JP5971728B2 - Wiring substrate manufacturing method and semiconductor device manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、配線基板の製造方法および半導体装置の製造方法に関する。 FIELD Embodiments described herein relate generally to a wiring board manufacturing method and a semiconductor device manufacturing method.
半導体装置には、ガラスエポキシ樹脂を主成分とする配線基板上にダイアタッチメントフィルム(DAF)により複数枚の半導体チップを積層し、モールド樹脂で封止したものがある。近年、半導体装置の小型化、薄型化が進んでいる。半導体装置を薄型化する場合、半導体装置を構成する配線基板、半導体チップ、DAF及びモールド樹脂等の熱膨張係数、弾性率等の違いにより半導体装置に反りが生じる。 Some semiconductor devices are obtained by laminating a plurality of semiconductor chips with a die attachment film (DAF) on a wiring substrate containing glass epoxy resin as a main component and sealing with a mold resin. In recent years, semiconductor devices are becoming smaller and thinner. When a semiconductor device is thinned, the semiconductor device is warped due to a difference in thermal expansion coefficient, elastic modulus, and the like of a wiring board, a semiconductor chip, a DAF, and a mold resin that constitute the semiconductor device.
半導体装置に大きな反りが生じると、半導体装置を搭載する実装基板(例えば、マザーボード等)に半田付けする際に接続が難しくなる。また、反りにより半導体装置の反りを含んだ厚みが規格から外れるおそれがある。そこで、半導体装置の反りを低減するため、配線基板の剛性を高くすることが提案されている。この配線基板では、表面に積層されているソルダーレジスト層に高い剛性のものを使用することで、配線基板の剛性を高くすることが提案されている。 When a large warp occurs in the semiconductor device, connection becomes difficult when soldering to a mounting board (for example, a mother board) on which the semiconductor device is mounted. Further, the thickness including the warp of the semiconductor device may be out of the standard due to the warp. In order to reduce the warpage of the semiconductor device, it has been proposed to increase the rigidity of the wiring board. In this wiring board, it has been proposed to increase the rigidity of the wiring board by using a highly rigid solder resist layer laminated on the surface.
しかしながら、ソルダーレジスト層の剛性が高いと、ソルダーレジスト層に配線パターンを露出させる開口の形成が難しくなる。具体的には、ソルダーレジスト層に開口を形成する際に、配線パターンが過剰にエッチングされ、ボンディングワイヤや半田ボールとの接合強度が不足するおそれがある。また、開口の形成に必要な時間が長くなったり、開口形状や寸法にばらつきが生じたりするおそれがある。さらに、開口形状や寸法にばらつきが生じると、配線基板の裏面(半導体チップを実装しない側)に形成する半田ボールの大きさ(直径)や位置、高さにばらつきが生じるおそれがある。 However, when the rigidity of the solder resist layer is high, it becomes difficult to form an opening that exposes the wiring pattern in the solder resist layer. Specifically, when the opening is formed in the solder resist layer, the wiring pattern is excessively etched, and the bonding strength with the bonding wire or the solder ball may be insufficient. Moreover, there is a possibility that the time required for forming the opening becomes long, and variation in the opening shape and size may occur. Furthermore, if the opening shape and dimensions vary, the size (diameter), position, and height of solder balls formed on the back surface (side on which the semiconductor chip is not mounted) of the wiring board may vary.
本発明が解決しようとする課題は、ソルダーレジスト層に開口を容易に形成できる配線基板の製造方法および半導体装置の製造方法を提供することにある。 The problem to be solved by the present invention is to provide a method for manufacturing a wiring board and a method for manufacturing a semiconductor device, in which an opening can be easily formed in a solder resist layer.
実施形態に係る配線基板の製造方法は、絶縁層上に接続端子及び配線を有する配線層を形成する工程と、前記配線層の接続端子上に第1のマスク層を積層する工程と、前記配線層上及び前記第1のマスク層上にソルダーレジスト層を積層する工程と、前記ソルダーレジスト層を前記第1のマスク層の表面が露出するまでエッチングする工程と、前記エッチングにより露出した前記第1のマスク層を除去する工程とを具備し、前記ソルダーレジスト層をエッチングする工程の前に、前記ソルダーレジスト層上に第2のマスク層を積層する工程と、前記第2のマスク層の前記第1のマスク層上に位置する領域に開口を形成する工程とを有し、開口が形成された前記第2のマスク層をマスクとして前記ソルダーレジスト層をエッチングする。 A method of manufacturing a wiring board according to an embodiment includes a step of forming a wiring layer having a connection terminal and a wiring on an insulating layer, a step of laminating a first mask layer on the connection terminal of the wiring layer, and the wiring Laminating a solder resist layer on the layer and on the first mask layer, etching the solder resist layer until the surface of the first mask layer is exposed, and the first exposed by the etching. And a step of laminating a second mask layer on the solder resist layer before the step of etching the solder resist layer, and the step of removing the mask layer of the second mask layer. Forming an opening in a region located on one mask layer, and etching the solder resist layer using the second mask layer having the opening as a mask.
以下、半導体装置の製造方法および半導体造装置の一実施形態について、図1ないし図9を参照して説明する。尚、各実施形態において、実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。但し、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なる。説明中の上下等の方向を示す用語は、後述する半導体チップの実装側を上とした場合の相対的な方向を指し示し、重力加速度方向を基準とした現実の方向と異なる場合がある。 A semiconductor device manufacturing method and a semiconductor manufacturing apparatus according to an embodiment will be described below with reference to FIGS. In each embodiment, substantially the same components are assigned the same reference numerals, and description thereof is omitted. However, the drawings are schematic, and the relationship between the thickness and the planar dimensions, the ratio of the thickness of each layer, and the like are different from the actual ones. The term indicating the direction such as up and down in the description indicates the relative direction when the semiconductor chip mounting side described later is up, and may be different from the actual direction based on the gravitational acceleration direction.
(実施形態)
図1は、実施形態に係る半導体装置600の断面図である。半導体装置600は、配線基板100、複数枚の半導体チップ200、半導体チップ200を接着するダイアタッチメントフィルム(DAF)300、配線基板100及び半導体チップ200を接続するボンディングワイヤ400、配線基板100及び半導体チップ200等を封止する封止樹脂500を備える。
(Embodiment)
FIG. 1 is a cross-sectional view of a
配線基板100の裏面側には、半導体装置600を実装する基板(例えば、マザーボード等)との接続端子(不図示)上に半田ボールBが設けられている。半導体装置600をマザーボード等に実装する際は、配線基板100の半田ボールBをリフローすることで、配線基板100が半導体装置600を実装する基板(例えば、マザーボード等)の接続端子に電気的に接続される。
On the back side of the
図2は、実施形態に係る配線基板100を示す図である。図2(a)は、配線基板100の平面図(表面)、図2(b)は、配線基板100の平面図(裏面)、図2(c)は、配線基板100の断面図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating the
配線基板100は、コア基板110、配線層120,130、ソルダーレジスト層140,150を備える。コア基板110には、剛性の高い絶縁性材料、例えば、ガラスエポキシ樹脂等を用いる。配線層120は、配線パターンであり、半導体チップ200との接続端子120aと、この接続端子120aと接続される配線(不図示)とを有する。
The
配線層130は、配線パターンであり、半導体装置600が実装される基板との接続端子(接続パッド)130aと、この接続端子130aと接続される配線(不図示)とを有する。配線層120,130には、電気伝導性に優れる材料、例えば、銅やアルミニウムを用いる。
The
ソルダーレジスト層140は、フィルム状のソルダーレジストを配線層120の表面上に積層されている。ソルダーレジスト層140は、配線層120の配線を覆うとともに、接続端子120aを露出させる開口140aを有する。ソルダーレジスト層140の開口140aは、同一開口内に複数の接続端子120aを配置するNSMD(ノン・ソルダー・マスク・ディファインド)形状となっている。
The
ソルダーレジスト層150は、フィルム状のソルダーレジストを配線層130の表面上に積層されている。ソルダーレジスト層150は、配線層130の配線を覆うとともに、接続端子130aを露出させる開口150aを有する。ソルダーレジスト層150の開口150aは、同一開口内に一つの接続端子130aを配置するSMD(ソルダー・マスク・ディファインド)形状となっている。
The
図3〜図9は、配線基板100の製造工程図である。以下、図3〜図9を参照して、配線基板100の製造工程について説明するが、図1,図2で説明した構成と同じ構成には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。
3 to 9 are manufacturing process diagrams of the
初めに、コア基板110上に配線層120,130を形成する。コア基板110の表面側(半導体チップが実装される側)には、接続端子120aと、この接続端子120aと接続される配線120bとを有する配線層120が形成される(図3(a)参照)。また、コア基板110の裏面側(マザーボード等を接続される側)には、接続端子130aと、この接続端子130aと接続される配線130bとを有する配線層130が形成される(図3(b)参照)。
First, the
次に、表面側の配線層120の接続端子120a上に樹脂層M11(第1のマスク層)を積層する(図4(a)参照)。また、裏面側の配線層130の接続端子130a(露出予定領域)上に樹脂層M12(第1のマスク層)を積層する(図4(b)参照)。樹脂層M11,M12は、薬液による洗浄で容易に除去できる材料であることが好ましい。樹脂層M11,M12は、例えば、感光性レジストである。この実施形態では、接続端子120a,130a上に樹脂層M11,M12を積層しているが、後述するソルダーレジスト層140,150の開口予定領域であれば、他の領域に樹脂層M11,M12を積層していてもよい。
Next, a resin layer M11 (first mask layer) is laminated on the
次に、表面側の配線層120及び樹脂層M11上にソルダーレジスト層140を積層する(図5(a)参照)。また、裏面側の配線層130及び樹脂層M12上に、ソルダーレジスト層150を積層する(図5(b)参照)。ソルダーレジスト層140,150は、フィルム状のソルダーレジストを貼り付けてもよいし、液状のソルダーレジストをロールコート法により塗布してもよい。
Next, the
なお、ソルダーレジスト層140,150は、各々樹脂層M11,M12よりも厚いことが好ましい。また、半導体装置600に生じる反りには、ソルダーレジスト層140,150の熱膨張係数、弾性率も影響する。このため、ソルダーレジスト層140,150には、できる限り剛性の高い材質のソルダーレジストを使用することが好ましい。
The solder resist
図6に、図5(a)の線分X−Xにおける断面を示す。この実施形態では、接続端子120a,130a上に樹脂層M11,M12を積層した後、配線層120,130上にソルダーレジスト層140,150を積層している。ソルダーレジストは、塗布する際や貼り付ける際は、まだ硬化していないため、配線層120,130や樹脂層M11,M12による凹凸を吸収して、図6に示すように樹脂層M11,M12とは反対側の表面(露出側の面)が樹脂層M11,M12側の裏面に比べてより平坦となる。
FIG. 6 shows a cross section taken along line XX in FIG. In this embodiment, the resin layers M11 and M12 are stacked on the
このため、図6に示すように、接続端子120a,130a上のソルダーレジスト層140,150は、樹脂層M11,M12の厚み分だけ他の領域よりも薄くなる。そして、薄くなった分だけ、ソルダーレジスト層140,150のエッチング量が少なくなるので、ソルダーレジスト層140,150に容易に開口を形成することができる。
For this reason, as shown in FIG. 6, the solder resist
次に、表面に積層されたソルダーレジスト層140上に樹脂層M21(第2のマスク層)を積層し、樹脂層M11上に位置する領域にソルダーレジスト層140を露出させる開口A1を形成する(図7(a)参照)。また、裏面に積層されたソルダーレジスト層150上に樹脂層M22(第2のマスク層)を積層し、樹脂層M12上に位置する領域にソルダーレジスト層150を露出させる開口A2を形成する(図7(b)参照)。
Next, the resin layer M21 (second mask layer) is laminated on the solder resist
樹脂層M11,M12と、樹脂層M21,22に形成する開口A1,A2との位置ずれを考慮し、樹脂層M21,M22に形成する開口A1,A2は、対応する樹脂層M11,M12よりも一回り(例えば、数μm〜数十μm程度)大きく形成することが好ましい。さらに、樹脂層M21,M22に形成する開口A1,A2が、対応する樹脂層M11,M12よりも小さいと、開口140a,150aにおけるソルダーレジスト層140,150の断面形状が、開口140a,150aの下側よりも上側がせり出した逆テーパー形状となる。このため、開口140a,150a内に半田ボールBを設ける際に、開口140a,150a内に気泡が残る可能性を考慮すると、樹脂層M21,M22に形成する開口A1,A2は、対応する樹脂層M11,M12よりも一回り大きく形成することが、より好ましい。
Considering the positional deviation between the resin layers M11 and M12 and the openings A1 and A2 formed in the resin layers M21 and 22, the openings A1 and A2 formed in the resin layers M21 and M22 are more than the corresponding resin layers M11 and M12. It is preferable to form it one size larger (for example, about several μm to several tens of μm). Furthermore, if the openings A1 and A2 formed in the resin layers M21 and M22 are smaller than the corresponding resin layers M11 and M12, the cross-sectional shapes of the solder resist
また、樹脂層M11,M12と同様に、樹脂層M21,M22は、薬液による洗浄で容易に除去できる材料であることが好ましい。樹脂層M21,M22は、樹脂層M11,M12と同じ材料であることがより好ましい。樹脂層M11,M12及び樹脂層M21,M22を同じ工程で除去できるためである。 Similarly to the resin layers M11 and M12, the resin layers M21 and M22 are preferably made of a material that can be easily removed by cleaning with a chemical solution. The resin layers M21 and M22 are more preferably made of the same material as the resin layers M11 and M12. This is because the resin layers M11 and M12 and the resin layers M21 and M22 can be removed in the same process.
次に、開口A1が形成された樹脂層M21をマスクとして、ソルダーレジスト層140を樹脂層M11の表面が露出するまでエッチングする(図8(a)参照)。また、開口A2が形成された樹脂層M22をマスクとして、ソルダーレジスト層150を樹脂層M12の表面が露出するまでエッチングする(図8(b)参照)。
Next, the solder resist
ソルダーレジスト層140,150のエッチングには、例えば、ウェットブラスト加工を使用することができる。ウェットブラスト加工とは、砥粒と液体を混ぜたスラリーを高速で対象物に噴射し、対象物をエッチングする加工方法のことである。ウェットブラスト加工を使用することで、剛性の高いソルダーレジスト層140,150のエッチング加工が容易となる。
For example, wet blasting can be used for etching the solder resist
次に、ソルダーレジスト層140上に積層されている樹脂層M21及び接続端子120aを被覆している樹脂層M11を剥離剤等を用いて除去する(図9(a)参照)。同様にして、ソルダーレジスト層150上に積層されている樹脂層M22及び接続端子130aを被覆している樹脂層M21を剥離剤等を用いて除去する(図9(b)参照)。なお、樹脂層M11,12を剥離した後、接続端子120a,130aに金やニッケル、パラジウム等を用いた耐腐食性を有する膜のめっきを施してもよい。
Next, the resin layer M21 laminated on the solder resist
以上のように、実施形態に係る配線基板100の製造方法は、配線層120,130の接続端子120a,130a上に樹脂層M11,M12(第1の樹脂層)を積層した後、ソルダーレジスト層140,150を積層しているので、樹脂層M11,M12の分だけ、ソルダーレジスト層140,150の厚みを選択的に薄くできる。このため、接続端子120a,130aを露出させる開口140a,150aをソルダーレジスト層140,150に形成する際に必要なエッチング量が少なくなる。
As described above, in the method for manufacturing the
このため、ソルダーレジスト層140,150に容易に開口140a,150aを形成することができる。その結果、ソルダーレジスト層140,150に開口140a,150aを形成する際に、配線層120,130の接続端子120a,130aが過剰にエッチングされ、ボンディングワイヤや半田ボールとの接合強度が不足するおそれを低減できる。ソルダーレジスト層140,150の開口140a,150aの形成に必要な時間を短縮することができる。ソルダーレジスト層140,150の開口140a,150aの形状や寸法にばらつきが生じるおそれを低減できる。このため、接続端子130aに形成する半田ボールの大きさ(直径)や位置、高さにばらつきが生じるおそれを低減できる。
Therefore, the
(実施形態の変形例)
次に、実施形態の変形例に係る配線基板の製造方法について説明する。なお、図5までの製造工程は、実施形態に係る配線基板の製造方法と同じであるため、図5までの製造工程については説明したものとする。また、図1〜図9を参照して説明した構成と同一の構成には同一の符号を付して重複する説明を省略する。
(Modification of the embodiment)
Next, a method for manufacturing a wiring board according to a modification of the embodiment will be described. Since the manufacturing process up to FIG. 5 is the same as the manufacturing method of the wiring board according to the embodiment, the manufacturing process up to FIG. 5 has been described. Further, the same components as those described with reference to FIGS. 1 to 9 are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
次に、表面側に積層されたソルダーレジスト層140を、樹脂層M11の表面が露出するまでエッチングする(図10(a)参照)。また、裏面に積層されたソルダーレジスト層150を樹脂層M12の表面が露出するまでエッチングする(図10(b)参照)。ソルダーレジスト層140,150のエッチングには、上記実施形態と同様に、ウェットブラスト加工を使用することができる。
Next, the solder resist
次に、接続端子120aを被覆している樹脂層M11を剥離剤等を用いて除去する(図11(a)参照)。同様にして、接続端子130aを被覆している樹脂層M21を剥離剤等を用いて除去する(図11(b)参照)。なお、樹脂層M11,12を剥離した後、接続端子120a,130aに金めっきを施してもよい。
Next, the resin layer M11 covering the
以上のように、実施形態の変形例に係る配線基板の製造方法は、ソルダーレジスト層140,150上に樹脂層M21,M22を設けることなくエッチングしている。このため、ソルダーレジスト層140,150上にマスクとなる樹脂層M21,M22を設ける工程を省略することができ、配線基板の生産性が向上する。その他の効果は、実施形態に係る配線基板100の製造方法と同じである。
As described above, in the method for manufacturing a wiring board according to the modification of the embodiment, etching is performed without providing the resin layers M21 and M22 on the solder resist
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、各実施形態に示した構成、各種条件に限定されることはなく、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although some embodiments of the present invention have been described, the present invention is not limited to the configurations and various conditions shown in each embodiment, and these embodiments are presented as examples and limit the scope of the invention. Not intended to do. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
100…配線基板、110…コア基板、120,130…配線層、120a,130a…接続端子、120b,130b…配線、140,150…ソルダーレジスト層、140a,150a…開口、200…半導体チップ、300…ダイアタッチメントフィルム(DAF)、400…ボンディングワイヤ、500…封止樹脂、600…半導体装置、A1,A2…開口、B…半田ボール、M11,M12…樹脂層、M21,M22…樹脂層。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記配線層の接続端子上に第1のマスク層を積層する工程と、
前記配線層上及び前記第1のマスク層上にソルダーレジスト層を積層する工程と、
前記ソルダーレジスト層を前記第1のマスク層の表面が露出するまでエッチングする工程と、
前記エッチングにより露出した前記第1のマスク層を除去する工程と
を具備し、
前記ソルダーレジスト層をエッチングする工程の前に、
前記ソルダーレジスト層上に第2のマスク層を積層する工程と、
前記第2のマスク層の前記第1のマスク層上に位置する領域に開口を形成する工程と
を有し、
開口が形成された前記第2のマスク層をマスクとして前記ソルダーレジスト層をエッチングする、配線基板の製造方法。 Forming a wiring layer having connection terminals and wiring on the insulating layer;
Laminating a first mask layer on the connection terminal of the wiring layer;
Laminating a solder resist layer on the wiring layer and on the first mask layer;
Etching the solder resist layer until the surface of the first mask layer is exposed;
Removing the first mask layer exposed by the etching;
Comprising
Before the step of etching the solder resist layer,
Laminating a second mask layer on the solder resist layer;
Forming an opening in a region located on the first mask layer of the second mask layer,
Opening etching the solder resist layer using the second mask layer formed as a mask, the manufacturing method of the wiring substrate.
前記配線層の接続端子上に第1のマスク層を積層する工程と、
前記配線層上及び前記第1のマスク層上にソルダーレジスト層を積層する工程と、
前記ソルダーレジスト層を前記第1のマスク層の表面が露出するまでエッチングする工程と、
前記エッチングにより露出した前記第1のマスク層を除去する工程と、
前記ソルダーレジスト層上に半導体チップを設ける工程と、
前記半導体チップと前記第1のマスク層が除去されて露出した前記接続端子とをボンディングワイヤを用いて接続する工程と、
前記半導体チップ、前記接続端子および前記ボンディングワイヤを、封止樹脂を用いて封止する工程と
を具備し、
前記ソルダーレジスト層をエッチングする工程の前に、
前記ソルダーレジスト層上に第2のマスク層を積層する工程と、
前記第2のマスク層の前記第1のマスク層上に位置する領域に開口を形成する工程と
を有し、
開口が形成された前記第2のマスク層をマスクとして前記ソルダーレジスト層をエッチングする、半導体装置の製造方法。 Forming a wiring layer having connection terminals and wiring on the insulating layer;
Laminating a first mask layer on the connection terminal of the wiring layer;
Laminating a solder resist layer on the wiring layer and on the first mask layer;
Etching the solder resist layer until the surface of the first mask layer is exposed;
Removing the first mask layer exposed by the etching;
Providing a semiconductor chip on the solder resist layer;
Connecting the semiconductor chip and the connection terminal exposed by removing the first mask layer using a bonding wire;
Sealing the semiconductor chip, the connection terminal and the bonding wire using a sealing resin ,
Before the step of etching the solder resist layer,
Laminating a second mask layer on the solder resist layer;
Forming an opening in a region of the second mask layer located on the first mask layer;
Have
A method of manufacturing a semiconductor device , wherein the solder resist layer is etched using the second mask layer having an opening as a mask .
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