(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子を基板上に実装するためのプリント配線板にあって、非貫通穴を電解フィルドめっき液によりめっきした前記プリント配線板の外周部の端面電極及びプリント配線板の内側の下面電極を有し、前記端面電極は前記非貫通穴の中間までめっきを充填しへこみ部を有しており、前記プリント配線板の内側の下面電極は前記非貫通穴内の底面からの高さを非貫通穴の上層面の高さと同じにしたプリント配線板。
【請求項２】
請求項１において、プリント配線板の内側の下面電極の非貫通穴径より、プリント配線板の外周部の端面電極の非貫通穴径を大きくしたプリント配線板。
【請求項３】
請求項１又は２において、プリント配線板を端面電極となる非貫通穴のところで切り分けて端面電極を形成したプリント配線板。
【請求項４】
請求項１から３の何れかのプリント配線板を使用した半導体パッケージ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント配線板およびそれを使用した半導体パッケージに関するものである。特に、半導体素子を基板上に実装するためのプリント配線板およびそれを使用した半導体パッケージに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子を基板上に実装するためのプリント配線板には、半導体素子を実装するインターポーザー基板や、半導体素子を含めひとつの機能単位にまとめたモジュール基板が含まれる。
これらのプリント配線板に通常の下面電極のほか、端面電極を設けると、電極の高密度化が得られる。そのため、特許文献１には、直径が３００μｍ程度のスルーホールタイプの端面電極を付加したインターポーザ基板が記載されている。また、特許文献２には、レーザ加工機を使用して片面を銅箔でふさいだスルーホールタイプの端面電極を付加したインターポーザ基板が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−６９３６９号公報
【特許文献２】特開２００５−３４０６４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
年々半導体素子が高密度化しその電極も高密度化してきている。それによって、その半導体素子を基板上に実装するためのプリント配線板の電極も小径化する必要が生じてきている。そのため、この小径化した電極のプリント配線板に端面電極を付加するのに、切断工具で電極を切り分けて行うときに、端面電極に欠けや断線などが発生することは好ましくはない。
【０００５】
本発明は、端面電極を付加した半導体素子を基板上に実装するためのプリント配線板を作製する際、端面電極に欠けや断線などの不具合の発生を防止するプリント配線板およびそれを使用した半導体パッケージの提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記の課題を解決するために、下記のプリント配線板を提供することである。
（１）半導体素子を基板上に実装するためのプリント配線板にあって、非貫通穴を電解フィルドめっき液によりめっきした前記プリント配線板の外周部の端面電極及びプリント配線板の内側の下面電極を有し、前記端面電極は前記非貫通穴の中間までめっきを充填しへこみ部を有しており、前記プリント配線板の内側の下面電極は前記非貫通穴内の底面からの高さを非貫通穴の上層面の高さと同じにしたプリント配線板。
（２）上記（１）において、プリント配線板の内側の下面電極の非貫通穴径より、プリント配線板の外周部の端面電極の非貫通穴径を大きくしたプリント配線板。
（３）上記（１）又は（２）において、プリント配線板を端面電極となる非貫通穴のところで切り分けて端面電極を形成したプリント配線板。
（４）上記（１）から（３）の何れかのプリント配線板を使用した半導体パッケージ。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、半導体素子を基板上に実装するためのプリント配線板にあって、非貫通穴の端面電極を、電解フィルドめっき液により形成するので、端面電極の接続強度が向上し、端面電極に欠けや断線などの不具合の発生を防止するプリント配線板およびそれを使用した半導体パッケージの提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明のプリント配線板を示している。
【図２】本発明の別のプリント配線板を示している。
【図３】本発明のプリント配線板を使用した半導体パッケージを示している。
【図４】本発明のプリント配線板の製造方法を示している。
【図５】本発明のプリント配線板を使用した半導体パッケージの製造方法を示している。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明に述べるプリント配線板は、半導体素子を基板上に実装するための板材で、半導体素子を実装するインターポーザー基板や、半導体素子を含めひとつの機能単位にまとめたモジュール基板が含まれる。
【００１０】
本発明に述べる非貫通穴は、導電層間の穴で、一方の導電層で閉塞していて、もう片方の導電層に開口部がある。切り分けて本発明に述べるプリント配線板となる切断線上の非貫通穴は、導電処理後端面電極となることができる。
【００１１】
本発明に述べる電解フィルドめっき液によるめっきは、電解フィルドめっき液を使用し、非貫通穴内とその非貫通穴の上層面にしためっきをさし、めっき層の厚さは、非貫通穴の上層面の厚さより非貫通穴内の底面からの厚さのほうが厚くなる。
非貫通穴内の底面からの高さは、上層面の高さと同じか、またはそれより低くなるが、できるだけ平坦であることが好ましい。そのほうが切断工具で切り分けを行うときに、端面電極に欠けや断線などが発生を防止できる。
電解フィルドめっき液は、一般に硫酸銅めっき浴中にめっき成長を抑制する抑制剤と、めっき成長を促進する促進剤とを添加したものである。
めっき抑制剤は、物質の拡散則に伴い、非貫通穴内部には吸着し難く、基板表面には吸着し易いことを応用して、非貫通穴内部と比較して基板表面のめっき成長速度を遅くすることで、非貫通穴内部を銅によって充填させ、非貫通穴直上部分と非貫通穴直上部分以外の部分とで、基板表面を平滑に電解めっきする効果があると言われている。めっき抑制剤としては、ポリアルキレングリコールなどのポリエーテル化合物、ポリビニルイミダゾリウム４級化物、ビニルピロリドンとビニルイミダゾリウム４級化物との共重合体などの窒素含有化合物などを用いることができる。
めっき促進剤は、非貫通穴の底面、側面、基板表面に、一様に吸着し、続いて、非貫通穴内部ではめっきの成長に伴い、表面積が減少していき、非貫通穴内の促進剤の分布が密になることを利用して、非貫通穴内部のめっき速度が基板表面のめっき速度より速くなり、非貫通穴内部を銅によって充填させ、非貫通穴直上部分と非貫通穴直上部分以外の部分とで、基板表面を平滑に電解めっきする効果があると言われている。めっき促進剤としては、３−メルカプト−１−プロパンスルホン酸ナトリウムもしくは２−メルカプトエタンスルホン酸ナトリウムで表される硫黄化合物、もしくはビス−（３−スルフォプロピル）−ジスルファイドジソディウム等で表される硫黄化合物を用いることができる。これらめっき促進剤は、ブライトナー（光沢剤）と呼ばれる銅めっき液に添加する添加物の一種でもある。
上記めっき抑制剤やめっき促進剤は、１種、もしくは２種以上を混合して用いる。これらの水溶液の濃度は特に限定されないが、数質量ｐｐｍ〜数質量％の濃度で用いることができる。
【００１２】
本発明に述べる端面電極は、電解フィルドめっき液によるめっきにより形成する端面電極で、たとえば、切断してプリント配線板となる元基板に、複数の非貫通穴を形成し、電解フィルドめっき液によるめっきによりこの非貫通穴をめっきし、その後必要な箇所のめっきした非貫通穴のところで、ダイシング等により切断することにより得られる。非貫通穴の断面形状は、円のほか、楕円、長円など長穴またはそれらの組み合わせにすればよい。
【００１３】
非貫通穴内の底面からの高さの調節は、電解フィルドめっき液組成と、非貫通穴の径により調節することができる。電解フィルドめっき液組成により、非貫通穴内の底面からの高さを非貫通穴の上層面の高さよりも低くするには、非貫通穴内の底面からの高さと非貫通穴の上層面の高さを同じにできるめっき液組成より、めっき成長を抑制する抑制剤を少し減らし、めっき成長を促進する促進剤を少し増加させる。
また、ひとつのプリント配線板中に、非貫通穴内の底面からの高さを非貫通穴の上層面の高さと同じにしたものと、それより低くへこみがあるようにしたものとを同時に設ける場合、たとえばプリント配線板の内側の下面電極は非貫通穴内の底面の高さを上層面の高さと同じにしたものにし、このプリント配線板の端面電極は非貫通穴内の底面からの高さを非貫通穴の上層面の高さより低くしたもの（つまりめっきで中間まで充填）にする場合には、下面内側電極の非貫通穴径より端面電極の非貫通穴径を大きくするか、または楕円、長円など長穴またはそれらの組み合わせにすればよい。
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１５】
図１は、本発明のプリント配線板を示している。
プリント配線板の外周部には複数の端面電極１と、片方の表面には導体回路パターン２と、もう片方の表面には実装用のランド３とを有している。端面電極１は、導体回路パターン２によりふさがれた非貫通穴を電解フィルドめっき液によるめっきにより全部充填することにより形成している。なお、プリント配線板は両面板のほか多層板も特に限定なく使用できる。
【００１６】
図２は、本発明の別のプリント配線板を示している。
プリント配線板の外周部には複数の端面電極１と、片方の表面には導体回路パターン２と、もう片方の表面には実装用のランド３とを有している。端面電極１は、導体回路パターン２によりふさがれた非貫通穴を電解フィルドめっき液によるめっきにより、非貫通穴の中間まで充填しへこみ部４を形成している。
非貫通穴を中間まで充填しへこみ部４を形成することにより、このプリント配線板と実装基板とをはんだ接続するときの接続状況を確認することができる。
【００１７】
図３は、本発明のプリント配線板を使用した半導体パッケージを示している。
図２で示したプリント配線板の表面に、半導体チップ５を搭載し、半導体チップ５と、プリント配線板の表面に設けた導体回路パターン上のランド６との間でワイヤ７でボンデングしている。ワイヤボンデング実装のかわりに半導体チップに設けたバンプにより実装する方法も採用できる。
また、一点鎖線で示したように、半導体チップ５を含むプリント配線板の表面には、樹脂８で被覆した樹脂モールドを設けている。
【実施例１】
【００１８】
図４は、本発明のプリント配線板の製造方法を示している。
まず、図４（ａ）に示すように、両面板の片面のほうの金属箔９ａ（図３では上側面）を穴形状にパターニングする。
次に、図４（ｂ）に示すように、パターニングした部分にレーザーにより非貫通穴１０を設ける。
非貫通穴１０の形成に用いることが出来るレーザーとしては、ＣＯ２やＣＯ、エキシマ等の気体レーザーやＹＡＧ等の固体レーザーがある。ＣＯ２レーザーが容易に大出力を得られる事からφ５０μｍ以上の非貫通穴１０の加工に適している。φ５０μｍ以下の微細な非貫通穴１０を加工する場合は、より短波長で集光性のよいＹＡＧレーザーが適しているが、反対側の銅箔を貫通しないよう注意する必要がある。
次に、図４（ｃ）に示すように、加工した両面板の表面に無電解めっき層１１を形成後、電解フィルドめっき液による電解めっき層１２を形成する。
まず、金属箔上及び非貫通穴１０内部に触媒核を付与後、無電解めっき層１１を形成する。たとえば、触媒核の付与には、パラジウムイオン触媒であるアクチベーターネオガント（アトテック・ジャパン株式会社製、商品名）やパラジウムコロイド触媒であるＨＳ２０１Ｂ（日立化成工業株式会社製、商品名）を使用する。本発明における上記パラジウム触媒の銅箔上への吸着量は０．０３〜０．６μｇ／ｃｍ２の範囲であり、更に望ましくは０．０５〜０．３μｇ／ｃｍ２の範囲である。パラジウム触媒を吸着させる際の処理温度は１０〜４０℃が好ましい。処理時間をコントロールすることにより、パラジウム触媒の銅箔上への吸着量をコントロールすることができる。
また、無電解めっきには、ＣＵＳＴ２０００（日立化成工業株式会社製、商品名）やＣＵＳＴ２０１（日立化成工業株式会社製、商品名）等の市販の無電解銅めっきが使用できる。これらの無電解銅めっきは硫酸銅、ホルマリン、錯化剤、水酸化ナトリウムを主成分とする。めっきの厚さは次の電気めっきが行うことができる厚さであればよく、０．１〜５μｍの範囲である。しかし後述するように無電解めっき層に付着する非貫通穴内めっきレジスト残渣やその他の汚れをエッチングで除去するため、より好ましくは０．５〜２．０μｍの範囲である。
次に、無電解めっきを行った上に、電解フィルドめっき液による電解めっき層１２を形成する。めっき層の高さは、めっきへこみがないように、非貫通穴１０内の底面からの高さと上層面の高さとを同じになるようにする。
次に、図４（ｄ）に示すように、エッチングレジストを使用してエッチングにより導体回路パターン２と実装用のランド３を形成する。
まず、電解フィルドめっき液による電解めっき層１２の上にエッチングレジストを形成する。エッチングレジストに使用できる樹脂には、ＰＭＥＲ  Ｐ−ＬＡ９００ＰＭ（東京応化株式会社製、商品名）のような液状レジストや、ＨＷ−４２５（日立化成工業株式会社、商品名）、ＲＹ−３０２５（日立化成工業株式会社、商品名）等のドライフィルムがある。非貫通穴１０上と導体回路パターン２となるべき個所はめっきレジストを形成しない。
次に、塩化鉄第二鉄水溶液や過硫酸アンモニウム、１０〜３００ｇ／Ｌの硫酸と、１０〜２００ｇ／Ｌの過酸化水素水との混合水溶液などのエッチング液により、エッチングし、次に、アルカリ性剥離液や硫酸あるいは市販のレジスト剥離液を用いてエッチングレジストの剥離を行こない、導体回路パターン２と実装用のランド３を形成する。また、必要なところに、５μｍ程度のニッケルめっき後、０．０５μｍから０．３μｍ程度の金めっきを設ける。
次に、図４（ｅ）に示すように、両面板を端面電極１となるところで切り分けて、本発明に述べるプリント配線板を得る。
【実施例２】
【００１９】
図５は、本発明のプリント配線板を使用した半導体パッケージの製造方法を示している。
まず、図５（ａ）に示すように、両面板の片面のほうの金属箔９ｂ（図５では下側面）を穴形状にパターニングする。このとき、下面内側電極となる非貫通穴径形状より端面電極となる非貫通穴径形状を大きくする。
次に、図５（ｂ）に示すように、パターニングした部分にレーザーにより非貫通穴１０を設ける。
次に、図５（ｃ）に示すように、無電解めっき層１１を形成後、電解フィルドめっき液による電解めっき層１２を形成する。
まず、金属箔上及び非貫通穴内部に触媒核を付与後、無電解めっき層１１を形成する。
次に、無電解めっきを行った上に電解フィルドめっき液による電解めっき層１２を形成する。端面電極となる非貫通穴１０部分のめっき層の高さは、非貫通穴１０内の底面からの高さが上層面の高さの中間になり、へこみ部４を形成している。
次に、図５（ｄ）に示すように、めっきレジストを使用してエッチングにより導体回路パターン２と実装用のランド３を形成し、半導体チップ５を搭載し、樹脂８でモールドする。
まず、電解フィルドめっき液によるめっき層の上にめっきレジストを形成する。非貫通穴１０上と導体回路パターン２と実装用のランド３となるべき個所はめっきレジストを形成しない。
次に、エッチング液により、エッチングし、次に、エッチングレジストの剥離を行こない、導体回路パターン２と実装用のランド３を形成する。
次に、半導体チップ５を搭載し、半導体チップ５とプリント配線板の表面に設けた導体回路パターン上のランド６との間でワイヤ７でワイヤボンデングする。
次に、半導体チップ５とワイヤ７の部分を樹脂８でモールドする。
次に、樹脂モールドしたプリント配線板を端面電極１のところで切り分けて、本発明のプリント配線板を使用した半導体パッケージを得る。
【符号の説明】
【００２０】
１…端面電極、２…導体回路パターン、３…実装用のランド、４…へこみ部、５…半導体チップ、６…導体回路パターン上のランド、７…ワイヤ、８…樹脂、９、９ａ、９ｂ…金属箔、１０…非貫通穴、１１…無電解めっき層、１２…電解フィルドめっき液による電解めっき層
【図１】
0005585818.tif 000002
【図２】
0005585818.tif 000003
【図３】
0005585818.tif 000004
【図４】
0005585818.tif 000005
【図５】
0005585818.tif 000006