JPH11307677A - Wiring board and its manufacture - Google Patents

Wiring board and its manufacture

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JPH11307677A
JPH11307677A JP10884498A JP10884498A JPH11307677A JP H11307677 A JPH11307677 A JP H11307677A JP 10884498 A JP10884498 A JP 10884498A JP 10884498 A JP10884498 A JP 10884498A JP H11307677 A JPH11307677 A JP H11307677A
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wiring board
tin
electrode pad
plating
gold
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JP10884498A
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Takeshi Ono
大野  猛
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Niterra Co Ltd
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NGK Spark Plug Co Ltd
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    • H01L2224/10Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/15Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
    • H01L2224/16Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
    • H01L2224/161Disposition
    • H01L2224/16151Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/16221Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/16225Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the reliability of electrical connection by a flip-chip connection by setting the size and number of voids existing on the outermost surface of an Sn-plated layer on a flip connection type wiring board to be within a specified range. SOLUTION: This wiring board has an electrode pad group 11 for electrically connecting an integrated circuit chip of a flip-chip connection type and an Sn-plated layer 6 on the outermost surface of a conductor layer to be each electrode pad 11, the number of voids having the longest diameter of 0.3 μm or larger existing on the surface of the Sn-plated layer 6 is set to 50 or less per 100 μm<2> or less, the thickness of the void-controlled Sn-plated layer 6 is set to a range of 1-6 μm. The wiring board uses a ceramics wiring board. the electrode pads 11 consist of a plurality of Ti4a-Cu4b-Au5b thin films and plated film having a Cu5a-Au-Sn6 multilayer structure. As a result, a flip-chip connection having good bond strength is enabled.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、配線基板に関し、
詳しくはフリップチップ接続方式の半導体集積回路チッ
プを電気的に接続するための電極用パッド群(多数の電
極用パッド)を有する配線基板に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wiring board,
More specifically, the present invention relates to a wiring board having an electrode pad group (a large number of electrode pads) for electrically connecting flip-chip connection type semiconductor integrated circuit chips.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、電子機器の小型化・薄型化および
信号処理速度の高速化が急速に進むなかで、半導体集積
回路チップ(以下、単にチップという)の実装技術が製
品の性能を左右するまでになってきている。最近では、
チップサイズパッケージ(CSP)や、パッケージを用
いずにチップを基板に直接ボンディングするフリップチ
ップ実装を用いたマルチチップモジュール(MCM)が
盛んに開発されている。
2. Description of the Related Art In recent years, as electronic devices become smaller and thinner and signal processing speeds increase rapidly, the mounting technology of semiconductor integrated circuit chips (hereinafter simply referred to as chips) determines the performance of products. Up to now. recently,
2. Description of the Related Art A chip size package (CSP) and a multi-chip module (MCM) using flip chip mounting in which a chip is directly bonded to a substrate without using a package have been actively developed.

【0003】チップ実装方式のうち、フリップチップ接
続方式は、一主面の所定の箇所に電極(入出力接続端
子)用パッドを配置したチップを配線基板の各電極用パ
ッドに電気的に接続するものであり、実装面積や実装高
さといった点で高密度化を実現できる方式である。チッ
プと配線基板との接続を最短距離で接続でき、また、ワ
イヤボンディング方式と比較してインダクタンス成分を
減らすことができるため、信号処理の高速化や高周波化
にも有利である。コンピューターのMPU用パッケージ
においては、フリップチップ接続方式はクロック動作周
波数が300MHz以上の領域では必須の実装方式にな
るといわれている。具体的には、ボールグリットアレイ
(BGA)、ピングリットアレイ(PGA)、ランドグ
リットアレイ(LGA)等の配線基板(以下、単に基板
ともいう)に広く採用されている。
[0003] Among the chip mounting methods, the flip chip connection method electrically connects a chip having an electrode (input / output connection terminal) pad at a predetermined position on one main surface to each electrode pad of a wiring board. This is a method that can realize high density in terms of mounting area and mounting height. Since the connection between the chip and the wiring board can be made with the shortest distance, and the inductance component can be reduced as compared with the wire bonding method, it is advantageous for speeding up the signal processing and increasing the frequency. In a computer MPU package, the flip-chip connection method is said to be an indispensable mounting method when the clock operating frequency is 300 MHz or higher. Specifically, it is widely used for a wiring board (hereinafter, also simply referred to as a board) such as a ball grid array (BGA), a pin grid array (PGA), and a land grid array (LGA).

【0004】このような配線基板およびその電極用パッ
ド(以下、単にパッドともいう)は、例えば、アルミナ
セラミックからなるセラミック製の薄膜配線基板にあっ
ては、次のようにして製造される。すなわち、アルミナ
グリーンシートに金型等を用いて表裏面を貫通するビア
ホールを穿設した後、タングステンやモリブデン等の高
融点金属粉末を主体とするメタライズペーストをビアホ
ール中に充填し、同時焼成して、基板の両面間を電気的
に接続するためのビア導体を有する基板を得る。
[0004] Such a wiring board and its electrode pads (hereinafter, also simply referred to as pads) are manufactured as follows in the case of a ceramic thin film wiring board made of, for example, alumina ceramic. That is, after drilling a via hole penetrating the front and back surfaces of the alumina green sheet using a mold or the like, filling the via hole with a metallizing paste mainly composed of a high melting point metal powder such as tungsten or molybdenum, and firing simultaneously. Then, a substrate having via conductors for electrically connecting both surfaces of the substrate is obtained.

【0005】得られた基板の両面を研磨加工して平らに
した後、基板の一主面にスパッタ法により薄膜層を形成
する。該薄膜層上に感光性レジストを塗布してレジスト
膜を形成し、フォトリソ加工によりパターン抜きを行な
う。そのパターン抜き部に電気メッキにより配線層を形
成する。その後、残ったレジスト層を剥離し、該配線層
以外の薄膜層をエッチング除去し、薄膜パターンを得
る。基板のもう一方の主面についても同様の作業を行な
う。但し、もう一方の主面上のパターンへの電気的導通
を確保するために、エッチングは、もう一方の主面のメ
ッキ終了後に行なう。こうして表裏面の薄膜パターンを
形成した後、再び感光性レジストを塗布してメッキレジ
スト層を形成し、今度はフリップチップ接続に必要とさ
れる部位を選択的にパターン抜きする。そしてパターン
開口部に電解銅メッキを施した後、防錆用に電解金メッ
キを薄付けする。更に、フリップチップ接続時にチップ
側の金バンプと低融点合金を形成するためのスズメッキ
を施した後、メッキレジストを剥離して、電極用パッド
の形成を完了する。
After polishing and flattening both surfaces of the obtained substrate, a thin film layer is formed on one principal surface of the substrate by sputtering. A photosensitive resist is applied on the thin film layer to form a resist film, and the pattern is removed by photolithography. A wiring layer is formed by electroplating on the pattern cutout. Thereafter, the remaining resist layer is peeled off, and the thin film layers other than the wiring layer are removed by etching to obtain a thin film pattern. The same operation is performed on the other main surface of the substrate. However, in order to ensure electrical conduction to the pattern on the other main surface, the etching is performed after the plating of the other main surface is completed. After forming the thin film pattern on the front and back surfaces in this way, a photosensitive resist is applied again to form a plating resist layer, and this time, a portion required for flip chip connection is selectively cut out. After electrolytic copper plating is applied to the pattern opening, electrolytic gold plating is thinly applied for rust prevention. Further, at the time of flip chip connection, after tin plating for forming a low melting point alloy with the gold bump on the chip side is performed, the plating resist is peeled off, and the formation of the electrode pad is completed.

【0006】そして、フリップチップ接続方式によるア
ッセンブリーにおいては、図1乃至図3に示されるよう
に、配線基板1の各電極用パッド11とチップ31の各
電極用パッド32に形成した金バンプ33とが一致する
ようにして重ね、リフロー炉等を用いて加熱して、配線
基板1の電極パッド11の最表層にあるスズメッキ層6
とチップ31の電極用パッド32に形成した金バンプ3
3とが低融点合金を形成してハンダ付けすることによ
り、パッド11、32間の電気的接続を行なっていた。
In the assembly using the flip chip connection method, as shown in FIGS. 1 to 3, the gold bumps 33 formed on the electrode pads 11 of the wiring board 1 and the electrode pads 32 of the chip 31 are connected to each other. And heated using a reflow furnace or the like, so that the tin plating layer 6 on the outermost surface of the electrode pad 11 of the wiring board 1 is formed.
And gold bump 3 formed on electrode pad 32 of chip 31
3 form a low melting point alloy and are soldered to make electrical connection between the pads 11 and 32.

【発明が解決しようとする課題】[Problems to be solved by the invention]

【0007】ところが、近時においては配線基板1のパ
ッド11の最表層にあるスズメッキ層6とチップ31の
パッド32に形成した金バンプ33とが低融点合金を形
成してハンダ付けが行なわれたにもかかわらず、所望の
接合強度が得られず、パッド11、32間の電気的接続
の信頼性に問題があるといった指摘が浮上してきた。
However, recently, the tin plating layer 6 on the outermost layer of the pad 11 of the wiring board 1 and the gold bump 33 formed on the pad 32 of the chip 31 form a low melting point alloy and are soldered. Nevertheless, it has been pointed out that a desired bonding strength cannot be obtained and there is a problem in reliability of electrical connection between the pads 11 and 32.

【0008】こうした中、本願発明者らはフリップチッ
プ接続強度不足の原因は、配線基板1上のパッド11の
スズメッキ層6表面への残留レジストなどの有機物残さ
が影響しているものと考え、最終工程まで経た製品のパ
ッド11の表面状態を分析調査したところ、図4に示さ
れるように、スズメッキ層6の表面にはボイドが多数存
在していることを確認した。
Under these circumstances, the inventors of the present invention consider that the cause of the insufficient flip-chip connection strength is that organic residues such as a residual resist on the surface of the tin plating layer 6 of the pad 11 on the wiring board 1 are influential. When the surface condition of the pad 11 of the product after the process was analyzed and examined, it was confirmed that many voids were present on the surface of the tin plating layer 6 as shown in FIG.

【0009】従来のスズメッキ層の形成方法において
は、例えば直径50μmといった微小面積の電極用パッ
ド上のメッキ厚みバラツキを安定させることを目的とし
て、スズメッキの電流密度を0.5〜0.8A/dm
程度の比較的低い範囲に限定して行なっていた。その結
果、得られるスズメッキの表面状態は比較的ポーラスで
あり、最長径0.3μm以上のボイドが多数存在してい
た。図6乃至図7に示すチップの接合力試験を実施する
と、正常な接合を得られた場合の破断モードは、図9に
示すように基板側の薄付け金メッキ付き銅メッキ層5で
破断するモード、あるいは、33aの金バンプで破断す
るモードであるが、従来のポーラスな状態のスズメッキ
品を用いた場合の破断モードは、図8に示すようにチッ
プ側の金バンプ33と基板側のスズメッキ層6との接合
領域付近で破断するモードであり、スズメッキの表面状
態がチップの接合力に影響を与えていることを示唆する
結果であった。チップの接合力劣化の原因としては、図
10に示すようにスズメッキ層6の表面のボイド7中に
レジストがトラップされて有機物残さ8となり、その後
のチップ接続時のハンダ濡れ性が劣化したものと推察さ
れた。そこで、本願発明者らは、スズメッキ工程の条件
を変化させて、スズメッキ層6の表面状態を種々変えた
サンプルを作り、これにチップをフリップチップ接続
し、接合強度試験を繰り返し実施して、接合強度とスズ
メッキ層6の表面状態との相関関係を調査した結果、ス
ズメッキ層6の表面に存在するボイド7の寸法と発生数
を所定の範囲に設定した場合には、フリップチップ接続
の接合強度を格段に向上できることを見出した。
In the conventional method of forming a tin plating layer, the current density of tin plating is set to 0.5 to 0.8 A / dm in order to stabilize the variation in plating thickness on electrode pads having a small area of, for example, 50 μm in diameter. 2
This was performed only in a relatively low range. As a result, the surface state of the obtained tin plating was relatively porous, and many voids having a longest diameter of 0.3 μm or more were present. When the bonding force test of the chip shown in FIGS. 6 and 7 is performed, the breaking mode when a normal bonding is obtained is a mode in which the thinning gold-plated copper plating layer 5 on the substrate side breaks as shown in FIG. Alternatively, the breaking mode using a gold bump of 33a is a breaking mode when a conventional tin-plated product in a porous state is used. As shown in FIG. 8, the gold bump 33 on the chip side and the tin plating layer on the substrate side are used as shown in FIG. This was a mode of breaking near the bonding region with No. 6 and was a result suggesting that the surface state of the tin plating affected the bonding strength of the chip. As a cause of the deterioration of the bonding strength of the chip, as shown in FIG. 10, the resist is trapped in the void 7 on the surface of the tin plating layer 6 to become an organic residue 8, and the solder wettability at the time of subsequent chip connection is deteriorated. It was speculated. Therefore, the inventors of the present invention changed the conditions of the tin plating process to produce samples in which the surface condition of the tin plating layer 6 was variously changed, and connected the chips to the samples by flip-chip bonding, repeatedly performed the bonding strength test, and performed the bonding. As a result of investigating the correlation between the strength and the surface state of the tin plating layer 6, when the dimensions and the number of the voids 7 existing on the surface of the tin plating layer 6 are set within a predetermined range, the bonding strength of the flip chip connection is reduced. I found that it can be significantly improved.

【0010】本発明は、かかる知見に基づいてなされた
もので、その目的とするところは、フリップチップ接続
方式の配線基板であって、その電極用パッドをなす導体
層の最表面にスズメッキされてなるものにおいて、その
スズメッキ層の最表面に存在するボイドの寸法と発生数
を所定の範囲に設定することで、フリップチップ接続に
よる電気的接続の信頼性を高めることのできる配線基板
を提供することにある。
The present invention has been made on the basis of such knowledge, and it is an object of the present invention to provide a flip-chip connection type wiring board in which the outermost surface of a conductor layer forming an electrode pad is tin-plated. A wiring board capable of improving the reliability of electrical connection by flip-chip connection by setting the size and the number of voids present on the outermost surface of the tin plating layer within a predetermined range. It is in.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明は、フリップチップ接続方式の集積回路チップ
を電気的に接続するための電極用パッド群を備え、該各
電極用パッドをなす導体層の最表層にスズメッキ層を有
してなる配線基板において、該スズメッキ層の表面に存
在する、最長径が0.3μm以上であるボイドの個数
を、100μm当り50個以下としたことにある。
According to the present invention, there is provided an electrode pad group for electrically connecting flip-chip connection type integrated circuit chips. In a wiring board having a tin plating layer on the outermost layer of a conductor layer, the number of voids having a longest diameter of 0.3 μm or more on the surface of the tin plating layer is set to 50 or less per 100 μm 2. is there.

【0012】上記電極用パッドの寸法としては通常、直
径30〜100μmといった微小面積のものが多く、特
に直径50μm程度の大きさのものが多用されている。
このような微小面積の電極用パッド上のスズメッキにお
いては、直径100μm以上の比較的大面積のパッドで
は影響のでない程度のボイドがあっても、微小面積にあ
っては、例えばハンダ付け性が劣化するといった影響が
でる。これはフリップチップ接続におけるチップの金バ
ンプと基板の電極用パッド上のスズメッキとの接合強度
の劣化を引き起こす。微小面積の電極用パッドの場合で
も安定した接合強度を得るためには、スズメッキ層の表
面に存在するボイドを量、質共に通常の場合よりもシビ
アにコントロールすることが必須である。特に、最長径
が0.3μm以上であるボイドの個数を、100μm
当り50個以下にすることが、安定した接合強度を得る
ために効果的である。良好な結果が得られる具体的なス
ズメッキの表面状態を図5に示す。
The dimensions of the above-mentioned electrode pads are usually small, such as 30 to 100 μm in diameter, and in particular, those having a diameter of about 50 μm are often used.
In the tin plating on the electrode pad having such a small area, even if there is a void which is not affected by a relatively large area pad having a diameter of 100 μm or more, for example, the solderability is deteriorated in the small area. The effect of doing so. This causes a deterioration in bonding strength between the gold bumps of the chip and the tin plating on the electrode pads of the substrate in flip chip connection. In order to obtain a stable bonding strength even in the case of an electrode pad having a small area, it is essential to control the quantity and quality of voids present on the surface of the tin plating layer more severely than in the normal case. In particular, the number of voids having the longest diameter of 0.3 μm or more is set to 100 μm 2
It is effective to reduce the number to 50 or less in order to obtain stable bonding strength. FIG. 5 shows a specific state of the surface of tin plating for obtaining good results.

【0013】スズメッキ上のボイドがフリップチップ接
続の接合強度を劣化させる原因は必ずしも明らかではな
いが、図10に示すようにスズメッキ層6表面6aのボ
イド7中にトラップされたレジスト材等の有機物残さ8
が原因であると推察される。その根拠を示す実験データ
としては以下のものがある。すなわち、本願発明者ら
は、スズメッキ工程の条件を変化させて、スズメッキ層
6の表面状態を種々変えたサンプルを作り、これにチッ
プをフリップチップ接続し、接合強度試験を繰り返し実
施して、接合強度とスズメッキ層6の表面状態との相関
関係を調査した結果、スズメッキ層6の表面6aに存在
するボイド7の寸法と発生数を所定の範囲に設定した場
合には、フリップチップ接続の接合強度を格段に向上で
きることを見出した。併せて上記スズメッキの表面状態
ごとに、その表面近傍のスズ、酸素および炭素含有量を
オージェ電子分析した結果、該スズメッキ表面近傍のス
ズ、酸素および炭素の3成分の原子%の合計を100%
とした場合において、該スズメッキの表面近傍で検出さ
れるスズの原子%に対する炭素の原子%の比が0.5以
下であるものが優れたチップ接合強度を示した。このこ
とから、チップ接合強度にはスズメッキ表面近傍の有機
物の付着が大きく影響していることが示唆され、その有
機物が付着するポイントが上記スズメッキ表面6aのボ
イド7であると推察したのである。
Although the cause of the voids on the tin plating deteriorating the bonding strength of the flip chip connection is not necessarily clear, organic residues such as resist material trapped in the voids 7 on the surface 6a of the tin plating layer 6 as shown in FIG. 8
Is presumed to be the cause. The following are experimental data showing the basis. That is, the present inventors changed the conditions of the tin plating process to produce samples in which the surface condition of the tin plating layer 6 was variously changed, and connected the chips to the samples by flip chip bonding. As a result of investigating the correlation between the strength and the surface condition of the tin plating layer 6, when the size and the number of voids 7 existing on the surface 6 a of the tin plating layer 6 were set within a predetermined range, the bonding strength of the flip chip connection was determined. Was found to be significantly improved. In addition, for each surface state of the tin plating, the contents of tin, oxygen and carbon near the surface were analyzed by Auger electron analysis. As a result, the total of the atomic percentages of the three components tin, oxygen and carbon near the surface of the tin plating was 100%.
When the ratio of the atomic% of carbon to the atomic% of tin detected near the surface of the tin plating was 0.5 or less, excellent chip bonding strength was exhibited. This suggests that the adhesion of the organic substance near the tin-plated surface has a great effect on the chip bonding strength, and presumed that the point where the organic substance adheres is the void 7 on the tin-plated surface 6a.

【0014】ちなみに、ここでいう「表面近傍」とは、
スズメッキ表面から50オングストローム(0.005
μm)程度の深さまでをいい、オージェ分析装置による
表面分析で知見を得ることが可能な深さの範囲を指す。
実質的には、ボイドの径が0.3μmあった場合、有機
物残さは「表面近傍」よりも深いところ、つまりはスズ
メッキ表面から50オングストローム以上の深さまで入
っているものと思われるが、ここではオージェ分析によ
り検出可能な表面および深さまでの分析結果を用いて発
明を規定した。何故なら、フリップチップ接続では電極
用パッドの表面状態が、接合強度等の接続信頼性に最も
大きく影響するからである。
By the way, the term "near the surface" as used herein means:
50 Å from the tin-plated surface (0.005
μm) and refers to a range of depths at which knowledge can be obtained by surface analysis using an Auger analyzer.
In effect, when the void diameter is 0.3 μm, it is considered that the organic residue is deeper than “near the surface”, that is, the organic residue is deeper than 50 Å from the tin-plated surface. The invention was defined using analytical results down to the surface and depth detectable by Auger analysis. This is because in flip-chip connection, the surface condition of the electrode pad has the greatest influence on connection reliability such as bonding strength.

【0015】ボイドをコントロールした上記スズメッキ
の厚みとしては、1〜6μmの範囲が望ましく、特には
2〜4μmの範囲が好ましい。スズメッキ厚みが1μm
以下では、メッキ上のボイドのコントロールが困難であ
る。スズメッキ厚みが6μm以上では、メッキ被膜の応
力が大きくなり、基板側の導体薄膜の密着力を低下させ
る原因となる。
The thickness of the tin plating with controlled voids is preferably in the range of 1 to 6 μm, particularly preferably 2 to 4 μm. Tin plating thickness 1μm
In the following, it is difficult to control voids on the plating. If the thickness of the tin plating is 6 μm or more, the stress of the plating film becomes large, which causes a decrease in the adhesion of the conductive thin film on the substrate side.

【0016】配線基板には、薄膜や厚膜を用いたセラミ
ック配線基板を用いることができる。セラミックの材質
は特に限定されるものではないが、アルミナ、窒化アル
ミニウム、セラミックフィラーをガラスに添加したセラ
ミック−ガラス複合材料(いわゆるガラスセラミックあ
るいは低温焼成材料)、各種誘電体材料、炭化珪素ある
いは窒化珪素といったものを用いることができる。
As the wiring board, a ceramic wiring board using a thin film or a thick film can be used. Although the material of the ceramic is not particularly limited, alumina, aluminum nitride, a ceramic-glass composite material in which a ceramic filler is added to glass (a so-called glass ceramic or low-temperature firing material), various dielectric materials, silicon carbide or silicon nitride Can be used.

【0017】セラミック薄膜配線基板においては、電極
用パッドのスズメッキの下地となる配線として、基板面
から順にチタン−銅−金の3層からなる薄膜導体上に、
上記薄膜面から順に銅−金の2層からなるメッキを施し
たものを用いることができる。本願における薄膜導体の
層構成としては、チタン−銅−金の3層構造に限ったも
のではなく、セラミック基板と化学的接合力が得られる
層構成であれば、あらゆる層構成の薄膜が使用可能であ
る。同じく、本願におけるスズメッキ層の下地のメッキ
層の構成としては、銅−金の2層構造に限ったものでは
なく、銅のみ、あるいは銅−パラジウムといった任意の
組合わせが可能である。
In the ceramic thin film wiring board, as a wiring which becomes a base for tin plating of an electrode pad, a thin film conductor composed of three layers of titanium-copper-gold is formed in order from the substrate surface.
Those plated with two layers of copper and gold in this order from the thin film surface can be used. The layer structure of the thin film conductor in the present application is not limited to the three-layer structure of titanium-copper-gold, and any thin film having a layer structure capable of obtaining a chemical bonding force with the ceramic substrate can be used. It is. Similarly, the configuration of the underlying plating layer of the tin plating layer in the present application is not limited to the two-layer structure of copper-gold, but may be any combination such as only copper or copper-palladium.

【0018】配線基板としては他に、単板あるいは多層
のセラミック厚膜配線基板を用いることができる。セラ
ミック厚膜配線基板においては、電極用パッドのスズメ
ッキの下地となる配線として、銅、銀、白金、パラジウ
ム、金の少なくとも1種類の金属からなる厚膜導体上
に、上記厚膜面から順にニッケル−金の2層からなるメ
ッキを施したものを用いることができる。本願における
スズメッキ層の下地のメッキ層の構成としては、ニッケ
ル−金の2層構造に限ったものではなく、ニッケルの
み、ニッケル−パラジウム、ニッケル−銅、ニッケル−
銅−パラジウムあるいはニッケル−銅−金といった任意
の組合わせが可能である。貴金属系の厚膜材料はパラジ
ウム、白金を除いて耐ハンダ性が低いため、メッキの第
1層目は耐ハンダ性の高いニッケルメッキを施すことが
好ましい。また、ニッケルメッキには、Ni−Bメッ
キ、Ni−Pメッキ、Ni−Coメッキ等のNi合金メ
ッキも含む。
Alternatively, a single-plate or multilayer ceramic thick-film wiring board can be used as the wiring board. In the case of a ceramic thick film wiring board, as a wiring to be a base for tin plating of an electrode pad, nickel is formed on a thick film conductor made of at least one metal of copper, silver, platinum, palladium, and gold in order from the thick film surface. -It is possible to use one plated with two layers of gold. The configuration of the plating layer underlying the tin plating layer in the present application is not limited to the two-layer structure of nickel-gold, but only nickel, nickel-palladium, nickel-copper, and nickel-gold.
Any combination such as copper-palladium or nickel-copper-gold is possible. Since noble metal-based thick film materials have low solder resistance except for palladium and platinum, it is preferable to apply nickel plating having high solder resistance to the first layer of plating. Nickel plating also includes Ni alloy plating such as Ni-B plating, Ni-P plating, and Ni-Co plating.

【0019】配線基板として更には、BT(ビスマレイ
ミド−トリアジン)あるいはエポキシといった耐熱性樹
脂を主成分とするプリント配線基板を用いることができ
る。電極用パッドのスズメッキの下地となる配線とし
て、上記基板面から順に銅−ニッケル−金の3層からな
るメッキを施したものを用いることができる。本願にお
けるスズメッキ層の下地のメッキ層の構成としては、銅
−ニッケル−金の3層構造に限ったものではなく、銅−
ニッケル−パラジウム、あるいは銅−ニッケルといった
任意の組合わせが可能である。ちなみに銅は銀や金と比
較して耐ハンダ性は高いものの、やはり銅の上には耐ハ
ンダ性の高いニッケルメッキを施すことが好ましい。ま
た、ニッケルメッキには、Ni−Bメッキ、Ni−Pメ
ッキ、Ni−Coメッキ等のNi合金メッキも含む。
Further, a printed wiring board mainly composed of a heat-resistant resin such as BT (bismaleimide-triazine) or epoxy can be used as the wiring board. As a wiring serving as a base for tin plating of the electrode pad, a wiring formed by plating three layers of copper, nickel and gold in this order from the substrate surface can be used. The configuration of the plating layer underlying the tin plating layer in the present application is not limited to the three-layer structure of copper-nickel-gold, but may be copper-nickel-gold.
Any combination such as nickel-palladium or copper-nickel is possible. Incidentally, although copper has higher solder resistance than silver or gold, it is preferable to apply nickel plating having high solder resistance on copper as well. Nickel plating also includes Ni alloy plating such as Ni-B plating, Ni-P plating, and Ni-Co plating.

【0020】本願発明の配線基板のスズメッキ層を形成
するにあたっては、スズメッキ浴に負荷する電流密度を
0.8〜3.0A/dmとすることが好ましい。電流
密度が0.8A/dm以下の場合、スズメッキ層の表
面にボイドが多数発生し、フリップチップ接続の信頼性
を低下させる。一方、電流密度が3.0A/dm以上
の場合、スズメッキ層の表面のボイドは発生しないが、
その代わりにスズメッキの異常成長が起こり、スズメッ
キ表面に瘤のような凸部が多数発生するようになる。こ
の凸部はスズメッキ被膜の品質を低下させるものなの
で、このような電流密度を用いることは好ましくない。
本範囲の電流密度でスズメッキを行なえばメッキ被膜は
密になり、ボイドや異常成長による凸部の発生が抑えら
れ、レジスト等の有機物残さがスズメッキの表面に残り
にくくなる。
In forming the tin plating layer of the wiring board of the present invention, the current density applied to the tin plating bath is preferably set to 0.8 to 3.0 A / dm 2 . When the current density is 0.8 A / dm 2 or less, many voids are generated on the surface of the tin plating layer, and the reliability of flip-chip connection is reduced. On the other hand, when the current density is 3.0 A / dm 2 or more, no void is generated on the surface of the tin plating layer.
Instead, abnormal growth of tin plating occurs, and a large number of projections such as bumps are generated on the tin plating surface. The use of such a current density is not preferable because the projections deteriorate the quality of the tin plating film.
If tin plating is performed at a current density in this range, the plating film becomes dense, the occurrence of voids and projections due to abnormal growth is suppressed, and organic residues such as resist hardly remain on the tin plating surface.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】以下、実施例によって本発明を詳
しく説明する。 セラミック薄膜配線基板の作製 公知技術のドクターブレード法を用いて、厚み480μ
mのアルミナグリーンシートを作成する。該アルミナグ
リーンシートに対して、金型を用いて直径150μmの
ビアホールを所定のパターンに従がって穿設する。タン
グステン粉末を導電成分とするメタライズペーストを上
記ビアホール中に充填した後、1500℃で同時焼成し
て、基板の両面間を電気的に接続するためのビア導体を
有するセラミック基板を得る。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples. Production of ceramic thin film wiring board Using a well-known doctor blade method, a thickness of 480 μm was used.
m alumina green sheets are prepared. A via hole having a diameter of 150 μm is formed in the alumina green sheet using a mold according to a predetermined pattern. After filling the via hole with a metallized paste containing a tungsten powder as a conductive component, it is simultaneously fired at 1500 ° C. to obtain a ceramic substrate having a via conductor for electrically connecting both surfaces of the substrate.

【0022】得られたセラミック基板の両面を研磨加工
して平らにした後、基板の一主面全体に、チタン、パラ
ジウムの順番でスパッタ法により2層構造の薄膜層を形
成した。該薄膜層上に感光性レジストをスピンコーター
を用いて塗布してレジスト膜を形成した。表面実装用パ
ターンを含めた配線基板のパターンを表したガラスマス
クを用いて紫外線光を照射して露光・現像を行い、所定
の表面実装用パターンを形成した。そのパターン抜き部
に電解金メッキにより配線層を形成する。その後、残っ
たレジスト層を剥離し、該配線層以外の薄膜層のエッチ
ング除去を行い、所望の表面実装用薄膜配線パターンを
得るが、もう一方の主面の電気的導通の確保のため、も
う一方の主面の電解メッキ終了後に行なう。
After polishing and flattening both surfaces of the obtained ceramic substrate, a thin film layer having a two-layer structure was formed on the entire main surface of the substrate by sputtering in the order of titanium and palladium. A photosensitive resist was applied on the thin film layer using a spin coater to form a resist film. Using a glass mask representing the pattern of the wiring substrate including the surface mounting pattern, the substrate was exposed to ultraviolet light and exposed and developed to form a predetermined surface mounting pattern. A wiring layer is formed by electrolytic gold plating on the pattern cutout. Thereafter, the remaining resist layer is peeled off, and a thin film layer other than the wiring layer is etched and removed to obtain a desired thin film wiring pattern for surface mounting. This is performed after the electrolytic plating of one main surface is completed.

【0023】基板のもう一方の主面についても同様に、
全体にチタン、銅の順番でスパッタ法により2層構造の
薄膜層を形成した。該薄膜層上に感光性レジストをスピ
ンコーターを用いて塗布してレジスト膜を形成した。表
面実装用パターンを含めた配線基板のパターンを表した
ガラスマスクを用いて紫外線光を照射して露光・現像を
行い、所定の表面実装用パターンを形成した。そのパタ
ーン抜き部に銅、金の順に電解メッキにより配線層を形
成する。その後、残ったレジスト層を剥離する。
Similarly, for the other main surface of the substrate,
A thin film layer having a two-layer structure was formed on the whole by sputtering in the order of titanium and copper. A photosensitive resist was applied on the thin film layer using a spin coater to form a resist film. Using a glass mask representing the pattern of the wiring substrate including the surface mounting pattern, the substrate was exposed to ultraviolet light and exposed and developed to form a predetermined surface mounting pattern. A wiring layer is formed by electrolytic plating on the pattern cut portion in the order of copper and gold. Thereafter, the remaining resist layer is stripped.

【0024】再び感光性レジストを塗布してメッキレジ
スト層を形成し、フリップチップ接続のための電極用パ
ッドのパターンを表したガラスマスクを用いて紫外線光
を照射して露光・現像を行い、フリップチップ接続に必
要とされる部位のみを選択的にパターン抜きした。そし
て該パターン開口部に電解銅メッキを3μmの厚みで施
した後、防錆用に電解金メッキを0.1μmの厚みで薄
付けした。その後、残ったレジストを剥離し、該配線層
以外の薄膜層をエッチング除去し、所望の表面実装用の
薄膜配線パターンを得た。再び感光性レジストを塗布し
てメッキレジスト層を形成し、フリップチップ接続のた
めの電極用パッドのパターンを表したガラスマスクを用
いて紫外線光を照射して露光・現像を行い、フリップチ
ップ接続に必要とされる部位のみを選択的にパターン抜
きした。更に、該パターン開口部に、電流密度を0.2
5〜3.5A/dmの範囲で振ってスズメッキを施し
た。スズメッキ液は、第1硫酸錫を30g/l、濃硫酸
を105ml/lおよび光沢剤(商品名:ティングロコ
ーモスターコンク(ジャパンメタル社製))を20g/
l添加して調整したものを使用した。スズメッキ後、メ
ッキレジストを剥離して、電極用パッドの形成を完了し
た。
A photosensitive resist is applied again to form a plating resist layer, and is exposed and developed by irradiating ultraviolet light using a glass mask representing a pattern of an electrode pad for flip chip connection. Only the portions required for chip connection were selectively extracted. Then, after electrolytic copper plating was applied to the pattern opening with a thickness of 3 μm, electrolytic gold plating was applied with a thickness of 0.1 μm for rust prevention. Thereafter, the remaining resist was peeled off, and the thin film layers other than the wiring layer were removed by etching to obtain a desired thin film wiring pattern for surface mounting. Apply a photosensitive resist again to form a plating resist layer, and irradiate with ultraviolet light using a glass mask showing the pattern of the electrode pad for flip chip connection, perform exposure and development, and use it for flip chip connection. Only the required sites were selectively extracted. Further, a current density of 0.2
Tin plating was performed by shaking in the range of 5 to 3.5 A / dm 2 . The tin plating solution contained 30 g / l of first tin sulfate, 105 ml / l of concentrated sulfuric acid, and 20 g / g of a brightener (trade name: Tinglo Costar Co., Ltd. (Japan Metal)).
The one adjusted by adding 1 was used. After tin plating, the plating resist was peeled off to complete the formation of the electrode pad.

【0025】フリップチップ接続工程 寸法が10mm角×厚み1.0mmで、直径50μmの
電極用パッドを1.6mm角中に13列×13行、すな
わち、169個有するアルミナセラミック製薄膜配線基
板を用意した。また、寸法が2.0mm角×厚み0.5
mmで、直径58μmの金バンプを1.6mm角中に1
3列×13行、すなわち、169個有するシリコンチッ
プを用意した。薄膜配線基板の電極用パッドとシリコン
チップの各電極用パッドに形成した金バンプとが一致す
るようにして重ね、最高温度350℃×5分の条件でリ
フロー炉を通して加熱・接合した。
Flip Chip Connection Step An alumina ceramic thin film wiring board having dimensions of 10 mm square × 1.0 mm thickness and 13 columns × 13 rows, ie, 169, in a 1.6 mm square electrode pad having a diameter of 50 μm is prepared. did. The dimensions are 2.0 mm square x 0.5 thickness
mm, gold bumps with a diameter of 58 μm
A silicon chip having 3 columns × 13 rows, that is, 169 silicon chips was prepared. The electrode pads of the thin-film wiring board and the gold bumps formed on the respective electrode pads of the silicon chip were overlapped so as to coincide with each other, and heated and joined through a reflow furnace at a maximum temperature of 350 ° C. × 5 minutes.

【0026】フリップチップ接合力試験 フリップチップ接続した薄膜配線基板をセラミック板に
接着剤で接着・固定した後、該セラミック板をプッシュ
ゲージのステージに固定した。プッシュゲージを用いて
シリコンチップの側面からフリップチップ接続部にせん
断力を加えて行き、チップ接続部で破断が生じたときの
強度および破断が接続部のどの部位で発生したかの破断
モードを測定・確認した。試験の概要を図6乃至図7に
示した。接合力試験の結果を表1に併記した。
Flip-Chip Bonding Force Test After the thin-film wiring board connected by flip-chip bonding and fixing to a ceramic plate with an adhesive, the ceramic plate was fixed to a stage of a push gauge. A shear force is applied to the flip-chip connection from the side of the silicon chip using a push gauge, and the strength when a break occurs at the chip connection and the fracture mode at which part of the connection occurs at the connection are measured. ·confirmed. The outline of the test is shown in FIGS. Table 1 also shows the results of the bonding strength test.

【0027】ボイドの最長径の測定方法 スズメッキ浴に印加する電流密度の値を0.25〜3.
5A/dmの範囲で振って、電流密度がスズメッキの
表面状態にどのような影響を与えるのかを調査するため
に、スズメッキを施した電極用パッドの表面状態につい
て、以下のように分析・確認した。すなわち、100μ
の面積のスズメッキ表面にある、最長径φmaxが
0.3μm以上であるボイドの個数をSEM写真上で確
認した。ここで言う「最長径」とは、不定形なボイドに
おいて最も大きい寸法値が得られる部位の長さを示すも
のである。ボイドの最長径φmaxの測定方法を図11
に示した。
Method for measuring longest diameter of void The value of the current density applied to the tin plating bath is set to 0.25 to 3.
In order to investigate how the current density affects the surface condition of tin plating by shaking in the range of 5 A / dm 2 , the surface condition of the tin-plated electrode pad is analyzed and confirmed as follows. did. That is, 100 μ
The number of voids having a longest diameter φmax of 0.3 μm or more on the tin-plated surface having an area of m 2 was confirmed on a SEM photograph. Here, the “longest diameter” indicates the length of a portion where the largest dimension value is obtained in an irregular void. FIG. 11 shows a method of measuring the longest diameter φmax of the void.
It was shown to.

【0028】スズメッキ表面近傍のオージェ電子分析 スズメッキ層の表面状態が、スズメッキ表面近傍におけ
る有機物残さの量や酸化の度合いにどのような影響を与
えるのかを調査・確認するために、スズメッキ表面近傍
のオージェ電子分析を行なった。オージェ電子分析によ
るスズ、酸素および炭素の各含有量の分析・測定は以下
のような条件で行なった。 分析装置:JAMP−30(日本電子製) 加速電圧:10kV 照射電流:3×10−7mA スポット径(分析面積):φ20μm これらの測定条件では、測定資料の表面から約50オン
グストローム(0.005μm)の深さまでの物質の情
報が得られる。ここで分析領域を50オングストローム
(0.005μm)の深さまでに限定した理由は、フリ
ップチップ接続の信頼性を大きく左右するのが、スズメ
ッキの表面近傍の異物付着や酸化だからである。分析結
果を表1に併記した。
Auger electron analysis near tin-plated surface In order to investigate and confirm how the surface condition of the tin-plated layer affects the amount of organic residue and the degree of oxidation near the tin-plated surface, Auger electron analysis near the tin-plated surface was performed. Electronic analysis was performed. The analysis and measurement of each content of tin, oxygen and carbon by Auger electron analysis were performed under the following conditions. Analyzer: JAMP-30 (manufactured by JEOL) Acceleration voltage: 10 kV Irradiation current: 3 × 10 −7 mA Spot diameter (analysis area): φ20 μm Under these measurement conditions, about 50 Å (0.005 μm) from the surface of the measurement material Information on the substance up to the depth of ()) can be obtained. The reason why the analysis region is limited to a depth of 50 angstroms (0.005 μm) is that the reliability of flip-chip connection largely depends on adhesion of foreign matter and oxidation near the surface of tin plating. The analysis results are shown in Table 1.

【0029】[0029]

【表1】 [Table 1]

【0030】表1に示した接合強度試験の結果をみる
と、スズメッキ層の表面において、最長径が0.3μm
以上であるボイドの個数が、100μm当り50個以
上である試料番号1および2の接合強度試験での破断モ
ードは、配線基板側のスズメッキ層とフリップチップ側
の金バンプとの接合界面で破断するモードであった。こ
の破断モードは、スズメッキ層と金バンプとの間で充分
な接合を得るだけの合金化が促進されなかったことを示
すものである。接合強度についても、2kg以下の低い
値であった。
According to the results of the bonding strength test shown in Table 1, the longest diameter of the tin plating layer was 0.3 μm
The fracture mode in the bonding strength test of Sample Nos. 1 and 2 in which the number of voids is 50 or more per 100 μm 2 is that the fracture occurs at the bonding interface between the tin plating layer on the wiring board side and the gold bump on the flip chip side. Mode. This fracture mode indicates that alloying sufficient to obtain sufficient bonding between the tin plating layer and the gold bump was not promoted. The bonding strength was also a low value of 2 kg or less.

【0031】一方、スズメッキ層の表面において、最長
径が0.3μm以上であるボイドの個数が、100μm
当り50個以下である試料番号3乃至6の接合強度試
験での破断モードは、配線基板側の銅メッキ層での破断
であった。この破断モードは、スズメッキ層と金バンプ
との間で充分な接合を得るだけの合金化が促進されたこ
とを示すものである。接合強度についても、3kg以上
の高い値であった。これらの結果を比較すれば、スズメ
ッキ層のボイドの状態によってフリップチップ接続の接
合強度が左右されることは明らかである。
On the other hand, on the surface of the tin plating layer, the number of voids having the longest diameter of 0.3 μm or more is 100 μm
The breaking mode in the bonding strength test of Sample Nos. 3 to 6 in which the number was 50 or less per 2 was a breaking in the copper plating layer on the wiring board side. This fracture mode indicates that alloying that promotes sufficient bonding between the tin plating layer and the gold bump has been promoted. The bonding strength was also a high value of 3 kg or more. Comparing these results, it is clear that the bonding strength of the flip chip connection depends on the state of the voids in the tin plating layer.

【0032】また、表1に示したスズメッキ表面近傍の
オージェ電子分析の結果をみると、スズメッキ層の表面
において、最長径が0.3μm以上であるボイドの個数
が、100μm当り50個以上である試料番号1およ
び2については、スズ含有量に対する炭素含有量の比が
2以上ある。
The results of Auger electron analysis near the tin plating surface shown in Table 1 show that the number of voids having a longest diameter of 0.3 μm or more on the surface of the tin plating layer was 50 or more per 100 μm 2. For certain sample numbers 1 and 2, the ratio of carbon content to tin content is 2 or more.

【0033】一方、スズメッキ層の表面において、最長
径が0.3μm以上であるボイドの個数が、100μm
当り50個以下である試料番号3乃至6については、
スズ含有量に対する炭素含有量の比が0.5以下であ
る。これらの結果を比較すれば、スズメッキの表面状態
が粗になる程、有機物残さを取り込み易くなる傾向が高
まることがわかる。
On the other hand, on the surface of the tin plating layer, the number of voids having the longest diameter of 0.3 μm or more is 100 μm
For sample numbers 3 to 6 which are 50 or less per 2
The ratio of the carbon content to the tin content is 0.5 or less. Comparing these results shows that the rougher the surface state of the tin plating, the higher the tendency to take in organic residues.

【0034】更に、表1に示した電流密度の値をみる
と、良好なフリップチップ接続性が得られた試料番号3
乃至6では、電流密度を0.8〜3.0A/dmの範
囲 に設定していたことがわかる。電流密度が本願範囲
より低い場合では、スズメッキ表面に多数のボイドが発
生し、フリップチップ接続の信頼性を低下させているこ
とがわかる。
Further, looking at the values of the current density shown in Table 1, it was found that Sample No. 3 in which good flip-chip connectivity was obtained was obtained.
6 that the current density was set in the range of 0.8 to 3.0 A / dm 2 . When the current density is lower than the range of the present application, it can be seen that a large number of voids are generated on the tin-plated surface, which lowers the reliability of flip-chip connection.

【0035】一方、電流密度が本願範囲より高い場合で
は、スズメッキ表面のボイドの発生は抑制できるが、過
剰な電流密度に起因する瘤状の凸部がスズメッキ表面に
異常成長し、スズメッキの品質を劣化させてしまう。以
上の結果より、本願範囲の電流密度でスズメッキ工程を
実施することで、良好なフリップチップ接続性を有する
配線基板が得られる。
On the other hand, when the current density is higher than the range of the present invention, the generation of voids on the tin plating surface can be suppressed, but the bump-like projections caused by the excessive current density abnormally grow on the tin plating surface, and the tin plating quality is reduced. Will deteriorate. From the above results, by performing the tin plating process at a current density within the range of the present application, a wiring board having good flip-chip connectivity can be obtained.

【0036】[0036]

【発明の効果】以上に説明したように本願発明の配線基
板は、フリップチップ接続する電極用パッドの最表面に
おいて、最長径が0.3μm以上であるボイドの個数
が、100μm当り50個以下であるようにスズメッ
キを施すことによって、良好な接合強度を有するフリッ
プチップ接続が可能となる。
As described above, in the wiring board of the present invention, the number of voids having the longest diameter of 0.3 μm or more on the outermost surface of the electrode pad to be flip-chip connected is 50 or less per 100 μm 2. By performing tin plating as described in (1), flip-chip connection having good bonding strength can be achieved.

【0037】[0037]

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る配線基板の実施形態を説明するパ
ッド部分の拡大断面図。
FIG. 1 is an enlarged sectional view of a pad portion for explaining an embodiment of a wiring board according to the present invention.

【図2】図1の配線基板のパッドに、フリップチップ接
続方式の集積回路チップをそのパッドを位置決めして搭
載したリフロー前の状態を説明する拡大断面図。
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view illustrating a state before reflow in which a flip-chip connection type integrated circuit chip is positioned and mounted on a pad of the wiring substrate in FIG. 1;

【図3】図2においてリフローして集積回路チップを配
線基板の電極用パッドにフリップチップ接続した際のパ
ッド間の接続状態を説明する拡大断面図。
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view illustrating a connection state between pads when the integrated circuit chip is flip-chip connected to electrode pads of a wiring board by reflow in FIG. 2;

【図4】従来のスズメッキの表面状態を示すSEM写真
像。
FIG. 4 is an SEM photographic image showing the surface state of conventional tin plating.

【図5】本願発明におけるスズメッキの表面状態を示す
SEM写真像。
FIG. 5 is an SEM photograph showing the surface state of tin plating in the present invention.

【図6】配線基板にフリップチップ接続してなる集積回
路チップに接合強度試験において負荷を印加した際の説
明図。
FIG. 6 is an explanatory diagram when a load is applied in a bonding strength test to an integrated circuit chip that is flip-chip connected to a wiring board.

【図7】配線基板から集積回路チップが破断した際の説
明図。
FIG. 7 is an explanatory diagram when an integrated circuit chip is broken from a wiring board.

【図8】従来の表面状態のスズメッキを有する配線基板
を用いた場合において、配線基板から集積回路チップを
破断させた際の説明図。
FIG. 8 is an explanatory view when an integrated circuit chip is cut off from a wiring board in a case where a conventional wiring board having tin plating in a surface state is used.

【図9】本願発明の表面状態のスズメッキを有する配線
基板を用いた場合において、配線基板から集積回路チッ
プを破断させた際の説明図。
FIG. 9 is an explanatory view when the integrated circuit chip is broken from the wiring board in the case where the wiring board having tin plating in the surface state of the present invention is used.

【図10】従来の配線基板における電極用パッドの最表
面に形成したスズメッキに発生したボイド中に有機物残
さがトラップされた状態を示す説明図。
FIG. 10 is an explanatory view showing a state in which organic residues are trapped in voids generated in tin plating formed on the outermost surface of an electrode pad in a conventional wiring board.

【図11】本願発明におけるスズメッキ表面のボイドの
最長径の測定方法を示す説明図。
FIG. 11 is an explanatory view showing a method of measuring the longest diameter of a void on a tin plating surface according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 配線基板 2 セラミック基板 3 ビアホール導体 電極パッド用の薄膜層 4a チタン薄膜 4b 銅薄膜 薄付け金メッキ付き銅メッキ層 5a 銅メッキ層 5b 金メッキ層 6 スズメッキ層 7 スズメッキ表面のボイド 8 スズメッキ表面のボイド中の有機物残さ 11 配線基板の電極用パッド フリップチップ接続方式の集積回路チップ 集積回路チップの電極用パッド 金バンプ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Wiring board 2 Ceramic substrate 3 Via-hole conductor Thin film layer for electrode pads 4a Titanium thin film 4b Copper thin film Copper plating layer with thin gold plating 5a Copper plating layer 5b Gold plating layer 6 Tin plating layer 7 Tin plating surface void 8 Tin plating surface void Organic residue 11 Electrode pad for wiring board Flip-chip connection type integrated circuit chip Electrode pad for integrated circuit chip Gold bump

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 フリップチップ接続方式の集積回路チッ
プを電気的に接続するための電極用パッド群を備え、該
各電極用パッドをなす導体層上にスズメッキ層を有して
なる配線基板であって、該スズメッキ層の表面におい
て、最長径が0.3μm以上であるボイドの個数が、1
00μm当り50個以下であることを特徴とする配線
基板。
1. A wiring board comprising an electrode pad group for electrically connecting flip-chip connection type integrated circuit chips, and having a tin plating layer on a conductor layer forming each electrode pad. Thus, on the surface of the tin plating layer, the number of voids having the longest diameter of 0.3 μm or more is 1
A wiring board, wherein the number of wiring boards is 50 or less per 00 μm 2 .
【請求項2】 前記スズメッキ層の厚さを1〜6μmと
することを特徴とする請求項1に記載の配線基板。
2. The wiring board according to claim 1, wherein said tin plating layer has a thickness of 1 to 6 μm.
【請求項3】 前記配線基板がセラミック配線基板であ
ることを特徴とする請求項1乃至2に記載の配線基板。
3. The wiring board according to claim 1, wherein the wiring board is a ceramic wiring board.
【請求項4】 前記電極パッドは、銅または金の少なく
とも1種類から選ばれる金属からなることを特徴とする
請求項3に記載の配線基板。
4. The wiring board according to claim 3, wherein the electrode pad is made of a metal selected from at least one of copper and gold.
【請求項5】 前記電極用パッドは、基板面から順にチ
タン−銅−金の3層からなる複層構造の薄膜と、該スパ
ッター膜面から順に銅−金−スズの3層からなる複層構
造のメッキ膜と、からなることを特徴とする請求項3に
記載の配線基板。
5. The electrode pad according to claim 1, wherein the electrode pad has a multilayer structure of three layers of titanium-copper-gold in order from the substrate surface and a multilayer layer of three layers of copper-gold-tin in order from the sputtered film surface. The wiring board according to claim 3, comprising a plating film having a structure.
【請求項6】 前記電極用パッドは、基板面に形成した
銅、銀、白金、金、パラジウムの少なくとも1種類の金
属からなる厚膜と、該厚膜面から順にニッケル−金−ス
ズの3層からなる複層構造のメッキ膜と、からなること
を特徴とする請求項3に記載の配線基板。
6. The electrode pad comprises: a thick film formed on a substrate surface and made of at least one metal of copper, silver, platinum, gold and palladium; and a nickel-gold-tin tin film sequentially from the thick film surface. 4. The wiring substrate according to claim 3, comprising a plating film having a multilayer structure composed of layers.
【請求項7】 前記電極用パッドは、基板面に形成した
銅、銀、白金、パラジウム、金の少なくとも1種類の金
属からなる厚膜と、該厚膜面から順にニッケル−スズの
2層からなる複層構造のメッキ膜と、からなることを特
徴とする請求項3に記載の配線基板。
7. The electrode pad comprises: a thick film formed on a substrate surface and made of at least one metal of copper, silver, platinum, palladium, and gold; and two layers of nickel-tin in order from the thick film surface. 4. The wiring board according to claim 3, comprising a plating film having a multilayer structure.
【請求項8】 前記配線基板が耐熱性樹脂を主成分とす
るプリント配線基板であることを特徴とする請求項1乃
至2に記載の配線基板。
8. The wiring board according to claim 1, wherein the wiring board is a printed wiring board containing a heat-resistant resin as a main component.
【請求項9】 前記電極用パッドは、基板面から順に銅
−ニッケル−金−スズの4層からなる複層構造のメッキ
膜からなることを特徴とする請求項7に記載の配線基
板。
9. The wiring board according to claim 7, wherein the electrode pad is formed of a plating film having a multilayer structure including four layers of copper, nickel, gold, and tin in order from the substrate surface.
【請求項10】 前記電極用パッドは、基板面から順に
銅−ニッケル−スズの3層からなる複層構造のメッキ膜
からなることを特徴とする請求項7に記載の配線基板。
10. The wiring board according to claim 7, wherein the electrode pad is formed of a plating film having a multilayer structure composed of three layers of copper, nickel, and tin in order from the substrate surface.
【請求項11】 スズメッキ表面近傍のスズ、酸素およ
び炭素の3成分の原子%の合計を100%とした場合に
おいて、スズメッキの表面近傍で検出されるスズの原子
%に対する炭素の原子%の比が0.5以下であることを
特徴とする、請求項1乃至2に記載の配線基板。
11. When the total of the atomic percentages of the three components of tin, oxygen and carbon near the tin plating surface is 100%, the ratio of the atomic% of carbon to the atomic% of tin detected near the surface of the tin plating is The wiring board according to claim 1, wherein the value is 0.5 or less.
【請求項12】 スズメッキ工程において、スズメッキ
浴に負荷する電流密度を0.8〜3.0A/dmとす
ることを特徴とする、請求項1乃至2に記載の配線基板
の製造方法。
12. The method according to claim 1, wherein the current density applied to the tin plating bath in the tin plating step is 0.8 to 3.0 A / dm 2 .
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