JP5868281B2 - 配線基板 - Google Patents

Description

本発明は、半導体素子等を搭載するための配線基板に関するものである。

従来、半導体集積回路素子等の半導体素子を搭載するための配線基板は、絶縁基板の表面に導体層を備えている。この導体層は、主として配線導体用に用いられ、その一部は半導体素子の電極と接続するための半導体素子接続パッド用の導体パターンを形成している。さらに絶縁基板の表面には、この導体層の少なくとも一部を被覆するようにしてソルダーレジスト層が被着されている。ソルダーレジスト層は半導体素子接続パッド用の導体パターンを円形状に露出させる開口部を有している。この開口部内に露出した導体パターンが半導体素子接続パッドを形成している。

ところで、半導体素子の電極と半導体素子接続パッドとを接合するときには、周知のフリップチップ技術が好適に用いられる。具体的には、例えばまずソルダーレジスト層の開口部から露出する半導体素子接続パッドの表面に半田バンプを溶着させておき、対応する半導体素子の電極を半田バンプ上に載置する。そして、リフロー処理を行い加熱により溶融した半田を半導体素子の電極と半導体素子接続パッドとに溶着させた後、冷却により固着させることで接合する。このとき、導体層とソルダーレジスト層との位置ずれが許容限界内におさまっていない場合、ソルダーレジスト層の開口部内に半導体素子接続パッドを正確に露出できない場合がある。この場合、半導体素子接続パッドとして接合に必要な形状や面積を確保することができなくなり半導体素子の電極と半導体素子接続パッドとの強固な接合が困難になることがある。このため、導体層とソルダーレジスト層との位置ずれが許容限界内であることを確認しておく必要がある。

この確認のために、従来の配線基板においては、例えば次のような検出方法が用いられている。まず、絶縁基板表面に導体層から成る円形の位置決めマークを設ける。さらに、ソルダーレジスト層に位置決めマークに重畳する円形の開口パターンを形成する。導体層とソルダーレジスト層との位置ずれが無いときには、位置決めマークと開口パターンの中心が一致しているとともに、開口パターンが位置決めマークを囲繞するように配置する。さらに、位置決めマークの半径と開口パターンの半径との差を、導体層とソルダーレジスト層との位置ずれの許容限界値となるように形成しておく。これにより、位置決めマークが開口パターン内にある場合は位置ずれの許容限界内であり、位置決めマークの周端部が開口パターンの周端部に重なっている場合は許容限界を超えていると判断できる。

ところで、このような位置決めマークの形成には、周知のサブトラクティブ法が好適に用いられる。具体的には、まず絶縁層に形成された銅箔や銅めっきから成る導体層上に、位置決めマークに対応する所定パターンのエッチングレジストを形成する。次にエッチングレジストから露出する導体層をエッチング除去する。そして最後にエッチングレジストを剥離除去することで位置決めマークが形成される。ところが、エッチングの際に、エッチングレジスト下側の導体層までが過剰にエッチング除去されてしまい、位置決めマークの半径が所定のサイズよりも小さくなる場合がある。この場合、位置決めマークの半径と開口パターンの半径との差が、導体層とソルダーレジスト層との位置ずれの許容限界値よりも大きくなってしまう。このため、上述した位置決めマークの周端部と開口パターンの周端部との位置関係により導体層とソルダーレジスト層との位置ずれを正確に検出することができなくなることがあった。

特開平９−１６２５１０号公報

本発明は、絶縁基板の表面に被着された導体層とソルダーレジスト層との位置ずれを正確に検出することが可能な配線基板を提供することを課題とする。

本発明の配線基板は、表面に導体層が被着された絶縁基板と、絶縁基板の表面に導体層の少なくとも一部を覆うように被着されたソルダーレジスト層とを有し、導体層に設けられた第１の位置決めマークとソルダーレジスト層に設けられた第２の位置決めマークとを重畳させることにより導体層とソルダーレジスト層との位置ずれを検出するようになした配線基板であって、第１の位置決めマークは導体層が第１の幅で円環状に除去された第１の抜きパターンを有するとともに、第２の位置決めマークはソルダーレジスト層が第２の幅で円環状に除去された第２の抜きパターンを有し、第１の幅の中心線で形成される第１の円と第２の幅の中心線で形成される第２の円とが互いに異なる半径であり、導体層とソルダーレジスト層との位置ずれが許容限界にあるときに第１の円と第２の円とが内接するように配置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、絶縁基板表面の導体層に設けられた第１の位置決めマークとソルダーレジスト層に設けられた第２の位置決めマークとを重畳させることにより、導体層とソルダーレジスト層との位置ずれを検出する。ここで、第１の位置決めマークは第１の幅で円環状に除去された第１の抜きパターンを有するとともに、第２の位置決めマークは第２の幅で円環状に除去された第２の抜きパターンを有している。これらの第１の抜きパターンと第２の抜きパターンとはその半径が互いに異なっている。そして、導体層とソルダーレジスト層との位置ずれが許容限界にあるときに、第１の幅の中心線で形成される第１の円と第２の幅の中心線で形成される第２の円とが内接するように配置されている。このように、導体層とソルダーレジスト層との位置ずれの検出を、第１および第２の抜きパターンの第１および第２の幅の中心線を基準として行なうことから、先述のサブトラクティブ法により第１の位置決めマークを形成する導体層が過剰にエッチングされた場合でも、第１の抜きパターンの中心線の位置は影響を受けない。その結果、第１の円と第２の円との半径を所定の大きさに維持できるため、導体層とソルダーレジスト層との位置ずれを安定的に検出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（ａ）および（ｂ）は、本発明の配線基板の実施の形態の一例を示す概略断面図および平面図である。 図２（ａ）および（ｂ）は、図１に示す配線基板の要部拡大平面図である。 図３（ａ）〜（ｄ）は、本発明の配線基板における位置ずれの検出を説明するための概略平面図である。

次に、本発明の実施形態の一例を図１〜図３を基に説明する。図１（ａ）は、図１（ｂ）における、Ａ−Ａ切断線に対応する断面を示している。この図１（ａ）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、導体層２と、ソルダーレジスト層３とを具備している。

絶縁基板１は、例えばガラスクロスにエポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂等の熱硬化性樹脂を含浸させた電気絶縁材料から成る。絶縁基板１は、この例では単層構造であるが、同一または異なる電気絶縁材料から成る複数の絶縁層を多層に積層した多層構造であってもよい。

絶縁基板１は、その上面中央部に半導体素子Ｓが搭載される搭載部１ａを有している。この搭載部１ａは半導体素子Ｓに対応する大きさおよび形状をしている。

絶縁基板１の上面には導体層２が被着されている。このような導体層２は、例えば銅めっきから成り、周知のサブトラクティブ法が好適に用いられる。導体層２の一部は、搭載部１ａにおいて半導体素子接続パッド４用の導体パターンを形成している。

さらに、絶縁基板１および導体層２の上には、導体層２の少なくとも一部を覆うようにしてソルダーレジスト層３が被着されている。ソルダーレジスト層３には、搭載部１ａにおける導体パターンを円形状に露出させる開口部３ａを有している。この開口部３ａ内に露出した導体パターンが半導体素子接続パッド４を形成している。半導体素子接続パッド４は、半導体素子Ｓの電極Ｔに対応するように配置されており、半導体素子Ｓの電極Ｔが半導体素子接続パッド４に半田を介して接続される。なお、ソルダーレジスト層３は、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。

また、導体層２の別の一部は、搭載部１ａの外側において、第１の位置決めマーク５を形成している。第１の位置決めマーク５は、ソルダーレジスト層３の位置ずれの検出に用いられる。第１の位置決めマーク５は、図２（ａ）に示すように、第１の幅５ｗで円環状に除去された第１の抜きパターン５ｐを有している。そして、第１の幅５ｗの中心線で形成される第１の円５ｃの半径をＲ１とする。

また、ソルダーレジスト層３には、第１の位置決めマーク５と重畳する位置に、導体層２とソルダーレジスト層３との位置ずれを検出するために用いられる第２の位置決めマーク６が形成されている。第２の位置決めマーク６は、図２（ｂ）に示すように、第２の幅６ｗで円環状に除去された第２の抜きパターン６ｐを有している。そして、第２の幅６ｗの中心線で形成される第２の円６ｃの半径をＲ２とする。

ここで、導体層２とソルダーレジスト層３との位置ずれを、第１の位置決めマーク５および第２の位置決めマーク６を用いて検出する方法を図３（ａ）〜（ｄ）を用いて説明する。なお、説明の便宜上、第１および第２の抜きパターン５ｐ、６ｐと、第１および第２の円５ｃ、６ｃとを用いて説明する。

まず、図３（ａ）に導体層２とソルダーレジスト層３との位置ずれが無い状態を示す。このとき、第１の円５ｃと第２の円６ｃとはそれぞれの中心が一致しているとともに、第２の円６ｃが第１の円５ｃを囲繞している。さらに、第１の円５ｃの半径Ｒ１と第２の円６ｃの半径Ｒ２との差を、導体層２とソルダーレジスト層３との位置ずれの許容限界値となるように形成しておく。

次に、図３（ｂ）に導体層２とソルダーレジスト層３との位置ずれが許容値内にある状態を示す。このとき、まだ第２の円６ｃが第１の円５ｃを囲繞した状態である。

次に、図３（ｃ）に導体層２とソルダーレジスト層３との位置ずれが許容限界にある状態を示す。このとき、第１の円５ｃと第２の円６ｃとは内接している。

次に、図３（ｄ）に導体層２とソルダーレジスト層３との位置ずれが許容値外にある状態を示す。このとき、第１の円５ｃと第２の円６ｃとが交錯した状態である。なお、上述のような、第１の円５ｃと第２の円６ｃとの位置関係をより正確に検出するため、第１の幅５ｗよりも、第２の幅６ｗを大きく形成しておくことが好ましい。

このように、本発明の配線基板１０においては、第１の抜きパターン５ｐが有する第１の幅５ｗの中心線で形成される第１の円５ｃと、第２の抜きパターン６ｐが有する第２の幅６ｗの中心線で形成される第２の円６ｃとの位置関係を利用して導体層２とソルダーレジスト層３との位置ずれを検出する。これにより、第１の位置決めマーク５を形成する導体層が過剰にエッチングされた場合でも、第１の抜きパターン５ｐの中心線の位置は影響を受けないことから、第１の円５ｃと第２の円６ｃとの半径Ｒ１，Ｒ２を所定の大きさに維持できるため、導体層２とソルダーレジスト層３との位置ずれを安定的に検出することができる配線基板１０を提供することができる。

１ 絶縁基板
２ 導体層
３ ソルダーレジスト層
５ 第１の位置決めマーク
５ｃ 第１の円
５ｐ 第１の抜きパターン
５ｗ 第１の幅
６ 第２の位置決めマーク
６ｃ 第２の円
６ｐ 第２の抜きパターン
６ｗ 第２の幅
１０ 配線基板

Claims (2)

1. 表面に導体層が被着された絶縁基板と、前記絶縁基板の表面に前記導体層の少なくとも一部を覆うように被着されたソルダーレジスト層とを有し、前記導体層に設けられた第１の位置決めマークと前記ソルダーレジスト層に設けられた第２の位置決めマークとを重畳させることにより前記導体層と前記ソルダーレジスト層との位置ずれを検出するようになした配線基板であって、前記第１の位置決めマークは前記導体層が第１の幅で円環状に除去された第１の抜きパターンを有するとともに、前記第２の位置決めマークは前記ソルダーレジスト層が第２の幅で円環状に除去された第２の抜きパターンを有し、前記第１の幅の中心線で形成される第１の円と前記第２の幅の中心線で形成される第２の円とが互いに異なる半径であり、前記導体層と前記ソルダーレジスト層との位置ずれが許容限界にあるときに前記第１の円と第２の円とが内接するように配置されていることを特徴とする配線基板。
2. 前記第１の幅が前記第２の幅よりも狭いことを特徴とする請求項１記載の配線基板。

Images