JP2018060925A

JP2018060925A - 配線基板およびその製造方法

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Publication number: JP2018060925A
Application number: JP2016197653A
Authority: JP
Inventors: 光司水口; Koji Mizuguchi
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2016-10-06
Filing date: 2016-10-06
Publication date: 2018-04-12

Abstract

【課題】絶縁基体の表面から凹んで形成された配線導体を有する配線基板において、配線導体の電気的な接続検査を正確に行うことが容易な配線基板およびその製造方法を提供すること。
【解決手段】複数の絶縁樹脂層１ａ〜１ｄが上下に積層されて成る絶縁基体１と、最上層の絶縁樹脂層１ａの上面側に埋設されており、上面が最上層の絶縁樹脂層１ａの上面から凹んで露出する配線導体２と、この配線導体２上に形成されており、最上層の絶縁樹脂層１ａの上面から突出する上面を有する電気検査用パッド７と、を具備して成る配線基板１０である。
【選択図】図１

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およびその製造方法に関するものである。

図６（ａ），（ｂ）に、半導体素子Ｓを搭載するための従来の配線基板２０の例を概略断面図および概略上面図で示す。従来の配線基板２０は、絶縁基体１１と配線導体１２とソルダーレジスト１３とを備えている。

絶縁基体１１は、複数の絶縁樹脂層１１ａ〜１１ｄが上下に積層されて成る。各絶縁樹脂層１１ａ〜１１ｄには、ビアホール１４が形成されている。

配線導体１２は、各絶縁樹脂層１１ａ〜１１ｄの表面およびビアホール１４内に形成された複数の配線導体層１２ａ〜１２ｅから成る。上下の配線導体１２同士は、ビアホール１４を介して電気的に接続されている。

配線導体１２の一部は、絶縁基体１１の上面において、多数の半導体素子接続パッド１５を形成している。半導体素子接続パッド１５には、半導体素子Ｓの電極端子Ｔが接続される。

また、配線導体１２の一部は、絶縁基体１１の下面において、多数の外部接続パッド１６を形成している。外部接続パッド１６は、外部電気回路基板（不図示）の配線導体に接続される。

半導体素子接続パッド１５と外部接続パッド１６とは、所定のもの同士が各絶縁樹脂層１１ａ〜１１ｄに形成された配線導体１２を介して互いに電気的に接続されている。

さらに、配線導体１２の一部は、絶縁基体１１の上面において、多数の電気検査用パッド１７を形成している。電気検査用パッド１７に電気検査装置のプローブを当接させて検査することにより、配線導体１２の電気的な接続検査がなされる。

ソルダーレジスト１３は、上面側のソルダーレジスト１３ａと下面側のソルダーレジスト１３ｂとを有している。

上面側のソルダーレジスト１３ａは、最上層の絶縁樹脂層１１ａおよび配線導体層１２ａの上面側の表面に形成されている。上面側のソルダーレジスト１３ａは、半導体素子接続パッド１５および電気検査用パッド１７を含む配線導体層１２ａの一部を露出させている。

下面側のソルダーレジスト１３ｂは、最下層の絶縁樹脂層１１ｄおよび配線導体層１２ｅの下面側の表面に形成されている。下面側のソルダーレジスト層１３ｂは、外部接続パッド１６を露出させている。

この配線基板２０は、以下のようにして製造される。先ず、図７（ａ）に示すように、平坦な支持基板３１上に金属箔３２を支持させる。支持基板３１と金属箔３２とは、間に介在層３３を挟んで積層されている。支持基板３１と介在層３３の間は、互いに固着している。金属箔３２と介在層３３との間は、図示しない粘着層を介して互いに剥離可能に密着している。支持基板３１は、ガラスクロス入りの熱硬化性樹脂から成る。金属箔３２は、銅箔から成る。介在層３３は、銅箔や樹脂フィルムから成る。

次に、図７（ｂ）に示すように、金属箔３２上に最上層の配線導体層１２ａを形成する。配線導体層１２ａは、電解銅めっきから成る。

次に、図７（ｃ）に示すように、金属箔３２上および配線導体層１２ａ上に、絶縁樹脂層１１ａを形成する。絶縁樹脂層１１ａには、配線導体層１２ａに接続するためのビアホール１４を形成する。

次に、図７（ｄ）に示すように、絶縁樹脂層１１ａの表面およびビアホール１４内に配線導体層１２ｂを形成する。

次に、図７（ｅ）に示すように、絶縁樹脂層１１ｂ〜１１ｄと配線導体層１２ｃ〜１２ｅとを順次形成する。

次に、図８（ｆ）に示すように、金属箔３２と介在層３３との間を剥離して金属箔３２と支持基板３１とを分離する。これにより、金属箔３２が外部に露出する。

次に、図８（ｇ）に示すように、露出した金属箔３２をエッチング除去する。これにより絶縁樹脂層１１ａに埋設された配線導体層１２ａが外部に露出する。露出した配線導体層１２ａは、半導体素子接続パッド１５と電気検査用パッド１７とを含んでいる。このとき、配線導体層１２ａも、２〜２０μｍ程度の厚みがエッチングされる。そのため、最上層の配線導体１２の露出面は、絶縁樹脂層１１ａの表面から２〜２０μｍ程度凹んだものとなる。

最後に、図８（ｈ）に示すように、絶縁樹脂層１１の上下面およびその表面の配線導体１２上にソルダーレジスト１３を形成する。これにより、図６に示した配線基板２０が完成する。なお、図７および図８においては、図６に示したものと上下が逆になっている。

ここで、従来の配線基板２０における上面の一部を図９に要部拡大斜視図で示す。上述したように、従来の配線基板２０では、半導体素子接続パッド１５および電気検査用パッド１７を含む最上層の配線導体１２は、最上層の絶縁樹脂層１１ａの表面から２〜２０μｍ程度凹んだものとなる。そのため、配線導体１２の電気的な接続検査においては、絶縁樹脂層１１ａの表面から２〜２０μｍ凹んだ電気検査用パッド１７上に電気的検査装置のプローブＰを当接させて検査を行う必要がある。

ところが、従来の配線基板２０においては、図１０に示すように、プローブＰの当接位置が少しずれると、プローブＰが絶縁樹脂層１１ａ上に乗り上げでしまい、プローブＰが電気検査用パッド１７に良好に当接しない危険性が高くなる。そのため、配線導体１２の電気的な接続検査を正確に行うことが困難となる場合があった。

特開２００７−３００１４７号公報

本発明が解決しようとする課題は、絶縁基体の表面から凹んで形成された配線導体を有する配線基板において、配線導体の電気的な接続検査を正確に行うことが容易な配線基板およびその製造方法を提供することにある。

本発明の配線基板は、複数の絶縁樹脂層が上下に積層されて成る絶縁基体と、最上層の前記絶縁樹脂層の上面側に埋設されており、上面が最上層の前記絶縁樹脂層の上面から凹んで露出する配線導体と、該配線導体上に形成されており、最上層の前記絶縁樹脂層の上面から突出する上面を有する電気検査用パッドと、を具備して成ることを特徴とするものである。

本発明の配線基板の製造方法は、平坦な支持面を有する支持基板の前記支持面上に金属箔を分離可能に支持する工程と、前記金属箔の露出表面上にめっき導体から成る最上層の配線導体層を形成する工程と、前記金属箔および前記最上層の配線導体層の露出表面上に最上層の絶縁樹脂層を積層する工程と、該最上層の絶縁樹脂層の露出表面上に次層の配線導体層を形成する工程と、前記最上層の絶縁樹脂層および前記次層の配線導体層の露出表面上に、次層の絶縁樹脂層の積層および次層の配線導体層の形成を必要に応じて複数回繰り返し行い、前記金属箔の表面上に複数の前記配線導体層および複数の前記絶縁樹脂層から成る配線基板用の積層体を形成する工程と、該積層体を前記金属箔とともに前記支持基板から分離する工程と、前記積層体における最上層の前記配線導体層上に前記金属箔の一部が電気検査用パッドとして残るように前記金属箔の残部をエッチング除去する工程と、を行う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、電気検査用パッドは、その上面が最上層の絶縁樹脂層の上面から突出していることから、電気検査用パッドへの当接を確実に行うことができ、それにより配線導体の電気的な接続検査を正確に行うことが容易なものとなる。

また、本発明の配線基板の製造方法によれば、配線基板用の積層体における最上層の配線導体上に金属箔の一部が電気検査用パッドとして残るように金属箔の残部をエッチング除去することから、電気検査用パッドの上面が最上層の絶縁樹脂層の上面から突出したものとなる。これにより、電気検査用パッドへの当接を確実に行うことが可能であり、配線導体の電気的な接続検査を正確に行うことが容易な配線基板を提供することができる。

図１は、本発明の配線基板の実施形態例を示す概略断面図である。図２は、本発明の配線基板の実施形態例における上面の要部拡大斜視図である。図３は、本発明の配線基板の実施形態例における上面の要部拡大斜視図である。図４は、本発明の配線基板の製造方法の実施形態例を説明するための工程毎の概略断面図である。図５は、本発明の配線基板の製造方法の実施形態例を説明するための工程毎の概略断面図である。図６は、従来の配線基板を示す概略断面図である。図７は、従来の配線基板の製造方法を説明するための工程毎の概略断面図である。図８は、従来の配線基板の製造方法を説明するための工程毎の概略断面図である。図９は、従来の配線基板における上面の要部拡大斜視図である。図１０は、従来の配線基板における上面の要部拡大斜視図である。

次に、本発明の配線基板の実施形態例について、図１を基に説明する。図１に示すように、配線基板１０は、絶縁基体１と配線導体２とソルダーレジスト３とを備えている。

絶縁基体１は、複数の絶縁樹脂層１ａ〜１ｄが上下に積層されて成る。各絶縁樹脂層１ａ〜１ｄは、例えばガラスクロス基材に熱硬化性樹脂を含浸塗布させた電気絶縁材料から成る。熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂、ポリイミド樹脂等が用いられる。各絶縁樹脂層１ａ〜１ｄの厚みは、それぞれ５０〜２００μｍ程度である。各絶縁樹脂層１ａ〜１ｄには、それぞれにビアホール４が形成されている。ビアホール４の直径は、３０〜１００μｍ程度である。

配線導体２は、各絶縁樹脂層１ａ〜１ｄの表面およびビアホール４内に形成された複数の配線導体層２ａ〜２ｅから成る。最上層の配線導体層２ａは、絶縁樹脂層１ａの上面側に埋設されており、その上面が絶縁樹脂層１ａの上面から２〜２０μｍ程度凹んでいる。他の配線導体層２ｂ〜２ｅは、各絶縁層１ａ〜１ｄの下面側の表面に被着されている。絶縁樹脂層１ａ〜１ｄを挟んで上下に位置する配線導体２同士は、ビアホール４を介して互いに電気的に接続されている。配線導体２は、主として銅めっき層から成る。各配線導体層２ａ〜２ｅの厚みは、それぞれ５〜２０μｍ程度である。

配線導体２の一部は、絶縁基体１の上面において、多数の半導体素子接続パッド５を形成している。半導体素子接続パッド５は、長方形状である。半導体素子接続パッド５は、幅が２０〜３０μｍ程度、長さが２５〜６０μｍ程度である。半導体素子接続パッド５の上面には、半導体素子Ｓの電極端子Ｔが接続される。

また、配線導体２の一部は、絶縁基体１の下面において、多数の外部接続パッド６を形成している。外部接続パッド６は、円形状である。外部接続パッド６の直径は、２００〜８００μｍ程度である。外部接続パッド６は、格子状に配列されている。外部接続パッド６は、外部の電気回路基板の配線導体に接続される。

半導体素子接続パッド５と外部接続パッド６とは、所定のもの同士が各絶縁層１ａ〜１ｄに形成された配線導体２を介して互いに電気的に接続されている。

さらに、絶縁基体１の上面における配線導体２上には、多数の電気検査用パッド７が形成されている。電気検査用パッド７は、その上端部が銅箔から成る。電気検査用パッド７を形成する銅箔の厚みは、３〜１８μｍ程度である。電気検査用パッド７は、円形状である。電気検査用パッド７の直径は、２５〜５０μｍ程度である。電気検査用パッド７の上面は、絶縁樹脂層１ａの上面から銅箔の厚み分だけ突出している。

ソルダーレジスト３は、上面側のソルダーレジスト３ａと下面側のソルダーレジスト３ｂとを有している。ソルダーレジスト３は、感光性の熱硬化性樹脂から成る。感光性の熱硬化性樹脂としては、アクリル変性エポキシ樹脂等が用いられる。ソルダーレジスト層３の厚みは、１０〜５０μｍ程度である。

上面側のソルダーレジスト３ａは、最上層の絶縁樹脂層１ａおよび配線導体層２ａの上面側の表面に形成されている。上面側のソルダーレジスト３ａは、半導体素子接続パッド５および電気検査用パッド７を含む配線導体層２ａの一部を露出させている。

下面側のソルダーレジスト３ｂは、最下層の絶縁樹脂層１ｄおよび配線導体層２ｅの下面側の表面に形成されている。下面側のソルダーレジスト層３ｂは、外部接続パッド６を露出させている。

ここで、本例の配線基板１０における上面の一部を図２に要部拡大斜視図で示す。上述したように、本例の配線基板１０においては、最上層の配線導体２は、最上層の絶縁樹脂層１ａの上面側に埋設されており、その上面が絶縁樹脂層１ａの上面から２〜２０μｍ程度凹んでいる。

電気検査用パッド７は、最上層の配線導体２の上に形成されており、その上面が最上層の絶縁樹脂層１ａの上面から突出している。そして、この電気検査用パッド７に電気検査装置のプローブＰを当接させて配線導体２の電気的な接続検査が行われる。このとき、電気検査用パッド７の上面が最上層の絶縁樹脂層１ａの上面から突出していることから、電気検査用パッド７へのプローブＰの当接が容易となる。

さらに、図３に示すように、プローブＰの当接位置が多少ずれたとしても、プローブＰが最上層の絶縁樹脂層１ａ上に乗り上げることはなく、電気検査用パッド７に当接することができる。

したがって、本例の配線基板１０によれば、電気検査用パッド７への当接を確実に行うことができ、それにより配線導体２の電気的な接続検査を正確に行うことが可能な配線基板を提供することができる。

次に、本発明の配線基板の製造方法の実施形態例を、上述の配線基板１０を製造する場合を例にとって図４および図５を基に説明する。

先ず、図４（ａ）に示すように、平坦な支持面を有する支持基板２１の支持面上に金属箔２２を支持させる。支持基板２１と金属箔２２とは、間に介在層２３を挟んで積層されている。支持基板２１と介在層２３の間は、互いに固着している。金属箔２２と介在層２３との間は、図示しない粘着層を介して互いに剥離可能に密着している。支持基板２１は、ガラスクロス入りの熱硬化性樹脂から成る。支持基板２１の厚みは、４００〜８００μｍ程度である。金属箔２２は、銅箔から成る。金属箔２２の厚みは、３〜１８μｍ程度である。介在層２３は、銅箔や樹脂フィルムから成る。介在層２３の厚みは、３〜１８μｍ程度である。なお、ここで示した厚みは、単なる例示であり、上述した厚みと異なる厚みであっても構わない。

次に、図４（ｂ）に示すように、金属箔２２上に最上層の配線導体層２ａを所定のパターンに形成する。配線導体層２ａは、電解銅めっきから成る。配線導体層２ａの厚みは、５〜４０μｍ程度である。配線導体層２ａは、金属箔２２上に最上層の配線導体２に対応する開口パターンを有するめっきマスクを形成した後、このめっきマスクの開口パターン内に露出する金属箔２２上に電解銅めっき層を所望の厚みに析出させた後、めっきマスクを除去することによって形成される。

次に、図４（ｃ）に示すように、金属箔２２上および配線導体層２ａ上に、最上層の絶縁樹脂層１ａを形成する。絶縁樹脂層１ａには、最上層の配線導体層２ａに接続するためのビアホール４を形成する。絶縁樹脂層１ａは、ガラスクロス基材に未硬化の熱硬化性樹脂を含浸塗布して乾燥させたプリプレグを、配線導体層２ａが形成された金属箔２２上に載置するとともに加熱しながらプレスした後、熱硬化させることにより形成される。ビアホール４は、レーザー加工やブラスト加工等により形成される。

次に、図４（ｄ）に示すように、絶縁樹脂層１ａの表面およびビアホール４内に次層の配線導体層２ｂを形成する。配線導体層２ｂは、主として電解銅めっきから成る。配線導体層２ｂは、周知のセミアディティブ法により形成される。

次に、図２（ｅ）に示すように、絶縁樹脂層１ａおよび配線導体層２ｂ上に、次層の絶縁樹脂層１ｂおよび配線導体層２ｃ、さらに次層の絶縁樹脂層１ｃおよび配線導体層２ｄ、絶縁樹脂層２ｄおよび配線導体２ｅの形成を順次行う。これにより、金属箔２２上に複数の配線導体層２ａ〜２ｅおよび複数の絶縁樹脂層１ａ〜１ｄから成る配線基板用の積層体を形成する。

次に、図５（ｆ）に示すように、金属箔２２と介在層２３との間を剥離して配線基板用の積層体を金属箔２２と共に支持基板２１から分離する。これにより金属箔２２が外部に露出する。金属箔２２と介在層２３との間は、図示しない粘着層を介して互いに剥離可能に密着しているので、両者間を物理的に引き剥がすことで容易に分離することができる。

次に、図５（ｇ）に示すように、露出した金属箔２２の表面にエッチングレジスト２４を形成する。エッチングレジスト２４は、電気検査パッド７となる部分の金属箔２２を被覆し、残部の金属箔２２を露出させる。

次に、図５（ｈ）に示すように、エッチングレジスト２４から露出する金属箔２２をエッチング除去する。このとき、エッチングされずに残った金属箔２２が電気試験パッド７を形成する。また、エッチングレジスト２４から露出する部分の配線導体層２ａは絶縁樹脂層１ａの表面から２〜２０μｍ程度の厚みだけエッチングされる。

次に、図５（ｉ）に示すように、エッチングレジスト２４を除去するとともに、積層体の上下面にソルダーレジスト層３を形成することによって図１に示した配線基板１０が完成する。

このように、本例の配線基板の製造方法によれば、配線基板用の積層体における最上層の配線導体層２ａ上に金属箔２２の一部が電気検査用パッド７として残るように金属箔２２の残部をエッチング除去することから、電気検査用パッド７の上面が最上層の絶縁樹脂層１ａの上面から突出したものとなる。これにより、電気検査用パッド７への当接を確実に行うことが可能であり、配線導体２の電気的な接続検査を正確に行うことが容易な配線基板１０を提供することができる。

１・・・・・・絶縁基体
１ａ〜１ｄ・・絶縁樹脂層
２・・・・・・配線導体
２ａ〜２ｅ・・配線導体層
７・・・・・・電気検査用パッド
２１・・・・・・支持基板
２２・・・・・・金属箔

Claims

複数の絶縁樹脂層が上下に積層されて成る絶縁基体と、最上層の前記絶縁樹脂層の上面側に埋設されており、上面が最上層の前記絶縁樹脂層の上面から凹んで露出する配線導体と、該配線導体上に形成されており、最上層の前記絶縁樹脂層の上面から突出する上面を有する電気検査用パッドと、を具備して成ることを特徴とする配線基板。
平坦な支持面を有する支持基板の前記支持面上に金属箔を分離可能に支持する工程と、前記金属箔の露出表面上にめっき導体から成る最上層の配線導体層を形成する工程と、前記金属箔および前記最上層の配線導体層の露出表面上に最上層の絶縁樹脂層を積層する工程と、該最上層の絶縁樹脂層の露出表面上に次層の配線導体層を形成する工程と、前記最上層の絶縁樹脂層および前記次層の配線導体層の露出表面上に、次層の絶縁樹脂層の積層および次層の配線導体層の形成を必要に応じて複数回繰り返し行い、前記金属箔の表面上に複数の前記配線導体層および複数の前記絶縁樹脂層から成る配線基板用の積層体を形成する工程と、該積層体を前記金属箔とともに前記支持基板から分離する工程と、前記積層体における最上層の前記配線導体層上に前記金属箔の一部が電気検査用パッドとして残るように前記金属箔の残部をエッチング除去する工程と、を行うことを特徴とする配線基板の製造方法。