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プリント配線板、プリント配線板の製造方法および半導体装置

阅读:0发布:2021-06-01

专利汇可以提供プリント配線板、プリント配線板の製造方法および半導体装置专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且【課題】半導 体素 子とプリント配線板との間に充填するアンダーフィルの流出を阻止しつつ、マイグレーションの発生を防ぐこと。 【解決手段】プリント配線板10は、絶縁材料からなる基部絶縁層12と、基部絶縁層12の第1の面12aおよび第2の面12bの少なくとも一方の面上に形成された、複数のパッド14aおよび配線14bを含む導体層14と、パッド14aに対応する複数の開口17を有するソルダーレジスト層16と、を備える。ソルダーレジスト層16は、複数のパッド14aを少なくとも部分的に囲繞する溝21を有し、溝21の溝底部21bはソルダーレジスト層16によって構成される。 【選択図】図1,下面是プリント配線板、プリント配線板の製造方法および半導体装置专利的具体信息内容。

絶縁材料からなる基部絶縁層と、 前記基部絶縁層の第1の面および第2の面の少なくとも一方の面上に形成された、複数のパッドおよび配線を含む導体層と、 前記少なくとも一方の面および前記導体層上に形成された、前記パッドに対応する複数の開口を有するソルダーレジスト層と、 を備えるプリント配線板において、 前記ソルダーレジスト層は、前記複数のパッドを少なくとも部分的に囲繞する溝を有し、 前記溝の底部は前記ソルダーレジスト層で構成される。請求項1に記載のプリント配線板において、前記溝の位置における前記ソルダーレジスト層の厚みは、3〜10μmである。請求項1または2に記載のプリント配線板において、前記溝は、平面視で、四つの部と該角部間を連結する四つの辺部とで構成された四角形に形成されている。請求項3に記載のプリント配線板において、前記溝は、前記四つの角部のうちの少なくとも一つの角部に、辺部よりも溝幅が増大した拡幅部を有する。請求項4に記載のプリント配線板において、前記拡幅部における溝幅は、前記辺部における溝幅の110〜200%である。半導体装置であって、 請求項1から5までのいずれか一項に記載のプリント配線板と、 前記プリント配線板のパッドに端子を電気的に接続された半導体素子と、 前記プリント配線板と前記半導体素子との間に充填されたアンダーフィルと、を備える。絶縁材料からなる基部絶縁層と、 前記基部絶縁層の第1の面および第2の面の少なくとも一方の面上に形成された、複数のパッドおよび配線を含む導体層と、 前記少なくとも一方の面および前記導体層上に形成された、前記パッドに対応する複数の開口を有するソルダーレジスト層と、 を備え、 前記ソルダーレジスト層は、前記複数のパッドを少なくとも部分的に囲繞する溝を有し、 前記溝の底部は前記ソルダーレジスト層で構成されるプリント配線板を製造する方法であって、 前記基部絶縁層の前記少なくとも一方の面および前記導体層上に、光硬化性樹脂からなる未硬化のソルダーレジスト層を形成する工程と、 前記未硬化のソルダーレジスト層の、前記導体層の前記パッドに対応する部分および前記溝の形成予定部をマスクで覆った状態で該未硬化のソルダーレジスト層に光を照射して、前記未硬化のソルダーレジスト層の、前記マスクで覆われていない部分を仮硬化させる工程と、 前記仮硬化の際に前記マスクで覆われていたソルダーレジスト層の未硬化の部分を所定の厚み分を残して除去する工程と、 前記所定の厚み分残された部分のうち、前記パッドに対応する方をマスクで覆った状態で前記ソルダーレジスト層に光を照射して、前記所定の厚み分残された部分のうち前記溝の底部となる方を仮硬化させ前記溝を形成する工程と、 前記所定の厚み分残された部分のうち前記溝の底部となる方を仮硬化させた後のソルダーレジスト層を現像して前記ソルダーレジスト層に前記開口を形成する工程と、 前記現像後のソルダーレジスト層を加熱して本硬化させる工程と、を含む。請求項7のプリント配線板の製造方法において、前記仮硬化の際に前記マスクで覆われていたソルダーレジスト層の未硬化の部分を所定の厚み分を残して除去する工程は、アルカリ溶液によって前記ソルダーレジスト層の前記未硬化の部分を所定の厚み分を残して除去することを含む。絶縁材料からなる基部絶縁層と、 前記基部絶縁層の第1の面および第2の面の少なくとも一方の面上に形成された、複数のパッドおよび配線を含む導体層と、 前記少なくとも一方の面および前記導体層上に形成された、前記パッドに対応する複数の開口を有するソルダーレジスト層と、 を備え、 前記ソルダーレジスト層は、前記複数のパッドを少なくとも部分的に囲繞する溝を有し、 前記溝の底部は前記ソルダーレジスト層で構成されるプリント配線板を製造する方法であって、 前記基部絶縁層の前記少なくとも一方の面および前記導体層上に、光硬化性樹脂からなる未硬化のソルダーレジスト層を形成する工程と、 前記未硬化のソルダーレジスト層の、前記導体層の前記パッドに対応する部分をマスクで覆った状態で該未硬化のソルダーレジスト層に光を照射して、前記未硬化のソルダーレジスト層の、前記マスクで覆われていない部分を仮硬化させる工程と、 前記仮硬化後のソルダーレジスト層を現像して該ソルダーレジスト層に前記開口を形成する工程と、 前記仮硬化後のソルダーレジスト層の、前記溝の形成予定部を、UVレーザの照射により所定の厚み分を残して除去し前記溝を形成する工程と、 前記開口および前記溝が形成されたソルダーレジスト層を加熱して本硬化させる工程と、を含む。請求項7から9までのいずれか一項に記載のプリント配線板の製造方法において、前記所定の厚みは、3〜10μmである。

说明书全文

この発明は、絶縁材料からなる基部絶縁層上にソルダーレジスト層を備えるプリント配線板およびその製造方法に関し、また、該プリント配線板に半導体素子を実装した半導体装置に関する。

半導体素子をプリント配線板に実装する技術として、プリント配線板の電極パッドに半導体素子としての半導体チップのバンプを接合して実装するフリップチップ実装が知られている。そして、フリップチップ実装では、半導体チップおよびプリント配線板間の熱膨張差に伴う応を緩和したり、周囲の湿気等からバンプ接合箇所を保護したりするため、半導体チップとプリント配線板との間にアンダーフィルと呼ばれる樹脂材を充填して封止する。

下記特許文献1には、半導体チップと実装基板(プリント配線板)との間にアンダーフィルを十分に充填するとともに、基板周辺部へのアンダーフィルの流出を阻止して他の実装部品の接続信頼性を確保すべく、プリント配線板上のソルダーレジスト層に半導体チップの外周縁に沿って溝を形成し、この溝によってアンダーフィルの流出を堰止める技術が開示されている。

特開平11−150206号公報

しかしながら、図8に示すように、基部絶縁層120とその上に形成された最外層の導体層140とをソルダーレジスト層160が覆っている場合に、上記特許文献1記載の技術によって、最外層の導体層140のパッド140aの周りを取り囲むようにソルダーレジスト層160に溝210が形成されると、この溝210の開口底部では最外層の導体層140の導体パターン140bがむき出しとなるため、配線140b間や配線140bとパッド140aとの間にマイグレーションが発生する可能性がある。

それゆえこの発明は、半導体素子とプリント配線板との間に充填するアンダーフィルの流出を阻止しつつ、マイグレーションの発生を防ぐことが可能なプリント配線板およびその製造方法ならびに半導体装置を提供することを目的とする。

この発明は上記課題を解決するためになされたものであり、この発明のプリント配線板は、絶縁材料からなる基部絶縁層と、上記基部絶縁層の第1の面および第2の面の少なくとも一方の面上に形成された、複数のパッドおよび配線を含む導体層と、上記少なくとも一方の面および上記導体層上に形成された、上記パッドに対応する複数の開口を有するソルダーレジスト層と、を備えるプリント配線板において、上記ソルダーレジスト層は、上記複数のパッドを少なくとも部分的に囲繞する溝を有し、上記溝の底部は上記ソルダーレジスト層で構成されることを特徴とするものである。

なお、この発明のプリント配線板にあっては、上記溝の位置における上記ソルダーレジスト層の厚みは、3〜10μmであることが好ましい。

また、この発明のプリント配線板にあっては、上記溝は、平面視で、四つの部と該角部間を連結する四つの辺部とで構成された四角形に形成されていることが好ましい。この場合、上記溝は、上記四つの角部のうちの少なくとも一つの角部に、辺部よりも溝幅が増大した拡幅部を有することが好ましい。さらに、上記拡幅部における溝幅は、上記辺部における溝幅の110〜200%であることが好ましい。

また、上記課題を解決するこの発明の半導体装置は、上記構成のプリント配線板と、上記プリント配線板のパッドに端子を電気的に接続された半導体素子と、上記プリント配線板と上記半導体素子との間に充填されたアンダーフィルと、を備えることを特徴とするものである。

また、上記課題を解決するこの発明のプリント配線板の製造方法は、絶縁材料からなる基部絶縁層と、上記基部絶縁層の第1の面および第2の面の少なくとも一方の面上に形成された、複数のパッドおよび配線を含む導体層と、上記少なくとも一方の面および上記導体層上に形成された、上記パッドに対応する複数の開口を有するソルダーレジスト層と、を備え、上記ソルダーレジスト層は、上記複数のパッドを少なくとも部分的に囲繞する溝を有し、上記溝の底部は上記ソルダーレジスト層で構成されるプリント配線板を製造する方法であって、上記基部絶縁層の上記少なくとも一方の面および上記導体層上に、光硬化性樹脂からなる未硬化のソルダーレジスト層を形成する工程と、上記未硬化のソルダーレジスト層の、上記導体層の上記パッドに対応する部分および上記溝の形成予定部をマスクで覆った状態で該未硬化のソルダーレジスト層に光を照射して、上記未硬化のソルダーレジスト層の、上記マスクで覆われていない部分を仮硬化させる工程と、上記仮硬化の際に上記マスクで覆われていたソルダーレジスト層の未硬化の部分を所定の厚み分を残して除去する工程と、上記所定の厚み分残された部分のうち、上記パッドに対応する方をマスクで覆った状態で上記ソルダーレジスト層に光を照射して、上記所定の厚み分残された部分のうち上記溝の底部となる方を仮硬化させ上記溝を形成する工程と、上記所定の厚み分残された部分のうち上記溝の底部となる方を仮硬化させた後のソルダーレジスト層を現像して上記ソルダーレジスト層に上記開口を形成する工程と、上記現像後のソルダーレジスト層を加熱して本硬化させる工程と、を含むことを特徴とするものである。

なお、この発明のプリント配線板の製造方法にあっては、上記仮硬化の際に上記マスクで覆われていたソルダーレジスト層の未硬化の部分を所定の厚み分を残して除去する工程は、アルカリ溶液によって上記ソルダーレジスト層の上記未硬化の部分を所定の厚み分を残して除去することを含むことが好ましい。

また、上記課題を解決するこの発明のプリント配線板の製造方法は、絶縁材料からなる基部絶縁層と、上記基部絶縁層の第1の面および第2の面の少なくとも一方の面上に形成された、複数のパッドおよび配線を含む導体層と、上記少なくとも一方の面および上記導体層上に形成された、上記パッドに対応する複数の開口を有するソルダーレジスト層と、を備え、上記ソルダーレジスト層は、上記複数のパッドを少なくとも部分的に囲繞する溝を有し、上記溝の底部は上記ソルダーレジスト層で構成されるプリント配線板を製造する方法であって、上記基部絶縁層の上記少なくとも一方の面および上記導体層上に、光硬化性樹脂からなる未硬化のソルダーレジスト層を形成する工程と、上記未硬化のソルダーレジスト層の、上記導体層の上記パッドに対応する部分をマスクで覆った状態で該未硬化のソルダーレジスト層に光を照射して、上記未硬化のソルダーレジスト層の、上記マスクで覆われていない部分を仮硬化させる工程と、上記仮硬化後のソルダーレジスト層を現像して該ソルダーレジスト層に上記開口を形成する工程と、上記仮硬化後のソルダーレジスト層の、上記溝の形成予定部を、UVレーザの照射により所定の厚み分を残して除去し上記溝を形成する工程と、上記開口および上記溝が形成されたソルダーレジスト層を加熱して本硬化させる工程と、を含むことを特徴とするものである。

そして、この発明のプリント配線板の製造方法にあっては、上記所定の厚みは、3〜10μmであることが好ましい。

この発明のプリント配線板および半導体装置によれば、プリント配線板上に半導体素子を実装するにあたり、半導体素子とプリント配線板との間にアンダーフィルを供給すると、当該溝がその溝よりも外側へのアンダーフィルの流出を阻止するので、アンダーフィルを半導体素子とプリント配線板との隙間に十分に充填することができるとともに、他の実装部品の接続信頼性を向上させることができる。さらに、ソルダーレジスト層に形成された溝の底部は当該ソルダーレジスト層で構成され、つまり溝はソルダーレジスト層を貫通せず、その下層の配線を露出させないため、当該配線を外部の環境から保護することができ、マイグレーションの発生を防ぐことができる。

また、この発明のプリント配線板の製造方法によれば、半導体素子とプリント配線板との間に充填するアンダーフィルの流出を阻止しつつ、マイグレーションの発生を防ぐことが可能なプリント配線板を簡単に製造することができる。

この発明の一実施形態に係るプリント配線板を示し、(a)はそのプリント配線板の平面図、(b)は図1(a)中のA−A線に沿う断面図、(c)は図1(a)中のB−B線に沿う断面図である。

(a)〜(e)は、この発明の一実施形態のプリント配線板の製造方法における各工程を示す、図1(b)と同様の位置における断面図である。

(a)〜(d)は、この発明の他の一実施形態のプリント配線板の製造方法における各工程を示す、図1(b)と同様の位置における断面図である。

この発明の他の一実施形態のプリント配線板を示すものであり、(a)はそのプリント配線板の斜視図であり、(b)はそのプリント配線板の要部の平面図である。

(a)、(b)はそれぞれ、図4のプリント配線板の変形例を示した図4(b)と同様の箇所の平面図である。

この発明の一実施形態の半導体装置の、図1(c)と同様の位置における断面図である。

この発明の他の一実施形態の半導体装置を示す、図1(c)と同様の位置における断面図である。

従来技術に従うプリント配線板を示し、(a)は平面図、(b)は(a)中のC−C線に沿う断面図である。

以下、図面に基づいてこの発明の実施の形態を詳細に説明する。図1は、この発明の一実施形態に係るプリント配線板を示し、(a)はそのプリント配線板の平面図、(b)は図1(a)中のA−A線に沿う断面図、(c)は図1(a)中のB−B線に沿う断面図である。

この実施形態のプリント配線板10は、第1の面12aと該第1の面12aとは反対側の第2の面12bとを有する絶縁材料からなる基部絶縁層12と、第1の面12aおよび第2の面12bの少なくとも一方(図示例では第1の面12a)上に形成された導体層14とを備える。基部絶縁層12は、エポキシ等の樹脂やセラミックから形成してよい。導体層14は、例えばアディティブ法、セミアディティブ法またはサブトラクティブ法によって形成することができる。導体層14は、例えば銅で形成されおり、半導体素子としての半導体チップを搭載するための複数のパッド14aと、信号や電気を伝える配線14bとを含む。

基部絶縁層12の少なくとも一方の面(図示例では第1の面12a)上には、ソルダーレジスト層16が形成されている。ソルダーレジスト層16は、最上(最外側)の導体層14を部分的に露出させる複数の開口17を有しており、それらの開口17により露出する導体部分が上記パッド14aを構成する。

また、ソルダーレジスト層16には、上記複数のパッド14aの周りを少なくとも部分的(図示例では全体的)に囲繞する溝21が形成されている。溝21は、ソルダーレジスト層16の外面から厚み方向で基部絶縁層12に向かって延びるが該基部絶縁層12には到達しない一対の側壁部21a、21aと、これらの側壁部21a、21aの内端(基部絶縁層12寄りの端)を繋ぐ底部21bとから構成される。このように溝21は、ソルダーレジスト層16を貫通せず、つまり、溝の底部21bはソルダーレジスト層16自体によって構成される。なお、この溝21は、プリント配線板10に実装される半導体チップの外周縁に沿って形成することが好ましく、ここでは四角形の半導体チップの実装を想定し、溝21の形状は平面視で四角形としている。溝21の形状はこれに限定されず、円形や楕円形、あるいは不規則な閉鎖形状としてもよい。

このような構成になるプリント配線板10によれば、プリント配線板10上に半導体チップを実装するにあたり、半導体チップとプリント配線板10との間に例えば溝21の一辺側からアンダーフィルを供給した際、毛細管現象によって半導体チップとソルダーレジスト層16との間にアンダーフィルを充填できるとともに、当該溝21を介してアンダーフィルを供給側とは反対側へ回り込ませることができて、アンダーフィルを半導体チップとプリント配線板10との隙間に十分に充填することができる。また、溝21によって溝21の外側すなわちプリント配線板10の周辺部へのアンダーフィルの流出が阻止されるので、プリント配線板10の周辺部における図示しない実装部品の、導体層14への接続信頼性を向上させることができる。さらに、ソルダーレジスト層16に形成された溝21は該ソルダーレジスト層16を貫通せず、基部絶縁層12上の配線14bは依然としてソルダーレジスト層16によって覆われ外部環境から保護されているため、マイグレーションの発生を防ぐことができる。

なお、溝21が形成された位置におけるソルダーレジスト層16の厚み、つまり導体層14の最外層からソルダーレジスト層16で構成される溝21の底部21bまでの距離は、3〜10μmとすることが好ましい。溝21が形成された位置でのソルダーレジスト層16の厚みが3μm未満であると、溝21が形成された位置において配線14bを外部環境から保護する効果が不十分となるおそれがあり、10μm超とすると、必要な溝深さを確保するためにソルダーレジスト層16全体の厚みが増すため、半導体装置の薄型化が困難になる。

また、溝21の深さは10〜20μmとすることが好ましい。溝21の深さを当該範囲内とすることでアンダーフィルを供給側から半導体チップの反対側まで確実に回り込ませることができるとともに、アンダーフィルの流出を確実に阻止することができる。

次いで、上記のように構成されたプリント配線板10を製造するこの発明の一実施形態の製造方法について説明する。この製造方法では、まず、図2(a)に示すように、基部絶縁層12およびその上の、パッド14aと配線14bとを含む導体層14上に、光硬化性樹脂液を塗布あるいは光硬化性樹脂フィルムを積層して未硬化のソルダーレジスト層16を形成し(光硬化性樹脂適用工程)、次いで、図2(b)に示すように、導体層14のパッド14aに対応する部分および上記溝21の形成予定部をマスク23、24で覆った状態でソルダーレジスト層16を露光させて、ソルダーレジスト層16のマスク23、24で覆っていない被露光部を仮硬化させ(第1仮硬化工程)、次いで、図2(c)に示すように、図2(b)の仮硬化の際にマスク23、24で覆われていたソルダーレジスト層16の未硬化の部分16uを所定の厚み分を残して一律に除去し(未硬化部分薄肉化工程)、次いで、図2(d)に示すように、所定の厚み分残された部分16u’のうち、上記パッド14aに対応する方のみをマスク23で覆った状態でソルダーレジスト層16に光を照射して、所定の厚み分残された部分16u’のうち溝21の底部21bとなる方のみを仮硬化させて溝21を形成し(第2仮硬化工程)、次いで、図2(e)に示すように、所定の厚み分残された部分16u’のうち溝21の底部21bとなる方を仮硬化させた後のソルダーレジスト層16を現像することで、未硬化部分、つまり所定の厚み分残された部分16u’のうちパッド14aに対応する方を除去してパッド14a用の開口17を形成し(現像工程)、次いで、現像後のソルダーレジスト層16を加熱して本硬化させる(本硬化工程)。なお、図中、未硬化の光硬化性樹脂部分は、点斜線で示している。

上記製造方法において、ソルダーレジスト層16を形成するための光硬化性樹脂フィルムとしては、市販のものを用いることができ、例えば、感光性でシート状のドライフィルム(デュポン社製、商品名「RISTON(厚さ38μm)」や、太陽インキ製造株式会社製、商品名「PFR−800 AUS 410(厚さ25μm)」や、ニチゴーモートン社製、商品名「NIT215(厚さ15μm)」)等を選択すること可能である。また、ソルダーレジスト層16は無機フィラーを15〜35mass%含有してよい。

また、上記第1および第2仮硬化工程にて使用するマスク23、24としては、例えば、市販の公知のマスク材料から、エッチング加工や、アディティブ加工、レーザ加工等の常法によって形成したものを用いることができる。そして、マスク材料としては、例えば、ニッケル合金や、ニッケル−コバルト合金等の金属からなるメタルマスクや、エポキシ樹脂や、ポリイミド樹脂等の樹脂からなるプラスチックマスクを用いることができる。また、これらの仮硬化工程においては、I線、H線、G線の全てを含む紫外線をソルダーレジスト層16に照射することが好ましい。また、直描型露光機による露光でも可能である。

図2(c)に示す未硬化部分薄肉化工程は、アルカリ水溶液によってソルダーレジスト層16の上記未硬化の部分16u(図2(b))を所定の厚み分を残して除去することにより行うことができる。この所定の厚みは3〜10μmとすることが好ましい。特に、未硬化部分16uの薄肉化処理は、処理後の厚みが他の未硬化部分16uの薄肉化処理後の厚みと同じになるように、つまり均一になるよう行うことが好ましく、これに適したアルカリ水溶液としては、例えば特開2011−071406号公報に開示されているような、無機アルカリ性化合物を5〜20mass%含有するものを用いることができる。また、アルカリ水溶液は、無機アルカリ性化合物を7〜15mass%含有するとより好ましい。5mass%未満では、未硬化部分の肉薄化処理でむらが発生する可能性がある。また、20mass%を超えると、無機アルカリ性化合物の析出が起こりやすく、液の経時安定性、作業性に劣る。溶液のpHは9〜12の範囲とすることが好ましい。また、界面活性剤、消泡剤、溶剤等を適宜少量添加することもできる。

無機アルカリ性化合物としては、アルカリ金属炭酸塩、アルカリ金属リン酸塩、アルカリ金属水酸化物、アルカリ金属ケイ酸塩から選ばれる少なくともいずれか1種の化合物が好ましい。

さらに、アルカリ水溶液が硫酸塩、亜硫酸塩から選ばれる少なくとも1種を含有することが好ましい。硫酸塩または亜硫酸塩としては、リチウム、ナトリウムまたはカリウムなどのアルカリ金属硫酸塩または亜硫酸塩、マグネシウム、カルシウムなどのアルカリ土類金属硫酸塩または亜硫酸塩が挙げられる。このうちアルカリ金属硫酸塩または亜硫酸塩が特に好ましい。

また、アルカリ水溶液による薄肉化処理は、スプレー方式(スプレーエッチング)やディップ方式等を採用することができ、この点に特に制限はない。

上記現像工程では、現像液として既知の低濃度のアルカリ性水溶液を使用することができ、具体的には、例えば、1mass%〜3mass%の炭酸ナトリウム(Na2CO3)水溶液、炭酸カリウム(K2CO3)水溶液、リン酸ナトリウム(Na2PO3)水溶液、リン酸カリウム(K3PO3)水溶液、酢酸ナトリウム(CH2COONa)水溶液、硝酸ナトリウム(NaNO3)水溶液等を使用することができる。

上記本硬化工程における加熱条件としては、従来からソルダーレジスト層を本硬化させるために用いられているソルダーレジスト材料の種類等に応じた加熱条件を用いることができる。

上述した実施形態のプリント配線板の製造方法によれば、ソルダーレジスト層16に、 パッド14aに対応した開口17を形成できるとともに、基部絶縁層12、特に基部絶縁層12上の配線14bを露出させない溝21を形成することができる。

図3(a)〜(d)に、図1に示したプリント配線板10を製造するこの発明の他の一実施形態の製造方法について説明する。先の実施形態では、開口17の形成予定部および溝21の形成予定部における未硬化樹脂を2段階に分けて選択的に除去することにより、パッド14aを露出させる開口17と、配線14bを露出させない所望深さの溝21とをそれぞれ形成する方法を説明したが、この実施形態は、一旦ソルダーレジスト層を仮硬化させた後で、ソルダーレジスト層の一部を除去して溝21を形成するものである。具体的には、図3(a)に示すように、基部絶縁層12およびその上の、パッド14aと配線14bとを含む導体層14上に、光硬化性樹脂液を塗布あるいは光硬化性樹脂フィルムを積層して未硬化のソルダーレジスト層16を形成する工程(光硬化性樹脂適用工程)と、図3(b)に示すように、導体層14のパッド14aに対応する部分をマスク23で覆った状態でソルダーレジスト層16を露光させて、ソルダーレジスト層16のマスク23で覆っていない被露光部を仮硬化させる工程(仮硬化工程)と、図3(c)に示すように、仮硬化後のソルダーレジスト層16を現像して該ソルダーレジスト層16にパッド14aを露出させるための開口17を形成する工程(現像工程または開口形成工程)と、図3(d)に示すように、仮硬化後のソルダーレジスト層16の、溝21の形成予定部にUVレーザ(紫外光レーザ)を照射することにより所定の厚み分を残してソルダーレジスト層16の一部を部分的に除去し、溝21を形成する工程(溝形成工程)と、開口17および溝21が形成されたソルダーレジスト層16を加熱して本硬化させる工程(本硬化工程)と、を含むものである。UVレーザによる溝形成工程は、開口形成工程の前に行うことができるが、光硬化性樹脂の適用、仮硬化、現像という一連の流れを考慮すると、溝形成工程は開口形成工程の後とする方が好ましい。なお、図中、未硬化の光硬化性樹脂部分は、点斜線で示している。

溝形成工程では、UVレーザとして、波長が300〜400nmの範囲であるUVレーザを用いることが好ましく、例えば、固体レーザのNd:YAGレーザ(基本波長1064nm)の第3高調波(355nm)やNd:YVO4レーザ(基本波長1064nm)の第3高周波(355nm)、エキシマレーザのXeCl(308nm)、XeF(353nm)を用いることができる。このような波長のUVレーザを用いることにより、ソルダーレジスト層16を貫通させることなく溝21を形成することができる。

次に、この発明の他の一実施形態およびその変形例のプリント配線板について図4および図5を参照して説明する。ここで図4(a)は、上記他の一実施形態のプリント配線板を示す斜視図であり、図4(b)はそのプリント配線板の要部の平面図である。また、図5(a)、(b)はそれぞれ、図4のプリント配線板の変形例を示した図4(b)と同様の箇所の平面図である。なお、これらの実施形態のプリント配線板30において、図1で示した実施形態のプリント配線板と同様の要素については同じ符号を付すものとし、詳細な説明は省略する。

図4に示すように、この実施形態のプリント配線板30は、ソルダーレジスト層16に、半導体チップの外周縁に沿う溝31を有しており、この溝31は、図1を参照して説明した例と同様、溝31の底部31bがソルダーレジスタ層16で構成される。つまり、溝31はソルダーレジスト層16を貫通しない。この溝31は、平面視で略四角形に形成されているものの、少なくとも一つ(ここでは全て)の角部32において、辺部33に対して溝幅が増大した拡幅部34が形成されている点で図1の例とは異なる。ここで辺部33における溝幅Wsは、図4(b)に示すように、溝31の一方の側壁部33aから対向する他方の側壁部33bまで距離を指し、拡幅部34における溝幅Wcは、辺部33の内側の側壁部33aあるいはこの内側の側壁部33aを延長した仮想線p1と、この内側の側壁部33aまたは仮想線と平行をなすように外側の側壁部33b側に引いた拡幅部34の接線p2とのなす距離を指すものとする。仮に、拡幅部34が内側の角fを通りかつ溝中心線cに対して45°をなす線p3に対して非対称の場合(図示せず)には、該線p3の一方側で測定した拡幅部の溝幅Wcと、同様にして線p3の他方側で測定した拡幅部の溝幅Wcとの平均値を拡幅部34の幅とする。

このように、溝31の角部32に拡幅部34を設けることにより、角部32に大きな丸みを形成することができ、角に起因した、アンダーフィル(フィレット)へのクラックの発生を防ぐことができるとともに、角部32の位置においてアンダーフィルの量を増大させ得て、半導体装置の機械的強度をより高めることができる。また、拡幅部34が余分なアンダーフィルのバッファとしても機能し、半導体チップの周囲により均一なフィレットを形成することができる。好ましい拡幅部34の溝幅Wcは、辺部33における溝幅Wsの110%〜200%であり、拡幅部34の溝幅Wcが小さすぎると拡幅部34による上記効果が十分に得られない可能性があり、逆に拡幅部34の溝幅Wcが大きすぎると半導体チップとプリント配線板30との隙間に充填すべきアンダーフィルが拡幅部34内に流れ出てしまい、空洞化の原因になるか、あるいは半導体チップとソルダーレジスト層16との間を十分に封止するためにより多くのアンダーフィル材が必要になる。

なお、拡幅部34の形状に特に限定はなく、図4に示したような円形の一部を欠いた形状のほか、図5(a)に示すような楕円の一部を欠いた形状や図5(b)に示すような矩形の一部を欠いた形状とすることができる。また、拡幅部34の数や配置位置についても適宜変更することができる。

次に、図1で説明した実施形態のプリント配線板10に半導体素子としての半導体チップに実装した、この発明の一実施形態の半導体装置について説明する。図6は、この発明の一実施形態の半導体装置の、図1(c)と同様の位置における断面図である。

図示のように、この実施形態の半導体装置40は、プリント配線板10と、プリント配線板10上に半田等からなるバンプ42を介してフリップチップ接合された半導体チップ44と、半導体チップ44とプリント配線板10との隙間を充填するアンダーフィル46とを備えている。図示のように、半導体チップ44の周縁に沿ってソルダーレジスト層16上に形成された溝21は、プリント配線板10の基部絶縁層12上の配線14bには到達しない。また、当該溝21によってアンダーフィル46が堰止められて、均一なフィレットが形成されるとともに、溝21の外周側へのアンダーフィル46の流出が阻止される。

図7はこの発明の他の一実施形態の半導体装置を示す、図1(c)と同様の位置における断面図である。この例は、図6で示したような半導体装置40上に別の半導体装置52を積層して構成したパッケージオンパッケージ(POP)型半導体装置50を示すものである。POP型半導体装置50は、例えば、CPUが搭載された下段の半導体装置40と、メモリが搭載された上段の半導体装置52とで構成することができ、下段の半導体装置40の下面に設けられた外部端子(図示せず)を介して、外部電子機器のマザーボードなどに実装することができる。図7の実施形態の半導体装置50では、下側の半導体装置40において基部絶縁層12上のソルダーレジスト層16に、基部絶縁層12上の配線14bに到達しない溝21を形成している。なお、上段の半導体装置52では、半導体チップ54とプリント配線板56とをワイヤボンディング58により接合しているが、下段の半導体装置40と同様、フリップチップ接合するとともに、ソルダーレジスト層にアンダーフィルを誘導する同様の溝を形成してもよい。

かくしてこの発明により、半導体素子とプリント配線板との間にアンダーフィルを充填するとともに、基板周辺部へのアンダーフィルの流出を阻止しつつ、マイグレーションの発生を防ぐことが可能なプリント配線板およびその製造方法ならびに半導体装置を提供することが可能となった。

10、30 プリント配線板 12 基部絶縁層 12a 第1の面 12b 第2の面 14 導体層 14a パッド 14b 配線 16 ソルダーレジスト層 17 開口 21、31 溝 21a 溝側壁部 21b 溝底部 34 拡幅部 40、50 半導体装置 42 バンプ 44 半導体チップ 46 アンダーフィル

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