JP2018056445A - キャリア基材付き配線基板、キャリア基材付き配線基板の製造方法 - Google Patents

キャリア基材付き配線基板、キャリア基材付き配線基板の製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】配線基板の変形を抑制すること。
【解決手段】キャリア基材付き配線基板10は、キャリア基材20と配線基板30とを有している。配線基板30は、配線層31と、絶縁層32と、配線層33と、絶縁層34と、配線層35とが順次積層された構造、所謂コアレス構造を有している。ソルダーレジスト層36は、絶縁層34の下面に、配線層35の一部を覆うように形成されている。キャリア基材20は、配線基板30の製品エリアを露出するように形成された開口部21Xを有し、配線基板30に接着された第1キャリア基材21と、第1キャリア基材21の開口部21X内に配置された第2キャリア基材22と、第1キャリア基材21と第2キャリア基材22とに接着された第3キャリア基材23とを含む。
【選択図】図1

Description

キャリア基材付き配線基板、キャリア基材付き配線基板の製造方法に関する。
従来、搭載される半導体素子の高密度化が進み、配線基板の薄型化や、配線パターンの高密度化が要求されている。このような要求に応えるために、高い剛性を有し層間絶縁層よりも厚いコア基板を含まないコアレス基板等の配線基板が提案されている。このような配線基板は、撓みやすく、製造工程においてハンドリングし難い。このため、ハンドリングを改善するため、剛性を有する仮基板に貼り付けられる(例えば、特許文献1〜3参照)。
特開2003−347459号公報 特開2016−048768号公報 特開2003−309215号公報
ところで、仮基板に貼り付けられた配線基板に対して半導体素子を搭載するアセンブリ工程において、配線基板の変形により接続不良や破損等が生じる虞がある。このため、アセンブリ工程においても配線基板の変形を抑制することが求められる。
本発明の一観点によれば、配線基板と、前記配線基板の製品エリアを露出する開口部を有し、前記配線基板の下面に接着層を介して接着された第1キャリア基材と、第1キャリア基材の開口部内に配置され、前記配線基板の下面に接する第2キャリア基材と、前記第1キャリア基材の前記開口部を覆い、前記第1キャリア基材及び前記第2キャリア基材と接着層を介して接着された第3キャリア基材と、を有する。
本発明の別の一観点によれば、配線基板の製品エリアに対応する開口部を有する枠状の第1キャリア基材を用意する工程と、支持体上に配線層と絶縁層とを積層して前記配線基板を形成する工程と、前記配線基板に前記第1キャリア基材を貼り付ける工程と、前記支持体を除去する工程と、前記第1キャリア基材の開口部に挿通したプローブ端子を介して前記配線基板の電気検査を行う工程と、前記第1キャリア基材の開口部内に第2キャリア基材を配置し、前記第1キャリア基材の前記開口部を覆う第3キャリア基材を前記第1キャリア基材に貼り付ける工程と、を有する。
本発明の一観点によれば、配線基板の変形を抑制することができる。
(a)(b)はキャリア基材付き配線基板を示す概略断面図、(c)はキャリア基材付き配線基板の一部拡大断面図、(d)はソルダーレジスト層に形成した開口部を示す概略平面図。 (a)はワーク基板を示す概略平面図、(b)はシート状のキャリア基材付き配線基板を示す概略平面図、(c)はキャリア基材付き配線基板の製品エリアと製品区を示す概略平面図。 (a)〜(c)はキャリア基材の製造工程を示す概略断面図。 (a)(b)はキャリア基材付き配線基板の製造工程を示す概略断面図。 キャリア基材付き配線基板の製造工程を示す概略断面図。 キャリア基材付き配線基板の製造工程を示す概略断面図。 キャリア基材付き配線基板の製造工程を示す概略断面図。 (a)〜(c)はキャリア基材付き配線基板の製造工程を示す概略断面図。 (a)(b)はキャリア基材付き配線基板の製造工程を示す概略断面図。 (a)(b)はキャリア基材付き配線基板の製造工程を示す概略断面図。 (a)〜(d)はキャリア基材の製造工程を示す概略平面図。 (a)(b)は、比較例のキャリア基材付き配線基板に対するアセンブリ工程を示す概略断面図。 別のキャリア基材付き配線基板を示す概略断面図。
以下、添付図面を参照して各実施形態を説明する。
なお、添付図面は、便宜上、特徴を分かりやすくするために特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。また、断面図では、各部材の断面構造を分かりやすくするために、一部の部材のハッチングを梨地模様に代えて示し、一部の部材のハッチングを省略している。なお、本明細書において、「平面視」とは、対象物を図1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等の鉛直方向から視た形状のことを言う。
図1(a)に示すように、キャリア基材付き配線基板10は、キャリア基材20と、配線基板30とを有している。キャリア基材20は、配線基板30の下面に接着されている。配線基板30は、キャリア基材20により支持されている。
図1(a)に示すように、配線基板30は、配線層31、絶縁層32、配線層33、絶縁層34、配線層35、ソルダーレジスト層36を有している。
配線層31は、絶縁層32の上面側において、絶縁層32に埋め込まれるように形成されている。具体的には、配線層31は、配線層31の上面と絶縁層32の上面が面一となるように、絶縁層32に埋め込まれている。配線層31の上面の一部は、配線基板30に実装される半導体素子51(図9(a)参照)が接続される部品接続端子P1として利用される。絶縁層32は、配線層31の下面及び側面を覆うように形成されている。配線層33は、絶縁層32の下面に形成されている。配線層33は、絶縁層32の下面に形成された配線パターンと、絶縁層32を貫通して配線層31に接続されたビア配線とを有している。絶縁層34は、絶縁層32の下面に、配線層33を覆うように形成されている。配線層35は、絶縁層34の下面に形成されている。配線層35は、絶縁層34の下面に形成された配線パターンと、絶縁層34を貫通して配線層33に接続されたビア配線とを有している。つまり、配線基板30は、配線層31と、絶縁層32と、配線層33と、絶縁層34と、配線層35とが順次積層された構造、所謂コアレス構造を有している。
ソルダーレジスト層36は、絶縁層34の下面に、配線層35の一部を覆うように形成されている。ソルダーレジスト層36は、配線層35の下面の一部を外部接続端子P2として露出する開口部36Xを有している。図1(d)に示すように、開口部36Xは、例えばマトリックス状の配列にて形成される。なお、図1(d)に示す開口部36Xは、配列の一例を概略的に示すものであり、配列方向、配列数はこれに限定されない。
配線層31,33,35の材料としては、例えば、銅(Cu)や銅合金を用いることができる。絶縁層32,34の材料としては、例えば、エポキシ樹脂やポリイミド樹脂などの絶縁性樹脂、又はこれら樹脂にシリカやアルミナ等のフィラーを混入した樹脂材を用いることができる。また、絶縁層32,34の材料としては、例えば、ガラス、アラミド、LCP(Liquid Crystal Polymer)繊維の織布や不織布などの補強材に、エポキシ樹脂やポリイミド樹脂等を主成分とする熱硬化性樹脂を含浸させた補強材入りの絶縁性樹脂を用いることもできる。なお、絶縁層32,34の材料としては、熱硬化性を有する絶縁性樹脂や感光性を有する絶縁性樹脂を用いることができる。
ソルダーレジスト層36の材料として、例えば感光性のドライフィルムレジスト又は液状のフォトレジスト(例えばノボラック系樹脂やアクリル系樹脂等のドライフィルムレジストや液状レジスト)等が用いられる。例えば感光性のドライフィルムレジストを用いる場合には、絶縁層34と配線層35とを、熱圧着したドライフィルムによりラミネートし、そのドライフィルムをフォトリソグラフィ法によりパターニングして開口部36Xを有するソルダーレジスト層36を形成する。また、液状のフォトレジストを用いる場合にも、同様の工程を経て、ソルダーレジスト層36が形成される。
開口部36Xにより露出する配線層35の表面に表面処理層(図示略)を形成してもよい。表面処理層としては、金(Au)層や、ニッケル(Ni)/Au層(Ni層とAu層をこの順番で積層した金属層)、Ni/パラジウム(Pd)/Au層(Ni層とPd層とAu層をこの順番で積層した金属層)等を挙げることができる。又、開口部36Xにより露出する配線層35の表面に、OSP(Organic Solderability Preservative)処理等の酸化防止処理を施して表面処理層を形成してもよい。
次に、キャリア基材20について説明する。
キャリア基材20は、第1キャリア基材21、第2キャリア基材22、第3キャリア基材23を有している。
図1(a)及び図1(b)に示すように、第1キャリア基材21は、配線基板30の下面、より詳しくはソルダーレジスト層36の下面36bに、接着層25を介して接着されている。なお、図1(b)は、第1キャリア基材21を判り易く示すため、第2キャリア基材22及び第3キャリア基材23を第1キャリア基材21から分離した状態で示している。
図2(a)に示すように、ワーク基板40は、複数(図では6つ)の製品エリアC1(破線の長方形にて示す)を含む大判の基板である。このワーク基板40を、後述するシート切断の工程において切断し、図2(b)に示す複数(図では3つ)のキャリア基材付き配線基板10を形成する。つまり、本実施形態において、シート切断の工程までの各工程は、図2(a)に示すワーク基板40の大きさの各部材について実施される。図2(c)に示すように、本実施形態のキャリア基材付き配線基板10は、例えば、シート状の基板である。キャリア基材付き配線基板10は、例えば平面視略矩形状に形成されている。キャリア基材付き配線基板10は、複数(図では2つ)の製品エリアC1を有している。複数の製品エリアC1は、互いに分離して画定されている。各製品エリアC1は、マトリックス状に配列された複数の製品区A1を有し、半導体素子の搭載や封止樹脂の工程を経た後、図1(a)に示すキャリア基材20が除去され、実線(製品区A1)に沿って切断され、個片化されて図10(b)に示す半導体装置(半導体パッケージ)となる。
なお、図1(a)は、図2(c)の1a−1a線の概略断面を示している。
以下の説明では、各製品エリアC1を枠状に囲み、複数の製品区A1を露出する開口部21Xとして説明する。
図1(a)及び図1(b)に示すように、第1キャリア基材21は、配線基板30の製品エリアC1を露出する開口部21Xを有している。言い換えれば、第1キャリア基材21は、配線基板30の外部接続端子P2を露出し、ソルダーレジスト層36の下面36bの一部を露出する開口部21Xを有する。配線基板30の製品区A1は、配線基板30に半導体素子を搭載し、その半導体素子を封止した後、個片化して半導体装置(半導体パッケージ)となる領域である。
図1(c)に示すように、第1キャリア基材21は、上面21aと下面21bと側面21cを備えている。第1キャリア基材21の上面21aは、接着層25と接着している。また、第1キャリア基材21の下面21bは、接着層27の上面27aの外周部(配線基板30の製品エリアC1よりも外側)と接着している。
接着層25は、上面25aと下面25bと側面25cを備えている。接着層25の上面25aは、配線基板30の製品エリアC1よりも外側に位置するソルダーレジスト層36の下面36bと接着している。また、接着層25の下面25bは、第1キャリア基材21の上面21aと接している。接着層25は、配線基板30の製品エリアC1に対応する領域を開口する開口部25Xを有している。便宜上、開口部25Xと第1キャリア基材21の開口部21Xとを包括して第1キャリア基材21の開口部21Xとして説明し、開口部25Xの説明を省略する場合がある。
第1キャリア基材21の側面21c及び接着層25の側面25cは、開口部21X及び開口部25X側において面一に形成されている。言換えれば、第1キャリア基材21と接着層25は、同じ形状で構成されている。
第2キャリア基材22は、第1キャリア基材21の開口部21X(第1キャリア基材21の開口部21X及び接着層25の開口部25X)内に配置されている。具体的には、第2キャリア基材22は、上面22aと下面22bと側面22cを備えている。第2キャリア基材22の上面22aは、配線基板30の製品エリアC1内のソルダーレジスト層36の下面36bと直接接している。第2キャリア基材22の上面22aは、ソルダーレジスト層の下面36bと接しているだけで、接着はされていない。言換えれば、第2キャリア基材22と配線基板30つまりソルダーレジスト層36との間には接着層が介在されていない。また、第2キャリア基材22の下面22bは、接着層26と接着している。第2キャリア基材22の厚さは、例えば第1キャリア基材21の厚さと同じに設定されている。第2キャリア基材22は、接着層26,27を介して第3キャリア基材23の上面23aに接着されている。
接着層26は、上面26aと下面26bと側面26cを備えている。接着層26の上面26aは、第2キャリア基材22の下面22bと接着している。また、接着層26の下面26bは、接着層27の上面27aの中央部(配線基板30の製品エリアC1内)と接着している。
第2キャリア基材22の側面22c及び接着層26の側面26cは、面一に形成されている。言換えれば、第2キャリア基材22と接着層26は、同じ形状で構成されている。
第1キャリア基材21の側面21c及び接着層25の側面25cと第2キャリア基材22の側面22c及び接着層26の側面26cとは、離間して対向するように形成されている。第1キャリア基材21の側面21c及び接着層25の側面25cと第2キャリア基材22の側面22c及び接着層26の側面26cの間には、隙間Sが形成されている。
第3キャリア基材23は、第1キャリア基材21の開口部21X(第1キャリア基材21の開口部21X及び接着層25の開口部25X)を覆うように形成されている。この第3キャリア基材23は、接着層27を介して第1キャリア基材21の下面に接着されている。また、第3キャリア基材23は、接着層26、27を介して第2キャリア基材22の下面22b側に接着されている。具体的には、第3キャリア基材23は、上面23aと下面23bを備えている。第3キャリア基材23の上面23aは、接着層27の下面27bと接着している。また、第3キャリア基材23の下面23bは、露出している。第3キャリア基材23の厚さは、例えば第1キャリア基材21や第2キャリア基材の厚さと同じに設定されている。
接着層27は、上面27aと下面27bを備えている。接着層27の上面27aは、接着層26と接着する中央部(配線基板30の製品エリアC1内)と、第1キャリア基材21の下面21bと接着する外周部(配線基板30の製品エリアC1よりも外側)を有する。また、接着層27の下面27bは、第3キャリア基材23の上面23aと接着している。
第1キャリア基材21の材料としては、例えばコア基板、金属箔、フィルムを用いることができる。コア基板は、補強材と、補強材に含浸した熱硬化性樹脂の硬化物との複合体であるガラスエポキシ基板である。補強材は、例えば、ガラスクロス(ガラス織布)、ガラス不織布、アラミド織布、アラミド不織布、液晶ポリマ(Liquid Crystal Polymer:LCP)織布、LCP不織布である。熱硬化性の絶縁性樹脂は、例えば、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、シアネート樹脂である。金属箔の材料としては、例えば銅、ステンレス、等を用いることができる。フィルムの材料としては、例えばエポキシ系樹脂、フェノール系樹脂、ポリイミド系樹脂、等を用いることができる。
第2キャリア基材22の材料としては、第1キャリア基材21の材料として例示したものから選択して用いることができる。第3キャリア基材23の材料としては、第1キャリア基材21の材料として例示したものから選択して用いることができる。接着層25の材料としては、例えば紫外線の照射によって接着力が低下するものを用いることができる。接着層26の材料としては、例えば紫外線の照射によって接着力が低下するものを用いることができる。接着層27の材料としては、接着層25,26の接着力よりも強い接着力を有する材料が用いられている。
なお、本実施形態において、第2キャリア基材22の材料としては、第1キャリア基材21の材料と同じものを用いている。そして、第2キャリア基材22の厚さは、第1キャリア基材21の厚さと等しい。また、接着層26の厚さは、接着層25の厚さと等しく設定されている。
次に、上述のキャリア基材付き配線基板10の製造工程を説明する。
なお、各図の説明に必要な部材について符号を付し、説明しない部材については符号を省略する場合がある。また、説明の便宜上、最終的に半導体装置の各構成要素となる部分には、最終的な構成要素の符号を付して説明する。
以下の説明では、図2(c)に示す1a−1a線の断面視を拡大して例示し、キャリア基材付き配線基板10を製造する工程として説明する。そして、必要に応じて、図2(a)〜図2(c)に示すワーク基板40等を用いて説明する。
図3(a)に示す工程では、2枚の基板101,111が用意される。2枚の基板101,111は、例えば、図2(a)に示すワーク基板40と同じ大きさである。基板101の上面には接着層102が形成されている。基板101の材料としては、例えばコア基板、金属箔、フィルムを用いることができる。接着層102の材料としては、例えば紫外線の照射によって接着力が低下するものを用いることができる。
基板111の上面には、接着層112が形成されている。基板111の材料としては、例えばコア基板、金属箔、フィルムを用いることができる。接着層112の材料としては、接着層102の接着力よりもつよい接着力を持つものが用いられる。
図3(b)に示す工程では、基板101を切断する。この工程により、図3(b)、図11(a)に示す第1キャリア基材21(配線基板30の製品エリアC1よりも外側に用いる)と、図3(b)、図11(b)に示す第2キャリア基材22(配線基板30の製品エリアC1内に用いる)とを形成する。図11(a)〜図11(d)は、図3(a),図3(c)の工程における第1キャリア基材21及び第2キャリア基材22、第3キャリア基材23の概略平面図を示す。
基板101の切断には、例えばCOレーザやYAGレーザ等によるレーザ加工法によって形成することができる。レーザ加工法によって製品エリアC1の外周に沿って基板101を切断することで、開口部21Xを有する第1キャリア基材21と、第2キャリア基材22とを得ることができる。そして、接着層102により、第1キャリア基材21の上面に形成された接着層25と、第2キャリア基材22の上面に形成された接着層26とを得ることができる。具体的には、具体的には、第1キャリア基材21は、上面21aと下面21bと側面21cを備えている。第1キャリア基材21の上面21aは、接着層25と接着している。第1キャリア基材21は、配線基板30の製品エリアC1に対応する領域を開口する開口部21Xを有している。
接着層25は、上面25aと下面25bと側面25cを備えている。接着層25の下面25bは、第1キャリア基材21の上面21aと接着している。接着層25は、配線基板30の製品エリアC1に対応する領域を開口する開口部25Xを有している。
第1キャリア基材21の側面21c及び接着層25の側面25cは、開口部21X及び開口部25X側において面一に形成されている。言換えれば、第1キャリア基材21と接着層25は、同じ形状で構成されている。第2キャリア基材22及び接着層26は、図3(c)に示す工程で上下逆に用いるため、ここでの説明は省略する。
図1(a)に示すように、第2キャリア基材22は、第1キャリア基材21の開口部21X内に配置される。このため、図3(a)に示すように、基板101を切断して第1キャリア基材21と第2キャリア基材22とを形成することにより、材料(基板101)を無駄なく利用することができる。
図3(c)、図11(d)に示す工程では、図3(a)、図11(c)に示す基板111に第2キャリア基材22を貼り付ける。第2キャリア基材22の表面に形成した接着層26を基板111に向けて配置し、接着層26,112を介して第2キャリア基材22を基板111に貼り付ける。つまり、この基板111が第3キャリア基材23となる。そして、接着層112は接着層27である。具体的には、第2キャリア基材22は、上面22aと下面22bと側面22cを備えている。第2キャリア基材22の上面22aは、配線基板30の製品エリアC1内のソルダーレジスト層36の下面36bと直接接する面となる。また、第2キャリア基材22の下面22bは、接着層26と接着している。第2キャリア基材22は、接着層26,27を介して第3キャリア基材23の上面23aに接着されている。
接着層26は、上面26aと下面26bと側面26cを備えている。接着層26の上面26aは、第2キャリア基材22の下面22bと接着している。また、接着層26の下面26bは、接着層27の上面27aの中央部(配線基板30の製品エリアC1に対応する部分)と接着している。
第2キャリア基材22の側面22c及び接着層26の側面26cは、面一に形成されている。言換えれば、第2キャリア基材22と接着層26は、同じ形状で構成されている。
第3キャリア基材23は、第3キャリア基材23は、接着層26、27を介して第2キャリア基材22の下面22b側に接着されている。具体的には、第3キャリア基材23は、上面23aと下面23bを備えている。第3キャリア基材23の上面23aは、接着層27の下面27bと接着している。また、第3キャリア基材23の下面23bは、露出している。
接着層27は、上面27aと下面27bを備えている。接着層27の上面27aは、接着層26と接着する中央部(配線基板30の製品エリアC1に対応する部分)と、露出する外周部(配線基板30の製品エリアC1よりも外側に対応する部分)を有する。外周部は、後に第1キャリア基材21の下面21bと接着する部分となる。また、接着層27の下面27bは、第3キャリア基材23の上面23aと接着している。
次に、配線基板30の製造工程を説明する。
図4(a)に示す工程では、支持基板121と、支持基板121の両面に積層した接着層122及び金属層123とを有する支持体120を形成する。
支持基板121としては、例えば、ガラスクロス(織布)やガラス不織布又はアラミド繊維等にエポキシ系樹脂等の樹脂を含侵させた部材等を用いることができる。接着層122としては、例えば、銅箔、アルミ箔、ニッケル箔、亜鉛箔等の金属箔、セラミック板、アクリルやポリイミド等の樹脂を主成分とする樹脂シート等を用いることができる。金属層123としては、例えば、銅箔等を用いることができる。
図4(b)に示す工程では、支持体120の両面の金属層123上に、配線基板30をそれぞれ形成する。配線基板30は、配線層31、絶縁層32、配線層33、絶縁層34、配線層35、ソルダーレジスト層36を含む。金属層123上に、配線層31、絶縁層32、配線層33、絶縁層34、配線層35、ソルダーレジスト層36を順次積層し、配線基板30を形成する。
先ず、金属層123上に、配線層31を形成する。配線層31は、例えばセミアディティブ法等の各種の配線形成方法を用いて形成できる。例えば、金属層123の表面に、所望の位置に開口部を有するレジスト層を形成する。開口部は、配線層31に対応する部分の金属層123を露出するように形成される。レジスト層の材料としては、感光性のドライフィルムレジスト又は液状のフォトレジスト(例えばノボラック系樹脂やアクリル系樹脂等のドライフィルムレジストや液状レジスト)等を用いることができる。続いて、レジスト層をめっきマスクとして、金属層123の表面に、金属層123をめっき給電層に利用する電解めっき(電解銅めっき)を施し、配線層31を形成する。そして、レジスト層を例えばアルカリ性の剥離液にて除去する。
次に、金属層123の上面に配線層31を覆うように熱硬化性のエポキシ系樹脂等の絶縁性樹脂フィルムをラミネートし、絶縁層32を形成する。なお、液状又はペースト状の熱硬化性のエポキシ系樹脂などの絶縁性樹脂を塗布し、硬化させて絶縁層32を形成してもよい。次に、絶縁層32に、絶縁層32を貫通し配線層31の一部を露出するビアホールを形成する。ビアホールは、例えばCOレーザ等を用いたレーザ加工により形成することができる。必要に応じてデスミア処理を行ってもよい。
次に、配線層33を形成する。配線層33は、例えば、セミアディティブ法によって形成できる。例えば、先ず絶縁層32の上面にシード層を例えば無電解めっき法により形成する。シード層上に所定の箇所に開口部を有するレジスト層を形成する。レジスト層の材料としては、上記したように、感光性のドライフィルムレジスト又は液状のフォトレジスト(例えばノボラック系樹脂やアクリル系樹脂等のドライフィルムレジストや液状レジスト)等を用いることができる。そのレジスト層をめっきマスクとして、シード層をめっき給電層に利用する電解めっき(電解銅めっき)を施し、電解めっき層を形成する。そして、レジスト層を例えばアルカリ性の剥離液にて除去した後、電解めっき層をエッチングマスクとして不要なシード層を除去する。これにより、配線層33が形成される。
次に、上述した絶縁層32を形成する工程と配線層33を形成する工程を繰り返し実施することにより、絶縁層34と配線層35を形成する。所定数の配線層と絶縁層とを積層して配線構造体を形成する。
次に、配線層35及び絶縁層34の上面に、開口部36Xを有するソルダーレジスト層36を形成する。ソルダーレジスト層36は、例えば、感光性の樹脂フィルムをラミネートし、又は液状やペースト状の樹脂を塗布し、当該樹脂をフォトリソグラフィ法により露光・現像して所要の形状にパターニングすることにより得られる。開口部36Xにより、配線層35の上面の一部を外部接続端子P2として露出する。
図5に示す工程では、ソルダーレジスト層36の表面(図1(a)では下面36b)に、接着層25を介して第1キャリア基材21を貼り付ける。具体的には、第1キャリア基材21は、開口部21X内に製品エリアC1が配置され、製品エリアC1を取り囲むように製品エリアC1よりも外側のソルダーレジスト層36の表面に接着層25を介して貼り付ける。
図6に示す工程では、第1キャリア基材21の表面(図1(a)では下面21b)に、接着層131を介して保護フィルム132を貼り付ける。この保護フィルム132により、第1キャリア基材21の開口部21Xを閉塞する。接着層131の材料としては、例えば紫外線の照射によって接着力が低下するものを用いることができる。保護フィルム132の材料としては、後の工程のエッチング処理に対して耐エッチング性を有する材料を用いることができる。例えば、保護フィルム132の材料として、感光性のドライフィルム(例えばノボラック系樹脂やアクリル系樹脂等のドライフィルム)等を用いることができる。
図7に示す工程では、配線基板30を図6に示す支持基板121から分離する。これにより、配線基板30を第1キャリア基材21により支持する。
図8(a)に示す工程では、金属層123(図7参照)を例えばエッチングにより除去し、配線層31及び絶縁層32の上面を露出する。
図8(b)に示す工程では、シート切断によってキャリア基材付き配線基板10を形成する。次に、保護フィルム132を剥離して外部接続端子P2を露出する。そして、キャリア基材付き配線基板10に含まれる配線基板30の電気検査を実施する。つまり、シート状のキャリア基材付き配線基板10(図2(c)参照)に含まれる各製品区A1における配線構造の電気検査を行う。
電気検査は、例えば、図2(a)に示すワーク基板40を切断し、図2(b)に示すシート状のキャリア基材付き配線基板10を形成した後、このシート状のキャリア基材付き配線基板10に対して実施する。
図8(b)に示すように、シート状のキャリア基材付き配線基板10に対して、電気検査を行う。詳述すると、配線基板30の上面の部品接続端子P1と、配線基板30の下面の外部接続端子P2に、それぞれプローブ端子T1,T2を接触させる。そして、プローブ端子T1,T2を介して、配線基板30における各種の電気検査(オープン、ショート、等)を行う。
配線基板30は第1キャリア基材21により支持されている。このため、電気検査を行う検査装置に対して配線基板30を容易にハンドリング(搬送)することができる。第1キャリア基材21は、配線基板30の製品エリアを露出する開口部21Xを有している。従って、第1キャリア基材21が接着された配線基板30の外部接続端子P2に対して、検査のためのプローブ端子T2を容易に接触させて電気検査を行うことができる。
このように実施される電気検査により、個々(製品区A1)の配線基板30について、良否が判定され、判定結果に応じてマーキングされる。例えば、不良品と判定した配線基板30に所定のマーキングを施す。
次に、図8(c)に示す工程では、第2キャリア基材22を第1キャリア基材21の開口部21X内に配置し、第3キャリア基材23を第1キャリア基材21に貼り付ける。これにより、キャリア基材20により配線基板30を支持する。具体的には、第2キャリア基材22の上面22aは、配線基板30の製品エリアC1内のソルダーレジスト層36の下面36bと直接接している。第2キャリア基材22の上面22aは、ソルダーレジスト層の下面36bと接しているだけで、接着はされていない。言換えれば、第2キャリア基材22と配線基板30つまりソルダーレジスト層36との間には接着層が介在されていない。また、第1キャリア基材21の下面21bは、第3キャリア基材23の外周部の接着層27の上面27aと接着される。
第1キャリア基材21の側面21c及び接着層25の側面25cと第2キャリア基材22の側面22c及び接着層26の側面26cとは、離間して対向するように形成されている。第1キャリア基材21の側面21c及び接着層25の側面25cと第2キャリア基材22の側面22c及び接着層26の側面26cの間には、隙間Sが形成されている。
次に、上記のキャリア基材付き配線基板10を用いた半導体装置の製造工程を説明する。
図9(a)に示す工程では、キャリア基材付き配線基板10の上面に半導体素子51を部品接続端子P1に実装し、半導体素子51を封止する封止樹脂52を形成する。このとき、上述の電気検査においてマーキングされていない配線基板30、つまり良品と判定された配線基板30に対して半導体素子51を実装し、マーキングされた配線基板30、つまり不良品と判定された配線基板30に対して半導体素子51を実装しない。これにより、不良品の配線基板に対して半導体素子51を実装する無駄を省くことができる。また、不良品の配線基板に実装した半導体素子51が無駄になることを防止することができる。
封止樹脂52は、配線基板30の上面と、半導体素子51を覆うように形成される。封止樹脂52の材料としては、例えば、熱硬化性を有するエポキシ系の絶縁性樹脂を用いることができる。なお、絶縁性樹脂としては、熱硬化性を有する樹脂に限定されず、感光性を有する絶縁性樹脂を用いることができる。
図9(b)に示す工程では、キャリア基材20を除去する。例えば、図9(a)に示す第1キャリア基材21を配線基板30に接着した接着層25に紫外線を照射して接着層25の接着力を低下させる。これにより、キャリア基材20を除去する。
図10(a)に示す工程では、外部接続端子P2に、実装のためのバンプ61を形成する。バンプ61は、たとえばはんだバンプである。このバンプ61は、外部接続端子P2に搭載したはんだボールや、外部接続端子P2に塗布したはんだペーストをリフローして形成することができる。
図10(b)に示す工程では、個片化した半導体装置70を形成する。図10(a)に示す配線基板30及び封止樹脂52を、ダイシングブレード等によって切断し、個片化した半導体装置70を得る。
次に、上記のキャリア基材付き配線基板10の作用を説明する。
配線基板30は、第1キャリア基材21が貼り付けられた状態で、電気検査へ搬送される。第1キャリア基材21は、配線基板30の製品エリアC1を露出するように形成された開口部21Xを有している。従って、第1キャリア基材21を貼り付けた状態で配線基板30の電気検査を実施することができる。
上述したように、配線基板30は、第1キャリア基材21により支持されて搬送される。この第1キャリア基材21により配線基板30の撓み等を抑制することができる。このため、第1キャリア基材21により支持した配線基板30を、半導体素子を実装する装置へ搬送することはできる。しかし、この状態で半導体素子の実装等を行うことは難しい。
図12(a)及び図12(b)は、第1キャリア基材21のみにより支持した配線基板30に対する半導体素子51の実装を示す。なお、図12(a)及び図12(b)では、1つの製品区A1を含む製品エリアC1を露出する開口部21Xを有する第1キャリア基材21を示している。半導体素子51は、実装装置により支持され、配線基板30に搭載される。このとき、配線基板30は、製品エリアC1が第1キャリア基材21の開口部21Xにより露出されているため、半導体素子51を搭載するときの圧力により変形する。この配線基板30の変形により、半導体素子51の中央付近の端子51aは、配線基板30の部品接続端子P1に接触し難く、接続不良となるおそれがある。また、配線基板30の変形により、配線基板30に亀裂が生じたり、配線層の断線等が発生したりする虞がある。
これに対し、本実施形態のキャリア基材付き配線基板10において、配線基板30は、第1キャリア基材21の開口部21X内に配置される第2キャリア基材22と、第1キャリア基材21と第2キャリア基材22を保持する第3キャリア基材23により支持されている。従って、半導体素子51を配線基板30に搭載する際の圧力が配線基板30に加わっても、配線基板30は撓み難い。つまり、第2キャリア基材22及び第3キャリア基材23により、配線基板30の撓みが抑制される。このため、半導体素子51の各端子51aを、配線基板30の部品接続端子P1に接続することができ、接続不良の発生が抑制される。また、配線基板30の撓みが抑制されるため、配線基板30における配線の断線や亀裂の発生が抑制される。
以上記述したように、本実施形態によれば、以下の効果を奏する。
(1)キャリア基材付き配線基板10は、キャリア基材20と配線基板30とを有している。配線基板30は、配線層31と、絶縁層32と、配線層33と、絶縁層34と、配線層35とが順次積層された構造、所謂コアレス構造を有している。ソルダーレジスト層36は、絶縁層34の下面に、配線層35の一部を覆うように形成されている。ソルダーレジスト層36は、配線層35の下面の一部を外部接続端子P2として露出する開口部36Xを有している。
キャリア基材20は、配線基板30に接着された第1キャリア基材21と、第1キャリア基材21の開口部21X内に配置された第2キャリア基材22と、第1キャリア基材21と第2キャリア基材22とに接着された第3キャリア基材23とを含む。このようなキャリア基材20により、コアレス構造の配線基板30を容易にハンドリングすることができる。
(2)第1キャリア基材21は、配線基板30の製品エリアC1を露出するように形成された開口部21Xを有している。配線基板30の電気検査を行う工程において、その電気検査のためのプローブ端子T2は、第1キャリア基材21の開口部21Xから挿入され、配線基板30の外部接続端子P2に接触される。このように、第1キャリア基材21の開口部21Xによって配線基板30の外部接続端子P2を露出することで、配線基板30の電気検査を、第1キャリア基材21により支持した状態で行うことができる。
(3)電気検査の後、第1キャリア基材21の開口部21X内に第2キャリア基材22が配設され、第1キャリア基材21に第3キャリア基材23が貼り付けられる。従って、半導体素子51を実装するとき、半導体素子51を実装する配線基板30は、第1キャリア基材21の開口部21X内に配置される第2キャリア基材22と、第1キャリア基材21と第2キャリア基材22と保持する第3キャリア基材23により支持されている。従って、半導体素子51を配線基板30に搭載する際の圧力が配線基板30に加わっても、配線基板30の撓みが抑制される。このため、半導体素子51の各端子51aを、配線基板30の部品接続端子P1に接続することができ、接続不良の発生が抑制される。また、配線基板30の撓みが抑制されるため、配線基板30における配線の断線や亀裂の発生が抑制される。
(4)第2キャリア基材22の上面22aは、接着層26を介在させずに、直接、配線基板30と接している。このため、キャリア基材20を剥離したとき、配線基板30のソルダーレジスト層36や外部接続端子P2に接着層が残るのを防止することができる。
(5)第1キャリア基材21は、接着層25を介して配線基板30の下面、つまりソルダーレジスト層36の下面36bに接着されている。第3キャリア基材23は、接着層27を介して第1キャリア基材21に接着されている。接着層27の接着力は、接着層25の接着力よりも強い。従って、キャリア基材20を剥離する際、第1キャリア基材21は、接着力の強い接着層27によって第3キャリア基材23とともに剥離される。つまり、第3キャリア基材23とともに第1キャリア基材21を容易に剥離することができる。
(6)配線基板30の電気検査を行うプローブ端子T2は、配線基板30に貼り付けられた第1キャリア基材21の開口部21Xを介して配線基板30の外部接続端子P2に接触される。開口部21Xを有していないキャリア基材では、配線基板30の電気検査のためのそのキャリア基材の剥離や再度接着する工程が必要となる。従って、本実施形態のキャリア基材付き配線基板10では、このようなキャリア基材の剥離や再接着等の工程が不要となるため、工程や製造時間の短縮を図ることができる。
尚、上記各実施形態は、以下の態様で実施してもよい。
・上記各形態において、第1キャリア基材21の開口部21Xを、図13に示すように、製品区A1毎に形成してもよい。
・上記各形態において、キャリア基材付き配線基板10に含まれる製品エリアC1(図2(c)参照)の数、各製品エリアC1に含まれる製品区A1の数を適宜変更してもよい。また、キャリア基材付き配線基板10を形成するワーク基板40(図2(a)参照)に含まれる製品エリアC1の数、つまりワーク基板40により形成するキャリア基材付き配線基板10の数を適宜変更してもよい。
・上記各形態において、配線基板30に含まれる絶縁層及び配線層の数を適宜変更してもよい。
10 キャリア基材付き配線基板
20 キャリア基材
21 第1キャリア基材
21X 開口部
22 第2キャリア基材
23 第3キャリア基材
25,26,27 接着層
30 配線基板
31,33,35 配線層
32,34 絶縁層
36 ソルダーレジスト層
36X 開口部
101 基板
102 接着層(第1の接着層)
111 基板
112 接着層(第2の接着層)
A1 製品区
C1 製品エリア
P1 部品接続端子
P2 外部接続端子

Claims (8)

  1. 配線基板と、
    前記配線基板の製品エリアを露出する開口部を有し、前記配線基板の下面に接着層を介して接着された第1キャリア基材と、
    第1キャリア基材の開口部内に配置され、前記配線基板の下面に接する第2キャリア基材と、
    前記第1キャリア基材の前記開口部を覆い、前記第1キャリア基材及び前記第2キャリア基材と接着層を介して接着された第3キャリア基材と、
    を有すること、
    を特徴とするキャリア基材付き配線基板。
  2. 前記第3キャリア基材の上面の全体に接着層が形成され、
    前記第1キャリア基材は、前記第3キャリア基材の上面の接着層を介して前記第3キャリア基材に接着され、
    前記第2キャリア基材は、前記第2キャリア基材の下面に形成された接着層と前記第3の上面の接着層とを介して前記第3キャリア基材に接着されていること、
    を特徴とする請求項1に記載のキャリア基材付き配線基板。
  3. 前記第2キャリア基材は、前記第1キャリア基材と同じ厚さであり、
    前記第2キャリア基材の下面の接着層の厚さは、前記第1キャリア基材を前記配線基板に接着する接着層の厚さと同じであること、
    を特徴とする請求項2に記載のキャリア基材付き配線基板。
  4. 前記第3キャリア基材を前記第1キャリア基材に接着する接着層の接着力より弱い接着力の接着層を介して前記第1キャリア基材と前記配線基板とが接着されていること、
    を特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のキャリア基材付き配線基板。
  5. 配線基板の製品エリアに対応する開口部を有する枠状の第1キャリア基材を用意する工程と、
    支持体上に配線層と絶縁層とを積層して前記配線基板を形成する工程と、
    前記配線基板に前記第1キャリア基材を貼り付ける工程と、
    前記支持体を除去する工程と、
    前記第1キャリア基材の開口部に挿通したプローブ端子を介して前記配線基板の電気検査を行う工程と、
    前記第1キャリア基材の開口部内に第2キャリア基材を配置し、前記第1キャリア基材の前記開口部を覆う第3キャリア基材を前記第1キャリア基材に貼り付ける工程と、
    を有するキャリア基材付き配線基板の製造方法。
  6. 前記第1キャリア基材を用意する工程において、1枚の基板を切断加工して前記開口部を有する前記第1キャリア基材を用意するとともに、前記開口部に対応して切断した部材を前記第2キャリア基材とすること、
    を特徴とする請求項5に記載のキャリア基材付き配線基板の製造方法。
  7. 前記第1キャリア基材を用意する工程において、一面に第1の接着層が形成された1枚の基板を切断して前記開口部を有する前記第1キャリア基材を用意するとともに、前記開口部に対応して切断した部材を前記第2キャリア基材とし、
    前記第1の接着層を介して前記第1キャリア基材を前記配線基板に接着し、
    一面に第2の接着層が形成された第3キャリア基材に、前記第2の接着層と前記第1の接着層を介して前記第2キャリア基材を接着し、前記第3キャリア基材を前記第2の接着層を介して前記第1キャリア基材に貼り付けること、
    を特徴とする請求項5に記載のキャリア基材付き配線基板の製造方法。
  8. 前記第3キャリア基材を前記第1キャリア基材に接着する前記第1の接着層の接着力より弱い接着力の前記1の接着層を介して前記第1キャリア基材と前記配線基板とが接着されていること、
    を特徴とする請求項7に記載のキャリア基材付き配線基板の製造方法。
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