TWI228785B - Substrate, wiring board, substrate for semiconductor package, semiconductor device, semiconductor package and its manufacturing method - Google Patents
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Description
1228785 (1) 玖、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明是關於.··半導體裝置所用的基板、配線板、半 導體封裝用基板、半導體裝置、半導體封裝及其製造方法 【先前技術】 m
隨著對電子機器的小型化或高性能化需求的殷切,半 導體的積體度也在年年提高,輸入輸出端子也在增加。連 帶的’搭載半導體的半導體封裝體也需要很多的輸入輸出 端子’同時,也被要求小型化,因此高密度化一直在進展 。又’隨著近年來之電子零件的高密度化,配線板已被要 求提昇其高密度化。而對搭載於配線板的半導體封裝,同 樣的要求也在高漲。一般在半導體封裝,有將輸入輸出端 子成一列配置在封裝周邊的形態,及不僅周邊而是成多列 配置到內部的形態。前者是以QFP(Quad Flat Package)較 具代表性。 爲了回應這種要求的半導體封裝,傳統的僅能在周邊 配置端子的引線框型的 SOP(Small 0 ut 1 i n e P ac k a g e)或取 代QFP將其多端子化時,將需要縮小端子間距,但在〇. 5 mm以下間距的領域,與配線板的連接需要高度的技術。 後者的陣列型可以用較大的間距排列端子,因此較適合多 插梢化。傳統上,陣列型是具有連接梢的PGA(Pin Grid Array)較爲一般性,但與配線板的連接成爲插入型,不適 用於表面安裝。因此,以開發出可以作表面安裝的所謂的 -6- (2) 1228785 BGA(Ball Grid Array)封裝。 另一方面,隨著電子機器的小型化,對封裝尺寸的進 一步小型化的要求更爲強烈。爲因應這種小型化’有一提 案建議使用尺寸與半導體晶片差不多同大的所謂晶片尺寸 的封裝(CSP·· Chip Size Package)。這是’不僅半導體曰曰 片的周邊部,在安裝領域內也有與外部配線基板的連接部 ,亦即具有外部連接端子的封裝。具體例子是,包括:在 半導體晶片的表面接合附設突塊的聚醯亞胺薄膜,藉由金 引線與晶片進行電氣連接後,罐燒環氧樹脂加以封裝者 (NIKKEI MATERIALS & TECHNOLOGY 9 4 · 4,Ν ο · 1 4 0,P 1 8 - 1 9 ),或在暫用基板上,於相當於半導體晶片及外部 配線基板的連接部位置形成金屬突塊,面朝下焊接半導體 晶片後,在暫用基板上轉換塑模(Smallest Flip - Chip -Like Package CSP ; The Second VLSI Packaging Workshop of Japan, p 46 - 50 9 1 994)者等。 此等半導體封裝在形成搭載半導體晶片,稱作插入基 板(丨1^£;^〇^〇的配線板(半導體封裝體用基板)中的外部連 接端子時,使用貫穿孔、通孔。一般,貫穿孔、通孔是採 預先使用鑽頭或雷射在基材的成爲連接端子部位穿孔,在 孔內塡充焊錫或導電糊漿’配設外部連接端子的方法。但 是,這種方法對縮小孔徑有一定的限度,因此業界一直在 期盼有更小型而高密度’且成本低廉的半導體封裝體用的 配線板。 因此在檢討,預先藉由蝕刻配設外部連接端子,然後 (3) 1228785 埋入成爲基材的樹脂的方法。例如,在日本特開2002 -043 4 67號公報記載有,使用樹脂埋入半蝕刻金屬箔的一 面而形成的金屬突塊(金屬柱),將其利用作爲基板的層間 連接用配線的半導體封裝。依據這種方法時,可以很容易 將外部連接端子細徑化,連接可靠性也可以提高。 另一方面,近年來爲了進一步提高半導體封裝的積體 度,開發成功在一個封裝內封裝複數個晶片的MCP(Multi Chip Package),同時也在嘗試以一個封裝實現稱作 SIP (System in Package)的以往是在平板上實現的系統。 這種封裝的形成方法,是在連接晶片與配線板後,用 樹脂淹埋而在其上形成配線,再加以堆疊的方法。 在這種情勢下,近年來對具有凹凸的構件或中間體, 使用樹脂淹埋的製程在增加。但是,對無機、有機物質成 複雜組合的半導體封裝或配線板,樹脂與銅配線、半導體 晶片等不同材料間的接合性很重要,同時,被要求沒有翹 曲、波浪形狀的高平坦性。 然而,形成樹脂層的方法是壓製樹脂片來形成時,對 有上述的凹凸的構件,樹脂的追隨性會成爲問題。同時, 要淹埋樹脂時,會擔心加在晶片的壓力會使晶片烈開。 同時,區域陣列安裝型的BGA或CSP基板的最小外 形尺寸,是因外部連接端子數、端子間距及基板的最小配 線規則、及用以搭載的配線板的可形成配線規則而定。這 表示,端子數愈多配線間距愈小,可形成的配線的最小間 距決定最小外形尺寸。 -8 - (4) 1228785 傳統的藉由貫穿孔電鍍,或雷射通孔電鍍層間連接的 半導體封裝用基板,要將基板的連接用墊配置在層間連接 部的直上部很難,而是在基板表面的離層間連接部較遠的 電路端部形成連接用墊。這成爲阻礙基板縮小的一個主因 。目前的最小配線間距,一般是5 Ο μπι左右,因此使 BGA或CSP的外部連接端子間距爲0.5 mm間距時,400 端子時的外形尺寸將成爲1 2 mm四方前後。 第5圖表示使用傳統的貫穿孔電鍍連接方式半導體封 裝用基板的半導體封裝的截面圖。在形成有貫穿孔電鍍連 接部104的絕緣樹脂層106上搭載半導體晶片105,而以 封裝材108加以封裝。在絕緣樹脂層106的上面及下面設 有連接到貫穿孔電鍍連接部1 04的電路1 1 1。上面及下面 的電路1 1 1施加有Ni/ Au電鍍109。此基板的下面以露 出焊錫球用墊的狀態塗抹有抗焊錫劑1 1 2,焊錫球用墊上 設有焊錫突塊1 1 0。在這種半導體封裝用基板,因爲無法 在貫穿孔電鍍連接部104的直上方設藉由金引線107與半 導體晶片1 05連接的線焊接用的連接用墊,因此是從貫穿 孔電鍍連接部1 04布放電路1 1 1,在其前端,亦即在絕緣 樹脂上的電路部分配置連接用墊102。另一方面,第6圖 所示的日本特開2002 - 043 467號公報所記載的半導體封 裝的基板的層間連接用配線是金屬柱1 03。但是,藉由線 焊接與半導體晶片105的連接並不在金屬柱103直上方的 電路1 1 1,而是用抗焊錫劑1 1 2被覆該部分,而在設於電 路1 Π前端的絕緣樹脂上的連接用墊1 〇2連接。 -9- (5) 1228785 【發明內容】 本發明提案,能夠很容易在製造半導體封裝用基板或 其他配線板時使用的有凹凸的構件,形成樹脂層的方法。 而通常在配線構件,特別是在具有導電性突起的構件形成 樹脂層時,塗抹未硬化狀態的樹脂再使其硬化時,便會發 生樹脂的收縮,或起因於構件與樹脂之熱膨脹差,產生翹 曲或波浪。爲了抑制形成翹曲或波浪,有使用高比率混合 無機粒子的低收縮樹脂的方法,但這種方法存在有,樹脂 與構件的接合性會變差的問題。本發明是在樹脂層的形成 方法以外,進一步提供可以形成接合性良好,不會發生翹 曲或波浪的樹脂層的方法。 亦即,本發明提案藉由印刷塗抹淸漆狀態的樹脂,再 使其硬化而形成樹脂層的方法,作爲在,1 ·在具有導電性 突起的金屬箔形成樹脂層,然後藉由硏磨使導電性突起露 出的製程製造的半導體封裝用基板、配線板,2.在具有導 電性突起的導體與絕緣樹脂構成的配線配線構件形成樹脂 層,然後藉由硏磨使導電性突起露出的製程製造的半導體 封裝用基板、配線板,3 .在配線板安裝晶片或被動零件後 以樹脂淹埋,而形成樹脂層,在其上面配設配線的內設元 件型的半導體封裝用基板、配線板,等3者形成樹脂層的 方法。 亦即,本發明係關於下列(1)〜(2 1)。 (1 )包含:在表面有複數個導電性突起的絕緣構件, 藉由印刷塗抹硬化前的流動狀淸漆狀態的絕緣樹脂,塗抹 -10- (6) 1228785 到導電性突起被絕緣樹脂埋沒的厚度的印刷製程;令印刷 的絕緣樹脂硬化的硬化製程;以及,硏磨絕緣樹脂使導電 性突起的前端露出的硏磨製程的配線板的製造方法。 (2 )配線板爲半導體封裝用基板的(1 )項所述之配線 板的製造方法。 (3) 配線構件爲表面具有複數個導電性突起的金屬箔 的(1)或(2)項所述之配線板的製造方法。 (4) 配線構件爲:絕緣樹脂層、絕緣樹脂層兩面之層 間相互連接的導體層、及絕緣樹脂層的至少一面上有導電 性突起者的(1)或(2)項所述之配線板的製造方法。 (5) 在硬化製程後進行硏磨製程的(1)〜(4)項中任一 項所述之配線板的製造方法。 (6) 包含:在表面有複數個導電性突起的絕緣構件, 藉由印刷塗抹硬化前的流動狀淸漆狀態的絕緣樹脂,塗抹 到導電性突起被絕緣樹脂埋沒的厚度的印刷製程;將印刷 之絕緣樹脂乾燥到失去流動性,但是在完全硬化以前之半 硬化狀態的乾燥製程;硏磨乾燥到半硬化狀態的絕緣樹脂 ’使導電性突起的前端露出的硏磨製程;硏磨後令絕緣樹 脂完全硬化的硬化製程的(1 )〜(4)項中任一項所述之配線 板的製造方法。 (7) 包含:在配線構件的具有導電性突起的面,印刷 呈流動狀的淸漆狀態的絕緣樹脂(1 ),乾燥到失去流動性 ’但是在完全硬化以前之半硬化狀態,再按順序分別印刷 ’成分與絕緣樹脂(1 )不同,呈流動狀的淸漆狀態的絕緣 -11 - (7) 1228785 樹脂(2),及成分與絕緣樹脂(2)不同,呈流動狀的淸漆狀 態的絕緣樹脂(3 )的至少兩種絕緣樹脂,乾燥到失去流動 性,但是在完全硬化以前之半硬化狀態,藉此將由絕緣樹 脂(1)層、絕緣樹脂(2)層及絕緣樹脂(3)層之至少3層所構 成的多層絕緣樹脂層,形成爲導電性突起被絕緣樹脂埋沒 的厚度的製程;令多層絕緣樹脂層中的所有絕緣樹脂同時 完全硬化的硬化製程;以及,硏磨多層絕緣樹脂層,使導 電性突起的前端露出的硏磨製程的(1)〜(4)項中任一項所 述之配線板的製造方法。 (8 )在硏磨製程後進行硬化製程的(7 )項所述之配線 板的製造方法。 (9)在形成多層絕緣樹脂層的製程中,絕緣樹脂(J ) 使用與配線構件的接著性良好的絕緣樹脂,包含絕緣樹脂 (2 )層及絕緣樹脂(3 )層的第2層以上的各層則使用,具有 可以降低製作的配線板發生翹曲的特性的絕緣樹脂的(7) 項或(8)項所述之配線板的製造方法。 (1 〇)在形成多層絕緣樹脂層的製程中,藉由印刷以 任思位置、形狀、厚度,形成無機或有機粒子的含有率互 異的樹脂、或基本樹脂構造不相同的樹脂,然帛,堆疊樹 脂’藉此形成’性質互異的樹脂混合存在於絕緣樹脂中的 任意處所的樹脂層的⑺項或(8)項所述之配線板的製造方 法。 (1 1)藉由(1)項 配線板。 (10)項中任一項所述的方法製造的 •12- (8) 1228785 (12) 藉由(1)項〜(10)項中任一項所述的方法製造的 半導體封裝。 (13) 使用(12)項所述之半導體封裝用基板的半導體 封裝。 (1 4)將電子零件安裝於配線板後以絕緣樹脂淹埋, 形成絕緣樹脂層,在絕緣樹脂層上設配線的內設元件型的 配線板的製造方法,係將電子零件安裝於配線板後,藉由 印刷塗抹硬化前的流動狀淸漆狀態的絕緣樹脂埋沒電子零 件’令印刷的絕緣樹脂硬化,形成絕緣樹脂層,爲其特徵 的製造方法。 (1 5)電子零件是半導體晶片,內設元件型的配線板 是內設元件型的半導體封裝的(14)項所述之方法。 (16)包含:在配線構件的電子零件安裝面,印刷呈 流動狀淸漆狀態的絕緣樹脂(1 ),乾燥到失去流動性,但 是在完全硬化以前之半硬化狀態,再按順序分別印刷,成 分與絕緣樹脂(1 )不同’呈流動狀的淸漆狀態的絕緣樹脂 (2) ’及成分與絕緣樹脂(2)不同,呈流動狀的淸漆狀態的 絕緣樹脂(3 )的至少兩種絕緣樹脂,乾燥到失去流動性, 但是在完全硬化以前之半硬化狀態,藉此將由絕緣樹脂 (1 )層、絕緣樹脂(2)層及絕緣樹脂(3 )層之至少3層所構成 的多層絕緣樹脂層,形成爲導電性突起被絕緣樹脂埋沒的 厚度的製程;令多層絕緣樹脂層中的所有絕緣樹脂同時完 全硬化的硬化製程;以及,在多層絕緣樹脂層上設配線的 製程的(14)項或(15)項所述之配線板的製造方法。 -13- (9) 1228785 (1 7)在形成多層絕緣樹脂層的製程後,將多層絕緣 樹脂層的表面硏磨成平坦後進行硬化製程的(16)項所述之 方法。 (1 8)在形成多層絕緣樹脂層的製程中,絕緣樹脂(1 ) 使用與配線板及電子零件的接著性良好的絕緣樹脂,包含 絕緣樹脂(2)層及絕緣樹脂(3)層的第2層以上的各層則使 用,具有可以降低製作的內設元件型的配線板發生翹曲的 特性的絕緣樹脂的(16)項或(17)項所述之配線板的製造方 (1 9)在形成多層絕緣樹脂層的製程中,藉由印刷以 任意位置、形狀、厚度,形成無機或有機粒子的含有率互 異的樹脂、或基本樹脂構造不相同的樹脂,然後,堆疊樹 脂,藉此形成,性質互異的樹脂混合存在於絕緣樹脂中的 任意處所的樹脂層的(1 6)〜(1 8)中任一項所述之方法。
(20) 藉由(14)〜(19)項中任一項所述之方法製造的 內設元件型配線板。 (21) 藉由(M)〜(19)項中任一項所述之方法製造的 內設元件型半導體封裝。 又’本發明提供包含:1 )將與配線材料的接合性良 好的樹脂,以硬化前的具流動性的淸漆狀態塗抹一薄層, 塗抹後,將其乾燥到不具流動性的未完全硬化的半硬化狀 態’使其成爲第1層的製程;2)在不具流動性的半硬化 狀態的第1層的樹脂層上面’以未硬化前的淸漆狀態的液 狀’塗抹混合成不會發生翹曲或波浪的樹脂,同樣將其乾 -14· (10) 1228785 燥到不具流動性的未完全硬化的半硬化狀態,使其成爲第 2層的製程,3)爲了取得樹脂層的平衡,以流動狀淸漆 狀態在第2層上塗抹與第1層相同或不相同的樹脂,塗抹 後,將其乾燥到不具流動性的未完全硬化的半硬化狀態, 使其成爲第3層的製程;4)使半硬化狀態的所有樹脂整 批硬化成完全硬化的狀態的製程,的製造方法。 同時’本發明的目的是在提供,半導體封裝用基板等 的基板,不變更BGA或CSP的最小配線間距或端子數、 及配線板的配線規則,便能夠形成更小的半導體封裝的基 板、半導體封裝用基板,使用此基板的半導體裝置及半導 體封裝。 蝕刻金屬箔而形成的突塊用樹脂加以淹埋,使成層間 連接用的配線的基板,跟傳統的藉由貫穿孔電鍍進行層間 連接的CSP或BGA用的基板不相同,層間連接部完全被 金屬埋沒。本發明人發現,層間連接部由金屬完全埋沒時 ,可以在其層間連接部的直上方配設連接用墊,CSP或 BGA可以不改變最小配線間距,便能夠藉由簡單的配線 圖案的設計變更將其小型化,而依據此認知完成本發明。 亦即,本發明係關於,下列的(22)〜(3 2)項所述之基 板、半導體封裝用基板,半導體裝置及半導體封裝。 (22)具有:絕緣樹脂層;埋沒在絕緣樹脂層中,貫 穿到絕緣樹脂層兩面的層間連接用金屬柱;及在金屬柱的 直上方,形成於絕緣樹脂層的至少一面上的電路,金屬柱 與電路是藉由蝕刻金屬箔而形成,連接用墊設在金屬柱直 -15- (11) 1228785 上方的電路上的基板。 (23)電路是在金屬柱的直上方,形成於絕緣樹脂層 的一面上的金屬層的(22)項所述之基板。 (2 4 )金屬柱由第1金屬構成,電路由蝕刻條件與第 1金屬不同的第2金屬構成,金屬箔具有第1金屬層及第 2金屬層,絕緣樹脂層、電路及金屬柱是藉由,選擇性倉虫 刻金屬箔的第1金屬層,在第2金屬層上形成成爲金屬柱 的第1金屬的突塊,在第2金屬層的形成第1金屬突塊的 面上,形成第1金屬突塊露出前端面狀埋沒在絕緣樹脂中 的絕緣樹脂層,接著,選擇性蝕刻第2金屬層以形成電路 ,而形成的(23)項所述之基板。 (2 5)金屬柱由第1金屬層及蝕刻條件與第1金屬層 不同的第2金屬層構成,電路由蝕刻條件與第2金屬層不 同的第3金屬層構成,金屬箔以第2金屬層爲中間層具有 第1金屬層、第2金屬層及第3金屬層,絕緣樹脂層、電 路及金屬柱是藉由,選擇性蝕刻金屬箔的第1金屬層,在 第2金屬層上形成第1金屬的突塊,接著,選擇性蝕刻金 屬箔的第2金屬層,形成成爲金屬柱的第1金屬層及第2 金屬層構成的金屬的突塊,接著,在金屬箔的形成金屬突 塊的面上,形成由第1金屬層及第2金屬層構成的金屬突 塊露出前端面狀埋沒在絕緣樹脂中的絕緣樹脂層,接著, 選擇性蝕刻第3金屬層以形成電路,而形成的(23)項所述 之基板。 (26)金屬柱由第1金屬構成,電路由蝕刻條件與第 -16- (12) 1228785 1金屬層不同的第2金屬層及蝕刻條件與第2金屬層不同 的第3金屬層構成’金屬箔以第2金屬層爲中間層具有第 1金屬層、弟2金屬層及弟3金屬層’絕緣樹脂層、電路 及金屬柱是藉由,選擇性蝕刻金屬箔的第1金屬層,在第 2金屬層上形成成爲金屬柱的第1金屬的突塊,在第2金 屬層的形成第1金屬的突塊的面上,形成第1金屬的突塊 露出前端面狀埋沒在絕緣樹脂中的絕緣樹脂層,接著:,# 別選擇性蝕刻第3金屬層及第2金屬層以形成電路,而形 成的(23)項所述之基板。 (2 7)具有:絕緣樹脂層;埋沒在絕緣樹脂層中,貫 穿到絕緣樹脂層兩面的層間連接用金屬柱;及在金屬柱的 直上方,形成於絕緣樹脂層的至少一面上的電路,金屬柱 是藉由蝕刻金屬箔而形成,連接用墊設在金屬柱直上方的 電路上的半導體封裝用基板。 (28) 具備有,(22)〜(26)項中任一項所述的基板及 搭載於基板的半導體晶片,在基板的金屬柱直上方,設於 電路上的連接用墊與半導體晶片的連接用墊,藉由線焊接 連接在一起的半導體裝置。 (29) 具備有,(22)〜(26)項中任一項所述的基板及 搭載於基板的半導體晶片,在基板的金屬柱直上方,設於 電路上的連接用墊與半導體晶片的連接用墊,藉由倒裝晶 片焊接方式連接在一起的半導體裝置。 (30) 具備有,(22)〜(26)項中任一項所述的基板及 搭載於基板的電子零件,電子零件的外部連接端子在基板 -17- (13) 1228785 的金屬柱直上方,與設於電路上的連接用墊,在該連接用 墊上連接在一起的半導體裝置。 (3 1)密封(2 8)項所述的半導體裝置的半導體晶片搭 載面側而成的半導體裝置。 (3 2)密封(29)項所述的半導體裝置的半導體晶片搭 載面側而成的半導體裝置。 又,本發明的目的是在提供,在預先藉由蝕刻等在金 屬薄片設外部連接端子,然後以作爲基材的樹脂淹埋外部 連接端子的方法製造的半導體封裝用基板等配線板,提高 金屬與樹脂的密接性的方法。在這種配線板,金屬與樹脂 的密接性成爲可靠性的重要因素。密接性大部分依存於樹 脂的種類、密接的金屬的種類、金屬的接觸面的狀態,例 如表面形狀。而金屬的表面狀態在金屬是銅而樹脂是環氧 樹脂時,光澤面與粗化面的兩種狀態常是粗化面的密接性 較佳。樹脂是聚醯亞胺樹脂時,在密接後的初期狀態,光 澤面與粗化面的兩種狀態常是光澤面的密接性較佳,但吸 濕試驗後光澤面與粗化面的兩種狀態反轉,變成粗化面的 密接性較佳。本發明人等發現,以上述方法使用的多層化 的金屬箔,與樹脂的接觸面選擇跟樹脂的接合性良好的金 屬層非常重要,同時,與樹脂的接合面使用跟樹脂的接合 性良好的金屬表面狀態非常重要,而依據此項認知完成本 發明。 亦即,本發明係關於下列的(33)〜(5 8)項。 (3 3 )具備有:樹脂層;樹脂層的至少一面上的電路 -18 - (14) 1228785 ;從電路至樹脂層的相反面突出在樹脂層中的複數個柱狀 的外部連接端子,電路及外部連接端子之接觸樹脂層的表 面經過粗化,爲其特徵的配線板。 (3 4 )電路與樹脂層接觸的層,使用與樹脂層的密接 性良好的金屬層的(3 3)項所述之配線板。 (3 5)電路與樹脂層接觸的層,使用容易粗化的金屬 層的(3 3 )項所述之配線板。
(36)可當作半導體封裝體用基板使用的(33)〜(35) 項中之任一項所述的配線板。 (37)具備有:(33)〜(35)項中任一項所記載的配線 板;搭載於配線板的半導體晶片;及用以封裝配線板的半 導體晶片搭載面的封裝材料的半導體封裝體。
(3 8)對具有薄片部及從薄片部的一面突出的複數個 柱狀的外部連接端子的金屬薄片,將其具有外部連接端子 的表面粗化,在金屬薄片的經粗化的表面上,形成外部連 接端子露出前端狀埋沒在絕緣樹脂中的絕緣樹脂層,接著 ;去除一部分金屬薄片的薄片部直到樹脂層露出,藉此在 樹脂層上形成與外部連接端子連接的電路的(3 3)項所述之 配線板的製造方法。 (39)去除依序具有第1金屬層、第2金屬層及第3 金屬層的至少3層的多層金屬箔的第1金屬層的一部分, 直到露出第2層的金屬層,而在第2金屬層的露出面形成 複數個柱狀外部連接端子,藉此製成上述金屬薄片的(3 8) 項所述之配線板的製造方法。 -19- (15) 1228785 (40) 第2金屬層是與樹脂層的密接性很好的金屬層 的(3 9)項所述之配線板的製造方法。 (41) 第2金屬層是很容易粗化的金屬層的(39)項所 述之配線板的製造方法。 (42) 第1金屬層、第2金屬層及第3金屬層是鄰接 層的蝕刻條件互異的層,第1金屬層之部分去除是藉由蝕 刻,電路之形成是藉由依序鈾刻第1金屬層及第2金屬層 ,而去除其一部分而形成的(39)〜(41)項中任一項所述之 配線板的製造方法。 (43) 將具有:金屬層的第1層(1);在第1層的一面 上的複數個金屬柱(2);及包含與樹脂層的密接性很好的 金屬層,形成在第1層的另一面上的一層以上的金屬層 (3)的複合金屬層之至少一層金屬層,從第1層依次去除 金屬柱下以外的部分,直到露出與樹脂層的密接性很好的 金屬層,藉此製作金屬薄片的(3 8)項所述之配線板的製造 方法。 (4 4)將具有:金屬層的第1層(1);在第1層的一面 上的複數個金屬柱(2);及包含很容易粗化的金屬層,形 成在第1層的另一面上的一層以上的金屬層(3)的複合金 屬層之至少一層金屬層,從第1層依次去除金屬柱下以外 的部分,直到露出很容易粗化的金屬層,藉此製作金屬薄 片的(3 8)項所述之配線板的製造方法。 (4 5)去除依序具有第1金屬層、第2金屬層及第3 金屬層的至少3層的多層金屬箔的第1金屬層的一部分, -20- (16) 1228785 直到露出第2層的金屬層,而在第2金屬層 複數個金屬柱,接著,去除第2金屬層的金 外的一部分,直到露出第3金屬層,藉此製 片的(3 8)項所述之配線板的製造方法。 (46) 第3金屬層是與樹脂層的密接性 的(45)項所述之配線板的製造方法。 (47) 第3金屬層是很容易粗化的金屬 述之配線板的製造方法。 (4 8)第1金屬層、第2金屬層及第3 層的蝕刻條件互異的層,第1金屬層及第2 去除是藉由蝕刻去除,電路之形成是藉由蝕 屬層的一部分,而形成的(45)〜(47)項中任 線板的製造方法。 (49)具備有:樹脂層;樹脂層的至少 ;從電路至樹脂層的相反面突出在樹脂層中 的外部連接端子,電路及外部連接端子之與 層,是與樹脂層的密接性很好的金屬層,爲 板。 (5 0)該配線板被用作半導體封裝用基 述之配線板。 (51)具備有:(49)項所述的配線板;j 的半導體晶片;及用以密封配線板的半導體 密封材料的半導體封裝體。 (5 2)對具有薄片部及從薄片部的一面; 的露出面形成 屬柱下部分以 成上述金屬薄 很好的金屬層 層的(4 5 )項所 金屬層是鄰接 金屬層的部分 刻去除第3金 一項所述之配 一面上的電路 的複數個柱狀 樹脂層接觸的 其特徵的配線 板的(4 9 )項所 答載於配線板 晶片搭載面的 突出的複數個 -21 - (17) 1228785 柱狀的外部連接端子的金屬薄片,在其具有外部連接端子 的表面上,形成外部連接端子露出前端狀埋沒在絕緣樹脂 中的樹脂層,接著,去除一部分金屬薄片的薄片部直到樹 脂層露出,藉此在樹脂層上形成與外部連接端子連接的電 路的(49)項所述之配線板的製造方法,係薄片部的突出外 部端子的表面是與樹脂層的密接性很好的金屬表面的方法 〇 (53)去除依序具有第1金屬層;與樹脂層的密接性 很好的第2金屬層;及第3金屬層的至少3層的多層金屬 箔的第1金屬層的一部分,直到露出第2層的金屬層,而 在第2金屬層的露出面形成複數個柱狀外部連接端子,藉 此製成上述金屬薄片的(5 1)項所述之配線板的製造方法。 (5 4)第1金屬層、第2金屬層及第3金屬層是鄰接 層的蝕刻條件互異的層’第1金屬層之部分去除是藉由蝕 刻去除,電路之形成是藉由依序蝕刻第2金屬層及第2金 屬層,去除其一部分而形成的(52)或(53)項所述之配線板 的製造方法。 (55)將具有:金屬層的第1層(1);在第1層的一面 上的複數個金屬柱(2);及包含與樹脂層的密接性很好的 金屬層,形成在第1層的另一面上的一層以上的金屬層 (3)的複合金屬層之至少一層金屬層,從第1層依次去除 金屬柱下以外的部分’直到露出與樹脂層的密接性很好的 金屬層,藉此製作金屬薄片的(52)項所述之配線板的製造 方法。 -22· (18) 1228785 (56) 去除依序具有第1金屬層、第2金屬層及與樹 脂層的密接性很好的第3金屬層的至少3層的多層金屬箔 的第1金屬層的一部分,直到露出第2層的金屬層,而在 第2金屬層的露出面形成複數個金屬柱,接著,去除第2 金屬層的金屬柱下部分以外的一部分,直到露出第3金屬 層,藉此製成上述金屬薄片的(5 2)項所述之配線板的製造 方法。
(57) 第1金屬層、第2金屬層及第3金屬層是鄰接 層的蝕刻條件互異的層,第1金屬層及第2金屬層的部分 去除是藉由蝕刻去除,電路之形成是藉由蝕刻去除第3金 屬層的一部分,而形成的(5 6)項所述之配線板的製造方法 (58)將半導體晶片搭載於(38)〜(52)項或(52)〜(57) 項中任一項所述之方法製造的配線板的具有電路的一面, 接著密封配線板的半導體晶片搭載面的配線板的製造方法
以下’藉由上述(1)〜(10)的方法製造之配線板稱作 配線板A ’半導體封裝用基板稱作半導體封裝用基板a, 上述(13)所述的半導體封裝稱作半導體封裝A,藉由上述 (14)〜(19)的方法製造之半導體裝置稱作半導體裝置b, 上述(22)〜(26)所述的基板稱作基板C,(27)所述的半導 體封裝用基板稱作半導體封裝用基板C,(28)、(29)及 (30) 所述的半導體裝置稱作半導體裝置ci、C2及C3, (31) 及(32)所述之半導體封裝稱作半導體封裝ci及C2, -23- (19) 1228785 (33)〜(36)所述的配線板稱作配線板D ’(37)所述的半導 體封裝稱作半導體封裝D,(49)〜(50)所述的半導體封裝 體稱作半導體封裝體E,(51)所述的半導體封裝稱作半導 體封裝E。 【實施方式】 〈配線板A的製造方法,半導體封裝用基板A〉 本發明的配線板 A的製造方法包含:在表面有複數 個導電性突起的絕緣構件,藉由印刷塗抹硬化前的流動狀 淸漆狀態的絕緣樹脂,塗抹到導電性突起被絕緣樹脂埋沒 的厚度的印刷製程;令印刷的絕緣樹脂硬化的硬化製程; 以及,硏磨絕緣樹脂使導電性突起的前端露出的硏磨製程 〇 以本發明的方法製造之配線板 A有:例如,使用在 半導體封裝體的插入基板的半導體封裝用基板,半導體封 裝或搭載其他電子零件的母板等其他配線板。 本發明的配線板A的製造方法所使用的表面有複數 個導電性突起的配線構件,可以有如以下所列者。 1 .表面有導電性突起的金屬箔。例如有,藉由使用乾 薄膜抗蝕劑的蝕刻,使第1、第3金屬層的蝕刻條件與第 2金屬層不相同的金屬層的3層金屬箔的第1金屬層,成 爲柱狀突塊的金屬箔,及藉由使用乾薄膜抗蝕劑的鈾刻, 使上述3層金屬箔的第1金屬層成爲柱狀突塊,接著蝕刻 去除第2金屬層的柱狀突塊下部以外的部分,直到露出第 -24- (20) 1228785 3金屬層的金屬箔。這時,第1、第3金屬層是銅、銅合 金時,第2金屬層可以用鎳、鎳合金、鈦、鉻、錫、鋅等
2 .由具有導電性突起的導體與絕緣樹脂構成之配線構 件。例如,配線構件是絕緣樹脂層、絕緣樹脂層兩面上的 層間連接之導體層、及在絕緣樹脂層的至少一面上有導電 性突起者。例如,在上述金屬箔露出柱狀突塊的端面而形 成樹脂層者的樹脂層形成面,加熱壓接上述3層金屬箔, 然後,同樣使第1金屬層成爲柱狀突塊者。同時包含,在 一般的雙面配線板的表面印刷銀糊漿等之導電性糊漿,形 成導電性突起者,使用電鍍抗蝕劑等,藉電鍍析出形成金 屬突起者。
3 .內設元件型的半導體封裝,或配線板的中間構件。 本發明所使用的絕緣樹脂的例子有:聚醯亞胺樹脂、 聚醯胺醯亞胺樹脂、矽樹脂、酚樹脂、雙馬來醯亞胺三氮 雜苯樹脂、環氧樹脂、丙烯樹脂等熱硬化性樹脂,聚苯撐 k醚樹脂、感光性聚醯亞胺樹脂、丙烯環氧樹脂、乙烯、 丙烯、苯乙烯、丁二烯等熱可塑性彈性體,液晶聚合物等 。也可以使用在此等樹脂混合有機粒子或無機粒子者。用 以混合在樹脂的有機粒子的例子有··上述樹脂的硬化物, 無機粒子的例子有:氧化鋁粒子、二氧化矽、玻璃纖維等 。此等有機或無機粒子的粒徑,最好是平均粒徑0.1〜2 〇 μιη 者。 在本發明是,藉由印刷,在配線構件的具有導電性突 -25- (21) 1228785 起的表面,塗抹硬化前的流動狀淸漆狀態的絕緣樹脂,塗 抹到導電性突起被絕緣樹脂埋沒的厚度。流動狀淸漆狀態 的絕緣樹脂,印刷時其黏度最好在3〜70 Pa · s。印刷方 法有:網目掩罩、金屬掩罩等的掩罩印刷法;使用擠壓機 、刀片等直接在配線構件上留下刮痕或空隙而塗抹厚度均 勻的樹脂的方法;及在滾筒或平板等塗抹樹脂後,將樹脂 轉印到配線構件上等方法。而在真空下進行這種作業時, 對減少未塡充部位很有效。 可以在印刷製程後、硬化製程後進行硏磨製程。也可 以在硏磨製程後進行硬化製程。這個時候,是在硏磨製程 之前,進行將絕緣樹脂乾燥到失去流動性,但是在完全硬 化以前之半硬化狀態的乾燥製程,接著進行,硏磨乾燥到 半硬化狀態的絕緣樹脂使導電性突起的前端露出的硏磨製 程,然後進行,令絕緣樹脂完全硬化的硬化製程。這種後 者的方法因樹脂較完全硬化的樹脂軟,可以提高硏磨效率 〇 可以依形成絕緣樹脂層的配線構件改變各層的樹脂調 配成分、樹脂種類、厚度、或層數,控制整體的翹曲量。 絕緣樹脂可以僅用一種以形成單層的樹脂層,也可以使用 ,包括兩種以上的絕緣樹脂、同一組成的樹脂而改變塡充 物等之塡充率者,以形成多層絕緣樹脂層。同時,如果是 採用多層樹脂層,可以配合構件種類、表面狀態選擇第1 層樹脂,使其成爲接合性良好的一層。 例如,在配線構件的具有導電性突起的面,印刷呈流 -26- (22) 1228785 動狀淸漆狀態的絕緣樹脂(1),乾燥到失去流動性,但是 在完全硬化以前之半硬化狀態,再按順序分別印刷,成分 與絕緣樹脂(1 )不同,呈流動狀的淸漆狀態的絕緣樹脂(2) ’及成分與絕緣樹脂(2)不同,呈流動狀的淸漆狀態的絕 緣樹脂(3 )之至少兩種絕緣樹脂,乾燥到失去流動性,但 是在完全硬化以前之半硬化狀態,藉此將由絕緣樹脂(i ) 層、絕緣樹脂(2)層及絕緣樹脂(3)層之至少3層所構成的 多層絕緣樹脂層,形成爲導電性突起被絕緣樹脂埋沒的厚 度。然後,在硏磨製程之前或之後進行硬化製程,令多層 絕緣樹脂層中的所有絕緣樹脂同時完全硬化。 最好是進行,1 )將與配線材料的接合性良好的樹脂 ’以硬化前的具流動性的淸漆狀態塗抹一薄層,塗抹後, 將其乾燥到不具流動性的未完全硬化的半硬化狀態,使其 成第1層的製程;2)在不具流動性的半硬化狀態的第1 層的樹脂層上面,以未硬化前的淸漆狀態的液狀,塗抹調 配成不會發生翹曲或波浪的樹脂,同樣將其乾燥到不具流 動性的未完全硬化的半硬化狀態,使其成第2層的製程; 3)爲了取得樹脂層的平衡,以流動狀的淸漆狀態在第2 層上塗抹與第1層相同或不相同的樹脂,塗抹後,將其乾 燥到不具流動性的未完全硬化的半硬化狀態,使其成第3 層的製程;4)使半硬化狀態的所有樹脂整體硬化成完全 硬化的狀態的製程。 · 一般來講,要使樹脂成爲低收縮,低膨脹率時,是以 高比率混合無機粒子,但樹脂與構件的接合力會降低。因 -27- (23) 1228785 此’使接合界面的第1層爲不含無機粒子,或僅含少量, 例如在絕緣樹脂中僅含1〜2 0重量 %的樹脂層,第2層 則是以較第1層爲高的比率,例如絕緣樹脂中含20重量 %以上90重量 %以下的比率混合無機粒子的樹脂層。由 於如此,便能以接合性良好的狀態形成低收縮,低膨脹率 的樹脂層。多層絕緣樹脂層是3層時,第3層使用跟第1 層同樣的絕緣樹脂較佳。 同時,本發明也可以利用作爲,通過設有任意開口的 型版掩罩(stencill mask)印刷含有很多無機、有機粒子等 塡充成分的樹脂,再乾燥之,藉由返覆印刷與乾燥,使在 絕緣樹脂中的任意部位混合存在無機、有機粒子成分的方 法。這時,使用同一樹脂對提高各層間的密接性有幫助。 在硏磨製程的硏磨方法有:滾筒紙硏磨、噴砂法、磨 石粉硏磨、拋光等,使用刀刃的機械加工法,例如銑床加 工也可以。因爲是在半硬化狀態對絕緣樹脂進行硏磨,因 此其硬度較硬化狀態時低,可以提高硏磨效率。 再者,所述的樹脂之半流動狀態是指失去流動性,但 是硬化到可硏磨的狀態,未完全硬化以前之樹脂的狀態。 熱硬化性樹脂稱作B階段(B stage),雖因樹脂而異,但 是指硬化率30〜80 %者。此硬化率可以藉由DSC(示差掃 描熱分析)測量。絕緣樹脂的乾燥到半乾燥狀態,及完全 硬化,如果絕緣樹脂是熱硬化樹脂時,是以加熱法爲之, 回到硏磨時之室溫(5〜3 5 °C )之狀態時,無流動性,加上 外力時發生彈性變形或塑性變形’去掉外壓時彈性變形時 -28- (24) 1228785 會回到原來的狀態,塑性變形時則維持變形的狀態。 溶劑稀釋型的熱可塑性材料時,藉由適度去除溶劑分 ,便可以使其成爲半硬化狀態。去除溶劑分的方法有加熱 或減壓的方法。與熱硬化性樹脂一樣,可硏磨的狀態是, 無流動性,加上外力時發生彈性變形或塑性變形,去掉外 壓時彈性變形時會回到原來的狀態,塑性變形時則維持變 形的狀態。 使用感光性聚醯亞胺等感光性樹脂時,可以藉由照射 紫外線量控制硬化量。使用感光性樹脂時,可以遮蔽導電 性突起上部使紫外線照不到,藉由導電性突起部以外部分 的紫外線照射量減低紫外線照射量,使導電性突起上部較 其他部分爲未硬化的狀態,如此便可以集中硏磨導電性突 起上部,提高硏磨效率。而且,如果此感光性樹脂是可以 藉由藥液去除曝光部分及以外部分的型式,則可以分別以 不同的紫外線照射量照射導電性突起上部與其餘部分,而 僅以藥液去除導電性突起上部的樹脂,藉此可以不硏磨, 或稍許的硏磨便可以使導電性突起上部的前端露出。 同時,藉由本發明方法,使用表面有導電性突起的金 屬泊製造半導體封裝用基板 A時,可以選擇性触刻表面 的金屬箔的薄片狀部分以形成電路圖案。同時,可以在金 屬箔的具有導電性突起的表面的平坦部搭載半導體晶片, 連同導電性突起一倂埋入絕緣樹脂中。同時,可以在半導 體封裝用基板A的露出導電性突起的端面之面或電路面 ,再堆疊半導體封裝用基板,使成多層架構的半導體封裝 -29- (25) 1228785 用基板A。 〈半導體封裝A〉
本發明的半導體封裝A使用本發明方法製成的半導 體封裝用基板A。例如,在半導體封裝用基板A的具有電 路圖案的面上,藉由晶片焊接材等固定半導體晶片,以線 焊接法焊接電路圖案與半導體晶片,或以倒裝晶片法焊接 半導體晶片與電路圖案連接。接著,以密封材密封半導體 封裝用基板的半導體晶片搭載面,而獲得半導體封裝A。 〈內設元件型的配線板B的製造方法〉
本發明的內設元件型的配線板B的製造方法是,將電 子零件安裝於配線板後,藉由印刷塗抹硬化前的流動狀淸 漆狀態的絕緣樹脂埋沒電子零件,令印刷的絕緣樹脂硬化 ,形成絕緣樹脂層’而在絕緣樹脂層上設配線。電子零件 可以使用半導體晶片,被動零件等,不受限制。配線板可 以使用包含本發明方法製成的配線板A的各種配線板。 同時,跟配線板的製造方法一樣,絕緣樹脂層可以是單層 ,也可以是多曾絕緣樹脂層。可使用的樹脂與配線板A 的製造方法所述者相同。 例如’首先,在配線構件的電子零件安裝面,印刷呈 流動狀淸漆狀態的絕緣樹脂(1 ),乾燥到失去流動性,但 是在完全硬化以前之半硬化狀態,再按順序分別印刷,成 分與絕緣樹脂(1 )不同,呈流動狀的淸漆狀態的絕緣樹脂 -30- (26) 1228785
(2),及成分與絕緣樹脂(2)不同,呈流動狀的淸漆狀態的 絕緣樹脂(3 )的至少兩種絕緣樹脂,乾燥到失去流動性, 但是在完全硬化以前之半硬化狀態,藉此將由絕緣樹脂 (1)層、絕緣樹脂(2)層及絕緣樹脂(3)層之至少3層所構成 的多層絕緣樹脂層,形成爲導電性突起被絕緣樹脂埋沒的 厚度。然後進行,令多層絕緣樹脂層中的所有絕緣樹脂同 時完全硬化的硬化製程,以及,在多層絕緣樹脂層上設配 線的製程。 〈基板C >
第4圖表示本發明的基板C的一實施形態的截面圖。 複數個層間連接用的金屬柱103埋設在絕緣樹脂層106中 ’貫穿到絕緣樹脂層1 06的兩面。各金屬柱1 03的直上方 的絕緣樹脂層1 〇6 —面上,形成有由金屬層構成的電路 111,連接用墊101設在金屬柱103直上方的電路111上 。亦即,金屬柱103直上方的電路ill被用作連接用墊。 ίΕ金屬柱1 0 3的形成電路1 1 1的面的反面的端面,形成有 成爲焊錫突塊等的外部連接用墊(例如,焊錫突塊用墊)的 電路。露出在電路11 1的表面及基板的相反面的金屬柱 1 〇 3端面(電路)可視需要施加N i / a u電鍍1 0 9、鎳/焊錫 電鍍、鍍銅、鍍銀等。金屬柱1 0 3與電路1 1 1是藉由蝕刻 金屬箔而形成,層間連接部被金屬柱1 03的金屬完全埋沒 。如第4圖所示,通常,本發明的基板C具有複數個由金 屬層構成的層間連接部,但僅設一個也可以。電路可以在 -31 - (27) 1228785 層間連接樹脂層的一面,也可以在兩面。可以在金屬柱的 直上部,也可以是從金屬柱的表面向絕緣樹脂層表面突出 的形狀。同時,可以有從金屬柱或貫穿孔電鍍等的層間連 接部直上方布放,前端部設連接用墊的電路。 藉由蝕刻形成金屬柱的金屬箔,可以是一種金屬層構 成的單層金屬箔,也可以是具有兩種以上的金屬層的多層 金屬箔。 金屬柱直上方的電路可以是形成在金屬柱上的金屬層 ,或金屬柱的露出面。 電路是金屬柱的露出面時,本發明的基板C可以藉由 ,例如,使用由絕緣樹脂薄膜或絕緣樹脂板等所成的載體 層,及金屬層所成的金屬箔,蝕刻金屬箔,在載體層上形 成金屬柱,接著,設絕緣樹脂層使金屬層埋沒在絕緣樹脂 中而金屬柱的前端面露出,然後剝離載體層,而製成。同 時。如果載體層是金屬層時,可以在將金屬柱埋入絕緣樹 脂中後,藉由蝕刻去除載體層。 電路是形成在金屬柱上的金屬層時,可以蝕刻一片單 層或多層金屬箔形成電路與金屬柱,也可以分開個別形成 電路與金屬柱。例如,從一片單層或多層金屬箔形成金屬 柱而埋入絕緣樹脂中後,在絕緣樹脂層上堆疊別的金屬箔 ,蝕刻後形成電路也可以。 電路是形成在金屬柱上的金屬層時,例如,可以如下 述,蝕刻一片金屬箔形成電路與金屬柱。 例如,本發明的基板C可以使用:第1金屬層;蝕刻 -32- (28) 1228785 條件與第1金屬層不相同的第2金屬層構成的金屬箔;及 絕緣樹脂製成。首先,選擇性蝕刻此金屬箔的第1金屬層 ,直到第2金屬層露出,而在第2金屬層上形成可以成爲 金屬柱的第1金屬突塊。接著,在第2金屬層之形成第1 金屬突塊的面上,形成絕緣樹脂層,使第1金屬突塊埋沒 在絕緣樹脂中而其前端面露出。接著,選擇性蝕刻去除第 2金屬層,在金屬柱的直上方形成電路。所謂蝕刻條件不 相同的金屬是指,對一種蝕刻液,有浸蝕性高的金屬與低 的金屬,或各具有對不同鈾刻液的不同浸蝕性的金屬。也 可以在第2金屬層上配設可以在形成絕緣樹脂後加以剝離 的補強用絕緣樹脂薄膜、絕緣樹脂板等之載體層。 又,金屬箔可以使用:第1金屬層;蝕刻條件與第1 金屬層不相同的第2金屬層;及第2金屬層上的蝕刻條件 與第2金屬層不相同的第3金屬層構成。這時,首先,與 上述同樣,選擇性蝕刻金屬箔的第1金屬層,在第2金屬 層上形成第1金屬突塊,接著,選擇性蝕刻金屬箔的第2 \ 金屬層,形成可以成爲第1金屬及第2金屬層構成的金屬 柱的金屬突塊。接著,在金屬箔的形成突塊的面上,形成 使金屬突塊埋沒在絕緣樹脂中而其前端面露出的絕緣樹脂 層,接著,選擇性蝕刻第3金屬層,形成電路。 或者,金屬箔可以使用··第1金屬層;蝕刻條件與第 1金屬層不相同的第2金屬層;及第2金屬層上的蝕刻條 件與第2金屬層不相同的第3金屬層構成,形成由第1金 屬層構成的金屬柱,及第2金屬層與第3金屬層構成的電 -33- (29) 1228785 路。這時,首先,選擇性蝕刻金屬箔的第1金屬層,在第 2金屬層上形成可以成爲金屬柱的第1金屬突塊,接著, 在第2金屬層之形成第1金屬突塊的面上,形成可使第1 金屬突塊埋沒在絕緣樹脂中而其前端面露出的絕緣樹脂層 。接著’分別選擇性蝕刻第3金屬層及第2金屬層,形成 電路。 不論是那一種方法,同時可以再形成從金屬柱上部布 放’前端有連接用突塊的電路。最好在形成絕緣樹脂層之 前’在形成有金屬箔的金屬突塊之面上,施加可以使跟絕 緣樹脂的密接性較佳的表面處理。表面處理可以有:化學 磷系處理、化學磷酸系處理、化學蟻酸系處理、藉電解賦 予金屬粒等。 第1金屬可以使用從銅、銅合金、鐵、鎳合金等選擇 者。第2金屬在第1金屬是銅或銅合金時,可以使用鎳、 鎳合金、鈦、鉻、錫、鋅、金等,第1金屬是鐵或鎳合金 時,可以使用鈦、鉻、錫等。第3金屬可以使用從銅、銅 合金、鐵、鎳合金等選擇者。 形成金屬柱的第1金屬的厚度最好是12〜100 μιη, 超過100 μπι時,形成金屬突塊時的蝕刻準確度低,要形 成細緻的圖案可能很困難,而不足1 2 μιη時,則有可能使 金屬柱的強度不充分,或絕緣樹脂的絕緣性降低。更好是 18〜70 μιη。第2金屬的厚度最好是0.05〜50 μηι,超過 5 0 μιη時,形成金屬突塊時的蝕刻準確度低,要形成細緻 的圖案可能很困難,而不足0 · 0 5 μ m時,餓刻第1金屬層 -34- (30) 1228785 時,因爲第2金屬層產生的凹坑或缺口,第3金屬層有被 浸蝕的可能。更好是0.1〜35 μιη。第3金屬的厚度最好 是1〜50 μιη,超過50 μιη時,形成金屬突塊時的蝕刻準 確度低,要形成細緻的圖案可能很困難,而不足1 μιη時 ’貪虫刻第1金屬時,因爲第2金屬層產生的凹坑或缺口, 第3金屬層有被浸蝕的可能。更好是5〜1 2 μπι。 載體層可以使用絕緣樹脂板、絕緣薄膜、或金屬箔。 絕緣樹脂板可以使用,例如從環氧樹脂、聚醯亞胺樹脂/ 矽樹脂、酚樹脂等中所選擇者。絕緣薄膜可以使用,例如 從聚醯亞胺樹脂、聚對苯二酸乙烯樹脂、聚苯撐硫醚薄膜 等中所選擇者。金屬箔可以使用從銅箔、銅合金箔、鐵、 鎳合金等所選擇者。 絕緣樹脂層所使用的絕緣樹脂材料有:熱硬化性的環 氧樹脂、聚醯亞胺樹脂、矽樹脂、聚醯胺醯亞胺樹脂、聚 苯撐硫醚樹脂、感光性聚醯亞胺樹脂、丙烯環氧樹脂、乙 烯、丙烯、苯乙烯、丁二烯等熱可塑性彈性體,液晶聚合 物等。絕緣樹脂層的厚度,通常是跟蝕刻第1金屬層形成 的金屬柱的商度相同。 金屬柱的形狀是實心的金屬柱,沒有特別限制,通常 是半徑1 〇〜7 5 ο μ m的圓柱,短側的一邊的寬度2 0 μ m以 上的方形等。 本發明的基板C可以是僅具有一層絕緣樹脂層者,也 可以是具有絕緣樹脂層的下面再經由絕緣層堆疊的複數個 導體電路層的多層配線板。 -35- (31) 1228785 本發明的基板C可以當作半導體封裝所用的插入基板 ’或當作搭載半導體封裝的電子零件的母板等配線板,在 製造各種半導體裝置時使用。 〈半導體裝置C1及C2〉
例如,在本發明的基板C搭載半導體晶片,在基板C 的金屬柱直上方,以電氣方式連接設於電路上的連接用墊 與半導體晶片的連接用墊,便可以獲得本發明的半導體裝 置C 1或C2。藉由線焊接連接製造半導體裝置C 1時,例 如,以晶片焊接材等將半導體晶片固定搭載於基板C上後 ,在基板C的金屬柱直上方,以金線、鋁線、銅線等導體 引線焊接設於電路上的連接用墊與半導體晶片的連接用墊 。藉由倒裝晶片焊接製造半導體裝置C2時,將形成在半 導體晶片的連接用墊上的金、焊錫、鉛、銅、錫、銀突塊 、及各合金、金屬與樹脂混合的導電性糊漿,向異性導電 薄膜、在無機物或有機物的球塗抹金屬的突塊等金屬突塊 ,在基板C的金屬柱直上方,直接連接在設於電路上的連 接用墊。 〈半導體封裝C1及C2〉 以密封材密封上述半導體裝置C 1及C 2的半導體搭 載面側,則可獲得本發明的半導體封裝C 1及C2。密封可 以藉由,使用絕緣樹脂的塑模、轉換塑模、罐燒、澆鑄’ 使用遮蔽印刷法的樹脂密封等實施。樹脂密封所使用的絕 -36- (32) 1228785 緣樹脂可以使用:環氧樹脂、矽樹脂、酚樹脂、環氧變性 酚樹脂等。
第7圖表示本發明的半導體封裝C1的一個例子的截 面圖。金屬柱103埋入在基板A的絕緣樹脂層106中’ 貫穿至絕緣樹脂層106的兩面。在金屬柱103直上方,於 絕緣樹脂層1 06的一面上形成有由金屬層構成的電路1 Η 。露出在絕緣樹脂層106下面側的金屬柱103的表面,與 電路1 1 1的表面施加有Ni/Αιι電鍍109。搭載於基板C上 的半導體晶片105的連接用墊(未圖示),與設在金屬柱 103直上方的電路之連接用墊101,由金引線107加以線 焊接。基板C的搭載半導體晶片1 〇5的面由密封材1 08加 以密封。
如第7圖所示,在金屬柱1 〇 3直上方的電路設連接用 墊1 0 1時,可以不必設用以避開層間連接部而布放的配線 ,及與晶片的連接用墊,因此可以達成封裝的小型化。同 時,縱使不必小型化,減少不必要配線的空間可以利用以 加大其他配線的間距。而且,基板上的樹脂表面積增加, 可以推測與其後的密封材或塡底材、抗蝕劑的接合性會較 佳。 同時,其他優點有’連接方法使用線焊接法、或使用 超音波的倒裝晶片連接法時’藉由蝕刻形成的金屬柱直上 方的電路,因爲電路下充滿金屬,較之其他之電路下充滿 樹脂的部位,超音波不容易傳遞。因此穫得,焊接性良好 的結果。 -37· (33) 1228785 關於小型化,則因整體面積減少相當於焊接在金屬柱 直上方的連接用墊的端子數,因此設計時的配線布放有較 充裕的空間。本發明的實施方法非常簡便,設計電路圖案 時’在突塊直上方的電路設突塊即可。 〈半導體裝置C3〉 同時,本發明可以提供,以本發明的基板C當作母基 板等的配線板使用的半導體裝置C3。此半導體裝置C3具 有基板C及搭載於基板C的電子零件,電子零件的外部 連接端子,與在基板C的金屬柱直上方設在電路上的連接 用墊,在該連接用墊上連接在一起。電子零件有:半導體 封裝、半導體晶片等。與這種半導體封裝、半導體晶片等 電子零件連接時,也可以獲得與上述同樣的優點。同時, 此半導體裝置C 3也可以密封電子零件搭載面側。 〈配線板D〉 本發明的配線板D具備有:樹脂層;在樹脂層的至 少一面上的電路;從電路至樹脂層的相反面突出在樹脂層 中的複數個柱狀的外部連接端子,電路及外部連接端子之 與樹脂層接觸的表面,爲了使其與樹脂層的密接性良好, 經過粗化。而電路與樹脂層接觸的層,使用與樹脂層的密 接性良好的金屬層,或容易粗化的金屬層,較爲理想。 本發明的配線板D可以例如依照本發明方法,使用 具有薄片部及從薄片部的一面突出的複數個柱狀的外部連 -38- (34) 1228785 接端子的金屬薄片製造。首先,如第10圖所示,將金屬 薄片的具有外部連接端子X的表面粗化。藉由此項粗化 ,在金屬薄片的薄片部w突出的外部連接端子X的表面 ,與外部連接端子X的表面形成粗化面2 04。接著,在金 屬薄片的經粗化的表面上,形成外部連接端子X露出前 端狀埋沒在絕緣樹脂中的絕緣樹脂層,接著,去除一部分 金屬薄片的薄片部W到樹脂層露出,藉此在樹脂層上形
成與外部連接端子連接的電路,而製成本發明的配線板D 〇 粗化的方法可以採用化學粗化(化學磷系處理、化學 磷酸系處理、化學蟻酸系處理等);機械粗化(噴砂加工等 );電漿處理;藉電解賦予金屬粒等,均可以。 這時,選擇不僅薄片部的外部連接端子突出的表面, 至少外部連接端子的側面也可以同時粗化的條件也是很重 要。 同時,薄片部的外部連接端子突出的表面的金屬,與 外部連接端子的金屬相同時,粗化量會一定,粗化條件的 選擇容易,較理想。同時,如果上述兩者的金屬相同時, 金屬表面與樹脂層的樹脂之接合性成爲較良好的樹脂的選 定也便容易,很理想。 在上述配線板D的製造方法所使用的具有薄片部及 從薄片部的一面突出的複數個柱狀的外部連接端子的金屬 薄片,可以使用,例如,依序具有第1金屬層、第2金屬 層及第3金屬層的至少3層的多層金屬箔製成。亦即,去 -39- (35) 1228785 除此多層金屬箔的第1金屬層的一部分,直到露出第2層 的金屬層’而在第2金屬層的露出面形成複數個柱狀外部 連接端子’藉此製成從一面突出複數個柱狀的外部連接端 子的形狀的金屬薄片。這時,第2金屬層是與樹脂層的密 接性很好的金屬層,或很容易粗化的金屬層較佳。 多層金屬箔使用第1金屬層、第2金屬層及第3金屬 層是鄰接層的蝕刻條件互異的層,藉由蝕刻去除第1金屬 層的一部分,電路之形成是藉由依序蝕刻第1金屬層及第 2金屬層,將其部分性去除便可以形成。 同時,上述金屬薄片也可以使用,金屬層的第1層 (1);在第1層的一面上的複數個金屬柱(2);及包含與樹 脂層的密接性很好的金屬層或容易粗化的金屬層,具有形 成在第1層的另一面上的一層以上的金屬層(3)的複合金 屬層製成。例如,將此複合金屬箔的至少一層金屬層,從 第1層依次去除金屬柱下以外的部分,直到露出與樹脂層 的密接性很好的金屬層或容易粗化的金屬層,便可以製作 金屬薄片。 上述方法可以藉由,例如第1 1圖所示的製程實施。 首先,準備依序具有第1金屬層201、第2金屬層202及 第3金屬層203的至少3層的多層金屬箔(第1 1圖(a))。 去除多層金屬箔的第1金屬層201的一部分’直到露出第 2層202的金屬層,而在第2金屬層202的露出面形成複 數個金屬柱Y,獲得上述多層金屬箔(第11(b))。接著’ 去除第2金屬層的202金屬柱Y下部分以外的一部分’ -40- (36) 1228785
直到露出第3金屬層20 3,藉此製成具有薄片部(第3金 屬層203 )及複數個柱狀的外部連接端子X(由第!金屬層 201及第2金屬層202的金屬形成)的金屬薄片(第〗1(c)) 。使第3金屬層2 03是與樹脂層的密接性很好或很容易粗 化的金屬層,便可以使跟樹脂層的密接性良好或容易粗化 的金屬層露出。粗化此金屬薄片的具有外部連接端子的表 面,形成粗化面2 0 4。粗化的方法是如上述,化學粗化( 蝕刻等);機械粗化(噴砂加工等);電漿處理;藉電解賦 予金屬粒等,均可以。
又如第12圖所示,去除多層金屬箔的第1金屬層 201的一部分,直到露出第2金屬層202,而在第2金屬 層2 02的露出面形成複數個金屬柱Y後(第12圖(a)),接 著,如上述去除第2金屬層2 0 2的同時,將第3金屬層 2 03的露出面及金屬柱Y的表面加以粗化也可以。同時進 行去除及粗化的方法可以採化學粗化(蝕刻等);機械粗化 (噴砂加工等);電漿處理等。此方法適合第2金屬層202 較薄時,可以減少製程。 在上述方法,多層金屬箔是藉由使用第1金屬層、第 2金屬層及第3金屬層是鄰接層的蝕刻條件互異的層,而 藉由蝕刻去除第1金屬層及第2金屬層的一部分,電路之 形成是藉由蝕刻第3金屬層’部分性去除而形成。 粗化量因樹脂層的樹脂種類而異,但以〇. 3 μιη〜5 μ ΠΊ前後較佳。 -41 - (37) 1228785 〈半導體封裝D〉
本發明的半導體封裝D ’是將本發明的配線板d使用 作爲半導體封裝用基板者,具備有:本發明的配線板D ; 搭載於配線板D的半導體晶片;及用以密封配線板〇的 半導體晶片搭載面的密封材料。本發明的半導體封裝D 是,例如’依照本發明的製造方法,在藉由上述方法製成 的配線板D的具有電路的面上搭載半導體晶片,接著, 密封配線板D的半導體晶片搭載面,則可以製成。
第13圖表示本發明之半導體封裝d的製造方法的一 個形態。準備具有薄片部W、從薄片部w的一面突出的 複數個外部連接端子X的金屬薄片,將金屬薄片的具有 外部連接端子X的表面加以粗化(第1 3 ( a))。接著,在表 面粗化的金屬薄片的粗化的表面上塗抹樹脂2 〇 5,而埋入 外部連接端子X(第13圖(b))。硏磨塗在金屬薄片的樹脂 2 05,直到外部連接端子X的前端露出,而形成樹脂層z (第1 3圖(c))。去除樹脂層Z上的一部分薄片部w,直到 露出樹脂層Z,藉此在樹脂層z上形成與外部連接端子χ 連接的電路2 06,獲得本發明的配線板D(第13圖(d))。 在電路2 0 6的表面及外部連接端子χ的露出的端面,視 需要施加鎳/金電鍍2 0 7、鎳/焊錫電鍍、鍍銅、鍍銀等 (第1 3圖(e))。在配線板D的具有電路2 0 6的面上,黏貼 晶片焊接薄膜208,再黏貼半導體晶片209(第13圖(f))。 用金引線210、鋁線、銅線等導體引線線焊接電路2〇6的 連接用墊與半導體晶片2 0 9的連接用墊,將半導體晶片 •42- (38) 1228785 209搭載於配線板D(第13圖(g))。接著,以密封材21 1 密封配線板D的半導體晶片搭載面,在外部連接端子X 的露出面接合焊錫球212,而獲得半導體封裝D(第13圖 (h))。 再者,藉由倒裝晶片方式連接半導體晶片與電路時, 將形成在半導體晶片的連接用墊上的金、焊錫、鉛、銅、 錫、銀突塊;及此等之合金、金屬與樹脂混合的導電性糊 漿、向異導電性薄膜、在無機物或有機物的球塗敷金屬的 突塊等突塊,直接連接到設在電路上的連接用墊。 〈配線板E〉 本發明又可提供,具備有:樹脂層;樹脂層的至少一 個面上的電路;從電路至樹脂層的相反面,突出在樹脂層 中的複數個柱狀的外部連接端子,電路及外部連接端子之 與樹脂層接觸的層,是與樹脂層的密接性很好的金屬層的 配線板E。此配線板E不在電路之與樹脂層接觸的面施加 粗化處理,而是在電路配設與樹脂層的密接性良好的金屬 層。 此配線板E可以,例如,依照本發明的方法,在具有 薄片部及從薄片部的一面突出的複數個柱狀的外部連接端 子的金屬薄片,其具有外部連接端子的表面上,形成外部 連接端子露出前端狀埋沒在絕緣樹脂中的樹脂層,接著, 去除一部分金屬薄片的薄片部直到樹脂層露出,藉此在樹 脂層上形成與外部連接端子連接的電路,而製成。但是, -43· (39) 1228785 金屬薄膜是使用,薄片部的突出外部端子的面是與樹脂層 的密接性很好的金屬表面。 本方法所使用的金屬薄片可以使用,例如,依序具有 第1金屬層、與樹脂層的密接性很好的第2金屬層及第3 金屬層的至少3層的多層金屬箔製成。亦即,去除此多層 金屬箔的第1金屬層的一部分,直到露出第2層的金屬層 ,而在第2金屬層的露出面形成複數個柱狀外部連接端子 ,藉此製成上述金屬薄片。多層金屬箔是使用,第1金屬 層、第2金屬層及第3金屬層是鄰接層的蝕刻條件互異的· 層時,第1金屬層之部分去除是藉由蝕刻去除,電路之形 成是藉由依序蝕刻去除第2金屬層及第2金屬層的一分性 而形成。 而,上述金屬薄片也可以使用,具有金屬層的第1層 (1);在第1層的一面上的複數個金屬柱(2);及包含與樹 脂層的密接性很好的金屬層,形成在第1層的另一面上的 一層以上的金屬層(3)的複合金屬層製成。亦即,去除此 複合金飾箔的至少一層金屬層,從第1層依次去除金屬柱 下以外的部分,直到露出與樹脂層的密接性很好的金屬層 ,藉此製作金屬薄片。例如,複合金飾箔是依序具有第1 金屬層、與樹脂層的密接性很好的第2金屬層及第3金屬 層的至少3層的多層金屬箔時,可以去除此多層金屬箔的 第1金屬層的一部分,直到露出第2層的金屬層,而在第 2金屬層的露出面形成複數個金屬柱,接著,去除第2金 屬層的金屬柱下部分以外的一部分,直到露出第3金屬層 -44- (40) 1228785 ,藉此製成上述金屬薄片。第1金屬層、第2金屬層及第 3金屬層是鄰接層的蝕刻條件互異的層,第1金屬層及第 2金屬層的部分去除是藉由鈾刻去除,電路之形成是藉由 蝕刻去除第3金屬層的一部分,而形成。 〈半導體封裝E〉
將上述配線板E使用作爲半導體封裝用基板,便可& 獲得,具備有:此配線板E ;搭載於配線板E的半導體晶 片;及用以密封配線板E的半導體晶片搭載面的密封材料 的本發明的半導體封裝E。本發明的半導體封裝E是,例 如,使用不做粗化處理的本發明的配線板以外,可以藉由 與上述半導體封裝體D的製造方法相同的方法製作。
在鄰接層是蝕刻條件互異的層的多層金屬箔,第1金 屬可以使用從銅、銅合金、鐵、鎳合金等中所選擇者。第 2金屬在例如第1金屬是銅或銅合金時,可以使用鎳、鎳 合金、鈦、鉻、錫、鋅 '金等,第1金屬是鐵或鎳合金時 ,可以使用鈦、鉻、錫等。多層金屬箔具有3層以上的金 屬層時,例如,第2金屬是鎳、鎳合金、鈦、鉻、錫、鋅 、金等時,第3金屬可以使用銅或銅合金,第2金屬是鈦 、鉻、錫等時’可以使用鐵、鎳合金等。所謂蝕刻條件不 相同的金屬是指,對一種蝕刻液,有浸蝕性高的金屬與低 的金屬,或各具有對不同蝕刻液的不同浸蝕性的金屬。 容易粗化的金屬層一般是配線板使用的銅、銅合金等 ,但同樣是銅金屬,化學粗化時,因粒子的差異,電解銅 -45- (41) 1228785 的粗化較滾軋銅容易。
具有第1金屬層、第2金屬層及第3金屬層的至少3 層的多層金屬箔時,形成金屬柱或柱狀的外部連接端子的 第1金屬的厚度最好是12〜100 μπι,超過ΙΟΟμίϋ時,形 成金屬柱或外部連接端子的蝕刻準確度低,要形成細緻的 圖案可能很困難,而不足1 2 μηι時,則有可能使金屬柱或 外部連接端子的強度不充分,或絕緣樹脂的絕緣性降低。 更好是18〜70 μηι。第2金屬的厚度最好是0.05〜50 μηι ,超過5 0 μιη時,形成電路時的蝕刻準確度低,要形成細 緻的圖案可能很困難,而不足0·05 μιη時,蝕刻第1金屬 時,因爲第2金屬層產生的凹坑或缺口,第3金屬層有被 浸蝕的可能。更好是0. 1〜3 5 μηι。第3金屬的厚度最好 是1〜5 0 μ m,超過5 0 μ m時,形成電路時的触刻準確度 低,要形成細緻的圖案可能很困難,而不足1 μιη時,蝕 刻第1金屬時,因爲第2金屬層產生的凹坑或缺口,第3 金屬層有被浸蝕的可能。更好是5〜1 2 μηι。 形成樹脂層時所使用的樹脂,可以使用絕樹脂材料, 例如:熱硬化性的環氧樹脂、聚醯亞胺樹脂、矽樹脂、聚 醯胺醯亞胺樹脂、聚苯撐硫醚樹脂、感光性聚醯亞胺樹脂 、丙烯環氧樹脂、乙烯、丙烯、苯乙烯、丁二烯等熱可塑 性彈性體,液晶聚合物等。樹脂層的厚度,通常是跟蝕刻 第1金屬層或第1金屬層及第2金屬層形成的外部連接端 子的高度相同。 相互間的密接性良好的金屬層與樹脂層的組合有,例 -46· (42) 1228785 如:矽變性聚醯亞胺樹脂的矽量多時,與銅金屬層的密接 性良好,而矽量少時,與鎳金屬層的密接性良好。 外部連接端子的形狀的形狀是實心的金屬柱’沒有特 別限制,通常是半徑1 0〜7 5 Ο μηι的圓柱,短側的一邊的 寬度20 μηι以上的方形等。 本發明的基板C及Ε可以是僅具有一層絕緣樹脂層 者,也可以是具有絕緣樹脂層的下面再經由絕緣層堆疊的 複數個導體電路層的多層配線板。 本發明的基板C及Ε可以當作半導體封裝所用的插 入基板的半導體封裝用基板,或當作搭載半導體封裝的電 子零件的母板等配線板,在製造各種半導體裝置時使用。 半導體封裝的密封可以藉由,使用絕緣樹脂的塑模、 轉換塑模、罐燒、澆鑄,使用遮蔽印刷法的樹脂封裝等實 施。樹脂密封所使用的絕緣樹脂沒有特別限定,可以使用 ••例如’環氧樹脂、矽樹脂、酚樹脂、環氧變性酚樹脂等 〇 以下擬再參照本發明的實施例及其比較例,進一步具 體說明本發明’但本發明並非限定在此等實施例。 實施例1〜9 實施例1(半導體封裝用基板Α) 參照附圖說明本發明的一實施例。第1圖是表示在具 有導電性突起的金屬箔形成多層樹脂層的各製程的截面圖 。第1圖(a)表示形成跟具有導電性突起Α的金屬范7的 -47- (43) 1228785
接合性良好的第1樹脂層1的製程。在此,具有導電性突 起A的金屬泊7是以下述方式製成。使用7才卜卜'歹彳 74少厶H-K3 50(日立化成工業(株)製)在厚度70 μ m的銅層、〇 · 2 μ m的鎳層、1 〇 μ m的銅層構成的3層金 屬范(日本電解(株))形成圖案,再使用 > 少7 y夕只社製 工一 7。口七只液(含氨銅醋鹽20〜30重量%、氯化氨1〇〜 20重量%及氨1〜10重量%)構成的鹼性蝕刻液選擇性蝕 刻7 0 μ m銅層,在露出的鎳層表面形成由銅構成的金屬柱 。這時,使金屬柱成爲φ2 5 0 μιη的圓柱。接著,使用由硝 酸•過氧化氫水溶液構成的蝕刻液選擇性去除鎳層的金屬 柱下以外的部分,藉此形成由銅及鎳構成的φ2 5 0 μιη的圓 柱狀導電性突起Α。爲了使其樹脂有良好的密接性,在露 出的1 0 μηι的銅層表面施加化學磷系處理。 # 形成第1樹脂層1時使用由矽變性聚醯胺亞胺樹脂構 成的KS 6600 (日立化成工業(株)製)。以印刷機VE - 500 (東k工y α二7 y >夕'' (株)製)印刷流動狀淸漆狀態的 黏度40Pa*s的上述樹脂。18表示掩罩,17表示擠壓機 。印刷後,以8 0 °C乾燥3 0分鐘,形成沒有流動性的半硬 化狀態的第1樹脂層1。乾燥後的第1樹脂層1的厚度( 水平部分之厚度··以下同)是20 μηι。 其次,使用在KS6600含有75 %無機粒子(二氧化矽) 的樹脂,以流動狀淸漆狀態印刷在第1樹脂層1上。與第 1樹脂層1相同,以80°C乾燥30分鐘,形成沒有流動性 的半硬化狀態的第2樹脂層2(第1圖(b))。乾燥後的第2 -48- (44) 1228785 樹脂層2的厚度是30 μηι。 如第1圖(c)所不,在第2樹脂層2上印刷流動狀淸 漆狀態的K S 6 6 0 0。塗抹後以8 0 °C乾燥3 0分鐘,使成沒 有流動性的半硬化狀態,而形成第3樹脂層3。乾燥後的 第3樹脂層3的厚度是25 μηι。 在金屬箔7形成由第1樹脂層1、第2樹脂層2及第 3樹脂層3構成的3層半硬化狀態的樹脂後,如第1圖(d) 所示,爲了使埋沒的導電性突起A的端面露出絕緣性樹 脂表面,以絕緣性樹脂層成半硬化的狀態下,用市售的硏 磨紙加以硏磨。硏磨時間是,2 5 0 m m X 2 5 0 m m的金屬箱 上的絕緣樹脂層表面可以用# 4 0 0硏磨紙硏磨3 0分鐘/ 枚。作爲比較例子的硏磨完全硬化狀態的絕緣樹脂層時, 是用相同硏磨紙硏磨6 0分鐘/枚。 如第1圖(e)所示,硏磨後,以1 80°C加熱30分鐘、 以2 2 0 °C加熱1 〇分鐘,使在半硬化狀態的3層的樹脂層 完全硬化,而成硬化樹脂層4、5、6。 形成硬化樹脂層後的半導體封裝用的本構件,在令樹 脂完全硬化後也沒有翹曲或波浪,十分平坦。並使用所獲 得的構件,以 > 少亍V V夕只社製工一 7° 口七只液蝕刻金 屬箔表面(與導電性突起相反的面),形成電路。然後,在 電路表面及導電性突起的露出面施加電解鎳/金電鍍,製 成半導體封裝用基板。所獲得的半導體封裝用基板也同樣 平坦。而樹脂層與銅的脫皮強度是1.2 Kg/cm,較以高比 率(60重量%)調配無機粒子的樹脂層與銅的脫皮強度0.5 -49- (45) 1228785 K g / c m 強。 實施例2(內設元件型半導體封裝用基板) 第2圖表示本實施例的製程的截面圖。以下’按照製 程順序進行說明。
第2圖(a)的具有導電性突起A的金屬箔7是以下述 方式製成。使用7才卜H-K350(日立化 成工業(株)製)在厚度100 μιη的銅層、〇·2 μιη的鎳層、5 μηι的銅層構成的3層金屬箱(日本電解(株))形成圖案’再 使用 社製工一7° 口七只液(含氨銅醋鹽20 〜30重量%、氯化氨1〇〜20重量%及氨1〜1〇重量%) 構成的鹼性蝕刻液選擇性蝕刻1 00 μιη銅層’在露出的鎳 層表面形成由銅構成的金屬柱。這時,使金屬柱成爲Φ250 μ m的圓柱。接著,使用由硝酸•過氧化氫水溶液構成的 倉虫刻液選擇性去除鎳層的金屬柱下以外的部分,藉此形成 由銅及鎳構成的Φ2 5 0 μηι的圓柱狀導電性突起A。爲了使 其樹脂有良好的密接性,在露出的5 μηι的銅層表面施加 化學磷系處理。 在所準備的具有導電性突起的金屬箔7,使用晶片焊 接用糊漿ΕΝ - Χ50Ν(日立化成工業(株)製)19,固定尺寸 6·5 X 6.5 mm、厚度0.050 mm的半導體晶片10,並使其 A1電極B接觸在未形成導電性突起A的銅箔面。這時, @免晶片焊接用糊漿附著在半導體晶片的連接墊部。 第2圖(b)與實施例1同樣,是使用由矽變性聚醯胺 •50- (46) 1228785 亞胺樹脂構成的KS6600 (日立化成工業(株)製)及由此樹 脂與無機粒子形成的樹脂,形成由半硬化狀態的第1樹脂 層1、第2樹脂層2及第3樹脂層3構成的3層絕緣樹脂 層後,以樹脂成半硬化的狀態下進行硏磨,使埋沒的導電 性突起A的端面露出後,使3層的樹脂完全硬化時的截 面圖。再者,乾燥後的各樹脂層厚度是,第1樹脂層1的 厚度爲30 μηι、第2樹脂層2爲40 μιη、第3樹脂層3爲 3 5 μπι 〇 第2圖(c)是選擇性蝕刻厚度5 μιη的銅層形成電路C 的截面圖。這時,對搭載半導體晶片1 〇部分的銅箔加以 蝕刻,使其僅露出晶片的連接墊部分。 第2圖(d)所示者是,爲了連接露出的半導體晶片的 A1電極B與形成的電路C,在A1電極B部分塡孔印刷導 電性糊漿的卜'、一 T >卜(二水 > 八 > 〆(株)製)20,然後, 以1 8 (TC,硬化3 0分鐘的截面圖。 第2圖(e)是,準備,藉由跟實施例1相同的製程在 具有導電性突起的金屬箔形成3層的半硬化狀態的絕緣樹 脂層的構件。 第2圖(f)是藉由真空壓製裝置,在真空下將第2圖 (e)所準備的構件,加熱壓接成第2圖(d)所示的構件的截 面圖。藉由加熱,半硬化狀態的第2圖(c)的構件的樹脂 先軟化,再加壓將樹脂擠入電路間,接合於第2圖(d)的 構件。層間的接合是藉由埋設的銅構成的導電性突起A, 與由5 μηι的銅層形成的電路C之間爲之。 -51 - (47) 1228785 第2圖(f)時,是層間的連接藉由周圍的樹脂的接合 力使導電性突起A與電路C相接觸的狀態,爲了提高連 接可靠性,可以考慮:在導電性突起A的露出部與電路C 施加鍍金,以提高密接性;在同樣處所施加焊錫電鍍,在 壓接連接時或壓接後加熱到焊錫熔融溫度以上,藉由焊接 連接;或在壓接前在導電性突起A的露出部或電路C的 連接部或在雙方部位塗抹導電性接合劑,在壓接時,同時 接合硬化的方法。 第2圖(g)是使加熱壓接的構件的第1樹脂層1、第2 樹脂層2、及第3樹脂層3所形成的絕緣樹脂層完全硬化 ,成爲由硬化樹脂層4、硬化樹脂層5及硬化樹脂層6所 構成的層後的截面圖。 硬化後,進行電解鎳/金電鍍(大和電機工業(株)製) ,製成具有第2圖(g)所示截面構造的內設半導體晶片的 半導體封裝用基板。 實施例3 (內設元件型的三維半導體封裝) 第3圖表示進行本實施例的製程的截面圖。製成以玻 璃環氧基材〗4作爲絕緣層的兩面配線板當作基礎基板(第 3圖(a))。在此兩面基板的配線8上搭載端子部備有金突 塊9的LSI元件10 (厚度50 μπι),再藉熱壓接,將金突 塊9與配線8相互連接(第3圖(b))。將如此製成的裝配體 ,與實施例1同樣,使用由矽變性聚醯胺亞胺樹脂構成的 KS6600 (日立化成工業(株)製)及由此樹脂與無機粒子形 -52- (48) 1228785 成的樹脂’形成由半硬化狀態的第1樹脂層1、第2樹脂 層2及第3樹脂層3構成的3層絕緣樹脂層(第3圖(c))。 再者,乾燥後的各樹脂層的抗蝕劑1 2上的厚度是,第i 樹脂層1的厚度爲40 μιη、第2樹脂層2爲60 μηι、第3 樹脂層3爲40 μπι。半硬化後進行硏磨,接著使絕緣樹脂 層的樹脂完全硬化。 形成硏磨而完全硬化表面平坦的絕緣樹脂層後,鑽設 層間連接用的通孔,藉由使用無電解鍍銅的添加法形成多 層配線,在其上面形成抗蝕劑1 2而形成配線圖案1 1 (第3 圖(d))。然後,在形成的配線圖案1 1上搭載備有金突塊9 的L SI元件1 〇,藉熱壓接將金突塊9與配線圖案1 1相互 連接,在LSI元件10與抗蝕劑12間塡充液狀環氧樹脂( 塡底材)1 3令其硬化,獲得內設元件型的三維半導體封裝( 第3圖(e))。 實施例4(半導體封裝用基板C、半導體裝置C) 以下述方法製成具有第4圖所示截面的0.5 mm間距 半導體封裝用基板C。使用7才卜卜、、^<74少厶Η -Κ3 5 〇(日立化成工業(株)製)在厚度70 μηι的銅層、0.2 μηι 的鎳層、10 μιη的銅層構成的3層金屬箔(日本電解(株)製 )的7〇 μιη的銅層形成圖案,再使用 > 少亍y 77社製 工一 7° 口七7液(含氨銅醋鹽20〜30重量%、氯化氨1〇 〜20重量%及氨1〜1 〇重量%)構成的鹼性蝕刻液選擇性 蝕刻銅,形成20個φ250 μιη的銅突塊。再留下銅突塊的 -53- (49) 1228785
直上部選擇性蝕刻去除鎳層,形成由銅層及鎳層形成的金 屬柱1 0 3。鎳層的蝕刻使用 > 少尹7 V夕只社製 > 〜只卜 U 7 7° N - 9 5 0 (含硫酸8重量%、硝酸5重量%及過氧化 氫3 . 5重量%)的原液形成的蝕刻液。接者’在3層金屬 箔的形成金屬柱1 〇3的面上,爲了使其與樹脂的密接性較 佳,以線速度1 .75 m/min、噴霧壓力9 · 8 χ 1 04 P a (1 · 0 kgf/cm2)的條件施加化學憐系處理(使用径原電產(株)製處 理液,N B D 11處理液(硫酸7 · 5重量%、磷酸3 · 8重量%、 過氧化氫4.0重量%)的NBD II系統的處理)。在此金飾箔 的形成金屬柱103的面上,以印刷機VE - 5 00 (東工y $二7 y >〆(株)製)印刷液狀的矽變性聚醯胺亞胺樹脂 的絕緣樹脂K S 6 6 0 0 (日立化成工業(株)製),埋沒金屬柱 103後,進行以80°C加熱30分鐘、18(TC加熱30分鐘, 22 0°C加熱20分鐘的3階段硬化,用市售的硏磨紙硏磨, 直到埋設的金屬柱1 03的端面出現,而形成絕緣樹脂層 1 0 6。接著,使用 > 少亍7 7夕只社製工一 7° 口七又液(含 氨銅醋鹽20〜30重量%、氯化氨10〜20重量% 及氨1〜 1 〇重量%)原液構成的鹼性蝕刻液選擇性蝕刻金屬箔的厚 度ΙΟμιη的銅,在金屬柱103上形成φ300 μηι的銅的電路 1 1 1。然後,在電路表面形成電解鎳/金電鍍(Ni/ Au電 鍍109 )(大和電機工業(株)製),製成具有如第4圖所示的 截面構造的0.5 mm間距的半導體封裝用基板。在此基板 ,使半導體晶片105與基板的線焊接用連接墊101之200 個全部爲金屬柱103上的電路1 1 1。在金屬柱1 03的下端 -54· (50) 1228785 # 面,經由Ni/Au電鍍109形成焊錫突塊110。第8圖(a) 表示使用此第4圖的基板製造的半導體積體電路裝置的配 線圖案的部分平面圖。在此基板上褡載尺寸8.5 mm X 8.5 mm、厚度0.3 mm的半導體晶片105,而以金引線107連 接,設在屬柱1 03直上的電路1 1 1的接用墊1 0 1,與半導 體晶片105的連接用墊(未圖示)。這時,爲了比較,也準 備,與傳統的半導體封裝用基板同樣,形成從所有2 00個 金屬柱1 03的直上方布放的電路,在其前端於絕緣樹脂上 的電路配設連接用墊的基板。第8圖(b)表示使用此基板 製造的半導體裝置的配線圖案的部分平面圖。搭載於基板 上的導體晶片105的連接用墊(未圖示),與從所有的金屬 柱1 03直上方布放的電路1 1 3之設在絕緣樹脂上前端部之 連接用墊1 02焊接。其結果,基板尺寸在傳統的電路設計 是如第8圖所示,成爲1 5 X 1 5 mm,但所有2 0 0個連接 用墊全部都在金屬柱1 0 3直上部時,則成爲1 3 X 1 3 mm 。這表示基板縮小25 %。焊接在使用線焊接器HW 2100( 九州松下電器(株)製)蝕刻而形成的金屬柱1 0 3直上部的 處所的焊接不良率是0.009 %,較之形成在藉由電路布放 而形成在絕緣樹脂上的電路的連接用墊的0.03 %少。 實施例5(半導體封裝用基板C、半導體裝置C1) 除了將層間連接用的金屬柱的數目增加到3 84個,在 其中的1 60個金屬柱直上部的電路設連接用墊,從剩餘的 2 24個金屬柱布放電路,在其前端配設連接用墊以外,使 -55- (51) 1228785 用與實施例一樣的3層金屬箔及液狀樹脂,與實施例4同 樣製成半導體封裝用基板。第9圖(a)表示’將半導體晶 片搭載於此基板,再線焊接’而製作成的半導體積體電路 裝置的配線圖案的部分平面圖。同時’爲了比較’製作藉 由布放電路圖案將全部的連接用墊形成在絕緣樹脂上的電 路上的基板。第6圖(b)表示,將半導體晶片搭載於此比 較用基板,再線焊接,而製作成的半導體積體電路裝置的 配線圖案的部分平面圖。其結果,線焊接在層間連接用的 金屬柱直上部的1 20個半導體封裝用基板的尺寸是’比較 用的基板是1 4 x 1 4 m m ’但本實施例可以使基板的尺寸 爲 12 X 12 mm。 實施例6(配線板D、半導體封裝體D) 使用7才卜卜''歹彳7彳々厶H-K350(日立化成工業 (株)製)在厚度7〇 μπι的銅層、0·2 μηι的鎳層、10 μηι的 銅層構成的3層金屬箔(日本電解(株)製)的70 μηι的銅 層形成圖案,再使用鹼性蝕刻液工一 7° 口七7 Α7 7夕7社製,含氨銅醋鹽20〜30重量%、氯化氨10〜20 重量%及氨1〜1 〇重量%)選擇性蝕刻銅層,在鎳層上形成 由複數個Φ2 5 0 μιη的銅形成的金屬柱。再選擇性蝕刻去除 鎳層,留下銅金屬柱下的部分,形成由銅層及鎳層形成的 柱狀的外部連接端子。接著,爲了使其與樹脂的密接性較 佳,在露出的厚度10 μηι的銅層表面及外部連接端子表面 ,以線速度1.75 m/min、噴霧壓力9.8 X 1〇4 Pa的條件, -56- (52) 1228785
施加化學處理的表面粗化處理劑之NBDII處理液(使用荏 原電產(株)製,含硫酸7.5重量%、磷酸3 · 8重量%、過氧 化氫4.0重量% )的處理,加以粗化,在外部連接端子的表 面及側面、露出的厚度1 〇 μ m的銅層表面,獲得平均2 μπι的粗化面。在此形成外部連接端子的金屬箔的外部連 接端子側,以印刷機 VE - 5 00 (東1/工 >二7 U > / ( 株)製)印刷,對銅的密接性較鎳佳的液狀的矽變性聚醯 胺亞胺樹脂的絕緣樹脂KS6600 (日立化成工業(株)製), 埋沒外部連接端子後,進行以8 0 °C加熱3 0分鐘的乾燥, 使其成B階段狀態。用市售的硏磨紙硏磨,直到埋設的外 部連接端子的端面出現後,以18(TC 30分鐘+ 220 °C 30 分鐘的條件使樹脂充分硬化,而形成樹脂層。接著,使用 > A7 7夕只社製工一 7° 口七只液構成的鹼性蝕刻液選 擇性蝕刻金屬箔的厚度1 Ομηι的銅層,形成與外部連接端 子連接的電路。然後,在電路表面及外部連接端子的露出 面形成電解鎳/金電鍍(大和電機工業(株)製),製成具 有如第13圖(e)所示截面的半導體封裝用基板(尺寸:X 1 2 mm)。在此基板,用手工黏貼晶片焊接用薄膜,安裝半 導體晶片(尺寸:8.6 X 8.6 mm)。用線焊接器HW 2100 (九 州松下電器(株)製)進行線(金線)焊接,使用液狀密封劑 (HIR 3 000,日立化成工業(株)製),以硬化條件:80°c 1 小時、1 2 0 °C 1小時、1 8 0 °C 1小時的分階段加熱硬化密 封後’切割成規定大小,以回流裝置焊接焊錫球,使其成 爲具有第13圖(h)所示截面的半導體封裝。 -57- (53) 1228785 在進行與上述相同的粗化處理的厚度50 μηι的銅箔’ 與上述同樣形成樹脂層,切出寬度10 mm、長度50 mm 的試驗片,用牽引試驗器對樹脂層向90 °方向剝離銅箔, 以測量樹脂層與銅箔的密接強度的結果,PCT24小時後的 脫皮強度爲1.1 KN/ m。而未粗化時的脫皮強度爲〇·75 KN/ m 〇 實施例7 (配線板D、半導體封裝體D)
使用7才卜卜'、歹< 7 4小厶Η - K3 5 0(日立化成工業( 株)製)在厚度70 μπι的銅層、0·2 μηι的鏡層、10 μ·ηι的銅 層構成的3層金屬箔(日本電解(株)製)的70 μιη的銅層形 成圖案,再使用鹼性蝕刻液工一/ 口七只( > 少亍7 V夕 只社製)選擇性蝕刻銅層,在露出的鎳層上形成由複數個 Φ2 5 0 μπι的銅形成的金屬柱。爲了使其與樹脂的密接性較 佳,在露出的鎳層及金屬柱表面,使用化學處理的表面粗 化處理劑之NBDII處理液(荏原電產製)施加粗化處理。這 個時候,爲了要同時進行障壁層的鎳層的去除,將處理時 間延長爲實施例1的1 . 5倍。藉此,形成除了金屬柱下面 以外的鎳層被去除的柱狀的外部連接端子,同時,在外部 連接端子端面及側面、露出的厚度1 〇 μπι的銅層表面,與 鲁 實施例6同樣獲得平均2 μιη的粗化面。在此形成有外部 連接端子的金屬箔,以印刷機VE - 5 00 (東工二7 y > / (株)製)印刷液狀的矽變性聚醯胺亞胺樹脂的絕緣 樹脂KS 6 6 00(日立化成工業(株)製),完全埋沒外部連接端 -58- (54) 1228785 子後,進行以8 0 °C加熱3 0分鐘的乾燥,使其成b階段狀 態。用市售的硏磨紙硏磨,直到埋設的外部連接端子的端 面出現後,以1 8 0 °C 3 0分鐘+ 2 2 0 °C 3 0分鐘的條件使樹 脂充分硬化,而形成樹脂層。接著,與實施例6同樣形成 厚度1 Ο μηι的銅層的電路。然後,與實施例6同樣,形成 電解鎳/金電鍍(大和電機工業(株)製),製成半導體封 裝用基板。接著,與實施例6同樣,在此基板黏貼晶片焊 接用薄膜,以手工安裝半導體晶片。與實施例6同樣,用 線焊接器HW 2100 (九州松下電器(株)製)進行線焊接, 使用液狀密封劑密封後,切割成規定大小,以回流裝置焊 接焊錫球,使其成爲半導體封裝。測量樹脂層與銅箔的密 接強度的結果,PCT24小時後的脫皮強度爲1.2KN/m。 而未粗化時的脫皮強度爲〇.75KN/m。 實施例8(配線板E、半導體封裝體E)
使用7才卜卜'、夕〆7 <少厶Η - K3 5 0(日立化成工業( 株)製)在厚度70 μηι的銅層、1.0 μηι的鈦層、18 μηι的銅 層構成的3層金屬箱(日本電解(株)製)的70 μηι的銅層形 成圖案,再使用鹼性蝕刻液工一 7° 口七只(/少亍7 7夕 只社製)選擇性蝕刻銅層,在露出的鈦層表面形成由複數 個φ2 5 0 μηι的銅形成的金屬柱。鈦是很難以銅的化學粗化 液蝕刻,因此無法在粗化處理的同時去除鈦層。因此,以 氟化氨系的蝕刻液工 > 只卜U 7 7° ( >少亍7 y夕只社製) 選擇性蝕刻,留下銅金屬柱下以外的部分,露出厚度18 -59 - (55) 1228785 μηι的銅層表面,而在其表面形成外部連接端子。然後, 進行與實施例6同樣的粗化處理以後的作業,製成半導體 封裝。樹脂層與銅層(電路)的密接性與實施例6相同。 實施例9 (配線板E、半導體封裝體E) 使用7才卜H-K350(日立化成工業 (株)製)在厚度70 μιη的銅層、0·2 μηι的鎳層、1〇 μη的 銅層構成的3層金屬箔(日本電解(株)製)的70 μηι的銅層 形成圖案,再使用鹼性蝕刻液工一文口七只(> Α于、ν 7 夕7社製)選擇性倉虫刻銅層,在露出的鎳層上形成由複數 個φ 2 5 0 μ m的銅形成的金屬柱。製成選擇性蝕刻鎳層者( 比較例)與未蝕刻者(實施例)的兩種金屬薄片。對形成外 部連接端子的此兩種金屬薄片不做粗化處理,印刷樹脂後 與實施例6同樣製作,使成封裝。但是,樹脂是使用對鎳 的密接性較銅高的液狀的矽變性聚醯胺亞胺樹脂。 使用厚度5 0 μηι的鎳層及銅箔,以上述矽變性聚醯胺 亞胺樹脂製作與實施例6製成者同一尺寸的試驗片,分別 測量與樹脂層及銅箔的密接強度之結果,與鎳層及樹脂層 的脫皮強度爲0.75 KN/ m。而與銅層及樹脂層的脫皮強 度爲0.5 0 KN/ m,與鎳層的密接性較佳。 如以上所說明,本發明可以改善樹脂層與電路及外部 連接端子的密接強度,在具有複數個柱狀的外部連接端子 的半導體封裝用基板,可以提供可靠性高的小型半導體封 裝用基板。 -60· (56) 1228785 依據本發明的配線板的製造方法時,在金屬箔或配線 板用構件、半導體封裝用基板,特別有凹凸時,可以形成 沒有翹曲或成波浪狀,密接性良好的樹脂層。因此,依本 發明方法製成的配線板A及B,使用該等製造的半導體封 裝A及B,不會有翹曲或成波浪狀,其平坦性優異。 同時,由於用絕緣樹脂埋設蝕刻金屬箔形成的突塊, 形成層間連接用的金屬柱,在其直上方的電路設連接用墊 而製成基板,因此藉由簡單的配線圖案的變更,便可以提 供,小型的半導體封裝用基板C、配線板C、半導體裝置 Cl、C2、C3、半導體封裝C1及C2。 同時,在本發明的配線板D、E及半導體封裝D、E ,樹脂層與電路及外部連接端子之密接強度獲得改善,可 靠性很高。 【圖式簡單說明】 第1圖是說明藉由本發明的配線板A的製造方法, 在具有導電性突起的金屬箔形成樹脂層的製程截面圖。 第2圖是說明藉由本發明的配線板B的製造方法,在 具有導電性突起的金屬箔埋入半導體晶片後,形成樹脂層 的製程,及埋入半導體晶片後,使其成爲半導體封裝用基 板的製程截面圖。 第3圖是說明將本發明的配線板B的製造方法,應用 在內部設有複數個半導體晶片的三維半導體封裝的製造方 法的製程截面圖。 -61 - (57) 1228785 第4圖是本發明基板C的一個型態的部分截面圖。 第5圖是傳統的使用藉由通孔電鍍層間連接的半導體 封裝用基板的半導體封裝的截面圖。 第6圖是傳統的使用半導體封裝用基板的半導體封裝 的截面圖。 第7圖是表示使用本發明基板C的半導體封裝ci的 一個型態的截面圖。 第8圖是使用在實施例4作成的半導體封裝用基板C 作成的半導體裝置C1的配線圖案的部分平面圖。(a)表示 使用本發明的半導體封裝用基板C時的配線圖案,(b)表 示使用傳統的基板時的配線圖案。 第9圖是使用在實施例5作成的半導體封裝用基板C 作成的半導體裝置C1的配線圖案的部分平面圖。(a)表示 使用本發明的半導體封裝用基板C時的配線圖案,(b)表 示使用傳統的基板時的配線圖案。 第1〇圖是表示對薄片部,及薄片部表面具有複數個 柱狀的外部連接端子的金屬薄片施加粗化的金屬薄片的截 面圖。 第11圖是表示製作第10圖所示金屬薄片的製程的一 個型態的製程圖。 第12圖是表示製作第10圖所示金屬薄片的製程的另 一個型態的製程圖。 第13圖是表藉由本發明的製造方法製作半導體封裝 D的製程的一個型態的製程圖。 -62- (58) 1228785 [圖號說明] 1 :第1樹脂層 2 :第2樹脂層 3 :第3樹脂層 4 :硬化第1樹脂層 5 :硬化第2樹脂層 6 :硬化第3樹脂層 # 7 :具有導電性突起的金屬箔 A :導電性突起 8 :配線 9 :金突塊 1 〇 :半導體晶片 B : A1電極 C :電路
1 1 :藉由添加法形成的配線圖案 1 2 :抗蝕劑 1 3 :塡底材 1 4 :玻璃環氧基材 1 5 :通孔電鍍連接部 16:鎳/金電鍍墊 1 7 :擠壓機 1 8 :掩罩 1 9 :晶片焊接糊漿 2 0 :導電性糊漿 -63- (59) 1228785 101 :設在金屬柱直上方的電路之連接用墊 1 02 :設在絕緣樹脂上的電路之連接用墊 1 〇 3 :金屬柱 104 :貫穿孔電鍍連接部 105 :半導體晶片 1 0 6 :絕緣樹脂層 107 :金引線 # 1 〇 8 :密封材 109: Ni/Au 電鍍 1 1 0 :焊錫突塊 1 1 1 :電路 1 1 2 :抗焊錫劑 1 1 3 :電路 W :薄片部
X :外部連接端子 Y :金屬柱 201 :第1金屬層 202 :第2金屬層 2 03 :第3金屬層 204 :粗化面 2 0 5 :樹脂 Z :樹脂層 2 0 6 :電路 207 :鎳/金電鍍 64 - (60) (60)1228785 2 0 8 :晶片焊接薄膜 209 :半導體晶片 210 :金引線 2 1 1 :密封材 2 1 2 :焊錫球
-65-
Claims (1)
1228785 7 许//^i 修_正本 (1) 拾、申請專利範圍 第921 06854號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 民國9 3年11月24日修正 1 .—種配線板的製造方法,其特徵爲:包含, 在表面有複數個導電性突起的絕緣構件,藉由印刷塗 抹硬化前的流動狀淸漆狀態的絕緣樹脂,塗抹到導電性突 起被絕緣樹脂埋沒的厚度的印刷製程;令印刷的絕緣樹脂 硬化的硬化製程;以及,硏磨絕緣樹脂使導電性突起的前 端露出的硏磨製程。 2 .如申請專利範圍第1項所述之配線板的製造方法, 其中 配線板爲半導體封裝用基板。 3 .如申請專利範圍第1項所述之配線板的製造方法, 其中 配線構件爲表面具有複數個導電性突起的金屬箔。 4 .如申請專利範圍第1項所述之配線板的製造方法, 其中 配線構件爲:絕緣樹脂層、絕緣樹脂層兩面上的層間 相互連接的導體層;及絕緣樹脂層的至少一面上有導電性 突起者。 5 .如申請專利範圍第】項所述之配線板的製造方法, 其中 (2) 1228785 在硬化製程後進行硏磨製程。 6.如申請專利範圍第1項所述之配線板的製造方法, 其中 包含:在表面有複數個導電性突起的絕緣構件,藉由 印刷塗抹硬化前的流動狀淸漆狀態的絕緣樹脂,塗抹到導 電性突起被絕緣樹脂埋沒的厚度的印刷製程;將印刷之絕 緣樹脂乾燥到失去流動性,但是在完全硬化以前之半硬化 狀態的乾燥製程;硏磨乾燥到半硬化狀態的絕緣樹脂,使 導電性突起的前端露出的硏磨製程;硏磨後令絕緣樹脂完 全硬化的硬化製程。 7 .如申請專利範圍第1項所述之配線板的製造方法, 其中 包含:在配線構件的具有導電性突起的面,印刷呈流 動狀淸漆狀態的絕緣樹脂(1 ),乾燥到失去流動性,但是 在完全硬化以前之半硬化狀態,再按順序分別印刷,成分 與絕緣樹脂(1)不同,呈流動狀淸漆狀態的絕緣樹脂(2), 及成分與絕緣樹脂(2)不同,呈流動狀淸漆狀態的絕緣樹 脂(3 )的至少兩種絕緣樹脂,乾燥到失去流動性,但是在 完全硬化以前之半硬化狀態,藉此將由絕緣樹脂(])層、 絕緣樹脂(2)層及絕緣樹脂(3)層之至少3層所構成的多層 絕緣樹脂層,形成爲導電性突起被絕緣樹脂埋沒的厚度的 製程;令多層絕緣樹脂層中的所有絕緣樹脂同時完全硬化 的硬化製程;以及,硏磨多層絕緣樹脂層使導電性突起的 前端露出的硏磨製程。 - 2- (3) 1228785 8 ·如申請專利範圍第7項所述之配線板的製造方丨去, 其中 在硏磨製程後進行硬化製程。 9.如申請專利範圍第7項所述之配線板的製造方法, 其中 在形成多層絕緣樹脂層的製程中,絕緣樹脂(1 )使用 與配線構件的接著性良好的絕緣樹脂,包含絕緣樹脂(2) 層及絕緣樹脂(3)層的第2層以上的各層則使用,具有可 以降低製作的配線板發生翹曲的特性的絕緣樹脂。 1 〇.如申請專利範圍第7項所述之方法,其中 在形成多層絕緣樹脂層的製程中,藉由印刷以任意位 置、形狀、厚度,形成無機或有機粒子的含有率互異的樹 月旨、或基本樹脂構造不相同的樹脂,然後,堆疊樹脂,藉 此形成,性質互異的樹脂混合存在於絕緣樹脂中的任意處 所的樹脂層。 1 1 . 一種半導體封裝,係由: (A)半導體封裝用基板,其由:在表面具有多數個 導電性突起的配線構件;及將配線構件之導電性突起,使 該導電性突起之前端呈現露出狀予以埋入之絕緣樹脂所構 成; (B )對半導體封裝用基板之配線構件之平坦部施予 選擇性蝕刻而形成的電路圖型; (C )藉由導線接合或覆晶片接合而連接於電路圖型 的半導體晶片;及 -3- (4) 1228785 (D )用於密封半導體封裝用基板之半導體晶片搭載 面的密封構件所構成;其特徵爲··半導體封裝用基板係藉 由包含:在表面有複數個導電性突起的絕緣構件’藉由印 刷塗抹硬化前的流動狀淸漆狀態的絕緣樹脂,塗抹到導電 性突起被絕緣樹脂埋没的厚度的印刷製程;令印刷的絕緣 樹脂硬化的硬化製程;以及,硏磨絕緣樹脂使導電性突起 的前端露出的硏磨製程所製造者。 1 2 . —種內設元件型的配線板的製造方法,是將電子 零件安裝於配線板後以絕緣樹脂埋沒,形成絕緣樹脂層’ 在絕緣樹脂層上設配線,內設元件型的配線板的製造方法 ,其特徵爲··將電子零件安裝於配線板後,藉由印刷塗抹 硬化前的流動狀淸漆狀態的絕緣樹脂埋沒電子零件’令印 刷的絕緣樹脂硬化,形成絕緣樹脂層。 1 3 .如申請專利範圍第1 2項所述之內設元件型的配線 板的製造方法,其中 電子零件是半導體晶片,內設元件型的配線板是內設 元件型的半導體封裝。 1 4 ·如申請專利範圍第]2項所述之內設元件型的配線 板的製造方法,其中 包含:在配線構件的電子零件安裝面,印刷呈流動狀 淸漆狀態的絕緣樹脂(]),乾燥到失去流動性,但是在完 全硬化以前之半硬化狀態,再按順序分別印刷,成分與絕 緣樹脂(1)不同,呈流動狀淸漆狀態的絕緣樹脂(2),及成 分與絕緣樹脂(2)不同,呈流動狀淸漆狀態的絕緣樹脂(3) (5) 1228785 的至少兩種絕緣樹脂,乾燥到失去流動性,但是在完全硬 化以前之半硬化狀態,藉此將由絕緣樹脂(I )層、絕緣樹 脂(2)層及絕緣樹脂(3)層之至少3層所構成的多層絕緣樹 脂層,形成爲導電性突起被絕緣樹脂埋沒的厚度的製程; 令多層絕緣樹脂層中的所有絕緣樹脂同時完全硬化的硬化 製程;以及,在多層絕緣樹脂層上設配線的製程。 1 5 ·如申請專利範圍第1 4項所述之內設元件型的配線 板的製造方法,其中 在形成多層絕緣樹脂層的製程後,將多層絕緣樹脂層 的表面硏磨成平坦後進行硬化製程。 1 6 ·如申請專利範圍第〗4項所述之內設元件型的配線 板的製造方法,其中 在形成多層絕緣樹脂層的製程中,絕緣樹脂(1 )使用 與配線板及電子零件的接著性良好的絕緣樹脂,包含絕緣 樹脂(2)層及絕緣樹脂(3)層的第2層以上的各層則使用, 具:有可以降低製作的內設元件型的配線板發生翹曲的特性 的絕緣樹脂。 1 7 .如申請專利範圍第1 4項所述之內設元件型的配線 板的製造方法,其中 在形成多層絕緣樹脂層的製程中,藉由印刷以任意位 置 '形狀 '厚度’形成無機或有機粒子的含有率互異的樹 月旨、或基本樹脂構造不相同的樹脂,然後,堆疊樹脂,藉 此形成’性質互異的樹脂混合存在於絕緣樹脂中的任意處 所的樹脂層。 -5- 1228785 (6) 1 8 . —種半導體封裝用基板,其特徵爲:具有,絕緣 樹脂層;埋沒在絕緣樹脂層中,貫穿到絕緣樹脂層兩面的 層間連接用金屬柱;及在金屬柱的直上方,形成在絕緣樹 脂層的至少一面上的電路,金屬柱是藉由蝕刻金屬箔而形 成,連接用墊設在金屬柱直上方的電路上。 1 9 ·如申請專利範圍第1 8項所述之半導體封裝用基板 ,其中 電路是在金屬柱的直上方,形成於絕緣樹脂層的一面 上的金屬層。 20·如申請專利範圍第19項所述之半導體封裝用基板 ,其中 金屬柱由第1金屬構成,電路由蝕刻條件與第i金屬 不同的第2金屬構成,金屬箔具有第1金屬層及第2金屬 層,絕緣樹脂層、電路及金屬柱是藉由,選擇性蝕刻金屬 箔的第1金屬層,在第2金屬層上形成成爲金屬柱的第! 金屬的突塊,在第2金屬層的形成第1金屬突塊的面上, 形成第1金屬突塊露出前端面狀埋沒在絕緣樹脂中的絕緣 樹脂層,接著,選擇性蝕刻第2金屬層以形成電路,而形 成。 2 1 ·如申請專利範圍第〗9項所述之半導體封裝用基板 ,其中 金屬柱由第1金屬層及蝕刻條件與第1金屬層不同的 第2金屬層構成,電路由蝕刻條件與第2金屬層不同的第 3金屬層構成,金屬箔以第2金屬層爲中間層具有第]金 -6 - (7) 1228785 屬層、第2金屬層及第3金屬層,絕緣樹脂層、電路及金 屬柱是藉由,選擇性蝕刻金屬箔的第1金屬層,在第2金 屬層上形成第1金屬的突塊,接著,選擇性蝕刻金屬箔的 第2金屬層,形成成爲金屬柱的第1金屬層及第2金屬層 構成的突塊,接著,在金屬箔的形成金屬突塊的面上,形 成由第1金屬層及第2金屬層構成的金屬突塊露出前端面 狀埋沒在絕緣樹脂中的絕緣樹脂層,接著,選擇性蝕刻第 3金屬層以形成電路,而形成。 22. 如申請專利範圍第19項所述之半導體封裝用基板 ,其中 金屬柱由第1金屬構成,電路由蝕刻條件與第1金屬 層不同的第2金屬層及蝕刻條件與第2金屬層不同的第3 金屬層構成,金屬箔以第2金屬層爲中間層具有第1金屬 層、第2金屬層及第3金屬層,絕緣樹脂層、電路及金屬 柱是藉由,選擇性蝕刻金屬箔的第1金屬層,在第2金屬 層上形成成爲金屬柱的第1金屬的突塊,在第2金屬層的 形成第1金屬的突塊的面上,形成第〗金屬的突塊露出前 端面狀埋沒在絕緣樹脂中的絕緣樹脂層,接著,分別選擇 性蝕刻第3金屬層及第2金屬層以形成電路,而形成。 23. —種半導體封裝用基板,其特徵爲:具有,絕緣 樹脂層;埋沒在絕緣樹脂層中,貫穿到絕緣樹脂層兩面的 層間連接用金屬柱;及在金屬柱的直上方’形成在絕緣樹 脂層的至少一面上的電路,金屬柱是藉由蝕刻金屬箔而形 成,連接用墊設在金屬柱直上方的電路上。 -7- (8) 1228785 24 · —種半導體裝置,其特徵爲:具備有,申請專利 範圍第1 8〜2 2項中任一項所述的基板及搭載於基板的半 導體晶片,在基板的金屬柱直上方,設於電路上的連接用 墊與半導體晶片的連接用墊,藉由線焊接連接在一起。 2 5 . —種半導體裝置,其特徵爲:具備有,申請專利 範圍第1 8〜2 2項中任一項所述的基板及搭載於基板的半 導體晶片,在基板的金屬柱直上方,設於電路上的連接用 墊與半導體晶片的連接用墊,藉由倒裝晶片焊接連接在一 起。 26· —種半導體裝置,其特徵爲:具備有,申請專利 車E圍弟1 8〜2 2項中任一項所述的基板及搭載於基板的電 子零件,電子零件的外部連接端子在基板的金屬柱直上方 ,與設在電路上的連接用墊,在該連接用墊上連接在一起 〇 2 7 · —種半導體封裝,其特徵爲:是密封申請專利範 圍第24項所述的半導體裝置的半導體晶片搭載面側而成 〇 2 8 . —種半導體封裝,其特徵爲:是密封申請專利範 圍第2 5項所述的半導體裝置的半導體晶片搭載面側而成 〇 2 9.—種配線板,其特徵爲:具備有,樹脂層、樹脂 層的至少一面上的電路;從電路至樹脂層的相反面,突出 在樹脂層中的複數個柱狀的外部連接端子,電路及外部連 接端子之接觸樹脂層的表面經過粗化處理。 (9) 1228785 3 Ο .如申請專利範圍第2 9項所述之配線板,其中 電路與樹脂層接觸的層,是使用與樹脂層的密接性良 好的金屬層。 3 1 ·如申請專利範圍第2 9項所述之配線板,其中 電路與樹脂層接觸的層,是使用容易粗化的金屬層。 3 2 ·如申請專利範圍第2 9〜3 1項中任一項所述之配線 板,其中 該配線板可當作半導體封裝體用基板使用。 33·—種半導體封裝體,其特徵爲:具備有,申請專 利範圍第2 9〜3 1項中任一項所記載的配線板;搭載於配 線板的半導體晶片;及用以密封配線板的半導體晶片搭載 面的密封材料。 3 4 . —種配線板的製造方法,其中 對具有薄片部及從薄片部的一面突出的複數個柱狀的 外部連接端子的金屬薄片,將其具有外部連接端子的表面 粗化,在金屬薄片的經粗化的表面上,形成外部連接端子 露出前端狀埋沒在絕緣樹脂中的絕緣樹脂層,接著,去除 一部分金屬薄片的薄片部直到樹脂層露出,藉此在樹脂層 上形成與外部連接端子連接的電路。 3 5 ·如申請專利範圍第3 4項所述之配線板的製造方法 ,其中 去除依序具有第〗金屬層、第2金屬層及第3金屬層 的至少3層的多層金屬箔的第丨金屬層的一部分,直到露 出第2層的金屬層,而在第2金屬層的露出面形成複數個 (10) 1228785 柱狀外部連接端子,藉此製成上述金屬薄片。 3 6 .如申請專利範圍第3 5項所述之配線板的製造方法 ,其中 第2金屬層是與樹脂層的密接性很好的金屬層。 3 7 ·如申請專利範圍第3 5項所述之配線板的製造方法 ,其中 第2金屬層是很容易粗化的金屬層。 3 8 .如申請專利範圍第3 5〜3 7項中任一項所述之配線 板的製造方法,其中 第1金屬層、第2金屬層及第3金屬層是鄰接層的蝕 刻條件互異的層’第1金屬層之部分去除是藉由蝕刻去除 ,電路之形成是藉由依序蝕刻去除第1金屬層及第2金屬 層的一部分而形成。 3 9 ·如申請專利範圍第3 4項所述之配線板的製造方法 ,其中 將具有:金屬層的第1層(1);在第1層的一面上的 複數個金屬柱(2 );及包含與樹脂層的密接性很好的金屬 層,形成在第1層的另一面上的一層以上的金屬層(3 )的 複合金屬層之至少一層金屬層,從第]層依次去除金屬柱 下以外的部分,直到露出與樹脂層的密接性很好的金屬層 ,藉此製作金屬薄片。 40.如申請專利範圍第34項所述之配線板的製造方法 ί其中 將具有:金屬層的第1層(]);在第1層的一面上的 -10- (11) 1228785 複數個金屬柱(2);及包含很容易粗化的金屬層,形成在 第1層的另一面上的一層以上的金屬層(3)的複合金屬層 之至少一層金屬層,從第1層依次去除金屬柱下以外的部 分,直到露出很容易粗化的金屬層,藉此製作金屬薄片。 4 1 ·如申請專利範圍第3 4項所述之配線板的製造方法 ,其中 去除依序具有第1金屬層、第2金屬層及第3金屬層 的至少3層的多層金屬箔的第1金屬層的一部分,直到露 出第2層的金屬層,而在第2金屬層的露出面形成複數個 金屬柱,接著,去除第2金屬層的金屬柱下部分以外的一 部分,直到露出第3金屬層,藉此製成上述金屬薄片。 4 2 ·如申請專利範圍第4 1項所述之配線板的製造方法 ,其中 第3金屬層是與樹脂層的密接性很好的金屬層。 4 3 ·如申請專利範圍第4 1項所述之配線板的製造方法 ,其中 第3金屬層是很容易粗化的金屬層。 4 4.如申請專利範圍第4 1〜43項中任一項所述之配線 板的製造方法,其中 第1金屬層、第2金屬層及第3金屬層是鄰接層的蝕 刻條件互異的層,第1金屬層及第2金屬層的部分去除是 藉由蝕刻去除,電路之形成是藉由蝕刻去除第3金屬層的 一部分而形成。 4 5 . —種配線板,其特徵爲:具備有,樹脂層、樹脂 -11 - (12) 1228785 層的至少一面上的電路;從電路至樹脂層的相反面突出在 樹脂層中的複數個柱狀的外部連接端子,電路及外部連接 端子之與樹脂層接觸的層,是與樹脂層的密接性很好的金 屬層。 46·如申請專利範圍第45項所述之配線板,其中 該配線板可用作半導體封裝用基板。 47 . —種半導體封裝,其特徵爲:具備有,申請專利 範圍第4 5項所述的配線板;搭載於配線板的半導體晶片 ;及用以密封配線板的半導體晶片搭載面的密封材料。 4 8 . —種配線板的製造方法,是對具有薄片部及從薄 片部的一面突出的複數個柱狀的外部連接端子的金屬薄片 ’在其具有外部連接端子的表面上,形成外部連接端子露 出前端狀埋沒在絕緣樹脂中的樹脂層,接著,去除一部分 金屬薄片的薄片部直到樹脂層露出,藉此在樹脂層上形成 與外部連接端子連接的電路,如申請專利範圍第4 5項所 述之配線板的製造方法,其特徵爲:薄片部的突出外部端 子的面是與樹脂層的密接性很好的金屬表面。 4 9 ·如申請專利範圍第4 8項所述之配線板的製造方法 ,其中 去除依序具有第1金屬層、與樹脂層的密接性很好的 第2金屬層及第3金屬層的至少3層的多層金屬箔的第1 金屬層的一部分,直到露出第2層的金屬層,而在第2金 屬層的露出面形成複數個柱狀外部連接端子,藉此製成上 述金屬薄片。 -12- (13) 1228785 50·如申請專利範圍第48項或第49項所述之配線板 的製造方法,其中 第1金屬層、第2金屬層及第3金屬層是鄰接層的蝕 刻條件互異的層,第1金屬層之部分去除是藉由蝕刻去除 ,電路之形成是藉由依序蝕刻去除第2金屬層及第2金屬 餍的一部分而形成。 5 1 ·如申請專利範圍第4 8項所述之配線板的製造方法 ,其中 將具有:金屬層的第1層(1);在第1層的一面上的 複數個金屬柱(2);及包含與樹脂層的密接性很好的金屬 餍,形成在第1層的另一面上的一層以上的金屬層(3)的 複合金屬層之至少一層金屬層,從第1層依次去除金屬柱 下以外的部分,直到露出與樹脂層的密接性很好的金屬層 ,藉此製作金屬薄片。 5 2 ·如申請專利範圍第4 8項所述之配線板的製造方法 ,其中 去除依序具有第1金屬層、第2金屬層及與樹脂層的 密接性很好的第3金屬層的至少3層的多層金屬箔的第j 金屬層的一部分,直到露出第2層的金屬層,而在第2金 屬層的露出面形成複數個金屬柱,接著,去除第2金屬層 的金屬柱下部分以外的一部分,直到露出第3金屬層,藉 此製成上述金屬薄片。 5 3 .如申請專利範圍第5 2項所述之配線板的製造方法 ,其中 -13- (14) 1228785 第1金屬層、第2金屬層及第3金屬層是鄰接層的蝕 刻條件互異的層,第1金屬層及第2金屬層的部分去除是 藉由蝕刻去除,電路之形成是藉由蝕刻去除第3金屬層的 一部分而形成。 5 4 . —種半導體封裝之製造方法,係使具有:薄片部 ,及由薄片部之單面突出的多數個柱狀外部連接端子,的 金屬薄片之具有該外部連接端子的表面粗糙化,於金屬薄 片之粗糙化表面上,形成使外部連接端子呈露出而埋入樹 脂層中的樹脂層,之後,使樹脂層不致於露出地將金屬薄 片之薄片部之一部分予以除去,依此而使和外部連接端子 連接之電路形成於樹脂層上而製造配線板,於具有該配線 板之電路的面上搭載半導體晶片,之後,密封配線板之半 導體晶片搭載面者。 5 5 ·如申請專利範圍第1 1項所述之半導體封裝,其中 配線構件爲表面具有複數個導電性突起的金屬箔。 5 6 ·如申請專利範圍第1 1項所述之半導體封裝,其中 配線構件爲:絕緣樹脂層、絕緣樹脂層兩面上的層間 相互連接的導體層;及絕緣樹脂層的至少一面上有導電性 突起者。 5 7 .如申請專利範圍第1 ]項所述之半導體封裝,其中 製造半導體封裝用基板之方法,爲在硬化製程後進行 硏磨製程的方法。 5 8 ·如申請專利範圍第π項所述之半導體封裝,其中 製造半導體封裝用基板之方法,爲包含:在表面有複 -14 - 1228785 (15) 數個導電性突起的絕緣構件,藉由印刷塗抹硬化前的流動 狀淸漆狀態的絕緣樹脂,塗抹到導電性突起被絕緣樹脂埋 沒的厚度的印刷製程·,將印刷之絕緣樹脂乾燥到失去流動 性’但是在完全硬化以前之半硬化狀態的乾燥製程;硏磨 乾燥到半硬化狀態的絕緣樹脂,使導電性突起的前端露出 的硏磨製程;硏磨後令絕緣樹脂完全硬化的硬化製程,之 方法。 5 9 .如申請專利範圍第1丨項所述之半導體封裝,其中 製造半導體封裝用基板之方法,爲包含:在配線構件 的具有導電性突起的面,印刷呈流動狀淸漆狀態的絕緣樹 月旨(1 ),乾燥到失去流動性,但是在完全硬化以前之半硬 化狀態,再按順序分別印刷,成分與絕緣樹脂(1)不同, 呈流動狀淸漆狀態的絕緣樹脂(2),及成分與絕緣樹脂(2) 不同,呈流動狀淸漆狀態的絕緣樹脂(3 )的至少兩種絕緣 樹脂,乾燥到失去流動性,但是在完全硬化以前之半硬化 狀態,藉此將由絕緣樹脂(])層 '絕緣樹脂(2)層及絕緣樹 脂(3 )層之至少3層所構成的多層絕緣樹脂層,形成爲導 電性突起被絕緣樹脂埋沒的厚度的製程;令多層絕緣樹脂 層中的所有絕緣樹脂同時完全硬化的硬化製程;以及,硏 磨多層絕緣樹脂層使導電性突起的前端露出的硏磨製程, 之方法。 6 0 .如申請專利範圍第Π項所述之半導體封裝,其中 製造半導體封裝用基板之方法,爲在硏磨製程後進行 硬化製程之方法。 -15- (16) 1228785 6 1 .如申請專利範圍第n項所述之半導體封裝,其中 製造半導體封裝用基板之方法,爲在形成多層絕緣樹 脂層的製程中,絕緣樹脂(!)使用與配線構件的接著性良 好的絕緣樹脂,包含絕緣樹脂(2)層及絕緣樹脂(3)層的第 2層以上的各層則使用,具有可以降低製作的配線板發生 翹曲的特性的絕緣樹脂,之方法。 6 2 .如申g靑專利朝圍果1 1項所述之半導體封裝,其中 製造半導體封裝用基板之方法,爲在形成多層絕緣樹 脂層的製程中,藉由印刷以任意位置、形狀、厚度,形成 無機或有機粒子的含有率互異的樹脂、或基本樹脂構造不 相同的樹脂,然後,堆疊樹脂,藉此形成,性質互異的樹 脂混合存在於絕緣樹脂中的任意處所的樹脂層,之方法。 63.—種半導體封裝之製造方法,係使用金屬薄片, 該金屬薄片具有:薄片部,及由薄片部之單面突出的多數 個柱狀外部連接端子’而且外部連接端子呈突出之面爲和 樹脂層之密著性良好的金屬表面者;於該金屬薄片之和樹 脂層密著性良好之金屬表面上,形成使外部連接端子呈露 出而埋入樹脂層中的樹脂層,之後,使樹脂層不致於露出 地將金屬薄片之薄片部之一部分予以除去,依此而使和外 部連接端子連接之電路形成於樹脂層上而製造配線板,於 具有該配線板之電路的面上搭載半導體晶片,之後,密封 配線板之半導體晶片搭載面者。
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