JP5769001B2 - Semiconductor device mounting package substrate and semiconductor package - Google Patents

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Description

本発明は、高密度化が可能な半導体素子搭載用パッケージ基板及び半導体パッケージに関し、より詳細には、バンプを有する半導体素子とフリップチップ接続端子を備えた半導体素子搭載用パッケージ基板及び半導体パッケージに関する。   The present invention relates to a semiconductor device mounting package substrate and a semiconductor package capable of increasing the density, and more particularly to a semiconductor device mounting package substrate and a semiconductor package provided with a semiconductor device having bumps and flip chip connection terminals.

半導体素子と半導体素子搭載用パッケージ基板(以下、「パッケージ基板」という。)の接続端子を電気的に接続する方法として、フリップチップ接続が用いられている。このフリップチップ接続では、半導体素子のバンプとの間に良好なはんだフィレットを形成する目的で、パッケージ基板のフリップチップ接続端子上に予備はんだを形成し、この予備はんだと半導体素子のバンプに形成されたはんだの両者によってはんだ量を確保して半導体素子に設けたバンプと接続する方法が用いられることが多い。一方で、電子部品の小型化や高密度化に伴い、半導体素子との接続端子を高密度に配置する必要が生じており、フリップチップ接続端子の微細化が要求されている。   Flip chip connection is used as a method for electrically connecting the connection terminals of a semiconductor element and a package substrate for mounting a semiconductor element (hereinafter referred to as “package substrate”). In this flip chip connection, a preliminary solder is formed on the flip chip connection terminal of the package substrate for the purpose of forming a good solder fillet between the bump of the semiconductor element, and the preliminary solder and the bump of the semiconductor element are formed. In many cases, a method is used in which the amount of solder is secured by both solders and connected to bumps provided on a semiconductor element. On the other hand, along with miniaturization and high density of electronic components, it is necessary to arrange connection terminals with semiconductor elements at high density, and miniaturization of flip chip connection terminals is required.

フリップチップ接続端子が微細化すると、予備はんだが形成される接続端子の面積が減少するため、フリップチップ接続端子上に形成される予備はんだの量も減少する結果、半導体素子のバンプとの間に形成されるはんだフィレットの形成が不十分になり、接続信頼性が低下する問題がある。また、微細なフリップチップ接続端子上に、半導体素子との接続に十分な量の予備はんだを形成しようとすると、図9に示すように、一般的な製法では、フリップチップ接続端子26は、パッケージ基板1の表面に対して凸状に形成されているので、予備はんだ19がフリップチップ接続端子26の側面に回り込み、隣接するフリップチップ接続端子26との間で予備はんだ19のブリッジを生じる問題がある。つまり、予備はんだ19をフリップチップ接続端子26上に形成するためのはんだを供給しても、かなりの割合のはんだがフリップチップ接続端子26の側面を覆うために使われてしまい、接続に必要なはんだフィレットを形成するために使用できる予備はんだ19の割合が減少してしまうばかりか、隣接するフリップチップ接続端子26とブリッジを生じてしまうのである。   When the flip chip connection terminal is miniaturized, the area of the connection terminal on which the preliminary solder is formed is reduced, so that the amount of the preliminary solder formed on the flip chip connection terminal is also reduced. There is a problem that the formation of the solder fillet to be formed becomes insufficient and the connection reliability is lowered. Further, when an amount of preliminary solder sufficient for connection to a semiconductor element is formed on a fine flip chip connection terminal, as shown in FIG. 9, in a general manufacturing method, the flip chip connection terminal 26 is a package. Since it is formed in a convex shape with respect to the surface of the substrate 1, there is a problem in that the preliminary solder 19 wraps around the side surface of the flip chip connection terminal 26 and bridges the preliminary solder 19 between the adjacent flip chip connection terminals 26. is there. That is, even if the solder for forming the preliminary solder 19 on the flip chip connection terminal 26 is supplied, a considerable proportion of the solder is used to cover the side surface of the flip chip connection terminal 26 and is necessary for the connection. This not only reduces the proportion of the pre-solder 19 that can be used to form the solder fillet, but also creates a bridge with the adjacent flip chip connection terminal 26.

このような問題を改善する方法として、パッケージ基板上のフリップチップ接続端子となる領域の配線パターンを比較的長く形成して、この領域のはんだ量を増加させる方法(特許文献1)や、フリップチップ接続端子となる領域の配線パターンの幅を他の領域に比べて部分的に幅広にすることにより、フリップチップ接続端子上の予備はんだ量を増加させる方法(特許文献2)が開示されている。   As a method for solving such a problem, a method of increasing the amount of solder in this region by forming a wiring pattern in a region to be a flip chip connection terminal on a package substrate relatively long, and flip chip A method (Patent Document 2) is disclosed in which the amount of preliminary solder on a flip chip connection terminal is increased by partially increasing the width of a wiring pattern in a region to be a connection terminal as compared with other regions.

特開2002−329744号公報JP 2002-329744 A 特開2005−101137号公報JP 2005-101137 A

上記の特許文献1、2の方法によると、半導体素子との接続のためのフリップチップ接続端子上の予備はんだの量はある程度確保できる。しかし、図9に示すように、フリップチップ接続端子26を形成する回路パターンは、パッケージ基板1の表面から凸状に形成されている回路パターン(以下、「凸状回路」ということがある。)であり、パッケージ基板1の絶縁層3の表面と密着しているのは、この凸状回路32の底面のみである。しかも、この凸状回路32は、一般に、セミアディティブ法などのエッチングを伴う方法で形成されるため、いわゆるアンダーカットが生じてしまい、その結果、回路パターンの幅がトップ(表面側)よりも厚み方向の途中やボトム(底面側)で狭くなる。このため、フリップチップ接続端子26が微細化すると、フリップチップ接続端子26とその下の絶縁層3との密着面積の減少や回路パターンの幅の減少によって密着力が低下し、フリップチップ接続の際にわずかな外力が加わるだけで、フリップチップ接続端子26の剥れが生じる可能性がある。   According to the methods disclosed in Patent Documents 1 and 2 described above, the amount of preliminary solder on the flip chip connection terminal for connection to a semiconductor element can be secured to some extent. However, as shown in FIG. 9, the circuit pattern forming the flip chip connection terminal 26 is a circuit pattern formed in a convex shape from the surface of the package substrate 1 (hereinafter, sometimes referred to as “convex circuit”). Only the bottom surface of the convex circuit 32 is in close contact with the surface of the insulating layer 3 of the package substrate 1. In addition, since the convex circuit 32 is generally formed by a method involving etching such as a semi-additive method, so-called undercut occurs, and as a result, the width of the circuit pattern is thicker than the top (surface side). Narrows in the middle of the direction and at the bottom (bottom side). For this reason, when the flip chip connection terminal 26 is miniaturized, the contact force is reduced due to a decrease in the contact area between the flip chip connection terminal 26 and the insulating layer 3 below and the width of the circuit pattern. There is a possibility that the flip chip connection terminal 26 may be peeled off only by applying a slight external force.

本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、微細であっても密着力を確保したフリップチップ接続端子が形成可能であり、かつ半導体素子のバンプとのフリップチップ接続に必要な予備はんだ量を確保したフリップチップ接続端子を備えることにより、高密度化に対応可能で信頼性にも優れた半導体素子搭載用パッケージ基板及び半導体パッケージを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and can form a flip chip connection terminal that secures an adhesive force even if it is fine, and a preliminary solder necessary for flip chip connection with a bump of a semiconductor element. An object of the present invention is to provide a semiconductor device mounting package substrate and a semiconductor package that can cope with high density and have high reliability by providing flip-chip connection terminals with a sufficient amount.

本発明は、以下のものに関する。
(1) 絶縁層と、この絶縁層の表面に上面が露出し前記絶縁層に側面及び底面が埋め込まれて密着するように設けられた埋込回路と、前記絶縁層上及び埋込回路上に設けられた感光性のソルダーレジストとを有し、このソルダーレジストの解像度の限界よりも開口幅が大きく形成された開口内に配置された埋込配線パターンがフリップチップ接続端子を形成し、このフリップチップ接続端子が厚さ3μm以上20μm以下の予備はんだによって被覆され、前記フリップチップ接続端子が、平面視で長手方向と短手方向とを有し、前記ソルダーレジストの開口内で複数並べて配置されており、前記フリップチップ接続端子の短手方向の寸法が20μm以下であり、前記フリップチップ接続端子の長手方向の一方が、前記ソルダーレジストの開口によって規定され、前記フリップチップ接続端子の長手方向の他方の先端が、前記ソルダーレジストの開口内に配置され、前記ソルダーレジストの開口によって長手方向の一方が規定される前記フリップチップ接続端子の長手方向の寸法が、前記ソルダーレジストの解像度の限界以下、又は、100μm以下である半導体素子搭載用パッケージ基板。
(2) (1)において、フリップチップ接続端子を形成する埋込配線パターンの底面にビアが接続した半導体素子搭載用パッケージ基板。
(3) (1)または(2)において、フリップチップ接続端子の長手方向の一部に凸形状が形成された半導体素子搭載用パッケージ基板。
(4) (1)から(3)の何れかにおいて、フリップチップ接続端子の長手方向の一部に凹み形状が形成された半導体素子搭載用パッケージ基板。
(5) (1)から(4)の何れかにおいて、フリップチップ接続端子の長手方向の両側または片側に延長された埋込回路が設けられた半導体素子搭載用パッケージ基板。
(6) (1)から(5)の何れかにおいて、フリップチップ接続端子の一部が、短手方向に拡張された部分を有する半導体素子搭載用パッケージ基板。
(7) (1)から(6)の何れかの半導体素子搭載用パッケージ基板のフリップチップ接続端子上に半導体素子のバンプをフリップチップ接続により搭載した半導体パッケージ。
The present invention relates to the following.
(1) An insulating layer, an embedded circuit provided so that the upper surface is exposed on the surface of the insulating layer and the side surface and the bottom surface are embedded in and in close contact with the insulating layer, and the insulating layer and the embedded circuit and a provided a photosensitive solder resist, the resolution of the embedded wiring patterns arranged in an opening opening width is larger than the limit of the solder resist to form a flip-chip connection terminal, the flip Chip connection terminals are covered with a pre-solder having a thickness of 3 μm or more and 20 μm or less , and the flip chip connection terminals have a longitudinal direction and a short direction in plan view, and are arranged side by side in the opening of the solder resist The dimension of the flip chip connection terminal in the short direction is 20 μm or less, and one side in the longitudinal direction of the flip chip connection terminal is an opening of the solder resist. Therefore, the other end of the flip chip connection terminal in the longitudinal direction is disposed in the opening of the solder resist, and one of the longitudinal directions is defined by the opening of the solder resist. The semiconductor device mounting package substrate having a dimension of less than the resolution limit of the solder resist or 100 μm or less.
(2) The package substrate for mounting a semiconductor element according to (1), wherein a via is connected to a bottom surface of an embedded wiring pattern forming a flip chip connection terminal.
(3) The package substrate for mounting a semiconductor element according to (1) or (2), wherein a convex shape is formed on a part of the flip chip connection terminal in the longitudinal direction.
(4) The package substrate for mounting a semiconductor element according to any one of (1) to (3), wherein a concave shape is formed in a part of the flip chip connection terminal in the longitudinal direction.
(5) In any one of (1) to (4), a semiconductor element mounting package substrate provided with embedded circuits extending on both sides or one side in the longitudinal direction of the flip chip connection terminal.
(6) The package substrate for mounting a semiconductor element according to any one of (1) to (5), wherein a part of the flip chip connection terminal has a portion extended in a short direction.
(7) A semiconductor package in which bumps of a semiconductor element are mounted on a flip chip connection terminal of a package substrate for mounting a semiconductor element according to any one of (1) to (6) by flip chip connection.

本発明によれば、微細であっても密着力を確保したフリップチップ接続端子が形成可能であり、かつ半導体素子のバンプとのフリップチップ接続に必要な予備はんだ量を確保したフリップチップ接続端子を備えることにより、高密度化に対応可能で信頼性にも優れた半導体素子搭載用パッケージ基板及び半導体パッケージを提供することができる。   According to the present invention, it is possible to form a flip chip connection terminal having a sufficient adhesion even if it is fine, and a flip chip connection terminal having an amount of preliminary solder necessary for flip chip connection with a bump of a semiconductor element. By providing, it is possible to provide a package substrate for mounting a semiconductor element and a semiconductor package which can cope with high density and have excellent reliability.

本発明の半導体素子搭載用パッケージ基板のフリップチップ接続端子近傍の(a)平面図、(b)A−A’断面図、(c)B−B’断面図である。FIG. 4A is a plan view, FIG. 5B is a cross-sectional view taken along the line A-A ′, and FIG. 4C is a cross-sectional view taken along the line B-B ′. 本発明の半導体素子搭載用パッケージ基板のフリップチップ接続端子近傍の(a)平面図及び(b)A−A’断面図である。2A is a plan view of the vicinity of a flip chip connection terminal of a package substrate for mounting a semiconductor element of the present invention, and FIG. 本発明の半導体素子搭載用パッケージ基板のフリップチップ接続端子近傍の(a)平面図及び(b)A−A’断面図である。2A is a plan view of the vicinity of a flip chip connection terminal of a package substrate for mounting a semiconductor element of the present invention, and FIG. 本発明の半導体素子搭載用パッケージ基板のフリップチップ接続端子近傍の(a)平面図及び(b)A−A’断面図である。2A is a plan view of the vicinity of a flip chip connection terminal of a package substrate for mounting a semiconductor element of the present invention, and FIG. 本発明の半導体素子搭載用パッケージ基板のフリップチップ接続端子近傍の(a)平面図及び(b)A−A’断面図である。2A is a plan view of the vicinity of a flip chip connection terminal of a package substrate for mounting a semiconductor element of the present invention, and FIG. 本発明の半導体素子搭載用パッケージ基板のフリップチップ接続端子近傍の(a)平面図、(b)A−A’断面図、(c)B−B’断面図である。FIG. 4A is a plan view, FIG. 5B is a cross-sectional view taken along the line A-A ′, and FIG. 4C is a cross-sectional view taken along the line B-B ′. 本発明の半導体素子搭載用パッケージ基板のフリップチップ接続端子近傍の(a)平面図、(b)A−A’断面図、(c)B−B’断面図である。FIG. 4A is a plan view, FIG. 5B is a cross-sectional view taken along the line A-A ′, and FIG. 4C is a cross-sectional view taken along the line B-B ′. 本発明の半導体素子搭載用パッケージのフリップチップ接続端子近傍の断面図である。It is sectional drawing of the flip chip connection terminal vicinity of the package for semiconductor element mounting of this invention. 従来の半導体素子搭載用パッケージ基板のフリップチップ接続端子近傍の(a)平面図、(b)A−A’断面図、(c)B−B’断面図である。It is (a) top view, (b) A-A 'sectional view, (c) B-B' sectional view in the vicinity of a flip chip connection terminal of a conventional package substrate for mounting semiconductor elements.

本発明の半導体素子搭載用パッケージ基板の例について、図1〜図8を用いて以下に説明する。   An example of a package substrate for mounting a semiconductor element of the present invention will be described below with reference to FIGS.

本発明の半導体素子搭載用パッケージ基板(以下、「パッケージ基板」という。)の第1の例としては、図1に示すように、絶縁層3と、この絶縁層3の表面に上面が露出するように設けられた埋込回路2と、前記絶縁層3上及び埋込回路2上に設けられたソルダーレジスト4とを有し、このソルダーレジスト4の開口31内に配置された埋込回路2がフリップチップ接続端子26を形成し、このフリップチップ接続端子26が厚さ3μm以上の予備はんだ19によって被覆された半導体素子搭載用パッケージ基板1が挙げられる。この構成によれば、フリップチップ接続端子26が、絶縁層3の表面に上面が露出した埋込回路2によって形成される。このため、フリップチップ接続端子26の側面と底面が絶縁層3に埋め込まれて固定されるので、フリップチップ接続端子26を形成する埋込回路2が、ライン/スペースが20μm/20μm以下レベルの微細な回路パターンであっても、絶縁層3との密着力を確保したフリップチップ接続端子26が形成可能になる。フリップチップ接続端子26の長手方向の両側に延長された埋込回路2を有する方が、フリップチップ接続端子26を埋込回路2が両側からも固定することになるため、密着力の確保の観点からは望ましいが、本発明においては、図9に示すような凸状回路32に比べて、微細であっても絶縁層3との密着力を確保したフリップチップ接続端子26が形成可能になる。このため、図5に示すように、フリップチップ接続端子26の長手方向の片側だけに延長された埋込回路2を設けることも可能であり、この場合はフリップチップ接続端子26のサイズを小さくすることができるので、より高密度化を図ることができる点で望ましい。また、図6に示すように、フリップチップ接続端子26の長手方向の片側及び両側に延長された埋込回路2の両者を設けることも可能である。このように、フリップチップ接続端子26の長手方向に延長された埋込回路2は、フリップチップ接続端子26の長手方向の両側に設けても、片側だけに設けてもよいので、設計の自由度を大きくすることが可能である。また、フリップチップ接続端子26が厚さ3μm以上の予備はんだ19によって被覆されるので、半導体素子15のバンプ25とのフリップチップ接続に必要なはんだ量を確保可能になる。したがって、高密度化に対応可能で信頼性にも優れた半導体素子搭載用パッケージ基板1を提供することができる。   As a first example of a semiconductor device mounting package substrate (hereinafter referred to as a “package substrate”) of the present invention, as shown in FIG. 1, the upper surface is exposed on the surface of the insulating layer 3 and the insulating layer 3. Embedded circuit 2 provided in this manner, and solder resist 4 provided on insulating layer 3 and embedded circuit 2, and embedded circuit 2 disposed in opening 31 of solder resist 4. Forming a flip chip connection terminal 26, and the semiconductor chip mounting package substrate 1 in which the flip chip connection terminal 26 is covered with a preliminary solder 19 having a thickness of 3 μm or more. According to this configuration, the flip chip connection terminal 26 is formed by the embedded circuit 2 whose upper surface is exposed on the surface of the insulating layer 3. For this reason, since the side surface and the bottom surface of the flip chip connection terminal 26 are embedded and fixed in the insulating layer 3, the embedded circuit 2 forming the flip chip connection terminal 26 has a fine line / space level of 20 μm / 20 μm or less. Even with a simple circuit pattern, it is possible to form the flip-chip connection terminal 26 that secures the adhesion to the insulating layer 3. In the case of having the embedded circuit 2 extended on both sides in the longitudinal direction of the flip chip connecting terminal 26, the embedded circuit 2 fixes the flip chip connecting terminal 26 from both sides. However, in the present invention, compared to the convex circuit 32 as shown in FIG. 9, it is possible to form the flip-chip connection terminal 26 that ensures a close contact with the insulating layer 3 even if it is fine. For this reason, as shown in FIG. 5, it is possible to provide the embedded circuit 2 extended only on one side in the longitudinal direction of the flip chip connection terminal 26. In this case, the size of the flip chip connection terminal 26 is reduced. Therefore, it is desirable in that the density can be increased. Moreover, as shown in FIG. 6, it is also possible to provide both the embedded circuit 2 extended to the one side and both sides of the flip chip connection terminal 26 in the longitudinal direction. As described above, the embedded circuit 2 extended in the longitudinal direction of the flip chip connection terminal 26 may be provided on both sides of the flip chip connection terminal 26 in the longitudinal direction or may be provided on only one side. Can be increased. Further, since the flip chip connection terminal 26 is covered with the preliminary solder 19 having a thickness of 3 μm or more, it is possible to secure the amount of solder necessary for the flip chip connection with the bump 25 of the semiconductor element 15. Therefore, it is possible to provide the package substrate 1 for mounting a semiconductor element that can cope with high density and has excellent reliability.

本発明の絶縁層とは、有機絶縁材料を用いて形成された絶縁基板、コア基板、フィルム、層間絶縁層、ビルドアップ層などをいう。このような絶縁層として、ガラスクロスにエポキシ樹脂やポリイミド樹脂を含浸させたプリプレグを加熱、加圧して形成されるものが挙げられる。   The insulating layer of the present invention refers to an insulating substrate, a core substrate, a film, an interlayer insulating layer, a buildup layer and the like formed using an organic insulating material. Examples of such an insulating layer include those formed by heating and pressing a prepreg obtained by impregnating a glass cloth with an epoxy resin or a polyimide resin.

本発明の埋込回路とは、絶縁層に少なくとも底面及び側面の一部が埋め込まれ、少なくとも上面が絶縁層の表面に露出するように設けられる回路をいう。このような埋込回路は、例えば、金属箔を給電層としてその上にパターン電気めっきで所定の回路パターンを形成し、この回路パターン上に絶縁層を形成して回路パターンを絶縁層に埋め込んだ後、給電層とした金属箔をエッチング等で除去することにより、パターン絶縁層に埋め込まれた回路パターンの表面を絶縁層から露出させる、いわゆる転写法などで形成することができる。   The embedded circuit of the present invention refers to a circuit provided so that at least a part of the bottom surface and side surfaces are embedded in the insulating layer, and at least the top surface is exposed on the surface of the insulating layer. In such an embedded circuit, for example, a metal foil is used as a power feeding layer, a predetermined circuit pattern is formed thereon by pattern electroplating, an insulating layer is formed on the circuit pattern, and the circuit pattern is embedded in the insulating layer. Thereafter, the metal foil serving as the power feeding layer is removed by etching or the like, so that the surface of the circuit pattern embedded in the pattern insulating layer is exposed from the insulating layer, which can be formed by a so-called transfer method.

本発明のソルダーレジストとは、予備はんだがフリップチップ接続端子となる埋込回路以外の部分に付着しないようにパッケージ基板の表面を保護するものである。また、ソルダージレストに設けられる開口によって、埋込回路の中でフリップチップ接続端子となる部分が規定されることにより、この開口内の埋込回路がフリップチップ接続端子を形成するものである。ソルダーレジストとしては、フリップチップ接続端子を形成するための、縦100μm×横100μm以下レベルの微小な開口を精度よく形成できることから感光性のソルダーレジストが好ましい。   The solder resist of the present invention protects the surface of the package substrate so that the preliminary solder does not adhere to portions other than the embedded circuit serving as the flip chip connection terminal. Further, the opening provided in the solder girest defines a portion to be the flip chip connection terminal in the embedded circuit, so that the embedded circuit in the opening forms the flip chip connection terminal. As the solder resist, a photosensitive solder resist is preferable because a minute opening of a level of 100 μm in length × 100 μm in width for forming a flip chip connection terminal can be formed with high accuracy.

本発明のフリップチップ接続端子とは、半導体素子をフリップチップ接続によってパッケージ基板に搭載するために用いる接続端子をいう。また、フリップチップ接続とは、半導体素子の能動素子面をパッケージ基板に向けて接続する方法をいい、半導体素子に電極としてのバンプを形成し、半導体素子を裏返してパッケージ基板上の搭載位置に合せた後、半導体素子のバンプとパッケージ基板に形成されたフリップチップ接続端子とを接続する方法である。本発明のフリップチップ接続端子は、実際に半導体素子のバンプと当接する接続部だけをいうのではなく、半導体素子のバンプと接続する埋込回路であって、ソルダーレジストの開口内で絶縁層の表面に露出した部分をいう。フリップチップ接続端子の表面には、表面を酸化から防ぎ、予備はんだの濡れ性を確保するために、ニッケル/金めっき、ニッケル/パラジウム/金めっき等の保護めっきが設けられてもよい。   The flip chip connection terminal of the present invention refers to a connection terminal used for mounting a semiconductor element on a package substrate by flip chip connection. Flip chip connection refers to a method of connecting the active element surface of a semiconductor element to the package substrate. Bumps as electrodes are formed on the semiconductor element, and the semiconductor element is turned over to match the mounting position on the package substrate. Thereafter, the bumps of the semiconductor element are connected to the flip chip connection terminals formed on the package substrate. The flip-chip connection terminal of the present invention is not only a connection part that actually contacts the bump of the semiconductor element, but is an embedded circuit connected to the bump of the semiconductor element, and includes an insulating layer within the opening of the solder resist. The part exposed on the surface. The surface of the flip chip connection terminal may be provided with protective plating such as nickel / gold plating or nickel / palladium / gold plating in order to prevent the surface from being oxidized and ensure wettability of the preliminary solder.

本発明の予備はんだとは、半導体素子とのフリップチップ接続のためにフリップチップ接続端子上に設けられるはんだのことをいう。予備はんだは、はんだペーストを印刷しリフローする方法、その他の公知の方法によって形成することができる。はんだペーストの一例としては、電子部品の実装で用いられる、Sn−Pb系、Sn−Ag−Cu系等のはんだ粒子をロジンや有機溶剤と混合したもの等が挙げられる。はんだペーストの印刷には、メタルマスクやシルクスクリーン等を用いることができる。リフローは、電子部品の実装で一般的に用いられる、赤外線リフロー、熱風リフロー、VPS(ベーパーフェイズソルダリング)リフロー等を用いて行なうことができる。リフロー条件は、はんだペーストによっても異なるが、例えばSn−Pb系であれば、ピーク温度が240℃程度、Sn−Ag−Cu系であれば、ピーク温度が260℃程度の条件が挙げられる。   The preliminary solder of the present invention refers to solder provided on a flip chip connection terminal for flip chip connection with a semiconductor element. The preliminary solder can be formed by a method of printing solder paste and reflowing, or other known methods. As an example of the solder paste, a solder particle such as Sn—Pb-based or Sn—Ag—Cu-based solder particles used for mounting electronic components is mixed with rosin or an organic solvent. A metal mask, a silk screen, or the like can be used for printing the solder paste. The reflow can be performed using infrared reflow, hot air reflow, VPS (vapor phase soldering) reflow, or the like generally used in mounting electronic components. Although the reflow conditions differ depending on the solder paste, for example, a Sn—Pb system may have a peak temperature of about 240 ° C., and a Sn—Ag—Cu system may have a peak temperature of about 260 ° C.

本発明のパッケージ基板は、フリップチップ接続端子が、厚さ3μm以上の予備はんだによって被覆される。予備はんだの厚さが3μm未満では、フリップチップ接続端子と半導体素子のバンプとの間にはんだフィレットを形成するのに十分ではなく、接続信頼性を確保することが難しい。一方、予備はんだの厚みが20μmを超えると、隣接するフリップチップ接続端子上の予備はんだとはんだブリッジを生じる可能性がある。このため、予備はんだの厚みは、3μm以上、20μm以下が望ましい。なお、一般的にフリップチップ接続端子の上面が平面視で細長い長方形であるため、はんだペースト等をリフローして形成される予備はんだは、はんだの表面張力によって略半円柱状(かまぼこ状)に形成される。このため、予備はんだの厚みは、フリップチップ接続端子の長手方向(長さ方向)と短手方向(幅方向)の略中央において最も厚く形成される。そこで、本発明において、予備はんだの厚みは、フリップチップ接続端子の長手方向(長さ方向)と短手方向(幅方向)の略中央について、ソルダーレジスト表面とはんだ表面との段差を非接触式段差測定機を用いて測定して求めたものとした。   In the package substrate of the present invention, the flip chip connection terminal is covered with a preliminary solder having a thickness of 3 μm or more. If the thickness of the preliminary solder is less than 3 μm, it is not sufficient to form a solder fillet between the flip chip connection terminal and the bump of the semiconductor element, and it is difficult to ensure connection reliability. On the other hand, when the thickness of the preliminary solder exceeds 20 μm, there is a possibility that the preliminary solder and the solder bridge on the adjacent flip chip connecting terminals are generated. For this reason, the thickness of the preliminary solder is desirably 3 μm or more and 20 μm or less. In general, since the top surface of the flip chip connection terminal is a long and narrow rectangle in plan view, the preliminary solder formed by reflowing solder paste or the like is formed in a substantially semi-cylindrical shape (kamaboko shape) due to the surface tension of the solder. Is done. For this reason, the thickness of the preliminary solder is formed to be the thickest at substantially the center in the longitudinal direction (length direction) and the short direction (width direction) of the flip chip connection terminal. Therefore, in the present invention, the thickness of the preliminary solder is determined so that the step between the solder resist surface and the solder surface is a non-contact type at approximately the center in the longitudinal direction (length direction) and the short direction (width direction) of the flip chip connection terminal. It was determined by measurement using a level difference measuring machine.

本発明のパッケージ基板の第2の例としては、図2に示すように、フリップチップ接続端子26を含む埋込回路2の底面にビア18が接続されるものが挙げられる。なお、予備はんだ19は省略して示している。図2では、フリップチップ接続端子26の底面及びこのフリップチップ接続端子26から長手方向に延長された埋込回路2の底面の両方に、ビア18が形成されているが、この何れか一方にビア18が形成されていてもよい。つまり、この第2の例では、絶縁層3に埋め込まれているフリップチップ接続端子26の底面、このフリップチップ接続端子26から長手方向に延長された埋込回路2の底面、または、これらの両者の底面にビア18が形成される。このように底面にビア18が接続されることで、フリップチップ接続端子26またはフリップチップ接続端子26から長手方向に延長された埋込回路2が、ビア18によって絶縁層3に固定されるので、第1の例よりもフリップチップ接続端子26と絶縁層3との密着をさらに強固にすることが可能になる。   As a second example of the package substrate of the present invention, as shown in FIG. 2, there is one in which a via 18 is connected to the bottom surface of the embedded circuit 2 including the flip chip connection terminal 26. Note that the preliminary solder 19 is omitted. In FIG. 2, vias 18 are formed on both the bottom surface of the flip chip connection terminal 26 and the bottom surface of the embedded circuit 2 extending from the flip chip connection terminal 26 in the longitudinal direction. 18 may be formed. That is, in this second example, the bottom surface of the flip chip connection terminal 26 embedded in the insulating layer 3, the bottom surface of the embedded circuit 2 extending in the longitudinal direction from the flip chip connection terminal 26, or both of them. A via 18 is formed on the bottom surface of. Since the via 18 is connected to the bottom surface in this way, the flip chip connection terminal 26 or the embedded circuit 2 extended in the longitudinal direction from the flip chip connection terminal 26 is fixed to the insulating layer 3 by the via 18. It is possible to further strengthen the adhesion between the flip chip connection terminal 26 and the insulating layer 3 than in the first example.

本発明において、ビアとは、パッケージ基板に多層に設けられる配線層の層間を接続するものであり、例えば、配線層の層間接続用の孔をレーザ等で形成した後、この孔内にめっき等を行うことにより形成することができる。なお、フリップチップ接続端子の底面やフリップチップ接続端子から長手方向に延長された埋込回路の底面と、ビアとの接続面積を稼ぐために、ビアはいわゆるフィルドビアめっきにより形成するのが望ましい。   In the present invention, the via is used to connect the layers of the wiring layer provided in multiple layers on the package substrate. For example, after a hole for interlayer connection of the wiring layer is formed by a laser or the like, plating or the like is formed in the hole. Can be formed. In order to increase the connection area between the bottom surface of the flip chip connection terminal and the bottom surface of the embedded circuit extending in the longitudinal direction from the flip chip connection terminal and the via, the via is preferably formed by so-called filled via plating.

本発明のパッケージ基板の第3の例としては、図3に示すように、フリップチップ接続端子26の長手方向の一部に凸形状27が形成されるものが挙げられる。なお、予備はんだ19は省略して示している。この凸形状27は、例えば、めっきレジストを形成して、埋込回路のフリップチップ接続端子26となる箇所の一部にパターンめっきすることによって形成することができる。また、図示しないが、例えば、絶縁層3の表面から側面の一部と上面が突出した埋込回路を形成した後、エッチングレジストを形成し、突出した埋込回路の一部が突出したまま残り、他の部分は絶縁層3の表面と面一になるようにエッチングすることによっても形成することができる。凸形状27の高さは、3μm〜8μm程度が望ましく、凸形状27を設ける範囲は、フリップチップ接続端子26の短手方向(幅方向)の寸法の50%〜100%で、フリップチップ接続端子26の長手方向(長さ方向)の寸法の10%〜70%程度であるのが望ましい。このようにフリップチップ接続端子26の長手方向の一部に凸形状27を形成することにより、凸形状27の段差部分にはんだが溜まるので(図示しない。)、表面が平坦な場合に比べて、フリップチップ接続端子26の上に配置されるはんだの量を増加させることができる。また、凸形状27は、他の部分のはんだを引き寄せるきっかけとなり、はんだは、凸形状27を中心として凝集するので、突出したはんだ溜まりをフリップチップ接続端子26の長手方向の所定の位置に形成することもできる。このため、フリップチップ接続端子26に搭載される半導体素子のバンプの位置に対応して、フリップチップ接続端子26上の突出する部分を設けることができるので、フリップチップ接続端子26と半導体素子のバンプとを確実に接続することができる。   As a third example of the package substrate of the present invention, as shown in FIG. 3, there is one in which a convex shape 27 is formed on a part of the flip chip connection terminal 26 in the longitudinal direction. Note that the preliminary solder 19 is omitted. The convex shape 27 can be formed, for example, by forming a plating resist and pattern plating on a part of the portion that becomes the flip chip connection terminal 26 of the embedded circuit. Although not shown, for example, after forming an embedded circuit in which a part of the side surface and the upper surface protrude from the surface of the insulating layer 3, an etching resist is formed, and a part of the protruded embedded circuit is left protruding. The other portions can also be formed by etching so as to be flush with the surface of the insulating layer 3. The height of the convex shape 27 is desirably about 3 μm to 8 μm, and the range in which the convex shape 27 is provided is 50% to 100% of the dimension in the short direction (width direction) of the flip chip connection terminal 26, and the flip chip connection terminal It is desirable that it is about 10% to 70% of the dimension in the longitudinal direction (length direction) of 26. Thus, by forming the convex shape 27 on a part of the flip chip connection terminal 26 in the longitudinal direction, solder accumulates on the stepped portion of the convex shape 27 (not shown), so that compared to the case where the surface is flat, The amount of solder disposed on the flip chip connection terminal 26 can be increased. Further, the convex shape 27 becomes a trigger for attracting other portions of the solder, and the solder aggregates around the convex shape 27, so that a protruding solder pool is formed at a predetermined position in the longitudinal direction of the flip chip connection terminal 26. You can also. Therefore, a protruding portion on the flip chip connection terminal 26 can be provided in correspondence with the position of the bump of the semiconductor element mounted on the flip chip connection terminal 26. Therefore, the bump of the flip chip connection terminal 26 and the semiconductor element can be provided. Can be securely connected.

本発明のパッケージ基板の第4の例としては、図4に示すように、フリップチップ接続端子26の長手方向の一部に凹み形状28が形成されるものが挙げられる。なお、予備はんだ19は省略して示している。この凹み形状28は、図示しないが、例えば、絶縁層3の表面から上面が露出した埋込回路を形成した後、エッチングレジストを形成し、上面が露出した埋込回路の上面の一部が絶縁層3の表面よりも凹み、他の部分はそのまま残るようにエッチングすることによって形成することができる。凹み形状28の深さは、3μm〜8μm程度が望ましく、凹み形状28の範囲は、フリップチップ接続端子26の短手方向(幅方向)の寸法の50%〜100%で、フリップチップ接続端子26の長手方向(長さ方向)の寸法の10%〜70%程度であるのが望ましい。このように凹み形状28を形成することにより、この部分に溶融したはんだが溜まるので、フリップチップ接続端子26上に配置するはんだ(図示しない。)の量を増加させることができる。つまり、凹み形状28は、はんだを溜める容器の役割を果たし、はんだが凹み形状28の中に溜まるので、はんだフィレットを形成するのに十分なはんだをフリップチップ接続端子26上に形成することができる。   As a fourth example of the package substrate of the present invention, as shown in FIG. 4, there is one in which a recessed shape 28 is formed in a part of the flip chip connection terminal 26 in the longitudinal direction. Note that the preliminary solder 19 is omitted. Although not shown in the drawing, the recessed shape 28 is formed by, for example, forming an embedded circuit whose upper surface is exposed from the surface of the insulating layer 3 and then forming an etching resist so that a part of the upper surface of the embedded circuit whose upper surface is exposed is insulated. It can be formed by etching so that it is recessed from the surface of the layer 3 and the other part remains as it is. The depth of the recessed shape 28 is desirably about 3 μm to 8 μm. The range of the recessed shape 28 is 50% to 100% of the dimension in the short direction (width direction) of the flip chip connection terminal 26, and the flip chip connection terminal 26. It is desirable that it is about 10% to 70% of the dimension in the longitudinal direction (length direction). By forming the concave shape 28 in this way, molten solder accumulates in this portion, so that the amount of solder (not shown) disposed on the flip chip connection terminal 26 can be increased. That is, the concave shape 28 serves as a container for storing solder, and since the solder accumulates in the concave shape 28, it is possible to form sufficient solder on the flip chip connection terminal 26 to form a solder fillet. .

本発明のパッケージ基板の第5の例としては、図5に示すように、フリップチップ接続端子26の先端が、ソルダーレジスト4の開口31内に形成されたものが挙げられる。なお、予備はんだ19は省略して示している。従来の一般的なパッケージ基板のように、絶縁層3の表面上に接着した金属箔をエッチングすることによって回路パターンが形成される場合、この回路パターンは凸状回路32であり、形成されるフリップチップ接続端子26は、その底面のみが絶縁層3と接着している。また、エッチングによって形成されるため、凸状回路32による回路パターンは、断面から見て、回路パターンの表面側よりも底面側の方が幅が細くなる、いわゆるアンダーカットを生じる。このため、フリップチップ接続端子26のサイズが微細化すると、凸状回路32による回路パターンの底面と絶縁層3との接着面積が減少するので、絶縁層3との密着力が低下し、フリップチップ接続の際にわずかな外力が加わるだけで剥がれてしまう可能性がある。そこで、絶縁層3とフリップチップ接続端子26との密着力を確保するために、ソルダーレジスト4で被覆して上側から回路パターンを固定し、ソルダーレジスト4の開口31からフリップチップ接続端子26を露出させることで、フリップチップ接続端子26の長手方向の両側をソルダーレジスト4で固定する方法が採られる。しかし、この方法では、ソルダーレジスト4の解像度の限界によって、ソルダーレジスト4の開口31の幅が規定されるため、フリップチップ接続端子26を、ソルダーレジスト4の解像度の限界よりも長くする必要があった。また、このため、回路パターンの引き回しの自由度も制限されていた。本発明のパッケージ基板1の第5の例によれば、フリップチップ接続端子26が絶縁層3の表面に上面が露出した埋込回路によって形成されるので、微細であっても密着力を確保することが可能になる。このため、ソルダーレジスト4によって、フリップチップ接続端子26の長手方向の両側に延長された回路パターンを上から被覆して固定する必要がなく、フリップチップ接続端子26の先端をソルダーレジスト4の開口31内に形成することができる。したがって、ソルダーレジスト4の解像度に制限されることなく、フリップチップ接続端子26を微細化できるので、より高密度化を図ることが可能となり、また回路パターンの設計の自由度を向上させることができる。   As a fifth example of the package substrate of the present invention, as shown in FIG. 5, there is one in which the tip of the flip chip connection terminal 26 is formed in the opening 31 of the solder resist 4. Note that the preliminary solder 19 is omitted. When a circuit pattern is formed by etching a metal foil adhered on the surface of the insulating layer 3 as in a conventional general package substrate, this circuit pattern is a convex circuit 32, and the flip formed Only the bottom surface of the chip connection terminal 26 is bonded to the insulating layer 3. Further, since the circuit pattern is formed by etching, the circuit pattern formed by the convex circuit 32 causes a so-called undercut in which the width on the bottom surface side is narrower than the surface side of the circuit pattern when viewed from the cross section. For this reason, when the size of the flip chip connection terminal 26 is miniaturized, the adhesion area between the bottom surface of the circuit pattern formed by the convex circuit 32 and the insulating layer 3 is reduced, so that the adhesive force with the insulating layer 3 is reduced, and the flip chip When connecting, a slight external force may be applied to cause peeling. Therefore, in order to secure the adhesion between the insulating layer 3 and the flip chip connection terminal 26, the circuit pattern is fixed from above by covering with the solder resist 4, and the flip chip connection terminal 26 is exposed from the opening 31 of the solder resist 4. Thus, a method of fixing both sides of the flip chip connection terminal 26 in the longitudinal direction with the solder resist 4 is adopted. However, in this method, since the width of the opening 31 of the solder resist 4 is defined by the resolution limit of the solder resist 4, it is necessary to make the flip chip connection terminal 26 longer than the resolution limit of the solder resist 4. It was. For this reason, the degree of freedom of circuit pattern routing is also limited. According to the fifth example of the package substrate 1 of the present invention, since the flip chip connection terminal 26 is formed by the embedded circuit whose upper surface is exposed on the surface of the insulating layer 3, the adhesion is ensured even if it is fine. It becomes possible. Therefore, it is not necessary to cover and fix the circuit pattern extended on both sides in the longitudinal direction of the flip chip connection terminal 26 with the solder resist 4 and fix the tip of the flip chip connection terminal 26 to the opening 31 of the solder resist 4. Can be formed inside. Therefore, since the flip chip connection terminal 26 can be miniaturized without being limited by the resolution of the solder resist 4, it is possible to achieve higher density and to improve the degree of freedom of circuit pattern design. .

本発明のパッケージ基板の第6の例としては、図6に示すように、フリップチップ接続端子26の長手方向の両側または片側に延長された埋込回路2が設けられたものが挙げられる。本発明のパッケージ基板の第6の例によれば、第5の例と同様に、ソルダーレジスト4の解像度に制限されることなく、フリップチップ接続端子26を微細化できるので、より高密度化を図ることが可能となり、また回路パターンの設計の自由度を向上させることができる。   As a sixth example of the package substrate of the present invention, as shown in FIG. 6, a flip-chip connection terminal 26 provided with embedded circuits 2 extending on both sides or one side in the longitudinal direction can be mentioned. According to the sixth example of the package substrate of the present invention, similarly to the fifth example, the flip chip connection terminal 26 can be miniaturized without being limited by the resolution of the solder resist 4, so that higher density can be achieved. It is possible to increase the degree of freedom of circuit pattern design.

本発明のパッケージ基板の第7の例としては、図7に示すように、フリップチップ接続端子26の一部が、短手方向(幅方向)に拡張された部分33を有するものが挙げられる。フリップチップ接続端子26の先端は、ソルダーレジスト4の開口31内に形成されてもよい。なお、予備はんだ19は省略して示している。このフリップチップ接続端子26が部分的に短手方向(幅方向)に拡張された部分33を有することにより、絶縁層3との密着面積が拡大するため、フリップチップ接続端子26と絶縁層3との密着力をより向上させることができるとともに、予備はんだ19の量をより多く確保することができ、また、短手方向(幅方向)に拡張された部分33の予備はんだ19が表面張力によってそれ以外の部分のはんだを引き寄せてはんだ溜りを形成するので、はんだ溜りを所定の位置に安定して形成することができる。   As a seventh example of the package substrate of the present invention, as shown in FIG. 7, a part of the flip chip connection terminal 26 has a portion 33 extended in the short direction (width direction). The tip of the flip chip connection terminal 26 may be formed in the opening 31 of the solder resist 4. Note that the preliminary solder 19 is omitted. Since the flip chip connection terminal 26 has a portion 33 that is partially expanded in the short direction (width direction), the contact area with the insulating layer 3 is increased. Therefore, the flip chip connection terminal 26, the insulating layer 3, The amount of the preliminary solder 19 can be secured more, and the preliminary solder 19 in the portion 33 expanded in the short side direction (width direction) is affected by the surface tension. Since the solder pool is formed by pulling the solder of other parts, the solder pool can be stably formed at a predetermined position.

本発明の半導体パッケージの一例としては、図8に示すように、上記の第1から第7の例のパッケージ基板1に半導体素子15をフリップチップ接続により搭載したものが挙げられる。半導体素子15のバンプ25形成面と、半導体素子搭載用パッケージ基板1のフリップチップ接続端子26を有する絶縁層3との間に、アンダーフィル材23が充填されるのが望ましい。これによれば、アンダーフィル材23が半導体素子15のバンプ25形成面とフリップチップ接続端子26を有する絶縁層3との間の密着力を、さらに強固にすることが可能になる。したがって、高密度化に対応可能で信頼性にも優れた半導体パッケージ24を提供することができる。   As an example of the semiconductor package of the present invention, as shown in FIG. 8, a semiconductor element 15 is mounted on the package substrate 1 of the first to seventh examples by flip chip connection. The underfill material 23 is preferably filled between the bump 25 forming surface of the semiconductor element 15 and the insulating layer 3 having the flip chip connection terminal 26 of the package substrate 1 for mounting the semiconductor element. According to this, it becomes possible for the underfill material 23 to further strengthen the adhesion between the bump 25 forming surface of the semiconductor element 15 and the insulating layer 3 having the flip chip connection terminal 26. Therefore, it is possible to provide the semiconductor package 24 that can cope with high density and has excellent reliability.

以下、本発明を実施例によって具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention concretely, this invention is not limited to these Examples.

(実施例1)
公称厚み0.06mmのプリプレグGEA−679F(日立化成工業株式会社製、商品名)を2枚重ね、その両側に、極薄銅箔厚3μmにキャリア銅箔厚35μmが貼り合わされたピーラブル銅箔FD−P3/35(古河サーキットフォイル株式会社製、商品名)を35μmの銅箔面が上記プリプレグと接着するように構成し、温度175±2℃、圧力2.5±0.2MPa、保持時間60分の条件にて真空プレスを実施し、表面が3μm銅箔の銅張積層板(MCL)を作製し、第1の回路基板とした。
Example 1
Two prepreg GEA-679F (trade name, manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.) having a nominal thickness of 0.06 mm, and a peelable copper foil FD in which an ultrathin copper foil thickness of 3 μm and a carrier copper foil thickness of 35 μm are bonded to both sides. -P3 / 35 (trade name, manufactured by Furukawa Circuit Foil Co., Ltd.) was constructed such that a 35 μm copper foil surface was bonded to the prepreg, temperature 175 ± 2 ° C., pressure 2.5 ± 0.2 MPa, holding time 60 A vacuum press was performed under the conditions of 1 minute to produce a copper clad laminate (MCL) having a surface of 3 μm copper foil, which was used as the first circuit board.

第1の回路基板に日立ビアメカニクス株式会社製ルータ加工機にてガイド穴を形成した後、ソフトエッチング液(過酸化水素と硫酸を含有。)にて表面を1〜2μm程度エッチングし、温度110±10℃、圧力0.50±0.02MPaにてドライフィルムレジストNIT225(ニチゴー・モートン株式会社製、商品名)をラミネートした。回路パターンの焼付けを上記ガイド穴を基準として平行露光機にて実施した後、1質量%炭酸ナトリウム水溶液にてドライフィルムレジストを現像し、硫酸銅濃度60〜80g/L、硫酸濃度150〜200g/Lの硫酸銅めっきラインにて厚さ15〜20μmのパターン電気銅めっきを施し、アミン系のレジスト剥離液にてドライフィルムレジストを剥離除去し、第2の回路基板とした。   A guide hole is formed on the first circuit board by a router processing machine manufactured by Hitachi Via Mechanics Co., Ltd., and the surface is etched by about 1 to 2 μm with a soft etching solution (containing hydrogen peroxide and sulfuric acid). A dry film resist NIT225 (trade name, manufactured by Nichigo Morton Co., Ltd.) was laminated at ± 10 ° C. and a pressure of 0.50 ± 0.02 MPa. After the circuit pattern was baked using a parallel exposure machine with the guide hole as a reference, the dry film resist was developed with a 1% by mass aqueous sodium carbonate solution, and the copper sulfate concentration was 60 to 80 g / L, and the sulfuric acid concentration was 150 to 200 g / Pattern copper electroplating with a thickness of 15 to 20 μm was applied on an L copper sulfate plating line, and the dry film resist was peeled off with an amine-based resist stripping solution to obtain a second circuit board.

第2の回路基板の銅パターン表面を、銅表面粗化液CZ−8100(メック株式会社製、製品名)を用いて粗化し、第2の回路基板の両面に対し、ガラス布にエポキシ樹脂を含浸させた公称厚み0.06mmのプリプレグGEA−679F(日立化成工業株式会社製、商品名)を介して、35μmのキャリア銅箔付3μm銅箔MT35S3(三井金属鉱業株式会社製、商品名)を真空プレスにて圧力2.5±0.2MPa、温度175±2℃、保持時間60分の条件にて積層した後35μmのキャリア銅箔を剥離し、第3の回路基板とした。   The copper pattern surface of the second circuit board is roughened using a copper surface roughening solution CZ-8100 (product name, manufactured by MEC Co., Ltd.), and an epoxy resin is applied to the glass cloth on both sides of the second circuit board. Through impregnated prepreg GEA-679F (trade name, manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.) having a nominal thickness of 0.06 mm, 3 μm copper foil MT35S3 (trade name, manufactured by Mitsui Metal Mining Co., Ltd.) with 35 μm carrier copper foil After laminating with a vacuum press under conditions of pressure 2.5 ± 0.2 MPa, temperature 175 ± 2 ° C., holding time 60 minutes, a 35 μm carrier copper foil was peeled off to obtain a third circuit board.

第3の回路基板において、X線穴あけ機を用いて内層のガイドパターンを認識、マーク中心に穴あけを実施した後、積層時に形成されたパネル端部の不要なミミを切断した。第3の回路基板表面の整面を実施し、温度110±10℃、圧力0.50±0.02MPaにてドライフィルムレジストNIT225(ニチゴー・モートン株式会社製、商品名)をラミネートした。その後、ネガ型マスクを張り合わせた後、平行露光機にて回路パターンを焼付け、1質量%炭酸ナトリウム水溶液にてドライフィルムレジストを現像してエッチングレジストを形成し、エッチングレジストのない部分の銅を塩化第二鉄水溶液で除去した後、水酸化ナトリウム水溶液にてドライフィルムレジストを除去し、第2の回路基板との接続をとるための非貫通孔設置場所となる部分にφ0.1mmのコンフォーマルマスク及びレーザー加工時の位置認識パターンを形成し、第4の回路基板とした。   In the third circuit board, the inner layer guide pattern was recognized using an X-ray drilling machine, and drilling was performed at the center of the mark, and then unnecessary panel edges formed at the time of lamination were cut. The surface of the third circuit board was leveled, and a dry film resist NIT225 (trade name, manufactured by Nichigo Morton Co., Ltd.) was laminated at a temperature of 110 ± 10 ° C. and a pressure of 0.50 ± 0.02 MPa. Then, after pasting the negative mask, the circuit pattern is baked with a parallel exposure machine, the dry film resist is developed with a 1% by mass sodium carbonate aqueous solution to form an etching resist, and the copper without the etching resist is chlorinated. After removing with ferric aqueous solution, dry film resist is removed with sodium hydroxide aqueous solution and φ0.1mm conformal mask on the part to be non-through hole installation place to connect with the second circuit board And the position recognition pattern at the time of laser processing was formed, and it was set as the 4th circuit board.

第4の回路基板の両面に炭酸ガスレーザー加工機LC−1C/21(日立ビアメカニクス株式会社製、商品名)によりビーム照射径φ0.21mm、周波数500Hz、パルス幅10μs、照射回数7ショットの条件にて1穴ずつ加工し、第2の回路基板上に非貫通孔を形成し、第5の回路基板とした。   Conditions of beam irradiation diameter φ0.21 mm, frequency 500 Hz, pulse width 10 μs, number of irradiations 7 shots on both surfaces of the fourth circuit board by a carbon dioxide laser processing machine LC-1C / 21 (trade name, manufactured by Hitachi Via Mechanics Co., Ltd.) The holes were processed one by one, and non-through holes were formed on the second circuit board to form a fifth circuit board.

第5の回路基板を、温度80±5℃、濃度55±10g/Lの過マンガン酸ナトリウム水溶液を用いてデスミア処理を施し、無電解銅めっきにて0.4〜0.8μmの厚みのめっきを行った後、電解銅めっきにて15〜20μmの厚みのめっきを実施した。これにより、第2の回路基板(内層)と第5の回路基板(外層)とが、非貫通孔によって電気的に接続されたことになる。次に、第5の回路基板表面の整面を実施し、温度110±10℃、圧力0.50±0.02MPaにてドライフィルムレジストNIT225(ニチゴー・モートン株式会社製、商品名)をラミネートした。その後、ネガ型マスクを張り合わせた後、平行露光機にて回路パターンを焼付け、1質量%炭酸ナトリウム水溶液にてドライフィルムレジストを現像してエッチングレジストを形成し、エッチングレジストのない部分の銅を塩化第二鉄水溶液で除去した後、水酸化ナトリウム水溶液にてドライフィルムレジストを除去し、回路パターンを形成し、第6の回路基板とした。ここで、第6の回路基板の回路パターンは第6の回路基板の表面から凸状で形成されている。   The fifth circuit board is desmeared using an aqueous sodium permanganate solution having a temperature of 80 ± 5 ° C. and a concentration of 55 ± 10 g / L, and is plated with a thickness of 0.4 to 0.8 μm by electroless copper plating. Then, plating with a thickness of 15 to 20 μm was performed by electrolytic copper plating. As a result, the second circuit board (inner layer) and the fifth circuit board (outer layer) are electrically connected by the non-through hole. Next, the surface of the fifth circuit board was trimmed, and a dry film resist NIT225 (trade name, manufactured by Nichigo Morton Co., Ltd.) was laminated at a temperature of 110 ± 10 ° C. and a pressure of 0.50 ± 0.02 MPa. . Then, after pasting the negative mask, the circuit pattern is baked with a parallel exposure machine, the dry film resist is developed with a 1% by mass sodium carbonate aqueous solution to form an etching resist, and the copper without the etching resist is chlorinated. After removing with a ferric aqueous solution, the dry film resist was removed with a sodium hydroxide aqueous solution to form a circuit pattern to obtain a sixth circuit board. Here, the circuit pattern of the sixth circuit board is formed in a convex shape from the surface of the sixth circuit board.

第6の回路基板において、第1の回路基板におけるピーラブル銅箔FD−P3/35(古河サーキットフォイル株式会社製、商品名)において、3μm銅箔と35μmキャリア銅箔の境界部に物理的な力を加えて剥離させ、2枚の第7の回路基板を得た。ここで、第7の回路基板は、一方の面には35μmキャリア銅箔との接触面であった3μm銅箔が配置されており、他方の面には第6の回路基板の凸状の回路パターン(凸状回路)が配置されている。   In the sixth circuit board, in the peelable copper foil FD-P3 / 35 (product name, manufactured by Furukawa Circuit Foil Co., Ltd.) in the first circuit board, physical force is applied to the boundary between the 3 μm copper foil and the 35 μm carrier copper foil. And peeled to obtain two seventh circuit boards. Here, in the seventh circuit board, the 3 μm copper foil which is the contact surface with the 35 μm carrier copper foil is arranged on one surface, and the convex circuit of the sixth circuit board is arranged on the other surface. A pattern (convex circuit) is arranged.

第7の回路基板において、他方の面に配置されている第6の回路基板の凸状の回路パターン(凸状回路)をエッチングレジストで覆った後、一方の面に配置されている、35μmキャリア銅箔との接触面であった3μm銅箔を、ソフトエッチング液(過酸化水素と硫酸を含有。)にて除去する。これにより、一方の面には、埋込回路が形成される。また、他方の面を覆ったエッチングレジストを除去すると、他方の面には、第6の回路基板の凸状の回路パターン(凸状回路)が配置されている。その後、ソルダーレジスト形成、保護めっきとしてニッケル−金めっき仕上げを行い、第8の回路基板を得た。ここで、第8の回路基板においては、一方の面(第7の回路基板の一方の面)のソルダーレジストには開口が設けられ、この開口内にはライン/スペースが20μm/20μm(40μmピッチ)のフリップチップ接続端子となる埋込回路が配置されている。ソルダーレジストの開口によって規定されるフリップチップ接続端子の長手方向の寸法(フリップチップ接続端子の長さ)は、約100μmである。   35 μm carrier arranged on one surface of the seventh circuit board after covering the convex circuit pattern (convex circuit) of the sixth circuit board arranged on the other surface with an etching resist The 3 μm copper foil that was in contact with the copper foil is removed with a soft etching solution (containing hydrogen peroxide and sulfuric acid). Thereby, an embedded circuit is formed on one surface. Further, when the etching resist covering the other surface is removed, the convex circuit pattern (convex circuit) of the sixth circuit board is arranged on the other surface. Then, nickel-gold plating finish was performed as solder resist formation and protective plating to obtain an eighth circuit board. Here, in the eighth circuit board, an opening is provided in the solder resist on one surface (one surface of the seventh circuit board), and the line / space is 20 μm / 20 μm (40 μm pitch) in this opening. Embedded circuit serving as a flip-chip connection terminal. The dimension in the longitudinal direction of the flip chip connection terminal (the length of the flip chip connection terminal) defined by the opening of the solder resist is about 100 μm.

第8の回路基板に対して、フリップチップ接続端子となる埋込回路上に、はんだペーストを印刷しリフローすることによって予備はんだを形成し、第9の回路基板を得た。予備はんだ用のはんだペーストには、Sn−Ag−Cu系のエコソルダーM705(千住金属工業株式会社製、商品名。エコソルダーは、登録商標。)を用い、リフローには赤外線リフロー装置を用いて、ピーク温度260℃の条件で行なった。   Preliminary solder was formed by printing and reflowing a solder paste on the embedded circuit serving as the flip-chip connection terminal with respect to the eighth circuit board to obtain a ninth circuit board. For the solder paste for the preliminary solder, Sn-Ag-Cu-based eco solder M705 (trade name, manufactured by Senju Metal Industry Co., Ltd., Eco solder is a registered trademark) is used, and an infrared reflow apparatus is used for reflow. , Under the conditions of a peak temperature of 260 ° C.

第9の回路基板に対して、パッケージサイズに切断加工を施すことにより、第10の回路基板を得た。この第10の回路基板は、図1に示すように、絶縁層3と、この絶縁層3の表面に上面が露出するように設けられた埋込回路2と、絶縁層3上及び埋込回路2上に設けられたソルダーレジスト4とを有し、このソルダーレジスト4に設けられた開口31内の埋込回路2がフリップチップ接続端子26を形成する半導体素子搭載用パッケージ基板を形成している。また、このフリップチップ接続端子26を被覆する予備はんだ19の厚さは、3〜5μmである。ここで、はんだの厚さは、非接触段差測定機であるハイソメット(ユニオン光学株式会社製、商品名。ハイソメットは登録商標。)を用い、予備はんだ19を形成する前後において、ソルダージストとフリップチップ接続端子26との段差を測定することにより測定した。   A tenth circuit board was obtained by cutting the package size into a ninth circuit board. As shown in FIG. 1, the tenth circuit board includes an insulating layer 3, an embedded circuit 2 provided so that the upper surface is exposed on the surface of the insulating layer 3, and the insulating circuit 3 and the embedded circuit. 2 and the embedded circuit 2 in the opening 31 provided in the solder resist 4 forms a package substrate for mounting a semiconductor element on which the flip chip connection terminal 26 is formed. . Further, the thickness of the preliminary solder 19 covering the flip chip connection terminal 26 is 3 to 5 μm. Here, the thickness of the solder is a solder jist and a flip chip before and after forming the preliminary solder 19 using Hi-Somet (trade name, made by Union Optical Co., Ltd., registered trademark), which is a non-contact level difference measuring machine. It measured by measuring the level | step difference with the connection terminal 26. FIG.

この第10の回路基板は2層構造の半導体素子搭載用パッケージ基板となるが、第6の回路基板形成後に、第6の回路基板の銅パターン上に第2回目の絶縁樹脂積層を形成し、非貫通孔を設けて、銅メッキと配線を形成する工程を繰り返し行い、目的の層数の回路形成が完了した後、キャリア銅箔の剥離と極薄銅箔の除去及びパッケージサイズに切断加工を施す工程を実施することにより、3層構造、4層構造、・・・n層構造の半導体素子搭載用パッケージ基板が形成可能となる。   The tenth circuit board is a package substrate for mounting a semiconductor element having a two-layer structure. After the sixth circuit board is formed, a second insulating resin laminate is formed on the copper pattern of the sixth circuit board. After repeating the process of forming copper plating and wiring by providing non-through holes and completing circuit formation of the desired number of layers, peeling of carrier copper foil, removal of ultra thin copper foil and cutting to package size By performing the applying process, a package substrate for mounting a semiconductor element having a three-layer structure, a four-layer structure,..., An n-layer structure can be formed.

図8に示すように、第10の回路基板(パッケージ基板1)を作製した後、半導体素子15をフリップチップ接続により搭載した。フリップチップ接続は、第10の回路基板上のフリップチップ接続端子26と半導体素子15のバンプ25(銅ピラー上にSn−3.0%Ag−0.5%Cuはんだを形成したもので、40μmピッチ、高さ25μm。)とが対向するように位置合わせした後、超音波フリップチップボンダーSH−50MP(株式会社アルテクス製、製品名)を用いてフリップチップ接続を行なった。フリップチップ接続の圧着条件は、超音波を併用しつつ、230℃に昇温し1バンプ当たり50gの加圧を行いながら、4秒間保持した。その後、半導体素子15のバンプ25形成面と、第10の回路基板(パッケージ基板1)のフリップチップ接続端子26を有する絶縁層3との間に、アンダーフィル剤23を充填し、半導体パッケージ24を得た。   As shown in FIG. 8, after producing the 10th circuit board (package substrate 1), the semiconductor element 15 was mounted by flip chip connection. In the flip chip connection, the flip chip connection terminal 26 on the tenth circuit board and the bump 25 of the semiconductor element 15 (Sn-3.0% Ag-0.5% Cu solder formed on the copper pillar, 40 μm). After positioning so that the pitch and the height are 25 μm), flip chip connection was performed using an ultrasonic flip chip bonder SH-50MP (product name, manufactured by Altex Co., Ltd.). The crimping conditions for flip chip connection were held for 4 seconds while raising the temperature to 230 ° C. and applying 50 g per bump while using ultrasonic waves. Thereafter, an underfill agent 23 is filled between the surface of the semiconductor element 15 where the bumps 25 are formed and the insulating layer 3 having the flip chip connection terminals 26 of the tenth circuit board (package substrate 1). Obtained.

(実施例2)
フリップチップ接続端子を被覆する予備はんだの厚さは、7〜10μmである。これ以外は、実施例1と同様にして、第10の回路基板及び半導体パッケージを得た。
(Example 2)
The thickness of the preliminary solder covering the flip chip connection terminal is 7 to 10 μm. A tenth circuit board and a semiconductor package were obtained in the same manner as in Example 1 except for the above.

(実施例3)
フリップチップ接続端子を被覆する予備はんだの厚さは、17〜20μmである。これ以外は、実施例1と同様にして、第10の回路基板及び半導体パッケージを得た。
(Example 3)
The thickness of the preliminary solder covering the flip chip connection terminal is 17 to 20 μm. A tenth circuit board and a semiconductor package were obtained in the same manner as in Example 1 except for the above.

(比較例1)
フリップチップ接続端子を被覆する予備はんだの厚さは、1〜2μmである。これ以外は、実施例1と同様にして、第10の回路基板及び半導体パッケージを得た。
(Comparative Example 1)
The thickness of the preliminary solder covering the flip chip connection terminal is 1 to 2 μm. A tenth circuit board and a semiconductor package were obtained in the same manner as in Example 1 except for the above.

(参考例1)
フリップチップ接続端子を被覆する予備はんだの厚さは、25〜28μmである。これ以外は、実施例1と同様にして、第10の回路基板及び半導体パッケージを得た。
(Reference Example 1)
The thickness of the preliminary solder covering the flip chip connection terminal is 25 to 28 μm. A tenth circuit board and a semiconductor package were obtained in the same manner as in Example 1 except for the above.

(実施例4)
実施例1と同様にして、第8の回路基板を形成した。ここで、図2に示すように、ソルダーレジスト4には開口31が設けられ、この開口31内にはフリップチップ接続端子26となる埋込回路2が配置されている。また、フリップチップ接続端子26を含む埋込回路2の底面にビア18が接続されている。これ以降は、実施例1と同様にして、第9の回路基板、第10の回路基板(パッケージ基板)及び半導体パッケージを形成した。
Example 4
In the same manner as in Example 1, an eighth circuit board was formed. Here, as shown in FIG. 2, an opening 31 is provided in the solder resist 4, and the embedded circuit 2 to be the flip chip connection terminal 26 is disposed in the opening 31. A via 18 is connected to the bottom surface of the embedded circuit 2 including the flip chip connection terminal 26. Thereafter, the ninth circuit board, the tenth circuit board (package board), and the semiconductor package were formed in the same manner as in Example 1.

(実施例5)
実施例1と同様にして、第7の回路基板を形成した。この第7の回路基板において、35μmキャリア銅箔との接触面であった3μm銅箔をソフトエッチング液(過酸化水素と硫酸を含有。)にて除去する前に、35μmキャリア銅箔との接触面であった3μm銅箔面上にめっきレジストを形成して、埋込回路のフリップチップ接続端子となる箇所の一部にパターン電気銅めっきすることによって、凸形状を形成した。その後、35μmキャリア銅箔との接触面であった3μm銅箔をソフトエッチング液(過酸化水素と硫酸を含有。)にて除去した後、ソルダーレジスト形成、保護めっきとしてのニッケル−金めっき仕上げを行い、第8の回路基板を形成した。ここで、図3に示すように、ソルダーレジスト4には開口31が設けられ、この開口31内にはフリップチップ接続端子26となる埋込回路2が配置されている。また、フリップ接続端子26の長手方向の一部には、凸形状27が形成されており、この凸形状27の高さは5μm程度である。凸形状27の範囲はフリップチップ接続端子26の短手方向の寸法の100%で、フリップチップ接続端子26の長手方向の寸法の30%程度である。これ以降は、実施例1と同様にして、第9の回路基板、第10の回路基板(パッケージ基板)及び半導体パッケージを形成した。
(Example 5)
In the same manner as in Example 1, a seventh circuit board was formed. In this seventh circuit board, before removing the 3 μm copper foil that was in contact with the 35 μm carrier copper foil with a soft etching solution (containing hydrogen peroxide and sulfuric acid), contact with the 35 μm carrier copper foil. A convex shape was formed by forming a plating resist on the surface of the 3 μm copper foil, which was the surface, and pattern copper electroplating a part of the portion to be the flip chip connection terminal of the embedded circuit. Thereafter, the 3 μm copper foil that was in contact with the 35 μm carrier copper foil was removed with a soft etching solution (containing hydrogen peroxide and sulfuric acid), followed by solder resist formation and nickel-gold plating finishing as protective plating. And an eighth circuit board was formed. Here, as shown in FIG. 3, an opening 31 is provided in the solder resist 4, and the embedded circuit 2 serving as the flip chip connection terminal 26 is disposed in the opening 31. Further, a convex shape 27 is formed on a part of the flip connection terminal 26 in the longitudinal direction, and the height of the convex shape 27 is about 5 μm. The range of the convex shape 27 is 100% of the dimension in the short direction of the flip chip connection terminal 26 and about 30% of the dimension in the longitudinal direction of the flip chip connection terminal 26. Thereafter, the ninth circuit board, the tenth circuit board (package board), and the semiconductor package were formed in the same manner as in Example 1.

(実施例6)
実施例1と同様にして、第7の回路基板を形成した。第7の回路基板において、35μmキャリア銅箔との接触面であった3μm銅箔を、ソフトエッチング液(過酸化水素と硫酸を含有。)にて除去して絶縁層の表面から上面が露出した埋込回路を形成した後、エッチングレジストを形成し、上面が露出した埋込回路の上面の一部が絶縁層の表面よりも凹み、他の部分はそのまま残るようにエッチングすることによって形成した。その後、ソルダーレジスト形成、保護めっきとしてのニッケル−金めっき仕上げを行い、第8の回路基板を得た。ここで、図4に示すように、ソルダーレジスト4には開口31が設けられ、この開口31内にはフリップチップ接続端子26となる埋込回路2が配置されている。また、フリップ接続端子26の長手方向の一部には、凹み形状28が形成されており、この凹み形状28の深さは5μm程度である。凹み形状28の範囲はフリップチップ接続端子26の短手方向の寸法の100%で、フリップチップ接続端子26の長手方向の寸法の30%程度である。これ以降は、実施例1と同様にして、第9の回路基板、第10の回路基板(パッケージ基板)及び半導体パッケージを形成した。
(Example 6)
In the same manner as in Example 1, a seventh circuit board was formed. In the seventh circuit board, the 3 μm copper foil that was in contact with the 35 μm carrier copper foil was removed with a soft etching solution (containing hydrogen peroxide and sulfuric acid), and the upper surface was exposed from the surface of the insulating layer. After the embedded circuit was formed, an etching resist was formed, and etching was performed so that a part of the upper surface of the embedded circuit with the upper surface exposed was recessed from the surface of the insulating layer and the other part remained as it was. Thereafter, solder resist formation and nickel-gold plating finishing as protective plating were performed to obtain an eighth circuit board. Here, as shown in FIG. 4, an opening 31 is provided in the solder resist 4, and the embedded circuit 2 serving as the flip chip connection terminal 26 is disposed in the opening 31. Further, a concave shape 28 is formed in a part of the flip connection terminal 26 in the longitudinal direction, and the depth of the concave shape 28 is about 5 μm. The range of the recessed shape 28 is 100% of the dimension in the short direction of the flip chip connection terminal 26 and about 30% of the dimension in the longitudinal direction of the flip chip connection terminal 26. Thereafter, the ninth circuit board, the tenth circuit board (package board), and the semiconductor package were formed in the same manner as in Example 1.

(実施例7)
実施例1と同様にして、第8の回路基板を形成した。ここで、図5に示すように、ソルダーレジスト4には開口31が設けられ、この開口31内には、フリップチップ接続端子26となる埋込回路2が配置されている。また、フリップチップ接続端子26の先端は、ソルダーレジスト4の開口31内に形成されている。これ以降は、実施例1と同様にして、第9の回路基板、第10の回路基板(パッケージ基板)及び半導体パッケージを形成した。
(Example 7)
In the same manner as in Example 1, an eighth circuit board was formed. Here, as shown in FIG. 5, an opening 31 is provided in the solder resist 4, and the embedded circuit 2 to be the flip chip connection terminal 26 is disposed in the opening 31. The tip of the flip chip connection terminal 26 is formed in the opening 31 of the solder resist 4. Thereafter, the ninth circuit board, the tenth circuit board (package board), and the semiconductor package were formed in the same manner as in Example 1.

(実施例8)
実施例1と同様にして、第8の回路基板を形成した。ここで、図6に示すように、ソルダーレジスト4には開口31が設けられ、この開口31内には、フリップチップ接続端子26となる埋込回路2が配置されている。また、フリップチップ接続端子26の長手方向の両側または片側に延長された埋込回路2が設けられている。これ以降は、実施例1と同様にして、第9の回路基板、第10の回路基板(パッケージ基板)及び半導体パッケージを形成した。
(Example 8)
In the same manner as in Example 1, an eighth circuit board was formed. Here, as shown in FIG. 6, an opening 31 is provided in the solder resist 4, and the embedded circuit 2 to be the flip chip connection terminal 26 is disposed in the opening 31. In addition, the embedded circuit 2 is provided that extends to both sides or one side of the flip chip connection terminal 26 in the longitudinal direction. Thereafter, the ninth circuit board, the tenth circuit board (package board), and the semiconductor package were formed in the same manner as in Example 1.

(実施例9)
実施例1と同様にして、第8の回路基板を形成した。ここで、図7に示すように、ソルダーレジスト4には開口31が設けられ、この開口31内には、フリップチップ接続端子26となる埋込回路2が配置されている。また、フリップチップ接続端子26の長手方向の一部が、短手方向(幅方向)に拡張された部分33を形成している。つまり、フリップチップ接続端子26が部分的に短手方向(幅方向)に拡張された部分33を形成している。これ以降は、実施例1と同様にして、第9の回路基板、第10の回路基板(パッケージ基板)及び半導体パッケージを形成した。
Example 9
In the same manner as in Example 1, an eighth circuit board was formed. Here, as shown in FIG. 7, an opening 31 is provided in the solder resist 4, and the embedded circuit 2 serving as the flip chip connection terminal 26 is disposed in the opening 31. Further, a part of the flip chip connection terminal 26 in the longitudinal direction forms a portion 33 extended in the short direction (width direction). That is, the flip chip connection terminal 26 forms a portion 33 that is partially expanded in the lateral direction (width direction). Thereafter, the ninth circuit board, the tenth circuit board (package board), and the semiconductor package were formed in the same manner as in Example 1.

(比較例2)
実施例1と同様にして、第7の回路基板を得た。ここで、第7の回路基板は、一方の面には35μmキャリア銅箔との接触面であった3μm銅箔が配置されており、他方の面には第6の回路基板の凸状回路による回路パターンが配置されている。
(Comparative Example 2)
In the same manner as in Example 1, a seventh circuit board was obtained. Here, the seventh circuit board is provided with a 3 μm copper foil that is a contact surface with the 35 μm carrier copper foil on one surface, and the other surface is formed by a convex circuit of the sixth circuit board. A circuit pattern is arranged.

この第7の回路基板において、他方の面に配置されている第6の回路基板の凸状回路による回路パターンをエッチングレジストで覆った後、一方の面に配置されている、35μmキャリア銅箔との接触面であった3μm銅箔を、ソフトエッチング液(過酸化水素と硫酸を含有。)にて除去する。これにより、一方の面には、埋込回路が形成されている。また、他方の面を覆ったエッチングレジストを除去すると、他方の面には、第6の回路基板の凸状回路による回路パターンが配置されている。その後、ソルダーレジスト形成、保護めっきとしてのニッケル−金めっき仕上げを行い、第11の回路基板を得た。ここで、第11の回路基板においては、他方の面(第7の回路基板の他方の面)のソルダーレジストには開口が設けられ、この開口内にはライン/スペースが20μm/20μm(40μmピッチ)のフリップチップ接続端子となる、凸状回路による回路パターンが配置されている。   In this seventh circuit board, after covering the circuit pattern by the convex circuit of the sixth circuit board disposed on the other surface with an etching resist, the 35 μm carrier copper foil disposed on one surface and The 3 μm copper foil that was the contact surface was removed with a soft etching solution (containing hydrogen peroxide and sulfuric acid). Thereby, an embedded circuit is formed on one surface. When the etching resist covering the other surface is removed, a circuit pattern formed by the convex circuit of the sixth circuit board is arranged on the other surface. Thereafter, solder resist formation and nickel-gold plating finishing as protective plating were performed to obtain an eleventh circuit board. Here, in the eleventh circuit board, an opening is provided in the solder resist on the other surface (the other surface of the seventh circuit board), and the line / space is 20 μm / 20 μm (40 μm pitch) in this opening. The circuit pattern by the convex circuit which becomes the flip-chip connection terminal is arranged.

第11の回路基板に対して、フリップチップ接続端子となる、凸状回路による回路パターン上に、はんだペーストを印刷しリフローすることによって予備はんだを形成し、第12の回路基板を得た。予備はんだ用のはんだペーストには、Sn−Ag−Cu系のエコソルダーM705(千住金属工業株式会社製、商品名。エコソルダーは、登録商標。)を用い、リフローには赤外線リフロー装置を用いて、ピーク温度260℃の条件で行なった。   Preliminary solder was formed by printing and reflowing a solder paste on a circuit pattern of a convex circuit serving as a flip-chip connection terminal with respect to the eleventh circuit board to obtain a twelfth circuit board. For the solder paste for the preliminary solder, Sn-Ag-Cu-based eco solder M705 (trade name, manufactured by Senju Metal Industry Co., Ltd., Eco solder is a registered trademark) is used, and an infrared reflow apparatus is used for reflow. , Under the conditions of a peak temperature of 260 ° C.

第12の回路基板に対して、パッケージサイズに切断加工を施すことにより、第13の回路基板を得た。この第13の回路基板は、図9に示すように、絶縁層3と、この絶縁層3の表面に設けられた凸状回路32による回路パターンと、絶縁層3上及び凸状回路32による回路パターン上に設けられたソルダーレジスト4とを有し、このソルダーレジスト4に設けられた開口31内の凸状回路32による回路パターンがフリップチップ接続端子26を形成するパッケージ基板を形成している。また、このフリップチップ接続端子26を被覆する予備はんだ19の厚さは、3〜5μmである。その後、実施例1と同様にして、半導体パッケージを得た。   The thirteenth circuit board was obtained by cutting the twelfth circuit board into a package size. As shown in FIG. 9, the thirteenth circuit board includes an insulating layer 3, a circuit pattern formed by a convex circuit 32 provided on the surface of the insulating layer 3, and a circuit formed on the insulating layer 3 and the convex circuit 32. A solder resist 4 provided on the pattern, and a circuit pattern formed by the convex circuit 32 in the opening 31 provided in the solder resist 4 forms a package substrate on which the flip chip connection terminal 26 is formed. Further, the thickness of the preliminary solder 19 covering the flip chip connection terminal 26 is 3 to 5 μm. Thereafter, a semiconductor package was obtained in the same manner as in Example 1.

(比較例3)
フリップチップ接続端子を被覆する予備はんだの厚さは、17〜20μmである。これ以外は、比較例3と同様にして、第13の回路基板及び半導体パッケージを得た。
(Comparative Example 3)
The thickness of the preliminary solder covering the flip chip connection terminal is 17 to 20 μm. Except for this, a thirteenth circuit board and semiconductor package were obtained in the same manner as in Comparative Example 3.

表1に、実施例1〜9、参考例1、比較例1〜3のパッケージ基板について、フリップチップ接続端子の断面形状、はんだ厚み、はんだブリッジの有無を調べた結果を示す。また、実施例1〜9、参考例1及び比較例1〜3の半導体パッケージについて、はんだフィレットの状態を調べた結果を示す。   Table 1 shows the results of examining the cross-sectional shape of the flip chip connection terminal, the solder thickness, and the presence or absence of a solder bridge for the package substrates of Examples 1 to 9, Reference Example 1, and Comparative Examples 1 to 3. Moreover, the result of having investigated the state of the solder fillet about the semiconductor package of Examples 1-9, Reference example 1, and Comparative Examples 1-3 is shown.

Figure 0005769001
Figure 0005769001

フリップチップ接続端子の断面形状の観察結果から、実施例1〜9では、フリップチップ接続端子の側面及び底面は絶縁層に埋め込まれて密着しており、断面形状はほぼ矩形でアンダーカットは認められなかった。一方、比較例2、3では、凸状回路であるため、フィリップチップ接続端子の底面のみが絶縁層と密着していた。また、フリップチップ接続端子の断面形状にアンダーカットが観察され、最も狭い箇所では、トップ幅(表面側の幅)に対して半分未満の幅となっていた。   From the observation result of the cross-sectional shape of the flip chip connection terminal, in Examples 1 to 9, the side surface and the bottom surface of the flip chip connection terminal are embedded and closely adhered to the insulating layer, the cross-sectional shape is almost rectangular, and the undercut is recognized. There wasn't. On the other hand, in Comparative Examples 2 and 3, since it is a convex circuit, only the bottom surface of the Philip chip connection terminal was in close contact with the insulating layer. Further, undercuts were observed in the cross-sectional shape of the flip chip connection terminal, and the width at the narrowest portion was less than half the top width (width on the front surface side).

はんだ厚みの測定結果から、実施例1〜9では、はんだ厚みは3〜20μmであり、また、はんだブリッジの確認結果から、このはんだ厚みの範囲ではんだブリッジの発生はなかった。一方、比較例1では、はんだ厚みは1〜2μmと薄く、はんだブリッジの発生はなかった。参考例1では、はんだ厚みは25〜28μmと厚く、隣接するフリップチップ接続端子間ではんだブリッジが発生した。比較例3では、はんだ厚みが17〜20μmであるが、凸状回路であるため、はんだがフリップチップ接続端子の側面に回りこみ、はんだブリッジが発生した。   From the measurement results of the solder thickness, in Examples 1 to 9, the solder thickness was 3 to 20 μm, and from the confirmation result of the solder bridge, no solder bridge was generated within this solder thickness range. On the other hand, in Comparative Example 1, the solder thickness was as thin as 1 to 2 μm, and no solder bridge was generated. In Reference Example 1, the solder thickness was as thick as 25 to 28 μm, and a solder bridge was generated between adjacent flip chip connection terminals. In Comparative Example 3, the solder thickness was 17 to 20 μm, but because it was a convex circuit, the solder wraps around the side surface of the flip chip connection terminal, and a solder bridge was generated.

半導体パッケージのはんだフィレットの確認結果から、実施例1〜9、参考例1及び比較例3では、半導体素子のバンプとの間に形成されるはんだフィレットは、半導体素子のバンプ及びパッケージ基板のフリップチップ接続端子の両者にはんだが濡れ広がっており、状態は良好であった。一方、比較例1及び2では、半導体素子のバンプまたはパッケージ基板のフリップチップ接続端子の一部にはんだの濡れ広がりが不十分な箇所があり、はんだフィレットの形成は不十分であった。   From the results of confirming the solder fillet of the semiconductor package, in Examples 1 to 9, Reference Example 1 and Comparative Example 3, the solder fillet formed between the bumps of the semiconductor element is the bump of the semiconductor element and the flip chip of the package substrate. The solder was wet and spread on both of the connection terminals, and the state was good. On the other hand, in Comparative Examples 1 and 2, there were portions where the solder wettability was insufficient in some of the bumps of the semiconductor element or the flip chip connection terminals of the package substrate, and the formation of solder fillets was insufficient.

フリップチップ接続端子の断面形状は、マイクロセクションを作製し、金属顕微鏡で断面を観察することにより行った。フリップチップ接続端子上のはんだの厚みは、非接触段差測定機であるハイソメット(ユニオン光学株式会社製、商品名。ハイソメットは登録商標。)を用い、予備はんだを形成する前後において、ソルダージストとフリップチップ接続端子との段差を測定することにより測定した。はんだブリッジの有無及びはんだフィレットの状態は、実体顕微鏡を用いて10倍で観察することにより確認した。   The cross-sectional shape of the flip chip connection terminal was obtained by preparing a microsection and observing the cross section with a metal microscope. The thickness of the solder on the flip-chip connection terminal is determined by flipping the solder jist and the solder jist before and after forming the preliminary solder using Hi-Somet (trade name, made by Union Optical Co., Ltd., registered trademark). It measured by measuring the level | step difference with a chip connection terminal. The presence or absence of the solder bridge and the state of the solder fillet were confirmed by observing at a magnification of 10 using a stereomicroscope.

1:半導体素子搭載用パッケージ基板またはパッケージ基板または第10の回路基板
2:埋込回路
3:絶縁層
4:ソルダーレジスト
8:保護めっき
15:半導体素子
18:ビア
19:予備はんだ
23:アンダーフィル材
24:半導体パッケージ
25:バンプ
26:フリップチップ接続端子
27:凸形状
28:凹み形状
31:(ソルダーレジストの)開口
32:凸状回路
33:短手方向に拡張された部分
1: Semiconductor device mounting package substrate or package substrate or tenth circuit substrate 2: Embedded circuit 3: Insulating layer 4: Solder resist 8: Protection plating 15: Semiconductor device 18: Via 19: Pre-solder 23: Underfill material 24: Semiconductor package 25: Bump 26: Flip chip connection terminal 27: Convex shape 28: Concave shape 31: Opening (of solder resist) 32: Convex circuit 33: Part extended in short direction

Claims (7)

絶縁層と、この絶縁層の表面に上面が露出し前記絶縁層に側面及び底面が埋め込まれて密着するように設けられた埋込回路と、前記絶縁層上及び埋込回路上に設けられた感光性のソルダーレジストとを有し、このソルダーレジストの解像度の限界よりも開口幅が大きく形成された開口内に配置された埋込回路がフリップチップ接続端子を形成し、このフリップチップ接続端子が厚さ3μm以上20μm以下の予備はんだによって被覆され、
前記フリップチップ接続端子が、平面視で長手方向と短手方向とを有し、前記ソルダーレジストの開口内で複数並べて配置されており、
前記フリップチップ接続端子の短手方向の寸法が20μm以下であり、
前記フリップチップ接続端子の長手方向の一方が、前記ソルダーレジストの開口によって規定され、前記フリップチップ接続端子の長手方向の他方の先端が、前記ソルダーレジストの開口内に配置され、前記ソルダーレジストの開口によって長手方向の一方が規定される前記フリップチップ接続端子の長手方向の寸法が、前記ソルダーレジストの解像度の限界以下、又は、100μm以下である半導体素子搭載用パッケージ基板。
An insulating layer, an embedded circuit provided so that a top surface is exposed on a surface of the insulating layer and a side surface and a bottom surface are embedded in and in close contact with the insulating layer; and provided on the insulating layer and the embedded circuit. and a photosensitive solder resist, the embedded circuit disposed in an opening opening width is larger than the limit of resolution of the solder resist to form a flip-chip connection terminal, this flip-chip connection terminal Covered with a pre-solder having a thickness of 3 μm to 20 μm,
The flip chip connection terminals have a longitudinal direction and a short direction in plan view, and are arranged side by side in the opening of the solder resist,
The dimension of the flip chip connecting terminal in the short direction is 20 μm or less;
One longitudinal direction of the flip chip connection terminal is defined by the opening of the solder resist, the longitudinal direction of the other tip of the flip chip connection terminal is arranged in the opening of the solder resist opening of the solder resist A package substrate for mounting a semiconductor element, wherein a dimension in the longitudinal direction of the flip-chip connection terminal , one of which is defined by the longitudinal direction, is less than a resolution limit of the solder resist or 100 μm or less.
請求項1において、フリップチップ接続端子を形成する埋込回路の底面にビアが接続した半導体素子搭載用パッケージ基板。   2. The package substrate for mounting a semiconductor element according to claim 1, wherein vias are connected to the bottom surface of the embedded circuit forming the flip chip connection terminals. 請求項1または2において、フリップチップ接続端子の長手方向の一部に凸形状が形成された半導体素子搭載用パッケージ基板。   3. The package substrate for mounting a semiconductor element according to claim 1, wherein a convex shape is formed on a part of the flip chip connection terminal in the longitudinal direction. 請求項1から3の何れかにおいて、フリップチップ接続端子の長手方向の一部に凹み形状が形成された半導体素子搭載用パッケージ基板。   4. The package substrate for mounting a semiconductor element according to claim 1, wherein a concave shape is formed in a part in a longitudinal direction of the flip chip connection terminal. 請求項1から4の何れかにおいて、フリップチップ接続端子の長手方向の両側または片側に延長された部分を有する埋込回路が設けられた半導体素子搭載用パッケージ基板。   5. The package substrate for mounting a semiconductor element according to claim 1, wherein an embedded circuit having a portion extended to both sides or one side in the longitudinal direction of the flip chip connection terminal is provided. 請求項1から5の何れかにおいて、フリップチップ接続端子の一部が、短手方向に拡張された半導体素子搭載用パッケージ基板。   6. The package substrate for mounting a semiconductor element according to claim 1, wherein a part of the flip chip connection terminal is extended in a short direction. 請求項1から6の何れかの半導体素子搭載用パッケージ基板のフリップチップ接続端子上に半導体素子のバンプをフリップチップ接続により搭載した半導体パッケージ。   7. A semiconductor package in which bumps of a semiconductor element are mounted on a flip chip connection terminal of the package substrate for mounting a semiconductor element according to claim 1 by flip chip connection.
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