JP5506643B2 - Wiring board and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、半導体素子を搭載するための配線基板およびその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a wiring board for mounting a semiconductor element and a manufacturing method thereof.
図5(a)、(b)に、例えば半導体素子としての光半導体素子Sを搭載するための従来の配線基板20を概略図で示す。従来、光半導体素子Sを搭載するための配線基板20は、例えば絶縁板25の上下面に絶縁層27が積層されて成る絶縁基板21の内部および表面に配線導体層26が形成されて成る。絶縁基板21の上面には、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22が配線導体層26の一部により形成されている。さらに、これらの半導体素子接続パッド22は、絶縁基板21の上面に被着されたソルダーレジスト層23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23に設けられた開口部24内に露出している。そして、図6に示すように、光半導体素子Sの電極Tと半導体素子接続パッド22の露出部とは半田バンプ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。
5A and 5B schematically show a
さらに、光半導体素子Sの上面には、受光または発光部Lが形成されている。そして光半導体素子Sの上方には、光半導体素子Sとの間で光の授受を行なうための光ファイバFが受光または発光部Lと対向するようにして固定配置される。光ファイバFは、光ファイバFを配線基板20に固定するためのガイドGに支持されており、ガイドGの位置決め基準面を配線基板20の外周側面に突き当てた状態でガイドGと配線基板20とを固定することにより光ファイバFが光半導体素子Sに対して位置決めされる。
Further, a light receiving or light emitting portion L is formed on the upper surface of the optical semiconductor element S. An optical fiber F for transmitting and receiving light to and from the optical semiconductor element S is fixed above the optical semiconductor element S so as to face the light receiving or light emitting portion L. The optical fiber F is supported by a guide G for fixing the optical fiber F to the
ところで、従来、配線基板20は、多数個取りの形態で製造される。具体的には、図7に示すように、パネル状の大型基板30中に配線基板20となる製品領域30Aを、切断代30Bを挟んで縦横の並びに数十から数百個一体的に配列形成するとともに、ダイシング装置やルーター装置等の切断装置を用いて切断代30Bを切断することにより各配線基板20に分割して多数個が同時集約的に製造される。なお、図7においては、簡略のため、4つの製品領域30Aのみを代表的に示している。
By the way, conventionally, the
ところで、ダイシング装置やルーター装置により切断された配線基板20の外辺寸法精度はおよそ±10〜80μm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22の露出部は、絶縁基板21上に被覆されたソルダーレジスト層23の開口部24により画定されている。ソルダーレジスト層23は、通常、感光性を有するソルダーレジスト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22が形成された絶縁基板21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24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24の位置精度はおよそ±10μm程度である。したがって、半導体素子接続パッド22に接続された光半導体素子Sと、配線基板20の外辺寸法を基準として位置決めして装着される光ファイバFとの間の位置精度は、これらが重なりあって±20μm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20では、光半導体素子Sと、光ファイバF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との間で光の授受を正確に行なうことができない場合が発生し易かった。また、光半導体素子Sに限らず、他の種類の半導体素子を搭載する配線基板であっても、配線基板の外周辺を基準として半導体素子やコネクタ等の他の部材を位置決めする場合、その位置決め精度が低く、正確な位置決めをすることが困難であった。
By the way, the outer side dimension accuracy of the
本発明の課題は、半導体素子を搭載する配線基板において、半導体素子やこれに接続される光ファイバやコネクタ等の部材を精度高く位置決め固定することができ、それにより、半導体素子の搭載や、半導体素子とこれに接続される光ファイバやコネクタ等との間での光や電気信号の授受を常に正確に行なうことが可能な配線基板およびその製造方法を提供することにある。 An object of the present invention is to accurately position and fix a semiconductor element and a member such as an optical fiber or a connector connected to the semiconductor element on a wiring board on which the semiconductor element is mounted. It is an object of the present invention to provide a wiring board and a method for manufacturing the wiring board, which can always accurately transmit and receive light and electric signals between an element and an optical fiber or a connector connected to the element.
本発明における配線基板は、絶縁基板の上面に形成された外部との接続に用いられる接続パッドと、前記絶縁基板の上面に被着され前記接続パッドを露出する開口部を有するソルダーレジスト層とを具備する配線基板であって、前記ソルダーレジスト層は、前記絶縁基板の外周側面の少なくとも一部を被覆しているとともに、前記外周側面を被覆する部位の表面が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平坦面であることを特徴とするものである。 The wiring board according to the present invention comprises a connection pad used for connection to the outside formed on the upper surface of the insulating substrate, and a solder resist layer having an opening that is deposited on the upper surface of the insulating substrate and exposes the connection pad. The solder resist layer covers at least a part of the outer peripheral side surface of the insulating substrate, and the surface of the portion covering the outer peripheral side surface is simultaneously formed by the photolithography technique with the opening. It is a flat surface formed.
本発明における配線基板の製造方法は、上面に外部との接続に用いられる接続パッドを有する配線基板となる複数の製品領域を、製品領域の周囲に切断代を介在させて一体的に設けるとともに製品領域の各外周辺に沿って製品領域と切断代との間に跨るスリットを設ける工程と、製品領域の上面およびスリット内にソルダーレジスト層用の感光性樹脂を被着させるとともに前記上面およびスリット内の感光性樹脂にフォトリソグラフィ技術を同時に施すことにより接続パッドを露出させる開口部およびスリットにおける製品領域の側面を覆う平坦面を有するソルダーレジスト層を形成する工程と、切断代を切断して各製品領域を独立させることにより複数の配線基板を得る工程とを行なうことを特徴とするものである。 According to the method for manufacturing a wiring board in the present invention, a plurality of product areas to be wiring boards having connection pads used for connection to the outside on the upper surface are integrally provided around the product area with a cutting margin interposed therebetween. A step of providing a slit extending between the product region and the cutting allowance along each outer periphery of the region, and depositing a photosensitive resin for the solder resist layer in the upper surface and the slit of the product region, and in the upper surface and the slit Forming a solder resist layer having a flat surface covering the side surface of the product area in the opening and the slit exposing the connection pad by simultaneously applying the photolithography technique to the photosensitive resin of each, and cutting the cutting allowance for each product And a step of obtaining a plurality of wiring boards by making the regions independent.
本発明の配線基板によれば、絶縁基板の外周側面を被覆するソルダーレジスト層は、半導体素子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平坦面を有することから、この平坦面は半導体素子接続パッドを露出させる開口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、この平坦面を基準として半導体素子や、この半導体素子と接続される光ファイバやコネクタ等の部材を極めて精度高く位置決め固定することができ、それにより半導体素子の搭載や、半導体素子とこれに接続される光ファイバやコネクタ等との間で光や電気信号の授受を常に正確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。 According to the wiring board of the present invention, the solder resist layer covering the outer peripheral side surface of the insulating substrate has a flat surface formed by photolithography technology simultaneously with the opening exposing the central portion of the semiconductor element connection pad. The flat surface is formed with extremely high positional accuracy with respect to the opening exposing the semiconductor element connection pad. Therefore, it is possible to position and fix the semiconductor element and members such as an optical fiber and a connector connected to the semiconductor element with a very high accuracy on the basis of the flat surface. It is possible to provide a wiring board capable of always accurately exchanging light and electric signals with optical fibers and connectors to be connected.
また、本発明の配線基板の製造方法によれば、上面に外部との接続に用いられる接続パッドを有する配線基板となる複数の製品領域を周囲に切断代を介在させて一体的に設けるとともに、製品領域の各外周辺に沿って製品領域と切断代との間に跨るスリットを設け、次に製品領域の上面とスリット内にソルダーレジスト用の感光性樹脂を被着させるとともにそれらの感光性樹脂に同時にフォトリソグラフィ技術を施して接続パッドを露出させる開口部、およびスリットにおける製品領域の側面に平坦面を形成するため、スリットにおける製品領域の側面を覆う平坦面は、上面に形成された接続パッドを露出させる開口部に対して極めて高い位置精度で形成することができる。したがって、この平坦面を基準として半導体素子や、この半導体素子と接続される光ファイバやコネクタ等の部材を極めて精度高く位置決め固定することができ、それにより半導体素子の搭載や、半導体素子とこれに接続される光ファイバやコネクタ等との間で光や電気信号の授受を常に正確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。 In addition, according to the method for manufacturing a wiring board of the present invention, a plurality of product regions to be a wiring board having connection pads used for connection to the outside on the upper surface are provided integrally with a cutting margin around the periphery, A slit extending between the product region and the cutting allowance is provided along each outer periphery of the product region, and then a photosensitive resin for solder resist is deposited on the upper surface and the slit of the product region and those photosensitive resins In order to form a flat surface on the side surface of the product region in the slit, the flat surface covering the side surface of the product region in the slit is formed on the upper surface. Can be formed with extremely high positional accuracy with respect to the opening that exposes. Therefore, it is possible to position and fix the semiconductor element and members such as an optical fiber and a connector connected to the semiconductor element with a very high accuracy on the basis of the flat surface. It is possible to provide a wiring board capable of always accurately exchanging light and electric signals with optical fibers and connectors to be connected.
次に、本発明を光半導体素子を搭載する配線基板に適用した場合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、例えば絶縁板5の上下面に絶縁層7が積層されて成る絶縁基板1の内部および表面に配線導体層6が形成されて成る。絶縁基板1の上面には、例えば光半導体素子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。さらに、絶縁基板1の外周側面の一部はソルダーレジスト層3により被覆されているとともに、被覆部のソルダーレジスト層3の側面は平坦に形成されている。そして、図2に示すように、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、光半導体素子Sとの間で光の授受を行なうための光ファイバFが受光または発光部Lと対向するようにして固定配置される。光ファイバFは、光ファイバFを配線基板10に固定するためのガイドGに支持されており、ガイドGの位置決め基準面を絶縁基板1の外周側面を被覆するソルダーレジスト層3の平坦面に突き当てた状態でガイドGと配線基板10とを固定することにより光ファイバFが光半導体素子Sに対して位置決めされる。
Next, an example of an embodiment in which the present invention is applied to a wiring board on which an optical semiconductor element is mounted will be described with reference to FIGS. The
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。
The
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。
The semiconductor
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3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。
The
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の外周側面の一部を被覆するとともに、その被覆部位の側面が平坦面に形成されている。このソルダーレジスト層3の平坦面は、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。そのため平坦面は、光半導体素子Sの電極T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±10μm以下の極めて高い位置精度で形成されている。
In the
これにより、図2に示すように、光ファイバFを取り付けたガイドGの位置決め基準面を、配線基板10の外周側面を被覆するソルダーレジスト層3の平坦面に突き当てた状態でガイドGと配線基板10とを固定することにより、搭載された光半導体素子Sに対して光ファイバFの位置精度を高く位置決め固定することができる。したがって、本例によれば、光半導体素子Sと光ファイバFとの間で光の授受を常に正確に行うことが可能な配線基板10を提供することができる。
As a result, as shown in FIG. 2, the guide G and the wiring in a state where the positioning reference surface of the guide G to which the optical fiber F is attached is abutted against the flat surface of the solder resist
次に、本発明の配線基板の製造方法の一例を上述の配線基板10の製造に適用した場合について、図3(a),(b)および図4(c),(d)を基にして説明する。なおこれらの図においては、簡略のため、配線基板10となる製品領域11Aを4つ示しているが、実際には数十〜数百の製品領域11Aが縦横の並びに配列される。
Next, a case where an example of the method for manufacturing a wiring board according to the present invention is applied to the manufacturing of the above-described
まず、図3(a)に示すように、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を有する配線基板10となる複数の製品領域11Aを、周囲に切断代11Bを介在させて一体的に形成された絶縁基板11を作製する。このような絶縁基板11はパネル状の大型絶縁板の上に、例えば周知のビルドアップ法により配線導体層6および絶縁層7を交互に積層することにより作製される。なお、この時点で絶縁基板11にはソルダーレジスト層3は形成されていない。
First, as shown in FIG. 3A, a plurality of product regions 11A to be a
次に、図3(b)に示すように、絶縁基板11における製品領域11Aの各外周辺に沿って製品領域11Aと切断代11Bとの間に跨る状態でスリット11Cを形成する。スリット11Cは、例えばルーター装置により形成される。スリット11Cの幅は0.5〜3mmの範囲が好ましい。スリット11Cの幅が0.5mmより小さいとスリット11Cの加工が困難であり、3mmを超えると後述するように、スリット11C内に必要なソルダーレジスト層3を良好に形成することが困難となる。したがって、スリット11Cの幅は、およそ0.5〜3mmであることが好ましい。なお、スリット11Cの形成は、配線導体層6および絶縁層7の形成工程が完了した絶縁基板11に対して行うことが重要である。スリット11Cの形成を絶縁板上に配線導体6および絶縁層7を形成する前に行うと、絶縁板上への配線導体層6および絶縁層7の形成工程が困難になる。
Next, as illustrated in FIG. 3B, the
次に、図4(c)に示すように、スリット11Cが形成された絶縁基板11上面およびスリット11C内に、ソルダーレジスト層3用の感光性樹脂3Aを被着させる。このとき、スリット11Cの側面を感光性樹脂3Aが被覆するように被着させる。そして、被着させた感光性樹脂3Aにフォトリソグラフィ技術を施して、図4(d)に示すように、半導体素子接続パッド2を露出させる開口部4と、スリット11C部分において製品領域11A側の側面を被覆する平坦面とを同時に形成する。
Next, as shown in FIG. 4C, the photosensitive resin 3A for the solder resist
最後に、ソルダーレジスト層3が形成された絶縁基板11を、例えばダイシング装置により切断代11Bを切断して各製品領域11Aを独立させることで、図1に示すように、絶縁基板1の側面の一部がソルダーレジスト層3により被覆されているとともに、絶縁基板1の側面を被覆するソルダーレジスト層3の側面が開口部4と同時にフォトリソグラフィ技術により形成された平坦面である配線基板10を同時集約的に複数個製造することが可能となる。
Finally, the insulating
以上説明したように、絶縁基板1の側面を覆うソルダーレジスト層3の平坦面は、光半導体素子Sの電極Tがフリップチップ接続される半導体素子接続パッド2と同時に形成されるため、半導体素子接続パッド2に対して±10μm以下の極めて高い位置精度で形成されている。これにより、光ファイバFを取り付けたガイドGの位置決め基準面を、配線基板10の外周側面を被覆するソルダーレジスト層3の平坦面に突き当てた状態でガイドGと配線基板10とを固定することにより、搭載された光半導体素子Sに対して光ファイバFの位置精度を高く位置決め固定することができる。したがって、本例によれば、光半導体素子Sと光ファイバFとの間で光の授受を常に正確に行なうことが可能な配線基板10を提供することができる。
As described above, the flat surface of the solder resist
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、例えば上述の実施形態の一例では、光半導体素子を搭載する配線基板に本発明を適用した場合の例を示したが、本発明は、光半導体素子以外の他の種類の半導体素子を搭載する配線基板に適用してもよい。この場合、絶縁基板の外周側面を被覆するソルダーレジスト層の平坦面を基準として半導体素子や、この半導体素子と接続されるコネクタ等の部材を極めて精度高く位置決め固定することができ、それにより半導体素子の搭載や、半導体素子とこれに接続されるコネクタ等との間で電気信号の授受を常に正確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。 The present invention is not limited to an example of the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. For example, in the above-described example of the embodiment, an optical semiconductor Although an example in which the present invention is applied to a wiring board on which elements are mounted is shown, the present invention may be applied to a wiring board on which other types of semiconductor elements other than optical semiconductor elements are mounted. In this case, the semiconductor element and a member such as a connector connected to the semiconductor element can be positioned and fixed with extremely high accuracy on the basis of the flat surface of the solder resist layer covering the outer peripheral side surface of the insulating substrate. In addition, it is possible to provide a wiring board capable of always accurately transmitting and receiving electrical signals between a semiconductor element and a semiconductor element and a connector connected thereto.
1 絶縁基板
2 接続パッド
3 ソルダーレジスト層
4 開口部
10 配線基板
11A 製品領域
11B 切断代
11C スリット
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