JP6001475B2

JP6001475B2 - 配線基板

Info

Publication number: JP6001475B2
Application number: JP2013039712A
Authority: JP
Inventors: 仁田尾　智広; 智広仁田尾
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2013-02-28
Filing date: 2013-02-28
Publication date: 2016-10-05
Anticipated expiration: 2033-02-28
Also published as: JP2014168006A

Description

本発明は、固体撮像素子等のイメージセンサ素子を搭載するための配線基板に関するものである。

従来、固体撮像素子等のイメージセンサ素子を搭載するための配線基板として、複数の絶縁層と導体層とを交互に多層に積層して成る多層配線基板が用いられている。

図７（ａ）、（ｂ）に従来の配線基板３０を示す。従来の配線基板３０は、複数の絶縁層２１が積層されて成る絶縁基板の表面および絶縁層２１間に配線導体２２を配設して成る。各絶縁層を挟んで上下に位置する配線導体２２同士は、絶縁層２１を貫通する貫通孔２１ａ内に充填された貫通導体２３により所望のもの同士が互いに電気的に接続されている。絶縁層２１は熱硬化性樹脂層中にガラスクロスが埋設された樹脂系絶縁材料からなる。熱硬化性樹脂としてはアリル変性ポリフェニレンエーテル樹脂が好適に使用される。また、配線導体２２は、銅箔から成る。配線導体２２は、転写法により絶縁層２１の表面に埋入されている。貫通導体２３は、導電ペーストの硬化物から成る。さらに最表層の絶縁層２１および配線導体２２の表面には配線導体２２の一部を露出させるソルダーレジスト層２４が形成されている。

配線基板３０の上面は、イメージセンサ素子Ｅを搭載するための搭載面３０ａとなっている。イメージセンサ素子Ｅは、搭載面３０ａ上にエポキシ樹脂等の接着材を介して接着固定される。搭載面３０ａの外側には、イメージセンサ素子Ｅの電極Ｔと電気的に接続されるボンディングパッド２５が配線導体２２の一部により形成されている。イメージセンサ素子Ｅの電極Ｔとボンディングパッド２５とは、ボンディングワイヤ２６により接続される。

配線基板３０の下面は、例えばＣＴスキャン装置等の撮像装置内の回路基板Ｂに実装するための接続面３０ｂとなっている。接続面３０ｂには、回路基板Ｂの実装パッドＭと電気的に接続するための接続パッド２７が配線導体２２の一部により形成されている。これらの接続パッド２７は、絶縁基板２１の内部に配設された配線導体２２および貫通導体２３を介して所望のもの同士が電気的に接続されている。そして、撮像装置内の回路基板Ｂ上に接続面３０ｂを対向させて接続パッド２７と回路基板Ｂの実装パッドＭとを半田を介して接続することによりイメージセンサ素子Ｅを搭載した配線基板３０が回路基板Ｂ上に実装される。

しかしながら、この従来の配線基板３０においては、製造工程上のバラツキにより、図８（ａ）や図８（ｂ）に示すように、配線基板３０の搭載面３０ａが凸面となったり、凹面となったりする反りが発生する場合がある。配線基板３０の搭載面３０ａが凸面となったり、凹面となったりすると、搭載面３０ａにイメージセンサ素子Ｅを常に安定して搭載することが困難となる。

そこで、特開平７−６６３７７号公報には、リニアセンサチップを載置するダイボンディング部の表面形状を凹型反り状とした固体撮像装置が提案されている。リニアセンサチップを載置するダイボンディング部の表面形状を凹型反り状とすることにより、チップを常に安定して搭載することができる。ダイボンディング部の表面形状を凹型反り状とするには、ダイボンディング部の表面両端部に印刷パターンを形成して段差をつける方法や、ダイボンディング部の表面を中央が凹むように研磨する方法や、セラミックグリーンシートの中央部を浮かして焼成することにより自重により凹ませる方法等が例示されている。

しかしながら、ダイボンディング部の表面両端部に印刷パターンを形成して段差をつける方法や、ダイボンディング部の表面を中央が凹むように研磨する方法は、工程が煩雑となる。また、セラミックグリーンシートの中央部を浮かして焼成することにより自重により凹ませる方法は、上述した配線基板３０のような有機材料系の配線基板には適用することが困難である。

特開平７−６６３７７号公報

本発明は、イメージセンサ素子を搭載する有機材料系の配線基板において、イメージセンサ素子が搭載される搭載面を凹面形状とし、イメージセンサ素子を搭載面に安定して搭載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、熱硬化性樹脂成分を含む樹脂系絶縁材料から成る絶縁層と、金属箔から成る配線導体とが交互に複数層積層されているとともに、前記絶縁層を挟んで上下に位置する前記配線導体同士が、前記絶縁層を貫通する貫通孔内に充填された導電ペーストの硬化物から成る貫通導体で接続されており、上面にイメージセンサ素子が搭載される長方形の搭載面を有する配線基板であって、最上層の前記配線導体は、前記搭載面の長手方向の中央部に対応する領域での配置密度が前記搭載面の長手方向の両端部に対応する領域での配置密度よりも低くなっており、最上層の前記絶縁層における前記熱硬化性樹脂成分が最上層の前記配線導体の側面間に浸入して前記搭載面が凹面形状となっ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、最上層の絶縁層に形成された配線導体は、イメージセンサ素子が搭載される搭載面の長手方向の中央部に対応する領域での配置密度が搭載面の長手方向の両端部に対応する領域での配置密度よりも低くなっており、さらに最上層の絶縁層における熱硬化性樹脂成分が最上層の配線導体の側面間に浸入して搭載面が凹面形状となっている。したがって、最上層の配線導体の配置密度を搭載面の長手方向の中央部に対応する領域と両端部に対応する領域とで異ならせるだけで、２つの領域における配線導体の側面間に浸入する熱硬化樹脂成分量の違いにより搭載面を凹面とすることができる。その結果、極めて簡便な構造および方法によりイメージセンサ素子が搭載される搭載面を凹面形状とし、イメージセンサ素子を搭載面に安定して搭載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）は、本発明の配線基板の実施形態の一例を示す垂直方向の断面図であり、図１（ｂ）は、その上面図である。図２は、図１に示す配線基板における最上層の配線導体の上面図である。図３は、図１に示す配線基板の製造方法を説明するための垂直方向の断面図である。図４（ａ）〜（ｄ）は、図１に示す配線基板の製造方法を説明するための垂直方向の断面図である。図５（ａ）〜（ｄ）は、図１に示す配線基板の製造方法を説明するための垂直方向の断面図である。図６（ａ），（ｂ）は、図１に示す配線基板の製造方法を説明するための垂直方向の断面図である。図７（ａ）は、従来の配線基板を示す垂直方向の断面図であり、図７（ｂ）は、その上面図である。図８は、従来の配線基板の問題点を説明するための垂直方向の断面図である。

次に、本発明の配線基板における実施形態の一例を図１を基に説明する。本例の配線基板１０は、複数の絶縁層１が積層されて成る絶縁基板の表面および絶縁層１の間に配線導体２を配設して成る。各絶縁層１を挟んで上下に位置する配線導体２同士は、絶縁層１を貫通する貫通孔１ａ内に充填された貫通導体３により所望のもの同士が互いに電気的に接続されている。

絶縁層１は熱硬化性樹脂層中にガラスクロスが埋設された樹脂系絶縁材料からなる。熱硬化性樹脂としてはアリル変性ポリフェニレンエーテル樹脂が好適に使用される。また、配線導体２は、銅箔から成る。配線導体２は、転写法により絶縁層１の表面に埋入されている。貫通導体３は、導電ペーストの硬化物から成る。さらに最表層の絶縁層１および配線導体２の表面には配線導体２の一部を露出させるソルダーレジスト層４が形成されている。

配線基板１０の上面は、イメージセンサ素子Ｅを搭載するための搭載面１０ａとなっている。なお、ここでいう搭載面１０ａは、イメージセンサ素子Ｅが搭載される領域を意味し、イメージセンサ素子Ｅの下面に相当する長方形の領域である。イメージセンサ素子Ｅは、搭載面１０ａ上にエポキシ樹脂等の接着材を介して接着固定される。搭載面１０ａの外側には、イメージセンサ素子Ｅの電極Ｔと電気的に接続されるボンディングパッド５が配線導体２の一部により形成されている。イメージセンサ素子Ｅの電極Ｔとボンディングパッド５とは、ボンディングワイヤ６により接続される。

配線基板１０の下面は、例えばＣＴスキャン装置等の撮像装置内の回路基板Ｂに実装するための接続面１０ｂとなっている。接続面１０ｂには、回路基板Ｂの実装パッドＭと電気的に接続するための接続パッド７が配線導体２の一部により形成されている。これらの接続パッド７は、絶縁基板１の内部に配設された配線導体２および貫通導体３を介して所望のもの同士が電気的に接続されている。そして、撮像装置内の回路基板Ｂ上に接続面１０ｂを対向させて接続パッド７と回路基板Ｂの実装パッドＭとを半田を介して接続することによりイメージセンサ素子Ｅを搭載した配線基板１０が回路基板Ｂ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に示すように、最上層の配線導体２は、搭載面１０ａに対応する領域内に開口部Ａ１，Ａ２，Ａ３を有している。開口部Ａ１，Ａ２，Ａ３は、それぞれ異なった大きさをしている。開口部Ａ１の面積が最も大きく、開口部Ａ３の面積が最も小さい。開口部Ａ２は、開口部Ａ１とＡ３との中間の面積である。これにより、最上層の配線導体２は、搭載面１０ａの長手方向の中央部に対応する領域での配置密度が搭載面１０ａの長手方向の両端部に対応する領域での配置密度よりも低くなっている。そのため、最上層の絶縁層１における熱硬化性樹脂成分が最上層の配線導体２の開口部Ａ１，Ａ２，Ａ３の側面間に浸入して搭載面１０ａが凹面形状となっている。

このように本例の配線基板１０においては、最上層の配線導体２は、イメージセンサ素子Ｅが搭載される搭載面１０ａの長手方向の中央部に対応する領域での配置密度が搭載面１０ａの長手方向の両端部に対応する領域での配置密度よりも低くなっており、さらに最上層の絶縁層１における熱硬化性樹脂成分が最上層の配線導体２に形成された開口部Ａ１，Ａ２，Ａ３の側面間に浸入して搭載面１０ａが凹面形状となっていることから、最上層の配線導体の配置密度を搭載面１０ａの長手方向の中央部に対応する領域と両端部に対応する領域とで異ならせるだけで、２つの領域における貫通孔１ａ内に浸入する熱硬化樹脂成分量の違いにより搭載面１０ａを凹面とすることができる。したがって、極めて簡便な構造および方法によりイメージセンサ素子Ｅが搭載される搭載面１０ａを凹面形状とし、イメージセンサ素子Ｅを搭載面１０ａに安定して搭載することが可能な配線基板１０を提供することができる。

このような配線基板１０の製造方法を、図３〜図６を基に説明する。まず、図３に示すように、絶縁層１用のプリプレグ１Ｐと配線導体２用の転写シート２Ｐとを準備する。プリプレグ１Ｐは、未硬化の熱硬化性樹脂シートの内部に複数枚のガラスクロスが埋設されているものを用いる。プリプレグ１Ｐには貫通孔１ａを設けておき、貫通孔１ａ内には貫通導体３用の導体ペースト３Ｐを充填しておく。各プリプレグ１Ｐの厚みは１００〜２００μｍ程度とする。貫通孔１ａの直径は５０〜２００μｍ程度とする。貫通孔１ａの形成にはレーザ加工を用いる。導体ペースト３Ｐには、例えば錫−銀−ビスマス−銅合金等の低融点金属の金属粉末を含んだものを用いる。他方、転写シート２Ｐは、ポリエチレンテレフタレート等の樹脂フィルム２ａの一方の面に配線導体２が剥離可能に貼着されているものを用いる。配線導体２は、樹脂フィルム２ａの一方の面の全面に銅箔を貼着するとともに、その銅箔をサブトラクティブ法により所定パターンにエッチングすることにより形成される。樹脂フィルム２ａの厚みは１０〜５０μｍ程度とする。配線導体２２の厚みは、５〜２５μｍ程度とする。

次に、図４（ａ）に示すように、配線基板１０の厚み方向の中央に位置する絶縁層１用のプリプレグ１Ｐの上下面に、その上下面に埋設される配線導体２を有する転写シート２Ｐを配置するとともに、図４（ｂ）に示すように、これらを上下に重ねて位置合わせした後、上下からプレスすることにより、図４（ｃ）に示すように、プリプレグ１Ｐの上下面に配線導体２を埋入し、しかる後、図４（ｄ）に示すように、樹脂フィルム２ａを剥離除去してプリプレグ１Ｐの上下面に配線導体２を転写することにより１回目の転写工程を行う。

次に、図５（ａ）に示すように、１回目の転写工程が終了したプリプレグ１Ｐと配線導体２との積層体の上下面に次層のプリプレグ１ａおよび次層の転写シート２Ｐを配置するとともに、図５（ｂ）に示すように、これらを上下に重ねて位置合わせした後、上下からプレスすることにより、図５（ｃ）に示すように、互いに積層するとともに次層のプリプレグ１Ｐの上下面に次層の配線導体２を埋入し、しかる後、図５（ｄ）に示すように、樹脂フィルム２ａを剥離除去して次層のプリプレ１Ｐの上下面に次層の配線導体２を転写することにより２回目の転写工程を行う。

さらに、同様にして次層のプリプレグ１Ｐおよび次層の配線導体２を積層する工程を必要回数繰り返すことにより、図６に示すように、必要な層数のプリプレグ１Ｐと配線導体２とが積層された積層体を得る。このとき、各プリプレグ１Ｐにおける熱硬化樹脂成分が、それぞれのプリプレグ１Ｐに積層された配線導体２の側面間に浸入する。そして最上層の絶縁層１ａにおける搭載部１０ａの長手方向の中央部に対応する領域では、配線導体２の配置密度が搭載部１０ａの長手方向の両端部に対応する領域の配線導体２の配置密度よりも低いことから、より多くの樹脂成分が配線導体２の側面間に浸入する。その結果、搭載面１０ａの長手方向の中央部がより大きく凹んだ凹面が形成される。次に、この積層体を上下からプレスしながら加熱してプリプレグ１Ｐおよび導体ペースト３Ｐを熱硬化させ、最後に上下面にソルダーレジスト層４を形成することにより図１に示す配線基板１０が完成する。

１絶縁層
１ａ貫通孔
２配線導体
３貫通導体
３Ｐ導電ペースト
１０配線基板
１０ａ搭載面
Ｅイメージセンサ素子

Claims

熱硬化性樹脂成分を含む樹脂系絶縁材料から成る絶縁層と、金属箔から成る配線導体とが交互に複数層積層されているとともに、前記絶縁層を挟んで上下に位置する前記配線導体同士が、前記絶縁層を貫通する貫通孔内に充填された導電ペーストの硬化物から成る貫通導体で接続されており、上面にイメージセンサ素子が搭載される長方形の搭載面を有する配線基板であって、最上層の前記配線導体は、前記搭載面の長手方向の中央部に対応する領域での配置密度が前記搭載面の長手方向の両端部に対応する領域での配置密度よりも低くなっており、最上層の前記絶縁層における前記熱硬化性樹脂成分が最上層の前記配線導体の側面間に浸入して前記搭載面が凹面形状となっていることを特徴とする配線基板。