(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性の基層と、
前記基層に積層された絶縁層であって、
開口部が形成された第１表面と、
前記開口部の内側において前記第１表面に対して前記基層側に窪んだ第２表面と、
前記開口部の内側において前記基層に対する前記絶縁層の積層方向に沿って前記第１表面と前記第２表面との間を繋ぐ壁面と
を有する絶縁層と、
前記第２表面から露出した導電性の接続端子と
を備える配線基板であって、
前記第２表面は、前記第２表面において最も前記基層側に位置する最深部を有し、前記基層側に凸状に湾曲して前記壁面と前記接続端子との間を繋ぐ面であり、
前記積層方向に直交する層面方向に沿った前記壁面と前記最深部との間の長さＬ１と、前記層面方向に沿った前記最深部と前記接続端子との間の長さＬ２との関係は、Ｌ１＞Ｌ２を満たすことを特徴とする配線基板。
【請求項２】
前記最深部は、前記第２表面のうち前記接続端子と接続する接続部を含むことを特徴とする請求項１に記載の配線基板。
【請求項３】
前記絶縁層は、更に、前記第１表面と前記壁面との間を外側に凸状に湾曲して繋ぐ湾曲面を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の配線基板。
【請求項４】
前記第２表面の表面粗さは、前記第１表面よりも粗いことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の配線基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配線基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
配線基板には、半導体チップを実装可能に構成されたものが知られている（例えば、特許文献１，２を参照）。このような配線基板には、半導体チップと接続可能に構成された接続端子が形成されている。【０００３】
特許文献１には、メッキ材料による接続端子間の電気的な短絡を防止するために、複数の接続端子を露出させる開口を有する絶縁層を形成し、その開口における複数の接続端子の間に絶縁物を形成した後、複数の接続端子にメッキを施すことが記載されている。特許文献２には、ハンダによる接続端子間の電気的な短絡を防止するために、接続端子間に形成した絶縁層を接続端子の厚み以下になるまで薄くすることが記載されている。【０００４】
配線基板に対する半導体チップの実装時には、配線基板の接続端子は、半導体チップに対してハンダ付けされると共に、接続端子の周囲における配線基板と半導体チップとの隙間には、アンダーフィルとも呼ばれる液状硬化性樹脂が充填される（例えば、特許文献３を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１０３６４８号公報
【特許文献２】特開２０１１−１９２６９２号公報
【特許文献３】特開２０１０−１５３４９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１，２の配線基板では、メッキやハンダによる接続端子間の短絡防止について考慮されているが、接続端子の周囲に対するアンダーフィルの充填について十分に考慮されておらず、アンダーフィルの流れが阻害され、アンダーフィルの充填不良によるボイド（空洞）が形成されてしまう可能性があった。【０００７】
特許文献３の配線基板においても、配線基板と半導体チップとの隙間に吸い込まれた後のアンダーフィルの流れについて十分に考慮されておらず、アンダーフィルの充填不良によるボイドが形成されてしまう可能性があった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。【０００９】
（１）本発明の一形態によれば、配線基板が提供される。この配線基板は、絶縁性の基層と；前記基層に積層された絶縁層であって、開口部が形成された第１表面と、前記開口部の内側において前記第１表面に対して前記基層側に窪んだ第２表面と、前記開口部の内側において前記基層に対する前記絶縁層の積層方向に沿って前記第１表面と前記第２表面との間を繋ぐ壁面とを有する絶縁層と；前記第２表面から露出した導電性の接続端子とを備える配線基板であって、前記第２表面は、前記第２表面において最も前記基層側に位置する最深部を有し、前記基層側に凸状に湾曲して前記壁面と前記接続端子との間を繋ぐ面であり、前記積層方向に直交する層面方向に沿った前記壁面と前記最深部との間の長さＬ１と、前記層面方向に沿った前記最深部と前記接続端子との間の長さＬ２との関係は、Ｌ１＞Ｌ２を満たす。この形態の配線基板によれば、第２表面の湾曲した形状によってアンダーフィルの流れ性を向上させつつ、最深部よりも壁面側における第２表面上の空間が壁面に向かうに連れて狭くなるため、第２表面から壁面に至る領域におけるボイドの形成を抑制することができる。【００１０】
（２）上記形態の配線基板において、前記最深部は、前記第２表面のうち前記接続端子と接続する接続部を含むとしてもよい。この形態の配線基板によれば、最深部が接続端子から離れている場合と比較して、アンダーフィルの流れ性を更に向上させることができる。【００１１】
（３）上記形態の配線基板において、前記絶縁層は、更に、前記第１表面と前記壁面との間を外側に凸状に湾曲して繋ぐ湾曲面を有するとしてもよい。この形態の配線基板によれば、第１表面と壁面との間が角張っている場合と比較して、第２表面上に対するアンダーフィルの流し込み性を向上させることができる。【００１２】
（４）上記形態の配線基板において、前記第２表面の表面粗さは、前記第１表面よりも粗いとしてもよい。この形態の配線基板によれば、アンダーフィルの流れ性を阻害することなく、毛細管現象を利用してアンダーフィルを第２表面上の各部に行き渡らせることができる。【００１３】
本発明は、配線基板以外の種々の形態で実現することも可能である。例えば、配線基板を備える装置、配線基板の製造方法などの形態で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１実施形態における配線基板の構成を模式的に示す部分断面図である。
【図２】第２実施形態における配線基板の構成を模式的に示す部分断面図である。
【図３】第３実施形態における配線基板の構成を模式的に示す部分断面図である。
【図４】第４実施形態における配線基板の構成を模式的に示す部分断面図である。
【図５】第５実施形態における配線基板の構成を模式的に示す部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
Ａ．第１実施形態：
図１は、第１実施形態における配線基板１０の構成を模式的に示す部分断面図である。配線基板１０は、有機材料を用いて形成され、有機基板（オーガニック基板）とも呼ばれる板状の部材である。配線基板１０は、半導体チップ（図示しない）を実装可能に構成されたフリップチップ実装基板である。
【００１６】
配線基板１０は、基層１２０と、導体層１３０と、絶縁層１４０とを備える。本実施形態では、配線基板１０は、基層１２０上に導体層１３０を形成した後、その上に更に絶縁層１４０を形成してなる。他の実施形態では、配線基板１０は、基層１２０上に複数の導体層と複数の絶縁層とを交互に積層した多層構造を有するとしてもよいし、このような多層構造を基層１２０の両面にそれぞれ有するとしてもよい。
【００１７】
図１には、相互に直交するＸＹＺ軸を図示した。図１のＸＹＺ軸のうち、基層１２０に対する絶縁層１４０の積層方向に沿った軸をＺ軸とする。Ｚ軸に沿ったＺ軸方向のうち、基層１２０から絶縁層１４０に向かって＋Ｚ軸方向とし、＋Ｚ軸方向の反対方向を−Ｚ軸方向とする。図１のＸＹＺ軸のうち、Ｚ軸に直交する層面方向に沿った２つの軸をＸ軸およびＹ軸とする。図１の説明では、Ｘ軸に沿ったＸ軸方向のうち、紙面左から紙面右に向かって＋Ｘ軸方向とし、＋Ｘ軸方向の反対方向を−Ｘ軸方向とする。図１の説明では、Ｙ軸に沿ったＹ軸方向のうち、紙面手前から紙面奥に向かって＋Ｙ軸方向とし、＋Ｙ軸方向の反対方向を−Ｙ軸方向とする。
【００１８】
配線基板１０の基層１２０は、絶縁性材料からなる板状の部材である。本実施形態では、基層１２０の絶縁性材料は、熱硬化性樹脂、例えば、ビスマレイミドトリアジン樹脂（Bismaleimide-Triazine Resin、ＢＴ）やエポキシ樹脂等である。他の実施形態では、基層１２０の絶縁性材料は、繊維強化樹脂（例えば、ガラス繊維強化エポキシ樹脂）であってもよい。図１には図示しないが、基層１２０の内部に、スルーホール、スルーホール導体などを形成して、導体層１３０に接続する配線の一部を構成してもよい。
【００１９】
配線基板１０の導体層１３０は、基層１２０上に形成された導電性材料からなる導体パターンである。本実施形態では、導体層１３０は、基層１２０の表面上に形成された銅メッキ層を所望の形状にエッチングすることによって形成される。
【００２０】
導体層１３０は、接続端子１３２と、内部配線１３６とを含む。導体層１３０の接続端子１３２は、絶縁層１４０から露出した導体パターンであり、半導体チップ（図示しない）と接続可能に構成されている。導体層１３０の内部配線１３６は、絶縁層１４０によって被覆された導体パターンである。
【００２１】
配線基板１０の絶縁層１４０は、ソルダレジストとも呼ばれる絶縁性材料からなる層である。絶縁層１４０は、第１表面１４１と、第２表面１４２と、壁面１４８とを有する。
【００２２】
絶縁層１４０の第１表面１４１は、開口部１５０が形成された絶縁層１４０の表面である。本実施形態では、第１表面１４１は、Ｘ軸およびＹ軸に沿って＋Ｚ軸方向側を向いた面であり、絶縁層１４０の＋Ｚ軸方向側の表面を構成する。
【００２３】
絶縁層１４０の第２表面１４２は、開口部１５０の内側において第１表面１４１に対して基層１２０側に窪んだ絶縁層１４０の表面である。第２表面１４２からは、導体層１３０の接続端子１３２が露出しており、本実施形態では、接続端子１３２は、第２表面１４２から＋Ｚ軸方向側に突出している。配線基板１０に対する半導体チップの実装時には、接続端子１３２は、半導体チップに対してハンダ付けされると共に、開口部１５０における配線基板１０と半導体チップとの隙間には、アンダーフィルが充填される。
【００２４】
第２表面１４２は、基層１２０側（−Ｚ軸方向側）に向けて凸状に湾曲して壁面１４８と接続端子１３２との間を繋ぐ面であり、開口部１５０の内側において絶縁層１４０の＋Ｚ軸方向側の表面を構成する。第２表面１４２は、第２表面１４２において最も基層１２０側（−Ｚ軸方向側）に位置する最深部ＤＰを有する。
【００２５】
接続端子１３２を横切る層面方向であるＸ軸方向に沿った壁面１４８と最深部ＤＰとの間の長さＬ１と、Ｘ軸方向に沿った最深部ＤＰと接続端子１３２との間の長さＬ２との関係は、Ｌ１＞Ｌ２を満たす。第２表面１４２と壁面１４８とが繋がる隅部１４５は、長さＬ１の基点である。第２表面１４２のうち接続端子１３２と接続する接続部１４３は、長さＬ２の基点である。
【００２６】
本実施形態では、第２表面１４２の表面粗さは、第１表面１４１よりも粗い。本実施形態では、第２表面１４２の中心線平均粗さＲａは、０．０６〜０．８μｍ（マイクロメートル）であり、第２表面１４２の十点平均粗さＲｚは、１．０〜９．０μｍである。このような第２表面１４２の表面粗さに対して、第１表面１４１の中心線平均粗さＲａは、０．０２〜０．２５μｍであり、第１表面１４１の十点平均粗さＲｚは、０．６〜５．０μｍである。
【００２７】
絶縁層１４０の壁面１４８は、開口部１５０の内側において積層方向（Ｚ軸方向）に沿って第１表面１４１と第２表面１４２との間を繋ぐ面である。本実施形態では、壁面１４８は、図１に示すように、角張った形状で第１表面１４１に繋がる。
【００２８】
本実施形態では、絶縁層１４０は、導体層１３０が形成された基層１２０上に光硬化型絶縁性樹脂を塗布した後、露光、現像を経て形成される。絶縁層１４０における開口部１５０は、露光時にマスクされた部分に相当し、現像時に未硬化部分が洗い流されることによって、絶縁層１４０における第２表面１４２および壁面１４８が形成される。このように、絶縁層１４０における第１表面１４１、第２表面１４２および壁面１４８は、単一の層を構成する部位として一体的に形成される。本実施形態では、第２表面１４２および壁面１４８の形状は、光硬化型絶縁性樹脂の材質、露光時におけるマスクの形状、並びに、露光時における照射光の強度、照射時間および照射角度などを調整することによって実現される。
【００２９】
図１には、＋Ｘ軸方向側の壁面１４８と−Ｘ軸方向側の壁面１４８との間に１つの接続端子１３２を図示したが、他の実施形態では、＋Ｘ軸方向側の壁面１４８と−Ｘ軸方向側の壁面１４８との間に２つ以上の接続端子１３２を設けてもよい。図１には図示しないが、Ｙ軸方向においても、Ｘ軸方向と同様に、接続端子１３２および絶縁層１４０を構成してもよい。
【００３０】
以上説明した第１実施形態によれば、Ｌ１＞Ｌ２を満たす第２表面１４２の湾曲した形状によってアンダーフィルの流れ性を向上させつつ、最深部ＤＰよりも壁面１４８側における第２表面１４２上の空間が壁面１４８に向かうに連れて狭くなるため、第２表面１４２から壁面１４８に至る隅部１４５におけるボイドの形成を抑制することができる。また、第２表面１４２の表面粗さが、第１表面１４１よりも粗いため、アンダーフィルの流れ性を阻害することなく、毛細管現象を利用してアンダーフィルを第２表面１４２上の各部に行き渡らせることができる。
【００３１】
Ｂ．第２実施形態：
図２は、第２実施形態における配線基板１０ｂの構成を模式的に示す部分断面図である。第２実施形態の説明において、第１実施形態と同様の構成については同一符号を付すと共に説明を省略する。
【００３２】
第２実施形態の配線基板１０ｂは、第２表面１４２の形状が異なる点を除き、第１実施形態と同様である。第１実施形態では、第２表面１４２の最深部ＤＰは、接続部１４３と隅部１４５との間に位置するが、第２実施形態では、第２表面１４２の最深部ＤＰは、第２表面１４２が接続端子１３２に接続する接続部１４３に位置する。すなわち、最深部ＤＰは、接続部１４３を含む。第２実施形態では、長さＬ１と長さＬ２との関係は、Ｌ１＞Ｌ２＝０である。
【００３３】
以上説明した第２実施形態によれば、Ｌ１＞Ｌ２＝０を満たす第２表面１４２の湾曲した形状によってアンダーフィルの流れ性を、第１実施形態よりも更に向上させつつ、最深部ＤＰよりも壁面１４８側における第２表面１４２上の空間が壁面１４８に向かうに連れて狭くなるため、第２表面１４２から壁面１４８に至る隅部１４５におけるボイドの形成を抑制することができる。
【００３４】
Ｃ．第３実施形態：
図３は、第３実施形態における配線基板１０ｃの構成を模式的に示す部分断面図である。第３実施形態の説明において、第１実施形態と同様の構成については同一符号を付すと共に説明を省略する。
【００３５】
第３実施形態の配線基板１０ｃは、第２表面１４２の形状が異なる点を除き、第１実施形態と同様である。第３実施形態では、第２表面１４２の最深部ＤＰは、第２表面１４２において壁面１４８から接続部１４３に向かう途中で最も基層１２０側（−Ｚ軸方向側）に位置する最初の点とする。第１実施形態では、第２表面１４２は、最深部ＤＰから接続部１４３に向かうに連れて＋Ｚ軸方向へと隆起するが、第３実施形態では、第２表面１４２は、最深部ＤＰから接続部１４３に向けてＸ軸に平行な形状を有する。第３実施形態では、長さＬ１と長さＬ２との関係は、第１実施形態と同様に、Ｌ１＞Ｌ２を満たす。
【００３６】
以上説明した第３実施形態によれば、第１実施形態と同様に、第２表面１４２から壁面１４８に至る隅部１４５におけるボイドの形成を抑制することができる。
【００３７】
Ｄ．第４実施形態：
図４は、第４実施形態における配線基板１０ｄの構成を模式的に示す部分断面図である。第４実施形態の説明において、第１実施形態と同様の構成については同一符号を付すと共に説明を省略する。
【００３８】
第４実施形態の配線基板１０ｄは、第１表面１４１と壁面１４８との間を外側に凸状に湾曲して繋ぐ湾曲面１４９を有する点を除き、第１実施形態と同様である。本実施形態では、湾曲面１４９の形状は、第２表面１４２および壁面１４８と同様に、光硬化型絶縁性樹脂の材質、露光時におけるマスクの形状、並びに、露光時における照射光の強度、照射時間および照射角度などを調整することによって実現される。
【００３９】
以上説明した第４実施形態によれば、第１実施形態と同様に、第２表面１４２から壁面１４８に至る隅部１４５におけるボイドの形成を抑制することができる。また、第１表面１４１と壁面１４８との間に湾曲面１４９が形成されているため、第１実施形態のように第１表面１４１と壁面１４８との間が角張っている場合と比較して、第２表面１４２上に対するアンダーフィルの流し込み性を向上させることができる。第４実施形態の変形例として、第４実施形態の湾曲面１４９を、第２実施形態の配線基板１０ｂや第３実施形態の配線基板１０ｃに適用してもよい。
【００４０】
Ｅ．第５実施形態：
図５は、第５実施形態における配線基板１０ｅの構成を模式的に示す部分断面図である。第５実施形態の説明において、第１実施形態と同様の構成については同一符号を付すと共に説明を省略する。
【００４１】
第５実施形態の配線基板１０ｅは、壁面１４８の＋Ｚ軸方向側が開口部１５０の外周側に向かって傾斜している点を除き、第１実施形態と同様である。本実施形態では、第５実施形態における壁面１４８の形状は、光硬化型絶縁性樹脂の材質、露光時におけるマスクの形状、並びに、露光時における照射光の強度、照射時間および照射角度などを調整することによって実現される。
【００４２】
本実施形態では、第１表面１４１と壁面１４８との間は、角張っているが、他の実施形態では、第４実施形態のように、第１表面１４１と壁面１４８との間に湾曲面１４９が形成されていてもよい。本実施形態では、第２表面１４２の形状は、第１実施形態と同様であるが、他の実施形態では、第２実施形態と同様であってもよいし、第３実施形態と同様であってもよい。
【００４３】
以上説明した第５実施形態によれば、第１実施形態と同様に、第２表面１４２から壁面１４８に至る隅部１４５におけるボイドの形成を抑制することができる。また、壁面１４８の＋Ｚ軸方向側が開口部１５０の外周側に向かって傾斜しているため、アンダーフィルの流れ性を更に向上させることができる。
【００４４】
Ｆ．他の実施形態：
本発明は、上述の実施形態や実施例、変形例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態、実施例、変形例中の技術的特徴は、上述の課題の一部または全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部または全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。
【００４５】
上述の実施形態において、絶縁層１４０の第２表面１４２および壁面１４８は、次の工程を経て形成されてもよい。
工程１．導体層１３０が形成された基層１２０上に、絶縁層１４０の材料である光硬化型絶縁性樹脂を、塗布またはラミネート加工
工程２．工程１を行った後、基層１２０上の光硬化型絶縁性樹脂に対してパターン露光
工程３．工程２を行った後、絶縁層１４０から接続端子１３２が露出するように、アルカリ水溶液を用いた現像処理によって、基層１２０上の光硬化型絶縁性樹脂における未硬化部分を除去
工程４．工程３を行った後、加熱による絶縁層１４０の硬化（熱硬化）と、紫外線による絶縁層１４０の硬化（光硬化）とを実施
工程４の光硬化における積算光量は、５００ｍＪ／ｃｍ2（ミリジュール毎平方センチメートル）以上２５００ｍＪ／ｃｍ2以下が好ましく、１０００ｍＪ／ｃｍ2以上２０００ｍＪ／ｃｍ2以下がさらに好ましい。
【符号の説明】
【００４６】
１０，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅ…配線基板
１２０…基層
１３０…導体層
１３２…接続端子
１３６…内部配線
１４０…絶縁層
１４１…第１表面
１４２…第２表面
１４３…接続部
１４５…隅部
１４８…壁面
１４９…湾曲面
１５０…開口部
ＤＰ…最深部
【要約】
配線基板は、絶縁性の基層と、基層に積層された絶縁層と、導電性の接続端子とを備える。絶縁層は、開口部が形成された第１表面と、記開口部の内側において第１表面に対し基層側に窪んだ第２表面と、開口部の内側において基層に対する絶縁層の積層方向に沿って第１表面と第２表面との間を繋ぐ壁面とを有する。接続端子は、第２表面から露出する。第２表面は、第２表面において最も基層側に位置する最深部を有し、基層側に凸状に湾曲して壁面と接続端子との間を繋ぐ。積層方向に直交する層面方向に沿った壁面と最深部との間の長さＬ１と、層面方向に沿った最深部と接続端子との間の長さＬ２との関係は、Ｌ１＞Ｌ２を満たす。【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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