JP5835725B2

JP5835725B2 - 配線基板

Info

Publication number: JP5835725B2
Application number: JP2011116417A
Authority: JP
Inventors: 多田　公則; 公則多田
Original assignee: 京セラサーキットソリューションズ株式会社
Priority date: 2011-05-25
Filing date: 2011-05-25
Publication date: 2015-12-24
Anticipated expiration: 2031-05-25
Also published as: JP2012248550A

Description

本発明は、半導体素子を搭載するために用いられる配線基板に関するものである。

従来、図４に示すように、下面外周部に電極端子Ｔがペリフェラル配置された半導体素子Ｓをフリップチップ接続により搭載する配線基板２０として、多数のスルーホール１２を有する樹脂系絶縁材料から成る絶縁基板１１の上面の中央部に半導体素子Ｓを搭載するための搭載部１１ａを設けるとともに、絶縁基板１１の上面からスルーホール１２内を介して下面に導出する銅から成る複数の配線導体１３を被着させ、この配線導体１３の一部を搭載部１１ａの外周部において半導体素子Ｓの電極端子Ｔに接続するための半導体素子接続パッド１４として配置するとともに絶縁基板１１の下面において外部電気回路基板と接続するための外部接続パッド１５として配置し、さらに絶縁基板１１の上下面およびスルーホール１２内に半導体素子接続パッド１４および外部接続パッド１５を露出させる開口部１６ａおよび１６ｂを有する樹脂系絶縁材料から成るソルダーレジスト層１６を被着させてなる配線基板２０が知られている。なお、半導体素子Ｓの電極端子Ｔの下端には半導体素子接続パッド１４と接続するための鉛フリー半田から成る半田バンプＢが被着されており、半導体素子接続パッド１４の露出する上面には半田バンプＢとの濡れ性を向上させるための金属層１７が被着されている。金属層１７は、例えば錫めっきから成り、半導体素子接続パッド１４の露出面に電解めっき法により０．５〜５μｍの厚みに被着された後、加熱溶融処理されて高さが２〜２５μｍのドーム状となっている。

このような配線基板２０においては、半導体素子接続パッド１４に被着された金属層１７上に半導体素子Ｓの電極端子Ｔを載置し、その状態で半田バンプＢおよび金属層１７を加熱溶融することによって半導体素子Ｓが配線基板２０上に実装される。

ところで、このような配線基板においては、図５に上面図で示すように、多数の半導体素子接続パッド１４が搭載部１１ａの外周部に内側の列と外側の列との２列の並びに設けられることがある。このように２列の並びで設けられた半導体素子接続パッド１４は、ソルダーレジスト１６に設けられた枠状の開口部１６ａ内に露出している。そして一般的に、内側の並びの半導体素子接続パッド１４は搭載部１１ａの内側へ延びる引出配線１３ａにより搭載部１１ａの内側に引き出され、外側の並びの半導体素子接続パッド１４は搭載部１１ａの外側に延びる引出配線１３ｂにより搭載部１１ａの外側に引き出される。しかしながら、内側の列の半導体素子接続パッド１４であっても、搭載部１１ａの内側に引き出すことが設計的に困難である場合、搭載部１１ａの外側に延びる引出配線１３ｃにより搭載部１１ａの外側に引き出されることもある。この場合、内側の列の半導体素子接続パッド１４から搭載部１１ａの外側に延びる引出配線１３ｃはソルダーレジスト層１６の開口部１６ａ内で半導体素子接続パッド１４に接続されて搭載部１１ａの外側に延びていた。

しかしながら、このように内側の列の半導体素子接続パッド１４から搭載部１１ａの外側に延びる引出配線１３ｃがソルダーレジスト層１６の開口部１６ａ内で半導体素子接続パッド１４に接続されて搭載部１１ａの外側に延びている場合、半導体素子接続パッド１４の露出面に例えば錫めっきにより金属層１７を被着させる際に引出配線１３ｃの露出面にも金属層１７が被着されてしまう。そして、これらの露出面に被着された金属層１７を加熱溶融すると、図６に要部拡大上面図で示すように、溶融した金属層１７が半導体素子接続パッド１４と引出配線１３ｃとの接続部Ｘに表面張力により集まってきて、この接続部Ｘにおいて形成されるドーム状の金属層１７の高さが他の半導体素子接続パッド１４のドーム状の金属層１７よりも高くなり大きく異なったものとなってしまう。

このように、半導体素子接続パッド１４上に形成されたドーム状の金属層１７の高さに大きな違いがあると、半導体素子接続パッド１４の金属層１７上に半導体素子Ｓの電極端子Ｔを載置し、その状態で半田バンプＢおよび金属層１７を加熱溶融することによって半導体素子Ｓを配線基板２０上に実装する際に、半導体素子Ｓの電極端子Ｔの半田バンプＢと半導体素子接続パッド１４の金属層１７とが良好に接触せずに半導体素子Ｓの電極端子Ｔと半導体素子接続パッド１４とを正常に接続することができない場合があった。

特開２００１−１２７１９８号公報

本発明の課題は、内側の列の半導体素子接続パッドに搭載部の外側に延びる引出配線が接続されている場合であっても、各半導体素子接続パッド上に形成された加熱溶融処理された金属層の高さに大きな違いが無く、それにより半導体素子の電極と半導体素子接続パッドとを常に正常に接続することが可能な配線基板を提供することにある。

本発明の配線基板は、上面中央部に半導体素子が搭載される搭載部を有する絶縁基板と、前記搭載部の外周部に内側の列と外側の列との２列の並びで設けられた多数の半導体素子接続パッドと、前記絶縁基板の上面に被着されており、前記半導体素子接続パッドの２列の並びを露出させる枠状の開口部を有するソルダーレジスト層と、前記内側の列の半導体素子接続パッドに接続されており、前記開口部内を通って前記搭載部の外側に延びる引出配線と、前記半導体素子接続パッドの表面に被着されており、加熱溶融処理された金属層とを有する配線基板であって、前記引出配線は、前記開口部よりも内側の前記ソルダーレジスト層の下でのみ前記内側の列の半導体素子接続パッドに接続され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、内側の列の半導体素子接続パッドに接続されて搭載部の外側に延びる引出配線は、ソルダーレジスト層の開口部よりも内側のソルダーレジスト層の下で前記半導体素子接続パッドに接続されていることから、半導体素子接続パッドと引出配線との接続部がソルダーレジスト層の開口部内に露出することがない。したがって、内側の列の半導体素子接続パッドに搭載部の外側に延びる引出配線が接続されている場合であっても、各半導体素子接続パッド上に形成された加熱溶融処理された金属層の高さに大きな違いが発生することは無く、それにより半導体素子の電極と半導体素子接続パッドとを常に正常に接続することが可能な配線基板を提供することができる。

図１は、本発明の配線基板における実施形態の一例を示す概略断面図である。図２は、図１に示す配線基板の概略上面図である。図３は、図２に示す配線基板の要部拡大概略上面図である。図４は、従来の配線基板を示す概略断面図である。図５は、図４に示す配線基板の概略上面図である。図６は、図５に示す配線基板の要部概略上面図である。

次に、本発明の配線基板について図１〜図３を基にして説明する。図１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１に示すように、本例の配線基板１０は、主として絶縁基板１と配線導体３とソルダーレジスト層６とから構成されており、その上面中央部に半導体素子Ｓを搭載するための搭載部１ａを有している。絶縁基板１は、例えばガラスクロス基材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た厚みが３０〜２００μｍ程度の単層または多層の絶縁層を熱硬化させた樹脂系電気絶縁材料から成り、その上面から下面にかけては直径が５０〜３００μｍ程度のスルーホール２が形成されている。

絶縁基板１の内部および上下面およびスルーホール２の内壁には、厚みが１０〜２０μｍ程度の銅箔や銅めっき層等の銅から成る配線導体３が被着形成されている。これらの配線導体３のうち絶縁基板１の内部および上下面の所定のもの同士がスルーホール２を介して互いに電気的に接続されている。また、絶縁基板１の上面における配線導体３の一部は、半導体素子Ｓの電極端子Ｔが接続される半導体素子接続パッド４を形成しており、絶縁基板１の下面における配線導体３の一部は外部電気回路基板に接続するための外部接続パッド５を形成している。そして、半導体素子接続パッド４には、半導体素子Ｓの電極端子Ｔが接続され、外部接続パッド５は外部電気回路の配線導体に接続される。なお、半導体素子Ｓの電極端子Ｔには半導体素子接続パッド４と接続するための鉛フリー半田から成る半田バンプＢが被着されており、半導体素子接続パッド４の上面には半田バンプＢとの濡れ性を向上させるための錫めっきから成る金属層７が被着されている。金属層７は、例えば半導体素子接続パッド４の露出面に電解めっき法により０．５〜５μｍの厚みに被着された後、加熱溶融処理されて高さが２〜２５μｍのドーム状となっている。

さらに、絶縁基板１の上下面およびスルーホール２の内部には、配線導体３を覆うようにしてソルダーレジスト層６が被着されている。ソルダーレジスト層６は、例えばアクリル変性エポキシ樹脂等の感光性熱硬化性樹脂の硬化物から成り、絶縁基板１の上下面での厚みが１０〜３０μｍ程であり、スルーホール２の内部を充填している。そして上面側のソルダーレジスト層６には、半導体素子接続パッド４を露出させる開口部６ａが形成されているとともに、下面側のソルダーレジスト層６には外部接続パッド５を露出させる開口部６ｂが形成されている。

そして、本例の配線基板１０においては、半導体素子接続パッド４上に半導体素子Ｓの電極端子Ｔを載置し、その状態で半田バンプＢおよび金属層７をを加熱溶融することによって半導体素子Ｓが配線基板１０上に実装される。

ところで、本例の配線基板１０においては、図２に上面図で示すように、多数の半導体素子接続パッド４が搭載部１ａの外周部に内側の列と外側の列との２列の並びに設けられている。このように２列の並びで設けられた半導体素子接続パッド４は、ソルダーレジスト６に設けられた枠状の開口部６ａ内に露出している。そして、内側の並びの半導体素子接続パッド４はその殆どが搭載部１ａの内側へ延びる引出配線３ａにより搭載部１ａの内側に引き出され、外側の並びの半導体素子接続パッド４は搭載部１ａの外側に延びる引出配線３ｂにより搭載部１ａの外側に引き出されている。また、内側の列の半導体素子接続パッド４のうち、搭載部１ａの内側に引き出すことが設計的に困難であるものについては、搭載部１ａの外側に延びる引出配線３ｃにより搭載部１ａの外側に引き出されている。

このとき、内側の列の半導体素子接続パッド４を搭載部１ａの外側に引き出す引出配線３ｃは、図３に示すように、ソルダーレジスト層６の開口部６ａよりも内側のソルダーレジスト層６の下で半導体素子接続パッド４に電気的に接続されている。そして半導体素子接続パッド４と離間した位置から開口部６ａ内に露出してさらに搭載部１ａの外側に延びている。このように、本例の配線基板１０によれば、内側の列の半導体素子接続パッド４に接続されて搭載部１ａの外側に延びる引出配線３ｃは、ソルダーレジスト層６の開口部６ａよりも内側のソルダーレジスト層６の下で半導体素子接続パッド４に接続されていることから、半導体素子接続パッド４と引出配線３ｃとの接続部がソルダーレジスト層６の開口部６ａ内に露出することがない。したがって、内側の列の半導体素子接続パッド４に搭載部１ａの外側に延びる引出配線３ｃが接続されていても、各半導体素子接続パッド４上に形成された加熱溶融処理された金属層７の高さに大きな違いが発生することは無く、それにより半導体素子Ｓの電極Ｔと半導体素子接続パッド４とを常に正常に接続することが可能な配線基板１０を提供することができる。

１絶縁基板
１ａ搭載部
３配線導体
３ｃ引出配線
４半導体素子接続パッド
６ソルダーレジスト層
６ａソルダーレジスト層の開口部
７金属層
Ｓ半導体素子

Claims

上面中央部に半導体素子が搭載される搭載部を有する絶縁基板と、前記搭載部の外周部に内側の列と外側の列との２列の並びで設けられた多数の半導体素子接続パッドと、前記絶縁基板の上面に被着されており、前記半導体素子接続パッドの２列の並びを露出させる枠状の開口部を有するソルダーレジスト層と、前記内側の列の半導体素子接続パッドに接続されており、前記開口部内を通って前記搭載部の外側に延びる引出配線と、前記半導体素子接続パッドの表面に被着されており、加熱溶融処理された金属層とを有する配線基板であって、前記引出配線は、前記開口部よりも内側の前記ソルダーレジスト層の下でのみ前記内側の列の半導体素子接続パッドに接続されていることを特徴とする配線基板。