JP4768994B2 - 配線基板および半導体装置 - Google Patents

配線基板および半導体装置 Download PDF

Info

Publication number
JP4768994B2
JP4768994B2 JP2005031100A JP2005031100A JP4768994B2 JP 4768994 B2 JP4768994 B2 JP 4768994B2 JP 2005031100 A JP2005031100 A JP 2005031100A JP 2005031100 A JP2005031100 A JP 2005031100A JP 4768994 B2 JP4768994 B2 JP 4768994B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wiring
pattern
wiring board
board according
insulating film
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.)
Active
Application number
JP2005031100A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2006216919A (ja
Inventor
健太 小川
純 塚野
武彦 前田
直典 下戸
新太郎 山道
和宏 馬場
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Renesas Electronics Corp
Original Assignee
NEC Corp
Renesas Electronics Corp
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 NEC Corp, Renesas Electronics Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP2005031100A priority Critical patent/JP4768994B2/ja
Priority to TW095103395A priority patent/TWI299553B/zh
Priority to US11/341,445 priority patent/US7745736B2/en
Priority to KR1020060011178A priority patent/KR100688385B1/ko
Priority to CN2008101610659A priority patent/CN101673724B/zh
Priority to CNB2006100068156A priority patent/CN100438007C/zh
Publication of JP2006216919A publication Critical patent/JP2006216919A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4768994B2 publication Critical patent/JP4768994B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/10Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern
    • H05K3/20Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern by affixing prefabricated conductor pattern
    • H05K3/205Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern by affixing prefabricated conductor pattern using a pattern electroplated or electroformed on a metallic carrier
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06QINFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/10Services
    • G06Q50/26Government or public services
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06QINFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q10/00Administration; Management
    • G06Q10/04Forecasting or optimisation specially adapted for administrative or management purposes, e.g. linear programming or "cutting stock problem"
    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08BSIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B31/00Predictive alarm systems characterised by extrapolation or other computation using updated historic data
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/6835Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using temporarily an auxiliary support
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/498Leads, i.e. metallisations or lead-frames on insulating substrates, e.g. chip carriers
    • H01L23/49811Additional leads joined to the metallisation on the insulating substrate, e.g. pins, bumps, wires, flat leads
    • H01L23/49816Spherical bumps on the substrate for external connection, e.g. ball grid arrays [BGA]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/498Leads, i.e. metallisations or lead-frames on insulating substrates, e.g. chip carriers
    • H01L23/49822Multilayer substrates
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/498Leads, i.e. metallisations or lead-frames on insulating substrates, e.g. chip carriers
    • H01L23/49827Via connections through the substrates, e.g. pins going through the substrate, coaxial cables
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/498Leads, i.e. metallisations or lead-frames on insulating substrates, e.g. chip carriers
    • H01L23/49838Geometry or layout
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/03Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
    • H01L25/04Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
    • H01L25/065Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L27/00
    • H01L25/0657Stacked arrangements of devices
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W84/00Network topologies
    • H04W84/18Self-organising networks, e.g. ad-hoc networks or sensor networks
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/11Printed elements for providing electric connections to or between printed circuits
    • H05K1/111Pads for surface mounting, e.g. lay-out
    • H05K1/112Pads for surface mounting, e.g. lay-out directly combined with via connections
    • H05K1/113Via provided in pad; Pad over filled via
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/46Manufacturing multilayer circuits
    • H05K3/4644Manufacturing multilayer circuits by building the multilayer layer by layer, i.e. build-up multilayer circuits
    • H05K3/4682Manufacture of core-less build-up multilayer circuits on a temporary carrier or on a metal foil
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2221/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof covered by H01L21/00
    • H01L2221/67Apparatus for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L2221/683Apparatus for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L2221/68304Apparatus for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using temporarily an auxiliary support
    • H01L2221/68345Apparatus for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using temporarily an auxiliary support used as a support during the manufacture of self supporting substrates
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/15Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
    • H01L2224/16Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/15Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
    • H01L2224/16Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
    • H01L2224/161Disposition
    • H01L2224/16151Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/16221Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/16225Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/15Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
    • H01L2224/16Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
    • H01L2224/161Disposition
    • H01L2224/16151Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/16221Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/16225Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H01L2224/16235Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation the bump connector connecting to a via metallisation of the item
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/15Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
    • H01L2224/16Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
    • H01L2224/161Disposition
    • H01L2224/16151Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/16221Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/16225Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H01L2224/16237Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation the bump connector connecting to a bonding area disposed in a recess of the surface of the item
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/31Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
    • H01L2224/32Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/321Disposition
    • H01L2224/32151Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/32221Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/32225Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732Location after the connecting process
    • H01L2224/73201Location after the connecting process on the same surface
    • H01L2224/73203Bump and layer connectors
    • H01L2224/73204Bump and layer connectors the bump connector being embedded into the layer connector
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/83Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
    • H01L2224/831Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector the layer connector being supplied to the parts to be connected in the bonding apparatus
    • H01L2224/83102Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector the layer connector being supplied to the parts to be connected in the bonding apparatus using surface energy, e.g. capillary forces
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/91Methods for connecting semiconductor or solid state bodies including different methods provided for in two or more of groups H01L2224/80 - H01L2224/90
    • H01L2224/92Specific sequence of method steps
    • H01L2224/921Connecting a surface with connectors of different types
    • H01L2224/9212Sequential connecting processes
    • H01L2224/92122Sequential connecting processes the first connecting process involving a bump connector
    • H01L2224/92125Sequential connecting processes the first connecting process involving a bump connector the second connecting process involving a layer connector
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2225/00Details relating to assemblies covered by the group H01L25/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2225/03All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00
    • H01L2225/04All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices not having separate containers
    • H01L2225/065All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L27/00
    • H01L2225/06503Stacked arrangements of devices
    • H01L2225/06517Bump or bump-like direct electrical connections from device to substrate
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2225/00Details relating to assemblies covered by the group H01L25/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2225/03All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00
    • H01L2225/04All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices not having separate containers
    • H01L2225/065All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L27/00
    • H01L2225/06503Stacked arrangements of devices
    • H01L2225/06541Conductive via connections through the device, e.g. vertical interconnects, through silicon via [TSV]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2225/00Details relating to assemblies covered by the group H01L25/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2225/03All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00
    • H01L2225/04All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices not having separate containers
    • H01L2225/065All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L27/00
    • H01L2225/06503Stacked arrangements of devices
    • H01L2225/06572Auxiliary carrier between devices, the carrier having an electrical connection structure
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/00011Not relevant to the scope of the group, the symbol of which is combined with the symbol of this group
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/00014Technical content checked by a classifier the subject-matter covered by the group, the symbol of which is combined with the symbol of this group, being disclosed without further technical details
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01019Potassium [K]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01046Palladium [Pd]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01078Platinum [Pt]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01079Gold [Au]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/095Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00 with a principal constituent of the material being a combination of two or more materials provided in the groups H01L2924/013 - H01L2924/0715
    • H01L2924/097Glass-ceramics, e.g. devitrified glass
    • H01L2924/09701Low temperature co-fired ceramic [LTCC]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/102Material of the semiconductor or solid state bodies
    • H01L2924/1025Semiconducting materials
    • H01L2924/10251Elemental semiconductors, i.e. Group IV
    • H01L2924/10253Silicon [Si]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/151Die mounting substrate
    • H01L2924/153Connection portion
    • H01L2924/1531Connection portion the connection portion being formed only on the surface of the substrate opposite to the die mounting surface
    • H01L2924/15311Connection portion the connection portion being formed only on the surface of the substrate opposite to the die mounting surface being a ball array, e.g. BGA
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/151Die mounting substrate
    • H01L2924/153Connection portion
    • H01L2924/1532Connection portion the connection portion being formed on the die mounting surface of the substrate
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/30Technical effects
    • H01L2924/35Mechanical effects
    • H01L2924/351Thermal stress
    • H01L2924/3511Warping
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/09Shape and layout
    • H05K2201/09209Shape and layout details of conductors
    • H05K2201/09372Pads and lands
    • H05K2201/09472Recessed pad for surface mounting; Recessed electrode of component
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/09Shape and layout
    • H05K2201/09209Shape and layout details of conductors
    • H05K2201/095Conductive through-holes or vias
    • H05K2201/096Vertically aligned vias, holes or stacked vias
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/03Metal processing
    • H05K2203/0384Etch stop layer, i.e. a buried barrier layer for preventing etching of layers under the etch stop layer
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/10Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern
    • H05K3/107Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern by filling grooves in the support with conductive material

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Human Resources & Organizations (AREA)
  • Tourism & Hospitality (AREA)
  • Economics (AREA)
  • Strategic Management (AREA)
  • Marketing (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Development Economics (AREA)
  • General Business, Economics & Management (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Operations Research (AREA)
  • Entrepreneurship & Innovation (AREA)
  • Game Theory and Decision Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Educational Administration (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Primary Health Care (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Structure Of Printed Boards (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)

Description

本発明は、半導体チップの搭載に使用される配線基板およびこの配線基板を用いた半導体装置に関するものである。
近年、半導体装置の高性能化、多機能化および高密度化による端子の増加や狭ピッチ化に伴い、半導体チップを搭載する実装用配線基板には、これまで以上に高密度・微細配線化が求められている。
従来、広く使用されている実装用配線基板としては、多層配線基板の1種であるビルトアッププリント基板が挙げられる。このビルトアッププリント基板は、ベースコア基板として、配線が形成されたガラスエポキシプリント基板の両面に、樹脂層が形成され、これらの樹脂層にフォトリソグラフィ法やレーザ法によりヴィアホールが形成され、次いでメッキ法とフォトリソグラフィ法により配線層とヴィア導体が形成されている。必要に応じて樹脂層の形成工程と、配線およびヴィア導体の形成工程を繰り返すことにより、多層配線構造を形成することができる。
しかしながら、このビルトアッププリント基板は、ベースコア基板に耐熱性の低いガラスエポキシプリント基板を用いているために、多層構造の形成時や半導体チップの搭載時の加熱により、基板に収縮やそり、うねり等の変形が発生しやすい問題がある。
一方、特開2000−3980号公報(特許文献1)には、金属板からなるベース基板上にビルトアップ積層構造を形成した実装用配線基板が開示されている。
図9に、この実装用配線基板の製造工程図を示す。まず、図9(a)に示すように、金属板501上に絶縁層502を形成し、この絶縁層502にヴィアホール503を形成する。次に、図9(b)に示すように、ヴィアホール503が形成された絶縁層502上に配線パターン504を形成する。次に、図9(c)に示すように、配線パターン504上に絶縁層506を形成し、この絶縁層506に配線パターン504に達するフリップチップパッド部505を形成する。最後に、図9(d)に示すように、金属板501を下面側からエッチングし、基板補強体507及び外部電極端子508を形成する。
しかしながら、この実装用配線基板は、外部電極端子508を金属板501のエッチングにより形成するため、エッチング時のおけるサイドエッチング量制御の限界から、外部電極端子508間を狭ピッチ化することが困難である。また、この実装用配線基板を外部のボードや装置に実装したときに、構造上、外部電極端子508と絶縁層502との界面に応力が集中し、オープン不良が発生しやすく、十分な信頼性が得られない問題があった。
上述の従来技術の問題を解決可能な実装用配線基板が特開2002−198462号公報(特許文献2)に開示されている。
図10を用いて、その基本構造およびその形成方法を説明する。まず、金属板等からなる支持板601上に電極602を形成し、この電極を覆うように絶縁層603を形成する。次に、この絶縁層603に、電極602に達するヴィアホール604を形成し、このヴィアホールを埋め込むように配線605を形成する。この配線605は、ヴィアホール内に埋め込まれた導電体により電極602と接続される(図10(a))。必要に応じて、絶縁層、ヴィアホール及び配線の形成工程を繰り返すことにより多層配線構造を形成することができる。次に、図10(b)に示すように、エッチングにより支持板601の一部を選択的に除去して、電極602を露出させるとともに、支持体606を形成する。このようにして配線基板607を形成することができる。ここではパッド状の電極パターンを形成する場合を説明したが、同様な方法でライン状の配線パターンを形成することができる。
支持体606に、金属等の耐熱性材料を用いることにより配線基板の熱変形を抑えることができ、絶縁層に、所望の機械強度を持つ樹脂材料を用いることにより強度に優れた配線基板を得ることができる。さらに、電極や配線などの導体層の周囲が絶縁層に埋め込まれた状態で下面が露出しているため、実装時において導体層にかかる応力集中が抑えられ、実装信頼性を高めることができる。
また、上記の配線基板に好適な絶縁層材料が、特開2004−179647号公報に開示されている。この公報には、繰り返し加えられる熱応力によるクラックの発生が抑えられ、信頼性に優れた配線基板および半導体パッケージを提供することを目的として、膜厚3〜100μm、23℃における破断強度80MPa以上、−65℃における破断強度をa、150℃における破断強度をbとするとき、比(a/b)の値が4.5以下である絶縁層が開示されている。そして、これに加えて150℃における弾性率が2.3GPa以上が好ましいことが規定されている。また、−65℃における弾性率をc、150℃における弾性率をdとするとき、比(c/d)の値を4.7以下に規定することが開示され、さらに、比(a/b)の値を2.5以下、あるいは比(a/b)の値を2.5より大きく4.5以下であり且つ比(a/b)と比(c/d)の差の絶対値を0.8以下に規定することが開示されている。
特開2000−3980号公報 特開2002−198462号公報 特開2004−179647号公報
しかしながら、特許文献2に記載のような構造を持つ配線基板は、絶縁材料の特性に応じて耐熱性および機械強度に優れるものの、製造後に反りが生じる問題があった。例えば、生産性の点から、1つの基板に目的の配線基板に対応する領域単位をブロック状に配列形成したブロック基板を作製した場合、このブロック基板全体が湾曲する反りが発生する。このブロック基板は、その製造後に搬送され、半導体チップが搭載された後、個々のパッケージに分割される。その際、ブロック基板の反りは搬送性を低下させたり、半導体チップの精密な搭載を困難にし、結果、スループットや歩留まり、接続信頼性の低下を招く。
そこで上記課題を鑑みて、本発明は、十分な機械強度を有しながら、反りが制御された配線基板、およびこれを用いた半導体装置を提供するものである。
本発明は、以下の(1)項〜(22)項にそれぞれ記載した態様が含まれる。
(1)下面に凹部を有するベース絶縁膜と、前記凹部に設けられた第1配線と、前記ベース絶縁膜に形成されたヴィアホールと、このヴィアホール内の導電体を介して第1配線と接続され前記ベース絶縁膜の上面に形成された第2配線を有する配線基板において、
前記第1配線からなるパターンであって、第1方向と直交する第2方向に沿ったライン状パターンを少なくとも含む第1配線パターンと、
前記ベース絶縁膜の下面の凹部に設けられたパターンであって、当該配線基板の第1方向両側の下方側への反りを抑えるように形成された反り制御パターンを有することを特徴とする配線基板。
(2)前記第1配線パターンは、第1方向に沿ったX成分に対する第2方向に沿ったY成分の成分比率(Y/X)が1より大きく、前記反り制御パターンは、X成分に対するY成分の成分比率(Y/X)が1より小さい、1項に記載の配線基板。
(3)下面に凹部を有するベース絶縁膜と、前記凹部に設けられた第1配線と、前記ベース絶縁膜に形成されたヴィアホールと、このヴィアホール内の導電体を介して第1配線と接続され前記ベース絶縁膜の上面に形成された第2配線を有する配線基板において、
前記第1配線からなるパターンであって、第1方向と直交する第2方向に沿ったライン状パターンを少なくとも含み、且つ第1方向に沿ったX成分に対する第2方向に沿ったY成分の成分比率(Y/X)が1より大きい第1配線パターンと、
前記ベース絶縁膜の下面の凹部に設けられたパターンであって、X成分に対するY成分の成分比率(Y/X)が1より小さい反り制御パターンを有することを特徴とする配線基板。
(4)前記第1配線パターンは、当該第1配線パターン全体に対する、第1方向に沿ったライン状パターンと第2方向に沿ったライン状パターンとの合計のエリア比率が60%以上である1、2又は3項に記載の配線基板。
(5)前記第1配線パターンの成分比率(Y/X)が55/45以上である2〜4項のいずれかに記載の配線基板。
(6)前記反り制御パターンが、第2方向と直交するライン状パターンあるいはラインアンドスペースパターンである1〜5項のいずれかに記載の配線基板。
(7)前記反り制御パターンが、前記第1配線と同じ材料で形成され、同じ厚みを有している1〜6項のいずれかに記載の配線基板。
(8)前記反り制御パターンが、前記ベース絶縁膜下面の凹部に設けられたダミー配線からなるパターンを少なくとも有する1〜7項のいずれかに記載の配線基板。
(9)所定の配線基板に対応する基板領域単位がブロック状に配列形成された1〜8項のいずれかに記載の配線基板。
(10)前記基板領域単位の配列領域周辺部に、前記ベース絶縁膜下面の凹部に設けられたブロックパターンを有する9項に記載の配線基板。
(11)前記ブロックパターンが、前記第1配線と同じ材料で形成され、同じ厚みを有している10項に記載の配線基板。
(12)前記反り制御パターンとして、前記基板領域単位内に設けられたダミー配線からなる第1の反り制御パターンと、前記基板領域単位の配列領域周辺部に設けられた第2の反り制御パターンを有する9、10又は11項に記載の配線基板。
(13)前記第2の反り制御パターンは、第2方向と直交するラインアンドスペースパターンからなる領域単位がブロック状に配列されたパターンを有する12項に記載の配線基板。
(14)前記第1配線の下面が前記ベース絶縁膜の下面と同一平面内にある1〜13項のいずれかに記載の配線基板。
(15)前記第1配線の下面が前記ベース絶縁膜の下面より上方に位置している1〜13項のいずれかに記載の配線基板。
(16)前記ベース絶縁膜が耐熱性樹脂からなる1〜15項のいずれかに記載の配線基板。
(17)前記ベース絶縁膜が繊維強化樹脂複合材料からなる1〜15項のいずれかに記載の配線基板。
(18)前記第2配線の一部を覆い、残部を露出させるように形成されたソルダーレジスト層を有する1〜17項のいずれかに記載の配線基板。
(19)前記ベース絶縁膜の上面側に設けられた絶縁層と、この絶縁層に形成されたヴィアホールと、このヴィアホール内の導電体を介して下方の配線と接続され当該絶縁層の上面に形成された上層配線とからなる配線構造層を1つ又は複数有する1〜17項のいずれかに記載の配線基板。
(20)前記上層配線の一部を覆い、残部を露出させるように形成されたソルダーレジスト層を有する19項に記載の配線基板。
(21)1〜20項のいずれかに記載の配線基板と、この配線基板に搭載された半導体チップを有する半導体装置。
(22)前記半導体チップは、前記配線基板の下面側に搭載され前記第1配線と接続されている21項に記載の半導体装置。
本発明によれば、十分な機械強度を有しながら、反りが制御された配線基板を提供することができる。結果、半導体チップの搭載工程における搬送性が改善され、生産性を向上することができるとともに、信頼性の高い半導体装置を提供することができる。
以下、本発明の好適な実施の形態について説明する。
〔配線基板の基本構造〕
まず、図1に示す一実施形態を挙げて本発明の配線基板の基本構造について説明する。
本実施形態の配線基板は、ベース絶縁膜111と、このベース絶縁膜の下面側に設けられた下層配線112と、ベース絶縁膜に形成されたヴィアホール113と、このヴィアホール内の導電体を介して下層配線と接続されベース絶縁膜上面に形成された上層配線114を有している。下層配線112は、ベース絶縁膜111の下面の凹部111a内に設けられている。また、ベース絶縁膜111上には、上層配線114の一部を露出させ残部を覆うようにソルダーレジスト層115が形成され、その露出部はパッド電極として利用することができる。ソルダーレジスト層115は、必要に応じて設けられるものであり、省略することができる。
本発明の配線基板における下層配線112は、ベース絶縁膜111の下面の凹部111aを埋め込むように設けられているため、下層配線にかかる応力や歪みが緩和され応力の集中を低減することができ、高い接続信頼性を得ることができる。この下層配線の幅は、例えば10〜500μmの範囲で適宜設定することができ、好ましくは15〜500μm、より好ましくは20〜100μm、典型的には20〜40μmの範囲に設定することができる。
このような配線基板は、生産性や取り扱い性の点から、1つの基板内に目的の配線基板に対応する領域単位がブロック状に配列形成された基板(以下、ブロック基板)の形態とすることが好ましい。また、半導体チップの搭載時の作業性の点から、これらの領域単位は全て同一の向きに配置されていることが好ましい。
しかしながら、このようなブロック基板は、本発明による構造を有しない場合、基板に反りやうねり等のゆがみが発生しやすい。特に、下層配線形成側が谷となるように湾曲する反りが発生しやすく、このような反りが発生すると、半導体チップの搭載工程におけるブロック基板の搬送性やチップの搭載精度を著しく低下させる。具体的には、配線基板の下層配線形成側の面に半導体チップを搭載するために、下層配線形成側を上に向けて置いた場合、この反りは、X−Y直交座標においてY方向に形成された下層配線が多い場合、X方向の両側が浮き上がるように反る。
このような基板の反りは、ベース絶縁膜111の下面側の凹部111aに設けられた下層配線112の配置がベース絶縁膜の下面側に偏っていることに起因するものと考えられる。製造プロセス時に加えられる熱や圧力によって生じる応力が、ベース絶縁膜内の上面側と下面側とで偏り、応力歪みが発生し、この応力歪みが基板に反りをもたらすものと思われる。下層配線は、ベース絶縁膜の下面の凹部を埋め込むように設けられているため、配線の上面に加えて側面周囲がベース絶縁膜に接し、絶縁膜との接触面積が大きく、ベース絶縁膜全体にわたる応力歪みを大きくしているものと考えられる。
本発明は、このような基板の反りを抑えるために後述する反り制御パターンを設けるものである。この反り制御パターンは、ベース絶縁膜下面の凹部に設けられたパターン(以下、凹部内パターン)により形成することができる。具体的には、ダミー配線のパターン、必要により下層配線形成領域周辺部に設けられる支持パターンで形成することができる。これらのパターンは、下層配線と同時にパターニング形成ができるため、容易に形成できる。
また本発明は、従来構造における支持体に起因する基板のゆがみを防止するために、従来構造の支持体に代えて、ブロックパターンを有する支持パターンを配線基板の周縁部に設けることができる。この支持パターンは、下層配線と同時にパターニング形成できるため、煩雑な工程を追加することなく、配線形成と同じ精度で支持パターンを形成することができる。従来構造の支持体は、配線基板の周縁領域の全面にわたって形成されるため、支持体材料とベース絶縁膜材料の熱膨張率差に起因する応力歪みが発生しやすく基板のゆがみが生じていた。本発明による支持パターンは、複数の支持領域単位からなるブロックパターンを有するため、配線基板を補強し、その形状保持性を高めながら、配線基板のうねり等のゆがみを効果的に抑えることができる。ブロックパターンによって熱膨張率差による応力が適度に分散されるためと考えられる。この支持パターンを構成する支持領域単位は、ベタパターンとすることができるが、後述するようにラインアンドスペースパターン等の指向性を有するパターンにすることで、前述の下層配線に起因する反りを抑制するための反り制御パターンとして機能させることができる。
図1に示す配線基板において、ベース絶縁膜111の下面の凹部111a内に設けられた配線112は、その下面が露出し、ベース絶縁膜下面より上方に位置し、配線基板の下面の一部を構成している。すなわち、配線基板のベース絶縁膜下面には下層配線の下面を底面とする凹部が形成されている。下層配線下面を底面とする凹部の深さは、例えば0.5〜10μm程度に設定することができる。このような凹部により、バンプの位置ズレや流動を防止することができ、狭ピッチなパッドを有する半導体チップの接続における位置精度および信頼性を高めることができる。凹部が浅すぎると十分な上記効果が得られなくなり、深すぎると十分な接続が困難になり、アンダーフィルを設ける場合はその充填が困難になる。
下層配線112は、Cu、Ni、Au、Al、Pd、Ag等の金属により形成することができ、その厚みは、例えば2〜20μmに設定できる。下層配線は、積層構造を有することができ、図1においては、下層配線112は下層側にエッチングバリア層112aを有する2層構造を有している。このエッチングバリア層は、例えば、Ni、Au又はPdからなり、後述する支持基板のエッチング除去工程において下層配線のエッチングを防止することができる。
ベース絶縁膜111の厚みは、配線基板に求められる特性、膜材料の強度や加工性、調製等の観点から、例えば3〜100μmに設定できる。ベース絶縁膜の厚みが薄すぎると十分な強度が確保できなくなり、厚すぎるとヴィアホールの微細加工性が低下する。ベース絶縁膜の材料は、耐熱性や機械強度等の所望の特性に応じて、種々の樹脂、樹脂複合材料から選択することができる。
ベース絶縁膜111の凹部111aの直上域内には、ヴィアホール113が形成されている。半導体パッケージの種類に応じて、ヴィアホールの直径は例えば30〜80μm程度に設定される。ヴィアホール内には、下層配線と接続するように導電性材料が埋め込まれている。
ベース絶縁膜111の上面には、ヴィアホール内の導電性材料を介して下層配線と導通する上層配線114が形成されている。この上層配線は、ヴィアホール内の導電性材料と一体に形成することができ、その厚みは例えば2〜20μmに設定することができる。また、ベース絶縁膜111の上面には、上層配線の一部を露出させ、残部を覆うように、ソルダーレジスト115が形成され、上層配線の露出部がパッド電極を形成している。ソルダーレジスト層の厚みは例えば2〜40μmに設定できる。
本発明の配線基板は、図2に示すように、ベース絶縁膜111及び上層配線114上に層間絶縁膜116、ヴィアホール117及び第2の上層配線118が形成された多層構造とすることもできる。第2の上層配線118は、前述の上層配線114と同様に形成することができ、ヴィアホール117内の導電性材料を介して上層配線114と導通している。層間絶縁膜116の上面には、第2の上層配線118の一部を露出させ、残部を覆うように、ソルダーレジスト115が形成され、第2の上層配線の露出部がパッド電極を形成している。ソルダーレジスト層の厚みは例えば2〜40μmに設定できる。
本発明の配線基板は、上記の多層配線構造に加えてさらに、層間絶縁膜、ヴィアホール及び上層配線を設けて複数層の層間絶縁膜を有する多層配線構造にすることもできる。多層配線構造にすることにより、半導体チップに入力する信号数を増加することができる。
本発明の配線基板は、図3に示すように、下層配線の下面がベース絶縁膜111の下面と同一平面内にある構造を有することができる。この構造では、バンプを用いて狭ピッチなパッドを有する半導体チップを搭載する場合、位置ズレに対して十分マージンを得ることができ、接続信頼性を向上することができる。また、本発明の配線基板は、下層配線の下端がベース絶縁膜の下面から突出している構造を有することもできる。
〔反り制御パターン及び支持パターン〕
本発明により制御しようとする配線基板の反りは、前述のようにベース絶縁膜下面の凹部に設けられた下層配線のパターン(以下、下層配線パターン)に起因するものと考えられる。このような配線基板の反りは、下層配線が、X−Y直交座標系における一方の座標成分に偏ったパターンを形成している場合に発生しやすい。すなわち、パターンのX成分およびY成分について、X成分に対するY成分の比率(Y/X)(以下、パターン成分比率(Y/X))が1より大きい場合、配線基板に反りが発生しやすくなる傾向がある。
ここで本発明におけるパターンのX成分およびY成分とは、それぞれ、X−Y直交座標におけるパターン輪郭線のX成分およびY成分示す。このパターン輪郭線は、凹部内のパターン部材(例えば下層配線)とベース絶縁膜との接線に相当する。例えば、図11(a)に示すパターンにおいてはL1〜L4、図11(b)に示すパターンにおいてはL1〜L8が輪郭線を示す。そして、上記のパターン成分比率(Y/X)とは、所定パターンの輪郭線のX成分(絶対値)の総和に対するY成分(絶対値)の総和の比率を示す。
配線基板は、下層配線のパターン成分比率(Y/X)が大きいほど、例えば55/45以上、さらには60/40以上、特に70/30以上において反りが発生しやすくその程度も大きくなる傾向がある。したがって、本発明は、このパターン成分比率(Y/X)が1より大きい場合、典型的には55/45以上の場合、さらには60/40以上の場合、特に70/30以上の場合に十分な効果を発現することができる。このパターン成分比率(Y/X)の上限は、例えば85/15以下に設定することができる。この比率が高すぎると、所望の回路を構成するための配線パターンの形成が困難になる。
また、本発明は、下層配線パターンにおいて、X方向に沿ったライン状パターンとY方向に沿ったライン状パターンのトータル部分が下層配線パターン全体の60%以上、さらには70%以上、特に80%以上のエリア比率を占める配線基板に対して効果的である。ここでエリア比率とは、基板平面におけるパターン自体が占有する面積に基づく比率である。すなわち、上記のライン状パターンのエリア比率とは、基板平面において、下層配線パターンの全体の占有面積に対する、X方向に沿ったライン状パターン及びY方向に沿ったライン状パターンの合計の占有面積の割合を意味する。X方向またはY方向に沿ったライン状パターンとその他のパターンが連続している場合、両者のパターンの境界は、X方向またはY方向に沿った分割線のうち当該ライン状パターンの幅方向の分割線とする。図12(a)及び(b)に、X方向またはY方向に沿ったライン状パターンと斜めパターンが連続する場合の分割線を示す。
本発明は、上記のような下層配線パターンの座標成分の偏りに起因する配線基板の反りを抑えるため、反り制御パターンを設けるものである。本発明による反り制御パターンは、ベース絶縁膜の下面の凹部に設けられ、且つそのパターン成分比率(Y/X)が1より小さいことが望ましい。このパターン成分比率(Y/X)は、反りをより効果的に抑える点から、30/70以下が好ましく、20/80以下がより好ましい。特に、反り制御性に優れ且つパターン形成の容易さから、Y方向と交差するライン状パターンからなることが好ましく、典型的には、Y方向と直交するライン状パターンあるいはラインアンドスペースパターン(Y成分が0)が挙げられる。ラインアンドスペースパターンは、反り抑制効果が大きいため、その配線占有率を比較的小さくすることができ、下層配線の高密度化の点からも有利である。
また、本発明の配線基板は、凹部内パターンのパターン成分比率(Y/X)、特に反り制御パターンと下層配線パターンとを合わせたパターン成分比率(Y/X)が、70/30〜30/70の範囲にあることが好ましく、65/35〜35/65の範囲にあることがより好ましく、60/40〜40/60の範囲がさらに好ましく、55/45〜45/55の範囲が特に好ましい。このパターン成分比率(Y/X)が高すぎると、十分な反り制御効果が得られず、逆に低すぎると反り制御パターンに起因する反りの発生を招く可能性がある。
本発明による反り制御パターンによれば、下層配線パターンの座標成分の偏りに起因する応力を相さいして弱めることができるため、配線基板の反りを抑えることができる。また、反りに起因する下層配線と同様にベース絶縁膜の下面側に設けられているため、応力の相さい効果が高いと考えられる。配線基板の反りが抑えられることにより、半導体チップの搭載工程における配線基板の搬送性が改善され、スループットを向上することができる。また、半導体チップの搭載に際して搭載精度を向上でき、結果、歩留まりや接続信頼性を向上することができる。
本発明の配線基板における、下層配線のエリア占有率は、5%〜70%の範囲にあることが好ましく、10%〜60%の範囲にあることがより好ましく、15%〜45%の範囲にあることがさらに好ましい。このエリア占有率が低すぎると、所望の高密度配線ができなくなり、エリア占有率が高すぎると、加工精度の点から配線間の絶縁を確保することが困難になる。本発明の配線基板は、その下層配線がこのようなエリア占有率にある場合に反りが発生しやすくなり、このような反りに対して本発明による反り制御パターンの効果を十分に発揮することができる。
ここで、下層配線のエリア占有率とは、配線基板の基板平面における一構成単位において、下層配線形成領域の面積に対する下層配線の占める面積の割合をいう。下層配線形成領域とは、下層配線を取り囲む最小面積の四辺形内の領域をいう。また、構成単位とは、所定の半導体チップの1つあるいは一組が搭載された目的の半導体パッケージに用いる配線基板あるいはこれに対応する基板領域の単位をいう。
1つの基板に目的の配線基板に対応する領域単位(上記の構成単位)をブロック状に配列形成したブロック基板においては、凹部内パターン(下層配線、反り制御パターン、支持体パターンを含む)のエリア占有率は、10%〜70%の範囲にあることが好ましく、20%〜60%の範囲にあることがより好ましく、25%〜50%の範囲にあることがさらに好ましい。この場合のエリア占有率とは、ブロック基板の基板平面全体の面積に対する凹部内パターンの占める面積の割合をいう。このエリア占有率が低すぎると、所望の高密度配線ができなくなるとともに、十分な反り制御が困難となる。このエリア占有率が高すぎると、加工精度の点から配線間の絶縁を確保することが困難になるとともに、配線基板のうねり等のゆがみが生じやすくなる。
以上に説明した反り制御パターンは、ベース絶縁膜下面の凹部に設けられた凹部内パターンにより形成することができる。この凹部内パターンとしては、下層配線の形成領域内に設けられるダミー配線からなるパターンを反り制御パターンに用いることができる。さらに必要により、凹部内パターンとして、下層配線の形成領域周辺部に設けられる支持パターンを反り制御パターンに利用することができる。
ダミー配線からなる反り制御パターン(第1の反り制御パターン)は、下層配線の形成領域内の空きスペースに設けることができる。この空きスペースに反り制御パターンを形成することにより、配線基板全体の反りを抑えることができるとともに、均一な配線分布を有することができ、結果、高精度な下層配線の形成が可能となり、また、うねり等の基板平面のゆがみを抑えることができる。第1の反り制御パターンは、下層配線と同時にパターン形成することができ、その材質および厚みは、それぞれ下層配線の材質および厚みと同様に設定することができる。第1の反り制御パターンの幅や長さ、形状は、下層配線のパターンに応じて設定することができる。
一方、支持パターンからなる反り制御パターン(第2の反り制御パターン)は、下層配線の形成領域周辺部に設けることができる。配線密度向上の点から、第1反り制御パターンの形成領域が十分に確保できない場合、支持パターンからなる第2の反り制御パターンを設けることで効果的な反りの抑制を行うことができる。第2の反り制御パターンは、下層配線の形成領域周辺部に設けるため、下層配線の配線密度の制約を受けずに、形成領域を十分に確保できる。第2の反り制御パターンは、下層配線と同時にパターン形成することができ、その材質および厚みは、それぞれ下層配線の材質および厚みと同様に設定することができる。第2の反り制御パターンの幅や長さ、形状は、下層配線のパターン及び第1の反り制御パターンに応じて設定することができる。また、第2の反り制御パターンは、そのパターン密度を、基板の構成単位(製品部)内の下層配線パターンのパターン密度に応じて適宜設定することができ、下層配線パターンの配線密度と少なくとも同程度のパターン密度をもつパターン領域を有することにより、効果的な反り制御を行うことができる。
図4に本発明による配線基板(ブロック基板)の一実施形態の平面図、および図5に配線基板の周辺領域202に設けられた支持パターンを示す。
本実施形態は、図4(a)に示すように、配線基板の構成単位201(製品部)がブロック状に配列され、この構成単位のブロック状配列の周囲を取り囲む周辺領域202に支持パターンが形成されている。そして、この支持パターンが、反り制御パターンを有している。ここで、配線基板の構成単位とは、所定の半導体チップの1つあるいは一組が搭載された目的の半導体パッケージに用いる配線基板に対応する基板領域の単位をいう。このように1つの基板に目的の配線基板に対応する構成単位を複数設けることにより、配線基板の搬送時の取り扱いが容易になるとともに、半導体パッケージの生産性を向上することができる。
周辺領域202に設けられた支持パターンは、配線基板(ブロック基板)の形状を保持する補強体の役割を有し、搬送時のつかみシロや封入時のはさみシロとして利用することもできる。支持パターンは、図4(a)のように、ブロック基板の周縁にわたる領域に形成できる他、図4(b)に示すように格子状領域に形成することもできる。前述したように、支持パターンを形成領域の全面にわたる、いわゆるベタパターンとすると、基板のゆがみが生じやすくなるため、複数のパターン単位(支持領域単位)からなるブロックパターンとすることが好ましい。このブロックパターンとしては、図5(b)に示すように各パターン単位を円形や多角形等のベタパターンとすることできる。また、図5(a)に示すように、各パターン単位をさらに小パターン単位の集合体とすることもできる。図5(a)に例示される後者の形態を反り制御パターンとして利用することができる。
ブロック基板の具体例として、図4(a)に示すブロック基板について、ブロック基板の外形サイズを例えば190mm×65mm、基板構成単位201の外形サイズを例えば12mm×13mmに設定することができる。基板の周辺領域202には、ブロック状に配列された基板構成単位201を取り囲むように、図5(a)に示す反り制御パターン、すなわち、ラインアンドスペースパターン(ライン幅30μm、スペース幅30μm)からなるパターン単位301がブロック状に配列されたパターンが形成されている。ラインアンドスペースパターンは、下層配線に起因する配線基板の反りを抑制する機能を有し、パターン単位301のブロック状の配列は、支持パターンに由来する基板平面のゆがみを防止する機能を有する。本実施形態では、さらに図5(b)に示すブロックパターンを、ブロック状に配列された基板構成単位201を取り囲むように、図5(a)に示すブロックパターンの内側に配置することができる。所望の効果に応じて、これら2種類のブロックパターンの占有比率やレイアウトを設定することができる。
本実施形態では、反り制御パターンとしてのラインアンドスペースパターンを有するともに、支持パターン全体が複数のパターン単位の集合体、すなわちブロックパターンで構成されている。配線基板の周縁領域の全面にわたってベタパターンの支持体を形成すると基板平面のゆがみが生じ易くなるが、このようなブロックパターンとすることで基板平面のゆがみを抑えることができる。パターン単位間の支持パターンが設けられていない部分で応力が緩和されるものと考えられる。
配線基板の反りは、半導体パッケージの製造時の基板搬送工程において大きな問題となる。特に、図4に示すような、配線基板の構成単位201を複数有する長方形のブロック基板を、下層配線側を上に向けて長手方向(図中のX方向)に搬送する場合、ブロック基板の長手方向の両側が浮き上がるように反ると、既存の搬送装置を用いた搬送方法では、基板の搬送が著しく困難となる。このような反りを生ずる場合、下層配線はY方向に多く形成されている、すなわち下層配線パターンのY成分がX成分より大きい(Y/X>1)。このようなブロック基板については、反り制御パターンをX方向に多く形成する、すなわち反り制御パターンのX成分をY成分より大きくすることにより(Y/X<1)、下層配線に起因する応力を反り制御パターンによる応力で相さいし、配線基板の反りを抑えることができる。これにより、配線基板の搬送を容易かつ精度よく行うことができ、半導体パッケージの生産性を向上でき、また製品の信頼性を向上することができる。
〔ベース絶縁膜〕
以下に本発明のベース絶縁膜として、好適な樹脂材料について説明する。
本発明におけるベース絶縁膜の材料は、耐熱性や機械強度等の所望の特性に応じて、種々の樹脂材料から選択することができるが、例えば、機械強度および耐熱性の点から、補強材を耐熱性樹脂に含有させた複合樹脂材料、好適には繊維強化樹脂複合材料を用いることができる。補強材としては、ガラス又はアラミドからなる補強繊維を好適に用いることができ、耐熱性樹脂としては、ガラス転位温度が所定の温度以上、好ましくは150℃以上のものを用いることができる。ガラス転位温度は、JIS C6481に準拠し、DMA(Dynamic Mechanical Analysis)法で測定することができる。この耐熱性樹脂としては、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、シアネート樹脂、液晶ポリマーが挙げられる。複合樹脂の製造上の点から、補強繊維への含浸性を考慮すると、エポキシ樹脂を好適に用いることができる。レーザ等による方法で微細なヴィアホールを良好に形成する点から、補強繊維の直径は10μm以下であることが好ましい。
上述のような樹脂材料からなるベース絶縁膜の厚み方向の熱膨張率、弾性率および破断強度、並びにこれらの温度依存性を考慮して、物性を制御することにより、熱負荷の繰り返しによるクラック発生や、接続部でのオープン不良等の熱劣化を防止し、信頼性を向上することができる。例えば、膜厚を20〜100μmとし、以下の条件に設定することにより、優れた機械特性および耐熱性を有する配線基板を提供することができる。なお、絶縁膜の弾性率および破断強度は、幅1cmの短冊状試験片について「JPCA規格 ビルトアップ配線板 JPCA−BU01 4.2節」に準拠して引張り試験を行い測定することができる。
(1)厚み方向の熱膨張率が90ppm/K以下、
温度がt℃のときの弾性率をDt、温度がt℃のときの破断強度をHtとしたとき、
(2)D23 ≧ 5GPa、
(3)D150 ≧ 2.5GPa
(4)D-65/D150 ≦ 3.0
(5)H23 ≧ 140MPa
(6)H-65/H150 ≦ 2.3。
条件(1)を満たすことにより、熱負荷の繰り返しによる厚み方向における歪み応力を低減でき、接続部のオープン不良を防止することができる。条件(2)を満たすことにより、半導体パッケージの組み立て時における配線基板の搬送性を十分に確保できる。条件(3)を満たすことにより、十分なワイヤーボンディング性が確保でき、GPaD150≧2.5GPaを満たし、且つ耐熱性樹脂のガラス転位温度が150℃以上であることにより、良好なワイヤーボンディング性が得られる。条件(4)を満たすことにより、温度差による弾性率の変化が小さいため、加熱、冷却工程の繰り返しに起因する歪み応力を低減し、半導体パッケージの反りを抑えることができる。条件(5)を満たすことにより、ベース絶縁膜の破損が抑えられ、半導体パッケージの組み立て時における配線基板の取り扱い性や搬送性を十分に確保することができる。条件(6)を満たすことにより、温度差による破断強度の変化が小さいため、ワイヤーボンディングなど高温処理工程に対するベース絶縁膜の耐久性を十分に確保することができる。
上記の樹脂材料の他、特開2004−179647号公報に開示されているような樹脂材料を用いることができる。すなわち、繰り返し加えられる熱応力によるクラックの発生を抑え、信頼性に優れた半導体パッケージを得る点から、膜厚3〜100μm、23℃における破断強度80MPa以上、−65℃における破断強度をa、150℃における破断強度をbとするとき、比(a/b)の値が4.5以下である樹脂材料を用いることができる。また、これらの条件に加えて150℃における弾性率が2.3GPa以上である樹脂材料を好適に用いることができる。また、これらの条件に加えて、−65℃における弾性率をc、150℃における弾性率をdとするとき、比(c/d)の値が4.7以下である樹脂材料、さらに、比(a/b)の値が2.5以下、あるいは比(a/b)の値が2.5より大きく4.5以下であり且つ比(a/b)と比(c/d)の差の絶対値が0.8以下である樹脂材料を好適に用いることができる。このような樹脂材料としては、上述の繊維強化樹脂複合材料や耐熱性樹脂自体を用いることができる。
〔半導体装置の構造〕
次に半導体装置の構造について説明する。
図6に、半導体装置の一例を示す。本実施形態では、配線基板110の下層配線112にバンプ121が接続され、配線基板の下面側にこのバンプと電気的に接続された半導体チップ120が設置されている。半導体チップは、LSI等の集積回路が形成されたシリコンチップが挙げられる。半導体チップと配線基板との間にはアンダーフィル122が充填されている。一方、配線基板110の上層配線114の露出部、すなわちパッド電極の一部には半田ボール131が設置されている。この半田ボールは、上層配線114、ヴィアホール内の導電体、下層配線112、バンプ121を介して、半導体チップ120の電極に電気的に接続されている。このような構成を有する半導体パッケージは、半田ボール131を介してボード(図示せず)に実装される。
上記の構成において、モールディングは必要により設けるものであり、省略してもよい。また、半導体チップの保護や強度が求められる場合は、半導体チップを覆うようにモールド樹脂で被覆することができる。本実施形態では、半導体チップをバンプを介して配線基板に搭載し、半田ボールを介してボードに実装したが、これらの接続をワイヤーボンディング法やテープボンディング法により行うこともできる。
図7に、本発明の半導体装置の他の実施形態を示す。本実施形態では、配線基板110の上面にも半導体チップ130が搭載されており、他の構成は前記の例と同様である。この半導体チップ130は、バンプ132を介して上層配線114に接続されている。すなわち、配線基板の上面側の半導体チップ130の電極は、バンプ132、上層配線114、ヴィアホール内の導電体、下層配線112、バンプ121を介して、下面側の半導体チップ120の電極に電気的に接続されている。そして、このような構成を有する半導体パッケージは、半田ボール131を介してボード(図示せず)に実装される。本実施形態では、一つの配線基板に二つの半導体チップを搭載することができる。
以上に示した実施形態は、配線基板の上層配線側の面をボードの実装面に向けて実装しているが、配線基板の下層配線側の面をボードの実装面に向けて実装することも可能である。また、図2を用いて説明した多層配線構造を有する配線基板についても、以上に説明した実施形態と同様にして、半導体チップを搭載し、ボードに実装することができる。また、半導体チップを配線基板へ搭載するときの接続、半導体チップが搭載された配線基板をボードへ実装するときの接続は、ワイヤーボンディング法やテープボンディング法により行うこともできる。
〔配線基板の製造方法〕
以下に、配線基板の製造方法について説明する。図8に、図1に示す配線基板の製造工程断面図を示す。
まず、図8(a)に示すように、ステンレス鋼やCu、Cu合金等の金属からなる支持基板141を用意し、この支持基板上に、下層配線パターン、反り制御パターン及び支持パターンに対応する開口パターンを有するレジスト層142を形成する。この開口パターン内に、例えばメッキ法により、高エッチングレート層112c、エッチングバリア層112a及びパターン本体層112bをこの順で形成する。高エッチングレート層112cは、例えばCu単層、Ni単層、Cu層とNi層からなる2層メッキ層が挙げられ、その厚みは例えば0.5〜10μmに設定することができる。エッチングバリア層112aは、例えばNi、Au、Pd等からなるメッキ層が挙げられ、その厚みを例えば0.1〜7μmに設定することができる。パターン本体層112bは、例えばCu、Ni、Au、Al、Pd等からなるメッキ層が挙げられ、その厚みを例えば2〜20μmに設定することができる。高エッチングレート層およびエッチングバリア層の材料は、支持基板の材料に対するエッチングレートを考慮して適宜選択することができる。材料の組み合わせの好適な例として、ステンレス鋼からなる支持基板に対するエッチングバリア層としてAuメッキ層が挙げられ、銅または銅合金からなる支持基板に対するエッチングバリア層としてNiメッキ層を挙げることができる。Niメッキ層は、高温下での半田の拡散を防止する機能を有する。そのため、半導体チップの搭載工程や半導体パッケージの実装工程における半田の拡散防止を目的として、Ni層をパターン本体層112bとエッチングバリア層112aの間に設けることができる。
次に、図8(b)に示すようにレジスト層142を除去した後、図8(c)に示すように、下層配線112、反り制御パターン(図示せず)及び支持パターン(図示せず)を覆うように支持基板141上にベース絶縁膜111を形成する。このベース絶縁膜111は、例えば、絶縁性樹脂フィルムを支持基板上に貼り付けてプレスし、例えば100〜400℃で10分〜2時間保持して硬化することにより形成できる。そして、下層配線112の直上域のベース絶縁膜111に、例えばレーザ加工法によりヴィアホール113を形成する。
次に、図8(d)に示すように、ヴィアホール113内に導電性材料を埋め込むとともにベース絶縁膜111上に上層配線114を形成する。ヴィアホール113内の導電性材料および上層配線114は、例えばCu、Ni、Au、Al、Pd等からなるメッキ層を形成し、これをパターニングして形成することができ、その厚みを例えば2〜20μmに設定することができる。次に、上層配線114の一部を覆い、残部を露出させるように厚み5〜40μm程度のソルダーレジスト層115を形成する。このソルダーレジスト層は省略することができる。また、このソルダーレジスト層を形成しないで、上層配線の114の全体を覆うようにベース絶縁膜上に層間絶縁膜を形成し、これにヴィアホールを形成し、このヴィアホールを導電性材料で埋め込むとともに第2の上層配線を形成することにより、支持基板上に前述の多層配線構造を形成することができる。
次に、図8(e)に示すように、化学的エッチングあるいは研磨により、下層配線112の下面が露出するように支持基板141の全部を除去する。次に、高エッチングレート層112cをエッチング除去する。これにより、図1に示す実施形態の配線基板が得られる。このとき、支持基板と高エッチングレート層が同じ材料で形成されている場合は、一度のエッチング処理でよい。
なお、高エッチングレート層112cを設けずに最下層にエッチングバリア層112aを設けている場合は、支持基板をエッチング除去した後に、図3に示す実施形態の配線基板を得ることができる。
支持基板141は、電解めっき法により支持基板上に配線用導電体層を形成する点、配線基板形成後の支持基板の除去のし易さの点から、導電性材料、特に金属材料から形成することが好ましい。その厚みは、配線基板の形成時や形成後において十分な強度を確保する点から0.1〜1mm程度に設定することができる。薄すぎると十分な強度が確保できず、厚すぎると重量が増大して取り扱い性が低下するとともに、基板に反りやうねりが生じやすくなり、微細な配線の形成が困難となる。支持基板の材料は、導電性材料や金属材料に限られず、シリコンウェハ、ガラス、セラミック、樹脂等の絶縁性材料からなる基板を用いることができる。絶縁性材料からなる支持基板を用いる場合は、レジスト層142を形成した後に無電解メッキ法により配線用導電体層を形成するか、または、レジスト層142を形成した後に無電解メッキ法、スパッタリング法もしくは蒸着法等の成膜方法により下地導電体層を形成し、その後に電解メッキ法により配線用導電体層を形成することができる。
以上のようにして形成された配線基板を用いて、周知の方法により、例えば前述の図6又は図7に示すようにバンプを介して半導体チップを搭載し、必要によりアンダーフィルを充填し、さらに必要によりモールド樹脂により封止して半導体パッケージを形成することができる。得られた半導体パッケージは、周知の方法でボードに実装することができる。
本発明の配線基板の一実施形態の断面図。 本発明の配線基板の他の実施形態の断面図。 本発明の配線基板の他の実施形態の断面図。 本発明の配線基板の他の実施形態の平面図。 本発明の配線基板の他の実施形態の部分拡大図。 本発明の半導体装置の一実施形態の断面図。 本発明の半導体装置の他の実施形態の断面図。 本発明の配線基板の製造工程断面図。 従来の配線基板の説明図。 配線基板の基本構造の説明図。 本発明におけるパターンのX成分およびY成分を説明するための平面図。 本発明におけるパターンの境界を説明するための平面図。
符号の説明
110 配線基板
111 ベース絶縁膜
111a 凹部
112 下層配線
112a エッチングバリア層
112b パターン本体層
112c 高エッチングレート層
113 ヴィアホール
114 上層配線
115 ソルダーレジスト層
116 層間絶縁膜
117 ヴィアホール
118 第2の上層配線
120 半導体チップ
121 バンプ
122 アンダーフィル
131 半田ボール
132 バンプ
141 支持基板
142 レジスト層
201 配線基板の構成単位(製品部)
202 配線基板の周辺領域
301 ラインアンドスペースパターンからなるパターン単位
302 円形ベタパターン単位
501 金属板
502 絶縁層
503 ヴィアホール
504 配線パターン
505 フリップチップパッド部
506 絶縁層
507 基板補強体
508 外部電極端子
601 支持板
602 電極
603 絶縁層
604 ヴィアホール
605 配線
606 支持体
607 配線基板

Claims (25)

  1. 下面に凹部を有するベース絶縁膜と、前記凹部に設けられた第1配線と、前記ベース絶縁膜に形成されたヴィアホールと、このヴィアホール内の導電体を介して第1配線と接続され前記ベース絶縁膜の上面に形成された第2配線を有する配線基板において、
    前記第1配線からなるパターンであって、第1方向と直交する第2方向に沿ったライン状パターンを少なくとも含み、且つ第1方向に沿ったX成分に対する第2方向に沿ったY成分の成分比率(Y/X)が1より大きい第1配線パターンと、
    前記ベース絶縁膜の下面の凹部に設けられたパターンであって、X成分に対するY成分の成分比率(Y/X)が1より小さい反り制御パターンを有し、
    前記第1配線パターンと前記反り制御パターンを合わせたパターンの成分比率(Y/X)が70/30〜30/70の範囲にあり、
    前記反り制御パターンが、前記ベース絶縁膜下面の凹部に設けられたダミー配線からなるパターンであることを特徴とする配線基板。
  2. 前記反り制御パターンは、当該配線基板の第1方向両側の下方側への反りを抑えるように形成されたパターンである、請求項1に記載の配線基板。
  3. 前記第1配線パターンは、当該第1配線パターン全体に対する、第1方向に沿ったライン状パターンと第2方向に沿ったライン状パターンとの合計のエリア比率が60%以上である請求項1又は2に記載の配線基板。
  4. 前記第1配線パターンの成分比率(Y/X)が55/45以上である請求項1から3のいずれかに記載の配線基板。
  5. 前記第1配線パターンのエリア占有率は5%〜70%の範囲にある、請求項1から4のいずれかに記載の配線基板。
  6. 前記反り制御パターンの成分比率(Y/X)は30/70以下である、請求項1から5のいずれかに記載の配線基板。
  7. 前記反り制御パターンが、第2方向と直交するライン状パターンあるいはラインアンドスペースパターンである請求項1から6のいずれかに記載の配線基板。
  8. 前記反り制御パターンが、前記第1配線と同じ材料で形成され、同じ厚みを有している請求項1から7のいずれかに記載の配線基板。
  9. 前記第1方向は当該配線基板の一辺に沿った方向である、請求項1から8のいずれかに記載の配線基板。
  10. 所定の配線基板に対応する基板領域単位がブロック状に配列形成された請求項1から9のいずれかに記載の配線基板。
  11. 前記基板領域単位がブロック状に配列形成された当該配線基板の平面形状は長方形であり、前記第1の方向は該長方形の長辺に沿った方向である、請求項10に記載の配線基板。
  12. 前記ベース絶縁膜の下面の凹部に設けられたパターンのエリア占有率は10%〜70%の範囲にある、請求項10又は11に記載の配線基板。
  13. 前記基板領域単位の配列領域周辺部に、前記ベース絶縁膜下面の凹部に設けられたブロックパターンを有する請求項10から12のいずれかに記載の配線基板。
  14. 前記ブロックパターンが、前記第1配線と同じ材料で形成され、同じ厚みを有している請求項13に記載の配線基板。
  15. 前記反り制御パターンとして、前記基板領域単位内に設けられたダミー配線からなる第1の反り制御パターンと、前記基板領域単位の配列領域周辺部に設けられた第2の反り制御パターンを有する請求項10から14のいずれかに記載の配線基板。
  16. 前記第2の反り制御パターンは、第2方向と直交するラインアンドスペースパターンからなる領域単位がブロック状に配列されたパターンを有する請求項15に記載の配線基板。
  17. 前記第1配線の下面が前記ベース絶縁膜の下面と同一平面内にある請求項1から16のいずれかに記載の配線基板。
  18. 前記第1配線の下面が前記ベース絶縁膜の下面より上方に位置している請求項1から16のいずれかに記載の配線基板。
  19. 前記ベース絶縁膜が耐熱性樹脂からなる請求項1から18のいずれかに記載の配線基板。
  20. 前記ベース絶縁膜が繊維強化樹脂複合材料からなる請求項1から18のいずれかに記載の配線基板。
  21. 前記第2配線の一部を覆い、残部を露出させるように形成されたソルダーレジスト層を有する請求項1から20のいずれかに記載の配線基板。
  22. 前記ベース絶縁膜の上面側に設けられた絶縁層と、この絶縁層に形成されたヴィアホールと、このヴィアホール内の導電体を介して下方の配線と接続され当該絶縁層の上面に形成された上層配線とからなる配線構造層を1つ又は複数有する請求項1から20のいずれかに記載の配線基板。
  23. 前記上層配線の一部を覆い、残部を露出させるように形成されたソルダーレジスト層を有する請求項22に記載の配線基板。
  24. 請求項1から23のいずれかに記載の配線基板と、この配線基板に搭載された半導体チップを有する半導体装置。
  25. 前記半導体チップは、前記配線基板の下面側に搭載され前記第1配線と接続されている請求項24に記載の半導体装置。
JP2005031100A 2005-02-07 2005-02-07 配線基板および半導体装置 Active JP4768994B2 (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005031100A JP4768994B2 (ja) 2005-02-07 2005-02-07 配線基板および半導体装置
TW095103395A TWI299553B (en) 2005-02-07 2006-01-27 Interconnecting substrate and semiconductor device
US11/341,445 US7745736B2 (en) 2005-02-07 2006-01-30 Interconnecting substrate and semiconductor device
KR1020060011178A KR100688385B1 (ko) 2005-02-07 2006-02-06 배선기판 및 반도체장치
CN2008101610659A CN101673724B (zh) 2005-02-07 2006-02-07 互连衬底和半导体器件
CNB2006100068156A CN100438007C (zh) 2005-02-07 2006-02-07 互连衬底和半导体器件

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005031100A JP4768994B2 (ja) 2005-02-07 2005-02-07 配線基板および半導体装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2006216919A JP2006216919A (ja) 2006-08-17
JP4768994B2 true JP4768994B2 (ja) 2011-09-07

Family

ID=36919062

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005031100A Active JP4768994B2 (ja) 2005-02-07 2005-02-07 配線基板および半導体装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US7745736B2 (ja)
JP (1) JP4768994B2 (ja)
KR (1) KR100688385B1 (ja)
CN (2) CN100438007C (ja)
TW (1) TWI299553B (ja)

Families Citing this family (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4431123B2 (ja) * 2006-05-22 2010-03-10 日立電線株式会社 電子装置用基板およびその製造方法、並びに電子装置およびその製造方法
JP5117692B2 (ja) * 2006-07-14 2013-01-16 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置の製造方法
JP2008071963A (ja) * 2006-09-14 2008-03-27 Denso Corp 多層配線基板
DE102007034402B4 (de) 2006-12-14 2014-06-18 Advanpack Solutions Pte. Ltd. Halbleiterpackung und Herstellungsverfahren dafür
TWI320588B (en) * 2006-12-27 2010-02-11 Siliconware Precision Industries Co Ltd Semiconductor device having conductive bumps and fabrication methodthereof
JP4506767B2 (ja) * 2007-02-28 2010-07-21 カシオ計算機株式会社 半導体装置の製造方法
TWI315658B (en) * 2007-03-02 2009-10-01 Phoenix Prec Technology Corp Warp-proof circuit board structure
CN101647327B (zh) * 2007-04-03 2012-04-25 住友电木株式会社 多层电路基板及半导体装置
KR20080111701A (ko) 2007-06-19 2008-12-24 삼성전기주식회사 실장기판 및 그 제조방법
JP5548342B2 (ja) * 2007-10-23 2014-07-16 パナソニック株式会社 半導体装置
KR100924559B1 (ko) * 2008-03-07 2009-11-02 주식회사 하이닉스반도체 반도체 패키지의 제조 방법
JP5150578B2 (ja) * 2008-08-08 2013-02-20 株式会社東芝 半導体装置及びその製造方法
JP2010135418A (ja) * 2008-12-02 2010-06-17 Shinko Electric Ind Co Ltd 配線基板及び電子部品装置
TWI416636B (zh) * 2009-10-22 2013-11-21 Unimicron Technology Corp 封裝結構之製法
US8710629B2 (en) * 2009-12-17 2014-04-29 Qualcomm Incorporated Apparatus and method for controlling semiconductor die warpage
JP5603600B2 (ja) * 2010-01-13 2014-10-08 新光電気工業株式会社 配線基板及びその製造方法、並びに半導体パッケージ
JP2011233854A (ja) * 2010-04-26 2011-11-17 Nepes Corp ウェハレベル半導体パッケージ及びその製造方法
US8742603B2 (en) * 2010-05-20 2014-06-03 Qualcomm Incorporated Process for improving package warpage and connection reliability through use of a backside mold configuration (BSMC)
CN102376675B (zh) * 2010-08-04 2015-11-25 欣兴电子股份有限公司 嵌埋有半导体元件的封装结构及其制法
US20120286416A1 (en) * 2011-05-11 2012-11-15 Tessera Research Llc Semiconductor chip package assembly and method for making same
JP5860256B2 (ja) * 2011-09-26 2016-02-16 京セラサーキットソリューションズ株式会社 配線基板
CN202948918U (zh) * 2011-10-20 2013-05-22 先进封装技术私人有限公司 封装基板及半导体元件的封装结构
US20130293482A1 (en) * 2012-05-04 2013-11-07 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Transparent through-glass via
TWI562295B (en) 2012-07-31 2016-12-11 Mediatek Inc Semiconductor package and method for fabricating base for semiconductor package
US10991669B2 (en) 2012-07-31 2021-04-27 Mediatek Inc. Semiconductor package using flip-chip technology
US9177899B2 (en) 2012-07-31 2015-11-03 Mediatek Inc. Semiconductor package and method for fabricating base for semiconductor package
TWI543311B (zh) * 2012-07-31 2016-07-21 聯發科技股份有限公司 半導體封裝基座的製造方法
JP2014138017A (ja) * 2013-01-15 2014-07-28 Fujitsu Ltd 半導体装置及びその製造方法
US9754899B2 (en) * 2013-02-21 2017-09-05 Advanpack Solutions Pte Ltd Semiconductor structure and method of fabricating the same
US9224709B2 (en) * 2014-02-13 2015-12-29 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Semiconductor device including an embedded surface mount device and method of forming the same
TWI616979B (zh) * 2014-03-14 2018-03-01 Toshiba Memory Corp 半導體裝置及其製造方法
TWI551207B (zh) * 2014-09-12 2016-09-21 矽品精密工業股份有限公司 基板結構及其製法
KR20170000458A (ko) * 2015-06-23 2017-01-03 삼성전자주식회사 기판 스트립
JP6512610B2 (ja) * 2016-05-20 2019-05-15 大口マテリアル株式会社 多列型半導体装置用配線部材及びその製造方法
US9909862B2 (en) 2016-06-13 2018-03-06 Google Llc Curved array of light-emitting elements for sweeping out an angular range
JP7085328B2 (ja) 2017-09-29 2022-06-16 日東電工株式会社 配線回路基板、その製造方法および撮像装置
JP7359531B2 (ja) * 2018-06-07 2023-10-11 新光電気工業株式会社 配線基板、配線基板の製造方法及び半導体パッケージの製造方法
JP7414597B2 (ja) 2020-03-12 2024-01-16 キオクシア株式会社 配線形成方法

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07273243A (ja) * 1994-03-30 1995-10-20 Toshiba Corp 半導体パッケージ
JP3066251B2 (ja) 1994-08-05 2000-07-17 シャープ株式会社 プリント配線基板
JP3349058B2 (ja) * 1997-03-21 2002-11-20 ローム株式会社 複数のicチップを備えた半導体装置の構造
CN1971899B (zh) * 1997-10-17 2010-05-12 揖斐电株式会社 封装基板
JPH11163022A (ja) 1997-11-28 1999-06-18 Sony Corp 半導体装置、その製造方法及び電子機器
JPH11177191A (ja) 1997-12-12 1999-07-02 Mitsubishi Electric Corp プリント配線板および多層プリント配線板
JP2000003980A (ja) 1998-04-17 2000-01-07 Sumitomo Metal Electronics Devices Inc 半導体搭載用回路基板及びその製造方法
US6242349B1 (en) * 1998-12-09 2001-06-05 Advanced Micro Devices, Inc. Method of forming copper/copper alloy interconnection with reduced electromigration
JP3635219B2 (ja) 1999-03-11 2005-04-06 新光電気工業株式会社 半導体装置用多層基板及びその製造方法
JP2000353863A (ja) 1999-06-09 2000-12-19 Hitachi Telecom Technol Ltd プリント配線板構造とこのプリント配線板構造の反り防止方法
JP2001210744A (ja) * 2000-01-25 2001-08-03 Nec Corp 回路基板
JP3498732B2 (ja) 2000-06-30 2004-02-16 日本電気株式会社 半導体パッケージ基板及び半導体装置
JP2002033555A (ja) 2000-07-14 2002-01-31 Kyocera Corp 多数個取りセラミック基板
US6429385B1 (en) * 2000-08-08 2002-08-06 Micron Technology, Inc. Non-continuous conductive layer for laminated substrates
JP3546961B2 (ja) * 2000-10-18 2004-07-28 日本電気株式会社 半導体装置搭載用配線基板およびその製造方法、並びに半導体パッケージ
JP4181778B2 (ja) * 2002-02-05 2008-11-19 ソニー株式会社 配線基板の製造方法
TW564533B (en) * 2002-10-08 2003-12-01 Siliconware Precision Industries Co Ltd Warpage-preventing substrate
CN1276504C (zh) * 2002-10-30 2006-09-20 矽品精密工业股份有限公司 一种防止翘曲现象发生的基板
TWI229574B (en) * 2002-11-05 2005-03-11 Siliconware Precision Industries Co Ltd Warpage-preventing circuit board and method for fabricating the same
JP3841079B2 (ja) 2002-11-12 2006-11-01 日本電気株式会社 配線基板、半導体パッケージ、基体絶縁膜及び配線基板の製造方法
US20040089470A1 (en) * 2002-11-12 2004-05-13 Nec Corporation Printed circuit board, semiconductor package, base insulating film, and manufacturing method for interconnect substrate
JP2004235601A (ja) * 2002-12-06 2004-08-19 Hitachi Chem Co Ltd 半導体チップ搭載基板及び半導体パッケージ、並びにそれらの製造方法
JP4167933B2 (ja) * 2003-04-25 2008-10-22 新光電気工業株式会社 半導体装置用基板
JP4649098B2 (ja) * 2003-07-07 2011-03-09 セイコーエプソン株式会社 配線基板及びその製造方法、半導体装置、電子モジュール並びに電子機器
JP4340578B2 (ja) * 2004-04-09 2009-10-07 富士通株式会社 部品実装基板及び部品実装構造
JP4108643B2 (ja) 2004-05-12 2008-06-25 日本電気株式会社 配線基板及びそれを用いた半導体パッケージ

Also Published As

Publication number Publication date
TWI299553B (en) 2008-08-01
JP2006216919A (ja) 2006-08-17
CN101673724A (zh) 2010-03-17
TW200639993A (en) 2006-11-16
CN101673724B (zh) 2012-01-11
US20060192287A1 (en) 2006-08-31
KR20060090183A (ko) 2006-08-10
KR100688385B1 (ko) 2007-03-02
CN1819176A (zh) 2006-08-16
US7745736B2 (en) 2010-06-29
CN100438007C (zh) 2008-11-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4768994B2 (ja) 配線基板および半導体装置
JP5117692B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JP4108643B2 (ja) 配線基板及びそれを用いた半導体パッケージ
US6784554B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP2009049410A (ja) 半導体チップパッケージ、その製造方法及びこれを含む電子素子
JP2004335641A (ja) 半導体素子内蔵基板の製造方法
KR101047485B1 (ko) 전자소자 내장형 인쇄회로기판
CN111696951A (zh) 半导体封装结构及其制造方法
TWI253695B (en) Semiconductor package and fabrication method thereof
CN102843877A (zh) 印刷线路板和用于制造印刷线路板的方法
US20230154868A1 (en) Semiconductor devices with reinforced substrates
JP3841079B2 (ja) 配線基板、半導体パッケージ、基体絶縁膜及び配線基板の製造方法
CN102473591B (zh) 互连封装结构及制造和使用该互连封装结构的方法
KR101070905B1 (ko) 반도체 패키지용 기판모재 및 이로부터 형성된 단위기판
JP2005268810A (ja) 配線基板、半導体パッケージ、基体絶縁膜及び配線基板の製造方法
TWI420996B (zh) 印刷電路板及其製造方法
US7517727B2 (en) Method for connection of an integrated circuit to a substrate, and a corresponding circuit arrangement
JP2024075239A (ja) 半導体装置
JP2021197403A (ja) 多層配線基板及び多層配線基板の製造方法
JP2007066942A (ja) 回路基板およびそれを用いた回路装置
JP2008218530A (ja) 回路装置、回路装置の製造方法および半導体モジュール

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20071217

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20091225

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100519

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100716

RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421

Effective date: 20100825

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20100826

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: 20110614

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20110617

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4768994

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140624

Year of fee payment: 3

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350