(57)【要約】      （修正有）【課題】ソルダーレジスト層の開口部内の引出配線に断線が発生しにくい配線基板を提供すること。【解決手段】上面中央部に半導体素子が搭載される搭載部を有する絶縁基板１と、絶縁基板１上における搭載部の外周部に、半導体素子の外周辺に沿って並設された多数の半導体素子接続パッド５と、絶縁基板１上を半導体素子接続パッド５から搭載部の中央部側に向けて延在する引出配線６と、絶縁基板１の上面に被着されており、半導体素子接続パッド５および引出配線６の一部を露出させるとともに内周辺３ａｉが引出配線６を横切る開口部３ａを有し、かつ引出配線６の残部を覆うソルダーレジスト層３とを具備して成る配線基板であって、引出配線６は、前記残部の少なくとも一部が粗化処理されているとともに内周辺３ａｉが横切る部分の幅が、該部分から前記中央部側に延在する部分の幅よりも広くなっている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面中央部に半導体素子が搭載される搭載部を有する絶縁基板と、該絶縁基板上における前記搭載部の外周部に、前記半導体素子の外周辺に沿って並設された多数の半導体素子接続パッドと、前記絶縁基板上を前記半導体素子接続パッドから前記搭載部の中央部側に向けて延在する引出配線と、前記絶縁基板の上面に被着されており、前記半導体素子接続パッドおよび該パッドから延在する前記引出配線の一部を露出させるとともに内周辺が前記引出配線を横切る開口部を有し、かつ前記引出配線の残部を覆うソルダーレジスト層とを具備して成る配線基板であって、前記引出配線は、前記残部の少なくとも一部が粗化処理されているとともに前記内周辺が横切る部分の幅が、該部分から前記中央部側に延在する部分の幅よりも広くなっていることを特徴とする配線基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子を搭載するために用いられる配線基板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９（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９（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。これらの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、図１０に示すように、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とを半田を介して接続し、しかる後、配線基板２０と半導体素子Ｓとの間に球状シリカ等の無機絶縁物フィラーが分散された熱硬化性樹脂から成る封止樹脂Ｕを注入するとともに熱硬化させることにより、半導体素子Ｓが搭載部１１ａ上に実装されることとなる。
【０００７】
ところで、この配線基板２０においては、ソルダーレジスト層１３と配線導体１２との密着度を向上させるため、ソルダーレジスト層１３で被覆される配線導体１２の表面が粗化面となっている。また、半導体素子接続パッ１５および引出配線１６のソルダーレジスト層１３からの露出面は、半田との接合を良好とするために粗化面が除去されて平滑な面になっている。このような粗化面および平滑面は、通常、図１１（ａ），（ｂ）に示すように、絶縁基板１１の上面に半導体素子接続パッド１５および引出配線６を有する配線導体１２を形成後、図１２（ａ），（ｂ）に示すように、配線導体１２の側面および上面の全面を粗化液で化学的に粗化し、次に図１３（ａ），（ｂ）に示すように、半導体素子接続パッド１５および引出配線の一部を露出させる開口部１３ａを有するソルダーレジスト層１３を形成した後、図１４（ａ），（ｂ）に示すように、開口部１３ａから露出する半導体素子接続パッド１５および引出配線１６の表面をエッチングして粗化面を除去して平滑にすることにより形成される。
【０００８】
しかしながら、近時、半導体素子Ｓは、その集積度が高くなるとともに外形サイズも１０数ｍｍ角と大きなものが現れてきている。このように高集積化された半導体素子Ｓにおいては、電極端子Ｔの大きさも直径３０μｍ以下と小さくなっている。そのため、電極端子Ｔが接続される半導体素子接続パッド１５およびこれに接続される引出配線１６の幅も３０μｍ以下と細いものになってきている。また、ソルダーレジスト層１３で被覆される配線導体１２の表面を粗化した後、ソルダーレジスト層１３から露出する半導体素子接続パッド１５および引出配線１６の表面をエッチングして平滑処理を行うと、粗化処理および平滑処理により半導体素子接続パッド１５および引出配線１６がその表面から１．５〜２μｍ程度エッチング除去される。その結果、ソルダーレジスト層１３から露出する半導体素子接続パッド１５および引出配線１６の幅がさらに細いものとなってしまう。
【０００９】
そして、このような配線基板２０に半導体素子Ｓが実装された後、半導体素子Ｓが作動時に発生する熱が配線基板２０に繰り返し加えられると、図１５に示すように、引出配線１６のうち、ソルダーレジスト層１３の開口部１３ａの内周辺１３ａｉが横切る部分に応力が集中して作用し、その部分に断線が発生してしまいやすい。このような断線は、引出配線１６の幅が３０μｍ以下と細い場合に顕著に発生する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００７−２２７７０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の課題は、ソルダーレジスト層の開口部内に露出する引出配線に断線が発生しにくい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】
【００１２】
本発明の配線基板は、上面中央部に半導体素子が搭載される搭載部を有する絶縁基板と、該絶縁基板上における前記搭載部の外周部に、前記半導体素子の外周辺に沿って並設された多数の半導体素子接続パッドと、前記絶縁基板上を前記半導体素子接続パッドから前記搭載部の中央部側に向けて延在する引出配線と、前記絶縁基板の上面に被着されており、前記半導体素子接続パッドおよび該パッドから延在する前記引出配線の一部を露出させるとともに内周辺が前記引出配線を横切る開口部を有し、かつ前記引出配線の残部を覆うソルダーレジスト層とを具備して成る配線基板であって、前記引出配線は、前記残部の少なくとも一部が粗化処理されているとともに前記内周辺が横切る部分の幅が、該部分から前記中央部側に延在する部分の幅よりも広くなっていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の配線基板によれば、半導体素子接続パッドから絶縁基板の搭載部の中央部側に向けて延在する引出配線は、その引出配線をソルダーレジスト層の開口部の内周辺が横切る部分の幅が、この部分から搭載部の中央部側に延在する部分の幅よりも広くなっていることから、この部分における機械的な強度が大きなものとなる。したがって、配線基板に半導体素子が実装された後、半導体素子が作動時に発生する熱がこの部分に集中して繰り返し加えられたとしても、この部分に断線が発生することを有効に防止することができる。その結果、引出配線に断線が発生しにくい配線基板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１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および概略上面図である。
【図２】図２は、図１に示す配線基板に半導体素子を実装した状態を示す概略断面図である。
【図３】図３は、図１に示す配線基板の要部拡大概略断面図およびその上面図である。
【図４】図４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概略断面図およびその上面図である。
【図５】図５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概略断面図およびその上面図である。
【図６】図６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概略断面図およびその上面図である。
【図７】図７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概略断面図およびその上面図である。
【図８】図８は、本発明の配線基板における実施形態の他の例を示す要部拡大概略上面図である。
【図９】図９は、従来の配線基板を示す概略断面図および概略上面図である。
【図１０】図１０は、図９に示す配線基板に半導体素子を実装した状態を示す概略断面図である。
【図１１】図１１は、図９に示す配線基板の製造方法を説明するための要部拡大概略断面図およびその上面図である。
【図１２】図１２は、図９に示す配線基板の製造方法を説明するための要部拡大概略断面図およびその上面図である。
【図１３】図１３は、図９に示す配線基板の製造方法を説明するための要部拡大概略断面図およびその上面図である。
【図１４】図１４は、図９に示す配線基板の製造方法を説明するための要部拡大概略断面図およびその上面図である。
【図１５】図１５は、図９に示す配線基板における問題点を説明するための要部概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
次に、本発明の配線基板について、図１〜図８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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
そして、この配線基板１０によれば、図２に示すように、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とを半田を介して接続し、しかる後、配線基板１０と半導体素子Ｓとの間に球状シリカ等の無機絶縁物フィラーが分散された熱硬化性樹脂から成る封止樹脂Ｕを注入するとともに熱硬化させることにより、半導体素子Ｓが搭載部１ａ上に実装されることとなる。
【００２０】
ところで、この配線基板１０においては、図３（ａ），（ｂ）に示すように、配線導体２は、ソルダーレジスト層３に覆われた表面に、ギザギザ線で示す粗化面を有している。この粗化面は、配線導体２の表面を有機酸等を含有する粗化液で微視的に不均一にエッチングする粗化処理によって形成される。このとき、粗化面のエッチング量は粗化前の配線導体２の表面から０．２〜１．２μｍであり、表面粗さは通常０．３μｍ〜１．２μｍである。この粗化面を形成することにより、配線導体２とソルダーレジスト層３との密着を強固なものとすることができる。
【００２１】
なお、引出配線６のうち、ソルダーレジスト層３の開口部３ａから露出する部位およびソルダーレジスト層３の開口部３ａの内周辺３ａｉの近傍でソルダーレジスト層３で覆われた部位には粗化処理が施されていない。そのため、これらの部位においては、引出配線６は粗化処理された部位よりも０．６〜２．４μｍ程度幅が広く、かつ０．３〜１．２μｍ程度厚みが厚いものとなる。そのため、配線基板１０に半導体素子Ｓが実装された後、半導体素子Ｓが作動時に発生する熱がこの部分に集中して繰り返し加えられたとしても、この部分に断線が発生することを有効に防止することができる。その結果、引出配線６に断線が発生しにくい配線基板１０を提供することができる。
【００２２】
なお、引出配線６のうち、ソルダーレジスト層３の開口部３ａから露出する部位およびソルダーレジスト層３の開口部３ａの内周辺３ａｉの近傍でソルダーレジスト層３で覆われた部位を除いた部位を粗化処理するには、以下に述べる方法が採用される。先ず、図４（ａ），（ｂ）に示すように、絶縁基板１の上面に配線導体２を形成する。絶縁基板１は、例えばガラス繊維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て熱硬化させた絶縁材料やエポキシ樹脂の熱硬化性樹脂に無機絶縁性フィラーを分散させた樹脂フィルムを熱硬化させた絶縁材料を単独で、或いは複数積層して形成することができる。配線導体２は、例えば銅箔や銅めっき層から成り、周知のセミアディティブ法を採用することにより絶縁基体１の上面に形成することができる。このとき、配線導体２の側面および上面は平滑な面となっている。なお、配線導体２は、半導体素子接続パッド５と引出配線６とを含んでいる。
【００２３】
次に、図５（ａ），（ｂ）に示すように、絶縁基板１の上面における半導体素子接続パッド５および引出配線６の一部を覆うようにしてエッチングレジストＲを被着させる。エッチングレジストＲは、例えば光感光性アルカリ現像型ドライフィルムを使用し、そのフィルムを絶縁基板１上面に貼着した後、露光および現像処理を施すことによって形成される。
【００２４】
次に、図６（ａ），（ｂ）に示すように、エッチングレジストＲから露出する配線導体２の表面を粗化液で粗化処理して粗化面を形成する。粗化処理は、例えば硫酸・過酸化水素エッチング剤及び汚れ除去剤で脱脂した後、有機酸を含有する粗化液で粗化することにより行なわれる。
【００２５】
次に、図７（ａ），（ｂ）に示すように、エッチングレジストＲを除去する。エッチングレジストＲの除去には、アルカリ系のレジスト剥離液を用いればよい。
【００２６】
最後に、図３（ａ），（ｂ）に示したように、ソルダーレジスト層３を形成することにより、引出配線６のうち、ソルダーレジスト層３の開口部３ａから露出する部位およびソルダーレジスト層３の開口部３ａの内周辺３ａｉの近傍でソルダーレジスト層３で覆われた部位を除いた部位が粗化処理された配線基板１０が完成する。なお、ソルダーレジスト層３は、例えばアクリル変性エポキシ樹脂等を含有する光感光性樹脂等を塗布あるいは、シート状のものを貼着した後、開口部３ａを有するように露光および現像した後、硬化させることにより形成される。なお、引出配線６の粗化処理されていない部位がソルダーレジスト層３に２０〜１００μｍ程度の長さで覆われることが好ましい。
【００２７】
なお、本発明は、上述の実施形態の一例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば種々の変更は可能である。例えば図８に示すように引出配線６の幅をソルダーレジスト層３の開口部３ａの内周辺３ａｉ近傍のみ広く形成してもよい。この場合、配線導体２の全面に粗化処理を施した場合であっても、引出配線６をソルダーレジスト層３の開口部３ａの内周辺３ａｉが横切る部分の幅を広いものに維持することができる。
【符号の説明】
【００２８】
１    絶縁基板
１ａ    搭載部
２    配線導体
３    ソルダーレジスト層
３ａ  ソルダーレジスト層の開口部
３ａｉ  ソルダーレジスト層の開口部の内周辺
５    半導体素子接続パッド
６    引出配線
Ｓ    半導体素子
【図１】
2014130953.tif 000003
【図２】
2014130953.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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