JP2022023334A - Rewiring board, manufacturing method of semiconductor package board, and semiconductor package board - Google Patents
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- Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)
Abstract
Description
本発明は、再配線基板、半導体パッケージ基板の製造方法、及び半導体パッケージ基板に関する。 The present invention relates to a rewiring substrate, a method for manufacturing a semiconductor package substrate, and a semiconductor package substrate.
年々、半導体チップのテクノロジーノードが進むにつれて、半導体チップの端子間の狭ピッチ化が要求され、半導体チップを搭載する半導体パッケージ基板にも端子間の微細・狭ピッチ化が求められている。ここで、半導体チップと半導体パッケージ基板との間の接続端子構造に、はんだ接続によるマイクロバンプが多用されている(特許文献1、2参照)。
As the technology node of semiconductor chips advances year by year, narrower pitches between terminals of semiconductor chips are required, and finer and narrower pitches between terminals are also required for semiconductor package substrates on which semiconductor chips are mounted. Here, microbumps by solder connection are often used in the connection terminal structure between the semiconductor chip and the semiconductor package substrate (see
特許文献1または2に開示されているマイクロバンプによれば、半導体チップを接続するためのはんだが太鼓形状を有しているため、端子がより狭ピッチで並んでいると、隣り合う端子のはんだ同士の短絡(ショート)が起きやすくなるという問題がある。
この短絡を阻止するために、はんだの量を少なくすると、半導体チップと半導体パッケージ基板とのギャップを確保できなくなるため、アンダーフィル樹脂の注入性の悪化を招来する。このため、半導体チップの微細化に対応する端子構造に、銅ピラーを用いてギャップを確保し、少ないはんだ量でもアンダーフィル樹脂の注入不良が出ないように工夫している。
According to the micro bumps disclosed in
If the amount of solder is reduced in order to prevent this short circuit, the gap between the semiconductor chip and the semiconductor package substrate cannot be secured, which leads to deterioration of the injectability of the underfill resin. For this reason, a copper pillar is used in the terminal structure corresponding to the miniaturization of semiconductor chips to secure a gap so that underfill resin injection failure does not occur even with a small amount of solder.
しかしながら、はんだの量を少なくすると、銅ピラーのばらつきに対するはんだのマージンが狭く小さくなるため、局所的にオープン不良(接続不良)を招くおそれがある。また、細い銅ピラーを用いる場合、小径化した銅ピラー頭頂に配置するはんだの量が少なくなる。はんだ層は、一般的にはんだと合金化したIMC層(Intermetallic layer)の硬さに比べ柔らかいため、機械的衝撃を吸収する機能を有するが、高温での溶融時間が長くなるほど薄くなりやすく、それにより接続面での機械的強度が脆弱になるという問題があった。 However, if the amount of solder is reduced, the solder margin with respect to the variation in the copper pillars becomes narrower and smaller, which may lead to local open failure (connection failure). Further, when a thin copper pillar is used, the amount of solder arranged on the crown of the copper pillar having a smaller diameter is reduced. Since the solder layer is generally softer than the hardness of the IMC layer (Intermetallic layer) alloyed with solder, it has a function of absorbing mechanical impact, but it tends to become thinner as the melting time at high temperature becomes longer. There is a problem that the mechanical strength on the connection surface becomes weak due to this.
本発明は、はんだ量ばらつきによるオープン不良を抑制し、少ないはんだ量でも接続信頼性や機械的強度を担保できる再配線基板、半導体パッケージ基板の製造方法、及び半導体パッケージ基板を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a rewiring substrate, a method for manufacturing a semiconductor package substrate, and a semiconductor package substrate, which can suppress open defects due to variations in the amount of solder and can secure connection reliability and mechanical strength even with a small amount of solder. do.
上記の課題を解決するために、本発明の代表的な再配線基板の一つは、
支持体と、
前記支持体の一方の面の側に形成され、第1基準面を備えた剥離層と、
前記剥離層に隣接して形成され、複数の接続端子を備えた配線層と、
前記支持体の他方の面の側に形成され、前記第1基準面と平行な第2基準面を備えた樹脂層と、を有し、
前記支持体に対向する前記接続端子の端面は、前記第2基準面からの距離が等しい。
In order to solve the above problems, one of the typical rewiring boards of the present invention is
With the support,
A peeling layer formed on one side of the support and provided with a first reference plane,
A wiring layer formed adjacent to the peeling layer and having a plurality of connection terminals,
It has a resin layer formed on the other side of the support and provided with a second reference plane parallel to the first reference plane.
The end faces of the connection terminals facing the support have the same distance from the second reference plane.
また、上記の課題を解決するために、本発明の代表的な半導体パッケージ基板の製造方法の一つは、
支持体の一方の面の側に、第1基準面を備えた剥離層を形成する工程と、
前記支持体の他方の面の側に、前記第1基準面と平行な第2基準面を備えた樹脂層を形成する工程と、
前記剥離層に積層して、開口部を備えた樹脂パターン層を形成する工程と、
前記樹脂パターン層の開口部内に、前記第1基準面に内方端面がそれぞれ接するようにして複数の接続端子を形成する工程と、
前記樹脂パターン層の一部を除去することによって、前記接続端子の外方端面の近傍を露出する工程と、
前記接続端子の外方端面と、主基板の配線端子とをはんだにより接続する工程と、
接続された前記接続端子の周囲に、アンダーフィル樹脂を充填する工程と、
前記支持体と前記剥離層を除去する工程と、
前記樹脂パターン層の残りを排除する工程と、を有する。
なお、本発明の半導体パッケージ基板は、その構造又は特性により直接的に特定することが困難であるため、その構造体の製造方法によって、構造体自体を特定したものであり、不可能・非実際的事情が存在する。
Further, in order to solve the above problems, one of the typical methods for manufacturing a semiconductor package substrate of the present invention is
A step of forming a release layer having a first reference plane on one side of the support, and
A step of forming a resin layer having a second reference plane parallel to the first reference plane on the other side of the support.
A step of laminating on the peeling layer to form a resin pattern layer having an opening, and
A step of forming a plurality of connection terminals in the opening of the resin pattern layer so that the inner end faces are in contact with the first reference plane.
A step of exposing the vicinity of the outer end face of the connection terminal by removing a part of the resin pattern layer.
The process of connecting the outer end surface of the connection terminal and the wiring terminal of the main board with solder,
The process of filling the underfill resin around the connected connection terminals,
The step of removing the support and the peeling layer, and
It has a step of removing the residue of the resin pattern layer.
Since it is difficult to directly specify the semiconductor package substrate of the present invention due to its structure or characteristics, the structure itself is specified by the method for manufacturing the structure, which is impossible or impractical. There are some circumstances.
本発明によれば、はんだ量ばらつきによるオープン不良を抑制し、少ないはんだ量でも接続信頼性や機械的強度を担保できる再配線基板、半導体パッケージ基板の製造方法、及び半導体パッケージ基板を提供することができる。
上記した以外の課題、構成及び効果は以下の実施形態の説明により明らかにされる。
According to the present invention, it is possible to provide a rewiring substrate, a method for manufacturing a semiconductor package substrate, and a semiconductor package substrate, which can suppress open defects due to variations in the amount of solder and ensure connection reliability and mechanical strength even with a small amount of solder. can.
Issues, configurations and effects other than those described above will be clarified by the following description of the embodiments.
本発明の実施形態を以下に説明する。 Embodiments of the present invention will be described below.
なお、本開示において、「面」とは、板状部材の面のみならず、板状部材に含まれる層について、板状部材の面と略平行な層の界面も指すことがある。また、「上面」、「下面」とは、板状部材や板状部材に含まれる層を図示した場合の、図面上の上方又は下方に示される面を意味する。
また、「側面」とは、板状部材や板状部材に含まれる層における面や層の厚みの部分を意味する。さらに、面の一部及び側面を合わせて「端部」ということがある。
また、「上方」とは、板状部材又は層を水平に載置した場合の垂直上方の方向を意味する。さらに、「上方」及びこれと反対の「下方」については、これらを「Z軸方向」ということがあり、水平方向については、「X軸方向」、「Y軸方向」ということがある。
また、「平面形状」、「平面視」とは、上方から面又は層を視認した場合の形状を意味する。さらに、「断面形状」、「断面視」とは、板状部材又は層を特定の方向で切断した場合の水平方向から視認した場合の形状を意味する。
さらに、「中心部」とは、面又は層の周辺部ではない中心部を意味する。そして、「中心方向」とは、面又は層の周辺部から面又は層の平面形状における中心に向かう方向を意味する。
In the present disclosure, the term "plane" may refer not only to the surface of the plate-shaped member but also to the interface of the layer substantially parallel to the surface of the plate-shaped member for the layer contained in the plate-shaped member. Further, the "upper surface" and "lower surface" mean a plate-shaped member and a surface shown above or below in the drawing when the layer included in the plate-shaped member is illustrated.
Further, the "side surface" means a plate-shaped member or a portion of the layer included in the plate-shaped member and having a thickness of the surface or layer. Further, a part of the surface and the side surface may be collectively referred to as an "end".
Further, "upper" means a vertically upward direction when a plate-shaped member or a layer is placed horizontally. Further, the "upper" and the opposite "lower" may be referred to as "Z-axis direction", and the horizontal direction may be referred to as "X-axis direction" and "Y-axis direction".
Further, "planar shape" and "planar view" mean a shape when a surface or a layer is visually recognized from above. Further, the "cross-sectional shape" and "cross-sectional view" mean the shape when the plate-shaped member or the layer is cut in a specific direction and visually recognized from the horizontal direction.
Further, "central" means a central portion that is not a peripheral portion of a surface or layer. The "center direction" means a direction from the peripheral portion of the surface or layer toward the center in the planar shape of the surface or layer.
また、以下に示す実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。 Further, the embodiments shown below exemplify devices and methods for embodying the technical idea of the present invention, and the technical idea of the present invention describes the material, shape, structure, and arrangement of constituent parts. Etc. are not specified as the following. The technical idea of the present invention may be modified in various ways within the technical scope specified by the claims described in the claims.
本実施形態の半導体パッケージ基板は、主基板と再配線基板を別工程で作製し、主基板上に対応する再配線基板をはんだ接続し、アンダーフィル樹脂の注入により接合して作製される。 The semiconductor package substrate of this embodiment is manufactured by manufacturing a main board and a rewiring board in a separate process, soldering the corresponding rewiring boards on the main board, and joining them by injecting an underfill resin.
なお、本実施形態における再配線基板の配線スケールは、L/S(配線/スペース)=0.5μm/0.5μm~L/S=10μm/10μmであり(換言すれば、0.5μm≦L≦10μm、0.5μm≦S≦10μm)、主基板の配線スケールはL/S=10μm/10μm以上であるものとし、主基板にガラスクロス入りの絶縁樹脂材料を用いて剛性を確保している。 The wiring scale of the rewiring board in this embodiment is L / S (wiring / space) = 0.5 μm / 0.5 μm to L / S = 10 μm / 10 μm (in other words, 0.5 μm ≦ L). (≦ 10 μm, 0.5 μm ≦ S ≦ 10 μm), the wiring scale of the main board is L / S = 10 μm / 10 μm or more, and the main board is made of an insulating resin material containing glass cloth to ensure rigidity. ..
また、ガラスクロス入りの絶縁樹脂材料はその特性上、織り込まれたガラスクロス繊維の凹凸が、絶縁樹脂材料表面に影響するため、一般的には、この絶縁樹脂材料上に、上記L/S=0.5μm/0.5μm~L/S=10μm/10μmの微細配線スケールを実現することが難しく、ガラスクロスを含んだ絶縁樹脂をそのまま使えない。
そこで本実施形態では、主基板とは別に作製する再配線基板の製造工程において、リジッドな支持体を用いて再配線基板(インターポーザともいう)を形成することによって、工程全体にわたって再配線基板の剛性を確保し、それにより製造容易性を実現している。また、主基板と再配線基板とを接続した後には、支持体を削除して、よりコンパクトな半導体パッケージ基板を得る。
Further, due to the characteristics of the insulating resin material containing glass cloth, the unevenness of the woven glass cloth fiber affects the surface of the insulating resin material. Therefore, generally, the above L / S = on the insulating resin material. It is difficult to realize a fine wiring scale of 0.5 μm / 0.5 μm to L / S = 10 μm / 10 μm, and an insulating resin containing glass cloth cannot be used as it is.
Therefore, in the present embodiment, in the manufacturing process of the rewiring board manufactured separately from the main board, the rewiring board is rigid throughout the process by forming the rewiring board (also referred to as an interposer) using a rigid support. This ensures ease of manufacture. Further, after connecting the main board and the rewiring board, the support is removed to obtain a more compact semiconductor package board.
主基板の製造方法は、一般的なガラスクロス入りの絶縁樹脂材料をコアとするフリップチップ型半導体パッケージ基板と同じ方法で製造する。 The main substrate is manufactured by the same method as a flip-chip type semiconductor package substrate having an insulating resin material containing a general glass cloth as a core.
<主基板及びその製造方法>
以下、主基板の製造方法の一例を詳細に説明する。
<Main board and its manufacturing method>
Hereinafter, an example of a method for manufacturing a main substrate will be described in detail.
(ラインパターンの形成)
まず800μmのガラスエポキシ基板(コア基板)11の所定の位置に直径150μmのドリルで貫通穴11aを開け、ガラスエポキシ基板11の露出表面に無電解銅めっきで無電解銅めっき層12を形成した後、その貫通穴11a内を電解銅めっきすることで、電解銅めっき層12aを形成する。電解銅めっき層12aを介して、ガラスエポキシ基板11の表裏面の電気接続を行う。必要に応じて、サブトラクティブ法で、無電解銅めっき層12と電解銅めっき層12aをエッチングし、ラインパターンを形成する。
(Formation of line pattern)
First, a through hole 11a is drilled at a predetermined position on an 800 μm glass epoxy substrate (core substrate) 11 with a drill having a diameter of 150 μm, and an electrolytic
(層間絶縁樹脂層の形成)
次いで、主基板の層間絶縁樹脂13として、40μm厚の味の素ファインテクノ株式会社製の樹脂(製品名GX-T31)を、銅のラインパターン上に真空ラミネートする。さらにUVレーザー装置を用い、下地となる銅のラインパターンと位置合わせして、開口径70μm、隣り合う孔のピッチ150μmのマトリクス状に配置された孔13aを開ける。
(Formation of interlayer insulating resin layer)
Next, as the
(層間絶縁樹脂の銅配線形成)
また、層間絶縁樹脂13上に1μm厚の無電解銅めっきした上に、日立化成株式会社製のドライフィルムレジスト(製品名RY-5325)を用い、ラインパターンが開口するドライフィルムレジストパターンを形成した後、15μm厚の電解銅めっきをする。不要となったドライフィルムレジストを20%のモノエタノールアミン水溶液で剥離し、硫酸過水系のエッチング液で露出する1μm厚の無電解銅めっき層をエッチングすることにより、独立した銅配線14を作製する。さらに銅配線14を樹脂で封入して、配線層15を形成する。
(Copper wiring formation of interlayer insulating resin)
Further, a dry film resist (product name RY-5325) manufactured by Hitachi Kasei Co., Ltd. was used on the
(銅配線と層間絶縁樹脂の積層)
さらに、配線層15と層間絶縁樹脂13を交互に積層することで、多層構造の主基板1を得ることができるが、ここではそれぞれ一層ずつとする。このような工法は、セミアディティブ工法と呼ばれており、多層構造の主基板1での最小配線スケールは、配線/スペース(L/S)=10/10μmである。
(Laminating copper wiring and interlayer insulating resin)
Further, by alternately laminating the
最後に、主基板1の両面にソルダーレジスト16をコート露光現像する。これにより、図1に示すように、所望する開口パターンを形成した主基板1を形成することができる。なお、主基板1の製造方法は、以上に限られない。
Finally, the solder resist 16 is coated and developed on both sides of the
<再配線基板>
主基板1の作製と並行して、図2に示す再配線基板10を作製する。再配線基板10は、支持体21と、支持体21の一方の面の側に形成され、第1基準面S1を備えた剥離層(ここではLTHC層23、シード層24を含む)と、剥離層に隣接して形成され、複数の接続端子(ここでは第1めっき層27、銅ピラー32aを含む)を備えた配線層と、支持体21の他方の面の側に形成され、第1基準面S1と平行な第2基準面S2を備えた樹脂層25と、を有し、支持体21に対向する第1めっき層27の端面は、第2基準面S2からの距離が等しくなっている。
<Rewiring board>
In parallel with the production of the
本実施形態の再配線基板10は、主基板1に組み付けられた後に、支持体21を分離することにより、いわゆる「コアレス基板」と呼ばれる形態となって半導体素子との接続を可能にする。一般的なビルドアップ多層配線板(例えば主基板1)は、配線層と絶縁層とを交互に積層するために剛性の高いコア基板が必要になる。しかしながら、コア基板を設けると、配線基板の厚みが増大して実装時に不利になる。そこで、本実施形態の再配線基板10の製造時には、剛性を確保すべく後述するように支持体21を用いるが、例えば主基板1に接続されたのちには、不要となる支持体21を分離して、配線層と絶縁層のみを残す形態とすることで、薄い半導体パッケージ基板を構成できる。
The rewiring
<再配線基板の製造方法>
以下、再配線基板10の製造方法を説明する。
<Manufacturing method of rewiring board>
Hereinafter, a method for manufacturing the
(支持体の調製)
図3に示すように、光透過性の素材から形成された支持体21を準備する。ここでは、厚さ1.1mmのソーダライムガラスを支持体21を用いるが、一般的にガラス板は微小に歪んでいることが多い。そこで、図4に示すように、研削砥石22にて支持体21の表面を研削する。支持体21の一方の面を研削することで、後述する第1基準面S1を形成できる。また、さらに後述するように第2基準面S2は樹脂層25上に形成されるため、支持体21の他方の面については研削する必要がなく、それにより製造工数を低減できる。なお、支持体21をセラミック製または樹脂製としてもよい。
(Preparation of support)
As shown in FIG. 3, a
(剥離層の形成)
さらに図5において、支持体21の表面に3M社製のLTHC樹脂をスピンコートで膜形成し、膜厚800nmのLTHC層23を形成する。続けてLTHC層23のエッジリンスを行い、LTHC層23が露出しないように、LTHC層23上にシード層24としてスパッタ装置にて膜厚300nmの銅をスパッタ成膜する。シード層24の表面を、第1基準面S1とする。LTHC層23とシード層24とで剥離層を形成する。支持体21の面が平面であるため、第1基準面S1も高精度な平面となる。
(Formation of release layer)
Further, in FIG. 5, an LTHC resin manufactured by 3M is formed on the surface of the
(樹脂層の形成)
次に図6に示すように、支持体21が露出する裏面に、熱硬化性樹脂として10μm以上のエポキシ樹脂をコートし、熱硬化させて樹脂層25を形成する。樹脂層25が厚すぎると、エポキシ樹脂の硬化収縮の影響で反りが大きくなるため、樹脂厚さ15μm程度でのコートが好ましい。ここでは、一例として安価なエポキシ樹脂を用いたが、耐熱性200℃以上ある樹脂であればエポキシ樹脂以外の樹脂でも構わない。
(Formation of resin layer)
Next, as shown in FIG. 6, an epoxy resin having a temperature of 10 μm or more as a thermosetting resin is coated on the back surface where the
(基準面の形成)
次に図7に示すように、支持体21の銅スパッタ(シード層24)の面を、不図示の研削装置の多孔質吸着ステージに吸着固定させ、第1基準面(銅スパッタ面)S1を基準面とし、平行度1μm以下となるよう研削砥石22にて裏面の樹脂層25を研削する。これにより図8に示すように、第1基準面S1に対して平行平坦な面(第2基準面S2という)を形成することができる。
(Formation of reference plane)
Next, as shown in FIG. 7, the surface of the copper spatter (seed layer 24) of the
(樹脂パターン層の形成)
次に図9に示すように、シード層24の表面に、25μm厚の感光性ポリイミド樹脂をスピンコートし、露光、現像、硬化させ、所望する銅ピラーに対応した開口部を持つ開口パターンを備えた樹脂パターン層(配線層)26を形成する。
(Formation of resin pattern layer)
Next, as shown in FIG. 9, the surface of the
(接続端子の形成)
次に図10に示すように、樹脂パターン層26の開口部から給電し、Sn-0.7%Cuの電解はんだめっきを行い第1基準面S1に接して第1めっき層27を形成し、次いで電解ニッケルめっきを行って第2めっき層28を形成し、さらに電解銅めっきを行って第3めっき層29を形成するように、順次電解めっきを行う。なお、感光性ポリイミド樹脂表面より高くなるまで、第3めっき層29の電解銅めっきを行う。この時点で、接続端子の一部を構成する第1めっき層27の下端面(内方端面)は、それぞれ樹脂層25の第2基準面S2から等しい距離を有している。ここで、「等しい距離」とは、樹脂層25の第2基準面からの距離が5μm以内であることを言う。
(Formation of connection terminal)
Next, as shown in FIG. 10, power is supplied from the opening of the
次いで、不図示のCMP装置にて、樹脂パターン層26の表面から突出している第3めっき層29を研磨して、銅ピラー部29aの高さと樹脂パターン層26の表面の高さとを揃える。
Next, the
(配線の形成)
次に図11に示すように、日立化成株式会社製の製品名AH-3000である感光性絶縁樹脂30を、スピンコートで5μmの厚さにコートする。次いで、下地の銅ピラー部29aのパターンに対応するビアパターンを露光現像して、ビア孔30aを形成する。ここで、感光性絶縁樹脂30は、ドライフィルムタイプを真空ラミネートしても構わないし、液状の感光性絶縁樹脂をスピンコート、スリットコートすることなどで形成しても構わない。
(Formation of wiring)
Next, as shown in FIG. 11, the photosensitive insulating
このビア孔30aを形成した感光性絶縁樹脂30上へ、更に感光性絶縁樹脂31をスピンコートで7μmの厚さにコートし、ビア孔30aにアライメントして、ラインパターン31aを露光現像する。ここでも、感光性絶縁樹脂31は、ドライフィルムタイプを真空ラミネートしても構わないし、液状の感光性絶縁樹脂をスピンコート、スリットコートすることなどで形成しても構わない。
The photosensitive insulating
更に図12に示すように、ビア孔30aに重ねてラインパターン31aを形成した感光性絶縁樹脂31の表面へ、シード層とする銅を300nm、スパッタ成膜し、続いてビアフィル電解銅めっきを行い、ラインパターンの感光性絶縁樹脂31を銅めっき32で埋める。次に研削装置の多孔質吸着ステージに固定して、樹脂層25の第2基準面S2から感光性絶縁樹脂31の高さが10μmになるまで、表面の電解銅めっきを研削し、独立した銅のラインパターンを形成する。
Further, as shown in FIG. 12, copper as a seed layer is sputter-deposited on the surface of the photosensitive insulating
その後、前述した感光性絶縁樹脂と銅めっきによる配線形成を繰り返し行い、多層配線層を形成してもよい。感光性絶縁樹脂31上にソルダーレジスト33をコート露光現像し、所望する開口パターンを形成する。
After that, wiring formation by the above-mentioned photosensitive insulating resin and copper plating may be repeated to form a multilayer wiring layer. A solder resist 33 is coated and developed on the photosensitive insulating
最後に、ソルダーレジスト33上に、日立化成株式会社製ドライフィルムレジスト(製品名RY-5325)をラミネートし、150μmピッチのマトリクス状に隣合うφ70μm開口する孔パターンに露光現像した後、シード層とする銅を300nmスパッタ成膜し、続いて孔パターンを埋めるように電解銅めっきで埋める。 Finally, a dry film resist (product name RY-5325) manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd. is laminated on the solder resist 33, exposed to a hole pattern having φ70 μm openings adjacent to each other in a matrix of 150 μm pitch, and then exposed to a seed layer. The copper to be formed is sputter-deposited at 300 nm, and then filled with electrolytic copper plating so as to fill the pore pattern.
(接続端子の露出)
更に、この表面を切削後、アミン系剥離液でドライフィルムレジストを剥離して、独立する銅ピラー32aが露出するよう形成し、さらにピース単位でダイシングしてピース化する。以上で、図2に示すような再配線基板10が完成する。
(Exposure of connection terminal)
Further, after cutting this surface, the dry photoresist is peeled off with an amine-based stripping solution to form an
<半導体パッケージ基板およびその製造方法>
以下、半導体パッケージ基板の製造方法を説明する。
<Semiconductor package substrate and its manufacturing method>
Hereinafter, a method for manufacturing a semiconductor package substrate will be described.
(再配線基板と主基板との接続)
まず、別工程で作製した主基板1の配線端子17に対して、SAC305のクリームはんだ34をスクリーン印刷する。次に図13に示すように、ピース化した再配線基板10から突出する銅ピラー32aの端面(外方端面)を、はんだ34に対してアライメント合わせを行いつつ主基板1に搭載し、不図示のリフロー装置を通してはんだ接続を行う。
(Connection between rewiring board and main board)
First, the
(アンダーフィル樹脂の充填)
次に図14に示すように、フラックス洗浄後、主基板1と再配線基板10とが、銅ピラー32aとはんだ34とを介して接続された隙間へ、アンダーフィル樹脂35を注入して固化させる。
(Filling with underfill resin)
Next, as shown in FIG. 14, after the flux cleaning, the
(支持体および樹脂パターン層の除去)
更に、再配線基板10側の樹脂層25、支持体21越しに、外部よりLTHC層23へレーザー光を照射して、LTHC層23の界面から支持体21を剥離する。更にアルカリ性の剥離液で、樹脂パターン層26を溶解剥離する。以上により、図15に示す半導体パッケージ基板100が完成する。ここで、再配線基板10から支持体21と剥離層とを除去した構造を、再配線ユニットと称する。
(Removal of support and resin pattern layer)
Further, the
完成した半導体パッケージ基板100は、主基板1の配線端子に接続され高さが揃った第1めっき層27を備えた接続端子を、銅ピラー32aのピッチよりも短いピッチで配置しており、かかる第1めっき層27を介して半導体チップやその他の電子部品と接続が容易になる。本実施形態によれば、はんだ量ばらつきによるオープン不良を抑制するとともに、IMC層の成長を抑制し、少ないはんだ量でも接続信頼性や機械的強度を確保できる。
In the completed
<再配線基板の製造方法の変形例>
まず、支持体に仮貼剥離層として3M社製のLTHC樹脂(製品名)をコート後、そのLTHC樹脂の表層を研削し、その上にシード層として、300nm厚の銅をスパッタ成膜して、基準平坦面を形成する。
<Modification example of manufacturing method of rewiring board>
First, an LTHC resin (product name) manufactured by 3M Co., Ltd. is coated on the support as a temporary sticking peeling layer, the surface layer of the LTHC resin is ground, and 300 nm thick copper is sputter-deposited on the support as a seed layer. , Form a reference flat surface.
次いで、ビアパターンとラインパターンからなる配線層を所望する複数層形成するため、下層のラインパターンと、絶縁樹脂のビア位置、上層のラインパターンの位置合わせを行いながら上記工程を繰り返し、多層配線構造を構築する。 Next, in order to form a desired plurality of wiring layers composed of a via pattern and a line pattern, the above steps are repeated while aligning the lower line pattern, the via position of the insulating resin, and the upper line pattern, to form a multi-layer wiring structure. To build.
次に、最終配線層を形成した上へ、厚さ25μmの感光性ドライフィルムフィルムを貼り、最終配線層のランド上に、開口パターンに位置を合わせて露光、現像する。その開口パターンに、給電して電解銅めっき、電解ニッケルめっき、電解はんだめっきを行い、感光性ドライフィルムレジストを剥離し、銅ピラーを形成する。 Next, a photosensitive dry film film having a thickness of 25 μm is attached on the final wiring layer, and the land of the final wiring layer is exposed and developed by aligning the position with the opening pattern. The opening pattern is supplied with power to perform electrolytic copper plating, electrolytic nickel plating, and electrolytic solder plating, and the photosensitive dry film resist is peeled off to form copper pillars.
次に、支持体ごと個片サイズに断裁して、再配線基板を完成させる。 Next, the support is cut into individual pieces to complete the rewiring board.
説明を割愛したガラスクロス層を含む主基板を別工程にて作製しておき、ここで、再配線基板の銅ピラーを主基板上にアライメントしながら搭載し、リフロー装置で主基板と再配線基板をはんだ溶解接続した。はんだ接続で使用したフラックスを洗浄し、再配線基板と主基板の間にアンダーフィル樹脂を注入し、再配線基板と主基板を一体化させる。 A main board including a glass cloth layer, which is omitted from the explanation, is manufactured in a separate process, and here, the copper pillars of the rewiring board are mounted while being aligned on the main board, and the main board and the rewiring board are mounted by the reflow device. Was solder-melted and connected. Clean the flux used in the solder connection, inject underfill resin between the rewiring board and the main board, and integrate the rewiring board and the main board.
次に、支持体越しに、外部から仮貼剥離層のLTHC樹脂へレーザー光を照射し、支持体を剥離した。更に、シード層の銅をアルカリ性の銅エッチング液でエッチアウトした後、アミン系の剥離液にて感光性ポリイミド膜を溶解剥離することにより、上部からはんだ層、バリア層、銅層で構成された半導体チップ接続端子を露出させ、半導体パッケージ基板を完成させる。 Next, the LTHC resin of the temporary sticking peeling layer was irradiated with laser light from the outside through the support, and the support was peeled off. Further, the copper of the seed layer was etched out with an alkaline copper etching solution, and then the photosensitive polyimide film was melted and peeled off with an amine-based stripping solution to form a solder layer, a barrier layer, and a copper layer from above. The semiconductor chip connection terminal is exposed to complete the semiconductor package substrate.
更に、複数の半導体チップや受動電子部品を半導体パッケージ基板へ搭載実装することにより、半導体装置を完成させる。 Further, a semiconductor device is completed by mounting and mounting a plurality of semiconductor chips and passive electronic components on a semiconductor package substrate.
本実施形態によれば、狭い端子ピッチで高密度配線基板において、銅ピラーの面内高さを揃えることにより、少ないはんだ量でも安定した接続ができる。 According to this embodiment, in a high-density wiring board with a narrow terminal pitch, stable connection can be achieved even with a small amount of solder by making the in-plane heights of the copper pillars uniform.
1 主基板
10 再配線基板
21 支持体
23 LTHC層
24 シード層
25 樹脂層
32a 銅ピラー
100 半導体パッケージ基板
S1 第1基準面
S2 第2基準面
1
Claims (6)
前記支持体の一方の面の側に形成され、第1基準面を備えた剥離層と、
前記剥離層に隣接して形成され、複数の接続端子を備えた配線層と、
前記支持体の他方の面の側に形成され、前記第1基準面と平行な第2基準面を備えた樹脂層と、を有し、
前記支持体に対向する前記接続端子の端面は、前記第2基準面からの距離が等しい、ことを特徴とする再配線基板。 With the support,
A peeling layer formed on one side of the support and provided with a first reference plane,
A wiring layer formed adjacent to the peeling layer and having a plurality of connection terminals,
It has a resin layer formed on the other side of the support and provided with a second reference plane parallel to the first reference plane.
A rewiring board characterized in that the end faces of the connection terminals facing the support have the same distance from the second reference plane.
前記支持体の他方の面の側に、前記第1基準面と平行な第2基準面を備えた樹脂層を形成する工程と、
前記剥離層に積層して、開口部を備えた樹脂パターン層を形成する工程と、
前記樹脂パターン層の開口部内に、前記第1基準面に内方端面がそれぞれ接するようにして複数の接続端子を形成する工程と、
前記樹脂パターン層の一部を除去することによって、前記接続端子の外方端面の近傍を露出する工程と、
前記接続端子の外方端面と、主基板の配線端子とをはんだにより接続する工程と、
接続された前記接続端子の周囲に、アンダーフィル樹脂を充填する工程と、
前記支持体と前記剥離層を除去する工程と、
前記樹脂パターン層の残りを排除する工程と、を有することを特徴とする半導体パッケージ基板の製造方法。 A step of forming a release layer having a first reference plane on one side of the support, and
A step of forming a resin layer having a second reference plane parallel to the first reference plane on the other side of the support.
A step of laminating on the peeling layer to form a resin pattern layer having an opening, and
A step of forming a plurality of connection terminals in the opening of the resin pattern layer so that the inner end faces are in contact with the first reference plane.
A step of exposing the vicinity of the outer end face of the connection terminal by removing a part of the resin pattern layer.
The process of connecting the outer end surface of the connection terminal and the wiring terminal of the main board with solder,
The process of filling the underfill resin around the connected connection terminals,
The step of removing the support and the peeling layer, and
A method for manufacturing a semiconductor package substrate, which comprises a step of removing the residue of the resin pattern layer.
配線端子を備えた主基板と、を有し、
前記再配線基板の接続端子と、前記主基板の配線端子とを接続した後に、前記支持体が分離されることを特徴とする半導体パッケージ基板。 A rewiring unit in which the support is separated from the rewiring board according to claim 1 or 2.
Has a main board with wiring terminals,
A semiconductor package substrate characterized in that the support is separated after connecting the connection terminal of the rewiring board and the wiring terminal of the main board.
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