JP5461356B2

JP5461356B2 - 配線基板

Info

Publication number: JP5461356B2
Application number: JP2010222330A
Authority: JP
Inventors: 敬三櫻井
Original assignee: 京セラＳｌｃテクノロジー株式会社
Priority date: 2010-09-30
Filing date: 2010-09-30
Publication date: 2014-04-02
Anticipated expiration: 2030-09-30
Also published as: US20120080223A1; JP2012079850A; US8698007B2

Description

本発明は、位置決め孔を有する配線基板に関するものである。

図５（ａ），（ｂ）に、位置決め孔を有する配線基板の従来例として光半導体素子Ｓを搭載するための配線基板５０を概略断面図で示す。従来、光半導体素子Ｓを搭載するための配線基板５０は、例えば絶縁基板１１の上面に光半導体素子Ｓの電極Ｔが接続される複数の半導体素子接続パッド１２を有している。これらの半導体素子接続パッド１２は、絶縁基板１１の上面に被着されたソルダーレジスト層１３によりその外周部が被覆されているとともにその中央部がソルダーレジスト層１３に設けられた開口部１４内に露出している。そして、光半導体素子Ｓの電極Ｔと半導体素子接続パッド１２の露出部とは半田バンプＢを介してフリップチップ接続により電気的に接続される。また、絶縁基板１１の中央部には、光半導体素子Ｓとの間で光の授受を可能とするための貫通窓１５が形成されている。貫通窓１５は、光半導体素子Ｓの受光または発光部Ｌと対向するように設けられている。また、絶縁基板１１の外周部には、光ファイバＦを位置決めするためのガイド孔１６が形成されている。

他方、絶縁基板１１の下面側には、光ファイバＦが接続される。光ファイバＦは、ガイド部材Ｇにより支持されている。ガイド部材Ｇには、ガイド孔１６に対応する位置に位置決め用のガイドピンＰが設けられている。そして、このガイドピンＰをガイド孔１６に挿通することにより、光ファイバＦが光半導体素子Ｓの受光または発光部Ｌに対して位置決めされる。

ガイド孔１６は通常、ドリル加工により形成される。ドリル加工によるガイド孔１６の位置精度は±５０μｍ程度である。また、光半導体素子Ｓの電極Ｔが接続される半導体素子接続パッド１２の露出部は、絶縁基板１１上に被着されたソルダーレジスト層１３の開口部１４により画定されている。ソルダーレジスト層１３は、通常、感光性を有するソルダーレジスト１３用のペースト状またはフィルム状の樹脂組成物を半導体素子接続パッド１２が形成された絶縁基板１１上に塗布または貼着した後、周知のフォトリソグラフィ技術を採用して開口部１４を有するパターンに露光および現像した後、熱硬化させることにより形成される。このとき、開口部１４の位置精度は±１５μｍ程度である。したがって、光半導体素子Ｓとガイド孔１６との間の位置精度はこれらが重なりあって±６０μｍを超えるものとなってしまう。このように従来の配線基板５０では、光半導体素子Ｓとガイド孔１６との間の位置精度が低いため、光半導体素子Ｓの受光または発光部Ｌと光ファイバＦとの正確な位置合わせが困難であった。

特開２００４−３４１１０２号公報

本発明の課題は、位置決め孔を有する配線基板において、位置決め孔を用いた位置合わせ精度の高い配線基板を提供することにある。

本発明の配線基板は、絶縁基板の上面に、外部との接続に用いられる接続パッドがその外周部をソルダーレジスト層で覆われるとともにその中央部を前記ソルダーレジスト層に設けられた開口部内に露出させるようにして形成されているとともに、前記絶縁基板に位置決め用のガイド孔が形成されて成る配線基板であって、前記ソルダーレジスト層は、前記ガイド孔上に該ガイド孔よりも小径でかつ前記開口部と同時にフォトリソグラフィ技術により形成された位置決め孔を有していることを特徴とするものである。

本発明の配線基板によれば、絶縁基板上面に被着されたソルダーレジスト層は、絶縁基板に設けたガイド孔上に、ガイド孔より小径でかつ接続パッドの中央部を露出させる開口部と同時にフォトリソグラフィ技術により形成された位置決め孔を有していることから、この位置決め孔は外部との接続に用いられる接続パッドの露出部に対して極めて高い位置精度で形成されている。したがって、この位置決め孔を位置決め用の基準孔として利用することにより高い精度の位置合わせを容易に行なうことが可能となる。

図１（ａ），（ｂ）は、本発明の配線基板の実施形態の一例を示す概略断面図である。図２（ａ），（ｂ）は、本発明の配線基板の実施形態の他の例を示す概略断面図である。図３は、本発明の配線基板の実施形態の更に他の例を示す概略断面である。図４は、本発明の応用例を示す概略断面図である。図５（ａ），（ｂ）は、従来の配線基板を示す概略断面図である。

次に、本発明の配線基板の実施形態の一例を図１（ａ），（ｂ）を基にして説明する。本例の配線基板１０は、絶縁基板１の上面に光半導体素子Ｓの電極Ｔが接続される複数の半導体素子接続パッド２を有している。半導体素子接続パッド２は、絶縁基板１の上面に被着されたソルダーレジスト層３によりその外周部が被覆されているとともにその中央部がソルダーレジスト層３に設けられた開口部４内に露出している。そして、光半導体素子Ｓの電極Ｔと半導体素子接続パッド２の露出部とは半田バンプＢを介してフリップチップ接続により電気的に接続される。また、絶縁基板１の中央部には、光半導体素子Ｓとの間で光の授受を可能とするための貫通窓５が形成されている。貫通窓５は、光半導体素子Ｓの受光または発光部Ｌと対向するように設けられている。また、絶縁基板１の外周部には、ガイド孔６が形成されている。

絶縁基板１は、例えばガラスクロスにエポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂等の熱硬化性樹脂を含浸させて硬化させた電気絶縁材料から成る。絶縁基板１の厚みは例えば４０〜１５００μｍ程度である。絶縁基板１は、単層であっても多層であってもよい。絶縁基板１に設けた貫通窓５およびガイド孔６は、例えば、ドリル加工により形成されている。貫通窓５の直径は５０〜５００μｍ程度である。またガイド孔６の直径は１００〜３０００μｍ程度である。これらの貫通窓５およびガイド孔６はドリル加工により形成されるため、その位置精度は±５０μｍ程度である。

半導体素子接続パッド２は、例えば銅箔や銅めっき層から成る。半導体素子接続パッド２は通常円形であり、その直径は３０〜７００μｍ程度である。また半導体素子接続パッド２の厚みは５〜５０μｍ程度である。このような半導体素子接続パッド２は、周知のサブトラクティブ法やセミアディティブ法等のパターン形成法により形成されている。

ソルダーレジスト層３は、例えばアクリル変性エポキシ樹脂等の感光性を有する熱硬化性樹脂を硬化させた電気絶縁材料から成る。ソルダーレジスト層３の厚みは、５〜５０μｍ程度である。ソルダーレジスト層３に設けられた開口部４は、半導体素子接続パッド２よりも小さな円形であり、その直径は２０〜６５０μｍ程度である。このようなソルダーレジスト層は、フォトリソグラフィ技術により形成されている。具体的には、感光性を有する熱硬化性樹脂のフィルムを絶縁基板１の上面に貼着するとともに所定のパターンに露光および現像した後、紫外線硬化および熱硬化させることにより形成される。

本例の配線基板１０では、ソルダーレジスト層３は、絶縁基板１のガイド孔６上に位置決め孔７を有している。位置決め孔７の直径は、ガイド孔６の直径よりも３０〜５００μｍ程度小さく、７０〜２５００μｍ程度である。この位置決め孔７は、開口部４と同時にフォトリソグラフィ技術により形成されている。そのため位置決め孔７は、光半導体素子Ｓの電極がフリップチップ接続される半導体素子接続パッド２の露出部に対して±１５μｍ以下の極めて高い位置精度で形成されている。

他方、絶縁基板１の下面側には、光ファイバＦが接続される。光ファイバＦは、ガイド部材Ｇにより支持されている。ガイド部材Ｇには、位置決め孔７に対応する位置に位置決め用のガイドピンＰが設けられている。そして、このガイドピンＰを位置決め孔７に挿通することにより、光ファイバＦが光半導体素子Ｓの受光または発光部Ｌに対して位置決めされる。このとき、位置決め孔７は光半導体素子Ｓの電極がフリップチップ接続される半導体素子接続パッド２の露出部に対して±１５μｍ以下の極めて高い位置精度で形成されているので、この位置決め孔７を光ファイバＦを取り付けるガイド部材Ｇを位置決めするための基準孔として利用することにより、搭載される光半導体素子Ｓの受光または発光部Ｌと光ファイバＦとの位置合わせを高い精度で容易に行なうことが可能となる。したがって、本例によれば、搭載される光半導体素子の受光または発光部と光ファイバとの位置合わせを高い精度で容易に行なうことが可能な配線基板を提供することができる。

次に、本発明の配線基板の実施形態の他の例を図２（ａ），（ｂ）を基にして説明する。なお、図２（ａ），（ｂ）において上述の実施形態の一例と同様の箇所には同様の符号を付しその詳細な説明は省略する。

この例の配線基板２０は、絶縁基板１のガイド孔６およびその周辺に対応する上面にソルダーレジスト層３よりも厚みが厚く強度の強い別のソルダーレジスト層８が被着されている。ソルダーレジスト層８は、感光性を有する熱硬化性樹脂を硬化させた電気絶縁材料から成り、ガイド孔６の上に位置決め孔７が開口部４と同時にフォトリソグラフィ技術により形成されている。この場合、ソルダーレジスト層８の厚みが厚く強度が強いので、この位置決め孔７にガイドピンＰを挿通することにより、光ファイバＦを光半導体素子Ｓの受光または発光部Ｌに対して位置決めする際に、強固に位置決めすることができる。

なお、本発明は、上述の実施形態の一例または他の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、例えば上述の実施形態の一例および他の例では、絶縁基板１の上面側のみにソルダーレジスト層３やソルダーレジスト層８を設けたが、絶縁基板１の上下両面にソルダーレジスト層３やソルダーレジスト層８を設けてもよい。また、上述の実施形態の一例または他の例では、本発明を光半導体素子Ｓを搭載する配線基板１０，２０に適用した例を示したが、本発明は、図３に示すように、半導体素子Ｓ１を搭載する配線基板３０の上に、別の半導体素子Ｓ２を搭載する配線基板４０を搭載して成るＰｏＰ（ＰａｃｋａｇｅｏｎＰａｃｋａｇｅ）構造をとる配線基板３０，４０に適用しても良い。この場合、上下に積み重ねる配線基板３０，４０における互いの接続パッド９ａ，９ｂ同士の位置決めを極めて正確に行なうことができる。また、本発明を例えば図４に示すように、上述の実施形態の一例および他の例で用いられたガイド部材Ｇに応用することも可能である。この場合、光ファイバＦおよびガイドピンＰをガイド部材Ｇの上面に設けたソルダーレジスト層３の位置決め孔７で位置決めすることで極めて高精度に位置決めすることができる。なお、光ファイバＦおよびガイドピンＰは接着樹脂Ｒによりガイド部材Ｇに接着固定する。

１絶縁基板
２，９ａ，９ｂ接続パッド
３，８ソルダーレジスト層
４開口部
６ガイド孔
７位置決め孔
１０，２０，３０，４０配線基板

Claims

絶縁基板の上面に、外部との接続に用いられる接続パッドがその外周部をソルダーレジスト層で覆われるとともにその中央部を前記ソルダーレジスト層に設けられた開口部内に露出させるようにして形成されているとともに、前記絶縁基板に位置決め用のガイド孔が形成されて成る配線基板であって、前記ソルダーレジスト層は、前記ガイド孔上に該ガイド孔よりも小径でかつ前記開口部と同時にフォトリソグラフィ技術により形成された位置決め孔を有していることを特徴とする配線基板。