(57)【要約】【課題】配線基板を形成する  下地銅箔と電解銅めっき層との間の接合強度に優れる配線基板を提供すること。【解決手段】、絶縁基板１と、絶縁基板１上に被着された下地銅箔２ａおよびその上に被着された第１の電解銅めっき層２ｂから成る配線導体２と、絶縁基板１および配線導体２上に被着されており、配線導体２の一部の側面および上面を露出させるソルダーレジスト層３とを具備し、前記側面および上面が錫めっき層により被覆されて成る配線基板１０であって、配線導体２は、側面および上面が第２の電解銅めっき層２ｄにより被覆されており、第２の電解銅めっき層２ｄの表面が錫めっき層２ｅで被覆されている。【選択図】図２
2014150086.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基板と、該絶縁基板上に被着された下地銅箔および該下地銅箔上に被着された第１の電解銅めっき層から成る配線導体と、前記絶縁基板および前記配線導体上に被着されており、前記配線導体の一部の側面および上面を露出させるソルダーレジスト層とを具備し、前記側面および上面が錫めっき層により被覆されて成る配線基板であって、前記配線導体は、前記側面および上面が第２の電解銅めっき層により被覆されており、該第２の電解銅めっき層の表面が前記錫めっき層で被覆されていることを特徴とする配線基板。
【請求項２】
絶縁基板上に下地銅箔を被着する工程と、前記下地銅箔上に第１の電解銅めっき層を配線導体のパターンに被着する工程と、前記第１の電解銅めっき層で覆われていない前記下地銅箔をエッチング除去して前記下地銅箔および前記第１の電解銅めっき層から成る配線導体を形成する工程と、前記配線導体の少なくとも一部の側面および上面を第２の電解銅めっき層で被覆する工程と、前記第２の電解銅めっき層の露出表面を錫めっき層で被覆する工程とを行うことを特徴とする配線基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子等の電子部品を搭載するために用いられる配線基板およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、下面外周部に電極端子がペリフェラル配置された半導体素子をフリップチップ接続により搭載する配線基板が知られている。このような従来の配線基板２０の例を図６（ａ），（ｂ）に示す。従来の配線基板２０は、絶縁基板１１と配線導体１２とソルダーレジスト１３とを有している。なお、図６（ｂ）においては、絶縁基板１１上面の配線導体１２のうち、ソルダーレジスト層１３で覆われている部分を破線で示している。
【０００３】
絶縁基板１１は、例えばガラスクロスにエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を含浸させた電気絶縁材料から成り、その上面中央部に半導体素子Ｓを搭載するための搭載部１１ａを有している。また、絶縁基板１１の上面から下面にかけては多数のスルーホール１４が形成されている。
【０００４】
配線導体１２は、銅箔や銅めっき層から成り、絶縁基板１１の上面の搭載部１１ａからスルーホール１４内壁を介して絶縁基板１１の下面に導出している。絶縁基板１１の上面の配線導体１２は、搭載部１１ａの外周部に多数の半導体素子接続パッド１５を有している。半導体素子接続パッド１５は、半導体素子Ｓの外周辺に沿って２列の並びで配置されている。さらに、各半導体素子接続パッド１５には引出配線１６が接続されている。内側の列の半導体素子接続パッド１５に接続された引出配線１６は搭載部１１ａの中央部側に延びており、外側の列の半導体素子接続パッド１５に接続された引出配線１６は搭載部１１ａの外側に延びている。また、絶縁基板１１の下面の配線導体１２は、多数の外部接続パッド１７を有している。これらの外部接続パッド１７は絶縁基板１１の下面に格子状の並びに配置されている。そして、半導体素子接続パッド１５と外部接続パッド１７とは、対応するもの同士が引出配線１６およびスルーホール１４内の配線導体１２を介して互いに電気的に接続されている。
【０００５】
ソルダーレジスト層１３は、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂から成り、絶縁基板１１の上下面に被着されているとともにスルーホール１４内に充填されている。ソルダーレジスト層１３には、絶縁基板１１の上面側において半導体素子接続パッド１５およびこれに接続された引出配線１６の一部を露出させる開口部１３ａが形成されている。開口部１３ａは、内外２列の半導体素子接続パッド１５およびこれらに接続された引出配線１６の一部を一括して露出させるように搭載部１１ａの外周部に沿った方形枠状をしている。また、ソルダーレジスト層１３には、絶縁基板１１の下面側において外部接続パッド１７を露出させる開口部１３ｂが形成されている。開口部１３ｂは、各外部接続パッド１７を個別に露出させる円形をしている。
【０００６】
そして、この従来の配線基板２０によれば、搭載部１１ａ上に半導体素子Ｓを、その各電極端子Ｔと対応する半導体素子接続パッド１５とが向かい合うようにして配置するとともに電極端子Ｔと半導体素子接続パッド１５とを半田バンプＢを介して接続することにより、半導体素子Ｓが搭載部１１ａ上に実装されることとなる。なお、半田バンプＢは露出する半導体素子接続パッド１５および引出配線１６の表面に錫めっき層を被着させ、その錫めっき層をリフローにより溶融させることにより形成される。
【０００７】
ところで、この配線基板２０おける絶縁基板１１の上面の配線導体１２は、以下のようにして形成される。先ず、図７（ａ）に示すように、絶縁基板１１の上面に下地銅箔１２ａを被着する。下地銅箔１２ａの厚みは１〜３μｍ程度である。
【０００８】
次に、図７（ｂ）に示すように、下地銅箔１２ａの上面に、配線導体１２のパターンに対応する開口を有するめっきレジスト層Ｒを形成する。めっきレジスト層Ｒの厚みは、１５〜５０μｍ程度である。
【０００９】
次に、図７（ｃ）に示すように、めっきレジスト層Ｒから露出する下地銅箔１２ａ上に電解銅めっき層１２ｂを被着させる。電解銅めっき層１２ｂの厚みは１０〜３０μｍ程度である。
【００１０】
次に、図８（ｄ）に示すように、めっきレジスト層Ｒから露出する電解銅めっき層１２ｂ上に電解錫めっき層１２ｃを被着させる。電解錫めっき層１２ｃの厚みは、２〜５μｍ程度である。
【００１１】
次に、図８（ｅ）に示すように、めっきレジスト層Ｒを剥離して除去する。
【００１２】
次に、図８（ｆ）に示すように、電解錫めっき層１２ｃをエッチングマスクとして使用することにより、電解銅めっき層１２ｂで覆われていない部分の下地銅箔１２ａをエッチング除去する。
【００１３】
次に、図９（ｇ）に示すように、電解錫めっき層１２ｃをエッチング除去する。これにより下地銅箔１２ａと電解銅めっき層１２ｂとから成る配線導体１２が形成される。
【００１４】
さらに、図９（ｈ）に示すように、絶縁基板１１上に配線導体１２の一部を露出させるソルダーレジスト層１３を形成する。
【００１５】
次に、図９（ｉ）に示すように、ソルダーレジスト１３から露出する下地銅箔１２ａおよび電解銅めっき層１２ｂの表面に電解錫めっき層１２ｄを被着させる。電解錫めっき層１２ｄの厚みは、２〜５μｍである。そして、この電解錫めっき層１２ｄをリフローして溶融させることにより錫から成る半田バンプＢを有する配線基板２０が完成する。
【００１６】
しかしながら、この従来の配線基板２０によれば、電解銅めっき層１２ｂで覆われていない部分の下地銅箔１２ａをエッチング除去する際、図１０に示すように、下地銅箔１２ａと電解銅めっき層１２ｂの界面が優先的にエッチングされて下地銅箔１２ａと電解銅めっき層１２ｂとの間に括れが形成されることがある。このような括れが発生した場合、その上に電解錫めっき層１２ｄを被着させた後、リフローすると、図１１に示すように、溶融した電解錫めっき層１２ｄが括れから下地銅箔１２ａと電解銅めっき層１２ｂとの境界に入り込み合金層を形成するため、下地銅箔１２ａと電解銅めっき層１２ｂとの間の接合強度を低下させてしまうという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】特開２０１３−８８０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
本発明の課題は、配線導体を形成する下地銅箔とその上の電解銅めっき層との間に括れが発生した場合であっても、その上に電解錫めっき層を被着させてリフローした場合に、溶融した電解錫めっき層が括れから下地銅箔と電解銅めっき層との境界に入り込んで合金を形成することがなく、下地銅箔と電解銅めっき層との間の接合強度に優れる配線基板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明の配線基板は、絶縁基板と、該絶縁基板上に被着された下地銅箔および該下地銅箔上に被着された第１の電解銅めっき層から成る配線導体と、前記絶縁基板および前記配線導体上に被着されており、前記配線導体の一部の側面および上面を露出させるソルダーレジスト層とを具備し、前記側面および上面が錫めっき層により被覆されて成る配線基板であって、前記配線導体は、前記側面および上面が第２の電解銅めっき層により被覆されており、該第２の電解銅めっき層の表面が前記錫めっき層で被覆されていることを特徴とするものである。
【００２０】
本発明の配線基板の製造方法は、絶縁基板上に下地銅箔を被着する工程と、前記下地銅箔上に第１の電解銅めっき層を配線導体のパターンに被着する工程と、前記第１の電解銅めっき層で覆われていない前記下地銅箔をエッチング除去して前記下地銅箔および前記第１の電解銅めっき層から成る配線導体を形成する工程と、前記配線導体の少なくとも一部の側面および上面を第２の電解銅めっき層で被覆する工程と、前記第２の電解銅めっき層の露出表面を錫めっき層で被覆する工程とを行うことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の配線基板によれば、下地銅箔およびその上の第１の電解銅めっき層から成る配線導体の露出する側面および上面が第２の電解銅めっき層で被覆されており、第２の電解銅めっき層の表面が錫めっき層で被覆されていることから、配線導体の側面における下地銅箔と第１の電解銅めっき層との境界が第２の電解銅めっき層で覆われて保護されるので、錫めっき層をリフローさせた際に溶融した錫めっき層が下地銅箔と第１の電解銅めっき層との界面に入り込むことを有効に防止することができる。その結果、配線導体を形成する下地銅箔と第１の電解銅めっき層との間の接合強度を良好に保つことができる。
【００２２】
また本発明の配線基板の製造方法によれば、下地銅箔とその上の第１の電解銅めっき層とから成る配線導体を形成した後、配線導体の少なくとも一部の側面および上面を第２の電解銅めっき層で被覆し、最後に第２の電解銅めっき層の表面を錫めっき層で被覆することから、配線導体の側面における下地銅箔と第１の電解銅めっき層との境界が第２の電解銅めっき層で覆われて保護された状態となるため、錫めっき層をリフローさせた際に溶融した錫めっき層が下地銅箔と第１の電解銅めっき層との界面に入り込むことを有効に防止することができる。したがって、配線導体を形成する下地銅箔と第１の電解銅めっき層との間の接合強度を良好に保つことが可能な配線基板を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１（ａ）は、本発明の配線基板における実施形態の一例を示す概略断面図であり、図１（ｂ）はその概略上面図である。
【図２】図２は、図１に示す配線基板の要部拡大断面図である。
【図３】図３（ａ）〜（ｃ）は、図１に示す配線基板の製造方法を説明するための要部拡大斜視図である。
【図４】図４（ｄ）〜（ｆ）は、図１に示す配線基板の製造方法を説明するための要部拡大斜視図である。
【図５】図５（ｇ）〜（ｉ）は、図１に示す配線基板の製造方法を説明するための要部拡大斜視図である。
【図６】図６（ａ）は、従来の配線基板を示す概略断面図であり、図６（ｂ）はその概略上面図である。
【図７】図７（ａ）〜（ｃ）は、図６に示す配線基板の製造方法を説明するための要部拡大斜視図である。
【図８】図８（ｄ）〜（ｆ）は、図６に示す配線基板の製造方法を説明するための要部拡大斜視図である。
【図９】図９（ｇ）〜（ｉ）は、図６に示す配線基板の製造方法を説明するための要部拡大斜視図である。
【図１０】図１０は、図６に示す配線基板の要部拡大断面図である。
【図１１】図１１は、図６に示す配線基板の要部拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
次に、本発明の配線基板およびその製造方法について、図１〜図５を基にして説明する。図１（ａ），（ｂ）に本発明の配線基板１０の実施形態の一例を示す。本例の配線基板１０は、主として絶縁基板１と配線導体２とソルダーレジスト層３とから構成されている。なお、図１（ｂ）においては、絶縁基板１上面の配線導体２のうち、ソルダーレジスト層３で覆われている部分を破線で示している。
【００２５】
絶縁基板１は、例えばガラスクロス基材にエポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂等の熱硬化性樹脂を含浸させた厚みが３０〜２００μｍ程度の単層または多層の絶縁層を熱硬化させた樹脂系電気絶縁材料から成り、その上面中央部に半導体素子Ｓを搭載するための搭載部１ａを有している。また、絶縁基板1には、その上面から下面にかけて直径が５０〜３００μｍ程度のスルーホール４が形成されている。
【００２６】
配線導体２は、銅箔や銅めっき層から成り、絶縁基板１の上面の搭載部１ａからスルーホール４内壁を介して絶縁基板１の下面に導出している。配線導体２の厚みは、１０〜２０μｍ程度である。絶縁基板１の上面の配線導体２は、搭載部１ａの外周部に多数の半導体素子接続パッド５を有している。各半導体素子接続パッド５の大きさは幅が１０〜３０μｍ程度、長さが２０〜６０μｍ程度である。これらの半導体素子接続パッド５は、半導体素子Ｓの外周辺に沿って２列の並びで配置されている。さらに、各半導体素子接続パッド５には引出配線６が接続されている。引出配線６の幅は半導体素子接続パッド５との接続部で１０〜３０μｍ程度である。内側の列の半導体素子接続パッド５に接続された引出配線６は搭載部１ａの中央部側に延びており、外側の列の半導体素子接続パッド５に接続された引出配線６は搭載部１ａの外側に延びている。また、絶縁基板１の下面の配線導体２は、多数の外部接続パッド７を有している。外部接続パッド７の直径は２００〜５００μｍ程度である。これらの外部接続パッド７は絶縁基板１の下面に格子状の並びに配置されている。そして、半導体素子接続パッド５と外部接続パッド７とは、対応するもの同士が引出配線６およびスルーホール４内の配線導体２を介して互いに電気的に接続されている。
【００２７】
ソルダーレジスト層３は、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂から成り、絶縁基板１の上下面に被着されているとともにスルーホール４内に充填されている。ソルダーレジスト層３の厚みは絶縁基板１の上下面に被着された部分で２０〜４０μｍ程度である。ソルダーレジスト層３には、絶縁基板１の上面側において半導体素子接続パッド５およびこれに接続された引出配線６の一部を露出させる開口部３ａが形成されている。開口部３ａは、内外２列の半導体素子接続パッド５およびこれらに接続された引出配線６の一部を一括して露出させるように搭載部１ａの外周部に沿った方形枠状をしている。なお、開口部３ａから露出する引出配線６の幅は１０〜３０μｍ程度、長さは２０〜６０μｍ程度である。また、ソルダーレジスト層３には、絶縁基板１の下面側において外部接続パッド７を露出させる開口部３ｂが形成されている。開口部３ｂは、各外部接続パッド７を個別に露出させる円形をしている。
【００２８】
そして、この配線基板１０によれば、搭載部１ａ上に半導体素子Ｓを、各電極端子Ｔと対応する半導体素子接続パッド５とが向かい合うようにして配置するとともに電極端子Ｔと半導体素子接続パッド５とを半田バンプＢを介して接続することにより、半導体素子Ｓが搭載部１ａ上に実装されることとなる。
【００２９】
ここで、この配線基板１０上に配線導体２を形成する方法を以下に説明する。まず、図２に示すように、下地銅箔２ａとその上の第１の電解銅めっき層２ｂとから形成されている。そして、開口部３ａ内に露出した半導体素子接続パッド５および引出配線６は、その側面および上面が第２の電解銅めっき層２ｄで被覆されている。さらに第２の電解銅めっき層２ｄの表面は電解錫めっき層２ｅで被覆されている。そして、電解錫めっき層２ｅを２４０〜２５５℃の温度でリフローして溶融させることにより、半導体素子接続パッド５上に錫から成る半田バンプＢが形成される。
【００３０】
この場合、下地銅箔２ａおよびその上の第１の電解銅めっき層２ｂから成る配線導体２の露出する側面および上面が第２の電解銅めっき層２ｄで被覆されており、第２の電解銅めっき層２ｄの表面が電解錫めっき層２ｅで被覆されていることから、配線導体２の露出部の側面における下地銅箔２ａと第１の電解銅めっき層２ｂとの境界が第２の電解銅めっき層２ｄで覆われて保護されるので、電解錫めっき層２ｅをリフローさせた際に溶融した錫めっき層２ｅが下地銅箔２ａと第１の電解銅めっき層２ｂとの界面に入り込むことを有効に防止することができる。その結果、配線導体２を形成する下地銅箔２ａと第１の電解銅めっき層２ｂとの間の接合強度を良好に保つことができる。
【００３１】
ところで、この配線基板２０おける配線導体１２は、以下のようにして製造されている。先ず、図３（ａ）に示すように、絶縁基板１の表面に下地銅箔２ａを被着する。下地銅箔２ａの厚みは１〜３μｍ程度である。絶縁基板１の表面に下地銅箔２ａを被着するには、絶縁基板１用のプリプレグを準備するとともに、プリプレグの上面に下地銅箔２ａを重ねて上下からプレスしながら加熱してプリプレグを硬化させる方法が採用される。
【００３２】
次に、図３（ｂ）に示すように、下地銅箔２ａの上面に、配線導体２のパターンに対応する開口を有するめっきレジスト層Ｒを被着形成する。めっきレジスト層Ｒの厚みは、１５〜５０μｍ程度である。めっきレジストＲは、市販の感光性レジストフィルムを下地銅箔２ａ上に貼着するとともに周知のフォトリソグラフィー技術を用いて所定のパターンに露光および現像することにより形成される。
【００３３】
次に、図３（ｃ）に示すように、めっきレジスト層Ｒから露出する下地銅箔１２ａ上に第１の電解銅めっき層１２ｂを被着させる。第１の電解銅めっき層２ｂの厚みは１０〜３０μｍ程度である。
【００３４】
次に、図４（ｄ）に示すように、めっきレジスト層Ｒから露出する第１の電解銅めっき層２ｂ上に電解錫めっき層２ｃを被着させる。電解錫めっき層２ｃの厚みは、２〜５μｍ程度である。
【００３５】
次に、図４（ｅ）に示すように、めっきレジスト層Ｒを剥離して除去する。
【００３６】
次に、図４（ｆ）に示すように、電解錫めっき層１２ｃをエッチングマスクとして使用することにより、第１の電解銅めっき層１２ｂで覆われていない部分の下地銅箔２ａをエッチング除去する。
【００３７】
次に、図５（ｇ）に示すように、電解錫めっき層２ｃをエッチング除去する。これにより下地銅箔２ａと第１の電解銅めっき層２ｂとから成る配線導体２が形成される。
【００３８】
さらに、図５（ｈ）に示すように、絶縁基板１上に配線導体２の一部の側面および上面を露出させるソルダーレジスト層３を形成する。
【００３９】
次に、図５（ｉ）に示すように、ソルダーレジスト層３から露出する下地銅箔２ａおよび第１の電解銅めっき層２ｂの表面に第２の電解銅めっき層２ｄおよび電解錫めっき層２ｅを順次被着させる。電解銅めっき層２ｄの厚みは、２〜５μｍである。電解錫めっき層２ｅの厚みは２〜５μｍである。
【００４０】
最後に電解錫めっき層２ｅをリフローして溶融させることにより図１に示した錫から成る半田バンプＢを有する配線基板１０が完成する。
【００４１】
この場合、下地銅箔２ａとその上の第１の電解銅めっき層２ｂとから成る配線導体２を形成した後、配線導体２の少なくとも一部の側面および上面を第２の電解銅めっき層２ｄで被覆し、さらに第２の電解銅めっき層２ｄの表面を電解錫めっき層２ｅで被覆することから、配線導体２の側面における下地銅箔２ａと第１の電解銅めっき層３ｂとの境界が第２の電解銅めっき層２ｄで覆われて保護された状態となるため、電解錫めっき層２ｅをリフローさせた際に溶融した電解錫めっき層２ｅが下地銅箔２ａと第１の電解銅めっき層２ｂとの界面に入り込むことを有効に防止することができる。したがって、配線導体２を形成する下地銅箔２ａと第１の電解銅めっき層２ｂとの間の接合強度を良好に保つことが可能な配線基板１０を提供できる。
【符号の説明】
【００４２】
１    絶縁基板
２    配線導体
２ａ  下地銅箔
２ｂ  第１の電解銅めっき層
２ｄ  第２の電解銅めっき層
２ｅ  錫めっき層
３    ソルダーレジスト層
【図１】
2014150086.tif 000003
【図２】
2014150086.tif 000004
【図３】
2014150086.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2014150086.tif 000008
【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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