JP4635329B2 - 配線回路基板の製造方法 - Google Patents
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【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体チップ等を搭載するフィルム基材を用いた配線回路基板に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来のフィルムキャリアはフィルム基材の片面に配線層を設けており、その際半導体チップと導通を取るためのビアや外部配線と導通を取るためのランド等は、金属箔等の導体層を形成したフィルム基材に開口部を設け、その開口部に導体を充填して形成しており、開口部は、フィルム基材をフォトリソ処理して形成している。
フィルムキャリアの技術トレンドが、ビア部は数十μmからなる微細な開口部に導体を充填して形成され、且つ狭ピッチ化するなか、上記の方法ではフィルム基材に形成できるビアの径、ピッチが限界に近づいており、さらに高密度にリードを形成することは極めて困難になっている。
【0003】
また、金型を用いて、フィルム基材に全パタンを一括して加工した後、金属箔とラミネートする方法も知られている。
しかしこれらの方法では、現在金型での形成技術としては0.1mm以上の開口部は容易に対応できるが、0.1mmを境に金型形成の難易度、製造コストが急激に上昇すると共に、耐性が低下してしまう。更に現状0.08mm未満では金型の形成自体が不可能であり、数十μmレベルのビア加工用の金型の加工が問題となっている。
【0004】
更に、0.1mm以下のビアを数十μmピッチで形成した場合、フィルム基材と接着剤の剪断跡が反り返り、金属箔をフィルム基材にラミネートする際金属箔とフィルム基材との密着性が低下し、ビア周囲で金属箔が浮いてしまい、信頼性が低下するという問題がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記問題点に鑑み考案されたもので、高密度実装を可能とする配線回路基板をを容易に且つ安価に提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明に於いて上記課題を達成するために、フィルム基材の少なくとも一方の面に配線層を、他方の面に半導体チップ及び外部配線と接続するためのビア及びランドを有し、前記配線層で前記ビア及び前記ランドが電気的に接続されており、前記ビア及び前記ランドがフィルム基材に形成された開口部に導体を充填して形成されてなる配線回路基板の製造方法において、片面に接着層を備えたフィルム基材に、金型により0.1mm以上の大口径の開口部であるスプロケットホール、アライメントマーク用開口部、ランド用開口部を打ち抜く工程と、前記フィルム基材に前記接着層を介して銅箔を張り合わせて導体層とする工程と、前記導体層をめっき電極にして電解めっきにより前記ランド用開口部に導体をめっきして、ランドを形成する工程と、前記フィルム基材の前記ランド形成面側に保護用レジスト層を形成し、前記導体層上にレジストパターンを形成する工程と、前記レジストパターンをマスクにして前記導体層をエッチングし、前記保護用レジスト層及び前記レジストパターンを剥離して配線層を形成する工程と、前記配線層及び前記ランドの表面に金属めっき層を形成する工程と、前記配線層上に接着剤樹脂フィルムをラミネートして接着樹脂層を形成し、前記アライメントマーク用開口部を使って位置あわせをして前記接着樹脂層の所定の位置にレーザー法により0.1mm未満の小口径の開口部を形成する工程と、を備え、前記配線層及び前記ランドの表面に金属めっき層を形成する工程では、前記金属めっき層の上面が前記フィルム基材の表面よりも高くなるように形成されていることを特徴とする配線回路基板の製造方法としたものである。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態につき説明する。
本発明の配線回路基板は、フィルム基材の一方の面に配線層を、他方の面に半導体チップ及び外部配線と接続するためのビア及びランドを有し、ビア及びランドは開口部に導体を充填して形成されており、開口部の形成法として開口径によりその加工法を組み合わせたものである。例えば、0.1mm以上の大口径の開口部の加工法は金型法を用い、0.1mm以下の微細開口部の加工法にはレーザー法を用い、開口部の加工法として金型法とレーザー法を併用して用いることを特徴としている。
【0008】
図1(a)に本発明の配線回路基板の一実施例を示す構成断面図を、図1(b)に本発明の配線回路基板の他の実施例を示す構成断面図を、図3(a)〜(h)に、本発明の配線回路基板の一実施例の製造工程を工程順に示す構成断面図を、図4(a)〜(h)に、本発明の配線回路基板の他の実施例の製造工程を工程順に示す構成断面図をそれぞれ示す。
本発明の配線回路基板100は図1(a)に示すように、フイルム基材11の一方の面に配線層31aが、他方の面にビア42とランド41が形成されており、ビア42とランド41は配線層31aを介して電気的に接続されている。
また、本発明の配線回路基板200は図1(b)に示すように、フイルム基材11の一方の面に配線層31a、接着樹脂層71及びレーザー加工にて形成された開口部81が、他方の面にランド41が形成されており、ランド41は配線層31aを介して電気的に接続されている。開口部81は半導体チップを実装する際半導体チップのバンプ電極が接着樹脂層71の開口部81を介して配線層31aに電気的に接続されるようになっている。さらに、半導体チップは接着樹脂層71にて配線回路基板200に固定されるようになっている。
図2は、本発明の配線回路基板100を用いて半導体チップ101を搭載した半導体装置300の一例を示したもので、半導体チップ101のパッド電極は配線回路基板のビア42に接合され、ランド61上にはハンダボール121が形成され、半導体チップ101はモールド樹脂111にてモールドされている。
【0009】
以下、本発明の配線回路基板100の形成方法について述べる。
まず、片面に接着層21が貼付されたフィルム基材11を準備する(図3(a)参照)。
一般に市販されているフィルム基材の仕様としては、あらかじめ裏面に接着層を形成してあるタイプと、銅箔等の導体層が積層されたタイプとがある。本発明では銅箔等の導体層を形成する前に金型で開口部を形成するため、前者のあらかじめ裏面に接着層を形成してあるフィルム基材を使用する。
フィルム基材11としてはポリイミド樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、フッ素系樹脂、ポリフェニルエーテル樹脂、高分子液晶からなる有機フィルム等が使用可能である。
【0010】
次に、接着層21が形成されたフィルム基材11に金型によりスプロケットホール12、アライメントマーク用開口部13、ランド用開口部14を打ち抜き形成する(図3(b)参照)。
現在の金型形成技術としては0.1mm以上のパタンは容易に対応できるが、0.1mmを境に金型形成の難易度、価格が急激に上昇すると共に、耐性が低下してしまう。更に0.08mm未満では金型の形成自体が困難な領域となる。
つまり、金型加工にて開口部等の穴明け加工を行う対象を、金型を安価に高品位で供給できる領域である0.08mm以上と規定することは好ましい。
また、フィルム基材を用いた配線回路基板では実装時高い加工位置精度が要求され、配線回路基板内の加工位置精度に対しても数μmレベルが求められている。
【0011】
開口部を金型工程とレーザー工程の2工程で加工形成する場合、スプロケットホールによる位置あわせも考えられるが、同方式ではスプロケットホールの加工精度、ベースフィルムの伸縮、膨張により数十μmの加工位置精度が限界とされ、高密度実装型の配線回路基板の製造工程としては不十分である。
ここでは、アライメントマーク用開口部13をレーザー加工の際の位置あわせに使用する。アライメントマーク用開口部13の使用により数μmレベルの加工位置精度を得ることができる。
また、アライメントマーク用開口部13の形状としては一般に使用されている、十字形状、丸形状など、レーザー加工のアライメントマーク認識機構に合わせて適宜選定すれば良い。
【0012】
次に、銅箔をラミネーターにより熱圧着して貼り合わせ、導体層31を形成する(図3(c)参照)。
【0013】
次に、アライメントマーク用開口部13を使ってフィルム基材11の所定位置に位置合わせして、UV−YAGレーザーを用いたレーザー加工機にてビア用開口部15を形成する(図3(d)参照)。さらに、プラズマアッシング装置によりレーザー加工時に発生したスミア等の付着物の除去を行う。このようなデスミアは、ビア用開口部15の底面の導体層31に対し、レーザー加工時の絶縁樹脂の残膜による導通不良、ないし炭素成分からなる導通性物質による絶縁不良を回避するための表面のクリーニングとして有効な手段である。
デスミアの方法としては、一般的に知られたプラズマアッシング法、UVアッシング法及び有機樹脂フィルムのエッチング性溶液による方法等が可能である。
レーザー加工は、金型による加工が難しい0.08mm未満の孔加工に有効で、開口部底面に金属箔等の導体層がある場合には金属箔等の導体層のダメージを最小限に抑えるように行わなければならない。
レーザー加工に使用されるレーザーとしては、一般に、CO2レーザー、エキシマレーザー、YAGレーザー等が使用され、必要に応じCO2レーザーとエキシマレーザーを併用して加工する方法も使用される。
【0014】
次に、導体層31をめっき電極にして電解めっきによりランド用開口部14及びビア用開口部15に銅等の導体をめっきして、ランド41及びビア42を形成する(図3(e)参照)。ここで、導体の材質としては、銅や銅合金の金属めっき材料や、ハンダ材として一般によく使われているSn-Pbや、鉛フリハンダめっきSn-Bi、Sn-Cu等を使用できる。
【0015】
次に、導体層31をパターニング処理するために、フィルム基材11の一方の面にランド41及びビア42の表面をエッチング液から保護するためのレジスト層51を、他方の面の導体層31上にレジストパターン52を形成する(図3(f)参照)。
【0016】
次に、レジストパターン52をマスクにして導体層31をエッチングし、レジスト層51及びレジストパターン52を剥離処理して、配線層31aを形成する(図3(g)参照)。
【0017】
次に、配線層31a、ランド41及びビア42の表面にニッケル等の金属めっき層61を形成して、本発明の配線回路基板100を得る(図3(h)参照)。
この金属めっき層61は、フィルムキャリア等の配線回路基板の仕様に応じて設けられるものである。
【0018】
以下、本発明の配線回路基板200の形成方法について述べる。
まず、片面に接着層21が貼付されたフィルム基材11を準備する(図4(a)参照)。
次に、接着層21が形成されたフィルム基材11に金型によりスプロケットホール12、アライメントマーク用開口部13、ランド用開口部14を打ち抜き形成する(図4(b)参照)。
次に、銅箔をラミネーターにより熱圧着して貼り合わせ、導体層31を形成する(図4(c)参照)。
次に、導体層31をめっき電極にして電解めっきによりランド用開口部14に銅等の導体をめっきして、ランド41を形成する(図4(d)参照)。
【0019】
次に、導体層31をパターニング処理するために、フィルム基材11の一方の面にランド41の表面をエッチング液から保護するためのレジスト層51を、他方の面の導体層31上にレジストパターン52を形成する(図4(e)参照)。
次に、レジストパターン52をマスクにして導体層31をエッチングし、レジスト層51及びレジストパターン52を剥離処理して配線層31aを形成する(図4(f)参照)。
【0020】
次に、配線層31a及びランド41の表面にニッケル等の金属めっき層61を形成する(図4(g)参照)。
次に、フィルム基材11の一方の面の配線層31a上に半導体チップマウント用の接着剤樹脂フィルムをラミネートして接着樹脂層71を形成し、アライメントマーク用開口部13を使って接着樹脂層71の所定位置に位置合わせして、UV−YAGレーザーを用いたレーザー加工機にて60μmφの開口部81を形成する。さらに、プラズマアッシング装置によりレーザー加工時に発生したスミア等の付着物の除去を行い、本発明の配線回路基板200を得る(図4(h)参照)。
ここで、接着樹脂層71の開口部81は半導体を実装する際半導体チップのバンプ電極がこの開口部81を介して配線層31aに電気的に接続される。さらに、半導体チップが接着樹脂層71にて配線回路基板200に固定されるようになっている。
【0021】
【実施例】
以下、実施例にて本発明を詳細に説明する。
<参考例1>
まず、接着層21付きフィルム基材11を用意した(図3(a)参照)。
フィルム基材11としては50μm厚のユーピレックス(宇部興産)を、接着層21には8μm厚の東レ8500を使用した。
【0022】
次に、接着層21付きのフィルム基材11に金型によりスプロケットホール12、アライメントマーク用開口部13、ランド用開口部14を打ち抜き形成した(図3(b)参照)。
【0023】
次に、開口部が形成された接着層21付きのフィルム基材11に配線回路パターン用の銅箔(FQ−VLP:三井金属製)をラミネーターにより熱圧着して貼り合わせ、導体層31を形成した(図3(c)参照)。
【0024】
次に、アライメントマーク用開口部13を使ってフィルム基材11の所定位置に位置合わせして、UV−YAGレーザーを用いたレーザー加工機にて60μmφのビア用開口部15を形成した(図3(d)参照)。さらに、プラズマアッシング装置によりレーザー加工時発生したスミア等の付着物の除去を行った。
【0025】
次に、導体層31をめっき電極にして電解銅めっきによりランド用開口部14及びビア用開口部15に銅をめっきして、ランド41及びビア42を形成した(図3(e)参照)。
【0026】
次に、導体層31をパターニング処理するために、フィルム基材11の一方の面にレジスト層51を、他方の面の導体層31上にレジストパターン52を形成した(図3(f)参照)。
【0027】
次に、レジストパターン52をマスクにして導体層31をエッチングし、専用の剥離液でレジスト層51及びレジストパターン52を剥離処理して配線層31aを形成した(図3(g)参照)。
【0028】
最後に、電解ニッケルめっき及び電解金めっきにより配線層31a、ランド41及びビア42の表面にニッケル及び金膜からなる金属めっき層61を形成し、本発明の配線回路基板100を得た(図3(h)参照)。
【0029】
本発明の配線回路基板100を用いて半導体チップ101を搭載し、半導体チップ101のパッド電極は配線回路基板のビア42に接合し、ランド61上にはハンダボール121を形成し、半導体チップ101をモールド樹脂111にてモールドして、半導体装置300を形成した(図2参照)。
【0030】
<実施例1>
まず、接着層21付きフィルム基材11を用意した(図4(a)参照)。
フィルム基材11としては50μm厚のユーピレックス(宇部興産)を、接着層21には8μm厚の東レ8500を使用した。
【0031】
次に、接着層21付きのフィルム基材11に金型によりスプロケットホール12、アライメントマーク用開口部13、ランド用開口部14を打ち抜き形成した(図4(b)参照)。
【0032】
次に、開口部が形成された接着層21付きのフィルム基材11に配線回路パターン用の銅箔FQ−VLP(三井金属製)をラミネーターにより熱圧着して貼り合わせ、導体層31を形成した(図4(c)参照)。
【0033】
次に、導体層31をめっき電極にして電解銅めっきによりランド用開口部14に銅をめっきして、ランド41を形成した(図4(d)参照)。
【0034】
次に、導体層31をパターニング処理するために、フィルム基材11の一方の面にランド41の表面をエッチング液から保護するためのレジスト層51を、他方の面の導体層31上にレジストパターン52を形成した(図4(e)参照)。
【0035】
次に、レジストパターン52をマスクにして導体層31をエッチングし、専用の剥離液でレジスト層51及びレジストパターン52を剥離処理して、て配線層31aを形成した(図4(f)参照)。
【0036】
次に、電解ニッケルめっき及び電解金めっきにより配線層31a及びランド41の表面にニッケル及び金膜からなる金属めっき層61を形成した(図4(g)参照)。
【0037】
次に、フィルム基材11の一方の面に配線層31a上に半導体チップマウント用の接着剤樹脂フィルムをラミネートして接着樹脂層71を形成し、アライメントマーク用開口部13を使って接着樹脂層71の所定位置に位置合わせして、UV−YAGレーザーを用いたレーザー加工機にて60μmφの開口部81を形成した。さらに、プラズマアッシング装置によりレーザー加工時に発生したスミア等の付着物の除去を行い、本発明の配線回路基板200を得た(図4(h)参照)。
【0038】
【発明の効果】
本発明の配線回路基板は上記のような構成になってているため、微細且つ高密度の配線回路基板を容易に、且つ安価に提供することができる。更に、本発明の配線回路基板を使用することにより半導体装置の高密度実装対応が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は、本発明の配線回路基板の一実施例を示す構成断面図である。
(b)は、本発明の配線回路基板の他の実施例を示す構成断面図である。
【図2】本発明の配線回路基板を用いて半導体を実装した半導体装置の一例を示す構成断面図である。
【図3】(a)〜(h)は、本発明の配線回路基板の製造方法の一例を工程順に示す構成断面図である。
【図4】(a)〜(h)は、本発明の配線回路基板の製造方法の他の例を工程順に示す構成断面図である。
【符号の説明】
11……フィルム基材
12……スプロケットホール
13……アライメントマーク用開口部
14……ランド用開口部
15……ビア用開口部
31……導体層
31a……配線層
41……ランド
42……ビア
51……レジスト層
52……レジストパターン
61……金属めっき層
71……接着樹脂層
81……開口部
100、200……配線回路基板
101……半導体チップ
111……モールド樹脂
121……ハンダボール
300……半導体装置
Claims (1)
- フィルム基材の少なくとも一方の面に配線層を、他方の面に半導体チップ及び外部配線と接続するためのビア及びランドを有し、前記配線層で前記ビア及び前記ランドが電気的に接続されており、前記ビア及び前記ランドがフィルム基材に形成された開口部に導体を充填して形成されてなる配線回路基板の製造方法において、
片面に接着層を備えたフィルム基材に、金型により0.1mm以上の大口径の開口部であるスプロケットホール、アライメントマーク用開口部、ランド用開口部を打ち抜く工程と、
前記フィルム基材に前記接着層を介して銅箔を張り合わせて導体層とする工程と、
前記導体層をめっき電極にして電解めっきにより前記ランド用開口部に導体をめっきして、ランドを形成する工程と、
前記フィルム基材の前記ランド形成面側に保護用レジスト層を形成し、前記導体層上にレジストパターンを形成する工程と、
前記レジストパターンをマスクにして前記導体層をエッチングし、前記保護用レジスト層及び前記レジストパターンを剥離して配線層を形成する工程と、
前記配線層及び前記ランドの表面に金属めっき層を形成する工程と、
前記配線層上に接着剤樹脂フィルムをラミネートして接着樹脂層を形成し、前記アライメントマーク用開口部を使って位置あわせをして前記接着樹脂層の所定の位置にレーザー法により0.1mm未満の小口径の開口部を形成する工程と、
を備え、前記配線層及び前記ランドの表面に金属めっき層を形成する工程では、前記金属めっき層の上面が前記フィルム基材の表面よりも高くなるように形成されていることを特徴とする配線回路基板の製造方法。
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JP2002057276A (ja) | 半導体モジュールの製造方法 |
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