JP2017017048A - 配線基板、半導体装置及び配線基板の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
以下、図1〜図7に従って第1実施形態を説明する。なお、本明細書において、「平面視」とは、対象物を図1(a)等の鉛直方向(図中上下方向)から視ることを言い、「平面形状」とは、対象物を図1(a)等の鉛直方向から視た形状のことを言う。
半導体装置11は、配線基板10と、半導体チップ15と、アンダーフィル樹脂16とを有している。
次に、図4(c)に示す工程では、支持基板100の下面に、配線層21を覆うように絶縁層31を形成する。絶縁層31として樹脂フィルムを用いる場合には、例えば、支持基板100上に樹脂フィルムをラミネートした後に、樹脂フィルムを押圧しながら130〜190℃程度の温度で熱処理して硬化させることにより絶縁層31を形成することができる。また、絶縁層31として液状又はペースト状の絶縁性樹脂を用いる場合には、支持基板100上に液状又はペースト状の絶縁性樹脂をスピンコート法などにより塗布し、その塗布した絶縁性樹脂を130〜190℃程度の温度で熱処理して硬化させることにより絶縁層31を形成することができる。
続いて、図7(a)に示す工程では、仮基板として用いた支持基板100(図6(c)参照)を除去する。これにより、絶縁層31の上面が外部に露出されるとともに、配線層21の上面が接続パッドP1として外部に露出される。例えば支持基板100として銅箔を用いる場合には、塩化第二鉄水溶液、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、支持基板100の除去を行うことができる。この際、絶縁層31から露出する配線層21の最表層はAu層等であるため、銅箔である支持基板100のみを選択的にエッチング除去することができる。但し、配線層26の最表面が銅層である場合には、開口部36Xの底部に露出する配線層26が支持基板100とともにエッチングされることを防止するため、配線層26をマスクして上記ウェットエッチングを行う必要がある。
次に、半導体装置11の製造方法を説明する。
図7(b)に示す工程では、配線基板10に半導体チップ15を実装する。具体的には、配線基板10の接続パッドP1上に、半導体チップ15のバンプ15Aをフリップチップ接合する。続いて、フリップチップ接合された半導体チップ15と配線基板10との間に、アンダーフィル樹脂16(図3参照)を充填し、そのアンダーフィル樹脂16を硬化する。
以上説明した本実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。
(1)外周領域A2における絶縁層32を厚さ方向に貫通し、補強パターン42の下面及び側面に接して接続された補強ビアV12を形成した。さらに、補強ビアV12の底部の外周部を、絶縁層32の直上に形成された絶縁層31に食い込ませるように形成した。このため、従来の配線基板200(図16参照)に比べて、絶縁層31,32と補強パターン42及び補強ビアV12との界面を複雑にすることができる。すなわち、補強柱205の底部が補強パターン203(図16参照)の下面に形成される場合に比べて、絶縁層31,32と補強パターン42及び補強ビアV12との界面を複雑にすることができる。これにより、外部からの衝撃や熱ストレスの伝搬経路を複雑にすることができ、衝撃や熱ストレスを吸収又は緩和することができる。これによって、補強パターン42及び補強ビアV12と絶縁層31,32との界面でクラックが発生することを好適に抑制できる。また、補強パターン42及び補強ビアV12と絶縁層31,32との界面を起点としてクラックが発生した場合であっても、そのクラックが補強パターン42及び補強ビアV12と絶縁層31,32との界面で進行するのを好適に抑制できる。この結果、補強パターン42及び補強ビアV12から絶縁層32が剥離することを好適に抑制できる。
以下、図8〜図10に従って第2実施形態を説明する。この実施形態の配線基板10Aは、補強パターンと補強ビアの構造が上記第1実施形態と異なっている。以下、第1実施形態との相違点を中心に説明する。図8は、第1実施形態と異なる部分(外周領域A2)の断面構造を拡大して示している。なお、図8では、ソルダレジスト層36の図示を省略している。先の図1〜図7に示した部材と同一の部材にはそれぞれ同一の符号を付して示し、それら各要素についての詳細な説明は省略する。
以上説明した本実施形態によれば、上記第1実施形態と同様の効果を奏することができる。
以下、図11及び図12に従って第3実施形態を説明する。この実施形態の配線基板10Bは、補強ビアの構造が上記第2実施形態と異なっている。以下、第2実施形態との相違点を中心に説明する。図11は、第2実施形態と異なる部分(外周領域A2)の断面構造を拡大して示している。なお、図11では、ソルダレジスト層36の図示を省略している。先の図1〜図10に示した部材と同一の部材にはそれぞれ同一の符号を付して示し、それら各要素についての詳細な説明は省略する。
なお、本実施形態において、凹部31Xは第1凹部の一例、凹部31Yは第2凹部の一例、貫通孔32Zは貫通孔の一例、ビアホールVH32はビアホールの一例、補強ビアV32は第1補強ビアの一例、補強ビアV33は第2補強ビアの一例である。
なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の態様にて実施することもできる。
・上記各実施形態の配線基板10,10A,10Bでは、補強パターン42,43の上面の一部を露出させるように凹部31X,31Yを形成した。すなわち、配線基板10,10Bでは、凹部31Xの側壁E1を、補強パターン42の側面から補強パターン42の内側に向かって後退させた位置に設けた。また、配線基板10A,10Bでは、凹部31Yの側壁E2を、補強パターン43の貫通穴43Xの内側面から補強パターン43の内側に向かって後退させた位置に設けた。これに限らず、例えば、凹部31Xの側壁E1を、補強パターン42の側面と略面一になるように形成してもよいし、凹部31Yの側壁E2を、補強パターン43の貫通穴43Xの内側面と略面一になるように形成してもよい。
・図15(a)に示すように、多数の配線基板10を有するシート状の配線基板10Dに具体化してもよい。配線基板10Dは、例えば、平面視矩形状に形成されている。配線基板10Dは、複数(ここでは、2つ)のブロック110と、複数のブロック110を囲むように形成された外枠120とを有している。複数のブロック110は互いに分離して画定されている。各ブロック110には、配線基板10がマトリクス状(ここでは、4×4)に配列されている。配線基板10Dは、最終的に配線基板10毎に切断されて個片化され、個々の配線基板10となる。なお、複数の配線基板10は、図15に示すように所定の間隔を介して配列されてもよいし、互いに接するように配列されてもよい。また、外枠120は、個片化の際に廃棄される部分である。
・上記各実施形態の配線基板10,10A〜10Cでは、同一平面上に形成された補強ビアV12〜V15,V22〜V25,V32〜V35を独立して形成するようにした。すなわち、隣り合う補強ビアV12〜V15,V22〜V25,V32〜V35を分断して形成するようにした。これに限らず、例えば、補強ビアV12〜V15の一部において、補強パターン51,61,71,81等を介して隣り合う補強ビアV12〜V15を接続するようにしてもよい。
・上記各実施形態の配線基板10,10A〜10Cにおけるソルダレジスト層36を省略してもよい。
・上記実施形態では、配線基板10,10A〜10Cに半導体チップ15を実装する場合について説明したが、被実装体としては半導体チップ15に限定されない。例えば、配線基板10,10A〜10Cの上に別の配線基板を積み重なる構造を有するパッケージ(パッケージ・オン・パッケージ)にも、本発明を適用することができる。
11,11A 半導体装置
15 半導体チップ
21〜26 配線層
31〜35 絶縁層
31X,31Y 凹部
32X,32Y,32Z 貫通孔
42,51,52,61,62,71,72,81 補強パターン
V12〜V15,V22〜V25,V32〜V35 補強ビア
VH12〜VH15 ビアホール
VH22〜VH25 ビアホール
VH32〜VH35 ビアホール
A1 配線形成領域
A2 外周領域
Claims (10)
- 第1絶縁層と、
前記第1絶縁層の下面に積層された第1配線層と、
前記第1絶縁層の下面に積層され、前記第1配線層が形成される配線形成領域よりも外側に位置する外周領域に形成された第1補強パターンと、
前記第1配線層を被覆するように前記第1絶縁層の下面に積層された第2絶縁層と、
前記第2絶縁層を厚さ方向に貫通し、前記第1補強パターンに接して形成された第1補強ビアと、
前記第1補強ビアを介して前記第1補強パターンと接続され、前記第2絶縁層の下面に積層された第2補強パターンと、を有し、
前記第1補強ビアの底部の一部が、前記第1絶縁層に食い込んで形成されていることを特徴とする配線基板。 - 前記第2絶縁層を厚さ方向に貫通し、底部の平面形状が前記第1補強パターンの平面形状よりも大きく形成された貫通孔と、平面視において前記第1補強パターンの外周部を囲むように前記第1絶縁層の下面に形成された凹部とが連通して形成されたビアホールを有し、
前記第1補強ビアは、前記ビアホールに充填され、前記第1補強パターンの下面全面及び側面全面を被覆するように形成され、
前記第1補強ビアの底部の外周部が前記第1絶縁層に食い込んで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。 - 前記第1補強パターンの平面形状は、平面視中央部に貫通穴を有するリング状に形成され、
当該配線基板は、
前記第2絶縁層を厚さ方向に貫通し、底部の平面形状が前記第1補強パターンの平面形状よりも小さく、且つ前記貫通穴の平面形状よりも大きく形成された貫通孔と、前記貫通穴と、前記貫通穴から露出する前記第1絶縁層の下面に形成された凹部とが連通して形成されたビアホールを有し、
前記第1補強ビアは、前記ビアホールに充填され、前記第1補強パターンの下面の一部及び前記貫通穴の内側面全面を被覆するように形成され、
前記第1補強ビアの底部の中央部が前記第1絶縁層に食い込んで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。 - 前記凹部は、前記第1補強パターンの上面の一部を露出するように形成され、
前記第1補強ビアは、前記凹部に露出された前記第1補強パターンの上面を被覆するように形成されていることを特徴とする請求項2又は3に記載の配線基板。 - 前記第1補強パターンの平面形状は、平面視中央部に貫通穴を有するリング状に形成され、
当該配線基板は、
前記第2絶縁層を厚さ方向に貫通し、底部の平面形状が前記第1補強パターンの平面形状よりも大きく形成された貫通孔と、前記貫通穴と、平面視において前記第1補強パターンの外周部を囲むように前記第1絶縁層の下面に形成された第1凹部と、前記貫通穴から露出する前記第1絶縁層の下面に形成された第2凹部とが連通して形成されたビアホールを有し、
前記第1補強ビアは、前記ビアホールに充填され、前記第1補強パターンの下面全面及び側面全面を被覆するように形成され、
前記第1補強ビアの底部の外周部及び中央部が前記第1絶縁層に食い込んで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。 - 前記第1凹部は、前記第1補強パターンの上面の外周部を露出するように形成され、
前記第2凹部は、前記第1補強パターンの上面の内周部を露出するように形成され、
前記第1補強ビアは、前記第1凹部及び前記第2凹部に露出された前記第1補強パターンの上面を被覆するように形成されていることを特徴とする請求項5に記載の配線基板。 - 前記第1補強パターン及び前記第2補強パターンは、1つの前記第1補強ビアと接続されるパッド部のみから構成されていることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の配線基板。
- 前記第2絶縁層の下面に積層された第2配線層と、
前記第2絶縁層の下面に積層され、前記第2補強パターンと離間して形成された第3補強パターンと、
前記第2配線層及び前記第2補強パターンを被覆するように前記第2絶縁層の下面に積層された第3絶縁層と、
前記第3絶縁層を厚さ方向に貫通し、前記第3補強パターンの下面及び側面に接し、前記第3補強パターンの下面及び側面を被覆するように形成された第2補強ビアと、
前記第2補強ビアを介して前記第3補強パターンと接続され、前記第3絶縁層の下面に積層された第4補強パターンと、を有し、
前記第2補強ビアの底部の一部が、前記第2絶縁層に食い込んで形成され、
前記第1補強ビアと前記第2補強ビアとは互いに平面視で重ならない位置に形成されていることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載の配線基板。 - 請求項1〜8のいずれか一項に記載の配線基板と、
前記配線基板の前記配線形成領域に実装された半導体チップと、
を有することを特徴とする半導体装置。 - 配線形成領域における第1絶縁層の下面に第1配線層を積層するとともに、前記配線形成領域よりも外側に位置する外周領域における前記第1絶縁層の下面に第1補強パターンを積層する工程と、
前記第1配線層及び前記第1補強パターンを被覆するように前記第1絶縁層の下面に第2絶縁層を積層する工程と、
前記第2絶縁層を厚さ方向に貫通する貫通孔を形成し、前記第1絶縁層の下面に前記貫通孔と連通する凹部を形成し、前記貫通孔と前記凹部とを有するビアホールを形成する工程と、
前記ビアホールにビア導体を充填して、前記第1補強パターンと接し、且つ底部の一部が前記第1絶縁層に食い込んだ第1補強ビアを形成するとともに、前記第1補強ビアを介して前記第1補強パターンと接続される第2補強パターンを前記第2絶縁層の下面に積層する工程と、
を有することを特徴とする配線基板の製造方法。
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