JP2017034279A

JP2017034279A - 配線基板の製造方法

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Publication number: JP2017034279A
Application number: JP2016212781A
Authority: JP
Inventors: 伊藤　孝幸; Takayuki Ito; 孝幸伊藤
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2016-10-31
Filing date: 2016-10-31
Publication date: 2017-02-09
Anticipated expiration: 2033-07-29
Also published as: JP6259045B2

Abstract

【課題】ソルダーレジスト層の開口部内に、半導体素子接続パッド部を良好に露出させることができ、それにより半導体素子の電極端子と半導体素子接続パッド部とを良好に接続することが可能な配線基板を提供すること。
【解決手段】帯状配線導体６の並行部８を、並行部８から隣接する開口部９までのソルダーレジスト層３の厚みｔが１０μｍ以下となるように幅を細めて形成しておき、かつ開口部９の帯状配線導体６を横切る方向の断面形状を、側壁が開口部９の内側に３μｍ以下膨出する鼓形状となるように露光および現像する。
【選択図】図４

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の製造方法に関するものである。

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。このような配線基板における要部を図５に示す。図５に示すように、従来の配線基板は、絶縁基板２１上に半導体素子接続用の複数の帯状配線導体２６とソルダーレジスト層２３とを有している。帯状配線導体２６は、それぞれ厚みが１０〜２０μｍ程度、幅が１０〜２０μｍ程度であり、互いに１０〜２０μｍ程度の隣接間隔で並設されている。ソルダーレジスト層２３は、各帯状配線導体２６の一部を半導体素子接続パッド部２７として個別に露出させる開口部２９を、互いに隣接する帯状配線導体２６に対して千鳥状の配列で有している。なお、各帯状配線導体２６の一部は、互いに隣接する帯状配線導体２６の半導体素子接続パッド部２７に並行する並行部２８をソルダーレジスト層２３で覆われた状態で有している。そして、半導体素子Ｓの電極端子Ｔを半導体素子接続パッド２７上に当接させるとともに、両者を例えば半田等の導電性接合材を介して接合することにより半導体素子Ｓの電極端子Ｔと帯状配線導体２６とが電気的に接続される。

ここで、このような配線基板におけるソルダーレジスト層２３の形成方法について説明する。まず図６（ａ）に示すように、絶縁基板２１の上面に帯状配線導体２６を形成する。次に図６（ｂ）に示すように、ソルダーレジスト層２３用の感光性樹脂層２３Ｐを絶縁基板２１および帯状配線導体２６上に形成する。次に図６（ｃ）に示すように、開口部２９に対応する部分に遮光パターンを有する露光用マスクＭを感光性樹脂層２３Ｐ上に配置するとともに上方から紫外線を露光光として照射して露光する。最後に図６（ｄ）に示すように、現像により未露光部を除去するとともに残った感光性樹脂層２３Ｐを熱硬化させることによりソルダーレジスト層２３が形成される。

しかしながら従来の配線基板においては、互いに横に並んだ開口部２９の間に帯状配線導体２６の並行部２８が存在している。そのため、開口部２９とこれに隣接する並行部２８との間隔が狭くなると、図７（ａ）に示すように、感光性樹脂層２３Ｐを露光する際、露光光の一部が並行部２８の側面で反射して開口部２９となる部分に入り込んでその部分を感光させてしまう。その結果、図６（ｂ）に示すように、開口部２９を正確な形状に形成することができず、半導体素子Ｓの電極端子Ｔと半導体素子接続パッド部２７とを良好に接続することが困難となるという問題点を有していた。

特開平８−１３９４３８号公報

本発明の課題は、複数並設された帯状配線導体の一部をソルダーレジスト層の開口部内に半導体素子接続パッド部として個別に良好に露出させることができ、それにより半導体素子の電極端子と半導体素子接続パッド部とを良好に接続することが可能な配線基板を提供することにある。

本発明の配線基板の製造方法は、絶縁基板上に半導体素子接続用の複数の帯状配線導体が並設されており、かつ前記絶縁基板上および前記帯状配線導体上に、各前記帯状配線導体の一部を半導体素子接続パッド部として個別に露出させる開口部を、互いに隣接する前記帯状配線導体に対して千鳥状の配列で有するソルダーレジスト層が被着されて成り、前記帯状配線導体の少なくとも一部は、互いに隣接する前記帯状配線導体の前記半導体素子接続パッド部と並行する並行部を前記ソルダーレジスト層で覆われた状態で前記開口部に隣接して有する配線基板の製造方法であって、前記絶縁基板上に前記帯状配線導体を形成する工程と、前記絶縁基板上および前記帯状配線導体上に、ソルダーレジスト層用の感光性樹脂層を形成する工程と、前記開口部に対応する部分に遮光パターンを有する露光用マスクを前記感光性樹脂層上に配置するとともに上方から紫外線を照射して露光する工程と、前記感光性樹脂層における未露光部を現像により除去するとともに、現像により残った前記感光性樹脂層を熱硬化させる工程とを備え、前記並行部を、該並行部から隣接する前記開口部までの前記ソルダーレジスト層の厚みが１０μｍ以下となるように幅を細めて形成しておき、かつ前記開口部の前記帯状配線導体を横切る方向の断面形状を、側壁が該開口部の内側に３μｍ以下膨出する鼓形状となるように露光および現像することを特徴とするものである。

本発明の配線基板によれば、各帯状配線導体は、互いに隣接する帯状配線導体における半導体素子接続パッド部に並行する並行部の側面から隣接する開口部までのソルダーレジスト層の厚みが１０μｍ以上となるように並行部の幅が細められていることから、ソルダーレジスト用の感光性樹脂層を露光する際に、並行部の側面に露光光が反射して開口部となる部分に入り込もうとしても、並行部の側面とこれに隣接する開口部側壁までの距離が遠くなることから、反射の影響を低減することができ、それにより開口部における帯状配線導体を横切る方向の断面形状を、側壁が開口部の内側に３μｍ以下膨出する鼓形状に形成することが可能となる。しだかって、半導体素子の電極端子と半導体素子接続パッド部とを良好に接続するこが可能な配線基板を提供することができる。

図１（ａ）は、本発明の製造方法により製造される配線基板における実施形態の一例を示す概略断面図であり、図１（ｂ）は、その概略上面図である。図２（ａ）は、図１に示す配線基板の要部拡大上面図であり、図２（ｂ）は図１に示す配線基板の要部拡大断面図である。図３（ａ）〜（ｄ）は、図１に示す配線基板の製造方法を説明するための工程別の要部拡大概略斜視図である。図４は、図１に示す配線基板の製造方法を説明するための要部拡大概略断面図である。図５は、従来の配線基板の要部拡大斜視図である。図６（ａ）〜（ｄ）は、従来の配線基板の製造方法を説明するための工程別の要部拡大概略斜視図である。図７は、従来の配線基板の製造方法を説明するための要部拡大断面図である。

次に、本発明により製造される配線基板について、図１〜図４を基にして説明する。図１（ａ），（ｂ）に本発明の配線基板１００の実施形態の一例を示す。本例の配線基板１００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。配線基板１００の上面中央部は、半導体素子Ｓが搭載される搭載部Ａとなっている。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。

絶縁基板１は、コア用の絶縁層１ａの上下にビルドアップ用の絶縁層１ｂが積層されて成る。コア用の絶縁層１ａ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程度の電気絶縁材料から成る。絶縁層１ａには、その上面から下面にかけて直径が５０〜２５０μｍ程度の複数のスルーホール４が形成されている。絶縁層１ａの上下面およびスルーホール４の内壁には、配線導体２の一部が被着されている。他方、ビルドアップ用の絶縁層１ｂは、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂に酸化ケイ素等の無機絶縁フィラーを分散させた厚みが１０〜５０μｍ程度の電気絶縁材料から成る。絶縁層１ｂには、その上面から下面にかけて直径が３０〜１００μｍ程度の複数のビアホール５が形成されている。絶縁層１ｂの表面およびビアホール５の内部には、配線導体２の一部が被着されている。

配線導体２は、銅箔や銅めっき層等の良導電性材料から成り、絶縁基板１の上面からビアホール５およびスルーホール４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。絶縁層１ａ上下面の配線導体２は銅箔およびその上の銅めっき層から成り、周知のサブトラクティブ法により所定のパターンに形成されている。スルーホール４内の配線導体２は銅めっき層から成り、スルーホール４の内壁の全面に被着されている。なお、配線導体２が被着されたスルーホール４の内部は熱硬化性樹脂により充填されている。絶縁層１ｂの表面およびビアホール４内の配線導体２は銅めっき層から成り、周知のセミアディティブ法により所定のパターンに形成されている。

絶縁基板１の上面に被着された配線導体２の一部は、半導体素子Ｓと接続するための多数の帯状配線導体６を形成している。帯状配線導体６は、搭載部Ａの各外周辺を直角な方向に横切るようにして搭載部Ａの中央部側から搭載部Ａの外側にかけて延在するように並設されている。帯状配線導体６は、それぞれの厚みが１０〜２０μｍ程度、幅が１０〜２０μｍ程度であり、搭載部Ａの外周部を横切る部分において互いに近接するようにして並設されている。

ソルダーレジスト層３は、アクリル変性エポキシ樹脂等の感光性の熱硬化性樹脂に酸化ケイ素等の無機絶縁フィラーを分散させた電気絶縁材料から成り、絶縁基板１の上下面にそれぞれ被着されている。

絶縁基板１の上面側に被着されたソルダーレジスト層３は、各帯状配線導体６の一部を半導体素子接続パッド部７として個別に露出させる開口部９を、互いに隣接する帯状配線導体６に対して千鳥状の配列で有している。ソルダーレジスト層３の厚みは、帯状配線導体６上で３〜１０μｍ程度である。開口部９の大きさは、帯状配線導体６を横切る方向が３５〜４０μｍ程度、帯状配線導体６に沿う方向が４０〜１５０μｍ程度である。

そして、本例の配線基板１００によれば、半導体素子Ｓの電極端子Ｔを半導体素子接続パッド部７上に当接させるとともに両者を例えば半田等の導電性接合材を介して接合することにより半導体素子Ｓの電極端子Ｔと帯状配線導体６とが電気的に接続される。

ところで、本発明の配線基板１００においては、各帯状配線導体６は、互いに隣接する帯状配線導体６の半導体素子接続パッド部７と並行する並行部８をソルダーレジスト層３で覆われた状態で有している。このような並行部８を設けることによって、帯状配線導体６をセミアディティブ法で形成する際に、帯状配線導体６を形成するためのエッチングが均一となり、安定した幅の帯状配線導体６を形成することが可能となる。

さらに、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、帯状配線導体６は、互いに隣接する帯状配線導体６における半導体素子接続パッド部７と並行する並行部８の側面から隣接する半導体素子接続パッド部７を露出させる開口部９までのソルダーレジスト層３の厚みｔが１０μｍ以上となるように並行部８の幅が細められている。互いに隣接する帯状配線導体６における半導体素子接続パッド部７に並行する並行部８の側面から隣接する開口部９までのソルダーレジスト層３の厚みｔが１０μｍ以上となるように並行部８の幅が細められていることから、後述するように、開口部９を有するソルダーレジスト層３を形成する際に、開口部９を正確な形状に形成することが可能となる。しだかって、半導体素子Ｓの電極端子Ｔと半導体素子接続パッド部７とを良好に接続するこが可能な配線基板１００を提供することができる。なお、開口部９の帯状配線導体６を横切る方向の断面形状は、側壁が開口部９の内側に３μｍ以下膨出する鼓形状をしている。

次に、本発明の製造方法に基き、上述した配線基板１００におけるソルダーレジスト層３の形成する方法の実施形態例について、図３を基に説明する。まず、図３（ａ）に示すように、絶縁基板１の上面に帯状配線導体６を形成する。帯状配線導体６は、周知のセミアディティブ法により形成する。このとき、互いに隣接する帯状配線導体６における半導体素子接続パッド部７となる部位から並行部８となる部位にかけての幅を細くしておく。

次に、図３（ｂ）に示すように、ソルダーレジスト層３用の感光性樹脂層３Ｐを絶縁基板１および帯状配線導体６上に形成する。このような感光性樹脂層３Ｐは、例えば感光性の樹脂フィルムを熱圧着する方法や感光性の樹脂ペーストを塗布する方法により形成される。感光性樹脂層３Ｐは、帯状配線導体６上での厚みが３〜１０μｍ程度となるように形成する。

次に、図３（ｃ）に示すように、開口部９に対応する部分に遮光パターンを有する露光用マスクＭを感光性樹脂層３Ｐ上に配置するとともに上方から紫外線を露光光として照射して露光する。最後に図３（ｄ）に示すように、現像により未露光部を除去するとともに残った感光性樹脂層３Ｐを熱硬化させることによりソルダーレジスト層３が形成される。

このとき、各帯状配線導体６は、互いに隣接する帯状配線導体６における半導体素子接続パッド部７に並行する並行部８の側面から隣接する半導体素子接続パッド部７を露出させる開口部９までのソルダーレジスト層３の厚みｔが１０μｍ以上となるように並行部８の幅が細められていることから、ソルダーレジスト３用の感光性樹脂層３Ｐを露光する際に、並行部８の側面に露光光が反射して開口部９となる部分に入り込もうとしても、並行部８の側面とこれに隣接する開口部９側壁までの距離が遠くなることから、反射の影響を低減することができ、それにより、正確な形状の開口部９を形成することが可能となる。なお、厚みｔが１０μｍ未満である場合、開口部９における帯状配線導体６を横切る方向の断面形状は、側壁が開口部９の内側に３μｍ以上膨出する極端な鼓形状となり、半導体素子Ｓの電極端子Ｔと半導体素子接続パッド部７とを良好に接続するこが困難となる危険性が大きくなる。

１絶縁基板
２配線導体
３ソルダーレジスト層
６帯状配線導体
７半導体素子接続パッド部
８並行部
９ソルダーレジスト層の開口部

Claims

絶縁基板上に半導体素子接続用の複数の帯状配線導体が並設されており、かつ前記絶縁基板上および前記帯状配線導体上に、各前記帯状配線導体の一部を半導体素子接続パッド部として個別に露出させる開口部を、互いに隣接する前記帯状配線導体に対して千鳥状の配列で有するソルダーレジスト層が被着されて成り、前記帯状配線導体の少なくとも一部は、互いに隣接する前記帯状配線導体の前記半導体素子接続パッド部と並行する並行部を前記ソルダーレジスト層で覆われた状態で前記開口部に隣接して有する配線基板の製造方法であって、前記絶縁基板上に前記帯状配線導体を形成する工程と、前記絶縁基板上および前記帯状配線導体上に、ソルダーレジスト層用の感光性樹脂層を形成する工程と、前記開口部に対応する部分に遮光パターンを有する露光用マスクを前記感光性樹脂層上に配置するとともに上方から紫外線を照射して露光する工程と、前記感光性樹脂層における未露光部を現像により除去するとともに、現像により残った前記感光性樹脂層を熱硬化させる工程とを備え、前記並行部を、該並行部から隣接する前記開口部までの前記ソルダーレジスト層の厚みが１０μｍ以下となるように幅を細めて形成しておき、かつ前記開口部の前記帯状配線導体を横切る方向の断面形状を、側壁が該開口部の内側に３μｍ以下膨出する鼓形状となるように露光および現像することを特徴とする配線基板の製造方法。