JP4826103B2

JP4826103B2 - 半導体装置用基板、および半導体素子用ｂｇａパッケージ

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Publication number: JP4826103B2
Application number: JP2005062112A
Authority: JP
Inventors: 修古賀; 英二藪田; 龍二上田
Original assignee: Toppan Inc
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Priority date: 2005-03-07
Filing date: 2005-03-07
Publication date: 2011-11-30
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Description

本発明はＢＧＡ（ＢａｌｌＧｒｉｄＡｒｒａｙ）型半導体装置に使用される半導体装置搭載用基板と、半導体素子用ＢＧＡパッケージに関し、特に信頼性と経済性を向上させ、半導体搭載用基板とその製造方法に関する。

近年、エレクトロニクス産業界においては、高信頼度で多機能を有する電子装置の開発が急速に進められている。これに伴って高信頼性、多機能を有し、かつ軽量、薄型の小型デバイスに対する要求が高まってきている。新しい素子実装技術の開発が日増しに重要さを加えており、特に半導体パッケージにおける小型化と多様化が重要な課題として開発が進められている。

これにともない、実装密度の向上のために多層ビルドアップ構造を用いたＣＳＰ（チップサイズパッケージ）半導体用ＢＧＡパッケージの提案がされている。しかし、半導体ＢＧＡパッケージを高密度化するため、パッケージを多層化すると、半導体用ＢＧＡパッケージ自体の高コスト化が問題となってくる。そこで、半導体用ＢＧＡパッケージの多層化を避けて、同時に高密度実装する方法が検討されている。具体的には、半導体チップの直下にビアを設置（ファンイン）したり、半導体用ＢＧＡパッケージの配線回路パターンの微細化、銅配線間の狭スペース化、ビアの小径化したりして、１層あたりの実装密度を向上させ、単層で高密度実装が可能な半導体用ＢＧＡパッケージの検討がされている。

しかし、半導体チップ自体の微細化ペースと半導体用ＢＧＡパッケージの微細化ペースの差は年々拡大していく傾向にあり、これに合わせて半導体用ＢＧＡパッケージを微細化するとコストが嵩む問題があった。このため、半導体チップの微細化に対応する半導体用ＢＧＡパッケージを、さらに低廉な価格で供給することが求められている。

このような要求を満たすため、上記のような単層基板の支持体として、ロール状の樹脂フィルムや金属板が用いて、リールトゥリール工法により、半導体用ＢＧＡパッケージを製造する方法が知られている。リールトゥリール方式により半導体パッケージを製造すると、多面付けできるため、一度に大量生産でき製造コスト抑えることができる。前記支持体として、可撓性を有する５０μｍ程度の厚みのポリイミドをコア材に用いたテープＢＧＡパッケージが、上市されている。例えばファンイン構造の代表的な単層半導体用ＢＧＡ基板として特許文献１を挙げる。

しかし、単層基板では、配線パターンと支持体に設けられたビア内の半田ボールが直接接続するので、図２に示すように配線パターンと半田ボールとの接続部位に隙間や空隙が入ってしまう。このため、ヒートサイクルテスト（−５５←→＋１２５℃、１５ｍｉｎ、１０００サイクル）でクラックが生じやすく、最悪の場合にはオープン不良を生じるなど、信頼性の点で依然問題があった。
特許３３５２０８４号

本発明は、上記従来の問題点を解決するためになされたものであり、その課題とすることは、半導体装置用基板のヒートサイクルテスト信頼性を向上させ、信頼性の高い半導体用ＢＧＡパッケージ製品を低価格で提供することである。

本発明者の検討によれば、半導体装置用基板の配線層のうち、支持体層のビアパターンが形成された部分と対応する部位に、該ビアパターン径よりも小さい孔を設けることで、リフロー工程での気泡の巻き込みによる半田接続不良を抑えることを見出した。この際、この配線層の孔の、ビアパターンから近い側の孔の径が、ビアパターンから遠い側の孔の径より小さいテーパー形状とすると、該配線層の孔から半田の流出を効果的に抑えることができることが示された。そして、このため、信頼性の高い半導体用ＢＧＡパッケージ製品をより低コストで大量生産することが可能となったのである。

本発明は、このような知見に基づいてなされたもので、本発明による半導体装置用基板は、
少なくとも絶縁体層を含む支持体層の片側に設けられた配線層をパターニングしてなる配線パターンを有し、
配線層と反対側から前記支持体層を貫通するようにパターニングされ、前記配線層に達する孔状のビアパターンを備える半導体装置用基板において、
前記ビアパターンに対応する前記配線層に孔が設けられており、
前記孔の直径は、前記ビアパターンの直径よりも小さく、支持体層側から近い側の開口部径よりも、支持体層側から遠い側の開口部径が大きいテーパー形状であることを特徴とする。

本発明によれば、半導体装置用基板のヒートサイクルテストにおける信頼性の問題を解決することができた。さらに微細な配線パターンを有する半導体ＢＧＡパッケージ製品を、効率よく低廉な価格で生産することが可能となった。

本発明の半導体装置用基板、半導体用ＢＧＡパッケージ及び、半導体用ＢＧＡパッケージ製品の製造工程の一例を図３〜１２を用いて以下に示す。以下では、本発明の支持体９９として、金属板１１と絶縁層１３を積層した例を用いて詳しく説明するが、本発明の支持体はこの例に限定されない。

（ａ）コアとなる金属板１１上の片面上に絶縁層１３を形成して支持体９９とする。
（ｂ）前記絶縁層上１３に配線層１２を形成し、三層構成の基材を作成する（図３）。
（ｃ）前記三層構造基材の両面に、フォトレジスト１を形成する（図４）。
（ｄ）両面にフォトレジストが形成された三層構造基材の両面を、所定のパターンを有するフォトマスクにより露光現像し、金属板側のフォトレジストにはビアパターン２２を形成し、配線層側のフォトレジストには配線パターンおよび、ビアパターン２２の直径よりも、小さな直径を有する孔のパターンを形成する（図５）。
（ｅ）前記ビアパターンおよび配線パターンが形成された三層構造基材の両面に、エッチングを行い、金属板にはビアパターン２２を形成し、配線層には配線パターン２１と孔５０のパターンを形成する（図６）。
（ｆ）前記三層構造基材の絶縁層のうち、金属板のビアパターンにより露出している部位を、パターニングされた金属板をマスクとして除去し、配線層に達するビアパターンを形成する。
（ｇ）前記三層構造基材からフォトレジストを剥離する（図８）。
（ｈ）前記三層構成基材の金属板の表面に、絶縁膜５を形成する。

さらに、
（ｉ）前記三層構造基材の配線層上に感光性カバーレイフィルム４を貼り、半導体チップとの接続部および前記配線層の孔５と同じパターンが露出するように露光現像する。
（ｊ）半田材料を前記三層構造基板の金属板、絶縁層に設けられたビアパターンに充填し、リフローする（図９）。
（ｋ）前記三層構造基材の配線層のうち、半導体チップとの接続部として露出した部位に金・ニッケルめっきを施す（図示しない）。
上記（ｉ）〜（ｋ）の工程により本発明の半導体用ＢＧＡパッケージが生産される。また、カバーレイフィルム４を、（ｊ）半田材料を充填しリフローする工程の後に設ける場合、カバーレイフィルム４には配線層の孔５と同じパターンを形成する必要は無い。

上記の半導体用ＢＧＡパッケージをマトリクス状に多面配置すると、本発明の半導体用ＢＧＡパッケージ製品をより安価に大量生産することができる。図１に半導体用ＢＧＡパッケージを７×７個マトリクス状に配置した一例を示す。従来のテープＢＧＡパッケージ製品は、幅５０ｍｍ程度のテープにテープＢＧＡパッケージが直列配置しており、その両脇に位置合わせや搬送用にスプロケット領域が設けられていたが、本発明の半導体ＢＧＡパッケージ製品では、このような無駄なスプロケット領域の材料費を削減できた。

金属板は、半導体装置用基板のコアとなり、反りを防止するものである。このような金属板として、銅、鉄、ニッケルなどの可撓性を有する金属、合金を例示することができる。２０μｍ〜３００μｍ程度の板厚の金属板を用いるのが好ましく、特に１ｏｚ（＝３６μｍ厚）の圧延銅材を用いることがコストの観点からより好ましい。これより薄くなると、可撓性は非常に良好になるが、配線銅箔のパターンが裏写りしてしまいコア材に使用するには、不適当になる。また、板厚が３００μｍよりも厚くなると、可撓性がなくなり、製造工程上作業性が低下する上に材料コストが高くなる。

三層構造基材の絶縁層上に配線層を接着する方法として、三層構造基材の絶縁層上に配線層に用いるものと同じ金属材料をスパッタリングで極薄く成膜した面と、金属箔状の圧延銅箔を逆スパッタした面とを、真空中でラミネートする方法を用いることが好ましい。絶縁層上に配線層を形成する他の方法として、絶縁層表面を粗面化し、アンカー効果を利用して、配線層と熱圧着する方法がある。しかし、この方法により絶縁層上に配線層を形成すると、配線層に配線パターンをウエットエッチングにより形成する工程で、絶縁層上に根残りと言われる銅残渣が発生する問題がある。また、他にも絶縁層上に配線層を形成する方法として、めっきを用いるアディティブ法も挙げられるが、面内で均一なめっき膜厚にすることが難しく、この方法で半導体装置用基板をマトリクス状に形成し多面取りをすることは容易ではない。

フォトレジストは、重クロム酸アンモニウムを感光助剤として添加されたカゼイン水溶液をネガ型レジストとして例示できるが、これに限定されない。

絶縁層は、配線層と金属板との導通を防止する。このような絶縁層として、エポキシ、シリコーン、ポリイミド、液晶ポリマーなど、２２０℃〜２８０℃の半田リフロー温度で耐熱性を有するいわゆるエンジニアリングプラスチック材料（以下エンプラ材料）を例示できる。近年更なる半導体の高周波対応が望まれており、半導体用ＢＧＡパッケージにも誘電率３．０以下の絶縁体層が好ましい。また半田リフロー時など高温状態が続くと、金属層に挟み込まれた絶縁体材料に吸湿されていた水分が蒸発しクラックが入るなどの問題があるので、密着信頼性を向上させるためにも吸湿率が低い絶縁材料が好ましく、性能的には液晶ポリマーが最良である。また、エンプラ材料以外では、シリカ、アルミナ、ジルコニウムなどの金属酸化物を用いても構わない。

絶縁層の層厚は５μｍ〜５０μｍが好ましく、７〜１０μｍとすると実用上の樹脂コーターの膜厚ばらつきに問題がなく、なお好ましい。５μｍよりも薄いと金属板と配線層とがショートする可能性があり、５０μｍよりも厚いと付加的な効果がないばかりかコストが嵩む原因となる。

絶縁層としてエンプラ材料を用いた場合、ビアパターンを形成する方法として、ウエットエッチング工法とサンドブラスト工法が挙げられる。ウエットエッチング工法は、ポリイミドや液晶ポリマーなどを、アミン系強アルカリ溶液でエッチングし、ビアパターンを形成する工法である。サンドブラスト工法は、二流体スプレーで非水溶性の微粒子を含む混濁液とエアを同時に吐出させ、柔らかい銅箔をマスクとして硬いエンプラ材料層を研削していく工法である。ここで、非水溶性の微粒子はアルミナやチタニアなど一般にサンドブラストに使用されるもので、１〜５μｍ程度の均一な粒度分布を持つものであれば問題ない。

絶縁層にビアを形成する方法は、上記した工法以外に、ポジ型感光性を有する絶縁材料を絶縁層として用いる方法を例示できる。この方法では、ポジ型感光性を有する絶縁材料をＢステージ（半硬化）状態のまま、金属板と配線層とで挟み込み、前記三層構成基材として用いる。金属板にビアパターンを形成した後、ビアパターンが開口した金属板をフォトマスクとして片面露光し、炭酸ソーダ水溶液や苛性ソーダ水溶液などアルカリ溶液にて感光した絶縁層を溶解現像して、絶縁層にもコア金属板と同じ寸法のビアパターンを形成する。ビアパターンを形成した後１５０℃〜２００℃のベーキングによる重合反応でポジ型感光性を有する絶縁樹脂を永久硬膜して絶縁層とする。ここで用いられるポジ型感光性を有する絶縁材料には、感光性ポリイミド、エポキシアクリレート系の感光性材料などが使用できる。

配線層は、半導体素子搭載用基板に搭載する半導体素子とマザーボードの電気的接続を適切に行うものである。具体的には銅箔を用いるのが好ましく、層厚は９μｍ〜１８μｍが好ましい。サブストラクト法でファインパターンを形成するのに膜厚が１８μｍより厚いと不適当であり、９μｍ未満では、電解銅箔やその薄い電解銅箔を支持するための銅箔も必要となり、コストが嵩む問題が生ずる。

絶縁膜は金属板の露出を防止するために設けられる。本発明の半導体装置用基板は、マザーボードの接続ポイントと半導体用ＢＧＡパッケージの配線層とを直接半田接合させるため（図１）、ビアホールを有する金属板とビア内の半田ボールとがショートしないように、ビアが形成された後の金属板１１の露出している部分を絶縁する必要がある。コーティングする方法は、スプレーコートやカーテンコートや電着コートなど例示できるが、ビアパターンが形成された金属板１１に絶縁膜１４を効率良くコーティングするには、電着コートが好ましい。スプレーコートやカーテンコートといったコーティング方法では、ビアホール内に露出された配線層にコートしないようにする工程が増え、コストアップにつながる。

電着コートする場合、配線層を対向電極と同電位にし、金属板１１に荷電して絶縁膜を形成する。このような構成にすると、配線層は対抗電極と同電位であるため、絶縁膜に被膜されることはなく、金属板のみが絶縁膜で被膜される。金属板１１は導電性があるため、電着コーティングで凹凸の面に対して±０．５μｍ以内のばらつきで均一な膜厚をコーティングでき、好ましい。更にまた、経済的な問題と絶縁信頼性の観点から絶縁膜１４の膜厚は７μｍ程度が好ましい。

以上は、本発明の支持体層として、絶縁層と金属板を用いた例であるが、前記支持体層はこの構成に限定されるものではない。例えば、前記した絶縁層の材料の両面に金属箔層を設けて、片側の金属箔層を本発明の配線層とし、もう一方の金属箔層を支持体の一部としてもよい。該配線層に孔を設けても良い。さらには、配線と絶縁樹脂が交互に積層された多層基板などを用いることが可能である。

本発明の半導体装置搭載用基板の配線層の孔は、支持体層を貫通するビアパターンに対応する位置に設けられる。この配線層の孔径は、支持体層に設けられたビアパターン径よりも小さいことを特徴とし、より好ましくは、孔径３０μｍ以下である。また、この配線層の孔は、支持体層から近い側の開口部径よりも、支持体層に遠い側の開口部径が大きいことが好ましい。つまり配線層を上とし支持体層を下として見た際に、逆テーパー形状になることが好ましい。この理由を下記に示す。図４に、従来スルーホール内に半田ボールを挿入した構造を示した。この構造では前述したように、空気の巻き込みや半田ボールのリフロー時の蒸発したフラックスなどを半田ボールに封入しやすく、銅配線パターンと半田ボールとの接続部位に間隙が入りやすい。このため、ヒートサイクルテスト（−５５←→＋１２５℃、１５ｍｉｎ、１０００サイクル）で、クラックが入り、オープン不良を生じる問題があった。配線層のビアパターンに対応する位置に孔を設けると、半田ボール内の空隙や隙間を孔から排出でき、この問題を解決できた。
ところで、ビア内に巻き込まれた空気やフラックスの蒸気を抜く孔がビア径と比べ大きすぎると、溶融半田と銅の親和性が良い（接触角が小さい）ため、配線層側から半田が流れ出てしまう問題が発生する。このため、半田は配線層の孔に充填されてもよいが、配線層の孔から流れ出ないよう、支持体層に近い側の開口部径がビアパターン径よりも小さくすることが好ましく、より好ましくは３０μｍ以下とすることである。また、配線層の孔の形状を逆テーパー形状にすると、半田の流出をより効果的に防止できる。

（実施例１）
金属板として厚さ５０μｍの銅板を、絶縁層として厚さ１０μｍの液晶ポリマー絶縁材料（クラレ製商品名ベクスター）を、配線層として厚さ９μｍの配線銅箔層を用いた。
（ａ）まず、銅板上に液晶ポリマー絶縁材料を形成した。
（ｂ）更にその上に配線銅箔層を形成した三層構成基材を作成した。（図３）
（ｃ）この三層構成基材の脱脂、整面処理を行った後、重クロム酸アンモニウムを感光助剤として添加されたカゼイン水溶液をネガ型フォトレジストとして三層構成基材の両面に塗布した。（図４）
（ｄ）フォトレジストを乾燥後、残したいパターンが遮光部となり、マトリクス状に多面付けに配置されたフォトマスクを用い、三層構成基材の両面にアライメントを合わせながら密着させ、両面から同時に紫外線を照射することにより露光し、所定のパターン部以外の領域でフォトレジストの光硬化を行った。ついで、温水スプレー現像を行い、未硬化のフォトレジストを除去後、残ったフォトレジストの硬膜処理を行った（図５）。
（ｅ）さらに、三層構成基材の両面へ塩化第二鉄液スプレーして、フォトレジストをマスクにし銅板と配線銅箔層とをエッチングして、銅板にはビアパターンを、配線銅箔層には配線パターンとビアパターン領域に直径２５μｍの孔を形成した（図６）。
（ｆ）アミン系の強アルカリ水溶液を液中スプレーで銅板側から液晶ポリマーからなる絶縁層にビアパターンを形成した。
（ｇ）フォトレジストはビアパターン形成時に膨潤剥膜した。（図７）
（ｉ）配線銅箔層を対向電極と同電位にし、銅板に電荷を加え、銅版の露出面に絶縁膜として電着絶縁膜（日本ペイント製インシュリード）を形成し、半導体装置用基板とした。
（ｊ）配線銅箔層に感光性カバーレイフィルムを貼り、半導体チップとの接続部および前記配線銅箔層に設けられた孔と同じパターンが露出するように露光、現像を行った。
（ｋ）半田材料を銅板と絶縁層のビアパターン内に充填し、２５０℃のリフロー炉で半田ボールを形成した（図９）。
（ｌ）半導体チップとの接続部として露出した配線銅箔層にニッケル・金めっきを施し、半導体チップを搭載し、配線銅箔層上の接続部とワイヤボンディングにより接続し、半導体用ＢＧＡパッケージ製品とした。この半導体装置用基板の断面を観察したところ、半田内に気泡や隙間がなかった。また、ヒートサイクルテストにおいても、半田材料とワイヤボンディングパッド間の抵抗変化率が８％以内であった。

（実施例２）
実施例２では、（ａ）〜（ｄ）工程を実施例１と同様に行った。その後、以下の工程を行った。
（ｅ）三層構成基材の両面へ塩化第二鉄液スプレーして、フォトレジストをマスクにし銅板と配線銅箔層とをエッチングして、銅板にはビアパターンを、配線銅箔層には配線パターンとビアパターン領域に直径２５μｍの孔を形成した（図６）。
さらに（ｉ）〜（ｌ）工程を実施例４と同様に行い、半導体装置用基板および半導体用ＢＧＡパッケージ製品を作製した。この半導体装置用基板の断面を観察したところ、半田内に気泡や隙間がなかった。また、ヒートサイクルテストにおいても、半田材料とワイヤボンディングパッド間の抵抗変化率が８％以内であった。

（実施例３）
実施例３では、（ａ）〜（ｄ）工程を実施例１と同様に行った。その後、以下の工程を行った。
（ｅ）三層構成基材の両面へ塩化第二鉄液スプレーして、フォトレジストをマスクにし銅板と配線銅箔層とをエッチングして、銅板にはビアパターンを、配線銅箔層には配線パターンとビアパターン領域に直径２５μｍの孔を形成した（図６）。
さらに（ｉ）〜（ｌ）工程を実施例４と同様に行い、半導体装置用基板および半導体用ＢＧＡパッケージ製品を作製した。この半導体装置用基板は半導体素子の断面を観察したところ、半田内に気泡や隙間がなかった。また、ヒートサイクルテストにおいても、半田材料とワイヤボンディングパッド間の抵抗変化率が８％以内であった。

（実施例４）
本発明の別の一実施例を以下に示す。
支持体層２０１として絶縁材料として５０μｍのポリイミドフィルムを用いた。この支持体層２０１の両面に、配線層として厚さ９μｍの銅箔を用いて、を無接着剤タイプの銅張って、三層構造基材とした。（図１０）
（ａ）まず、銅張り三層構造基材の脱脂、整面処理を行った後、重クロム酸アンモニウムを感光助剤として添加されたカゼイン水溶液をネガ型フォトレジストとして銅張り三層構造基材の両面に塗布した。（図１１）
（ｂ）フォトレジストを乾燥後、残したいパターンが遮光部となり、マトリクス状に多面付けに配置されたフォトマスクを用い、銅張り三層構造基材の両面にアライメントを合わせながら密着させ、両面から同時に紫外線を照射することにより露光し、配線パターン、ビアパターン、孔のパターンのパターン部以外の領域でフォトレジストの光硬化を行った。ついで、温水スプレー現像を行い、未硬化のフォトレジストを除去後、残ったフォトレジストの硬膜処理を行った（図１２）。
（ｃ）さらに、銅張り三層構造基材の両面へ塩化第二鉄液スプレーして、フォトレジストをマスクにし銅張り三層構造基材の両面をエッチングして、ビアパターン銅箔と、その裏面の銅箔には配線パターンとビアパターン領域に直径２５μｍの孔を有する配線銅箔層を形成した（図１３）。
（ｄ）苛性ソーダ水溶液にてフォトレジストを膨潤剥膜した。（図１４）
（ｅ）配線銅箔層上に感光性カバーレイフィルムを貼り、半導体チップとの接続部および前記配線銅箔層に設けられた孔と同じパターンが露出するように露光、現像を行った（図１５）。
（ｆ）アミン系の強アルカリ水溶液を液中スプレーで配線パターン銅箔側からポリイミドからなる絶縁層にビアパターンを形成した。（図１６）
（ｇ）配線銅箔層を対向電極と同電位にし、ビアパターン銅箔に電荷を加え、ビアパターンの銅露出面に絶縁膜として電着絶縁膜（日本ペイント製インシュリード）を形成し、半導体装置用基板とした。（図１７）
（ｈ）半田材料を配線銅箔層と電着絶縁膜で形成されたビアパターン内に充填し、２５０℃のリフロー炉で半田ボールを形成した。
（ｉ）半導体チップとの接続部として露出した配線銅箔層にニッケル・金めっきを施し、半導体チップを搭載し、配線銅箔層上の接続部とワイヤボンディングにより接続し、半導体用ＢＧＡパッケージ製品とした。この半導体装置用基板の断面を観察したところ、半田内に気泡や隙間がなかった。ヒートサイクルテストにおいても、半田材料とワイヤボンディングパッド間の抵抗変化率が８％以内であった。

（実施例５）
実施例５では、（ａ）〜（ｄ）工程を実施例４と同様に行った。その後、以下の工程を行った。
（ｅ）ウエットブラスト装置（マコー株式会社製）を用いて、銅板面側へ粒度が１．５±１．０μｍで揃ったアルミナのスラリー懸濁水溶液をスプレーして絶縁層のブラストを行い、ビアと同等の寸法のビアパターンを絶縁層に形成した。
（ｆ）苛性ソーダ水溶液にてフォトレジストを膨潤剥膜した。
（ｇ）配線銅箔層上に感光性カバーレイフィルムを貼り、半導体チップとの接続部が露出するように露光、現像を行った（図）。
さらに（ｇ）〜（ｉ）工程を実施例１と同様に行い、半導体装置用基板および半導体用ＢＧＡパッケージ製品を作製した。この半導体装置用基板の断面を観察したところ、半田内に気泡や隙間がなかった。ヒートサイクルテストにおいても、半田材料とワイヤボンディングパッド間の抵抗変化率が８％以内であった。

（実施例６）
（ａ）まず、基材となる絶縁層にＢステージ（半硬化状）の５０μｍのポジ型感光性ポリイミド絶縁材料を用い、９μｍの銅箔をその両面に張った、銅張り三層構造基材を作製した。
その後、（ａ）〜（ｃ）工程を実施例１と同様に行った。その後、以下の工程を行った。
（ｄ）ビアパターン銅箔面側を全面露光し、ビアパターン銅箔から露出したポジ型感光性ポリイミドを感光させた。
（ｅ）炭酸ソーダアルカリ水溶液をビアパターン銅箔面側へスプレーしてポジ型の感光性ポリイミドからなる絶縁層にビアを形成した。ここで、３００℃でベークすることで重合を行い硬膜化した。
（ｆ）さらに苛性ソーダ水溶液でフォトレジストを剥膜した。
さらに（ｇ）〜（ｉ）工程を実施例１と同様に行い、半導体装置用基板および半導体用ＢＧＡパッケージ製品を作製した。この半導体装置用基板の断面を観察したところ、半田内に気泡や隙間がなかった。ヒートサイクルテストにおいても、半田材料とワイヤボンディングパッド間の抵抗変化率が８％以内であった。

（比較例１）
本比較例では、実施例４と同様の手順で半導体ＢＧＡパッケージ製品を作成した。ただし、工程（ｂ）で孔のパターニングを行わず、工程（ｃ）で配線銅箔層に孔を形成しなかった。
この半導体装置用基板の断面を観察したところ、半田内に小さな気泡や隙間を生じた。また、ヒートサイクルテストにおいては、一部の半田材料とワイヤボンディングパッド間で絶縁する問題を生じた。

（比較例２）
本比較例では、実施例４と同様の手順で半導体ＢＧＡパッケージ製品を作成した。ただし、工程（ｃ）で孔のパターニング寸法を５０μｍに変更した孔を形成した。
半田材料をビアパターン内に充填したところ、この半導体装置用基板の配線銅箔層上に形成した感光性カバーフイルムが押し広げられ、感光性カバーフイルムの表面が凸凹になる問題を生じ、半導体チップのマウント性に関する信頼性を低下させる問題を生じた。

本発明の半導体用ＢＧＡパッケージ製品の平面図空隙の入った半導体用ＢＧＡパッケージ製品の断面図本発明の半導体装置用基板の断面図本発明の半導体装置用基板の断面図本発明の半導体装置用基板の断面図本発明の半導体装置用基板の断面図本発明の半導体装置用基板の断面図本発明の半導体装置用基板の断面図本発明の半導体装置用基板の断面図本発明の半導体装置用基板の断面図本発明の半導体装置用基板の断面図本発明の半導体装置用基板の断面図本発明の半導体装置用基板の断面図本発明の半導体装置用基板の断面図本発明の半導体装置用基板の断面図本発明の半導体装置用基板の断面図本発明の半導体装置用基板の断面図

符号の説明

１フォトレジスト
１１金属板
１２配線層
１３絶縁層
１４絶縁膜
２１配線パターン
２２ビアパターン
３耐腐食性フィルム
３１半導体チップ
３２ボンディングパッド
３３配線回路パターン
３４ビア
４カバーレイフィルム
５絶縁膜
５０孔
６半田材料
９９支持体層
１５０孔
１２１カバーレイフィルム
２００配線層
２０１支持体層
２０２配線層
２０３フォトレジスト
２０５絶縁体層
２２２ビアパターン

Claims

少なくとも絶縁体層を含む支持体層の片側に設けられた配線層をパターニングしてなる配線パターンを有し、
配線層と反対側から前記支持体層を貫通するようにパターニングされ、前記配線層に達する孔状のビアパターンを備える半導体装置用基板において、
前記ビアパターンに対応する前記配線層に孔が設けられており、
前記孔の直径は、前記ビアパターンの直径よりも小さく、支持体層側から近い側の開口部径よりも、支持体層側から遠い側の開口部径が大きいテーパー形状であることを特徴とする半導体装置用基板。
前記配線層に設けられた孔の直径が３０μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置用基板。
前記支持体層が金属板の表面に絶縁体層を形成してなる構成であり、
前記絶縁体層上に配線パターンを有することを特徴とする請求項１または２に記載の半導体装置用基板。
請求項１〜３のいずれかに記載の半導体装置用基板上に半導体素子を搭載し、
半導体素子との接続部となる配線パターンと半導体素子とを電気的に接続してなり、
半田材料をビアパターンに充填し、リフローしてなることを特徴とする半導体用ＢＧＡパッケージ。
請求項４に記載の半導体用ＢＧＡパッケージをマトリクス状に多面配置してなる半導体用ＢＧＡパッケージ製品。