JP5269563B2 - 配線基板とその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、配線基板に関し、より詳しく言えば、本発明は、一方の面に半導体チップなどを搭載するためのパッドが設けられ、他方の面に別の実装基板に接続するためのパッドが設けられるタイプの配線基板に関する。

半導体チップや他の電子部品などをパッケージ化する際などに用いられる配線基板には、一方の面に半導体チップ、電子部品などの搭載のためのパッドが設けられ、他方の面に別の実装基板に接続するためのパッドが設けられる。これらの外部接続用パッドの表面には、半導体チップなどとの接続、及び実装基板への接続に使用されるはんだバンプとの接合のために、表面めっき層が施される。表面めっき層は、パッド側からニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）などを薄くめっきして形成される。

図２７に、通常のビルドアップ技術で作製した配線基板における外部接続用パッドの例を示す。この図の外部接続用パッド１０１は、配線基板の一番外側の絶縁層１０２の上に銅（Ｃｕ）などの導体材料で形成され、外部接続用パッド１０１に対応する位置で、下層の配線１０３の一端に形成されたパッド１０４に、絶縁層１０２を貫通するビア１０５を介して接続される。基板の最表面には、ソルダレジスト層１０６が設けられ、この層には外部接続用パッド１０１の上面の一部を露出させる開口部１０７が形成される。露出した外部接続用パッド１０１の上面に、表面めっき層１０８が配置される。

配線基板の製造方法として、ビルドアップ技術により表裏両面に配線層と絶縁層を交互に形成するためのコア基板を使用せずに、銅板などの支持体上に最初に外部接続用パッドを表面めっき層とともに形成してから、その上にビルドアップ技術により絶縁層と配線層を必要な数だけ形成し、次いで反対側の外部接続用パッドを形成後に支持体を除去して、配線基板を製造する方法も知られている（例えば、特許文献１）。

この方法で製造した配線基板における一方の面の（支持体上に最初に形成した）外部接続用パッドの例を、図２８に示す。この図の外部接続用パッド１２１の片側は表面めっき層１２２で覆われ、この表面めっき層の表面は、一番外側の絶縁層１２３の表面に露出されている。外部接続用パッド１２１は、絶縁層１２３を貫通するビア１２４を介して、下層の配線１２５の一端に設けられたパッド１２６に接続されている。基板の他方の面の外部接続用パッドは、図２７で説明したものと同様である。

再表２００３／０３９２１９号公報

図２７で説明した従来の配線基板における外部接続用パッド１０１は、それを形成後に基板の全面を覆って形成したソルダレジスト層１０６に開口部１０７を形成して、その一部が半導体チップあるいは外部回路との接続のために露出される。そのため、パッド１０１は、ソルダレジスト層の開口部１０７よりも大きく形成する必要があり、配線の微細化の妨げとなっている。

また、外部接続用パッド１０１が大きく形成されるために、下層配線のパッド１０４との間に存在する樹脂（詳しく言えば、図２７中に示した縦の破線Ａと、パッド１０１の下面と、パッド１０４の上面と、ビア１０５の側面との間に存在する樹脂）の量が多く、その加熱収縮によって引き起こされるストレスのためパッドとビアとの接続部にクラックが発生する等により、ビアの接続信頼性が低下しかねない。

図２８で説明した従来の配線基板における外部接続用パッド１２１の場合は、上述の問題は解消可能である。しかし、表面めっき層１２２とその下のパッド１２１とが同じ大きさであるため、図２９に示したように、表面めっき層１２２と絶縁層１２３の間でストレスのために発生したクラック１３１が、パッド１２１の側面に沿って絶縁層１２３の内部に向かって浸透しやすく、配線の断線が発生する等、配線基板の性能劣化の原因となりやすい。

本発明の目的は、配線の微細化の妨げとならず、ビアの接続信頼性を維持することができ、且つ配線基板の性能劣化の原因となりにくい外部接続用パッドを一方の面に有する配線基板を提供することである。

本発明の配線基板は、所定数の配線層と各配線層の間の絶縁層を有し、且つ、外部の回路に接続するための、表面めっき層を備えた外部接続用パッドを有する配線基板であって、当該配線基板の一方の面における外部接続用パッドの外周縁が、表面めっき層の外周縁より、パッド中心に向け後退していることを特徴とする。

前記一方の面における表面めっき層の表面は、配線基板の表面と同じ平面に位置することができる。

前記一方の面における表面めっき層は、配線基板表面の凹部に位置していてもよい。この凹部は、配線基板に例えば半導体チップをフリップチップ接続する際に、半導体チップのバンプを凹部に位置させることで、配線基板とバンプとの接続を容易にするとともに、チップの位置決めも容易にすることができる。あるいは、前記一方の面における表面めっき層が配線基板表面から突出していてもよい。どちらの場合においても、前記一方の面における表面めっき層の周縁部は配線基板の絶縁層により被覆されていてもよく、これにより表面めっき層の配線基板への密着強度を向上させることができる。

前記一方の面における外部接続用パッドは、配線基板に半導体素子又はその他の電子部品を搭載するためのパッドであってもよく、あるいは配線基板を別の基板に実装するためのパッドであってもよい。

本発明の配線基板は、
（ａ）エッチングにより除去可能な支持体上に表面めっき層と外部接続用パッドを順次形成する工程、
（ｂ）当該外部接続用パッドの外周縁を、表面めっき層の外周縁よりパッド中心に向け後退させる加工を施す工程、
（ｃ）当該外部接続用パッドを形成した支持体上に所定数の絶縁層と配線層を形成する工程、
（ｄ）上記支持体を除去する工程、
を含む配線基板製造方法により製造することができる。

好ましくは、前記工程（ａ）における表面めっき層と外部接続用パッドの形成は、前記支持体上に設けたマスクパターンを使用する電解めっきにより行う。

外部接続用パッドの外周縁を表面めっき層の外周縁よりパッド中心に向け後退させる加工を施す前記工程（ｂ）は、例えば、前記マスクパターンを使用する外部接続用パッドの選択エッチングにより行うことができ、前記マスクパターンはその後除去することができる。あるいは、前記工程（ｂ）は、前記工程（ａ）において外部接続用パッドを支持体の材料と同じ材料で形成し、そして工程（ａ）後に前記マスクパターンを除去してから、外部接続用パッドの選択エッチングにより行うこともできる。この方法によれば、パッドの選択エッチング時に同じ材料の支持体もエッチングされることを利用して、前記凹部を設けることができ、且つ表面パッドの周縁部が絶縁層で被覆された配線基板を得ることができる。また、前記工程（ｂ）は、前記工程（ａ）において外部接続用パッドを支持体の材料と異なる材料で形成し、そして工程（ａ）後に前記マスクパターンを除去してから、外部接続用パッドの選択エッチングにより行うこともできる。

前記工程（ａ）においては、支持体上に犠牲層を形成してから、表面めっき層と外部接続用パッドを形成してもよい。この場合、支持体の除去時に犠牲層も除去することにより、凹部を設けた配線基板を得ることができる。犠牲層の形成と、マスクパターン除去後に支持体を外部接続用パッドとともに選択エッチングすることにより前記工程（ｂ）を行うのとを組み合わせることによって、より深い凹部の形成が可能になる。

前記工程（ａ）においては、マスクパターンを使用するエッチングにより支持体に凹部を形成してから、表面めっき層と外部接続用パッドを形成することもでき、これにより、表面めっき層が配線基板表面から突出している配線基板を得ることができる。

本発明によれば、配線の微細化に有利であり、ビアの接続信頼性を維持でき、且つ配線基板の性能劣化の抑制にも有益である外部接続用パッドを一方の面に有する配線基板を提供することが可能となる。

本発明の配線基板における特徴は、一方の面の外部接続用パッドの外周縁が、その表面めっき層の外周面よりもパッド中心に向けて後退していることである。

図１に、そのような外部接続用パッド１を示す。パッド１は、外部回路との接続に当てられる側に表面めっき層２を有し、このパッド１は、その外周縁１ａが、表面めっき層２の外周縁２ａよりもパッド中心に向けて後退し、表面めっき層２の外周縁２ａの内側に位置する。本発明の目的のためには、パッド１は小さいほどよいが、その下限は、主に、パッド１を基板内部の配線４に接続するビア３との接合を確保するのに必要とされる製造工程上の精度に依存する。一方、パッド１に接合する表面めっき層２の大きさは、接続するバンプ（図示せず）の大きさに依存する。パッド１の実際の大きさは、これらを勘考して決定すべきである。一例を挙げれば、標準的な配線基板において、パッド１の外周縁１ａと表面めっき層２の外周縁２ａとの水平方向の距離（図１のＤで表示した長さ）が０．１〜５μｍ程度、好適には１〜３μｍ程度となるようにすることができる。

図１において、ビア３は、外部接続用パッド１に対応する位置にあって配線４の一端に位置するパッド５を介して配線４に接続される。また、外部接続用パッド１、表面めっき層２、ビア３、配線４、配線４に接続するパッド５は、表面めっき層２の上面を除いて、絶縁層７中に存在する。

図２７を参照して先に説明した従来技術の場合には、外部回路との接続用のパッド１０１に通じるソルダレジスト層１０６の開口部１０７の大きさが、そこに位置する表面めっき層１０８の大きさを規定しており、そしてそれは接続するバンプの大きさに左右される。パッド１０１を覆うソルダレジスト層１０６を形成してからこの層に開口部１０７を形成する必要から、パッド１０１は開口部１０７より大きく、すなわち表面めっき層より大きく形成しなければならない。この場合、必然的に、パッド１０１の外周縁の方が表面めっき層１０８の外周縁のより外側に位置することになる。

それに対し、本発明の場合、外部接続用パッド１の外周縁１ａは表面めっき層２の外周縁２ａよりもパッド中心に向け後退して、前者は後者より内側に位置している（図１）。この外部接続用パッド１の外周縁１ａのパッド中心に向けての後退によって、本発明の配線基板では、配線の微細化が可能となるとともに、外部接続用パッド１と、内部配線４につながるパッド５との間に存在する樹脂、すなわち図１中に示した縦の破線Ｂと、パッド１の下面と、パッド５の上面と、ビア３の側面との間に存在する樹脂の量が、図２７を参照して先に説明した従来技術の場合よりも少なくなって、その樹脂の加熱収縮に伴うストレスに起因するビアの接続信頼性を維持することが可能になる。

図２８を参照して先に説明した従来技術の場合には、図２９に示したように、表面めっき層１２２と絶縁層１２３の間でストレスのために発生したクラック１３１が、パッド１２１の側面に沿って絶縁層１２３の内部に向かって浸透しやすく、配線基板の性能劣化の原因となりやすいという問題がある。

それに対し、本発明の場合は、図２に示したように、表面めっき層２と絶縁層７の間で発生したクラック９は、表面めっき層２の側面に沿って進んだところで停止し、絶縁層７中にそれほど深くは進入しない。これにより、クラックによる配線基板の性能劣化の問題は回避される。

本発明において、「外部回路」とは、配線基板の外部にあって、当該配線基板がそれに接続する回路を指す。例えば、本発明における「外部回路」としては、配線基板に接続される半導体チップやその他の電子部品の回路、そのような半導体チップ等を搭載した配線基板が接続される実装基板の回路、などが挙げられる。

本発明の配線基板を構成する各部材の材料は、通常の配線基板における同等の部材の材料と同様でよい。例えば、外部接続用パッドの材料としては、銅（Ｃｕ）あるいはその合金といったような、一般的な配線材料を挙げることができる。外部接続用パッドの上に設けられる表面めっき層の材料としては、（１）ＮｉとＡｕの組み合わせ、（２）ＮｉとＰｄとＡｕの組み合わせ、（３）Ｓｎ、（４）ＳｎとＡｇとの組み合わせ、などを挙げることができる。（１）、（２）、（４）の各組み合わせの場合、Ａｕ層又はＡｇ層が外部に露出するように、めっき層は順に積層される。

本発明の配線基板は、銅板や銅箔等の金属からなる支持体上に最初に外部接続用パッドを表面めっき層とともに形成してから、その上にビルドアップ法により所定数の絶縁層と配線層を形成し、次いで反対側の外部接続用パッドを形成後に支持体を除去する方法により製造することができる。配線基板の一方の面における外部接続用パッドの外周縁を表面めっき層のそれよりパッド中心に向け後退させるための加工は、ビルドアップ法による最初の絶縁層の形成の前に行うことができる。

こうして製造した本発明の配線基板において、支持体上に最初に形成した外部接続用パッドが、その外周縁が表面めっき層のそれよりもパッド中心に向け後退したパッドとなる一方、反対側の外部接続用パッド（ビルドアップ法で形成した最後のパッド）は、表面めっき層より大きくなる。主として、前者のパッドは配線基板に半導体チップやその他の電子部品などを搭載するのに用いることができ、後者のパッドは配線基板を実装基板に実装するのに用いることができる。とは言え、場合によっては、その逆の使用の仕方も可能である。

次に、実施例により本発明を更に説明することにする。とは言え、本発明はここに示す実施例に限定されるものではない。

〔実施例１〕
この例では、表面めっき層の表面と配線基板の表面が同一平面にある配線基板を、その製造方法とともに説明する。

図３（ａ）に示したように、支持体１１としてのＣｕ板の表面に、マスクパターンとなるめっきレジストパターン１２を形成する。図３（ａ）では、簡単にするため支持体１１の片面のめっきレジストパターン１２を示しているだけであるが、実際は、支持体１１の反対面もめっきレジストで覆われている。支持体１１としては、Ｃｕ板以外に、Ｃｕ箔、あるいは通常のエッチング液で除去可能なその他の金属又は合金の板や箔を利用することができる。めっきレジストパターン１２の開口部１２ａ（図３（ａ））（直径１００μｍ）の底部に露出している支持体１１の上に、電解めっきにより、図３（ｂ）に示したように表面めっき層１３と外部接続用パッド１４を順次形成する。表面めっき層１３は、ここでは、厚さがそれぞれ０．５μｍ、５μｍのＡｕ層とＮｉ層により形成する（Ａｕ層とＮｉ層は、この順番で形成する）。外部接続用パッド１４は、Ｃｕで、１０μｍの厚さに形成する。

次に、Ｃｕのみ溶解するエッチング液を使用して、外部接続用パッド１４を選択的にエッチングし、その外周縁を表面めっき層１３の外周縁より１〜３μｍ程度小さくする（図３（ｃ））。エッチング後、めっきレジストパターン１２を除去し（図３（ｄ））、そしてパッド１４を覆うように全面に樹脂フィルムを積層して、絶縁層１５を形成する（図３（ｅ））。樹脂フィルムとしては、エポキシやポリイミド等のフィルムを用いることができる。

次に、図４（ａ）に示したように、レーザ加工により絶縁層１５にビア孔１５ａを形成する。このビア孔１５ａは、直径が、絶縁層１５の表面で６０μｍであり、パッド１４を露出させる底部では５０μｍ程度になり、開口部側が大径の円錐台形状の孔となる。次いで、パッド１４に接続するビア１６ａと、これに接続する配線層１６ｂの配線パターンを形成する（図４（ｂ））。そのためには、例えばセミアディティブ法などの通常の方法を利用することができる。

絶縁層の形成とビア・配線層の形成を繰り返して、図４（ｃ）に示したように所定の数の絶縁層１５と配線層１６ｂを形成し、一番上の絶縁層１５の上の配線パターンとともに外部接続用パッド１７（直径２００〜１０００μｍ）を形成後、パッド１７に通じる開口部１８ａを有するソルダレジスト層１８を形成する。更に、開口部１８ａに露出したパッド１７の上に、表面めっき層１９を無電解めっきにより形成する。その後、支持体１１をエッチングにより除去して、図４（ｄ）に示したように配線基板１０を完成する。完成した配線基板１０において、支持体１１を除去した面１０ａのパッド１４が半導体チップなどとの接続用のパッドとなり、反対面のパッド１７が実装基板との接続用のパッドとなる。

図５に、半導体チップ２１を搭載した配線基板１０を示す。半導体チップ２１は、半導体チップ２１に予め設けたバンプをリフローさせたはんだ接合部材２２により配線基板１０のパッド１４に接続される。配線基板１０と半導体チップ２１との間には、アンダーフィル樹脂２３が充填される。

図６に示したように、半導体チップ２１は、配線基板１０の支持体１１を除去した面１０ａと反対の面のパッド１７に接続してもよい。この場合、配線基板１０の支持体１１を除去した面１０ａのパッド１４が、実装基板（図示せず）との接続用のパッドとなる。

〔実施例２〕
ここでは、表面めっき層の表面と配線基板の表面が同一平面にある配線基板を、そのもう一つの製造方法とともに説明する。

図７（ａ）に示したように、支持体３１としてのＣｕ板の表面にめっきレジストパターン３２を形成する（支持体３１の裏面にもレジスト層（図示せず）を形成する）。支持体３１としては、Ｃｕ板以外に、Ｃｕ箔、あるいは通常のエッチング液で除去可能なその他の金属又は合金の板や箔を利用することができる。めっきレジストパターン３２の開口部３２ａ（図７（ａ））（直径１００μｍ）の底部に露出している支持体３１の上に、電解めっきにより、図７（ｂ）に示したように表面めっき層３３と外部接続用パッド３４を順次形成する。表面めっき層３３としては、厚さがそれぞれ０．５μｍ、５μｍのＡｕ層とＮｉ層をこの順番で形成する。外部接続用パッド３４は、Ｎｉで、１０μｍの厚さに形成する。

次に、めっきレジストパターン３２を剥離して除去し、続いてＮｉ製の外部接続用パッド３４を選択的にエッチングして、その外周縁をめっき層３３の外周縁よりより１〜３μｍ程度小さくする（図７（ｃ））。その後、図７（ｄ）に示したように、外部接続用パッド３４を覆うように全面に樹脂フィルムを積層して、絶縁層３５を形成する。絶縁層３５の形成には、エポキシやポリイミド等の樹脂フィルムを用いることができる。

次に、図８（ａ）に示したように、レーザ加工により絶縁層３５にビア孔３５ａを形成する。このビア孔３５ａの直径は、絶縁層３５の表面で６０μｍ、パッド３４を露出させる底部で５０μｍ程度である。次いで、パッド３４に接続するビア３６ａと、これに接続する配線層３６ｂを、例えばセミアディティブ法などにより、形成する（図８（ｂ））。

続いて、絶縁層の形成とビア・配線層の形成を繰り返して、図８（ｃ）に示したように所定の数の絶縁層３５と配線層３６ｂを形成し、一番上の絶縁層３５の上の配線パターンとともに外部接続用パッド３７（直径２００〜１０００μｍ）を形成後、パッド３７に通じる開口部３８ａを有するソルダレジスト層３８を形成する。更に、開口部３８ａに露出したパッド３７の上に、表面めっき層３９を無電解めっきにより形成する。そして図８（ｄ）に示したように、支持体３１をエッチングにより除去して、配線基板３０を完成する。完成した配線基板３０において、支持体３１を除去した面３０ａのパッド３４が半導体チップなどとの接続用のパッドとなり、反対面のパッド３７が実装基板との接続用のパッドとなる。この場合の配線基板３０に半導体チップを接続したところは、実施例１の配線基板１０の場合と同じであり、図５に例示したとおりである。

実施例１の配線基板１０の場合と同様に、実施例２の配線基板３０の場合も、半導体チップは配線基板３０の支持体３１を除去した面３０ａと反対の面のパッド３７に接続してもよい。この場合、図６に示したように、配線基板３０の支持体３１を除去した面３０ａのパッド３４が、実装基板（図示せず）との接続用のパッドとなる。
〔実施例３〕
ここでは、表面めっき層が配線基板の凹部に位置している配線基板の例を、その製造方法とともに説明する。なお、以下の実施例で使用する部材の材質や寸法、処理方法などは、特に断らない限り、実施例１、２で説明したとおりである。

図９（ａ）に示したように、支持体４１としてのＣｕ板の表面に、開口部４２ａを有するめっきレジストパターン４２を形成する（支持体４１の裏面にもレジスト層（図示せず）を形成する）。開口部４２ａの底部に露出している支持体４１の上に、電解めっきにより、図９（ｂ）に示したように表面めっき層４３（Ａｕ層とＮｉ層で形成）とＣｕの外部接続用パッド４４を順次形成する。

めっきレジストパターン４２を除去（図９（ｃ））後、Ｃｕ材料を選択的にエッチングして、図９（ｄ）に示したように、パッド４４の外周縁を表面めっき層４３の外周縁より１〜３μｍ程度小さくするとともに、表面めっき層４３のマスク効果によるサイドエッチングとアンダーカットでＣｕ材料の支持体４１の一部を溶解除去して、表面めっき層４３の支持体４１に接している側の周縁部を露出させる。これにより、支持体４１に、高さ１〜３μｍ程度の突起部４１ａが形成され、この突起部４１ａの上に表面めっき層４３とパッド４４が配置されることとなる。エッチング後、パッド４４を覆うように全面に樹脂フィルムを積層して、絶縁層４５を形成する（図９（ｅ））。

次に、図１０（ａ）に示したように、レーザ加工により絶縁層４５にビア孔４５ａを形成する。その後、図１０（ｂ）に示したように、パッド４４に接続するビア４６ａと、これに接続する配線層４６ｂの配線パターンを形成する。

絶縁層の形成とビア・配線層の形成を繰り返して、図１０（ｃ）に示したように所定の数の絶縁層４５と配線層４６ｂを形成し、一番上の絶縁層４５の上の配線パターンとともに外部接続用パッド４７を形成後、パッド４７に通じる開口部４８ａを有するソルダレジスト層４８を形成する。次に、開口部４８ａに露出したパッド４７の上に、表面めっき層４９を無電解めっきにより形成する。その後、エッチングにより、支持体４１をその突起部４１ａとともに除去して、図１０（ｄ）に示したように配線基板４０を完成する。完成した配線基板４０において、支持体４１を除去した面４０ａのパッド４４が半導体チップなどとの接続用のパッドとなり、反対面のパッド４７が実装基板との接続用のパッドとなる。

この例の配線基板４０には、エッチングでの支持体４１の除去により、支持体４１に接していた絶縁層４５に、支持体４１の突起部４１ａの形状にならって面４０ａ側の開口部が大径となる凹部４５ｂが形成されている。この凹部４５ｂは、配線基板４０に半導体チップをフリップチップ接続する際に、半導体チップのバンプを凹部４５ｂに位置させることで、配線基板とバンプとの接続を容易にするとともに、チップの位置決めも容易にする。更に、表面めっき層４３の周縁部が絶縁層４５で被覆されていることによって、表面めっき層４３の配線基板４０への密着強度が向上する。

図１１に、半導体チップ２１を搭載した配線基板４０を示す。半導体チップ２１は、半導体チップ２１に予め設けたバンプをリフローさせたはんだ接合部材２２により、配線基板４０の凹部４５ｂ（図１０（ｄ））に位置するパッド４４に接続される。配線基板４０と半導体チップ２１との間には、アンダーフィル樹脂２３が充填される。

図１２に示したように、半導体チップ２１は、配線基板４０の支持体４１を除去した面４０ａと反対の面のパッド４７に接続してもよい。この場合、配線基板４０の支持体４１を除去した面４０ａのパッド４４が、実装基板（図示せず）との接続用のパッドとなる。

〔実施例４〕
ここでは、表面めっき層が配線基板の凹部に位置している配線基板のもう一つの例を、その製造方法とともに説明する。

図１３（ａ）に示したように、支持体５１としてのＣｕ板の表面に、開口部５２ａを有するめっきレジストパターン５２を形成する（支持体５１の裏面にもレジスト層（図示せず）を形成する）。開口部５２ａの底部に露出している支持体５１の上に、支持体５１と同じ材質のＣｕの犠牲層５１’（厚さ１〜３０μｍ）を電解めっきにより形成する（図１３（ｂ））。犠牲層５１’は、後に支持体５１をエッチングにより除去する際に一緒に除去するので、支持体５１と同じ材質であるのが好ましい。その後、同じく電解めっきにより、図１３（ｃ）に示したように表面めっき層５３（Ａｕ層とＮｉ層で形成）とＣｕの外部接続用パッド５４を順次形成する。

次に、Ｃｕの選択エッチングにより、図１３（ｄ）に示したように、パッド５４の外周縁を表面めっき層５３の外周縁より１〜３μｍ程度小さくしてから、めっきレジストパターン５２を除去し（図１３（ｅ））、そしてパッド５４を覆うように全面に樹脂フィルムを積層して、絶縁層５５を形成する（図１３（ｆ））。

次に、図１４（ａ）に示したように、レーザ加工により絶縁層５５にビア孔５５ａを形成する。その後、図１４（ｂ）に示したように、パッド５４に接続するビア５６ａと、これに接続する配線層５６ｂの配線パターンを形成する。

絶縁層の形成とビア・配線層の形成を繰り返して、図１４（ｃ）に示したように所定の数の絶縁層５５と配線層５６ｂを形成し、一番上の絶縁層５５の上の配線パターンとともに外部接続用パッド５７を形成後、パッド５７に通じる開口部５８ａを有するソルダレジスト層５８を形成する。次に、開口部５８ａに露出したパッド５７の上に、表面めっき層５９を無電解めっきにより形成する。その後、エッチングにより、支持体５１を犠牲層５１’とともに除去して、図１４（ｄ）に示したように配線基板５０を完成する。完成した配線基板５０において、支持体５１を除去した面５０ａのパッド５４が半導体チップなどとの接続用のパッドとなり、反対面のパッド５７が実装基板との接続用のパッドとなる。

この例の配線基板５０には、エッチングでの支持体５１の除去により、支持体５１に接していた絶縁層５５に、犠牲層５１’の形状にならって面５０ａ側の開口部が大径となる凹部５５ｂが形成されている。この凹部５５ｂは、配線基板に半導体チップをフリップチップ接続する際に、半導体チップのバンプを凹部５５ｂに位置させることで、配線基板とバンプとの接続を容易にするとともに、チップの位置決めも容易にする。

図１５に、半導体チップ２１を搭載した配線基板５０を示す。半導体チップ２１は、半導体チップ２１に予め設けたバンプをリフローさせたはんだ接合部材２２により、配線基板５０の凹部５５ｂ（図１４（ｄ））に位置するパッド５４に接続される。配線基板５０と半導体チップ２１との間には、アンダーフィル樹脂２３が充填される。

図１６に示したように、半導体チップ２１は、配線基板５０の支持体５１を除去した面５０ａと反対の面のパッド５７に接続してもよい。この場合、配線基板５０の支持体５１を除去した面５０ａのパッド５４が、実装基板（図示せず）との接続用のパッドとなる。

〔実施例５〕
ここでは、表面めっき層が配線基板の凹部に位置している配線基板の別の例を、その製造方法とともに説明する。

図１７（ａ）に示したように、支持体６１としてのＣｕ板の表面に、開口部６２ａを有するめっきレジストパターン６２を形成する（支持体６１の裏面にもレジスト層（図示せず）を形成する）。開口部６２ａの底部に露出している支持体６１の上に、支持体６１と同じ材質のＣｕの犠牲層６１’（厚さ１〜３０μｍ）を電解めっきにより形成する（図１７（ｂ））。その後、同じく電解めっきにより、図１７（ｃ）に示したように表面めっき層６３（Ａｕ層とＮｉ層で形成）とＣｕの外部接続用パッド６４を順次形成する。

めっきレジストパターンを除去（図１７（ｄ））後、Ｃｕ材料を選択的にエッチングして、図１７（ｅ）に示したように、パッド６４の外周縁を表面めっき層６３の外周縁より１〜３μｍ程度小さくするとともに、表面めっき層６３のマスク効果によるサイドエッチングとアンダーカットでＣｕ材料の支持体６１の一部、及び犠牲層６１’の一部を溶解除去して、表面めっき層６３の支持体６１に接している側の周縁部を露出させる。これにより、支持体６１に、高さ１〜３μｍ程度の突起部６１ａが形成され、この突起部６１ａの上に犠牲層６１’、表面めっき層６３、パッド６４が配置されることとなる。エッチング後、パッド６４を覆うように全面に樹脂フィルムを積層して、絶縁層６５を形成する（図１７（ｆ））。

次に、図１８（ａ）に示したように、レーザ加工で絶縁層６５にビア孔６５ａを形成し、そして図１８（ｂ）に示したように、パッド６４に接続するビア６６ａと、これに接続する配線層６６ｂの配線パターンを形成する。

絶縁層の形成とビア・配線層の形成を繰り返して、図１８（ｃ）に示したように所定の数の絶縁層６５と配線層６６ｂを形成し、一番上の絶縁層６５の上の配線パターンとともに外部接続用パッド６７を形成後、パッド６７に通じる開口部６８ａを有するソルダレジスト層６８を形成する。次に、開口部６８ａに露出したパッド６７の上に、表面めっき層６９を無電解めっきで形成する。その後、エッチングにより、支持体６１を突起部６１ａ及び犠牲層６１’とともに除去して、図１８（ｄ）に示したように配線基板６０を完成する。完成した配線基板６０において、支持体６１を除去した面６０ａのパッド６４が半導体チップなどとの接続用のパッドとなり、反対面のパッド６７が実装基板との接続用のパッドとなる。

この例の配線基板６０には、エッチングでの支持体６１の除去により、支持体６１に接していた絶縁層６５に支持体６１の突起部６１ａ及び犠牲層６１’の形状にならった凹部６５ｂが形成されている。この凹部６５ｂは、配線基板６０に半導体チップをフリップチップ接続する際に、半導体チップのバンプを凹部６５ｂに位置させることで、配線基板とバンプとの接続を容易にするとともに、チップの位置決めも容易にする。また、エッチングによる凹部６５ｂの形成時に犠牲層６１’も除去されるため、より深い凹部を形成できる。更に、表面めっき層６３の周縁部が絶縁層６５で被覆されていることによって、表面めっき層６３の配線基板６０への密着強度が向上する。

実施例５の配線基板６０に半導体チップを接続したところは、実施例３の配線基板４０の場合と基本的に同じであり、図１１に例示したとおりである。また、実施例３の配線基板４０の場合と同様に、実施例５の配線基板６０の場合も、半導体チップは配線基板６０の支持体６１を除去した面６０ａと反対の面のパッド６７に接続してもよい。この場合、図１２に示したように、配線基板６０の支持体６１を除去した面６０ａのパッド６４が、実装基板（図示せず）との接続用のパッドとなる。

〔実施例６〕
ここでは、表面めっき層が配線基板表面から突出している配線基板の例を、その製造方法とともに説明する。

図１９（ａ）に示したように、支持体７１としてのＣｕ板の表面に、開口部７２ａを有するめっきレジストパターン７２を形成する（支持体７１の裏面にもレジスト層（図示せず）を形成する）。レジストパターン７２をマスクに、支持体７１をエッチングして、支持体７１に半球状の凹部７１ａを形成する（図１９（ｂ））。続いて、図１９（ｃ）に示したように、凹部７１ａに、電解めっきにより表面めっき層７３（Ａｕ層とＮｉ層で形成）とＣｕの外部接続用パッド７４を順次形成する。

次に、Ｃｕの選択エッチングにより、図１９（ｄ）に示したように、パッド７４の外周縁を表面めっき層７３の外周縁より１〜３μｍ程度小さくしてから、めっきレジストパターン７２を除去し（図１９（ｅ））、そしてパッド７４を覆うように全面に樹脂フィルムを積層して、絶縁層７５を形成する（図１９（ｆ））。

次に、図２０（ａ）に示したように、レーザ加工により絶縁層７５にビア孔７５ａを形成する。次いで、図２０（ｂ）に示したように、パッド７４に接続するビア７６ａと、これに接続する配線層７６ｂの配線パターンを形成する。

絶縁層の形成とビア・配線層の形成を繰り返して、図２０（ｃ）に示したように所定の数の絶縁層７５と配線層７６ｂを形成し、一番上の絶縁層７５の上の配線パターンとともに外部接続用パッド７７を形成後、パッド７７に通じる開口部７８ａを有するソルダレジスト層７８を形成する。次に、開口部７８ａに露出したパッド７７の上に、表面めっき層７９を無電解めっきにより形成する。その後、エッチングにより、支持体７１を除去して、図２０（ｄ）に示したように配線基板７０を完成する。完成した配線基板７０において、支持体７１を除去した面７０ａのパッド７４が半導体チップなどとの接続用のパッドとなり、反対面のパッド７７が実装基板との接続用のパッドとなる。

図２１に、半導体チップ２１を搭載した配線基板７０を示す。半導体チップ２１は、半導体チップ２１に予め設けたバンプをリフローさせたはんだ接合部材２２により、配線基板７０の突出パッド７４に接続される。パッド７４が突出しているため、微細で小径のはんだ接合部材２２でも、好適に接続できる。配線基板７０と半導体チップ２１との間には、アンダーフィル樹脂２３が充填される。

図２２に示したように、半導体チップ２１は、配線基板７０の支持体７１を除去した面７０ａと反対の面のパッド７７に接続してもよい。この場合、配線基板７０の支持体７１を除去した面７０ａの突出パッド７４が、実装基板（図示せず）との接続用のパッドとなる。

〔実施例７〕
ここでは、表面めっき層が配線基板表面から突出している配線基板のもう一つの例を、その製造方法とともに説明する。

図２３（ａ）に示したように、支持体８１としてのＣｕ板の表面に、開口部８２ａを有するめっきレジストパターン８２を形成する（支持体８１の裏面にもレジスト層（図示せず）を形成する）。レジストパターン８２をマスクに支持体８１をエッチングして、支持体８１に半球状の凹部８１ａを形成する（図２３（ｂ））。続いて、図２３（ｃ）に示したように、凹部８１ａに、電解めっきにより表面めっき層８３（Ａｕ層とＮｉ層で形成）とＣｕの外部接続用パッド８４を順次形成する。

めっきレジストパターン８２を除去（図２３（ｄ））後、Ｃｕ材料を選択的にエッチングして、図２３（ｅ）に示したように、パッド８４の外周縁を１〜３μｍ程度小さくするとともに、エッチング液によるサイドエッチングとアンダーカットによりＣｕ材料の支持体８１の一部を溶解除去して、支持体８１に接している側の表面めっき層８３の周縁部を露出させる。その後、パッド８４を覆うように全面に樹脂フィルムを積層して、絶縁層８５を形成する（図２３（ｆ））。

次に、図２４（ａ）に示したように、レーザ加工により絶縁層８５にビア孔８５ａを形成する。次いで、図２４（ｂ）に示したように、パッド８４に接続するビア８６ａと、これに接続する配線層８６ｂの配線パターンを形成する。

絶縁層の形成とビア・配線層の形成を繰り返して、図２４（ｃ）に示したように所定の数の絶縁層８５と配線層８６ｂを形成し、一番上の絶縁層８５の上の配線パターンとともに外部接続用パッド８７を形成後、パッド８７に通じる開口部８８ａを有するソルダレジスト層８８を形成する。次に、開口部８８ａに露出したパッド８７の上に、表面めっき層８９を無電解めっきにより形成する。その後、エッチングにより、支持体８１を除去して、図２４（ｄ）に示したように配線基板８０を完成する。この配線基板８０においては、表面めっき層８３の周縁部が絶縁層８５で被覆されており、そのため表面めっき層８３の配線基板８０への密着強度が向上する。また、この配線基板８０において、支持体８１を除去した面８０ａのパッド８４が半導体チップなどとの接続用のパッドとなり、反対面のパッド８７が実装基板との接続用のパッドとなる。

図２５に、半導体チップ２１を搭載した配線基板８０を示す。半導体チップ２１は、半導体チップ２１に予め設けたバンプをリフローさせたはんだ接合部材２２により、配線基板８０の突出パッド８４に接続される。配線基板８０と半導体チップ２１との間には、アンダーフィル樹脂２３が充填される。

図２６に示したように、半導体チップ２１は、配線基板８０の支持体８１を除去した面８０ａと反対の面のパッド８７に接続してもよい。この場合、配線基板８０の支持体８１を除去した面８０ａのパッド８４が、実装基板（図示せず）との接続用のパッドとなる。

本発明の配線基板における、外周縁が表面めっき層の外周縁よりパッド中心に向け後退している外部接続用パッドを説明する図である。 本発明の配線基板における表面めっき層と絶縁層の間で発生したクラックについて説明する図である。 実施例１の配線基板の製造を説明する第１の図である。 実施例１の配線基板の製造を説明する第２の図である。 半導体チップを搭載した実施例１と２の配線基板を示す図である。 図６の配線基板と反対側の面に半導体チップを搭載した実施例１と２の配線基板を示す図である。 実施例２の配線基板の製造を説明する第１の図である。 実施例２の配線基板の製造を説明する第２の図である。 実施例３の配線基板の製造を説明する第１の図である。 実施例３の配線基板の製造を説明する第２の図である。 半導体チップを搭載した実施例３と５の配線基板を示す図である。 図１１の配線基板と反対側の面に半導体チップを搭載した実施例３と５の配線基板を示す図である。 実施例４の配線基板の製造を説明する第１の図である。 実施例４の配線基板の製造を説明する第２の図である。 半導体チップを搭載した実施例４の配線基板を示す図である。 図１５の配線基板と反対側の面に半導体チップを搭載した実施例４の配線基板を示す図である。 実施例５の配線基板の製造を説明する第１の図である。 実施例５の配線基板の製造を説明する第２の図である。 実施例６の配線基板の製造を説明する第１の図である。 実施例６の配線基板の製造を説明する第２の図である。 半導体チップを搭載した実施例６の配線基板を示す図である。 図２１の配線基板と反対側の面に半導体チップを搭載した実施例６の配線基板を示す図である。 実施例７の配線基板の製造を説明する第１の図である。 実施例７の配線基板の製造を説明する第２の図である。 半導体チップを搭載した実施例７の配線基板を示す図である。 図２５の配線基板と反対側の面に半導体チップを搭載した実施例７の配線基板を示す図である。 ビルドアップ技術で作製した従来の配線基板における外部接続用パッドを説明する図である。 もう一つの従来の配線基板における外部接続用パッドを説明する図である。 図２８に示したパッド部分において表面めっき層と絶縁層の間で発生したクラックについて説明する図である。

符号の説明

１ 外部接続用パッド
２ 表面めっき層
１０、３０、４０、５０、６０、７０、８０ 配線基板
１１、３１、４１、５１、６１、７１、８１ 支持体
１３、３３、４３、５３、６３、７３、８３ 表面めっき層
１４、３４、４４、５４、６４、７４、８４ 外部接続用パッド
１５、３５、４５、５５、６５、７５、８５ 絶縁層
１６ａ、３６ａ、４６ａ、５６ａ、６６ａ、７６ａ、８６ａ ビア
１６ｂ、３６ｂ、４６ｂ、５６ｂ、６６ｂ、７６ｂ、８６ｂ 配線層
１７、３７、４７、５７、６７、７７、８７ 外部接続用パッド
１８、３８、４８、５８、６８、７８、８８ ソルダレジスト層
１９、３９、４９、５９、６９、７９、８９ 表面めっき層

Claims (11)

1. 所定数の配線層と各配線層の間の絶縁層を有し、且つ、外部の回路に接続するための、表面めっき層を備えた外部接続用パッドを有する配線基板であって、
   当該配線基板の一方の面における外部接続用パッドの外周縁が、表面めっき層の外周縁より、パッド中心に向け後退していること、
   前記一方の面における前記表面めっき層の表面が前記配線基板の表面と同じ平面に位置すること、
   前記一方の面における前記外部接続用パッドが、当該配線基板に半導体素子又はその他の電子部品を搭載するためのパッドであること、
   前記一方の面となる絶縁層内に、表面めっき層を備えた外部接続用パッドが埋設され、それにより表面めっき層を備えた外部接続用パッドの外周縁と裏面が当該絶縁層に取り囲まれていること、
   前記一方の面となる絶縁層の裏面に設けられた配線パターンと一体に形成されて当該配線パターンに接続するとともに、前記表面めっき層を備えた外部接続用パッドの裏面に接続しているビアを有すること、
   前記ビアが、前記表面めっき層を備えた外部接続用パッドの裏面に接続する部分よりも前記配線パターンに接続する部分の径が大きい円錐台形状であること、
   を特徴とする配線基板。
2. 前記外部接続用パッドが前記表面めっき層を介して半導体素子をバンプによりフリップチップ接続するためのパッドである、請求項１記載の配線基板。
3. 前記表面めっき層の材料が、（１）ＮｉとＡｕの組み合わせ、（２）ＮｉとＰｄとＡｕの組み合わせ、（３）Ｓｎ、及び（４）ＳｎとＡｇとの組み合わせ、のうちの一つである、請求項１又は２記載の配線基板。
4. 当該配線基板の他方の面に、当該配線基板を別の基板に実装するためのパッドが設けられている、請求項１〜３のいずれか一つに記載の配線基板。
5. 所定数の配線層と各配線層の間の絶縁層を有し、且つ、外部の回路に接続するための、表面めっき層を備えた外部接続用パッドを有する配線基板であり、配線基板の一方の面における外部接続用パッドの外周縁が、表面めっき層の外周縁より、パッド中心に向け後退していて、前記一方の面における前記表面めっき層の表面が前記配線基板の表面と同じ平面に位置し、前記一方の面における前記外部接続用パッドが、当該配線基板に半導体素子又はその他の電子部品を搭載するためのパッドであり、前記一方の面となる絶縁層内に、表面めっき層を備えた外部接続用パッドが埋設され、それにより表面めっき層を備えた外部接続用パッドの外周縁と裏面が当該絶縁層に取り囲まれており、当該配線基板は、前記一方の面となる絶縁層の裏面に設けられた配線パターンと一体に形成されて当該配線パターンに接続するとともに、前記表面めっき層を備えた外部接続用パッドの裏面に接続しているビアを有し、前記ビアが、前記表面めっき層を備えた外部接続用パッドの裏面に接続する部分よりも前記配線パターンに接続する部分の径が大きい円錐台形状である配線基板を製造する方法であって、
   （ａ）エッチングにより除去可能な支持体上に表面めっき層と外部接続用パッドを順次形成する工程、
   （ｂ）当該外部接続用パッドの外周縁を、表面めっき層の外周縁よりパッド中心に向け後退させる加工を施す工程、
   （ｃ）前記支持体上に、前記外部接続用パッドを覆う絶縁層を形成する工程、
   （ｄ）工程（ｃ）で形成した絶縁層にビア孔を形成し，当該ビア孔は、当該絶縁層の表面における開口部の径が前記外部接続用パッドを露出させる底部における径より大きい円錐台形状の孔として形成する工程、
   （ｅ）前記外部接続用パッドに接続するビアと、工程（ｃ）で形成した絶縁層上に当該ビアと一体に形成された配線パターンとからなる配線層を形成する工程、
   （ｆ）工程（ｅ）で配線層を形成した支持体上に所定数の絶縁層と配線層を形成する工程、
   （ｇ）上記支持体を除去する工程、
   を含むことを特徴とする配線基板製造方法。
6. 前記工程（ａ）における前記表面めっき層と外部接続用パッドの形成を、前記支持体上に開口部を有するマスクパターンを設け、当該開口部に露出する前記支持体に電解めっきを施して行う、請求項５記載の配線基板製造方法。
7. 前記工程（ｂ）を、前記マスクパターンを使用する外部接続用パッドの選択エッチングにより行い、前記マスクパターンをその後除去する、請求項６記載の配線基板製造方法。
8. 前記工程（ａ）において前記外部接続用パッドを前記支持体の材料と異なる材料で形成し、そして前記工程（ａ）後に前記マスクパターンを除去してから、前記工程（ｂ）を前記外部接続用パッドの選択エッチングにより行う、請求項６記載の配線基板製造方法。
9. 前記外部接続用パッドを前記表面めっき層を介して半導体素子をバンプによりフリップチップ接続するためのパッドとして形成する、請求項５〜８のいずれか一つに記載の配線基板製造方法。
10. 前記表面めっき層の材料が、（１）ＮｉとＡｕの組み合わせ、（２）ＮｉとＰｄとＡｕの組み合わせ、（３）Ｓｎ、及び（４）ＳｎとＡｇとの組み合わせ、のうちの一つである、請求項５〜９のいずれか一つに記載の配線基板製造方法。
11. 前記配線基板の他方の面に、当該配線基板を別の基板に実装するためのパッドを設ける、請求項５〜１０のいずれか一つに記載の配線基板製造方法。

Images