JP5461321B2

JP5461321B2 - 配線基板

Info

Publication number: JP5461321B2
Application number: JP2010144380A
Authority: JP
Inventors: 茂治木村
Original assignee: 京セラＳｌｃテクノロジー株式会社
Priority date: 2010-06-25
Filing date: 2010-06-25
Publication date: 2014-04-02
Anticipated expiration: 2030-06-25
Also published as: JP2012009634A

Description

本発明は、半導体素子を搭載する半導体パッケージ用の配線基板に関し、より詳細には絶縁基板の両主面上に配線導体層およびソルダーレジスト層が形成された配線基板に関するものである。

近年、携帯電話やデジタルカメラなどの小型高機能な電子機器には、半導体パッケージとよばれる電子部品が回路基板上に実装された状態で組み込まれている。半導体パッケージとは小型で高密度配線の配線基板上に半導体素子を搭載してその機能を最大に引き出すとともに、長期間安定稼動するように半導体素子を保護する機能を併せもつ電子部品である。

この半導体パッケージに用いられる配線基板は、絶縁基板と絶縁基板の内部および両主面上に形成された配線導体層と、さらにこれらを被覆するように形成されたソルダーレジスト層とを備えている。ソルダーレジスト層は配線導体層の一部を露出させる開口部を有しており、ソルダーレジスト層の開口部から露出する上主面側の配線導体層の一部は半導体素子と接続するための半導体素子接続パッドを形成している。また、ソルダーレジスト層の開口部から露出する下主面側の配線導体層の一部は半導体パッケージを回路基板と接続するための外部接続パッドを形成している。これらの半導体素子接続パッドと外部接続パッドとは、それぞれ対応するもの同士が、絶縁基板内部の配線導体層を介して互いに電気的に接続されている。

ところで、このような配線基板においては、半導体素子接続パッドと外部接続パッドとの間の電気的接続確認のため、半導体素子接続パッドと外部接続パッドとに電気検査装置の検査プローブを上下から同時に当てて検査が行われている。このとき両主面上に形成されたソルダーレジスト層の相対的なズレが規格内におさまっていない場合、検査プローブが半導体素子接続パッドあるいは外部接続パッドに当たらない不具合が生じ、電気的接続を正確に検査できないことが生じる。このため、半導体素子接続パッドと外部接続パッドとの電気的接続確認の前に、このズレを測定して規格内であることを確認しておく必要がある。

従来の配線基板においては、絶縁基板に円形の貫通孔を設けるとともにその貫通孔を取り囲む円形の開口部を両主面のソルダーレジスト層に形成しておき、貫通孔の周端と開口部とのズレを光学測定器により両主面についてそれぞれ測定し、それにより貫通孔を共通の測定基準として両主面のソルダーレジスト層の相対的なズレを算出している。しかし、測定には光学測定器が必要であり、なおかつ両主面を測定することに時間を要しているのが現状である。

なお、特許文献１に記載されているように絶縁基板上と、それを被覆するソルダーレジスト層とに測定基準を形成して、それを重ね合せることで同一主面における絶縁基板とソルダーレジスト層とのズレを目視確認できる方法がある。しかしながら、この場合、両主面で測定基準が異なるため、両主面のソルダーレジスト層の相対的なズレを判定することができない問題点がある。

特開１９９９−３０７８９０号公報

本発明は、絶縁基板の両主面上に形成されたソルダーレジスト層の相対的なズレを、光学測定器を用いず正確かつ短時間で判定できる配線基板を提供することを課題とする。

本発明の配線基板は、絶縁基板と、該絶縁基板に形成された貫通孔と、前記絶縁基板の両主面上に形成されており、前記貫通孔および前記貫通孔周辺部を露出させる開口部を有するソルダーレジスト層とを備えた配線基板であって、前記開口部は、開口部の中心を対称点として、開口径が階段状に段階的に異なる部分を、異なる角度で複数有することを特徴とするものである。

本発明では、絶縁基板に貫通孔を形成し、貫通孔とその周辺部とを露出させるソルダーレジスト層の開口部を絶縁基板の両主面上に設け、開口部の中心を対称点として開口径が階段状に段階的に異なる部分を異なる角度で複数有する形状にして、貫通孔の周端と開口部とのズレを各々目視測定する。このとき絶縁基板に形成した同一の貫通孔を、両主面のズレ測定の共通の基準に用いることで、両主面上に形成されたソルダーレジスト層の相対的なズレが規格内か否かを、光学測定器を用いず正確かつ短時間で判定できる配線基板を提供できる。

図１は本発明の配線基板の実施の形態の一例を示す概略平面図である。図２は本発明の配線基板の実施の形態の一例を示す概略断面図である。図３は図１に示す配線基板においてソルダーレジスト層のズレがゼロの状態を示す要部拡大平面図である。図４は図１に示す配線基板においてソルダーレジスト層のズレが生じている状態を示す要部拡大平面図である。

次に、本発明の配線基板の実施形態の一例を図１、図２、図３、および図４を基にして詳細に説明する。これらの図中、１は絶縁基板、２は配線導体層、３は半導体素子接続パッド、４はソルダーレジスト層、５は外部接続パッド、６は貫通孔であり、主としてこれらにより本例の配線基板１０が構成される。

図１に示すように、配線基板１０は、それぞれが個別の半導体パッケージとなる複数の製品領域１０ａと、これらの製品領域１０ａを取り囲むようにして設けられた捨て代領域１０ｂとを有している。なお、この例では、簡略のため２個の製品領域１０ａを有する場合について説明するが、実際には数個〜数百個の製品領域１０ａを有している。

図２に示すように、本例の配線基板１０は、絶縁板１ａの上下に絶縁層１ｂを２層ずつ積層した絶縁基板１と、各配線基板領域１０ａにおける絶縁基板１の内部および表面に配設された配線導体層２と、最表層の配線導体層２を部分的に露出させる開口部４ａ，４ｂを有するように絶縁基板１の上下面に被着されたソルダーレジスト層４とから構成される。

絶縁板１ａは、例えばガラス繊維にエポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂などの熱硬化性樹脂を含浸させた電気絶縁材料からなり、上下に貫通するスルーホール１ｃがドリル加工により複数形成されている。スルーホール１ｃの側壁にはめっき法などによりスルーホール導体２ａが形成されており、絶縁板１ａ上下面の配線導体層２がスルーホール導体２ａを介して電気的に接続されている。

絶縁基板１を構成する絶縁層１ｂは、エポキシ樹脂やポリイミド樹脂などの熱硬化性樹脂を含有する電気絶縁材料からなり、その上面から下面にかけて貫通するビアホール１ｄがレーザー加工により複数形成されている。ビアホール１ｄには配線導体層２を構成する導体の一部が充填されており、それにより絶縁層１ｂの上下の配線導体層２間の導通をとっている。

配線導体層２は主にめっき法により銅などの金属で形成された配線で、例えば周知のセミアディティブ法で形成され、半導体素子や回路基板へ電力や信号を供給する経路である。

ソルダーレジスト層４はエポキシ樹脂やポリイミド樹脂などの熱硬化性樹脂を含有する電気絶縁材料からなり、配線基板１０と半導体素子を接続するとき、あるいは半導体パッケージを回路基板に接続するときのリフロー処理時の熱から、絶縁基板１と配線導体層２とを保護するために被覆される。

各配線基板領域１０ａにおける上面側には、半導体素子の電極に接続される半導体素子接続パッド３が形成されている。この半導体素子接続パッド３は、上面側のソルダーレジスト層４に設けた開口部４ａ内に配線導体層２の一部を露出させることにより形成されている。また各配線基板領域１０ａの下面側には、回路基板に接続される外部接続パッド５が形成されている。この外部接続パッド５は、下面側のソルダーレジスト層４に設けた開口部４ｂ内に配線導体層２の一部を露出させることにより形成されている。そして、これらの半導体素子接続パッド３と外部接続パッド５とは、絶縁基板１の内部に設けた配線導体層２により対応するもの同士が互いに電気的に接続されている。

なお本例の配線基板においては、配線基板の中心を対称点として、捨て代領域１０ｂにズレ測定基準となる貫通孔６が絶縁基板１を上下に貫通するようにして２箇所形成されている。この貫通孔６は、例えばドリル加工により形成されており、その直径が１５００〜２０００μｍ程度であり、上下面における開口の位置精度は５μｍ以内に収まっている。

さらに、ソルダーレジスト層４には、貫通孔６を取り囲むようにして開口部４ｃが形成されている。この開口部４ｃは、貫通孔６と同心円上にあるときにソルダーレジスト層４のズレがゼロとなるように形成されている。

図３は貫通孔６および開口部４ｃの両者が同心円上にあって、ソルダーレジスト層４のズレがゼロの状態を示す要部拡大平面図である。開口部４ｃは、その中心を対称点として開口径が段階的に異なる部分φ１５７５、φ１６５０、φ１７２５を異なる角度で複数有している。この図では貫通孔６の径が１５００μｍであり、開口部４ｃの開口径はφ１５７５の部分で１５７５μｍ、φ１６５０の部分で１６５０μｍ、φ１７２５の部分で１７２５μｍである。この場合、開口部４ｃと貫通孔６とが同心円上にあることから、開口部４ｃと貫通孔６の周端との間から露出する絶縁基板１は、開口部４ｃの中心を対称として均等に、開口径がφ１５７５の部分で３７.５μｍ、φ１６５０の部分で７５μｍ、φ１７２５の部分で１１２.５μｍとなる。このように、φ１５７５、φ１６５０、φ１７２５の部分において開口部４ｃ内に露出する絶縁基板１の幅がそれぞれ均等になっている場合には、ソルダーレジスト層４のズレはゼロであることが分かる。

これに対し、図４は貫通孔６および開口部４ｃの両者が同心円上になく、ソルダーレジスト層４のズレが生じている状態を示す要部拡大平面図である。貫通孔６および開口部４ｃの径は上述した図３の場合と同じである。この図においては、貫通孔６の左側周端が開口部４ｃの開口径φ１５７５とφ１６５０μｍの間に位置していることから、ソルダーレジスト層４のズレが右側へ３７.５μｍと７５.０μｍとの間にあることを示している。また、例えば貫通孔６の周端部が開口径φ１６５０とφ１７２５との間に位置している場合には、ソルダーレジスト層４のズレが７５μｍと１１２.５μｍとの間にあることを目視測定できる。このように、貫通孔６の周端が開口部４ｃのどの方向においてどの開口径内におさまっているかを目視測定することで、貫通孔６を基準とするソルダーレジスト層４のズレの方向と量を、光学的測定器を用いず正確に判定できる。

更に反対主面についても同一の貫通孔６を基準としてソルダーレジスト層４のズレを判定する。こうして同一貫通孔６を共通の基準点としてソルダーレジスト層４のズレの大きさと方向とを目視測定することで、両主面に設けられたソルダーレジスト層４の相対的なズレを短時間で判定することができる。

このように、貫通孔６を共通の基準点に、その中心を対称点として開口径が段階的に異なる部分を異なる角度で複数有している両主面の開口部４ｃのズレをそれぞれ確認する形態とすることで、両主面に設けられたソルダーレジスト層４の相対的なズレを光学的測定器を用いず正確かつ短時間で判定できる配線基板を提供できる。なお、開口部４ｃの中心を対称点として開口径が段階的に異なる部分は、ＸＹ方向のズレを知るために互いに９０度ずれた方向に最低限２箇所必要である。また本例では３箇所の場合を示したが、それ以上設けてもかまわない。

以上説明したように、本発明によると両主面に設けられたソルダーレジスト層の相対的なズレを判定することができるため、電気検査装置の検査プローブを半導体素子接続パッドおよび外部接続パッドに正確に当てることができる。

なお、本発明は上述の実施形態の一例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば、種々の変更は可能であり、例えば、配線基板の上に別の配線基板を搭載する形態をとる、いわゆるＰｏＰとよばれる電子部品においても適用可能である。この場合、上下のソルダーレジスト層のズレを判定することにより配線基板の上に別の配線基板を正確な位置精度で搭載することが可能となる。

１絶縁基板
４ソルダーレジスト層
４ａ上面側開口部
４ｂ下面側開口部
６貫通孔
１０配線基板

Claims

絶縁基板と、該絶縁基板に形成された貫通孔と、前記絶縁基板の両主面上に形成されており、前記貫通孔および前記貫通孔周辺部を露出させる開口部を有するソルダーレジスト層とを備えた配線基板であって、前記開口部は、開口部の中心を対称点として、開口径が階段状に段階的に異なる部分を、異なる角度で複数有することを特徴とする配線基板。