JP2014110267A - Wiring board - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体素子を搭載するために用いられる配線基板に関するものである。 The present invention relates to a wiring board used for mounting a semiconductor element.
従来、下面外周部に電極端子がペリフェラル配置された半導体素子をフリップチップ接続により搭載する配線基板が知られている。このような従来の配線基板20の例を図4(a),(b)に示す。従来の配線基板20は、絶縁基板11と配線導体12とソルダーレジスト13とを有している。なお、図4(b)においては、絶縁基板11上面の配線導体12のうち、ソルダーレジスト層13で覆われている部分を破線で示している。
2. Description of the Related Art Conventionally, there is known a wiring board on which a semiconductor element having electrode terminals arranged peripherally on the outer periphery of a lower surface is mounted by flip chip connection. An example of such a
絶縁基板11は、例えばガラスクロスにエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を含浸させた電気絶縁材料から成り、その上面中央部に半導体素子Sを搭載するための搭載部11aを有している。また、絶縁基板11の上面から下面にかけては多数のスルーホール14が形成されている。
The
配線導体12は、銅箔や銅めっき層から成り、絶縁基板11の上面の搭載部11aからスルーホール14内壁を介して絶縁基板11の下面に導出している。絶縁基板11の上面の配線導体12は、搭載部11aの外周部に多数の半導体素子接続パッド15を有している。これらの半導体素子接続パッド15は、半導体素子Sの外周辺に沿って2列の並びで配置されている。さらに、各半導体素子接続パッド15には引出配線16が接続されている。内側の列の半導体素子接続パッド15に接続された引出配線16は搭載部11aの中央部側に延びており、外側の列の半導体素子接続パッド15に接続された引出配線16は搭載部11aの外側に延びている。また、絶縁基板11の下面の配線導体12は、多数の外部接続パッド17を有している。これらの外部接続パッド17は絶縁基板11の下面に格子状の並び配置されている。そして、半導体素子接続パッド15と外部接続パッド17とは、対応するもの同士が引出配線16およびスルーホール14内の配線導体12を介して互いに電気的に接続されている。
The
ソルダーレジスト層13は、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂から成り、絶縁基板11の上下面に被着されているとともにスルーホール14内に充填されている。ソルダーレジスト層13には、絶縁基板11の上面側において半導体素子接続パッド15およびこれに接続された引出配線16の一部を露出させる開口部13aが形成されている。開口部13aは、内外2列の半導体素子接続パッド15およびこれらに接続された引出配線16の一部を一括して露出させるように搭載部11aの外周部に沿った方形枠状をしている。また、ソルダーレジスト層13には、絶縁基板11の下面側において外部接続パッド17を露出させる開口部13bが形成されている。開口部13bは、各外部接続パッド17を個別に露出させる円形をしている。
The
そして、この従来の配線基板20によれば、図5に示すように、搭載部11a上に半導体素子Sを、その各電極端子Tと対応する半導体素子接続パッド15とが向かい合うようにして配置するとともに電極端子Tと半導体素子接続パッド15とを半田を介して接続し、しかる後、配線基板20と半導体素子Sとの間に球状シリカ等の無機絶縁物フィラーが分散された熱硬化性樹脂から成る封止樹脂Uを注入するとともに熱硬化させることにより、半導体素子Sが搭載部11a上に実装されることとなる。
According to this
しかしながら、近時、半導体素子Sは、その集積度が高くなるとともに外形サイズも10数mm角と大きなものが現れてきている。このように高集積化された半導体素子Sにおいては、電極端子Tの大きさも直径30μm以下と小さくなっている。そのため、電極端子Tが接続される半導体素子接続パッド15およびこれに接続される引出配線16の幅も30μm以下と細いものになってきている。そして、このような高集積化され、かつ外形サイズの大きな半導体素子Sを配線基板20に実装すると、図6に示すように、ソルダーレジスト層13の熱膨張係数と封止樹脂Uの熱膨張係数の差に起因して発生する熱応力によって、ソルダーレジスト層13の開口部13a内周辺とこれに接する封止樹脂Uとの間にクラックCが発生してしまうことがある。これは球状シリカ等の無機絶縁フィラーを多く含む封止樹脂Uの熱膨張係数がソルダーレジスト層13の熱膨張係数よりも小さくなっていることによる。そのため、封止樹脂Uを熱硬化させる温度から室温に下がる際にソルダーレジスト層13の方が、封止樹脂Uよりも大きく収縮しようとし、その応力がソルダーレジスト層13の開口部13a内周辺とこれに接する封止樹脂Uとの間に集中するためである。
However, recently, the semiconductor element S has become higher in integration degree and has a large outer size of a few tens of mm square. In the semiconductor element S highly integrated in this way, the size of the electrode terminal T is also as small as 30 μm or less in diameter. For this reason, the widths of the semiconductor
ソルダーレジスト層13の開口部13a内周辺とこれに接する封止樹脂Uとの間にクラックCが発生した場合、半導体素子Sが作動時に発生する熱が配線基板20に繰り返し加えられると、そのクラックCが下方に進行してしまう。そして、このクラックCの下方に引出配線16が位置していると、クラックCが引出配線16にまで進行し、ついにはその引出配線16に断線をもたらせてしまう。この断線は、引出配線16の幅が30μm以下と細い場合に顕著に発生する。
If a crack C occurs between the inner periphery of the opening 13a of the
本発明の課題は、ソルダーレジスト層の開口部内周辺とこれに接する封止樹脂との間に発生する熱応力をソルダーレジスト層の開口部内周辺が横切る引出配線上において有効に分散させることにより、引出配線に断線が発生しにくい配線基板を提供することにある。 The object of the present invention is to effectively distribute the thermal stress generated between the inner periphery of the opening of the solder resist layer and the sealing resin in contact with it on the lead wiring crossed by the inner periphery of the opening of the solder resist layer. An object of the present invention is to provide a wiring board in which disconnection is unlikely to occur in wiring.
本発明の配線基板は、上面中央部に半導体素子が搭載される搭載部を有する絶縁基板と、該絶縁基板上における前記搭載部の外周部に、前記半導体素子の外周辺に沿って並設された多数の半導体素子接続パッドと、前記絶縁基板上を前記半導体素子接続パッドから前記搭載部の中央部側に向けて延在する引出配線と、前記絶縁基板の上面に被着されており、前記半導体素子接続パッドを露出させるとともに内周辺が前記引出配線を横切る開口部を有するソルダーレジスト層とを具備して成る配線基板であって、前記内周辺は、前記引出配線を横切る部分が前記半導体素子接続パッド側に向けて凸状となる波型形状であることを特徴とするものである。 The wiring board of the present invention is arranged in parallel along the outer periphery of the semiconductor element on the insulating substrate having a mounting portion on which the semiconductor element is mounted at the center of the upper surface, and on the outer peripheral portion of the mounting portion on the insulating substrate. A plurality of semiconductor element connection pads, a lead wire extending from the semiconductor element connection pad toward the central portion of the mounting portion on the insulating substrate, and an upper surface of the insulating substrate. A wiring substrate comprising a solder resist layer having an opening that exposes a semiconductor element connection pad and has an inner periphery that crosses the lead wire, wherein the inner periphery has a portion that crosses the lead wire. The corrugated shape is convex toward the connection pad side.
本発明の配線基板によれば、半導体素子接続パッドから搭載部の中央部に向けて延在する引出配線を横切るソルダーレジスト層の開口部の内周辺は、前記引出配線を横切る部分が前記半導体素子接続パッド側に向けて凸状となる波型形状であることから、ソルダーレジスト層の開口部の内周辺とこれに接する封止樹脂との間に発生する熱応力をソルダーレジスト層の開口部の内周辺が横切る引出配線上において有効に分散させることができ、それにより、引出配線に断線が発生しにくい配線基板を提供することができる。 According to the wiring board of the present invention, the inner periphery of the opening of the solder resist layer that crosses the lead wiring extending from the semiconductor element connection pad toward the central portion of the mounting portion has a portion that crosses the lead wiring. Since it has a corrugated shape that is convex toward the connection pad side, the thermal stress generated between the inner periphery of the opening of the solder resist layer and the sealing resin in contact with the inner periphery of the opening of the solder resist layer It is possible to effectively disperse the lead wiring that is traversed by the inner periphery, thereby providing a wiring board in which disconnection is unlikely to occur in the lead wiring.
次に、本発明の配線基板について、図1〜図3を基にして説明する。図1(a),(b)に本発明の配線基板10の実施形態の一例を示す。本例の配線基板10は、主として絶縁基板1と配線導体2とソルダーレジスト層3とから構成されている。なお、図1(b)においては、絶縁基板1上面の配線導体2のうち、ソルダーレジスト層3で覆われている部分を破線で示している。
Next, the wiring board of the present invention will be described with reference to FIGS. 1A and 1B show an example of an embodiment of a
絶縁基板1は、例えばガラスクロス基材にエポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂等の熱硬化性樹脂を含浸させた厚みが30〜200μm程度の単層または多層の絶縁層を熱硬化させた樹脂系電気絶縁材料から成り、その上面中央部に半導体素子Sを搭載するための搭載部1aを有している。また、絶縁基板1には、その上面から下面にかけて直径が50〜300μm程度のスルーホール4が形成されている。
The insulating substrate 1 is, for example, a resin-based electric material obtained by thermosetting a single-layer or multilayer insulating layer having a thickness of about 30 to 200 μm in which a glass cloth base material is impregnated with a thermosetting resin such as an epoxy resin or a bismaleimide triazine resin. It is made of an insulating material and has a mounting portion 1a for mounting the semiconductor element S at the center of the upper surface. Further, a
配線導体2は、銅箔や銅めっき層から成り、絶縁基板1の上面の搭載部1aからスルーホール4内壁を介して絶縁基板1の下面に導出している。配線導体2の厚みは、10〜20μm程度である。絶縁基板1の上面の配線導体2は、搭載部1aの外周部に多数の半導体素子接続パッド5を有している。各半導体素子接続パッド5の大きさは幅が10〜30μm程度、長さが20〜60μm程度である。これらの半導体素子接続パッド5は、半導体素子Sの外周辺に沿って2列の並びで配置されている。さらに、各半導体素子接続パッド5には引出配線6が接続されている。引出配線6の幅は半導体素子接続パッド5との接続部で10〜30μm程度である。内側の列の半導体素子接続パッド5に接続された引出配線6は搭載部1aの中央部側に延びており、外側の列の半導体素子接続パッド5に接続された引出配線6は搭載部1aの外側に延びている。また、絶縁基板1の下面に配線導体2は、多数の外部接続パッド7を有している。外部接続パッド7の直径は200〜500μm程度である。これらの外部接続パッド7は絶縁基板1の下面に格子状の並び配置されている。そして、半導体素子接続パッド5と外部接続パッド7とは、対応するもの同士が引出配線6およびスルーホール4内の配線導体2を介して互いに電気的に接続されている。
The
ソルダーレジスト層3は、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂から成り、絶縁基板1の上下面に被着されているとともにスルーホール4内に充填されている。ソルダーレジスト層3の厚みは絶縁基板1の上下面に被着された部分で20〜40μm程度である。ソルダーレジスト層3には、絶縁基板1の上面側において半導体素子接続パッド5およびこれに接続された引出配線6の一部を露出させる開口部3aが形成されている。開口部3aは、内外2列の半導体素子接続パッド5およびこれらに接続された引出配線6の一部を一括して露出させるように搭載部1aの外周部に沿った方形枠状をしている。なお、開口部3aから露出する引出配線6の幅は10〜30μm程度、長さは20〜60μm程度である。また、ソルダーレジスト層3には、絶縁基板1の下面側において外部接続パッド7を露出させる開口部3bが形成されている。開口部3bは、各外部接続パッド7を個別に露出させる円形をしている。
The solder resist
そして、この配線基板10によれば、図2に示すように、搭載部1a上に半導体素子Sを、各電極端子Tと対応する半導体素子接続パッド5とが向かい合うようにして配置するとともに電極端子Tと半導体素子接続パッド5とを半田を介して接続し、しかる後、配線基板10と半導体素子Sとの間に球状シリカ等の無機絶縁物フィラーが分散された熱硬化性樹脂から成る封止樹脂Uを注入するとともに熱硬化させることにより、半導体素子Sが搭載部1a上に実装されることとなる。
According to this
ところで本例の配線基板10においては、図3(a),(b)に示すように、ソルダーレジスト層3の開口部3aの内周辺3aiは、内側の列の半導体素子接続パッド5から搭載部1aの中央部に向けて延在する引出配線6を横切る部分が半導体素子接続パッド5側に向けて凸状となる波型形状となっている。このようにソルダーレジスト層3の開口部3aの内周辺3aiは、内側の列の半導体素子接続パッド5から搭載部1aの中央部に向けて延在する引出配線6を横切る部分が半導体素子接続パッド5側に向けて凸状となる波型形状となっていることから、搭載部1aに半導体素子Sを実装後、ソルダーレジスト層3の開口部3aの内周辺3aiとこれに接する封止樹脂Uとの間に発生する熱応力を、内周辺3aiが横切る引出配線上6において有効に分散させることができる。したがって、それにより引出配線6に断線が発生しにくい配線基板10を提供することができる。
By the way, in the
なお、ソルダーレジスト層3の開口部3aの内周辺3aiは、図3(b)に示すように、引出配線6を横切る部分における凸形状が各内周辺3aiの端部に近づくに従って端部側に傾くようにすると、ソルダーレジスト層3の内周辺3aiとこれに接する封止樹脂Uとの間に発生する熱応力を、ソルダーレジスト層3の開口部3aの内周辺3aiが横切る引出配線6上においてさらに有効に分散させることができる。したがって、ソルダーレジスト層3の開口部3aの内周辺3aiは、引出配線6を横切る部分における凸形状が各内周辺3aiの端部に近づくに従って端部側に傾くようにすることが好ましい。
As shown in FIG. 3B, the inner periphery 3ai of the
1 絶縁基板
1a 搭載部
2 配線導体
3 ソルダーレジスト層
3a ソルダーレジスト層の開口部
3ai ソルダーレジスト層の開口部の内周辺
5 半導体素子接続パッド
S 半導体素子
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CN111696945A (en) * | 2019-03-14 | 2020-09-22 | 东芝存储器株式会社 | Semiconductor device with a plurality of semiconductor chips |
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- 2012-11-30 JP JP2012262689A patent/JP2014110267A/en active Pending
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