JP6711695B2 - Wiring board manufacturing method - Google Patents
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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の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method for manufacturing a wiring board used for mounting a semiconductor element.
従来、下面外周部に電極端子がペリフェラル配置された半導体素子をフリップチップ接続により搭載する配線基板が知られている。このような配線基板における要部を図9に示す。 2. Description of the Related Art Conventionally, there is known a wiring board on which a semiconductor element having electrode terminals peripherally arranged on the outer periphery of a lower surface is mounted by flip-chip connection. FIG. 9 shows a main part of such a wiring board.
図9に示すように、従来の配線基板200は、絶縁基板21上に半導体素子接続用の複数の帯状配線導体26とソルダーレジスト23とを有している。
As shown in FIG. 9, a
帯状配線導体26は、それぞれ厚みが10〜20μm程度、幅が10〜20μm程度であり、互いに10〜30μm程度の間隔で並設されている。各帯状配線導体26は、その一部に半導体素子接続パッド27を有している。各半導体素子接続パッド27は、互いに隣接する帯状配線導体26同士で互いに横に並ばないように千鳥状に配置されている。
The strip-
ソルダーレジスト23は、半導体素子接続パッド27を、その周囲の絶縁基板21上面の一部とともに個別に露出させる開口29を有しており、帯状配線導体26の残余の部分を被覆している。
The
そして、この配線基板200においては、半導体素子Sの電極端子Tを半導体素子接続パッド27上に当接させるとともに、両者を例えば半田等の導電性接合材を介して接合することにより半導体素子Sの電極端子Tと帯状配線導体26とが電気的に接続される。
Then, in this
なお、ソルダーレジスト23から露出する半導体素子接続パッド27の表面には半田濡れ性に優れるめっき金属層(不図示)が1〜2μmの厚みに予め被着されている。
The surface of the semiconductor
ここで、このような配線基板200の形成方法について、図10(a)、(b)〜図15(a)、(b)を参照して説明する。なお、これらの図において、各図の(a)は要部概略上面図であり、各図の(b)は各図の(a)のA−A切断線における要部概略断面図である。
Here, a method of forming such a
まず、図10(a)、(b)に示すように、絶縁基板21の上面に帯状配線導体26を形成する。帯状配線導体26は、その一部に半導体素子接続パッド17となる領域を有している。
First, as shown in FIGS. 10A and 10B, the strip-
次に、図11(a)、(b)に示すように、帯状配線導体26の上面および側面を粗化処理して粗化面とする。
Next, as shown in FIGS. 11A and 11B, the upper surface and the side surface of the strip-
次に、図12(a)、(b)に示すように、絶縁基板21上および帯状配線導体26上をソルダーレジスト23用の感光性樹脂23Pで被覆する。
Next, as shown in FIGS. 12A and 12B, the
次に、図13(a)、(b)に示すように、開口部29に対応する部分に遮光パターンを有する露光用マスクMを感光性樹脂23P上に配置するとともに上方から紫外線を照射して露光する。
Next, as shown in FIGS. 13A and 13B, an exposure mask M having a light-shielding pattern in a portion corresponding to the opening 29 is arranged on the
次に、図14(a)、(b)に示すように、感光性樹脂23Pの未露光部を現像液により除去する現像処理を行った後、残った感光性樹脂層23Pを熱硬化させることにより開口部29を有するソルダーレジスト23を形成する。
Next, as shown in FIGS. 14A and 14B, after performing a developing treatment for removing the unexposed portion of the
次に、図15(a)、(b)に示すように、ソルダーレジスト23の開口部29から露出する半導体素子接続パッド27の上面および側面をマイクロエッチングして平滑にする。
Next, as shown in FIGS. 15A and 15B, the upper surface and the side surface of the semiconductor
最後に、平滑になった半導体素子接続パッド27の上面および側面に、半田濡れ性に優れるめっき金属層(不図示)を被着することにより、配線基板200が完成する。
Finally, the
しかしながら、この従来の配線基板200によると、ソルダーレジスト23の開口部29から露出する半導体素子接続パッド27の上面および側面をマイクロエッチングして平滑にすることから、そのマイクロエッチングにより半導体素子接続パッド27の幅が狭いものとなってしまう。その結果、半導体素子Sの電極Tと半導体素子接続パッド27とを安定かつ強固に接続することができなくなってしまうという問題が発生する。
However, according to the
本発明の課題は、半導体素子の電極端子と半導体素子接続パッドとを安定かつ強固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。 An object of the present invention is to provide a wiring board capable of stably and firmly connecting an electrode terminal of a semiconductor element and a semiconductor element connection pad.
本発明の配線基板の製造方法は、絶縁基板上に、一部に半導体素子接続パッドとなる領
域を有する複数の帯状配線導体を並設する工程と、次に前記帯状配線導体の上面および側面を粗化面とする工程と、次に前記絶縁基板上および前記帯状配線導体上をソルダーレジスト用の感光性樹脂で被覆する工程と、次に前記感光性樹脂を、前記帯状配線導体の前記一部およびその周囲の前記絶縁基板の一部に対応する部分が未露光部として残るように露光する工程と、次に感光性樹脂を、前記未露光部が現像液により除去され、各前記帯状配線導体の前記一部が、半導体素子接続パッドとして周囲の前記絶縁基板の一部とともに個別に露出される開口部を有するように現像する工程と、次に前記未露光部が除去された前記感光性樹脂を硬化させて前記開口部を有するソルダーレジストとする工程と、前記開口部内に露出する前記半導体素子接続パッドの表面をマイクロエッチングする工程とを含み、前記現像する工程において、前記開口部における前記帯状配線導体の上面および前記絶縁基板の上面に前記感光性樹脂が残らないように、且つ、前記開口部における前記帯状配線導体の両側面に前記粗化面の凹凸に前記感光性樹脂が膜状に係止されて残るように、前記帯状配線導体の上面、両側面および前記絶縁基板の上面に現像液を当てて現像し、前記マイクロエッチングする工程において、前記半導体素子接続パッドの上面のみをマイクロエッチングすることを特徴とするものである。
A method of manufacturing a wiring board according to the present invention comprises a step of arranging a plurality of strip-shaped wiring conductors partially having a region to be a semiconductor element connection pad on an insulating substrate, and then a top surface and a side surface of the strip-shaped wiring conductor. A step of forming a roughened surface, a step of covering the insulating substrate and the strip-shaped wiring conductor with a photosensitive resin for a solder resist, and then a step of coating the photosensitive resin with the part of the strip-shaped wiring conductor. And a step of exposing so that a portion corresponding to a part of the insulating substrate around it and remaining as an unexposed portion, and then removing the photosensitive resin by a developing solution, the strip-shaped wiring conductor Of the photosensitive resin from which the unexposed portion has been removed, and a developing step in which the above-mentioned part of the insulating resin is exposed as a semiconductor element connection pad together with a part of the surrounding insulating substrate. And a step of micro-etching the surface of the semiconductor element connection pad exposed in the opening, and the step of developing the strip-shaped strip in the opening. The photosensitive resin is formed into a film so that the photosensitive resin does not remain on the upper surface of the wiring conductor and the upper surface of the insulating substrate , and the unevenness of the roughened surface is formed on both sides of the strip-shaped wiring conductor in the opening. In the step of developing by applying a developing solution to the upper surface of the strip-shaped wiring conductor, both side surfaces and the upper surface of the insulating substrate so as to remain locked, only the upper surface of the semiconductor element connection pad is micro-etched. It is characterized by doing.
本発明の配線基板の製造方法によれば、ソルダーレジスト用の感光性樹脂を現像する工程において、半導体素子接続パッドの上面に感光性樹脂が残らず、半導体素子接続パッドの両側面に感光性樹脂の膜が残るように現像し、ソルダーレジストの開口部から露出する半導体素子接続パッドの表面をマイクロエッチングする工程において、半導体素子接続パッドの上面のみをマイクロエッチングすることから、マイクロエッチングにより半導体素子接続パッドの幅が狭いものとなることがない。したがって、半導体素子の電極端子と半導体素子接続パッドとを安定かつ強固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。 According to the method for manufacturing a wiring board of the present invention, in the step of developing the photosensitive resin for the solder resist, the photosensitive resin does not remain on the upper surface of the semiconductor element connection pad, and the photosensitive resin is formed on both side surfaces of the semiconductor element connection pad. In the process of developing so as to leave the film of, and microetching the surface of the semiconductor element connection pad exposed from the opening of the solder resist, only the upper surface of the semiconductor element connection pad is microetched. The width of the pad does not become narrow. Therefore, it is possible to provide a wiring board capable of stably and firmly connecting the electrode terminals of the semiconductor element and the semiconductor element connection pads.
次に、本発明の配線基板の製造方法について、図1〜図8を参照して説明する。 Next, a method of manufacturing the wiring board of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1(a),(b)に本発明の配線基板の製造方法により製造される配線基板100を示す。本例の配線基板100は、主として絶縁基板1と配線導体2とソルダーレジスト3とから構成されている。配線基板100の上面中央部は、半導体素子Sが搭載される搭載部Aとなっている。なお、図1(b)においては、絶縁基板1上面の配線導体2のうち、ソルダーレジスト3で覆われている部分を破線で示している。
1A and 1B show a
絶縁基板1は、コア用の絶縁層1aの上下にビルドアップ用の絶縁層1bが積層されて成る。コア用の絶縁層1a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程度の電気絶縁材料から成る。絶縁層1aには、その上面から下面にかけて直径が50〜250μm程度の複数のスルーホール4が形成されている。絶縁層1aの上下面およびスルーホール4の内壁には、配線導体2の一部が被着されている。
The insulating
他方、ビルドアップ用の絶縁層1bは、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂に酸化ケイ素等の無機絶縁フィラーを分散させた厚みが10〜50μm程度の電気絶縁材料から成る。絶縁層1bには、その上面から下面にかけて直径が30〜100μm程度の複数のビアホール5が形成されている。絶縁層1bの表面およびビアホール5の内部には、配線導体2の一部が被着されている。
On the other hand, the build-up insulating
配線導体2は、銅箔や銅めっき層等の良導電性材料から成り、絶縁基板1の上面からビアホール5およびスルーホール4を介して絶縁基板1の下面に導出している。配線導体2の厚みは、10〜20μm程度である。絶縁層1a上下面の配線導体2は銅箔およびその上の銅めっき層から成り、周知のサブトラクティブ法により所定のパターンに形成されている。スルーホール4内の配線導体2は銅めっき層から成り、スルーホール4の内壁の全面に被着されている。絶縁層1bの表面およびビアホール4内の配線導体2は銅めっき層から成り、周知のセミアディティブ法により所定のパターンに形成されている。
The
絶縁基板1の上面に被着された配線導体2の一部は、半導体素子Sと接続するための多数の帯状配線導体6を形成している。帯状配線導体6は、搭載部Aの各外周辺を直角な方向に横切るようにして搭載部Aの中央部側から搭載部Aの外側にかけて延在するように並設されている。帯状配線導体6は、それぞれの厚みが10〜20μm程度、幅が10〜20μm程度であり、搭載部Aの外周部を横切る部分において互いに近接するようにして並設されている。
A part of the
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の熱硬化性樹脂に酸化ケイ素等の無機絶縁フィラーを分散させた電気絶縁材料から成り、絶縁基板1の上下面にそれぞれ被着されている。
The solder resist
絶縁基板1の上面側に被着されたソルダーレジスト3は、各帯状配線導体6の一部を半導体素子接続パッド部7として周囲の絶縁基板1上面の一部とともに個別に露出させる開口部9を、互いに隣接する帯状配線導体6に対して千鳥状の配列で有している。ソルダーレジスト3の厚みは、帯状配線導体6上で3〜10μm程度である。開口部9の大きさは、帯状配線導体6を横切る方向が35〜40μm程度、帯状配線導体6に沿う方向が40〜150μm程度である。
The solder resist 3 deposited on the upper surface side of the insulating
そして、本例の配線基板100によれば、半導体素子Sの電極端子Tを半導体素子接続パッド部7上に当接させるとともに両者を例えば半田等の導電性接合材を介して接合することにより半導体素子Sの電極端子Tと帯状配線導体6とが電気的に接続される。
Then, according to the
なお、本例の配線基板100においては、図2に要部拡大断面図で示すように、開口部9内に露出する半導体素子接続パッド7は、その上面がマイクロエッチングされた平滑面であり、その側面が粗化面であるとともにソルダーレジスト3から成る膜で被覆されている。
In the
次に、本発明の配線基板の製造方法における実施形態の一例を、図3(a)、(b)〜図8(a)、(b)を参照して説明する。なお、これらの図において、各図の(a)は要部概略上面図であり、各図の(b)は各図の(a)のA−A切断線における要部概略断面図である。 Next, an example of an embodiment of the method for manufacturing a wiring board of the present invention will be described with reference to FIGS. 3(a) and (b) to FIGS. 8(a) and 8(b). In these figures, (a) of each drawing is a schematic top view of the main part, and (b) of each drawing is a schematic cross-sectional view of the main part taken along the line AA of (a) of each drawing.
まず、図3(a)、(b)に示すように、絶縁基板1の上面に帯状配線導体6を形成する。帯状配線導体6は、周知のセミアディティブ法により形成する。帯状配線導体6は、その一部に半導体素子接続パッド7となる領域を有している。
First, as shown in FIGS. 3A and 3B, the strip-shaped
次に、図4(a)、(b)に示すように、帯状配線導体6の上面および側面を粗化処理して粗化面とする。粗化処理は、例えばメック株式会社製の粗化液CZ8201を用いた粗化処理を行う。粗化面の算術平均粗さRaは、0.3〜0.5μmであることが好ましい。
Next, as shown in FIGS. 4A and 4B, the upper surface and the side surface of the strip-shaped
次に、図5(a)、(b)に示すように、絶縁基板1上および帯状配線導体6上をソルダーレジスト3用の感光性樹脂3Pで被覆する。このような感光性樹脂3Pは、例えば感光性の樹脂フィルムを熱圧着する方法や感光性の樹脂ペーストを塗布する方法により形成される。感光性樹脂3Pは、帯状配線導体6上での厚みが3〜10μm程度となるように形成する。
Next, as shown in FIGS. 5A and 5B, the insulating
次に、図6(a)、(b)に示すように、開口部9に対応する部分に遮光パターンを有する露光用マスクMを感光性樹脂3P上に配置するとともに上方から紫外線を照射して露光する。
Next, as shown in FIGS. 6A and 6B, an exposure mask M having a light-shielding pattern in a portion corresponding to the
次に、図7(a)、(b)に示すように、感光性樹脂3Pの未露光部を現像液により除去することにより、配線導体6の一部が半導体素子接続パッド7として周囲の絶縁基板1の一部とともに個別に露出される開口部9を有するように現像処理を行った後、残った感光性樹脂層3Pを熱硬化させることによりソルダーレジスト3を形成する。
Next, as shown in FIGS. 7A and 7B, the unexposed portion of the
このとき、本発明においては、半導体素子接続パッド7の上面に感光性樹脂3Pが残らず、半導体素子接続パッド7の両側面に感光性樹脂3Pの膜が残るように現像する。具体的には、半導体素子接続パッド7の上面に現像液を強く当てるとともに半導体素子接続パッド7の側面に現像液を弱く当てて現像する。これにより、半導体素子接続パッド7の上面では、未露光の感光性樹脂3Pが良好に除去されるとともに、半導体素子接続パッド7の側面では、未露光の感光性樹脂3Pが粗化面の凹凸により係止されて膜状に残る。そして、この状態で硬化させると、半導体素子接続パッド7の両側面にソルダーレジスト3が膜として残る。
At this time, in the present invention, the development is performed so that the
なお、帯状配線導体6の粗化面の算術平均粗さRaが0.3μm未満であると、現像の際に半導体素子接続パッド7の側面に感光性樹脂3Pを良好に係止して残すことが困難となる傾向にある。したがって、帯状配線導体6の粗化面の算術平均粗さRaは0.3μm以上であることが好ましい。
If the arithmetic mean roughness Ra of the roughened surface of the strip-shaped
次に、図8(a)、(b)に示すように、半導体素子接続パッド7の上面をマイクロエッチングして平滑にする。このとき、半導体素子接続パッド7の側面は、ソルダーレジスト3の膜で被覆されているので、エッチングされることはない。したがって、マイクロエッチングにより半導体素子接続パッド7の幅が狭いものとなることがない。
Next, as shown in FIGS. 8A and 8B, the upper surface of the semiconductor
なお、帯状配線導体6の粗化面のマイクロエッチングする前の算術平均粗さRaが0.5μmを超えると、半導体素子接続パッド7の上面をマイクロエッチングにより平滑にすることが困難となる。したがって、帯状配線導体6の粗化面のマイクロエッチングする前の算術平均粗さRaは、0.5μm以下であることが好ましい。
If the arithmetic mean roughness Ra of the roughened surface of the strip-shaped
最後に、半導体素子接続パッド7の上面にニッケル−パラジウム−金めっきや錫めっき等の半田濡れ性に優れるめっき金属層(不図示)を被着することにより、本発明による配線基板100が完成する。
Finally, the
かくして、本発明の配線基板の製造方法によれば、マイクロエッチングにより半導体素子接続パッドの幅が狭いものとなることがなく、半導体素子の電極端子と半導体素子接続パッドとを安定かつ強固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。 Thus, according to the method for manufacturing a wiring board of the present invention, the width of the semiconductor element connection pad is not narrowed by microetching, and the electrode terminals of the semiconductor element and the semiconductor element connection pad are stably and firmly connected. It is possible to provide a wiring board that can do this.
1 絶縁基板
3 ソルダーレジスト
3P ソルダーレジスト用の感光性樹脂
6 帯状配線導体
7 半導体素子接続パッド
9 ソルダーレジスト層の開口部
DESCRIPTION OF
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