JP4089384B2 - Wiring board manufacturing method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、配線板の製造方法、特に、放熱用の放熱用導体板(以下、放熱板と称する)を有する配線板の製造方法に適用して有効な技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、配線板上に半導体チップが実装された半導体装置には、前記半導体チップで発生する熱を外部に放出するための放熱板が設けられた半導体装置がある。前記放熱板が設けられた半導体装置には、例えば、TBGA(Tape Ball Grid Array)と呼ばれる半導体装置がある。
【0003】
前記TBGAと呼ばれる半導体装置には、例えば、絶縁基板の表面に配線(導体パターン)が設けられた配線板と、前記配線板に接着された放熱板と、前記配線板及び前記放熱板に設けられた凹部に収容された半導体チップとからなる半導体装置がある(例えば、非特許文献1参照。)。
【0004】
前記非特許文献1に示されているTBGA型の半導体装置では、例えば、図8に示すように、前記絶縁基板14の第1主面及びその裏面(以下、第2主面と称する)に配線2が設けられている。このとき、前記絶縁基板14の第2主面側の配線2、言い換えると、放熱板3が接着された面側の配線2は、例えば、グラウンド電位にする配線が全面的に設けられている。以下、前記絶縁基板14の第2主面側の配線をグラウンド面2Gと称する。このとき、前記絶縁基板14の第1主面の配線2と前記グラウンド面2Gとは、例えば、前記絶縁基板14に形成されたブラインドビアホールの内部に設けられた導体(ビア)2A、あるいはめっきスルーホールにより電気的に接続されている。
【0005】
前記非特許文献1に示されているTBGA型の半導体装置を製造するときには、大きく分けて、前記半導体装置に用いる配線板を形成する配線板形成工程と、前記配線板形成工程で形成された配線板に半導体チップを実装する半導体チップ実装工程がある。
【0006】
前記配線板形成工程は、まず、例えば、ポリイミドテープなどのテープ状の絶縁基板14の第1主面及び第2主面に導体膜を形成した後、あらかじめ定められた位置に、前記絶縁基板14の第1主面及び前記第2主面に設けられた各導体膜を電気的に接続するビア2Aあるいはめっきスルーホールを形成する。次に、前記各導体膜の不要な部分を除去して前記配線2や前記グラウンド面2Gを形成し、前記絶縁基板14の半導体チップを収容する領域に開口部を形成する。次に、前記配線2及び前記グラウンド面2Gの表面に、例えば、はんだ保護膜(ソルダレジスト)などの保護膜や、はんだめっきなどの接合材を形成する。その後、前記配線板の第2主面、言い換えると前記グラウンド面2Gが形成された面に、絶縁性接着剤15を用いて放熱板3を接着する。このとき、前記放熱板3には、前記配線板の開口部と対応する凹部(座ぐり)3Aを形成しておく。
【0007】
また、前記半導体チップ実装工程では、まず、前記配線板の開口部(デバイスホール)5の内部に半導体チップ9を配置し、前記放熱板3の凹部3Aの底面に前記半導体チップ9を接着する。次に、前記配線2のインナーリード部2Bと前記半導体チップ9の外部電極901とをボンディングワイヤ10で電気的に接続し、前記半導体チップ9及び前記ボンディングワイヤ10による接続部を絶縁樹脂(モールド樹脂)11で封止する。その後、前記配線板の定められた位置に、ボール状の外部接続端子12を形成する。
【0008】
また、前記放熱板3を設けた半導体装置には、前記非特許文献1に示された形態の半導体装置の他に、例えば、銅又はアルミニウムを主成分とする金属板からなるメタルベース上に、有機系絶縁体からなる絶縁層を介して薄膜パターンが設けられた配線板を用いたMBGA(Metal Ball Grid Array)と呼ばれる半導体装置がある(例えば、特許文献1参照。)。
【0009】
【非特許文献1】
大高達也,杉本洋,大森智夫,鈴木幸雄、「画像処理および通信システムLSI搭載用TBGA(Tape Ball Grid Array)」、日立電線、日立電線株式会社、2000年1月、No19、p.79−84
【特許文献1】
特開平08−306820号公報(第6項、第4図)
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の技術のうち、前記非特許文献1に記載された形態の半導体装置に用いる配線板の製造工程には、前記絶縁基板の第1主面及び前記第2主面に導体膜を張り合わせる工程と、前記放熱板を張り合わせる工程がある。このとき、前記導体膜を張り合わせる工程や前記放熱板を張り合わせる工程では、一般に、フィルム状(シート状)の接着剤を用いるか、あるいは前記絶縁基板又は前記導体膜、前記放熱板などの表面に接着剤を塗布する工程が必要である。そのため、工程数が増えるとともに、材料費が増え、前記配線板の製造コストが上昇するという問題があった。
【0011】
また、前記非特許文献1に記載されたTBGA型の半導体装置では、一般に、前記配線板の厚さが75μmから150μm程度、前記放熱板3の厚さが300μmから800μm程度である。また、前記配線板と前記放熱板3を接着する絶縁性接着剤15の厚さは50μmから100μm程度である。また、前記ボール状の外部接続端子12は、例えば、直径が650μm程度のはんだボールを用いて形成される。そのため、前記半導体装置の厚さT6は1mm以上となり、半導体装置の薄型化が難しいという問題があった。
【0012】
また、前記特許文献1に記載された形態(MBGA型)の半導体装置の場合、前記半導体チップを実装する面と、前記ボール状の外部接続端子を形成する面が異なるとともに、前記半導体チップを実装した面に、中空状のキャップをかぶせている。そのため、半導体装置の薄型化が難しいという問題があった。
【0013】
本発明の目的は、放熱板を有する配線板の製造コストを低減することが可能な技術を提供することにある。
【0014】
本発明の他の目的は、放熱板を有する配線板を用いた半導体装置の薄型化が可能な技術を提供することにある。
【0015】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかになるであろう。
【0016】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明の概要を説明すれば、以下の通りである。
【0017】
(1)絶縁体の表面、もしくは表面及び内部に配線(導体パターン)が形成され、前記絶縁体の裏面に、放熱用導体板と外部接続端子が形成された配線板の製造方法であって、導体板の表面に、絶縁性接着材料を用いて導体膜を接着し、前記導体膜の不要な部分を除去して前記配線を形成する前、もしくは前記配線を形成した後、前記導体板の不要な部分を除去して、前記絶縁性接着材料の開口部を覆う放熱用導体板と、前記放熱用導体板と電気的に分離された外部接続端子(ランド)とを形成し、しかる後、前記絶縁性接着材料のあらかじめ定められた領域を開口するとともに、前記放熱用導体板の、前記絶縁性接着材料との接着面側の、前記絶縁性接着材料の開口した領域と重なる領域に凹部を形成する配線板の製造方法である。
【0018】
前記(1)の手段によれば、導体板に前記絶縁性接着材料で接着した導体膜を用いて前記配線を形成することにより、従来の、例えば、前記非特許文献1に記載された配線板の製造方法に比べて、製造工程及び材料費を低減することができる。そのため、前記配線板の製造コストを低減することができる。
また、前記外部接続端子は、前記放熱用導体板と同じ厚さであり、前記配線の厚さに比べて十分に厚い。また、前記外部接続端子は、前記放熱用導体板と同じ材料であるため、めっきなどで形成する端子(配線)に比べて、表面の平坦性が高い。そのため、前記配線板を用いて半導体装置を製造したときに、前記外部接続端子と他の配線板(実装基板)の配線(端子)との接続性を良くすることができる。
【0019】
また、前記(1)の手段において、前記配線を形成する前に、あらかじめ定められた位置で、前記導体膜と前記導体板を電気的に接続してもよい。この場合、前記導体膜の不要な部分を除去して配線を形成したときに、前記配線のうち、例えば、グラウンド電位(接地電位)や電源電位などの、特定の電位の配線と前記放熱用の導体板が接続されるようにすれば、前記放熱用の導体板をグラウンド層(面)として用いることができ、マイクロストリップと呼ばれる形態の伝送路を有する配線板を容易に製造することができる。
【0020】
また、前記(1)の手段において、前記絶縁性接着材料には、例えば、イミド系樹脂のような高耐熱性接着剤を用いることが好ましい。このとき、前記高耐熱性接着剤は、例えば、前記導体膜の表面、あるいは前記導体板の表面に形成(塗布)しておき、熱プレスにより接着する。
【0021】
また、前記絶縁性接着材料には、フィルム状の絶縁板の両面に絶縁性の接着剤が形成された3層構造の接着フィルムを用いることもできる。前記接着フィルムの場合、中央の前記フィルム状の絶縁板がコア(芯)の役割をするため、接着後の、前記導体膜及び前記絶縁性接着材料、ならびに前記導体板からなる積層体の厚さのばらつきを低減することができる。
【0022】
また、前記絶縁性接着材料として、フィルム状の絶縁板の両面に絶縁性の接着剤が形成された3層構造の接着フィルムを用いると、中央の前記フィルム状の絶縁板がコア(芯)の役割をするため、前記配線板の厚さのばらつきを低減することができ、前記半導体装置の厚さのばらつきを低減することができる。
【0023】
以下、本発明について、図面を参照して実施の形態(実施例)とともに詳細に説明する。
【0024】
なお、実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは、同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
【0025】
【発明の実施の形態】
(実施形態)
図1乃至図3は、本発明による実施形態の配線板の概略構成を示す模式図であり、図1は配線板の平面図、図2は図1のB−B’線での断面図、図3は図2の部分拡大断面図である。
【0026】
図1乃至図3において、1は絶縁体(絶縁性接着材料)、2は配線、2Aはビア、2Bは配線のインナーリード部、201は第1導体膜、202は第2導体膜、3は導体板(放熱板)、6Aは第1接合材、6Bは第2接合材、13は外部接続端子(ランド)である。
【0027】
本実施形態の配線板は、図1乃至図3に示すように、絶縁体1の第1主面に配線(導体パターン)2が設けられており、前記絶縁体1の第1主面の裏面(以下、第2主面と称する)には、導体板3が設けられている。このとき、前記絶縁体1には、例えば、イミド系樹脂などの高耐熱性接着剤を用いる。以下、前記絶縁体1のことを、絶縁性接着材料と称する。
【0028】
また、本実施形態の配線板は、半導体チップを実装して半導体装置を製造するときに用いる配線板であり、前記絶縁性接着材料1は、半導体チップが実装される領域(チップ実装領域)4が開口している。
【0029】
また、前記導体板3は、前記絶縁性接着材料1のチップ実装領域4の開口部1Aを覆うように設けられており、且つ前記絶縁性接着材料1のチップ実装領域4の開口部1Aと重なる領域に凹部(座ぐり)3Aが設けられている。このとき、前記半導体チップは、前記導体板3の凹部3Aの底面に接着される。すなわち、本実施形態の配線板を用いて半導体装置を製造するときには、前記絶縁性接着材料1の開口部1A及び前記導体板3の凹部3Aで構成される凹部空間(デバイスホール)5の内部に半導体チップを収容することになる。
【0030】
またこのとき、前記導体板3の凹部3Aの深さは、前記配線2の表面から前記放熱板3の凹部3Aの底面までの距離D2が100μm程度になる深さであるとする。
【0031】
また、前記導体板3は、本実施形態の配線板を用いて半導体装置を製造したときに、前記半導体チップから発生する熱を外部に放出しやすくするために設けている。そのため、以下、前記導体板3を放熱板と称する。
【0032】
また、本実施形態の配線板では、前記絶縁性接着材料1の第2主面の、前記放熱板3の外側の領域に、前記放熱板3とは電気的に分離しており、且つ前記配線2と電気的に接続された外部接続端子(ランド)13が設けられている。また、前記放熱板3は、図2に示したように、前記配線2のうち、例えば、グラウンド電位(接地電位)や電源電位などの、特定の電位の配線と電気的に接続されているものとする。このとき、前記配線2と前記ランド13、及び前記配線2と前記放熱板3は、前記絶縁性接着材料1の開口部(ブラインドビアホール)1Bの内部に設けられた導体(ビア)2Aにより電気的に接続されている。
【0033】
またこのとき、前記配線2は、例えば、図3に示したように、第1導体膜201上に第2導体膜202が積層された状態になっており、前記絶縁性接着材料1のブラインドビアホール1B内には、前記第2導体膜202が埋め込まれた状態になっている。つまり、前記ビア2Aは前記第2導体膜202でなる。
【0034】
また、前記配線2は、例えば、半導体装置を製造したときに、半導体チップの外部電極と接続される領域(インナーリード部)2Bの表面に、金めっきなどの第1接合材6Aが設けられている。また、前記配線2の、前記第1接合材6Aが設けられた領域以外の領域の表面には、はんだ保護膜(ソルダレジスト)などの保護膜7が設けられている。また、前記外部接続端子13及び前記放熱板3の表面には、例えば、金めっき、錫鉛合金めっき、錫銀合金めっきなどの第2接合材6Bが設けられている。
【0035】
また、本実施形態の配線板でも、前記絶縁性接着材料1の厚さは10μmから75μm程度にすることができる。また、前記放熱板3及び前記外部接続端子13には、例えば、厚さが75μmから250μmの銅板を用いることができる。また、前記配線2は、前記第1導体膜201の厚さが12μm程度であり、前記第2導体膜202の厚さが15μm程度である。このとき、前記絶縁性接着材料1の厚さを25μm、前記放熱板3の厚さを75μmとすれば、本実施形態の配線板の厚さT3は、前記保護膜7や前記第2接合材6Bの厚さを考慮しても、14μmから150μmとなる。
【0036】
図4乃至図6は、本実施形態の配線板の製造方法を説明するための模式図であり、図4(a)は積層体を形成する工程の断面図、図4(b)はブラインドビアホールを形成する工程の断面図、図5(a)は第2導体膜(ビア)を形成する工程の断面図、図5(b)は配線を形成する工程の断面図、図6(a)は放熱板及び外部接続端子を形成する工程の断面図、図6(b)はデバイスホールを形成する工程の断面図である。
【0037】
以下、図4乃至図6に沿って、本実施形態の配線板の製造方法について説明する。
【0038】
本実施形態の配線板を製造するときには、まず、図4(a)に示すように、導体板3’の一表面に、絶縁性接着材料1を用いて銅箔などの第1導体膜201を接着した積層板を形成する。
【0039】
次に、図4(b)に示すように、前記第1導体膜201及び前記絶縁性接着材料1を貫通して前記導体板3’に達する開口部(ブラインドビアホール)1Bを形成する。その後、例えば、電気銅めっきにより、前記ブラインドビアホール1Bの内部及び前記第1導体膜201の表面に第2導体膜202を形成して、図5(a)に示すように、配線形成用の導体膜2’及び前記配線形成用の導体膜2’と前記導体板3を電気的に接続する導体(ビア)2Aを形成する。
【0040】
次に、図5(b)に示すように、前記配線形成用の導体膜2’、すなわち前記第1導体膜201とその表面の第2導体膜202の不要な部分を除去して配線2を形成する。前記配線2は、一般に、ウェットエッチングにより形成するので、前記エッチングを行う前に、前記導体板3’の表面に溶解を防ぐレジスト(エッチングレジスト)を形成し、エッチング後に前記エッチングレジストを除去する。
【0041】
次に、図6(a)に示すように、前記導体板3’の不要な部分を除去して、前記放熱板3及び前記外部接続端子13を形成する。前記放熱板3及び前記外部接続端子13を形成するときも、ウェットエッチングで行うのが一般的であるため、エッチングを行う前に、前記配線2上にレジスト(エッチングレジスト)を形成し、エッチング後に前記エッチングレジストを除去する。
【0042】
次に、図6(b)に示すように、半導体装置を製造するときに半導体チップを収容する凹部空間であるデバイスホール5を形成する。前記デバイスホール5は、前記絶縁性接着材料1のチップ実装領域4を開口するとともに、前記放熱板3の、前記絶縁性接着材料1のチップ実装領域4の開口部1Aと重なる領域に凹部3Aを形成する。このとき、前記絶縁性接着材料1の開口部1A及び前記導体板3の凹部3Aは、例えば、ルータを用いた座ぐり加工(spot facing)により形成する。また、前記導体板3の凹部3Aの深さは、例えば、前記配線2の表面から前記凹部3Aの底面までの距離が100μm程度になるようにする。
【0043】
その後、図2及び図3に示したように、前記配線2の表面に第1接合材6A及びはんだ保護膜などの保護膜7を形成し、前記放熱板3及び前記外部接続端子13の表面に、第2接合材6Bを形成すると、本実施形態2の配線板が得られる。このとき、前記第1接合材4Aと前記第2接合材4Bは、同種の材料を用いて形成してもよいし、異なる種類の材料を用いて形成してもよい。
【0044】
図7は、本実施形態の配線板を用いた半導体装置の概略構成を示す模式図である。
【0045】
本実施形態の配線板を用いて半導体装置を製造するときも、図7に示すように、前記デバイスホール5の底面、すなわち、前記放熱板3の凹部3Aの底面に、銀ペーストなどの接着剤8を用いて半導体チップ9を接着し、前記配線2のインナーリード部2Bと前記半導体チップ9の外部電極901をボンディングワイヤ10で電気的に接続する。その後、前記半導体チップ9及び前記ボンディングワイヤ10による接続部を絶縁樹脂(モールド樹脂)11で封止する。
【0046】
また、本実施形態の配線板を用いた半導体装置は、LGA(Land Grid Array)と呼ばれる形態の半導体装置であり、実装基板などに実装するときには、前記外部接続端子13を、前記実装基板の配線(端子)と直接接続することができる。このとき、前記外部接続端子13は、前記放熱板3と同じ材料、すなわち、導体板を用いているため、表面の平坦性が高い。そのため、従来のLGA型の半導体装置に比べて、前記半導体装置を実装するときの実装性が向上する。
【0047】
また、本実施形態の配線板を用いた半導体装置の場合、前記半導体チップ9を実装する面の裏面に、前記外部接続端子13が設けられている。そのため、本実施形態の配線板を用いた半導体装置の厚さT4は、図7に示したように、前記配線板の厚さT3と、前記半導体チップ9が実装された領域の前記絶縁樹脂(モールド樹脂)11の突出分(隆起分)の高さT5の和となる。このとき、前記絶縁性接着材料1の厚さが50μm程度、前記放熱板3の厚さが100μmだとすると、前記配線板の厚さT3は、180μmから190μm程度である。またこのとき、前記デバイスホール5の深さは100μm程度であるので、厚さが100μm程度の半導体チップ9を実装した場合、前記半導体チップ9は、ほぼ全体が前記デバイスホール5の内部に収容される。そのため、前記樹脂材料11の、前記配線板から突出(隆起)した部分の高さT5は100μmから120μm程度にすることができ、半導体装置の厚さT4を300μm程度にすることができる。
【0048】
以上説明したように、本実施形態の配線板の製造方法によれば、接着剤を用いて各材料を接着する工程は、前記導体板3の表面に前記第1導体膜201を接着する工程のみである。そのため、例えば、従来のLGA型の半導体装置に用いられる配線板(両面配線板)の製造方法と比べて、製造工程の増加や、材料費の増加を防ぐことができる。また、本実施形態の配線板の製造方法では、前記デバイスホール5を形成する工程を除けば、前記従来の両面配線板と同じ工程数で前記放熱板3も形成することができる。そのため、前記放熱板3が設けられた配線板を容易に製造することができる。
【0049】
また、本実施形態の配線板は、前記絶縁性接着材料1の厚さを50μm程度、前記導体板(放熱板)3の厚さを100μmにすることができるので、本実施形態の配線板を用いたLGA型の半導体装置の厚さT4を1mm以下にすることができる。そのため、例えば、従来のLGA型の半導体装置に比べて、半導体装置の薄型化が容易になる。
【0050】
また、本実施形態の配線板では、前記絶縁性接着材料1の厚さを50μm程度としたが、これに限らず、前記絶縁性接着材料1の厚さは、10μmから75μm程度にすることができる。また、前記導体板(放熱板)3も、厚さが100μmのものに限らず、75μmから250μm程度のものを用いることができる。そのため、前記絶縁性接着材料1の厚さを10μmとし、前記導体板(放熱板)3の厚さを75μmとすれば、半導体装置の厚さT4をさらに薄くすることができる。
【0051】
また、本実施形態の配線板のように、前記配線2のうち、グラウンド電位(接地電位)などの等電位の配線と前記放熱板3をビア2Aにより電気的に接続することにより、前記放熱板3をグラウンド層(面)にすることができる。そのため、前記配線板に、マイクロストリップと呼ばれる形態の伝送路を設けることができ、高周波信号(電流)を伝送するときのクロストークノイズ、伝送ロスや遅延を低減することができる。
【0052】
なお、前記実施形態の配線板の製造方法では、前記配線2を形成した後、前記放熱板3及び前記外部接続端子13を形成したが、これに限らず、前記放熱板3及び前記外部接続端子13を形成した後、前記配線2を形成してもよいことは言うまでもない。
【0053】
また、前記絶縁性接着材料1として、フィルム状の絶縁板の両面に絶縁性の接着剤が形成された3層構造の接着フィルムを用いると、中央の前記フィルム状の絶縁板がコア(芯)の役割をするため、接着後の、前記導体膜及び前記絶縁性接着材料、ならびに前記導体板からなる積層体の厚さのばらつきを低減することができる。そのため、前記配線板のばらつきを低減することができ、前記半導体装置の厚さのばらつきを低減することができる。
【0054】
以上、本発明を、前記実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、種々変更可能であることはもちろんである。
【0055】
例えば、前記実施形態の配線板では、前記配線2と前記放熱板3、あるいは前記配線2と前記外部接続端子13は、ビア2A、すなわち、前記絶縁性接着材料(絶縁体)1に形成したブラインドビアホール1B内に充填された第2導体膜202により電気的に接続したが、これに限らず、めっきスルーホール(plated through hole)により電気的に接続してもよい。
【0056】
また、前記実施形態の配線板では、前記放熱板3をグラウンド層(面)として用いる例を示したが、例えば、高周波信号(電流)を扱わない場合などは、前記配線2と前記放熱板3を電気的に接続しなくてもよい。
【0057】
また、例えば、前記実施形態では、前記絶縁性接着材料1の第1主面に前記配線2を設け、前記絶縁性接着材料1の第2主面に前記放熱板3を設けた配線板、すなわち、配線層が2層の配線板(両面配線板)を例に挙げて説明したが、これに限らず、配線層が3層以上の多層配線板に、本発明を適用することもできる。前記多層配線板に適用する場合は、例えば、前記配線2を形成した後、前記配線2が形成された面(第1主面)に、前記絶縁性接着材料1を用いて導体膜を接着し、前記導体膜を用いて新たな配線を形成すればよい。
【0058】
【発明の効果】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、以下の通りである。
【0059】
(1)放熱板を有する配線板の製造コストを低減することができる。
【0060】
(2)放熱板を有する配線板を用いた半導体装置の薄型化が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明による実施形態の配線板の概略構成を示す模式図であり、配線板の平面図である。
【図2】 本実施形態の配線板の概略構成を示す模式図であり、図1のB−B’線での断面図である。
【図3】 本実施形態の配線板の概略構成を示す模式図であり、図2の部分拡大断面図である。
【図4】 本実施形態の配線板の製造方法を説明するための模式図であり、図4(a)は積層体を形成する工程の断面図、図4(b)はブラインドビアホールを形成する工程の断面図である。
【図5】 本実施形態の配線板の製造方法を説明するための模式図であり図5(a)は第2導体膜(ビア)を形成する工程の断面図、図5(b)は配線を形成する工程の断面図である。
【図6】 本実施形態の配線板の製造方法を説明するための模式図であり、図6(a)は放熱板及び外部接続端子を形成する工程の断面図、図6(b)はデバイスホールを形成する工程の断面図である。
【図7】 本実施形態の配線板を用いた半導体装置の概略構成を示す模式断面図である。
【図8】 従来のTBGA型の半導体装置の概略構成を示す模式断面図である。
【符号の説明】
1 絶縁体(絶縁性接着材料)
1A チップ実装領域の開口部
1B ブラインドビアホール
2 配線
2A ビア
2B 配線のインナーリード部
2C 配線の外部端子部
201 第1導体膜
202 第2導体膜
3 導体板(放熱板)
3A 放熱板の凹部の底面
3’ 導体板
4 半導体チップを実装する領域
5 凹部空間(デバイスホール)
6 接合材
6A 第1接合材
6B 第2接合材
7 保護膜
8 接着剤
9 半導体チップ
901 半導体チップの外部電極
10 ボンディングワイヤ
11 絶縁樹脂(モールド樹脂)
12 ボール状の外部接続端子
13 外部接続端子(ランド)
14 絶縁基板
15 絶縁性接着剤[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method of manufacturing a wiring board, in particular, the radiating conductor plate for heat radiation (hereinafter, referred to as the heat sink) to a technique effectively applied to a method of manufacturing a wiring board having a.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a semiconductor device in which a semiconductor chip is mounted on a wiring board includes a semiconductor device provided with a heat radiating plate for releasing heat generated in the semiconductor chip to the outside. An example of a semiconductor device provided with the heat sink is a semiconductor device called TBGA (Tape Ball Grid Array).
[0003]
In the semiconductor device called TBGA, for example, a wiring board provided with wiring (conductor pattern) on the surface of an insulating substrate, a heat sink bonded to the wiring board, and provided on the wiring board and the heat sink. There is a semiconductor device including a semiconductor chip housed in a recessed portion (see, for example, Non-Patent Document 1).
[0004]
In the TBGA type semiconductor device disclosed in
[0005]
When manufacturing the TBGA type semiconductor device shown in Non-Patent
[0006]
In the wiring board forming step, for example, a conductive film is first formed on a first main surface and a second main surface of a tape-shaped
[0007]
In the semiconductor chip mounting step, first, the
[0008]
In addition to the semiconductor device of the form shown in Non-Patent
[0009]
[Non-Patent Document 1]
Tatsuya Otaka, Hiroshi Sugimoto, Tomoo Omori, Yukio Suzuki, “TBGA (Tape Ball Grid Array) for Image Processing and Communication System LSI”, Hitachi Cable, Hitachi Cable, Ltd., January 2000, No. 19, p. 79-84
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 08-306820 (Section 6, FIG. 4)
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional technique, in the manufacturing process of the wiring board used for the semiconductor device having the form described in Non-Patent
[0011]
In the TBGA type semiconductor device described in Non-Patent
[0012]
In the case of the semiconductor device of the form described in Patent Document 1 (MBGA type), the surface on which the semiconductor chip is mounted is different from the surface on which the ball-shaped external connection terminal is formed, and the semiconductor chip is mounted. A hollow cap is put on the surface. Therefore, there is a problem that it is difficult to reduce the thickness of the semiconductor device.
[0013]
The objective of this invention is providing the technique which can reduce the manufacturing cost of the wiring board which has a heat sink.
[0014]
Another object of the present invention is to provide a technique capable of reducing the thickness of a semiconductor device using a wiring board having a heat sink.
[0015]
The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
The outline of the invention disclosed in the present application will be described as follows.
[0017]
(1) A method of manufacturing a wiring board in which wiring (conductor pattern) is formed on the surface of the insulator, or on the surface and inside, and on the back surface of the insulator, a heat dissipating conductor plate and external connection terminals are formed. The conductor plate is adhered to the surface of the conductor plate using an insulating adhesive material, and unnecessary portions of the conductor film are removed before forming the wiring by removing unnecessary portions of the conductor film, or after forming the wiring, the conductor plate is unnecessary. Forming a heat-dissipating conductor plate covering the opening of the insulating adhesive material and an external connection terminal (land) electrically separated from the heat-dissipating conductor plate. A predetermined area of the insulating adhesive material is opened, and a concave portion is formed in an area overlapping the area where the insulating adhesive material is opened, on the side of the heat-dissipating conductor plate that is bonded to the insulating adhesive material. It is the manufacturing method of the wiring board to do.
[0018]
According to the means (1), the wiring board is formed by using the conductive film bonded to the conductive board with the insulating adhesive material, so that the conventional wiring board described in
The external connection terminal has the same thickness as the heat radiating conductor plate, and is sufficiently thicker than the thickness of the wiring. Further, since the external connection terminal is made of the same material as the heat radiating conductor plate, the surface flatness is higher than a terminal (wiring) formed by plating or the like. Therefore, when a semiconductor device is manufactured using the wiring board, the connectivity between the external connection terminal and the wiring (terminal) of another wiring board (mounting substrate) can be improved.
[0019]
In the means (1), the conductor film and the conductor plate may be electrically connected at a predetermined position before the wiring is formed. In this case, when an unnecessary portion of the conductor film is removed to form a wiring, among the wiring, for example, a wiring having a specific potential such as a ground potential (ground potential) or a power supply potential and the heat radiation If the conductor plates are connected, the heat dissipating conductor plate can be used as a ground layer (surface), and a wiring board having a transmission path called a microstrip can be easily manufactured.
[0020]
In the means (1), it is preferable to use a high heat-resistant adhesive such as an imide resin for the insulating adhesive material. At this time, the high heat-resistant adhesive is formed (coated) on the surface of the conductor film or the surface of the conductor plate, for example, and bonded by hot pressing.
[0021]
The insulating adhesive material may be an adhesive film having a three-layer structure in which an insulating adhesive is formed on both surfaces of a film-like insulating plate. In the case of the adhesive film, since the film-like insulating plate at the center serves as a core, the thickness of the laminated body composed of the conductive film, the insulating adhesive material, and the conductive plate after bonding. Can be reduced.
[0022]
Further, when an adhesive film having a three-layer structure in which an insulating adhesive is formed on both surfaces of a film-like insulating plate is used as the insulating adhesive material, the film-like insulating plate at the center is a core (core). Since it plays a role, variation in the thickness of the wiring board can be reduced, and variation in the thickness of the semiconductor device can be reduced.
[0023]
Hereinafter, the present invention will be described in detail together with embodiments (examples) with reference to the drawings.
[0024]
Note that components having the same function are denoted by the same reference symbols throughout the drawings for describing the embodiments, and the repetitive description thereof is omitted.
[0025]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(Embodiment)
1 to 3 are schematic views showing a schematic configuration of a wiring board according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a plan view of the wiring board. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line BB ′ of FIG. FIG. 3 is a partially enlarged sectional view of FIG.
[0026]
1 to 3, 1 is an insulator (insulating adhesive material), 2 is a wiring, 2A is a via, 2B is an inner lead portion of the wiring, 201 is a first conductor film, 202 is a second conductor film, A conductor plate (heat radiating plate), 6A is a first bonding material, 6B is a second bonding material, and 13 is an external connection terminal (land).
[0027]
As shown in FIGS. 1 to 3, the wiring board of the present embodiment is provided with wiring (conductor pattern) 2 on the first main surface of the
[0028]
In addition, the wiring board of this embodiment is a wiring board used when a semiconductor chip is mounted to manufacture a semiconductor device, and the insulating
[0029]
The
[0030]
At this time, the depth of the
[0031]
In addition, the
[0032]
Further, in the wiring board of the present embodiment, the second main surface of the insulating
[0033]
At this time, the
[0034]
For example, when the semiconductor device is manufactured, the
[0035]
Also in the wiring board of this embodiment, the thickness of the insulating
[0036]
4 to 6 are schematic views for explaining the method of manufacturing the wiring board according to the present embodiment. FIG. 4A is a cross-sectional view of a process of forming a laminate, and FIG. 4B is a blind via hole. 5A is a cross-sectional view of the step of forming the second conductor film (via), FIG. 5B is a cross-sectional view of the step of forming the wiring, and FIG. Sectional drawing of the process of forming a heat sink and an external connection terminal, FIG.6 (b) is sectional drawing of the process of forming a device hole.
[0037]
Hereinafter, the manufacturing method of the wiring board according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.
[0038]
When manufacturing the wiring board of the present embodiment, first, as shown in FIG. 4A, the first
[0039]
Next, as shown in FIG. 4B, an opening (blind via hole) 1B that penetrates the
[0040]
Next, as shown in FIG. 5B, the
[0041]
Next, as shown in FIG. 6A, unnecessary portions of the
[0042]
Next, as shown in FIG. 6B, when the semiconductor device is manufactured, a device hole 5 which is a recessed space for accommodating a semiconductor chip is formed. The device hole 5 opens the chip mounting region 4 of the insulating
[0043]
Thereafter, as shown in FIGS. 2 and 3, the first bonding material 6 </ b> A and a protective film 7 such as a solder protective film are formed on the surface of the
[0044]
FIG. 7 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a semiconductor device using the wiring board of the present embodiment.
[0045]
Even when a semiconductor device is manufactured using the wiring board of the present embodiment, an adhesive such as a silver paste is applied to the bottom surface of the device hole 5, that is, the bottom surface of the
[0046]
The semiconductor device using the wiring board of the present embodiment is a semiconductor device called LGA (Land Grid Array), and when mounted on a mounting board or the like, the
[0047]
In the case of the semiconductor device using the wiring board of this embodiment, the
[0048]
As described above, according to the method for manufacturing a wiring board of the present embodiment, the step of bonding each material using an adhesive is only the step of bonding the first
[0049]
In addition, since the thickness of the insulating
[0050]
In the wiring board of this embodiment, the thickness of the insulating
[0051]
Further, like the wiring board of the present embodiment, the
[0052]
In the method of manufacturing the wiring board according to the embodiment, the
[0053]
In addition, when an adhesive film having a three-layer structure in which an insulating adhesive is formed on both surfaces of a film-like insulating plate is used as the insulating
[0054]
The present invention has been specifically described above based on the above embodiment, but the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. is there.
[0055]
For example, in the wiring board of the embodiment, the
[0056]
Moreover, in the wiring board of the said embodiment, although the example which uses the said
[0057]
Further, for example, in the embodiment, the wiring board in which the
[0058]
【The invention's effect】
Of the inventions disclosed in the present application, effects obtained by typical ones will be briefly described as follows.
[0059]
(1) The manufacturing cost of a wiring board having a heat sink can be reduced.
[0060]
(2) It is possible to reduce the thickness of a semiconductor device using a wiring board having a heat sink.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a wiring board according to an embodiment of the present invention, and is a plan view of the wiring board.
FIG. 2 is a schematic diagram showing a schematic configuration of the wiring board of the present embodiment, and is a cross-sectional view taken along the line BB ′ of FIG.
3 is a schematic diagram showing a schematic configuration of the wiring board of the present embodiment, and is a partially enlarged sectional view of FIG.
4A and 4B are schematic views for explaining a method of manufacturing a wiring board according to the present embodiment, in which FIG. 4A is a cross-sectional view of a process for forming a laminate, and FIG. 4B is a process for forming a blind via hole. It is sectional drawing of a process.
5A and 5B are schematic views for explaining a method of manufacturing a wiring board according to the present embodiment, in which FIG. 5A is a cross-sectional view of a process of forming a second conductor film (via), and FIG. It is sectional drawing of the process of forming.
6A and 6B are schematic views for explaining a method of manufacturing a wiring board according to the present embodiment. FIG. 6A is a cross-sectional view of a process of forming a heat sink and external connection terminals, and FIG. It is sectional drawing of the process of forming a hole.
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing a schematic configuration of a semiconductor device using the wiring board of the present embodiment.
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing a schematic configuration of a conventional TBGA type semiconductor device.
[Explanation of symbols]
1 Insulator (insulating adhesive material)
DESCRIPTION OF
3A Bottom surface of recess of heat sink 3 'Conductor plate 4 Area for mounting semiconductor chip 5 Recessed space (device hole)
6 Bonding
12 Ball-shaped
14 Insulating
Claims (6)
前記積層体のあらかじめ定められた位置に、前記第1導体膜側から、前記第1導体膜及び前記絶縁性接着材料を貫通して前記導体板に達する開口部を形成し、
前記導体膜の不要な部分を除去して配線を形成した後、
前記導体板の不要な部分を除去して、前記絶縁性接着材料の開口部を覆う放熱用導体板と、前記放熱用導体板と電気的に分離された外部接続端子とを形成した後、
前記絶縁性接着材料のあらかじめ定められた領域を開口するとともに、前記放熱用導体板の、前記絶縁性接着材料との接着面側の、前記絶縁性接着材料の開口した領域と重なる領域に凹部を形成することを特徴とする配線板の製造方法。 A laminated body is formed by laminating a first conductor film on the first main surface of the insulating adhesive material and laminating a heat radiating conductor plate on the second main surface of the insulating adhesive material,
Forming an opening reaching the conductor plate through the first conductor film and the insulating adhesive material from the first conductor film side at a predetermined position of the laminate,
After removing unnecessary portions of the conductor film to form wiring ,
By removing unnecessary portions of the conductive plate, the heat radiating conductor plate which covers the opening of the insulating adhesive material, after forming the external connection terminal to which the are radiating conductor plate electrically isolated,
A predetermined area of the insulating adhesive material is opened, and a recess is formed in an area overlapping the opening area of the insulating adhesive material on the bonding surface side of the heat radiating conductor plate with the insulating adhesive material. A method of manufacturing a wiring board, comprising forming the wiring board.
前記積層体のあらかじめ定められた位置に、前記第1導体膜側から、前記第1導体膜及び前記絶縁性接着材料を貫通して前記導体板に達する開口部を形成し、
前記導体板の不要な部分を除去して、前記絶縁性接着材料の開口部を覆う放熱用導体板と、前記放熱用導体板と電気的に分離された外部接続端子とを形成した後、
前記導体膜の不要な部分を除去して配線を形成した後、
前記絶縁性接着材料のあらかじめ定められた領域を開口するとともに、前記放熱用導体板の、前記絶縁性接着材料との接着面側の、前記絶縁性接着材料の開口した領域に凹部を形成することを特徴とする配線板の製造方法。 A laminated body is formed by laminating a first conductor film on the first main surface of the insulating adhesive material and laminating a heat radiating conductor plate on the second main surface of the insulating adhesive material,
Forming an opening reaching the conductor plate through the first conductor film and the insulating adhesive material from the first conductor film side at a predetermined position of the laminate,
After removing unnecessary portions of the conductive plate and forming a conductive plate for heat dissipation covering the opening of the insulating adhesive material, and an external connection terminal electrically separated from the conductive plate for heat dissipation,
After forming the wiring by removing unnecessary portions of the conductive film,
Opening a predetermined region of the insulating adhesive material, and forming a recess in the region where the insulating adhesive material is opened on the side of the heat-dissipating conductor plate that is bonded to the insulating adhesive material. A method of manufacturing a wiring board characterized by the above.
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