JP2024035037A - プリント回路基板 - Google Patents
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Abstract
【課題】フリップチップ及びワイヤボンディングのための外部接続パッドの厚さを選択的に制御して、接続信頼性などを改善することができるプリント回路基板を提供する。【解決手段】本発明によるプリント回路基板は、絶縁層と、前記絶縁層の上面にそれぞれ配置される第1パッド及び第2パッドと、前記絶縁層の上面に配置され、前記第1及び第2パッドのそれぞれの少なくとも一部を露出させる第1開口及び第2開口を有する半田レジスト層と、を有し、前記半田レジスト層は、前記第1パッドの側面と接触し、前記半田レジスト層は、前記第2パッドと接触しない。【選択図】図1
Description
本発明は、プリント回路基板に関し、特に、接続信頼性などを改善することができるプリント回路基板に関する。
メモリ用基板の薄板化により半田レジスト層と外部接続パッドとの高さの差が減少することで、外部接続パッドの表面汚染による組立段階の歩留まり及び信頼性に関する問題が重要となっている。
特に、ハイブリッドプリント回路基板においてフリップチップ及びワイヤボンディングの信頼性が確保されるように基板を設計、作製する研究が続けられている。
特に、ハイブリッドプリント回路基板においてフリップチップ及びワイヤボンディングの信頼性が確保されるように基板を設計、作製する研究が続けられている。
本発明は上記従来のプリント回路基板における問題に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、フリップチップ及びワイヤボンディングのための外部接続パッドの厚さを選択的に制御して、接続信頼性などを改善することができるプリント回路基板を提供することにある。
上記目的を達成するためになされた本発明によるプリント回路基板は、絶縁層と、前記絶縁層の上面にそれぞれ配置される第1パッド及び第2パッドと、前記絶縁層の上面に配置され、前記第1及び第2パッドのそれぞれの少なくとも一部を露出させる第1開口及び第2開口を有する半田レジスト層と、を有し、前記半田レジスト層は、前記第1パッドの側面と接触し、前記半田レジスト層は、前記第2パッドと接触しないことを特徴とする。
また、上記目的を達成するためになされた本発明によるプリント回路基板は、絶縁層と、前記絶縁層の上面の第1接続領域上に配置される複数の第1パッドと、前記絶縁層の上面の第2接続領域上に配置される複数の第2パッドと、を有し、前記複数の第1パッドのそれぞれの厚さは、前記複数の第2パッドのそれぞれの厚さより厚いことを特徴とする。
本発明に係るプリント回路基板によれば、フリップチップ及びワイヤボンディングのための外部接続パッドの厚さを選択的に制御して、フリップチップ及びワイヤボンディングの信頼性を改善することができる。
次に、本発明に係るプリント回路基板を実施するための形態の具体例を図面を参照しながら説明する。
本発明の実施形態は、様々な他の形態に変更することができ、当業界における平均的な知識を有する者にさらに完全に説明するために提供されるものである。
したがって、図面における要素の形状及び大きさなどは、明確な説明のために誇張することができ、図面上の同じ符号で示される要素は同じ要素を指す。
したがって、図面における要素の形状及び大きさなどは、明確な説明のために誇張することができ、図面上の同じ符号で示される要素は同じ要素を指す。
本発明において、「連結(接続)」の意味は、「直接連結(接続)されたこと」だけでなく、他の構成を介して「間接的に連結(接続)されたこと」を含む概念である。
また、場合によっては「電気的に連結(接続)されたこと」を全て含む概念である。
本発明において、「第1」、「第2」などの表現は、ある構成要素と他の構成要素とを区分するために使用されるものであって、当該構成要素の順序及び/又は重要度などを限定しない。
場合によっては、権利範囲を逸脱しない範囲内で、第1構成要素は第2構成要素と命名されてもよく、同様に、第2構成要素は第1構成要素と命名されてもよい。
本発明で使用する用語は、単に一例を説明するために使用されたものであって、本発明を限定しようとする意図ではない。
このとき、単数の表現は、文脈上明らかに異なる意味ではない限り、複数の表現を含む。
また、場合によっては「電気的に連結(接続)されたこと」を全て含む概念である。
本発明において、「第1」、「第2」などの表現は、ある構成要素と他の構成要素とを区分するために使用されるものであって、当該構成要素の順序及び/又は重要度などを限定しない。
場合によっては、権利範囲を逸脱しない範囲内で、第1構成要素は第2構成要素と命名されてもよく、同様に、第2構成要素は第1構成要素と命名されてもよい。
本発明で使用する用語は、単に一例を説明するために使用されたものであって、本発明を限定しようとする意図ではない。
このとき、単数の表現は、文脈上明らかに異なる意味ではない限り、複数の表現を含む。
<プリント回路基板>
図1は、本発明の一実施形態によるプリント回路基板の断面を概略的に示す断面図である。
図1を参照すると、本発明の一実施形態によるプリント回路基板1は、絶縁層10、絶縁層dの上面にそれぞれ配置される第1パッド100及び第2パッド200、並びに絶縁層10の上面に配置され、第1パッド100及び第2パッド200のそれぞれの少なくとも一部を露出させる第1開口41及び第2開口42を有する第1半田レジスト層40を含む。
図1は、本発明の一実施形態によるプリント回路基板の断面を概略的に示す断面図である。
図1を参照すると、本発明の一実施形態によるプリント回路基板1は、絶縁層10、絶縁層dの上面にそれぞれ配置される第1パッド100及び第2パッド200、並びに絶縁層10の上面に配置され、第1パッド100及び第2パッド200のそれぞれの少なくとも一部を露出させる第1開口41及び第2開口42を有する第1半田レジスト層40を含む。
第1半田レジスト層40は、第1パッド100の側面と接触し、第1半田レジスト層40は、第2パッド200と接触しない。
すなわち、第1半田レジスト層40の第1開口41の長さは、第1パッド100の長さより短いため、第1半田レジスト層40は、第1パッド100の側面と接触する。
また、第1半田レジスト層40の第2開口42の長さは、第2パッド200の長さより長いため、第1半田レジスト層40は第2パッド200と接触しない。
言い換えれば、半田レジスト層のオープニング領域(Solder Resist Opening:SRO)が形成されるときに、第1パッド100の場合、第1半田レジスト層40と接触する方式でオープニング領域が形成され、第2パッド200の場合、第1半田レジスト層40と接触しない方式でオープニング領域が形成される。
すなわち、第1半田レジスト層40の第1開口41の長さは、第1パッド100の長さより短いため、第1半田レジスト層40は、第1パッド100の側面と接触する。
また、第1半田レジスト層40の第2開口42の長さは、第2パッド200の長さより長いため、第1半田レジスト層40は第2パッド200と接触しない。
言い換えれば、半田レジスト層のオープニング領域(Solder Resist Opening:SRO)が形成されるときに、第1パッド100の場合、第1半田レジスト層40と接触する方式でオープニング領域が形成され、第2パッド200の場合、第1半田レジスト層40と接触しない方式でオープニング領域が形成される。
また、本発明の一実施形態によるプリント回路基板1は、第2パッド200の上面及び側面を覆う表面処理層250をさらに含む。
第2パッド200の上面及び側面に表面処理層250を塗布することにより、ワイヤボンディング時に電子部品との接続信頼性が向上できる。
第2パッド200の上面及び側面に表面処理層250を塗布することにより、ワイヤボンディング時に電子部品との接続信頼性が向上できる。
一方、以下で後述するように、表面処理層250は、第2パッド200と接するニッケル(Ni)を含む第1金属層251、及び第1金属層251と接して金(Au)を含む第2金属層252を含む。
また、本発明の一実施形態によるプリント回路基板1は、第1開口41上に配置され、第1パッド100とフリップチップボンディングされる第1半導体チップ2、及び第1半田レジスト層40の上面に配置され、第2パッド200とワイヤボンディングされる第2半導体チップ3をさらに含む。
以下、半導体チップとフリップチップ方式で接続するパッドを便宜上「フリップチップパッド」と記載し、半導体チップとワイヤボンディング方式で接続するパッドを便宜上「ワイヤボンディングパッド」と記載する。
以下、半導体チップとフリップチップ方式で接続するパッドを便宜上「フリップチップパッド」と記載し、半導体チップとワイヤボンディング方式で接続するパッドを便宜上「ワイヤボンディングパッド」と記載する。
一方、第1パッド100及び第2パッド200は、上記絶縁層10の上面に突出する。
すなわち、第1パッド100及び第2パッド200は、上記絶縁層10の上面にそれぞれ配置され、絶縁層10に埋め込まれない。
また、第1半田レジスト層40の第1開口41は、電子部品との電気的接続のために、第1パッド100の上面の少なくとも一部を露出させる。
第1パッド100の上面は、第1半田レジスト層40の上面より下部に位置する。
すなわち、第1パッド100の一部は、第1開口41の内部に配置される。
これにより、第1半田レジスト層40は、第1パッド100の上面の少なくとも一部を覆う。
すなわち、第1パッド100及び第2パッド200は、上記絶縁層10の上面にそれぞれ配置され、絶縁層10に埋め込まれない。
また、第1半田レジスト層40の第1開口41は、電子部品との電気的接続のために、第1パッド100の上面の少なくとも一部を露出させる。
第1パッド100の上面は、第1半田レジスト層40の上面より下部に位置する。
すなわち、第1パッド100の一部は、第1開口41の内部に配置される。
これにより、第1半田レジスト層40は、第1パッド100の上面の少なくとも一部を覆う。
一方、第2開口42は、電子部品との電気的接続のために第2パッド200の上面及び側面を露出させる。
第2パッド200の上面は、第2開口42内に位置する。
第2開口42は、絶縁層10の上面の少なくとも一部を露出させる。
第2パッド200の上面は、第2開口42内に位置する。
第2開口42は、絶縁層10の上面の少なくとも一部を露出させる。
また、第1パッド100の上面は、第2パッド200の上面より上部に位置する。
これは、後述するように、第1パッド100及び第2パッド200が絶縁層10の上面にそれぞれ配置され、第1パッド100の厚さが第2パッド200の厚さより大きいことによる結果である。
一方、第1パッド及び第2パッド(100、200)は、絶縁層100の上面にそれぞれ複数個配置されてもよい。
これは、後述するように、第1パッド100及び第2パッド200が絶縁層10の上面にそれぞれ配置され、第1パッド100の厚さが第2パッド200の厚さより大きいことによる結果である。
一方、第1パッド及び第2パッド(100、200)は、絶縁層100の上面にそれぞれ複数個配置されてもよい。
また、複数の第1パッド及び複数の第2パッド(100、200)は、それぞれ絶縁層100の上面の第1接続領域F及び第2接続領域Wとして定義された各接続領域に配置される。
すなわち、複数の第1パッド100は、絶縁層100の上面の第1接続領域Fに配置され、複数の第2パッド200は、絶縁層100の上面の第2接続領域Wに配置される。
第1接続領域Fに配置された複数の第1パッド100は、第1半導体チップ2とフリップチップボンディングされ、第2接続領域Wに配置された複数の第2パッド200は、第2半導体チップ3とワイヤボンディングされるが、これに限定されるものではない。
すなわち、複数の第1パッド100は、絶縁層100の上面の第1接続領域Fに配置され、複数の第2パッド200は、絶縁層100の上面の第2接続領域Wに配置される。
第1接続領域Fに配置された複数の第1パッド100は、第1半導体チップ2とフリップチップボンディングされ、第2接続領域Wに配置された複数の第2パッド200は、第2半導体チップ3とワイヤボンディングされるが、これに限定されるものではない。
一方、第1接続領域Fに配置された複数の第1パッド100のそれぞれの厚さは、第2接続領域Wに配置された複数の第2パッド200のそれぞれの厚さより厚い。
外部接続パッドを半導体チップとフリップチップ方式で連結する場合、リフロー(Reflow)工程の進行によりフリップチップパッドにおいて「Cu consumption」が発生するため、フリップチップパッドは、10μm以上の厚さを有することが好ましい。
これに対し、外部接続パッドを半導体チップとワイヤボンディング方式で連結する場合、ワイヤボンディングパッドは、表面汚染を防止するために半田レジスト層の上面との段差形成、つまり、相対的に薄い厚さの実現が必要である。
外部接続パッドを半導体チップとフリップチップ方式で連結する場合、リフロー(Reflow)工程の進行によりフリップチップパッドにおいて「Cu consumption」が発生するため、フリップチップパッドは、10μm以上の厚さを有することが好ましい。
これに対し、外部接続パッドを半導体チップとワイヤボンディング方式で連結する場合、ワイヤボンディングパッドは、表面汚染を防止するために半田レジスト層の上面との段差形成、つまり、相対的に薄い厚さの実現が必要である。
したがって、フリップチップ実装方式及びワイヤボンディング実装方式の両方を有するハイブリッドプリント回路基板(Hybrid Printed Circuit Board)の場合、フリップチップパッドの厚さは、ワイヤボンディングパッドの厚さより大きくすることで、この場合、フリップチップ及びワイヤボンディングの信頼性が共に確保される。
一方、第1接続領域Fに配置される複数の第1パッド100の厚さは、以下で後述する配線層(401、402、403)の厚さより厚く、第2接続領域Wに配置される複数の第2パッド200の厚さは、配線層(401、402、403)の厚さより薄い。
また、第1接続領域Fに配置される複数の第1パッド100は、互いに実質的に厚さが同一であり得、第2接続領域Wに配置される複数の第2パッド200は、互いに実質的に厚さが同一であり得る。
なお、第1接続領域F及び第2接続領域Wは、重畳しない。
また、第1接続領域Fに配置される複数の第1パッド100は、互いに実質的に厚さが同一であり得、第2接続領域Wに配置される複数の第2パッド200は、互いに実質的に厚さが同一であり得る。
なお、第1接続領域F及び第2接続領域Wは、重畳しない。
一方、複数の第1パッド100及び複数の第2パッド200間の間隔の内の最も小さいものは、複数の第1パッド100間の間隔の内の最も小さいもの、及び複数の第2パッド200間の間隔の内の最も小さいものより大きい。
これは、第1接続領域F及び第2接続領域Wが、それぞれ第1半導体チップ2及び第2半導体チップ3の接続のための領域となるため、第1接続領域F及び第2接続領域Wは、離隔による結果であり、第1半田レジスト層40のオープニング領域が小さいバンプピッチ(bump pitch)を満たすことによる結果である。
これは、第1接続領域F及び第2接続領域Wが、それぞれ第1半導体チップ2及び第2半導体チップ3の接続のための領域となるため、第1接続領域F及び第2接続領域Wは、離隔による結果であり、第1半田レジスト層40のオープニング領域が小さいバンプピッチ(bump pitch)を満たすことによる結果である。
また、第1開口及び第2開口(41、42)は、それぞれ複数の第1パッド100及び複数の第2パッド200のそれぞれの少なくとも一部を露出させ、具体的には、第1半田レジスト層40は、複数の第1パッド100のそれぞれの少なくとも一部を露出させる複数個の第1開口41を有する。
すなわち、上述したように、第1パッド及び第2パッド(100、200)は、絶縁層100の上面にそれぞれ複数個配置されるため、これらを露出させるために、第1開口41は、複数個形成される。
第2開口42の場合、単一であってもよいが、これに制限されるものではない。
すなわち、上述したように、第1パッド及び第2パッド(100、200)は、絶縁層100の上面にそれぞれ複数個配置されるため、これらを露出させるために、第1開口41は、複数個形成される。
第2開口42の場合、単一であってもよいが、これに制限されるものではない。
一方、複数の第1パッド100には、第1半田レジスト層40の一部が介在する。
これは、複数の第1パッド100をそれぞれ露出させるための複数個の第1開口41を、第1半田レジスト層40が有することによる結果である。
これは、複数の第1パッド100をそれぞれ露出させるための複数個の第1開口41を、第1半田レジスト層40が有することによる結果である。
また、第2開口42は、複数の第2パッドの内の少なくとも2つ以上の第2パッド200の側面及び上面を露出させる。
これは、2つ以上の第2パッド200が第2開口42内に配置されることによる結果である。
これは、2つ以上の第2パッド200が第2開口42内に配置されることによる結果である。
なお、第1半導体チップ2は、第1接続領域F上に配置され、複数の第1パッド100とフリップチップボンディングされ、第2半導体チップ3は、第1半田レジスト層40の上面上に配置され、複数の第2パッド200とワイヤボンディングされる。
一方、本発明の一実施形態によるプリント回路基板1は、複数の絶縁層(10、20、30)が積層されて構成され、第1パッド100及び第2パッド200は、プリント回路基板1の最外層の絶縁層10上に形成され、外部の半導体チップと接続される。
すなわち、図1に示すように、本発明の一実施形態によるプリント回路基板1は、最外層の絶縁層10の下部に複数の絶縁層(20、30)及び複数の回路層(402、403)が交互に積層され、絶縁層に形成されたビア(301、302、303)を介して回路層(401、402、403)及びパッド(100、200)が電気的に接続される。
具体的には、本発明の一実施形態によるプリント回路基板1は、コア絶縁層20上に第1絶縁層10及び第3絶縁層30がビルドアップされた構造であり、第1絶縁層10及び第3絶縁層30は、それぞれ複数の絶縁層を含み得るが、これに限定されない。
すなわち、図1に示すように、本発明の一実施形態によるプリント回路基板1は、最外層の絶縁層10の下部に複数の絶縁層(20、30)及び複数の回路層(402、403)が交互に積層され、絶縁層に形成されたビア(301、302、303)を介して回路層(401、402、403)及びパッド(100、200)が電気的に接続される。
具体的には、本発明の一実施形態によるプリント回路基板1は、コア絶縁層20上に第1絶縁層10及び第3絶縁層30がビルドアップされた構造であり、第1絶縁層10及び第3絶縁層30は、それぞれ複数の絶縁層を含み得るが、これに限定されない。
また、本発明の一実施形態によるプリント回路基板1は、第1絶縁層10上の第1半田レジスト層40が配置された側の反対側に配置される第2半田レジスト層50をさらに含み得る。
例えば、第2半田レジスト層50は、第3絶縁層30の下面に配置され、複数の配線層(401、402、403)の内の最下側に配置された配線層403の少なくとも一部を覆う。
これにより、プリント回路基板1の下側を保護することができる。
例えば、第2半田レジスト層50は、第3絶縁層30の下面に配置され、複数の配線層(401、402、403)の内の最下側に配置された配線層403の少なくとも一部を覆う。
これにより、プリント回路基板1の下側を保護することができる。
以下では、図面を参照して本発明の一実施形態によるプリント回路基板1の構成要素について、より詳細に説明する。
絶縁層(10、20、30)は、絶縁物質を含む。
絶縁物質としては、エポキシ樹脂のような熱硬化性樹脂、ポリイミドのような熱可塑性樹脂、又はこれらの絶縁樹脂がシリカなどの無機フィラーと混合された材料、又は無機フィラーと共にガラス繊維(Glass Fiber、Glass Cloth、Glass Fabric)などの芯材に含浸された樹脂、例えば、CCL(Copper Clad Laminate)などが使用してもよいが、これらに限定されるものではない。
絶縁層(10、20、30)は、絶縁物質を含む。
絶縁物質としては、エポキシ樹脂のような熱硬化性樹脂、ポリイミドのような熱可塑性樹脂、又はこれらの絶縁樹脂がシリカなどの無機フィラーと混合された材料、又は無機フィラーと共にガラス繊維(Glass Fiber、Glass Cloth、Glass Fabric)などの芯材に含浸された樹脂、例えば、CCL(Copper Clad Laminate)などが使用してもよいが、これらに限定されるものではない。
本発明の一実施形態によるプリント回路基板1がコア絶縁層を含む場合、コア絶縁層も絶縁物質を含むことができ、絶縁物質としては、エポキシ樹脂のような熱硬化性樹脂、ポリイミドのような熱可塑性樹脂、又はこれらの絶縁樹脂がシリカなどの無機フィラーと混合された材料、又は無機フィラーと共にガラス繊維(Glass Fiber、Glass Cloth、Glass Fabric)などの芯材に含浸された樹脂、例えば、CCL(Copper Clad Laminate)などが使用してもよいが、これらに限定されるものではない。
コア絶縁層は、ビルドアップ絶縁層のそれぞれより厚さがさらに厚くてもよいが、これに限定されるものではない。
厚さは、プリント回路基板の研磨又は切断断面を基準に走査顕微鏡又は光学顕微鏡、例えば、Olympus社の光学顕微鏡(x1000)を用いて測定することができる。
厚さが一定でない場合には、任意の5点で測定した厚さの平均値で比較することができる。
コア絶縁層は、ビルドアップ絶縁層のそれぞれより厚さがさらに厚くてもよいが、これに限定されるものではない。
厚さは、プリント回路基板の研磨又は切断断面を基準に走査顕微鏡又は光学顕微鏡、例えば、Olympus社の光学顕微鏡(x1000)を用いて測定することができる。
厚さが一定でない場合には、任意の5点で測定した厚さの平均値で比較することができる。
半田レジスト層(40、50)は、絶縁物質を含み、絶縁物質としては、液状型又はフィルム型の半田レジスト(Solder Resist)が使用できる。
但し、これに限定されるものではなく、他の種類の材料を使用してもよい。
第1半田レジスト層40は、複数の層で構成されてもよく、複数の層は互いに境界が明確であってもよく、一体化して境界が曖昧であってもよい。
半田レジスト層は、半田又はバンプなどの接続手段が結合して電気的接続通路となるオープニング領域(Solder Resist Opening:SRO)が形成され、具体的には、第1半田レジスト層40は、第1及び第2開口(41、42)を含む。
但し、これに限定されるものではなく、他の種類の材料を使用してもよい。
第1半田レジスト層40は、複数の層で構成されてもよく、複数の層は互いに境界が明確であってもよく、一体化して境界が曖昧であってもよい。
半田レジスト層は、半田又はバンプなどの接続手段が結合して電気的接続通路となるオープニング領域(Solder Resist Opening:SRO)が形成され、具体的には、第1半田レジスト層40は、第1及び第2開口(41、42)を含む。
第1パッド100及び第2パッド200は、パッケージの形成時に、半導体チップと電気的に接続される外部接続パッドであって、電解めっき、化学めっき、又はスパッタリングの方法により形成された伝導性金属層であり得、銅(Cu)で形成されてもよいが、これらに限定されるものではない。
第1パッド100は、パッケージの形成時に、半導体チップとフリップチップ方式で電気的に接続され、第2パッド200は、パッケージの形成時に半導体チップとワイヤボンディング方式で電気的に接続され得るが、これに限定されるものではない。
第1パッド100は、パッケージの形成時に、半導体チップとフリップチップ方式で電気的に接続され、第2パッド200は、パッケージの形成時に半導体チップとワイヤボンディング方式で電気的に接続され得るが、これに限定されるものではない。
配線層(401、402、403)は、それぞれ金属物質を含む。
金属物質としては、銅(Cu)、アルミニウム(Al)、銀(Ag)、錫(Sn)、金(Au)、ニッケル(Ni)、鉛(Pb)、チタン(Ti)、又はこれらの合金などを使用することができる。
配線層(401、402、403)は、それぞれ無電解めっき層(又は化学銅)と電解めっき層(又は電気銅)とを含み得るが、これらに限定されるものではなく、無電解めっき層として、化学銅の代わりにスパッタ層が形成されてもよい。
必要に応じて、銅箔をさらに含むことができる。
配線層(401、402、403)は、それぞれ当該層の設計デザインに応じて様々な機能を行う。
例えば、グランドパターン、パワーパターン、信号パターンなどを含む。
ここで、信号パターンは、グランドパターン、パワーパターンなどを除く各種の信号、例えば、データ信号などを含む。
これらのパターンは、それぞれライン(line)パターン、プレーン(Plane)パターン、及び/又はパッド(Pad)パターンを含み得る。
金属物質としては、銅(Cu)、アルミニウム(Al)、銀(Ag)、錫(Sn)、金(Au)、ニッケル(Ni)、鉛(Pb)、チタン(Ti)、又はこれらの合金などを使用することができる。
配線層(401、402、403)は、それぞれ無電解めっき層(又は化学銅)と電解めっき層(又は電気銅)とを含み得るが、これらに限定されるものではなく、無電解めっき層として、化学銅の代わりにスパッタ層が形成されてもよい。
必要に応じて、銅箔をさらに含むことができる。
配線層(401、402、403)は、それぞれ当該層の設計デザインに応じて様々な機能を行う。
例えば、グランドパターン、パワーパターン、信号パターンなどを含む。
ここで、信号パターンは、グランドパターン、パワーパターンなどを除く各種の信号、例えば、データ信号などを含む。
これらのパターンは、それぞれライン(line)パターン、プレーン(Plane)パターン、及び/又はパッド(Pad)パターンを含み得る。
複数のビア(301、302、303)の材料としては、銅(Cu)、アルミニウム(Al)、銀(Ag)、錫(Sn)、金(Au)、ニッケル(Ni)、鉛(Pb)、チタン(Ti)、又はこれらの合金などの金属物質を用いることができる。
複数のビア(301、302、303)は、それぞれ無電解めっき層(又は化学銅)と電解めっき層(又は電気銅)とを含み得るが、これらに限定されるものではない。
無電解めっき層として、化学銅の代わりにスパッタ層が形成されてもよい。
ビルドアップビア(301、303)は、当該層の設計デザインに応じて、様々な機能を行う。
例えば、グランドビア、パワービア、信号ビアなどを含む。
ここで、信号ビアは、グランドビア、パワービアなどを除く各種の信号、例えば、データ信号などを伝達するためのビアを含む。
複数のビア(301、302、303)は、それぞれ無電解めっき層(又は化学銅)と電解めっき層(又は電気銅)とを含み得るが、これらに限定されるものではない。
無電解めっき層として、化学銅の代わりにスパッタ層が形成されてもよい。
ビルドアップビア(301、303)は、当該層の設計デザインに応じて、様々な機能を行う。
例えば、グランドビア、パワービア、信号ビアなどを含む。
ここで、信号ビアは、グランドビア、パワービアなどを除く各種の信号、例えば、データ信号などを伝達するためのビアを含む。
本発明の一実施形態によるプリント回路基板1がコア絶縁層を含む場合、コアビアを含み、コアビアは、コア絶縁層を貫通する貫通ビアを含む。
貫通ビアは、貫通孔の壁面に形成された金属層と、金属層を充填するプラグとを含む。
金属層は、銅(Cu)、アルミニウム(Al)、銀(Ag)、錫(Sn)、金(Au)、ニッケル(Ni)、鉛(Pb)、チタン(Ti)、又はこれらの合金などの金属物質を含み得る。
プラグは、絶縁材質のインクを含む。
金属層は、無電解めっき層(又は化学銅)と電解めっき層(又は電気銅)とを含み得るが、これらに限定されるものではない。
無電解めっき層として、化学銅の代わりにスパッタ層が形成されてもよい。
コアビアは、設計デザインに応じて、様々な機能を行う。
例えば、グランドビア、パワービア、信号ビアなどを含む。
ここで、信号ビアは、グランドビア、パワービアなどを除く各種の信号、例えば、データ信号などを伝達するためのビアを含む。
貫通ビアは、貫通孔の壁面に形成された金属層と、金属層を充填するプラグとを含む。
金属層は、銅(Cu)、アルミニウム(Al)、銀(Ag)、錫(Sn)、金(Au)、ニッケル(Ni)、鉛(Pb)、チタン(Ti)、又はこれらの合金などの金属物質を含み得る。
プラグは、絶縁材質のインクを含む。
金属層は、無電解めっき層(又は化学銅)と電解めっき層(又は電気銅)とを含み得るが、これらに限定されるものではない。
無電解めっき層として、化学銅の代わりにスパッタ層が形成されてもよい。
コアビアは、設計デザインに応じて、様々な機能を行う。
例えば、グランドビア、パワービア、信号ビアなどを含む。
ここで、信号ビアは、グランドビア、パワービアなどを除く各種の信号、例えば、データ信号などを伝達するためのビアを含む。
図2は、図1のプリント回路基板のA部分を拡大して示す概略的な断面図である。
図2を参照すると、表面処理層250は、第2パッド200と接するニッケル(Ni)を含む第1金属層251、及び第1金属層251と接して金(Au)を含む第2金属層252を含む。
第1金属層251は、絶縁層10の第2パッド200と電気的接続が可能な金属層であれば、特に制限されない。
また、第2金属層252は、パッケージの形成時に、第2パッド200が半導体チップと電気的に接続されるのに有利であるように、金(Au)でめっきして形成された金属層であり得るが、これに限定されない。
図2を参照すると、表面処理層250は、第2パッド200と接するニッケル(Ni)を含む第1金属層251、及び第1金属層251と接して金(Au)を含む第2金属層252を含む。
第1金属層251は、絶縁層10の第2パッド200と電気的接続が可能な金属層であれば、特に制限されない。
また、第2金属層252は、パッケージの形成時に、第2パッド200が半導体チップと電気的に接続されるのに有利であるように、金(Au)でめっきして形成された金属層であり得るが、これに限定されない。
図3は、本発明の一実施形態によるプリント回路基板と半導体チップとが結合してなるプリント回路基板を概略的に示す断面図である。
図3を参照すると、本発明の一実施形態によるプリント回路基板5は、第1半導体チップ2及び第2半導体チップ3と電気的に接続されている。
具体的には、第1パッド100は、第1半導体チップ2と半田を介してフリップチップ方式で接続結されており、第2パッド200は、第2半導体チップ3とワイヤを介してワイヤボンディング方式で接続されているが、これに限定されるものではない。
図3を参照すると、本発明の一実施形態によるプリント回路基板5は、第1半導体チップ2及び第2半導体チップ3と電気的に接続されている。
具体的には、第1パッド100は、第1半導体チップ2と半田を介してフリップチップ方式で接続結されており、第2パッド200は、第2半導体チップ3とワイヤを介してワイヤボンディング方式で接続されているが、これに限定されるものではない。
半導体チップ(2、3)は、数百~数百万個以上の素子が一つのチップ内に集積化された集積回路(Integrated Circuit:IC)ダイ(Die)を含む。
このとき、集積回路は、例えば、セントラルプロセッサ(例えば、CPU)、グラフィックプロセッサ(例えば、GPU)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)、デジタル信号プロセッサ、暗号化プロセッサ、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、アプリケーションプロセッサ(例えば、AP)、アナログ-デジタルコンバータ、ASIC(application-specific IC)などのロジックチップであってもよいが、これらに限定されるものではなく、揮発性メモリ(例えば、DRAM)、不揮発性メモリ(例えば、ROM)、フラッシュメモリ、HBM(High Bandwidth Memory)などのメモリチップ、又はPMIC(Power Management IC)のような他の種類であってもよいことは言うまでもない。
このとき、集積回路は、例えば、セントラルプロセッサ(例えば、CPU)、グラフィックプロセッサ(例えば、GPU)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)、デジタル信号プロセッサ、暗号化プロセッサ、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、アプリケーションプロセッサ(例えば、AP)、アナログ-デジタルコンバータ、ASIC(application-specific IC)などのロジックチップであってもよいが、これらに限定されるものではなく、揮発性メモリ(例えば、DRAM)、不揮発性メモリ(例えば、ROM)、フラッシュメモリ、HBM(High Bandwidth Memory)などのメモリチップ、又はPMIC(Power Management IC)のような他の種類であってもよいことは言うまでもない。
半導体チップ(2、3)は、アクティブウエハに基づいて形成されたものであり得、この場合、それぞれの本体をなす母材としては、シリコン(Si)、ゲルマニウム(Ge)、ガリウムヒ素(GaAs)などを使用してもよい。
本体には様々な回路が形成され得る。
それぞれの本体には接続パッドが形成され得、接続パッドは、アルミニウム(Al)、銅(Cu)などの導電性物質を含む。
半導体チップ(2、3)は、ベアダイ(bare die)であってもよく、この場合、接続パッド上には金属バンプが配置される。
半導体チップ(2、3)は、パッケージダイ(packaged die)であってもよく、この場合、接続パッド上にさらに再配線層が形成され、再配線層上に金属バンプが配置され得る。
本体には様々な回路が形成され得る。
それぞれの本体には接続パッドが形成され得、接続パッドは、アルミニウム(Al)、銅(Cu)などの導電性物質を含む。
半導体チップ(2、3)は、ベアダイ(bare die)であってもよく、この場合、接続パッド上には金属バンプが配置される。
半導体チップ(2、3)は、パッケージダイ(packaged die)であってもよく、この場合、接続パッド上にさらに再配線層が形成され、再配線層上に金属バンプが配置され得る。
半田は、半導体チップ2をプリント回路基板5に実装させる。
半田は、低融点の金属、例えば、錫(Sn)-アルミニウム(Al)-銅(Cu)などで形成され、バンプ又はボール型であり得る。
但し、これは一例に過ぎず、半導体チップ2が必ずしも半田を介して実装される必要はない。
半田は、低融点の金属、例えば、錫(Sn)-アルミニウム(Al)-銅(Cu)などで形成され、バンプ又はボール型であり得る。
但し、これは一例に過ぎず、半導体チップ2が必ずしも半田を介して実装される必要はない。
尚、本発明は、上述の実施形態に限られるものではない。本発明の技術的範囲から逸脱しない範囲内で多様に変更実施することが可能である。
1、5 プリント回路基板
2、3 半導体チップ
10、30 (第1、第3)絶縁層
20 (コア)絶縁層
40、50 (第1、第2)半田レジスト層
41、42 (第1、第2)開口
100、200 (第1、第2)パッド
250 表面処理層
251、252 (第1、第2)金属層
301、302、303 ビア
401、402、403 配線層
F 第1接続領域
W 第2接続領域
2、3 半導体チップ
10、30 (第1、第3)絶縁層
20 (コア)絶縁層
40、50 (第1、第2)半田レジスト層
41、42 (第1、第2)開口
100、200 (第1、第2)パッド
250 表面処理層
251、252 (第1、第2)金属層
301、302、303 ビア
401、402、403 配線層
F 第1接続領域
W 第2接続領域
Claims (16)
- 絶縁層と、
前記絶縁層の上面にそれぞれ配置される第1パッド及び第2パッドと、
前記絶縁層の上面に配置され、前記第1及び第2パッドのそれぞれの少なくとも一部を露出させる第1開口及び第2開口を有する半田レジスト層と、を有し、
前記半田レジスト層は、前記第1パッドの側面と接触し、
前記半田レジスト層は、前記第2パッドと接触しないことを特徴とするプリント回路基板。 - 前記第1パッド及び第2パッドは、前記絶縁層の上面に突出することを特徴とする請求項1に記載のプリント回路基板。
- 前記半田レジスト層は、前記第1パッドの上面の少なくとも一部を覆い、
前記第1開口は、前記第1パッドの上面の少なくとも一部を露出させることを特徴とする請求項2に記載のプリント回路基板。 - 前記第2開口は、前記第2パッドの上面及び側面を露出させることを特徴とする請求項2に記載のプリント回路基板。
- 前記第2開口は、前記絶縁層の上面の少なくとも一部を露出させることを特徴とする請求項4に記載のプリント回路基板。
- 前記第1パッドの上面は、第2パッドの上面より上部に位置することを特徴とする請求項2に記載のプリント回路基板。
- 前記第2パッドの上面及び側面を覆う表面処理層をさらに有することを特徴とする請求項1に記載のプリント回路基板。
- 前記表面処理層は、前記第2パッドと接するニッケル(Ni)を含む第1金属層と、前記第1金属層と接して金(Au)を含む第2金属層と、を含むことを特徴とする請求項7に記載のプリント回路基板。
- 前記第1開口上に配置され、前記第1パッドとフリップチップボンディングされる第1半導体チップと、
前記半田レジスト層の上面に配置され、前記第2パッドとワイヤボンディングされる第2半導体チップと、をさらに有することを特徴とする請求項1に記載のプリント回路基板。 - 絶縁層と、
前記絶縁層の上面の第1接続領域上に配置される複数の第1パッドと、
前記絶縁層の上面の第2接続領域上に配置される複数の第2パッドと、を有し、
前記複数の第1パッドのそれぞれの厚さは、前記複数の第2パッドのそれぞれの厚さより厚いことを特徴とするプリント回路基板。 - 前記複数の第1パッドは、互いに実質的に厚さが同一であり、
前記複数の第2パッドは、互いに実質的に厚さが同一であることを特徴とする請求項10に記載のプリント回路基板。 - 前記複数の第1パッド及び前記複数の第2パッド間の間隔の内の最も小さいものは、前記複数の第1パッド間の間隔の内の最も小さいもの、及び前記複数の第2パッド間の間隔の内の最も小さいものより大きいことを特徴とする請求項10に記載のプリント回路基板。
- 前記絶縁層の上面上に配置される半田レジスト層をさらに有し、
前記半田レジスト層は、前記複数の第1パッドのそれぞれの少なくとも一部を露出させる複数の第1開口を有することを特徴とする請求項10に記載のプリント回路基板。 - 前記複数の第1パッドの間には、前記半田レジスト層の一部が介在することを特徴とする請求項13に記載のプリント回路基板。
- 前記半田レジスト層は、第2開口をさらに有し、
前記第2開口は、前記複数の第2パッドの内の少なくとも2つ以上の前記第2パッドの側面及び上面を露出させることを特徴とする請求項13に記載のプリント回路基板。 - 前記第1接続領域上に配置され、前記複数の第1パッドとフリップチップボンディングされる第1半導体チップと、
前記半田レジスト層の上面上に配置され、前記複数の第2パッドとワイヤボンディングされる第2半導体チップと、をさらに有することを特徴とする請求項13に記載のプリント回路基板。
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