JP3736046B2 - Semiconductor device substrate and manufacturing method thereof - Google Patents

Semiconductor device substrate and manufacturing method thereof Download PDF

Info

Publication number
JP3736046B2
JP3736046B2 JP16282197A JP16282197A JP3736046B2 JP 3736046 B2 JP3736046 B2 JP 3736046B2 JP 16282197 A JP16282197 A JP 16282197A JP 16282197 A JP16282197 A JP 16282197A JP 3736046 B2 JP3736046 B2 JP 3736046B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wiring layer
wiring
semiconductor device
layer
insulating layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP16282197A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH1117332A (en
Inventor
俊雄 大房
俊明 石井
哲郎 望月
高士 中村
Original Assignee
株式会社トッパンNecサーキットソリューションズ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社トッパンNecサーキットソリューションズ filed Critical 株式会社トッパンNecサーキットソリューションズ
Priority to JP16282197A priority Critical patent/JP3736046B2/en
Publication of JPH1117332A publication Critical patent/JPH1117332A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3736046B2 publication Critical patent/JP3736046B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)
  • Manufacturing Of Printed Wiring (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ビルドアップ法を用いた高密度な配線が可能な半導体装置用基板及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、パーソナルコンピューター等に代表されるように、電子機器に小型化、薄型化が求められている。そのため、内部のプリント配線板にも、小型化、薄型化が求められ、それを実現するために、配線パターンの幅は細く、間隙は小さく、配線層の多層化、配線層間を接続するバイアの小径化という、いわゆる高密度配線が求められている。
また、薄型化に伴う薄い絶縁層、薄い配線層を形成するために、薄い絶縁基板や薄い銅箔を用いると、材料コストが上昇する。
これらの問題を解決したプリント配線板として、ビルドアップ法を用いたプリント配線板が知られている。この方法は絶縁性基板上に配線パターンを形成し、その上に絶縁層を形成し、さらにその上に配線パターンを形成し、さらに絶縁層を形成するという工程を繰り返すことにより、多層プリント配線板を形成するというものである。
【0003】
このプリント配線板は、リードフレーム上に半導体チップを搭載し、樹脂封止して得られるICパッケージや、抵抗部品、コンデンサ部品等の電子部品を搭載するという、親基板としての用いられ方ばかりでなく、単数、もしくは複数の半導体チップを直接搭載し、ボール・グリッド・アレー(BGA)やピン・グリッド・アレー(PGA)等の形態で、半導体装置として親基板に搭載される半導体装置用基板としても用いられている。これらの半導体装置はマルチチップモジュール(MCM)、シングルチップモジュール(SCM)とも呼ばれている。
ビルドアップ法を用いたプリント配線板の例を、図4に従って説明する。まず図4(a)のように、ガラスエポキシ基板等のリジッドな材料からなる絶縁基板(第一絶縁層)51上に第一配線層52を形成する。この場合、両面銅張ガラスエポキシ基板を用いて、エッチングにより配線パターンを形成するという方法が簡易でよい。続いて、図4(b)のように、感光性エポキシ樹脂を塗布し、第二絶縁層53を形成し、バイアホールを形成する部分54の感光性エポキシ樹脂を露光、現像して取り除く。このように露光、現像工程でバイアホールを形成することにより、微細なバイアホールを得ることができる。
【0004】
なお、絶縁層の形成にあたっては樹脂を塗布するという方法が、均一な厚さで簡易に絶縁層を形成できるという点からみて好ましく、塗布方法としてはスクリーン印刷法、カーテンコート法やスピンコート法が適用されている。絶縁層の材料としては他にポリイミド樹脂、アクリル樹脂等が用いられる。なお、上述のように感光性樹脂を用い、露光、現像工程でバイアホールを形成する方法ではなく、炭酸ガスレーザーや、YAGレーザー、エキシマレーザー等のレーザーを用いて、絶縁樹脂にバイアホールを形成する方法を採用してもよい。この場合、絶縁樹脂は感光性材料である必要はない。そして、図4(c)のように、第二絶縁層53上に無電解めっき、電解めっきによって銅箔を形成し、バイア55を設け、形成された銅箔をエッチングすることにより第二配線層56を形成する。この際、無電解めっきは、絶縁層上に導電性を付与し、電解めっきが可能となるようにするために行うものである。なお、配線パターン形成には、サブトラクティブ法及びアディティブ法のいずれもが適用できる。
【0005】
次に、図4(d)に示すように、第三絶縁層57を全面に形成し、バイアホール部を露光現像する。形成の方法は、図4(b)の工程で用いた方法と同様でよい。さらに、ドリルを用いてスルーホール用の貫通孔58を形成する。そして、図4(c)と同様の工程でめっきを行い、バイア59及びスルーホール60を形成する(図4(e))。この場合、スルーホール60は配線パターンの高密度形成の障害とならないように、なるべく孔径が小さいほうが好ましい。
続いて、エッチングにより第三配線層61を形成する。この際に表層配線層を形成した側と反対の面の銅箔も同時にエッチングして、電源層のパターン62とする。そして、第三配線層61、電源層のパターン62を保護するソルダーレジスト63を設けて、プリント配線板が完成する(図4(f))。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、図4(c)のバイア55付近を拡大した図が、図3である。第一配線層のバイア用ランド41上の絶縁樹脂が除去されて第二絶縁層53が形成され、めっき等により銅層が形成される。この銅層はエッチングされ、第二配線層56となる。
ところが、配線の高密度化のため、バイアの径が小さくなると、バイア用ランド41と、その上に形成した第二配線層56との間の部位42で、即ち図3の破線部分で、剥離が生じやすいという問題があった。
【0007】
これは、第一配線層と第二配線層の間の樹脂が熱履歴等によって膨張し、第一配線層の上面と、第二配線層のバイアの下面との間に、引き剥がす力が加わるためと考えられる。このように引き剥がす力が加わると、剥離が生ずる。この現象はバイアが小径化し、その底部の面積が小さくなるにつれ、さらに生じやすくなる。
また、めっきによってバイアを形成する場合には、めっきの際にめっき液が均一にいきわたりやすくするために、バイアの形状を上方に向かって除々に広がった形状、即ちテーパー状にすることが好ましい。テーパー状にすることによって、めっき液がいきわたりにくい、上述の部位42の部分にもめっき液がいきわたり、接続の信頼性が向上する。ところが、このようなテーパー状にすると、上述のように、第一配線層の上面と、第二配線層のバイアの下面との間に、引き剥がす力が加わった場合に、第一配線層の上面と、第二配線層のバイアの下面の間に、剥離が生じやすくなる。
【0008】
本発明は、上記課題を解決し、ビルドアップ法を用いたプリント配線板において、バイアが小径化し、第一配線層と、バイアの接続面積が小さくなった場合でも、バイア底部での剥離が生じ難く、従って接続信頼性の高いプリント配線板及びその製造方法を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項1に係る発明では、第一絶縁層上にフォトエッチング法で形成された、配線パターンと第二配線層と接続されるバイア用ランドとを有する第一配線層と、第一配線層上に液状樹脂を硬化させて形成される第二絶縁層と、第二絶縁層上に形成される第二配線層と、第二絶縁層を貫通し、前記第一配線層と第二配線層を接続するバイアを有する、半導体チップを直接搭載し半導体装置とする、半導体装置用基板において、前記第一配線層の、第二配線層と接続されるバイア用ランドを除く配線パターンにはレジストを残存した状態で、前記バイア用ランドだけに、平均深さが3μm以上の凹凸形成ていることを特徴としている。
【0010】
このような手段において、凹部が3μm以下であると、その後の処理、例えば第二配線層をめっき等で形成する際の前工程のソフトエッチング等の処理で、凹部が平滑化されてしまう。そのため、凹部は3μm以上、好ましくは5μm以上とすることにより、十分な効果を得ることが可能となる。また、従来から行われていた、酸化処理、さらには酸化処理後の還元処理等によって、微細な凹凸を表面に形成するような処理も、上述のように、第二配線層を形成する前に平滑化されてしまい、バイアの接続信頼性は向上しなかった。また、バフ研磨等の方法も提案されているが、3μm以上というような大きな凹部を形成しようとすると、研磨工程で、配線パターンが剥離してしまうというような問題が生じていた。さらに、ランド部だけに凹部を形成するのが難しく、配線パターン部にも凹部が形成されてしまい、配線パターンのエッジ部が欠けてしまい、電気的特性が低下するという問題もあった。
【0011】
請求項2に係る発明は、請求項1記載の発明を技術的に限定したものである。即ち、請求項2に係る発明は、請求項1記載の発明において、前記バイアが、めっきにより形成されていることを特徴とするものである。
【0012】
また、請求項3に係る発明は、
第一絶縁層上にフォトエッチング法にて、配線パターンと第二配線層と接続されるバイア用ランドとを有する第一配線層を形成する工程と、第一配線層上に液状樹脂を硬化させることにより、バイア部が除去された第二絶縁層を形成する工程と、第二絶縁層上に形成される第二配線層及び第二配線層と第一配線層を接続するバイアを形成する工程と、を含む半導体チップを直接搭載し半導体装置とする、半導体装置用基板の製造方法において、前記バイア形成工程より前に、第二配線層と接続されるバイア用ランドを除く配線パターンにはレジストを残存した状態で第一配線層上面の、前記バイアと接続される部分だけに、中心線平均粗さが3μm以上の凹凸を形成する工程を行うことを特徴とするものである。
【0013】
請求項4に係る発明は、請求項3記載の発明を技術的に限定したものである。即ち、請求項4に係る発明は、請求項3記載の発明において、前記第二絶縁層上に形成される第二配線層及び第二配線層と第一配線層を接続するバイアを形成する工程を、めっきにより行うことを特徴とするものである。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を例に基づき説明する。
【0015】
[実施例1]
本発明の第一の実施例を図1に従って説明する。図1はバイア部分の拡大説明図である。まず、ガラスーエポキシからなる絶縁基板(第一絶縁層に相当)に、厚さ18μmの銅箔が貼着された材料を用意し、レジスト(商品名:AZ−1300 ヘキストジャパン社製)を塗布し、仮乾燥を行った。
所望のパターンを有するマスクを用意し、露光、現像することによって、銅箔を残存させたい部分のレジストを残存させた。この際、バイア用ランド上に露光されて硬化し、残存したレジストの大きさは、200μmφであったが、露光用マスクのランド部分内に、15μmφの大きさの黒丸を多数形成しておくことにより、その部分のレジストを除去した。このように、レジストに小さい穴をあけておくことにより、エッチングした際に適度にエッチング液が入りこみ、凹部が形成される。穴の大きさを、マスクのパターンを変更することにより制御することにより、所望の深さの凹部を得ることができる。また、凹部の数は、あまり多すぎると隣接する凹部同士が結合し、平坦化してしまい、少なすぎると、凹部を形成する目的を達することができないため、平坦化することがないように、多数設けることが望ましい。さらに、形状も丸でなく、長方形や楕円型等、特に限定はされない。
【0016】
そして、塩化第二鉄を用いて、エッチングを行い、レジストから露出している銅箔を除去した。バイア用ランドは200μmφで形成され、ランド内には、凹部がエッチングにより形成された。このようにして第一配線層を形成した。この状態が図1(a)である。第一絶縁層10上にバイア用ランド11が形成され、バイア用ランドの表面には、凹部12が形成されている。また、この状態の上面図が図2である。バイア用ランド11上に凹部12が多数形成されている。
この時点で、レーザー膜厚計(機種名:C6595レーザー膜厚計 浜松ホトニクス(株)製)を用いてバイア用ランド11上に形成した凹部12の深さを測定したところ、平均の深さは約7.5μmであった。
次に、絶縁樹脂(商品名:プロビコート5000 日本ペイント(株)製)を塗布し、露光、現像することにより、穴径120μmのバイア用の穴13を有する、厚さ20μmの第二絶縁層14を得た(図1(b))。
【0017】
絶縁層上に無電解めっき、電解めっきを行い、厚さ15μmの銅層を形成し、バイアを形成した。この後同様に、エッチングにより第二配線層15を形成し、あわせてバイア16を形成した(図1(c))。
さらに、上述と同様の工程により、第二絶縁層を形成し、さらに第三配線層を形成した。さらに、ソルダーレジストを形成し、第三配線層を保護した。
このようにして得られた半導体装置用基板に対し、温度サイクル試験を実施した。即ち、125℃(30分保持)→−65℃(30分保持)を1サイクルとする温度サイクル試験を、100サイクル行い、この100サイクルを10回繰り返した。そして100サイクル毎に、両端の測定端子間の導通試験を行った。その結果、導通の不良は見られなかった。また、バイアの断面観察でも剥離は認められなかった。
【0018】
この導通試験について、さらに詳しく述べる。上述の半導体装置用基板の製造時に、導通試験用パターンを併せて形成した。導通試験用パターンは、第三配線層に、導通試験時の一端となる、測定端子が形成され、第三配線層の配線パターンで、第三配線層と第二配線層を接続するバイアに接続され、第二配線層の配線パターンに接続され、再び第三配線層と第二配線層を接続する、他のバイアに接続され、第三配線層の配線パターンに接続される、という接続を繰り返し、1000個のバイアを経由した後に、第三配線層に形成された、導通試験時の他端となる測定端子に接続されている。即ち、両端の測定端子間に、1000個のバイアによって、第二配線層、第三配線層を交互に配線された配線パターンが形成されているという状態である。なお、バイアのランド径、穴径等の条件は上述の通りで形成されることは言うまでもない。
【0019】
そして、10枚の半導体装置用基板を作成し、上述のように温度サイクル試験を行ったが、100サイクル毎の導通試験においても、1000サイクル後の導通試験においても、いずれも導通不良は見られなかった。
なお、本実施例では、エッチングによりランド内に凹部を形成するという方法によっているが、この方法に限定はされない。レーザー加工や、サンドブラスト等の方法も可能である。また、凹部を形成するということではなく、むらのあるめっきを行うことにより、凸部を形成し、結果的に凹部分の深さが3μm以上となるという方法によってもよい。
また、第一配線層のバイア用ランド上に凹部を形成する方法を例として説明しているが、凹部は、第二配線層にも、あるいはさらに多層化される場合には第三配線層以降の最上層以外の配線層にも形成してもよいことはいうまでもない。
【0020】
また、出発材料として、ガラスーエポキシからなる絶縁基板に、厚さ18μmの銅箔が貼着された材料を用いたが、これは、既に内部に配線パターンが形成された多層配線板を用いてもよい。
また、絶縁基板の片面にビルドアップ層を形成した場合について説明したが、両面にビルドアップ層を形成するような半導体装置用基板にももちろ適用可能である。
【0021】
[実施例2]
バイア用ランド内で、除去するレジストの大きさを、実施例1の15μmφに対して、7μmφで行い、また、その形成する部位をバイア用穴の径である120μmφのエリアにのみ形成した点を除いては、実施例1と同様に半導体装置用基板を作成した。
実施例1と同様の時点で、レーザー膜厚計(機種名:C6595レーザー膜厚計 浜松ホトニクス(株)製)を用いてバイア用ランド上に形成した凹部の深さを測定したところ、平均の深さは約3.1μmであった。
実施例1と同様に、10枚の半導体装置用基板を作成し、温度サイクル試験を実施し、導通試験を行ったが、100サイクル毎の導通試験においても、1000サイクル後の導通試験においても、いずれも導通不良は見られなかった。
バイアの断面観察でも剥離は認められなかった。
【0022】
[実施例3]
バイア用ランド内で、除去するレジストの大きさを、実施例2の7μmφに対して、20μmφで行った点を除いては、実施例2と同様に半導体装置用基板を作成した。
実施例2と同様の時点で、レーザー膜厚計(機種名:C6595レーザー膜厚計 浜松ホトニクス(株)製)を用いてバイア用ランド上に形成した凹部の深さを測定したところ、平均の深さは約10μmであった。
実施例1と同様に、10枚の半導体装置用基板を作成し、温度サイクル試験を実施し、導通試験を行ったが、100サイクル毎の導通試験においても、1000サイクル後の導通試験においても、いずれも導通不良は見られなかった。
バイアの断面観察でも剥離は認められなかった。
【0023】
[比較例]
バイア用ランド内に、レジストを残存させず、従って、バイア用ランド上に凹部が形成されなかった点を除いては、実施例1と同様に半導体装置用基板を作成した。
実施例1と同様に、10枚の半導体装置用基板を作成し、温度サイクル試験を実施し、導通試験を行ったが、100サイクル後の導通試験で、2枚の半導体装置用基板の導通が不良となり、500サイクル後の導通試験において、10枚の半導体装置用基板全てが、導通不良となった。
500サイクル終了後の時点で、バイアの断面観察を行ったところ、第一配線層の上面と、第二配線層のバイアの下面との間が完全に剥離しているバイアが観察された。
【0024】
【発明の効果】
本発明によれば、第一配線層の配線パターンにはレジストを残存した状態で、第二配線層と接続されるバイア用ランドだけに、平均深さが3μm以上の凹凸が形成されているため、第二配線層との接続部の強度が増し、従ってバイアが小径化した場合でも、バイア底部での剥離が生じ難く、接続信頼性の高いプリント配線板、及びその製造方法を得ることができる。
【0025】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1に係る半導体装置用基板の断面図
【図2】図1(a)の上面図
【図3】従来技術に係る半導体装置用基板のバイア付近の拡大説明図
【図4】従来技術に係る半導体装置用基板の説明図
【符号の説明】
10 第一絶縁層
11 バイア用ランド
12 凹部
13 バイア用の穴
14 第二絶縁層
15 第二配線層
16 バイア
41 バイア用ランド
51 第一絶縁層
52 第一配線層
53 第二絶縁層
55 バイア
56 第二配線層
57 第三絶縁層
58 貫通孔
59 バイア
60 スルーホール
61 第三配線層
63 ソルダーレジスト
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a semiconductor device substrate capable of high-density wiring using a build-up method and a method for manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
In recent years, as represented by personal computers and the like, electronic devices are required to be smaller and thinner. For this reason, internal printed wiring boards are also required to be reduced in size and thickness. To achieve this, the width of the wiring pattern is narrow, the gap is small, the wiring layers are multi-layered, and the vias connecting the wiring layers are connected. There is a demand for so-called high-density wiring that is reduced in diameter.
In addition, when a thin insulating substrate or a thin copper foil is used to form a thin insulating layer and a thin wiring layer accompanying the reduction in thickness, the material cost increases.
A printed wiring board using a build-up method is known as a printed wiring board that solves these problems. In this method, a multilayer printed wiring board is formed by repeating a process of forming a wiring pattern on an insulating substrate, forming an insulating layer thereon, further forming a wiring pattern thereon, and further forming an insulating layer. Is to form.
[0003]
This printed wiring board is only used as a parent board, in which an IC package obtained by mounting a semiconductor chip on a lead frame and resin-sealing, and mounting electronic components such as resistance components and capacitor components. As a semiconductor device substrate mounted on a parent substrate as a semiconductor device in which a single or a plurality of semiconductor chips are mounted directly and in the form of a ball grid array (BGA), a pin grid array (PGA), etc. Are also used. These semiconductor devices are also called multi-chip modules (MCM) and single-chip modules (SCM).
An example of a printed wiring board using the build-up method will be described with reference to FIG. First, as shown in FIG. 4A, a first wiring layer 52 is formed on an insulating substrate (first insulating layer) 51 made of a rigid material such as a glass epoxy substrate. In this case, a method of forming a wiring pattern by etching using a double-sided copper-clad glass epoxy substrate may be simple. Subsequently, as shown in FIG. 4B, a photosensitive epoxy resin is applied, the second insulating layer 53 is formed, and the photosensitive epoxy resin in the portion 54 where the via hole is formed is removed by exposure and development. Thus, a fine via hole can be obtained by forming a via hole in the exposure and development steps.
[0004]
In forming the insulating layer, a method of applying a resin is preferable from the viewpoint that the insulating layer can be easily formed with a uniform thickness. Examples of the application method include screen printing, curtain coating, and spin coating. Has been applied. Other materials for the insulating layer include polyimide resin and acrylic resin. Note that via holes are formed in the insulating resin using a laser such as a carbon dioxide laser, YAG laser, or excimer laser instead of using a photosensitive resin as described above to form via holes in the exposure and development processes. You may adopt the method of doing. In this case, the insulating resin does not need to be a photosensitive material. Then, as shown in FIG. 4C, a second wiring layer is formed by forming a copper foil on the second insulating layer 53 by electroless plating and electrolytic plating, providing a via 55, and etching the formed copper foil. 56 is formed. At this time, the electroless plating is performed in order to impart conductivity to the insulating layer so that the electrolytic plating can be performed. Note that both the subtractive method and the additive method can be applied to the formation of the wiring pattern.
[0005]
Next, as shown in FIG. 4D, a third insulating layer 57 is formed on the entire surface, and the via hole portion is exposed and developed. The formation method may be the same as the method used in the step of FIG. Further, a through hole 58 for a through hole is formed using a drill. Then, plating is performed in the same process as in FIG. 4C to form the via 59 and the through hole 60 (FIG. 4E). In this case, it is preferable that the hole diameter of the through hole 60 is as small as possible so as not to hinder high density formation of the wiring pattern.
Subsequently, the third wiring layer 61 is formed by etching. At this time, the copper foil on the surface opposite to the side on which the surface wiring layer is formed is simultaneously etched to form a power supply layer pattern 62. And the soldering resist 63 which protects the pattern 62 of the 3rd wiring layer 61 and a power supply layer is provided, and a printed wiring board is completed (FIG.4 (f)).
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
Here, FIG. 3 is an enlarged view of the vicinity of the via 55 in FIG. The insulating resin on the via land 41 of the first wiring layer is removed to form the second insulating layer 53, and a copper layer is formed by plating or the like. This copper layer is etched to form the second wiring layer 56.
However, if the via diameter is reduced due to the high density of the wiring, the peeling occurs at the portion 42 between the via land 41 and the second wiring layer 56 formed thereon, that is, at the broken line portion in FIG. There was a problem that was likely to occur.
[0007]
This is because the resin between the first wiring layer and the second wiring layer expands due to thermal history or the like, and a peeling force is applied between the upper surface of the first wiring layer and the lower surface of the via of the second wiring layer. This is probably because of this. When such a peeling force is applied, peeling occurs. This phenomenon is more likely to occur as the via diameter is reduced and the bottom area is reduced.
Further, when vias are formed by plating, it is preferable that the vias have a shape that gradually spreads upward, that is, a tapered shape, in order to facilitate uniform distribution of the plating solution during plating. By using the taper shape, the plating solution is difficult to flow around, and the plating solution is also spread over the portion 42 described above, and the connection reliability is improved. However, with such a tapered shape, as described above, when a peeling force is applied between the upper surface of the first wiring layer and the lower surface of the via of the second wiring layer, the first wiring layer Peeling tends to occur between the upper surface and the lower surface of the via of the second wiring layer.
[0008]
In the printed wiring board using the build-up method, the present invention solves the above problems, and even when the via is reduced in diameter and the connection area between the first wiring layer and the via is reduced, peeling occurs at the bottom of the via. Therefore, it is difficult to provide a printed wiring board having high connection reliability and a manufacturing method thereof.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, in the invention according to claim 1, a first wiring layer having a wiring pattern and a via land connected to the second wiring layer formed on the first insulating layer by a photoetching method. A second insulating layer formed by curing a liquid resin on the first wiring layer, a second wiring layer formed on the second insulating layer, and penetrating through the second insulating layer, the first wiring In a semiconductor device substrate having a via for connecting a layer and a second wiring layer and directly mounting a semiconductor chip, a via land connected to the second wiring layer of the first wiring layer is excluded. The wiring pattern is characterized in that unevenness having an average depth of 3 μm or more is formed only in the via land with the resist remaining .
[0010]
In such a means, when the recess is 3 μm or less, the recess is smoothed by subsequent processing, for example, soft etching or the like in the previous step when the second wiring layer is formed by plating or the like. Therefore, a sufficient effect can be obtained by setting the recesses to 3 μm or more, preferably 5 μm or more. In addition, a process for forming fine irregularities on the surface by an oxidation process or a reduction process after the oxidation process, which has been conventionally performed, is performed before the second wiring layer is formed as described above. As a result, the connection reliability of the via was not improved. Also, a method such as buffing has been proposed, but if a large concave portion of 3 μm or more is to be formed, there has been a problem that the wiring pattern is peeled off in the polishing step. Further, it is difficult to form a recess only in the land portion, and a recess is also formed in the wiring pattern portion, and the edge portion of the wiring pattern is lost, resulting in a problem that the electrical characteristics are deteriorated.
[0011]
The invention according to claim 2 technically limits the invention according to claim 1. That is, the invention according to claim 2 is the invention according to claim 1, wherein the via is formed by plating.
[0012]
The invention according to claim 3
A step of forming a first wiring layer having a wiring pattern and a via land connected to the second wiring layer by photoetching on the first insulating layer , and a liquid resin is cured on the first wiring layer Forming the second insulating layer from which the via portion has been removed, and forming the second wiring layer formed on the second insulating layer and the via connecting the second wiring layer and the first wiring layer. In the method for manufacturing a substrate for a semiconductor device, in which a semiconductor chip is directly mounted to form a semiconductor device, the wiring pattern excluding the via land connected to the second wiring layer before the via formation step A step of forming unevenness having a center line average roughness of 3 μm or more is performed only on a portion of the upper surface of the first wiring layer connected to the via with the resist remaining .
[0013]
The invention according to claim 4 technically limits the invention according to claim 3. That is, the invention according to claim 4 is the process according to claim 3, wherein the second wiring layer formed on the second insulating layer and the via connecting the second wiring layer and the first wiring layer are formed. Is performed by plating.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described based on examples.
[0015]
[Example 1]
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is an enlarged explanatory view of a via portion. First, a material in which a copper foil with a thickness of 18 μm is attached to an insulating substrate made of glass-epoxy (corresponding to the first insulating layer) is prepared, and a resist (trade name: manufactured by AZ-1300 Hoechst Japan) is applied. Then, temporary drying was performed.
A mask having a desired pattern was prepared, exposed, and developed to leave a portion of the resist where the copper foil was to remain. At this time, the size of the resist that was exposed and cured on the via land was 200 μmφ, but many black circles with a size of 15 μmφ should be formed in the land portion of the exposure mask. Thus, the resist of the portion was removed. Thus, by making a small hole in the resist, the etching solution enters appropriately when etching, and a recess is formed. By controlling the size of the hole by changing the pattern of the mask, a recess having a desired depth can be obtained. In addition, if the number of recesses is too large, adjacent recesses are bonded and flattened, and if it is too small, the purpose of forming the recesses cannot be achieved. It is desirable to provide it. Further, the shape is not round, and there is no particular limitation such as a rectangle or an ellipse.
[0016]
Then, etching was performed using ferric chloride to remove the copper foil exposed from the resist. The via land was formed with a diameter of 200 μm, and a recess was formed in the land by etching. In this way, a first wiring layer was formed. This state is shown in FIG. A via land 11 is formed on the first insulating layer 10, and a recess 12 is formed on the surface of the via land. FIG. 2 is a top view of this state. A large number of recesses 12 are formed on the via land 11.
At this time, when the depth of the recess 12 formed on the via land 11 was measured using a laser film thickness meter (model name: C6595 laser film thickness meter manufactured by Hamamatsu Photonics Co., Ltd.), the average depth was It was about 7.5 μm.
Next, by applying an insulating resin (trade name: Provicoat 5000 manufactured by Nippon Paint Co., Ltd.), exposing and developing, the second insulating layer 14 having a thickness of 20 μm having via holes 13 having a hole diameter of 120 μm. (FIG. 1B) was obtained.
[0017]
Electroless plating and electrolytic plating were performed on the insulating layer to form a copper layer having a thickness of 15 μm, and a via was formed. Thereafter, similarly, a second wiring layer 15 was formed by etching, and a via 16 was also formed (FIG. 1C).
Further, a second insulating layer was formed by the same process as described above, and a third wiring layer was further formed. Furthermore, a solder resist was formed to protect the third wiring layer.
A temperature cycle test was performed on the semiconductor device substrate thus obtained. That is, 100 cycles of a temperature cycle test in which 125 ° C. (holding for 30 minutes) → −65 ° C. (holding for 30 minutes) was set to one cycle was repeated 10 times. A continuity test between the measurement terminals at both ends was performed every 100 cycles. As a result, no poor conduction was observed. Also, no peeling was observed in the via cross-sectional observation.
[0018]
This continuity test will be described in more detail. A pattern for continuity test was formed at the time of manufacturing the semiconductor device substrate. The continuity test pattern is connected to a via that connects the third wiring layer and the second wiring layer in the third wiring layer. Connected repeatedly to the wiring pattern of the second wiring layer, to connect the third wiring layer and the second wiring layer again, to the other via, and to the wiring pattern of the third wiring layer. After passing through 1000 vias, it is connected to a measurement terminal, which is the other end of the continuity test, formed in the third wiring layer. That is, a wiring pattern in which the second wiring layer and the third wiring layer are alternately wired by 1000 vias is formed between the measurement terminals at both ends. Needless to say, conditions such as the land diameter and hole diameter of the via are formed as described above.
[0019]
Then, 10 semiconductor device substrates were prepared and the temperature cycle test was performed as described above. However, in both the continuity test every 100 cycles and the continuity test after 1000 cycles, continuity failure was observed. There wasn't.
In this embodiment, the method of forming a recess in the land by etching is not limited to this method. Methods such as laser processing and sandblasting are also possible. Further, instead of forming the recesses, a method may be used in which the projections are formed by performing uneven plating, and as a result, the depth of the recesses becomes 3 μm or more.
In addition, the method of forming a recess on the via land of the first wiring layer is described as an example. However, the recess may be formed in the second wiring layer or in the case of further multilayering after the third wiring layer. Needless to say, the wiring layers other than the uppermost layer may be formed.
[0020]
As a starting material, a material in which a copper foil having a thickness of 18 μm was adhered to an insulating substrate made of glass-epoxy was used. This was achieved by using a multilayer wiring board in which a wiring pattern was already formed. Also good.
Although the case where the buildup layer is formed on one side of the insulating substrate has been described, the present invention can be applied to a semiconductor device substrate in which the buildup layer is formed on both sides.
[0021]
[Example 2]
The size of the resist to be removed in the via land is 7 μmφ with respect to 15 μmφ of Example 1, and the formation site is formed only in the area of 120 μmφ which is the diameter of the via hole. Except for this, a semiconductor device substrate was prepared in the same manner as in Example 1.
At the same time as in Example 1, the depth of the recess formed on the via land was measured using a laser film thickness meter (model name: C6595 laser film thickness meter manufactured by Hamamatsu Photonics Co., Ltd.). The depth was about 3.1 μm.
Similarly to Example 1, ten semiconductor device substrates were prepared, a temperature cycle test was performed, and a continuity test was performed. In both the continuity test every 100 cycles and the continuity test after 1000 cycles, In any case, no conduction failure was observed.
No peeling was observed in the cross section of the via.
[0022]
[Example 3]
A substrate for a semiconductor device was produced in the same manner as in Example 2 except that the size of the resist to be removed was 20 μmφ with respect to 7 μmφ in Example 2 in the via land.
At the same time as Example 2, the depth of the recess formed on the via land was measured using a laser film thickness meter (model name: C6595 laser film thickness meter manufactured by Hamamatsu Photonics Co., Ltd.). The depth was about 10 μm.
Similarly to Example 1, ten semiconductor device substrates were prepared, a temperature cycle test was performed, and a continuity test was performed. In both the continuity test every 100 cycles and the continuity test after 1000 cycles, In any case, no conduction failure was observed.
No peeling was observed in the cross section of the via.
[0023]
[Comparative example]
A substrate for a semiconductor device was prepared in the same manner as in Example 1 except that no resist remained in the via land, and therefore no recess was formed on the via land.
Similarly to Example 1, ten semiconductor device substrates were prepared, a temperature cycle test was conducted, and a continuity test was performed. In the continuity test after 100 cycles, the two semiconductor device substrates were conducted. In the continuity test after 500 cycles, all 10 semiconductor device substrates were defective in continuity.
When the cross section of the via was observed after the end of the 500 cycles, a via in which the upper surface of the first wiring layer and the lower surface of the via of the second wiring layer were completely peeled was observed.
[0024]
【The invention's effect】
According to the present invention, since the wiring pattern of the first wiring layer has the resist remaining , unevenness having an average depth of 3 μm or more is formed only on the via land connected to the second wiring layer. In addition, even when the strength of the connection portion with the second wiring layer is increased, and therefore the via diameter is reduced, peeling at the bottom of the via hardly occurs, and a printed wiring board with high connection reliability and a method for manufacturing the same can be obtained. .
[0025]
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a semiconductor device substrate according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 is a top view of FIG. 1A. FIG. FIG. 4 is an explanatory diagram of a semiconductor device substrate according to the prior art.
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 1st insulating layer 11 Via land 12 Recess 13 Via hole 14 Second insulating layer 15 Second wiring layer 16 Via 41 Via land 51 First insulating layer 52 First wiring layer 53 Second insulating layer 55 Via 56 Second wiring layer 57 Third insulating layer 58 Through hole 59 Via 60 Through hole 61 Third wiring layer 63 Solder resist

Claims (4)

第一絶縁層上にフォトエッチング法で形成された、配線パターンと第二配線層と接続されるバイア用ランドとを有する第一配線層と、第一配線層上に液状樹脂を硬化させて形成される第二絶縁層と、第二絶縁層上に形成される第二配線層と、第二絶縁層を貫通し、前記第一配線層と第二配線層を接続するバイアを有する、半導体チップを直接搭載し半導体装置とする、半導体装置用基板において、
前記第一配線層の、第二配線層と接続されるバイア用ランドを除く配線パターンにはレジストを残存した状態で、前記バイア用ランドだけに、平均深さが3μm以上の凹凸形成ていることを特徴とする半導体装置用基板。
Formed by photoetching on the first insulating layer and having a wiring pattern and via lands connected to the second wiring layer, and curing the liquid resin on the first wiring layer A semiconductor chip having a second insulating layer, a second wiring layer formed on the second insulating layer, and a via that penetrates the second insulating layer and connects the first wiring layer and the second wiring layer In a semiconductor device substrate that is directly mounted as a semiconductor device,
Said first wiring layer, while the wiring pattern excluding the via land connected to the second wiring layer remaining resist, only the via land, the average depth to form a more uneven 3μm A substrate for a semiconductor device.
前記バイアが、めっきにより形成されていることを特徴とする請求項1記載の半導体装置用基板。  The semiconductor device substrate according to claim 1, wherein the via is formed by plating. 第一絶縁層上にフォトエッチング法にて、配線パターンと第二配線層と接続されるバイア用ランドとを有する第一配線層を形成する工程と、第一配線層上に液状樹脂を硬化させることにより、バイア部が除去された第二絶縁層を形成する工程と、第二絶縁層上に形成される第二配線層及び第二配線層と第一配線層を接続するバイアを形成する工程と、を含む半導体チップを直接搭載し半導体装置とする、半導体装置用基板の製造方法において、
前記バイア形成工程より前に、第二配線層と接続されるバイア用ランドを除く配線パターンにはレジストを残存した状態で第一配線層上面の、前記バイアと接続される部分だけに、中心線平均粗さが3μm以上の凹凸を形成する工程を行うことを特徴とする半導体装置用基板の製造方法。
A step of forming a first wiring layer having a wiring pattern and a via land connected to the second wiring layer by photoetching on the first insulating layer , and a liquid resin is cured on the first wiring layer Forming the second insulating layer from which the via portion has been removed, and forming the second wiring layer formed on the second insulating layer and the via connecting the second wiring layer and the first wiring layer. In a method for manufacturing a substrate for a semiconductor device, including a semiconductor device by directly mounting a semiconductor chip,
Prior to the via formation step, a center line is formed only on a portion of the upper surface of the first wiring layer connected to the via in a state where a resist remains in the wiring pattern excluding a via land connected to the second wiring layer. A method of manufacturing a substrate for a semiconductor device, comprising performing a step of forming irregularities having an average roughness of 3 μm or more.
前記第二絶縁層上に形成される第二配線層及び第二配線層と第一配線層を接続するバイアを形成する工程を、めっきにより行うことを特徴とする請求項3記載の半導体装置用基板の製造方法。  4. The semiconductor device according to claim 3, wherein the step of forming a second wiring layer formed on the second insulating layer and a via for connecting the second wiring layer and the first wiring layer is performed by plating. A method for manufacturing a substrate.
JP16282197A 1997-06-19 1997-06-19 Semiconductor device substrate and manufacturing method thereof Expired - Fee Related JP3736046B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16282197A JP3736046B2 (en) 1997-06-19 1997-06-19 Semiconductor device substrate and manufacturing method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16282197A JP3736046B2 (en) 1997-06-19 1997-06-19 Semiconductor device substrate and manufacturing method thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH1117332A JPH1117332A (en) 1999-01-22
JP3736046B2 true JP3736046B2 (en) 2006-01-18

Family

ID=15761877

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP16282197A Expired - Fee Related JP3736046B2 (en) 1997-06-19 1997-06-19 Semiconductor device substrate and manufacturing method thereof

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3736046B2 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101051551B1 (en) * 2009-10-30 2011-07-22 삼성전기주식회사 Printed circuit board including via pad having uneven pattern and manufacturing method thereof
JP5363377B2 (en) * 2010-02-19 2013-12-11 新光電気工業株式会社 Wiring board and manufacturing method thereof
CN102946696B (en) * 2012-11-07 2015-07-22 东莞生益电子有限公司 Method for improving slotting reliability of metalized footstep in PCB (Printed Circuit Board)

Also Published As

Publication number Publication date
JPH1117332A (en) 1999-01-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5267604B2 (en) Wiring board and manufacturing method thereof
KR101050697B1 (en) Multilayer printed wiring board
US5822856A (en) Manufacturing circuit board assemblies having filled vias
JPH10308576A (en) Printed wiring board and its manufacture
JPH11233678A (en) Manufacture of ic package
KR20060026130A (en) Printed circuit board mounted chip-package and method for fabricating printed circuit board
KR20070094024A (en) Multilayer printed wiring board
US6546622B2 (en) Printed-wiring substrate and method for fabricating the same
JP2000151111A (en) Substrate for semiconductor device
JP2000261141A (en) Multilayer wiring substrate and manufacture thereof and semiconductor device
US10912194B2 (en) Printed circuit board
JP3736046B2 (en) Semiconductor device substrate and manufacturing method thereof
JP4043146B2 (en) Package substrate
JP2007012714A (en) Semiconductor device
JP2000077809A (en) Printed wiring board having plated, sealed and taper shaped through hole and manufacture therefor
KR20060103351A (en) Printed wiring board and method of manufacturing the same
JP2002111231A (en) Multilayer printed-wiring board
JPH07326853A (en) Ball bump forming method for printed wiring board
KR100762758B1 (en) Electro component embedded PCB and manufacturing method thereof
JP4090151B2 (en) Package substrate
JP4887575B2 (en) Manufacturing method of high-density multilayer build-up wiring board
JP4582272B2 (en) Multilayer printed wiring board
JP2007150111A (en) Wiring board
JP2002151622A (en) Semiconductor circuit component and its manufacturing method
JPH08139225A (en) Semiconductor package and its manufacture

Legal Events

Date Code Title Description
A711 Notification of change in applicant

Effective date: 20040123

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20040922

A131 Notification of reasons for refusal

Effective date: 20050201

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

A521 Written amendment

Effective date: 20050324

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

A02 Decision of refusal

Effective date: 20050614

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

A521 Written amendment

Effective date: 20050809

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

A911 Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20050815

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20051004

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Effective date: 20051017

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

R150 Certificate of patent (=grant) or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees