49827Via connections through the substrates, e.g. pins going through the substrate, coaxial cables
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/11Printed elements for providing electric connections to or between printed circuits
    • H05K1/111Pads for surface mounting, e.g. lay-out
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/09Shape and layout
    • H05K2201/09818Shape or layout details not covered by a single group of H05K2201/09009 - H05K2201/09809
    • H05K2201/09881Coating only between conductors, i.e. flush with the conductors
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/09Shape and layout
    • H05K2201/09818Shape or layout details not covered by a single group of H05K2201/09009 - H05K2201/09809
    • H05K2201/099Coating over pads, e.g. solder resist partly over pads
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/05Patterning and lithography; Masks; Details of resist
    • H05K2203/0562Details of resist
    • H05K2203/0571Dual purpose resist, e.g. etch resist used as solder resist, solder resist used as plating resist
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/05Patterning and lithography; Masks; Details of resist
    • H05K2203/0562Details of resist
    • H05K2203/0588Second resist used as pattern over first resist
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/22Secondary treatment of printed circuits
    • H05K3/24Reinforcing the conductive pattern
    • H05K3/244Finish plating of conductors, especially of copper conductors, e.g. for pads or lands
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/22Secondary treatment of printed circuits
    • H05K3/28Applying non-metallic protective coatings

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)
  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
  • Non-Metallic Protective Coatings For Printed Circuits (AREA)

Abstract

【課題】接続端子間の短絡を防止するとともに、接続端子の狭ピッチ化に対応できる配線基板を提供する。
【解決手段】本発明に係る配線基板は、絶縁層及び導体層がそれぞれ1層以上積層された積層体を有する配線基板であって、前記積層体上に互いに離間して形成された複数の接続端子と、前記複数の接続端子間に充填された充填部材と、を備え、前記複数の接続端子の側面には、前記充填部材と当接した当接面と、該当接面より上側であって前記充填部材の上面より下側において、前記充填部材と当接していない離間面と、が形成されていることを特徴とする。
【選択図】図3

Description

本発明は、主面に半導体チップを接続するための複数の接続端子が形成された配線基板に関する。
通常、配線基板の主面(表面)には、半導体チップとの接続用の端子(以下、接続端子と称する)が形成されている。近年では、この接続端子の高密度化が進んでおり、配置される接続端子の間隔(ピッチ)が狭くなっている。このため、複数の接続端子をソルダーレジストの同一開口内に配置したNSMD(ノン・ソルダー・マスク・ディファインド)を採用した配線基板が提案されている。
ところが、複数の接続端子を狭ピッチで同一開口内に配置した場合、接続端子表面にコートされた半田が隣接する接続端子に流出し、接続端子間が短絡(ショート)する虞がある。そこで接続端子表面にコートされた半田が隣接する接続端子に流出するのを防止するために、各接続端子間に絶縁性の隔壁を設けたものがある(例えば、特許文献1参照)。
特開2009−212228号公報
ここで、接続端子に半田をコートする場合、半田は表面張力により球形(ボール形状)となるが、特許文献1に記載される配線基板では、接続端子の上面及び両側面に半田がコートされるため、各接続端子にコートされる半田の直径が大きくなる。このため、接続端子の間隔を広くとる必要があり、さらなる狭ピッチに対応することが難しい。
また、特許文献1に記載される配線基板では、接続端子の上面及び両側面に半田をコートするために、接続端子の上面及び両側面が露出した状態となっている。つまり、各接続端子は、下面のみが下地の樹脂に接着した状態となっている。しかしながら、上述したように、接続端子のピッチが狭くなっていることから、接続端子自体も小さくなっている。このため、特許文献1に記載される配線基板のように、接続端子の下面のみが下地の樹脂に接着した状態では十分な接着強度を得ることができず、接続端子が途中の製造工程で剥がれてしまう虞がある。
本発明は、上記の事情に対処してなされたものであり、接続端子間の短絡を防止するとともに、接続端子の狭ピッチ化に対応できる配線基板を提供することを目的とする。
上記目的を達成すべく、本発明は、
絶縁層及び導体層がそれぞれ1層以上積層された積層体を有する配線基板であって、前記積層体上に互いに離間して形成された複数の接続端子と、前記複数の接続端子間に充填された充填部材と、を備え、前記複数の接続端子の側面には、前記充填部材と当接した当接面と、該当接面より上側であって前記充填部材の上面より下側において、前記充填部材と当接していない離間面と、が形成されていることを特徴とする。
本発明によれば、複数の接続端子の側面に、充填部材と当接した当接面と、該当接面より上側であって充填部材の上面より下側において、充填部材と当接していない離間面とが形成されている。このため、各接続端子の表面を金属めっき層で覆った際に、金属めっき層が、接続端子の離間面と充填部材との間の隙間に入り込んだ状態となる。このため、図14に示すように金属めっき層が、充填部材の表面に張り出した状態となること、つまり隣り合う接続端子表面にそれぞれ形成された金属めっき層同士の間が狭くなることを防止することができる。このため、半田をコートする際、もしくは、半導体チップを実装する際に、半田が隣接する接続端子側に流出し、接続端子間が短絡(ショート)することを防止することができる。
また、接続端子に半田をコートした場合、半田が、接続端子の離間面と充填部材との間の隙間に入り込んだ状態となる。このため、接続端子の表面にコートされた半田が隣接する接続端子側に流出し、接続端子間が短絡(ショート)することを防止することができる。
さらに、上記金属めっき層や半田、半導体チップを実装する際に使用するアンダーフィルが、上記隙間に入り込む。そして、この入り込んだ金属めっき層や半田、アンダーフィルが接続端子のアンカーの役目を果たすため、十分な接着強度を得ることができる。このため、接続端子が途中の製造工程で剥がれてしまうことを防止することができる。
なお、本発明の一態様においては、前記接続端子の側面全周にわたって、前記当接面及び前記離間面が形成されている。このため、半田の流出等により接続端子間が短絡(ショート)することを前記接続端子の側面全周にわたって防止することができる。
また、本発明の他の態様においては、前記離間面と前記充填部材との間の隙間部の深さが6μm以下であることが好ましい。
さらに、本発明の他の態様においては、前記離間面と前記充填部材との間の隙間部の幅が6μm以下であることが好ましい。
また、本発明のその他の態様においては、前記充填部材は、ソルダーレジストとして機能する。充填部材がソルダーレジストとして機能することで、充填部材上に半田が残留し、接続端子間が短絡(ショート)することを抑制できる。
さらに、積層体上には、複数の接続端子を露出する開口を有するとともに接続端子と接続されてなる配線パターンを覆うソルダーレジスト層を有する。配線パターンを絶縁部材であるソルダーレジスト層で覆うことで、配線パターンが短絡(ショート)することを防止できる。
以上説明したように、本発明によれば、接続端子間の短絡を防止するとともに、接続端子の狭ピッチ化に対応できる配線基板を提供することができる。
第1の実施形態に係る配線基板の平面図(表面側)。 第1の実施形態に係る配線基板の一部断面図。 第1の実施形態に係る配線基板の表面側の接続端子の構成図。 第1の実施形態に係る配線基板の製造工程図(コア基板工程)。 第1の実施形態に係る配線基板の製造工程図(ビルドアップ工程)。 第1の実施形態に係る配線基板の製造工程図(ビルドアップ工程)。 第1の実施形態に係る配線基板の製造工程図(充填工程)。 第4の充填方法の説明図。 第1の実施形態に係る配線基板の製造工程図(ソルダーレジスト層工程)。 第1の実施形態に係る配線基板の製造工程図(めっき工程)。 第1の実施形態に係る配線基板の製造工程図(バックエンド工程)。 半田を用いて接続端子上に半導体チップを接続した際の断面図。 金属めっき層を接続端子上に形成した際の断面図。 比較例に係る配線基板の表面側の接続端子の構成図。 第2の実施形態に係る配線基板の平面図(表面側)。 第2の実施形態に係る配線基板の一部断面図。 第2の実施形態に係る配線基板の表面側の接続端子の構成図。 第3の実施形態に係る配線基板の平面図(表面側)。 第3の実施形態に係る配線基板の一部断面図。 第3の実施形態に係る配線基板の表面側の接続端子の構成図。 第3の実施形態に係る配線基板の製造工程図(ビルドアップ工程)。 第3の実施形態に係る配線基板の製造工程図(凸めっき層形成工程)。 その他の実施形態に係る配線基板の充填部材の上面形状を示す図。
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の説明では、コア基板上にビルドアップ層を形成した配線基板を例に、本発明の実施形態を説明するが、上面及び側面が露出してなる複数の接続端子が形成された配線基板であればよく、例えば、コア基板を有しない配線基板であってもよい。
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態における配線基板100の平面図(表面側)である。図2は、図1の線分I−Iにおける配線基板100の一部断面図である。図3は、配線基板100の表面側に形成された接続端子T1の構成図である。図3(a)は、接続端子T1の上面図である。図3(b)は、図3(a)の線分II−IIにおける断面図である。なお、以下の説明では、半導体チップが接続される側を表面側とし、マザーボードやソケット等(以下、マザーボード等と称する)が接続される側を裏面側とする。
(配線基板100の構成)
図1〜3に示す配線基板100は、コア基板2と、半導体チップ(不図示)との接続端子T1が複数形成され、コア基板2の表面側に積層されるビルドアップ層3(表面側)と、ビルドアップ層3の表面側に積層され、複数の接続端子T1間を充填する充填部材4と、充填部材4の表面側に積層され、接続端子T1の少なくとも一部を露出する開口5aが形成されたソルダーレジスト層5と、マザーボード等(不図示)との接続端子T11が複数形成され、コア基板2の裏面側に積層されるビルドアップ層13(裏面側)と、ビルドアップ層13の裏面側に積層され、接続端子T11の少なくとも一部を露出する開口14aが形成されたソルダーレジスト層14と、を備える。
コア基板2は、耐熱性樹脂板(たとえばビスマレイミド−トリアジン樹脂板)や、繊維強化樹脂板(たとえばガラス繊維強化エポキシ樹脂)等で構成された板状の樹脂製基板である。コア基板2の表面及び裏面には、金属配線L1,L11をなすコア導体層21,22がそれぞれ形成されている。また、コア基板2には、ドリル等により穿設されたスルーホール23が形成され、その内壁面にはコア導体層21,22を互いに導通させるスルーホール導体24が形成されている。さらに、スルーホール23は、エポキシ樹脂等の樹脂製穴埋め材25により充填されている。
(表面側の構成)
ビルドアップ層3は、コア基板2の表面側に積層された樹脂絶縁層31,33及び導体層32,34からなる。樹脂絶縁層31は、熱硬化性樹脂組成物からなり、表面に金属配線L2をなす導体層32が形成されている。また、樹脂絶縁層31には、コア導体層21と導体層32とを電気的に接続するビア35が形成されている。樹脂絶縁層33は、熱硬化性樹脂組成物からなり、表層に複数の接続端子T1を有する導体層34が形成されている。また、樹脂絶縁層33には、導体層32と導体層34とを電気的に接続するビア36が形成されている。ここで、樹脂絶縁層31,33及び導体層32は積層体を構成する。
ビア35,36は、それぞれ、ビアホール37aとその内周面に設けられたビア導体37bと、底面側にてビア導体37bと導通するように設けられたビアパッド37cと、ビアパッド37cと反対側にてビア導体37bの開口周縁から外向きに張り出すビアランド37dとを有している。
接続端子T1は、半導体チップと接続するための接続端子である。接続端子T1は、半導体チップの実装領域の内周に沿って配置された、いわゆるペリフェラル型の接続端子である。半導体チップは、この接続端子T1と電気的に接続されることにより配線基板100に実装される。各接続端子T1は、後述する充填部材4との接着性を向上させるために、その表面が粗化されている。
各接続端子T1の表面を粗化しない場合でも、Sn(錫)、Ti(チタン)、Cr(クロム)、Ni(ニッケル)のいずれか1つの金属元素を各接続端子T1の表面にコーティングして金属層を形成した後、この金属層の上にカップリング剤処理を施すことで、後述する充填部材4との接着性を向上することができる。カップリング剤は、主に金属や無機材と樹脂等の有機材の密着性を良くする役割を持つ。カップリング剤には、シランカップリング剤、チタネート系カップリング剤、アルミネート系カップリング剤等があるが、シランカップリング剤を用いることがより好ましい。シランカップリング剤としては、例えば、アミノシラン、エポキシシラン、スチレンシラン等がある。
図3に示すように、各接続端子T1の側面には、充填部材1と当接した当接面T1aと、該当接面T1aより上側であって充填部材4の上面より下側において、充填部材4と当接していない離間面T1bとが形成されている。また、金属配線34(配線パターン)との接続面Aを除く接続端子T1の側面全周にわたって、当接面T1a及び離間面T1bが形成されている。
さらに、接続端子T1の離間面T1bと充填部材4との間の隙間部Sの深さD1は、6μm以下であることが好ましい。また、接続端子T1の離間面T1bと充填部材4との間の隙間部Sの幅Wは、6μm以下であることが好ましい。隙間部Sの深さD1又は幅Wのすくなくとも一方が6μmを超えると、隙間部Sが、金属めっき層や半田、アンダーフィル等により満たされない虞がある。このため、金属めっき層や半田、アンダーフィル等が接続端子のアンカーの役目を果たすことができず、接続端子T1が十分な接着強度を得ることができないことが考えられる。
また、各接続端子T1の露出面は、金属めっき層Mにより覆われている。半導体チップを配線基板100に実装する際には、半導体チップの接続端子にコートされた半田をリフローすることで半導体チップの接続端子と接続端子T1とが電気的に接続される。なお、金属めっき層Mは、例えば、Ni層、Sn層、Ag層、Pd層、Au層等の金属層から選択される単一又は複数の層(例えば、Ni層/Au層、Ni層/Pd層/Au層)で構成される。
また、金属めっき層Mの代わりに、防錆用のOSP(Organic Solderability Preservative)処理を施してもよい。また、接続端子T1の露出面に半田をコートしてもよく、さらに、接続端子T1の露出面を金属めっき層Mで覆った後、この金属めっき層Mに半田をコートしてもよい。なお、接続端子T1の露出面に半田をコートする方法については後述する。
充填部材4は、ビルドアップ層3に積層される絶縁性部材であり、その材質は、ソルダーレジスト層5と同じであることが好ましい。充填部材4は、ビルドアップ層3の表層に形成された各接続端子T1の側面に、充填部材4と当接した当接面T1aと、該当接面T1aより上側であって充填部材4の上面より下側において、充填部材4と当接していない離間面T1bとが形成された状態で接続端子T1間に充填されている。また、充填部材4の厚みD2は、接続端子T1の厚み(高さ)D3よりも薄くなっている。
ソルダーレジスト層5は、接続端子T1と接続される配線パターンを覆うとともに、半導体チップの実装領域の内周に沿って配置された接続端子T1を露出させる開口5aを有している。ソルダーレジスト層5の開口5aは、同一開口内に複数の接続端子T1を配置するNSMD形状となっている。
(裏面側の構成)
ビルドアップ層13は、コア基板2の裏面側に積層された樹脂絶縁層131,133及び導体層132,134からなる。樹脂絶縁層131は、熱硬化性樹脂組成物からなり、裏面に金属配線L12をなす導体層132が形成されている。また、樹脂絶縁層131には、コア導体層22と導体層132とを電気的に接続するビア135が形成されている。樹脂絶縁層133は、熱硬化性樹脂組成物からなり、表層に1以上の接続端子T11を有する導体層134が形成されている。また、樹脂絶縁層133には、導体層132と導体層134とを電気的に接続するビア136が形成されている。
ビア135,136は、それぞれ、ビアホール137aとその内周面に設けられたビア導体137bと、底面側にてビア導体137bと導通するように設けられたビアパッド137cと、ビアパッド137cと反対側にてビア導体137bの開口周縁から外向きに張り出すビアランド137dとを有している。
接続端子T11は、配線基板100をマザーボード等に接続するための裏面ランド(PGAパッド、BGAパッド)として利用されるものであり、配線基板100の略中心部を除く外周領域に形成され、前記略中央部を囲むようにして矩形状に配列されている。また、接続端子T11の表面の少なくとも一部は、金属めっき層Mにより覆われている。
ソルダーレジスト層14は、フィルム状のソルダーレジストをビルドアップ層13の表面上に積層して形成されている。ソルダーレジスト層14には、各接続端子T11の表面の一部を露出させる開口14aが形成されている。このため、各接続端子T11は、表面の一部が開口14aによりソルダーレジスト層14から露出した状態となっている。つまり、ソルダーレジスト層14の開口14aは、各接続端子T11の表面の一部を露出したSMD形状となっている。なお、ソルダーレジスト層5の開口5aとは異なり、ソルダーレジスト層14の開口14aは、接続端子T11毎に形成されている。
開口14a内には、たとえばSn−Ag、Sn−Cu、Sn−Ag−Cu、Sn−Sbなど実質的にPbを含有しない半田からなる半田ボールBが、金属めっき層Mを介して接続端子T11と電気的に接続するようにして形成されている。なお、配線基板100をマザーボード等に実装する際は、配線基板100の半田ボールBをリフローすることで、接続端子T11をマザーボード等の接続端子に電気的に接続する。
(配線基板の製造方法)
図4〜図11は、第1の実施形態に係る配線基板100の製造工程を示す図である。以下、図4〜図11を参照して、配線基板100の製造方法について説明する。
(コア基板工程:図4)
板状の樹脂製基板の表面及び裏面に銅箔が貼付された銅張積層板を準備する。また、銅張積層板に対してドリルを用いて孔あけ加工を行い、スルーホール23となる貫通孔を所定位置にあらかじめ形成しておく。そして、従来公知の手法に従って無電解銅めっき及び電解銅めっきを行うことでスルーホール23内壁にスルーホール導体24を形成し、銅張積層板の両面に銅めっき層を形成する(図4(a)参照)。
その後、スルーホール導体24内をエポキシ樹脂等の樹脂穴埋め材25で充填する。さらに、銅張積層板の両面の銅箔上に形成された銅めっきを所望の形状にエッチングして銅張積層板の表面及び裏面に金属配線L1,L11をなすコア導体層21,22をそれぞれ形成し、コア基板2を得る(図4(b)参照)。なお、スルーホール23形成工程の後、加工部分のスミアを除去するデスミア処理を行うことが望ましい。
(ビルドアップ工程:図5〜図6)
コア基板2の表面及び裏面に、樹脂絶縁層31,131となるエポキシ樹脂を主成分とするフィルム状絶縁樹脂材料をそれぞれ重ね合わせて配置する。そして、この積層物を真空圧着熱プレス機で加圧加熱し、フィルム状絶縁樹脂材料を熱硬化させながら圧着する。次に、従来周知のレーザー加工装置を用いてレーザー照射を行い、樹脂絶縁層31,131にビアホール37a,137aをそれぞれ形成する(図5(a)参照)。
続いて、樹脂絶縁層31,131の表面を粗化した後、無電解めっきを行い、ビアホール37a,137aの内壁を含む樹脂絶縁層31,131上に無電解銅めっき層を形成する。次に樹脂絶縁層31,131上に形成された無電解銅めっき層上にフォトレジストをラミネートして、露光・現像を行い、所望の形状にめっきレジストを形成する。
その後、このめっきレジストをマスクとして、電解めっきにより、銅をめっきして、所望の銅めっきパターンを得る。次に、めっきレジストを剥離して、めっきレジスト下に存在していた無電解銅めっき層を除去して、金属配線L2,L12をなす導体層32,132を形成する。また、この際に、ビア導体37b,137b、ビアパッド37c,137c及びビアランド37d,137dからなるビア35,135も形成される(図5b参照)。
次に、導体層32,132上に、樹脂絶縁層33,133となるエポキシ樹脂を主成分とするフィルム状絶縁樹脂材料をそれぞれ重ね合わせて配置する。そして、この積層物を真空圧着熱プレス機で加圧加熱し、フィルム状絶縁樹脂材料を熱硬化させながら圧着する。 次に、従来周知のレーザー加工装置を用いてレーザー照射を行い、樹脂絶縁層33,133にビアホール37a,137aをそれぞれ形成する(図6(a)参照)。
続いて、導体層32,132を形成した時と同様にして、ビアホール37a,137aが形成された樹脂絶縁層33,133に、接続端子T1,T11を有する導体層34,134及びビア36,136をそれぞれ形成する(図6(b)参照)。
(充填工程:図7)
次に、ビルドアップ層3の表層をなす複数の接続端子T1間を、接続端子T1よりも低い位置まで充填部材4で充填する。なお、接続端子T1間を充填部材4で充填するために、接続端子T1の表面(特に、側面)を粗化しておくことが好ましい。接続端子T1の表面は、例えば、メックエッチボンド(メック社製)等のエッチング液で処理することで粗化することができる。また、各接続端子T1の表面を粗化する代わりに、Sn(錫)、Ti(チタン)、Cr(クロム)、Ni(ニッケル)のいずれか1つの金属元素を各接続端子T1の表面にコーティングして金属層を形成した後、この金属層の上にカップリング剤処理を施し、充填部材4との接着性を向上させてもよい。
接続端子T1間に充填部材4を充填する方法としては、種々の手法を採用することができる。以下、この充填部材4を接続端子T1間に充填する充填方法について説明する。なお、下記の第1〜第4の充填方法において、充填部材4となる絶縁性樹脂をコートする方法として、印刷、ラミネート、ロールコート、スピンコート等種々の手法を用いることができる。
(第1の充填方法)
この第1の充填方法では、表層に接続端子T1が形成されたビルドアップ層3の表面に熱硬化性の絶縁性樹脂を薄くコートして熱硬化させた後、硬化した絶縁性樹脂を接続端子T1よりも低くなるまで研磨する。その後、各接続端子T1の金属配線34(配線パターン)との接続面Aを除く側面の充填部材4を除去することにより隙間部Sを形成する。これにより、充填部材1と当接した当接面T1aと、該当接面T1aより上側であって充填部材4の上面より下側において、充填部材4と当接していない離間面T1bとが形成される。なお、この充填部材4を除去する際は、充填部材4を下地である樹脂絶縁層33表面が露出するまで除去しないことに留意する。
(第2の充填方法)
この第2の充填方法では、表層に接続端子T1が形成されたビルドアップ層3の表面に熱硬化性の絶縁性樹脂を薄くコートした後、絶縁性樹脂を溶融する溶剤で、接続端子T1上面を覆う余分な絶縁性樹脂を除去した後、絶縁性樹脂を熱硬化させる。溶剤で余分な絶縁性樹脂を除去する際、各接続端子T1の側面の絶縁性樹脂がより深く除去され、各接続端子T1の金属配線34(配線パターン)との接続面Aを除く側面に隙間部Sが形成される。このため、各接続端子T1の側面には、充填部材1と当接した当接面T1aと、該当接面T1aより上側であって充填部材4の上面より下側において、充填部材4と当接していない離間面T1bとが形成される。なお、この充填部材4を除去する際は、充填部材4を下地である樹脂絶縁層33表面が露出するまで除去しないことに留意する。
(第3の充填方法)
この第3の充填方法では、表層に接続端子T1が形成されたビルドアップ層3の表面に熱硬化性の絶縁性樹脂を厚くコートして熱硬化させた後、半導体素子の実装領域以外の領域をマスクし、接続端子T1よりも低くなるまで絶縁性樹脂をRIE(Reactive Ion Etching)等によりドライエッチングする。その後、各接続端子T1の金属配線34(配線パターン)との接続面Aを除く側面の充填部材4を除去することにより隙間部Sを形成する。これにより、充填部材1と当接した当接面T1aと、該当接面T1aより上側であって充填部材4の上面より下側において、充填部材4と当接していない離間面T1bとが形成される。第3の充填方法で充填部材4を接続端子T1間に充填する場合、充填部材4とソルダーレジスト層5とが一体的に形成される。なお、この充填部材4を除去する際は、充填部材4を下地である樹脂絶縁層33表面が露出するまで除去しないことに留意する。
(第4の充填方法)
図8は、第4の充填方法の説明図である。以下、図8を参照して、第4の充填方法について説明する。第4の充填方法では、表層に配線導体T1が形成されたビルドアップ層3の表面に光硬化性の絶縁性樹脂を厚くコートした後(図8(a)参照)、後にソルダーレジスト層の開口5aとなるべき領域の内側領域をマスクして絶縁性樹脂を露光・現像して、開口5aの外側領域となるべき絶縁性樹脂を光硬化させる(図8(b)参照)。次に、炭酸ナトリウム水溶液(濃度1重量%)に、この製造途中の配線基板100を短時間(未感光部の絶縁性樹脂表面が若干膨潤する程度の時間)浸漬する(図8(c)参照)。
その後、水洗して膨潤した絶縁性樹脂を乳化させる(図8(d)参照)。次に、膨潤・乳化した絶縁性樹脂を製造途中の配線基板100から除去する(図8(e)参照)。光硬化していない絶縁性樹脂の上端の位置が、各配線導体T1の上端より低い位置となるまで上記浸漬及び水洗を、それぞれ1回、又はそれぞれ数回繰り返す。その後、熱または紫外線により絶縁性樹脂を硬化させる。
この第4の方法によれば、上記浸漬及び水洗を行い、余分な絶縁性樹脂を除去する際に、各接続端子T1の側面の絶縁性樹脂がより深く除去され、各接続端子T1の金属配線34(配線パターン)との接続面Aを除く側面に隙間部Sが形成される。このため、充填部材1と当接した当接面T1aと、該当接面T1aより上側であって充填部材4の上面より下側において、充填部材4と当接していない離間面T1bとが形成される。なお、この充填部材4を除去する際は、充填部材4を下地である樹脂絶縁層33表面が露出するまで除去しないことに留意する。また、この第4の充填方法で、充填部材4を接続端子T1間に充填する場合、充填部材4とソルダーレジスト層5とが一体的に形成される。
(ソルダーレジスト層工程:図9)
充填部材4及び樹脂絶縁層134の表面に、それぞれフィルム状のソルダーレジストをプレスして積層する。積層したフィルム状のソルダーレジストを露光・現像して、各接続端子T1の表面及び側面を露出させるNSMD形状の開口5aが形成されたソルダーレジスト層5と、各接続端子T11の表面の一部を露出させるSMD形状の開口14aが形成されたソルダーレジスト層14とを得る。なお、充填工程において上述した第3,第4の充填方法を採用した場合、充填部材4及びソルダーレジスト層5が一体的に形成されるため、この工程において、ソルダーレジスト層5を積層する必要はない。
(めっき工程:図10)
次に、接続端子T1の露出面を過硫酸ナトリウム等によりエッチングして、接続端子T1表面の酸化膜等の不純物を除去する。なお、このエッチングにより接続端子T1の主面の周囲(外周)に段差が形成される。その後、還元剤を用いた無電解還元めっきにより、接続端子T1,T11の露出面に金属めっき層Mを形成する。無電解置換めっきにより接続端子T1の露出面に金属めっき層Mを形成する場合は、接続端子T1の露出面の金属が置換されて金属めっき層Mが形成される。このため、接続端子T1の露出面を過硫酸ナトリウム等によりエッチングしなくとも、接続端子T1の主面の周囲に段差が形成される。
また、接続端子T1の露出面に半田をコートする場合は、コートする半田層の厚みに応じて、以下の2通りの方法を選択することができる。
(第1のコート方法)
厚みが5〜30μmの半田層を接続端子T1の露出面にコートする場合、接続端子T1の露出面を少しだけエッチング(ソフトエッチング)し、接続端子T1の露出面に形成された酸化膜を除去する。この際、接続端子T1の主面の周囲に段差が形成される。次にSn(錫)粉末、Ag(銀)、Cu(銅)などの金属を含むイオン性化合物及びフラックスを混合したペースト(例えば、ハリマ化成株式会社:スーパーソルダー(製品名))を、接続端子T1の露出面全面を覆うように、NSMD形状の開口5a内全体に薄く塗布する。その後、リフローを行い、接続端子T1の露出面にSnとAg、もしくは、Sn、Ag及びCuの合金からなる半田層を形成する。
(第2のコート方法)
厚みが10μm以下の半田層を接続端子T1の露出面にコートする場合、接続端子T1の露出面を少しだけエッチング(ソフトエッチング)し、接続端子T1の露出面に形成された酸化膜を除去する。この際、接続端子T1の主面の周囲に段差が形成される。次に、接続端子T1の露出面に無電解Sn(錫)めっきを行うことによりSnめっき層を形成し、このSnめっき層の全面を覆うようにしてフラックスを塗布する。その後、リフローを行い、接続端子T1にめっきされたSnめっき層を溶融させて接続端子T1の主面に半田層を形成する。この際、溶融したSnは、表面張力により、接続端子T1の主面に凝集する。
(バックエンド工程:図11)
半田印刷により、接続端子T11上に形成された金属めっき層M上に半田ペーストを塗布した後、所定の温度と時間でリフローを行い、接続端子T11上に半田ボールBを形成する。
図12は、半田Pを用いて、接続端子T1上に半導体チップCを接続した際の断面図である。図12に示すように、半田Pが隙間部S内に入り込むため、半導体チップCを実装する際に、半田が隣接する接続端子T1側に流出し、接続端子T1間が短絡(ショート)することを防止することができる。
また、図13は、金属めっき層Mを接続端子T1上に形成した際の断面図である。図13には、無電解置換めっきやエッチングを行わずに無電解還元めっきにより金属めっき層Mを接続端子T1上に形成した場合を示している。この場合も、金属めっき層Mが隙間部S内に入り込むため、図14に示すような金属めっき層Mが充填部材4の表面上に張り出した状態となることを防止することができる。
以上のように、第1の実施形態に係る配線基板100は、表面側の接続端子T1の側面に、充填部材4と当接した当接面T1aと、該当接面T1aより上側であって充填部材4の上面より下側において、充填部材4と当接していない離間面T1bとを形成している。このため、接続端子T1に半田をコートした場合や半田を用いて半導体チップを接続した場合、半田Pが接続端子T1の離間面T1bと充填部材4との間に入り込んだ状態となる。このため、接続端子T1の表面にコートされた半田が隣接する接続端子T1側に流出し、接続端子T1間が短絡(ショート)することを防止することができる。
また、各接続端子T1の表面を金属めっき層Mで覆った際に、金属めっき層Mが、接続端子T1の離間面T1bと充填部材4との間の隙間部Sに入り込んだ状態で形成される。このため、金属めっき層Mが充填部材4の表面に張り出した状態となること、つまり接続端子T1表面にそれぞれ形成された金属めっき層同士の間が狭くなることを防止することができる。このため、半田を接続端子T1にコートする際、もしくは、半導体チップを実装する際に、半田が隣接する接続端子T1に流出し、接続端子T1間が短絡(ショート)することを防止することができる。
また、上記金属めっき層Mや半田、半導体チップを実装する際に使用するアンダーフィルが、隙間部Sに入り込む。そして、この入り込んだ金属めっき層Mや半田、アンダーフィルが接続端子T1のアンカーの役目を果たすため、十分な接着強度を得ることができる。このため、接続端子T1が途中の製造工程で剥がれてしまうことを防止することができる。
また、接続端子T1の配線パターンとの接続面Aを除く側面全周にわたって、当接面T1a及び離間面T1bが形成されている。このため、半田の流出等により接続端子T1間が短絡(ショート)することを接続端子T1の側面全周にわたって防止することができる。
また、接続端子T1をソフトエッチングしたり、金属めっき層Mを置換めっきで形成した場合、接続端子T1のビルドアップ層3を構成する樹脂絶縁層33との当接面に対向する第1の主面の外周に段差が形成されるので、接続端子T1にコートする半田の直径が大きくならず、接続端子T1をさらに狭ピッチ化することができる。
さらに、接続端子T1の充填部材4との当接面を粗化したうえで、接続端子T1間に充填部材4を充填しているので、接続端子T1と充填部材4との接着強度が向上する。このため、接続端子1が途中の製造工程で剥がれてしまう虞を抑制できる。また、充填部材4の材質をソルダーレジスト層5と同じとすることで、充填部材4の半田の流れ性がソルダーレジスト層5と同程度となり、充填部材4上に半田が残留して接続端子T1間が短絡(ショート)することを抑制できる。
また、接続端子T1間に充填される充填部材4の厚みD2を接続端子T1の厚み(高さ)D3よりも薄くしている。つまり、接続端子T1が充填部材4の上面から少し突き出た状態となるようにしている。このため、半導体チップの接続端子の中心と、接続端子T1の中心とがずれた場合でも、半導体チップの接続端子が接続端子T1の端部と当接するので、接続端子T1と半導体チップの接続端子との接続信頼性が向上する。
(第2の実施形態)
図15は、第2の実施形態における配線基板200の平面図(表面側)である。図16は、図15の線分I−Iにおける配線基板200の一部断面図である。図17は、配線基板200の表面側に形成された接続端子T2の構成図である。図17(a)は、接続端子T2の上面図である。図17(b)は、図16(a)のII−IIにおける断面図である。以下、図15〜図17を参照して配線基板200の構成について説明するが、図1〜図3を参照して説明した配線基板100と同一の構成については同一の符号を付して重複した説明を省略する。
(表面側の構成)
配線基板200の表面側では、コア導体層21と電気的に接続する蓋めっき層41が形成され、この蓋めっき41と導体層32及び導体層32と導体層34とが、それぞれフィルドビア42及びフィルドビア43により電気的に接続されている。フィルドビア42,43は、ビアホール44aとビアホール44a内側にめっきにより充填されたビア導体44bとを有する。また、ビルドアップ層3の最表層には、後述する接続端子T2だけが形成され、接続端子T2と同一層において接続される配線パターンや配線パターンを覆うソルダーレジスト層は形成されていない。ここで、樹脂絶縁層31,33及び導体層32は積層体を構成する。
配線基板200の表面側に形成された接続端子T2は、半導体チップの実装領域全体に配置された、いわゆるエリアバンプ型の接続端子となっている。接続端子T2は、半導体チップとの接続端子である。半導体チップは、この接続端子T2と電気的に接続されることにより配線基板200に実装される。各接続端子T2は、充填部材4との接着性を向上させるために、その表面が粗化されている。接続端子T2の表面は、例えば、メックエッチボンド(メック社製)等のエッチング液で処理することで粗化することができる。
図17に示すように、各接続端子T2の側面には、充填部材4と当接した当接面T2aと、該当接面T2aより上側であって充填部材4の上面より下側において、充填部材4と当接していない離間面T2bとが形成されている。また、接続端子T2の側面全周にわたって、当接面T2a及び離間面T2bが形成されている。
さらに、接続端子T2の離間面T2bと充填部材4との間の隙間部Sの深さD1は、6μm以下であることが好ましい。また、接続端子T2の離間面T2bと充填部材4との間の隙間部Sの幅Wは、6μm以下であることが好ましい。隙間部Sの深さD1又は幅Wのすくなくとも一方が6μmを超えると、隙間部Sが、金属めっき層や半田、アンダーフィル等により満たされない虞がある。このため、金属めっき層や半田、アンダーフィル等が接続端子のアンカーの役目を果たすことができず、接続端子T2が十分な接着強度を得ることができないことが考えられる。
さらに、接続端子T2の露出面は、金属めっき層Mにより覆われている。半導体チップを配線基板200に実装する際には、半導体チップの接続端子にコートされた半田をリフローすることで半導体チップの接続端子と接続端子T2とが電気的に接続される。なお、金属めっき層Mの代わりに、半田をコートしてもよく、防錆用のOSP処理を施してもよい。
接続端子T2への金属めっき層Mの形成は、接続端子T2の露出面を過硫酸ナトリウム等によりエッチングした後、還元剤を用いた無電解還元めっきにより、接続端子T2の露出面に金属めっき層Mを形成することで行う。なお、過硫酸ナトリウム等を用いたエッチングの際に、接続端子T2の主面の周囲に段差が形成される。また、無電解置換めっきにより接続端子T2の露出面に金属めっき層Mを形成する場合は、接続端子T2の露出面の金属が置換されて、金属めっき層Mが形成される。このため、接続端子T2の露出面を過硫酸ナトリウム等によりエッチングしなくとも、接続端子T2の主面の周囲に段差が形成される。
配線基板200の複数の接続端子T2は樹脂絶縁層33から突出しており、表面及び側面が露出している。このため、配線基板100の接続端子T1と同様に、接続端子T2間を絶縁性部材である充填部材4で充填している。さらに、充填部材4は、各接続端子T2の側面に、充填部材4と当接した当接面T2aと、該当接面T2aより上側であって充填部材4の上面より下側において、充填部材4と当接していない離間面T2bとが形成された状態で接続端子T2間に充填されている。充填部材4の厚みは、接続端子T2の厚み(高さ)よりも薄くなっている。なお、充填部材4は、第1の実施形態で説明した第1〜第4の充填方法により接続端子T2間に充填することができる。
(裏面側の構成)
配線基板200の裏面側では、コア導体層22と電気的に接続する蓋めっき層141が形成され、この蓋めっき141と導体層132及び導体層132と導体層134とが、それぞれフィルドビア142及びフィルドビア143により電気的に接続されている。フィルドビア142,143は、ビアホール144aとビアホール144a内側にめっきにより充填されたビア導体144bとを有する。
以上のように、第2の実施形態に係る配線基板200は、表面側の接続端子T2の側面に、充填部材4と当接した当接面T2aと、該当接面T2aより上側であって充填部材4の上面より下側において、充填部材4と当接していない離間面T2bとを形成している。なお、効果については、第1の実施形態に係る配線基板100と同じである。
(第3の実施形態)
図18は、第3の実施形態における配線基板300の平面図(表面側)である。図19は、図18の線分I−Iにおける配線基板300の一部断面図である。図20は、配線基板300の表面側に形成された接続端子T3の構成図である。図20(a)は、接続端子T3の上面図である。図20(b)は、図20(a)のII−IIにおける断面図である。
この第3の実施形態に係る配線基板300では、接続端子T3,T11が、それぞれビアを介さずに導体層32,132上に直接形成されている点が図15〜図17を参照して説明した配線基板200と異なる。以下、図18〜図20を参照して配線基板300の構成について説明するが、図1〜図3を参照して説明した配線基板100及び図15〜図17を参照して説明した配線基板200と同一の構成については同一の符号を付して重複した説明を省略する。
(表面側の構成)
配線基板300の表面側は、コア導体層21と電気的に接続する蓋めっき層41が形成され、この蓋めっき41と導体層32とが、フィルドビア42により電気的に接続されている。フィルドビア42は、ビアホール44aとビアホール44a内側にめっきにより充填されたビア導体44bとを有する。
配線基板300の導体層32上に形成された接続端子T3は、半導体チップの実装領域全体に略等間隔で格子状に配置されている。接続端子T3は、柱状形状(例えば、円柱、四角柱、三角柱等)であり、上部が充填部材4の表面から突出した状態で、ビアを介さずに導体層32上に直接形成されている。接続端子T3は、半導体チップとの接続端子である。半導体チップは、この接続端子T3と電気的に接続されることにより配線基板300に実装される。各接続端子T3は、充填部材4との接着性を向上させるために、その表面が粗化されている。接続端子T3の表面は、例えば、メックエッチボンド(メック社製)等のエッチング液で処理することで粗化することができる。
なお、各接続端子T3の表面を粗化しない場合でも、Sn(錫)、Ti(チタン)、Cr(クロム)、Ni(ニッケル)のいずれか1つの金属元素を各接続端子T3の表面にコーティングして金属層を形成した後、この金属層の上にカップリング剤処理を施すことで充填部材4との接着性を向上させてもよい。
また、図20に示すように、各接続端子T3の側面には、充填部材4と当接した当接面T3aと、該当接面T3aより上側であって充填部材4の上面より下側において、充填部材4と当接していない離間面T3bとが形成されている。また、接続端子T3の側面全周にわたって、当接面T3a及び離間面T3bが形成されている。
さらに、接続端子T3の離間面T3bと充填部材4との間の隙間部Sの深さD1は、6μm以下であることが好ましい。また、接続端子T3の離間面T3bと充填部材4との間の隙間部Sの幅Wは、6μm以下であることが好ましい。隙間部Sの深さD1又は幅Wの少なくとも一方が6μmを超えると、隙間部Sが、金属めっき層や半田、アンダーフィル等により満たされない虞がある。このため、金属めっき層や半田、アンダーフィル等が接続端子のアンカーの役目を果たすことができず、接続端子T3が十分な接着強度を得ることができないことが考えられる。
さらに、各接続端子T3の露出面は、金属めっき層Mにより覆われている。半導体チップを配線基板300に実装する際には、半導体チップの接続端子にコートされた半田をリフローすることで半導体チップの接続端子と接続端子T3とが電気的に接続される。なお、金属めっき層Mは、例えば、Ni層、Sn層、Ag層、Pd層、Au層等の金属層から選択される単一又は複数の層(例えば、Ni層/Au層、Ni層/Pd層/Au層)で構成される。
また、金属めっき層Mの代わりに、防錆用のOSP(Organic Solderability Preservative)処理を施してもよい。また、接続端子T3の露出面に半田をコートしてもよく、さらに、接続端子T3の露出面を金属めっき層Mで覆った後、この金属めっき層Mに半田をコートしてもよい。なお、接続端子T3の露出面に半田をコートする方法については、第1の実施形態で説明したので重複した説明を省略する。
充填部材4は、ビルドアップ層3の表層に形成された各接続端子T3の側面に、充填部材4と当接した当接面T3aと、該当接面T3aより上側であって充填部材4の上面より下側において、充填部材4と当接していない離間面T3bとが形成された状態で、接続端子T3間に充填されている。充填部材4の厚みは、接続端子T3の厚み(高さ)よりも薄くなっている。なお、充填部材4は、第1の実施形態で説明した第1〜第4の充填方法により接続端子T3間に充填することができる。
ソルダーレジスト層5は、接続端子T3と接続される配線パターンの表面側を覆うとともに、半導体チップの実装領域に略等間隔で配置された接続端子T3を露出させる開口5bと、チップキャアシタ実装用のパッドPを露出させる開口5cとを有している。ソルダーレジスト層5の開口5bは、同一開口内に複数の接続端子T3を配置するNSMD形状となっている。また、ソルダーレジスト層5上にはアライメントマークAMが形成されている。
(裏面側の構成)
配線基板300の裏面側の構成は、コア導体層22と電気的に接続する蓋めっき層141が形成され、この蓋めっき141と導体層132とが、フィルドビア142により電気的に接続されている。フィルドビア142は、ビアホール144aとビアホール144a内側にめっきにより充填されたビア導体144bとを有する。また、導体層132上には、ビアを介さずに、マザーボード等(不図示)との接続端子T11が直接形成されている。
(配線基板の製造方法)
図21〜図22は、第3の実施形態に係る配線基板300の製造工程を示す図である。以下、図21〜図22を参照して、配線基板300の製造方法について説明する。なお、コア基板工程、充填工程、ソルダーレジスト層工程、めっき工程、バックエンド工程については、それぞれ、図4、図7〜図11を参照して説明した第1の実施形態に係る配線基板100の製造方法と同じであるため重複した説明を省略する。
(ビルドアップ工程:図21)
コア基板2の表面及び裏面に、樹脂絶縁層31,131となるエポキシ樹脂を主成分とするフィルム状絶縁樹脂材料をそれぞれ重ね合わせて配置する。そして、この積層物を真空圧着熱プレス機で加圧加熱し、フィルム状絶縁樹脂材料を熱硬化させながら圧着する。次に、従来周知のレーザー加工装置を用いてレーザー照射を行い、樹脂絶縁層31,131にビアホール44a,144aをそれぞれ形成する(図21参照(a))。
続いて、樹脂絶縁層31,131の表面を粗化した後、無電解めっきを行い、ビアホール44a,144aの内壁を含む樹脂絶縁層31,131上に無電解銅めっき層を形成する。次にフォトレジストを樹脂絶縁層31,131上に形成された無電解銅めっき層上にラミネートして、露光・現像を行い、所望の形状にめっきレジストMR1,MR11を形成する。その後、このめっきレジストMR1,MR11をマスクとして、電解めっきにより、銅をめっきして、所望の銅めっきパターンを得る(図21(b)参照)。
(凸めっき層形成工程:図22)
次に、めっきレジストMR1,MR11を剥離せずに、フォトレジストを樹脂絶縁層31,131上に形成された無電解銅めっき層上にラミネートして、露光・現像を行い、所望の形状にめっきレジストMR2,MR12を形成する。その後、このめっきレジストMR2,MR12をマスクとして、電解めっきにより、銅をめっきして、所望の銅めっきパターンを得る(図22(a)参照)。
次に、めっきレジストMR1、MR2、MR11、MR12を剥離し、めっきレジストMR1、MR2下に存在している無電解銅めっき層を除去して、導体層32,132上に接続端子T3、パッドP有する導体層34及び接続端子T11を有する導体層134それぞれ形成する(図22(b)参照)。
以上のように、第3の実施形態に係る配線基板300は、接続端子T3,T11を、ビアを介さずに、導体層32,132上に直接形成している。このため、配線基板300の製造工程を削減することができ、製造コストを低減することができる。また、柱状形状の接続端子T3を充填部材4の表面から突出させているので、半導体チップの実装領域に高密度に配置することができる。その他の効果は、第1の実施形態に係る配線基板100、第2の実施形態に係る配線基板200と同じである。
(その他の実施形態)
図1〜図3を参照して説明した配線基板100、図15〜図17を参照して説明した配線基板200、図18〜図20を参照して説明した配線基板300では、接続端子T1〜T3間にそれぞれ充填する充填部材4の上面は、平坦(フラット)となっていたが、充填部材4の上面は、必ずしも平坦(フラット)である必要はなく、例えば、図23に示すように、充填部材4の上面が丸みを帯びた、いわゆるフィレット形状となっていてもよい。
以上、本発明を具体例を挙げながら詳細に説明してきたが、本発明は上記内容に限定されるものではなく、本発明の範疇を逸脱しない限りにおいてあらゆる変形や変更が可能である。例えば、上記具体例では、配線基板100〜300が半田ボールBを介してマザーボード等と接続するBGA基板である形態について説明しているが、半田ボールBの代わりにピンもしくはランドを設けた、いわゆるPGA(Pin Grid Array)基板もしくはLGA(Land Grid Array)基板として配線基板100〜300をマザーボード等と接続するようにしてもよい。
また、本実施例では、第1の充填方法や第2の充填方法を採用した場合、充填部材4を形成した後にソルダーレジスト層5を形成しているが、ソルダーレジスト層5を形成した後に充填部材4を形成するようにしても良い。
100〜300…配線基板、2…コア基板、3…ビルドアップ層、4…充填部材、5…ソルダーレジスト層、5a…開口、13…ビルドアップ層、14…ソルダーレジスト層、14a…開口、21,22…コア導体層、23…スルーホール、24…スルーホール導体、25…樹脂製穴埋め材、31,33…樹脂絶縁層、32,34…導体層、35,36…ビア、37a…ビアホール、37b…ビア導体、37c…ビアパッド、37d…ビアランド、41…蓋めっき層、42,43…フィルドビア、44a…ビアホール、44b…ビア導体、131,133…樹脂絶縁層、132,134…導体層、135,136…ビア、137a…ビアホール、137b…ビア導体、137c…ビアパッド、137d…ビアランド、141…蓋めっき層、142,143…フィルドビア、144a…ビアホール、144b…ビア導体、A…接続面、B…半田ボール、L1,L2…金属配線、L11,L12…金属配線、M…金属めっき層、T1〜T3,T1a〜T3a…当接面、T1b〜T3b…離間面、T11…接続端子、AM…アライメントマーク、P…パッド、MR1,MR2,MR11,MR12…めっきレジスト、S…隙間部。

Claims (7)

  1. 絶縁層及び導体層がそれぞれ1層以上積層された積層体を有する配線基板であって、
    前記積層体上に互いに離間して形成された複数の接続端子と、
    前記複数の接続端子間に充填された充填部材と、
    を備え、
    前記複数の接続端子の側面には、前記充填部材と当接した当接面と、該当接面より上側であって前記充填部材の上面より下側において、前記充填部材と当接していない離間面と、が形成されていることを特徴とする配線基板。
  2. 前記接続端子の側面全周にわたって、前記当接面及び前記離間面が形成されていることを特徴とする請求項1に記載の配線基板。
  3. 配線パターンとの接続面を除く前記接続端子の側面全周にわたって、前記当接面及び前記離間面が形成されていることを特徴とする請求項1に記載の配線基板。
  4. 前記離間面と前記充填部材との間の隙間部の深さが、6μm以下であることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の配線基板。
  5. 前記離間面と前記充填部材との間の隙間部の幅が、6μm以下であることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の配線基板。
  6. 前記充填部材は、ソルダーレジストとして機能することを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の配線基板。
  7. 前記積層体上には、前記複数の接続端子を露出する開口を有するとともに前記接続端子と接続されてなる配線パターンを覆うソルダーレジスト層を有することを特徴とする請求項1または請求項3乃至請求項6のいずれか1項に記載の配線基板。
JP2012112015A 2012-05-16 2012-05-16 配線基板 Expired - Fee Related JP5341227B1 (ja)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012112015A JP5341227B1 (ja) 2012-05-16 2012-05-16 配線基板
KR1020147033170A KR101555460B1 (ko) 2012-05-16 2013-04-10 배선기판
US14/376,744 US9560739B2 (en) 2012-05-16 2013-04-10 Wiring board
CN201380017541.9A CN104206034B (zh) 2012-05-16 2013-04-10 布线基板
PCT/JP2013/002423 WO2013171964A1 (ja) 2012-05-16 2013-04-10 配線基板
EP13790895.0A EP2816878B1 (en) 2012-05-16 2013-04-10 Wiring board
TW102116876A TWI599292B (zh) 2012-05-16 2013-05-13 配線基板

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012112015A JP5341227B1 (ja) 2012-05-16 2012-05-16 配線基板

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP5341227B1 JP5341227B1 (ja) 2013-11-13
JP2013239603A true JP2013239603A (ja) 2013-11-28

Family

ID=49583397

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012112015A Expired - Fee Related JP5341227B1 (ja) 2012-05-16 2012-05-16 配線基板

Country Status (7)

Country Link
US (1) US9560739B2 (ja)
EP (1) EP2816878B1 (ja)
JP (1) JP5341227B1 (ja)
KR (1) KR101555460B1 (ja)
CN (1) CN104206034B (ja)
TW (1) TWI599292B (ja)
WO (1) WO2013171964A1 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016143810A (ja) * 2015-02-04 2016-08-08 新光電気工業株式会社 配線基板及び電子部品装置とそれらの製造方法
US9578743B2 (en) 2014-09-29 2017-02-21 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Circuit board
JP2017098306A (ja) * 2015-11-18 2017-06-01 新光電気工業株式会社 配線基板、半導体装置及び配線基板の製造方法

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015231003A (ja) * 2014-06-06 2015-12-21 イビデン株式会社 回路基板および回路基板の製造方法
US10014189B2 (en) * 2015-06-02 2018-07-03 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Ceramic package with brazing material near seal member
JP2017152536A (ja) * 2016-02-24 2017-08-31 イビデン株式会社 プリント配線板及びその製造方法
JP2017162913A (ja) * 2016-03-08 2017-09-14 イビデン株式会社 配線板及びその製造方法
CN107591385A (zh) * 2016-07-08 2018-01-16 欣兴电子股份有限公司 封装基板及其制造方法
KR20190012485A (ko) * 2017-07-27 2019-02-11 삼성전기주식회사 인쇄회로기판 및 그 제조 방법
JP7451971B2 (ja) * 2019-11-29 2024-03-19 大日本印刷株式会社 配線基板
EP4255126A4 (en) * 2020-11-27 2024-10-02 Kyocera Corp WIRING BOARD
CN112867243A (zh) * 2021-01-06 2021-05-28 英韧科技(上海)有限公司 多层电路板
KR20230170439A (ko) * 2022-06-10 2023-12-19 엘지이노텍 주식회사 회로기판 및 이를 포함하는 반도체 패키지

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07202395A (ja) * 1993-12-28 1995-08-04 Matsushita Electric Ind Co Ltd 印刷配線板
JPH1154896A (ja) * 1997-04-11 1999-02-26 Ibiden Co Ltd プリント配線板及びその製造方法
JP2004214700A (ja) * 2004-04-05 2004-07-29 Ngk Spark Plug Co Ltd 配線基板及びその製造方法
JP2007149998A (ja) * 2005-11-29 2007-06-14 Senju Metal Ind Co Ltd フラットパッケージ型電子部品搭載用プリント基板およびその製造方法
JP2008140886A (ja) * 2006-11-30 2008-06-19 Shinko Electric Ind Co Ltd 配線基板及びその製造方法
JP2013055208A (ja) * 2011-09-04 2013-03-21 Denso Corp プリント基板

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4066522B2 (ja) * 1998-07-22 2008-03-26 イビデン株式会社 プリント配線板
US6469394B1 (en) 2000-01-31 2002-10-22 Fujitsu Limited Conductive interconnect structures and methods for forming conductive interconnect structures
TW544784B (en) 2002-05-27 2003-08-01 Via Tech Inc High density integrated circuit packages and method for the same
CN100589681C (zh) * 2005-06-15 2010-02-10 日本特殊陶业株式会社 布线基板及其制造方法
TWI387064B (zh) * 2007-05-03 2013-02-21 Unimicron Technology Corp 半導體封裝基板及其製法
KR101551898B1 (ko) * 2007-10-05 2015-09-09 신꼬오덴기 고교 가부시키가이샤 배선 기판, 반도체 장치 및 이들의 제조 방법
TWI446843B (zh) 2007-12-11 2014-07-21 Unimicron Technology Corp 線路板及其製程
JP5020123B2 (ja) 2008-03-03 2012-09-05 新光電気工業株式会社 配線基板の製造方法
US20090233436A1 (en) * 2008-03-12 2009-09-17 Stats Chippac, Ltd. Semiconductor Device Having High-Density Interconnect Array with Core Pillars Formed With OSP Coating
US8686300B2 (en) * 2008-12-24 2014-04-01 Ibiden Co., Ltd. Printed wiring board and method for manufacturing the same
US8755196B2 (en) * 2010-07-09 2014-06-17 Ibiden Co., Ltd. Wiring board and method for manufacturing the same
US8580607B2 (en) * 2010-07-27 2013-11-12 Tessera, Inc. Microelectronic packages with nanoparticle joining

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07202395A (ja) * 1993-12-28 1995-08-04 Matsushita Electric Ind Co Ltd 印刷配線板
JPH1154896A (ja) * 1997-04-11 1999-02-26 Ibiden Co Ltd プリント配線板及びその製造方法
JP2004214700A (ja) * 2004-04-05 2004-07-29 Ngk Spark Plug Co Ltd 配線基板及びその製造方法
JP2007149998A (ja) * 2005-11-29 2007-06-14 Senju Metal Ind Co Ltd フラットパッケージ型電子部品搭載用プリント基板およびその製造方法
JP2008140886A (ja) * 2006-11-30 2008-06-19 Shinko Electric Ind Co Ltd 配線基板及びその製造方法
JP2013055208A (ja) * 2011-09-04 2013-03-21 Denso Corp プリント基板

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9578743B2 (en) 2014-09-29 2017-02-21 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Circuit board
JP2016143810A (ja) * 2015-02-04 2016-08-08 新光電気工業株式会社 配線基板及び電子部品装置とそれらの製造方法
JP2017098306A (ja) * 2015-11-18 2017-06-01 新光電気工業株式会社 配線基板、半導体装置及び配線基板の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
TWI599292B (zh) 2017-09-11
EP2816878A1 (en) 2014-12-24
KR20150008150A (ko) 2015-01-21
US9560739B2 (en) 2017-01-31
KR101555460B1 (ko) 2015-09-23
US20150027750A1 (en) 2015-01-29
EP2816878B1 (en) 2022-02-16
TW201404268A (zh) 2014-01-16
CN104206034A (zh) 2014-12-10
WO2013171964A1 (ja) 2013-11-21
EP2816878A4 (en) 2015-10-07
JP5341227B1 (ja) 2013-11-13
CN104206034B (zh) 2018-02-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5341227B1 (ja) 配線基板
JP5415632B2 (ja) 配線基板
JP5410580B1 (ja) 配線基板
JP5502139B2 (ja) 配線基板
JP5913063B2 (ja) 配線基板
JP2014078551A (ja) 配線基板、配線基板の製造方法
JP2013105908A (ja) 配線基板
JP2013048205A (ja) 配線基板の製造方法
JP5913055B2 (ja) 配線基板
JP2014089996A (ja) 配線基板

Legal Events

Date Code Title Description
TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20130709

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5341227

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees