JP7265877B2 - 配線基板 - Google Patents
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Description
以下、図1~図14に従って第1実施形態を説明する。
図1(a)に示すように、配線基板10は、配線層20と、絶縁層30と、導体層40と、絶縁層50と、導体層60と、絶縁層70と、絶縁層80と、配線層90とが順次積層された構造を有している。本例の配線基板10は、一般的なビルドアップ法を用いて作製される配線基板、つまり支持基板としてのコア基板の両面又は片面に所要数のビルドアップ層を順次形成して積層したものとは異なり、支持基材を含まない、所謂「コアレス基板」の形態を有している。
図1(b)及び図3に示すように、開口部100(貫通孔62Y)の内側面を構成する金属層62の側面62Aは、開口部100(貫通孔50Y)の内側面を構成する絶縁層50の側面50Aから絶縁層50の内方側に後退した(離間した)位置に設けられている。金属層62の側面62Aは、開口部100(貫通孔70Y)の内側面を構成する絶縁層70の側面70Aから絶縁層70の内方側に後退した位置に設けられている。すなわち、金属層62の側面62Aは、絶縁層50,70の側面50A,70Aよりも開口部100の平面中心から離間する方向に後退した位置に設けられている。金属層62の側面62Aは、例えば、開口部100の周方向全周に亘って、絶縁層50,70の側面50A,70Aから後退するように形成されている。絶縁層50の側面50A近傍に位置する絶縁層50の上面が金属層62から露出されている。また、絶縁層70の側面70A近傍に位置する絶縁層70の下面が金属層62から露出されている。これにより、開口部100の内側面には、絶縁層50の側面50Aと、金属層62から露出する絶縁層50の上面と、金属層62の側面62Aと、金属層62から露出する絶縁層70の下面と、絶縁層70の側面70Aとによって構成される凹部101が形成されている。換言すると、開口部100の内側面には、凹部101によって構成された段差部が形成されている。凹部101は、例えば、開口部100の周方向全周に亘って連続して形成されている。
半導体装置11は、配線基板10と、1つ又は複数(図4では、1つ)の半導体チップ140と、アンダーフィル樹脂150とを有している。半導体チップ140は、配線基板10にフリップチップ実装されている。すなわち、半導体チップ140の回路形成面(ここでは、下面)に配設されたバンプ141を、配線基板10のパッドP2に接合されている。これにより、半導体チップ140は、バンプ141を介してパッドP2(配線層90)と電気的に接続されている。
まず、図5(a)に示すように、支持基板160を準備する。支持基板160の材料としては、例えば、シリコン、ガラス、金属(例えば、銅)などの剛性の高い板状材料を用いることができる。支持基板160としては、例えば、金属板や金属箔を用いることができる。本例の支持基板160としては、35~70μm程度の支持体銅箔に剥離層を介して2~5μm程度の極薄銅箔が貼り合わされた銅箔を用いる。
まず、図14に示す工程では、回路形成面に形成されたバンプ141を有する半導体チップ140を準備する。続いて、配線基板10のパッドP2上に、半導体チップ140のバンプ141をフリップチップ接合する。例えば、バンプ141がはんだバンプである場合には、バンプ141とパッドP2とを位置合わせした後に、リフロー処理を行って、バンプ141(はんだバンプ)を溶融させ、バンプ141をパッドP2に電気的に接続する。
以上の製造工程により、図4に示した半導体装置11を製造することができる。
(1-1)電子部品110が収容される開口部100の内側面に、絶縁層50の側面50Aと金属層62の側面62Aとによって構成される段差部を形成した。この構成では、開口部100の内側面と開口部100を充填する絶縁層80との界面にも段差部が形成される。この段差部によって、絶縁層50と絶縁層80との界面に伝搬される絶縁層80の剥離を停止させることができる。詳述すると、配線基板10に反りや熱応力が生じた場合には、開口部100の底部の開口縁付近に応力が集中しやすい。このため、開口部100の底部の開口縁付近において、金属層42と絶縁層80との界面で絶縁層80の剥離が生じるおそれがある。金属層42と絶縁層80との界面で剥離が生じると、その剥離が開口部100の内側面と絶縁層80との界面に伝搬する場合がある。このとき、本実施形態の配線基板10では、開口部100の内側面に段差部が形成されているため、その段差部において絶縁層80の剥離を停止させることができる。これにより、絶縁層80の剥離を開口部100の深さ方向の中途で停止させることができるため、絶縁層80の上面に形成した配線層90が絶縁層80の剥離に起因して断裂されることを好適に抑制することができる。この結果、配線基板10の電気的信頼性が低下することを好適に抑制することができる。
なお、上記第1実施形態は、これを適宜変更した以下の態様にて実施することもできる。上記第1実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
例えば図18に示した配線基板10Bのように、開口部100から露出する絶縁層30の上面に電子部品110を搭載するようにしてもよい。例えば、電子部品110は、フェイスアップの状態で開口部100から露出する絶縁層30の上面に接着層112により接合されている。この場合の金属層42には、金属層42を厚さ方向に貫通する貫通孔42Yが形成されている。本例の開口部100は、金属層42の貫通孔42Yと、絶縁層50の貫通孔50Yと、金属層62の貫通孔62Yと、絶縁層70の貫通孔70Yとが連通して構成されている。すなわち、本例の開口部100は、金属層42と絶縁層50と金属層62と絶縁層70とを厚さ方向に貫通するように形成されている。
まず、図5~図8(a)に示した工程と同様の工程を実施することにより、図19(a)に示した構造体を形成する。すなわち、図19(a)に示した構造体では、絶縁層50の貫通孔50Yと、金属層62の貫通孔62Yと、絶縁層70の貫通孔70Yとが連通され、絶縁層50と金属層62と絶縁層70とを厚さ方向に貫通する開口部100が形成されている。
以下、図21~図33に従って第2実施形態を説明する。
図21(a)に示すように、配線基板210は、配線層220と、絶縁層230と、導体層240と、絶縁層250と、導体層260と、絶縁層270と、絶縁層280と、配線層290とが順次積層された構造を有している。本例の配線基板210は、一般的なビルドアップ法を用いて作製される配線基板、つまり支持基板としてのコア基板の両面又は片面に所要数のビルドアップ層を順次形成して積層したものとは異なり、支持基材を含まない、所謂「コアレス基板」の形態を有している。
図21(b)及び図23に示すように、金属層262は、開口部300(貫通孔250Y)の内側面を構成する絶縁層250の側面250Aから開口部300内に突出する突出部263を有している。突出部263の側面263Aは、絶縁層250の側面250Aよりも開口部300の平面中心に近づく方向に突出した位置に設けられている。突出部263の側面263Aは、開口部300(貫通孔270Y)の内側面を構成する絶縁層270の側面270Aよりも開口部300の平面中心に近づく方向に突出した位置に設けられている。例えば、突出部263は、開口部300の周方向全周に亘って連続して形成されている。突出部263の上面及び下面は、絶縁層250,270から露出されている。これにより、開口部300の内側面には、絶縁層250の側面250Aと、突出部263の下面と、突出部263の側面263Aと、突出部263の上面と、絶縁層270の側面270Aとによって構成される凸状の段差部301が形成されている。段差部301は、例えば、開口部300の周方向全周に亘って連続して形成されている。
図21(b)に示すように、絶縁層270の側面270Aは、例えば、絶縁層250の側面250Aよりも開口部300の平面中心から離間する方向に後退した位置に設けられている。例えば、絶縁層270の側面270Aは、開口部300の周方向全周に亘って、絶縁層250の側面250Aよりも後退するように形成されている。
半導体装置211は、配線基板210と、1つ又は複数(図24では、1つ)の半導体チップ340と、アンダーフィル樹脂350とを有している。半導体チップ340は、配線基板210にフリップチップ実装されている。すなわち、半導体チップ340の回路形成面(ここでは、下面)に配設されたバンプ341を、配線基板210のパッドP12に接合されている。これにより、半導体チップ340は、バンプ341を介してパッドP12(配線層290)と電気的に接続されている。
まず、図25(a)に示すように、支持基板360を準備する。支持基板360の材料としては、例えば、シリコン、ガラス、金属(例えば、銅)などの剛性の高い板状材料を用いることができる。支持基板360としては、例えば、金属板や金属箔を用いることができる。本例の支持基板360としては、35~70μm程度の支持体銅箔に剥離層を介して2~5μm程度の極薄銅箔が貼り合わされた銅箔を用いる。
まず、図33に示す工程では、回路形成面に形成されたバンプ341を有する半導体チップ340を準備する。続いて、配線基板210のパッドP12上に、半導体チップ340のバンプ341をフリップチップ接合する。例えば、バンプ341がはんだバンプである場合には、バンプ341とパッドP12とを位置合わせした後に、リフロー処理を行って、バンプ341(はんだバンプ)を溶融させ、バンプ341をパッドP12に電気的に接続する。
以上の製造工程により、図24に示した半導体装置211を製造することができる。
(2-1)電子部品310が収容される開口部300の内側面に、絶縁層250の側面250Aと金属層262の側面263Aとによって構成される段差部301を形成した。この構成では、開口部300の内側面と開口部300を充填する絶縁層280との界面にも段差部が形成される。これにより、絶縁層250と絶縁層280との界面に絶縁層280の剥離が伝搬される場合であっても、その剥離を段差部301で停止させることができる。詳述すると、配線基板210に反りや熱応力が生じた場合には、開口部300の底部の開口縁付近に応力が集中しやすい。このため、開口部300の底部の開口縁付近において、金属層242と絶縁層280との界面で絶縁層280の剥離が生じるおそれがある。金属層242と絶縁層280との界面で剥離が生じると、その剥離が開口部300の内側面と絶縁層280との界面に伝搬する場合がある。このとき、開口部300の内側面に段差部301が形成されているため、その段差部301において絶縁層280の剥離を停止させることができる。これにより、絶縁層280の剥離を開口部300の深さ方向の中途で停止させることができるため、絶縁層280の上面に形成した配線層290が絶縁層280の剥離に起因して断裂されることを好適に抑制することができる。この結果、配線基板210の電気的信頼性が低下することを好適に抑制することができる。
なお、上記第2実施形態は、これを適宜変更した以下の態様にて実施することもできる。上記第2実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
開口部302から露出する金属層242の上面には、接着層312を介して電子部品310が搭載されている。絶縁層280は、開口部302を充填し、段差部303,304の表面全面を被覆するように形成されている。絶縁層280は、金属層264の突出部265の表面全面及び金属層374の突出部375の表面全面を被覆するように形成されている。
上記各実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記各実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・上記各実施形態において、導体層40,60,240,260における配線層41,61,241,261を省略してもよい。また、ソルダーレジスト層120,130,320,330を省略してもよい。
以上の様々な実施の形態をまとめると、以下のようになる。
第1絶縁層の上面に第2絶縁層を形成する工程と、
前記第2絶縁層の上面に第1貫通孔を有する第1金属層を形成する工程と、
前記第2絶縁層の上面に、前記第1金属層を覆う第3絶縁層を形成する工程と、
前記第2絶縁層を厚さ方向に貫通して前記第1貫通孔と連通し、前記第1貫通孔と平面形状の大きさが異なる第2貫通孔を形成するとともに、前記第3絶縁層を厚さ方向に貫通して前記第1貫通孔と連通し、前記第1貫通孔と平面形状の大きさが異なる第3貫通孔を形成する工程と、
前記第1貫通孔と前記第2貫通孔と前記第3貫通孔とが連通してなる開口部内に電子部品を搭載する工程と、
前記開口部を充填し、前記電子部品を被覆する充填絶縁層を形成する工程と、
前記充填絶縁層の上面に配線層を形成する工程と、を有する配線基板の製造方法。
前記第2貫通孔及び前記第3貫通孔を形成する工程は、
前記第1貫通孔よりも平面形状の大きい前記第2貫通孔を前記第2絶縁層に形成するとともに、前記第1貫通孔よりも平面形状の大きい前記第3貫通孔を前記第3絶縁層に形成する工程と、
前記第1貫通孔の平面形状が前記第2貫通孔の平面形状よりも大きくなるように、前記第1金属層の一部を除去する工程と、を有する付記1に記載の配線基板の製造方法。
前記第2貫通孔及び前記第3貫通孔を形成する工程は、
前記第1貫通孔よりも平面形状の大きい前記第2貫通孔を前記第2絶縁層に形成するとともに、前記第1貫通孔よりも平面形状の大きい前記第3貫通孔を前記第3絶縁層に形成する工程と、
前記第2貫通孔及び前記第3貫通孔から露出する前記第1金属層に粗化処理を施す工程と、を有し、
前記充填絶縁層は、前記粗化処理が施された部分の前記第1金属層の表面全面を被覆するように形成される付記1に記載の配線基板の製造方法。
30,230 絶縁層(第1絶縁層)
42,242 金属層(第3金属層)
50,250 絶縁層(第2絶縁層)
50Y,250Y 貫通孔(第2貫通孔)
62,262 金属層(第1金属層)
62Y,262Y 貫通孔(第1貫通孔)
70,270 絶縁層(第3絶縁層)
70Y,270Y 貫通孔(第3貫通孔)
80,280 絶縁層(充填絶縁層)
90,290 配線層
100,102,300,302,305 開口部
110,310 電子部品
101 凹部(段差部)
103 凹部(第1段差部)
104 凹部(第2段差部)
173,374 金属層(第2金属層)
180,380 絶縁層(第4絶縁層)
301,306 段差部
303 段差部(第1段差部)
304 段差部(第2段差部)
Claims (8)
- 第1絶縁層と、
前記第1絶縁層の上面に形成された第2絶縁層と、
前記第2絶縁層の上面に形成された第1金属層と、
前記第1金属層を覆うように前記第2絶縁層の上面に形成された第3絶縁層と、
前記第2絶縁層と前記第1金属層と前記第3絶縁層とを厚さ方向に貫通する開口部と、
前記開口部内に設けられた電子部品と、
前記開口部を充填し、前記電子部品を被覆する充填絶縁層と、
前記充填絶縁層の上面に形成された配線層と、を有し、
前記開口部の内側面には、前記第2絶縁層の側面と前記第1金属層の側面とによって第1段差部が形成されており、
前記第1段差部は、平面視において、前記開口部を全周に亘って囲むように閉環状に形成されている配線基板。 - 第1絶縁層と、
前記第1絶縁層の上面に形成された第2絶縁層と、
前記第2絶縁層の上面に形成された第1金属層と、
前記第1金属層を覆うように前記第2絶縁層の上面に形成された第3絶縁層と、
前記第2絶縁層と前記第1金属層と前記第3絶縁層とを厚さ方向に貫通する開口部と、
前記開口部内に設けられた電子部品と、
前記開口部を充填し、前記電子部品を被覆する充填絶縁層と、
前記充填絶縁層の上面に形成された配線層と、を有し、
前記開口部の内側面には、前記第2絶縁層の側面と前記第1金属層の側面とによって第1段差部が形成されており、
前記第3絶縁層の上面に形成された第2金属層と、
前記第2金属層を覆うように前記第3絶縁層の上面に形成された第4絶縁層と、を更に有し、
前記開口部は、前記第2絶縁層と前記第1金属層と前記第3絶縁層と前記第2金属層と前記第4絶縁層とを厚さ方向に貫通するように形成されており、
前記充填絶縁層は、前記第4絶縁層の上面を被覆するように形成されており、
前記開口部の内側面には、前記第1段差部と、前記第3絶縁層の側面と前記第2金属層の側面とによって形成された第2段差部とが形成されており、
前記第1段差部及び前記第2段差部は、前記第1段差部と前記第2段差部とを平面視で重ね合わせたときの平面形状が、前記開口部を全周に亘って囲む閉環状になるように形成されている配線基板。 - 前記開口部の内側面を構成する前記第1金属層の側面は、前記開口部の内側面を構成する前記第2絶縁層の側面よりも前記開口部の平面中心から離間する方向に後退するように形成されており、
前記第1段差部は、前記第2絶縁層の側面と、前記第1金属層から露出する前記第2絶縁層の上面と、前記第1金属層の側面とによって形成されている請求項1又は2に記載の配線基板。 - 前記開口部の内側面を構成する前記第1金属層の側面は、前記開口部の内側面を構成する前記第3絶縁層の側面よりも前記開口部の平面中心から離間する方向に後退するように形成されており、
前記第1段差部は、前記第2絶縁層の側面と、前記第1金属層から露出する前記第2絶縁層の上面と、前記第1金属層の側面と、前記第1金属層から露出する前記第3絶縁層の下面と、前記第3絶縁層の側面とによって構成された凹部であり、
前記充填絶縁層は、前記凹部を充填するように形成されている請求項3に記載の配線基板。 - 前記開口部の内側面を構成する前記第1金属層の側面は、前記開口部の内側面を構成する前記第2絶縁層の側面よりも前記開口部の平面中心に近づく方向に突出して形成されており、
前記第1段差部は、前記第2絶縁層の側面と、前記開口部内において前記第2絶縁層から露出する前記第1金属層の下面と、前記第1金属層の側面とによって形成されている請求項1又は2に記載の配線基板。 - 前記開口部を構成する前記第1金属層の側面は、前記第3絶縁層の側面よりも前記開口部の平面中心に近づく方向に突出して形成されており、
前記第1段差部は、前記第2絶縁層の側面と、前記開口部内において前記第2絶縁層から露出する前記第1金属層の下面と、前記第1金属層の側面と、前記開口部内において前記第3絶縁層から露出する前記第1金属層の上面と、前記第3絶縁層の側面とによって形成されており、
前記充填絶縁層は、前記開口部内において前記第2絶縁層及び前記第3絶縁層から露出する前記第1金属層の表面全面を被覆するように形成されている請求項5に記載の配線基板。 - 前記第1絶縁層の上面に形成された第3金属層を更に有し、
前記開口部は、前記第3金属層の上面の一部を露出するように形成されており、
前記電子部品は、前記開口部の底部に露出する前記第3金属層の上面に搭載されている請求項1~6のいずれか一項に記載の配線基板。 - 前記第1絶縁層の上面に形成された第3金属層を更に有し、
前記開口部は、前記第3金属層と前記第2絶縁層と前記第1金属層と前記第3絶縁層とを厚さ方向に貫通するように形成されており、
前記開口部の内側面を構成する前記第3金属層の側面は、前記開口部の内側面を構成する前記第2絶縁層の側面よりも前記開口部の平面中心から離間する方向に後退するように形成されており、
前記開口部の内側面を構成する前記第1金属層の側面は、前記開口部の内側面を構成する前記第3金属層の側面よりも前記開口部の平面中心から離間する方向に後退するように形成されている請求項1~4のいずれか一項に記載の配線基板。
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