(57)【要約】      （修正有）【課題】コンデンサ素子接続パッドにコンデンサ素子を良好に接続して、搭載する半導体素子を正常に作動させることができる配線基板を提供する。【解決手段】上面中央部に半導体素子の電極が半田バンプを介して接続される複数の半導体素子接続パッド３が配列形成された半導体素子搭載部１ａを有するとともに半導体素子搭載部１ａ周辺の上面にコンデンサ素子の電極が半田バンプを介して接続される少なくとも一対のコンデンサ素子接続パッド５が形成されてなる配線基板１０であって、コンデンサ素子接続パッド５は、コンデンサ素子の電極が接続される方形状の接続部５ａと、接続部５ａの少なくとも一辺から接続部５ａの周辺に３００μｍ以下の隣接間隔および１５０μｍ以上の長さで延びる複数の帯状の腕部５ｂとを有する。【選択図】図２
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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の電極が半田バンプを介して接続される複数の半導体素子接続パッドが配列形成された半導体素子搭載部を有するとともに該半導体素子搭載部周辺の上面にコンデンサ素子の電極が半田バンプを介して接続される少なくとも一対のコンデンサ素子接続パッドが形成されてなる配線基板であって、前記コンデンサ素子接続パッドは、前記コンデンサ素子の電極が接続される方形状の接続部と、該接続部の少なくとも一辺から該接続部の周辺に３００μｍ以下の隣接間隔および１５０μｍ以上の長さで延びる複数の帯状の腕部とを有す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、半導体集積回路素子等の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。
【背景技術】
【０００２】
従来、図５に示すように、半導体集積回路素子等の半導体素子Ｓを搭載するために用いられる配線基板２０は、例えばガラス−エポキシ板等から成る絶縁板やエポキシ樹脂等から成る絶縁層が複数層積層された絶縁基板１１の内部および表面に銅箔や銅めっき膜等の導体層から成る配線導体１２が配設されている。配線導体１２には半導体素子Ｓに接地電位を供給するための接地用の配線導体１２と、電源電位を供給するための電源用の配線導１２と、半導体素子Ｓとの間で信号の入出力を行なうための信号用の配線導体１２とがある。
【０００３】
配線基板２０には、その上面中央部に半導体素子Ｓが搭載される半導体素子搭載部１１ａがある。この半導体素子搭載部１１ａには、半導体素子Ｓの電極Ｔ１が半田バンプＢ１を介して電気的に接続される半導体素子接続パッド１３が例えば格子状の配列に複数形成されている。また、絶縁基板１１の下面には、外部電気回路基板の配線導体に半田ボールＢ２を介して電気的に接続される外部接続パッド１４が例えば格子状の配列に複数形成されている。これらの半導体素子接続パッド１３および外部接続パッド１４は、接地用、電源用および信号用の半導体素子接続パッド１３および外部接続パッド１４を有しており、それぞれ対応する接地用、電源用および信号用の配線導体１２に電気的に接続されている。
【０００４】
さらに、近時の高集積化および高速化した半導体素子Ｓを搭載する配線基板２０においては、例えば絶縁基板１１上面の半導体素子搭載部１１ａ周辺にセラミックチップコンデンサ等の表面実装型のコンデンサ素子Ｃを接続するためのコンデンサ素子接続パッド１５が設けられている。そして、これらのコンデンサ素子接続パッド１５には、コンデンサ素子Ｃの電極Ｔ２が半田バンプＢ３を介して接続されている。
【０００５】
コンデンサ素子接続パッド１５は、コンデンサ素子Ｃの電極Ｔ２よりも若干大きめに形成されており、図６に示すように、例えば半導体素子搭載部１１ａに沿う方向に長い少なくとも一対のコンデンサ素子接続パッド１５が配置されている。これらの一対のコンデンサ素子接続パッド１５は、その一方が接地用の配線導体１２に電気的に接続されており、他方が電源用の配線導体１２に電気的に接続されている。これらのコンデンサ素子接続パッド１５の間に接続されるコンデンサ素子Ｃは、接地用の配線導体１２と電源用の配線導体１２との間に電気的に接続されることにより接地電位や電源電位の変動を抑制して半導体素子Ｓの誤動作を防止するためのデカップリングコンデンサとして機能する。コンデンサ素子Ｃの接続は、例えばコンデンサ素子接続パッド１５に予め半田バンプＢ３を溶着しておき、その半田バンプＢ３の上にコンデンサ素子Ｃの電極Ｔ２を当接させてリフローすることにより行なわれる。
【０００６】
また、半導体素子Ｓの搭載は、半導体素子接続パッド１３に半田バンプＢ１を予め溶着させておき、その半田バンプＢ１上に半導体素子Ｓの電極Ｔ１とを当接させてリフローすることにより行われる。
【０００７】
なお、この従来の配線基板２０において、半導体素子接続パッド１３に半田バンプＢ１溶着するとともにコンデンサ素子接続パッド１５に半田バンプＢ３を溶着するには、図７（ａ）に示すように、半導体素子接続パッド１３およびコンデンサ素子接続パッド１５上に、これらの半導体素子接続パッド１３およびコンデンサ素子接続パッド１５よりも若干広めに半田ペーストＰを同じ厚みで印刷塗布した後、図７（ｂ）に示すように半田ペーストＰ中の半田を加熱溶融させることにより半田バンプＢ１および半田バンプＢ３を溶着する方法が採用される。
【０００８】
しかしながら、このような従来の配線基板２０によると、一般的にコンデンサ素子接続パッド１５の方が半導体素子接続パッド１３よりも大きな面積を有しており、これらの半導体素子接続パッド１３およびコンデンサ素子接続パッド１５の上に半田ペーストＰを同じ厚みで印刷塗布した場合、コンデンサ素子接続パッド１５に溶着される半田バンプＢ３の高さが半導体素子接続パッド１３に溶着される半田バンプＢ１の高さよりも低くなり、その高さが不十分となりやすい。そして、コンデンサ素子接続パッド１５に溶着された半田バンプＢ３の高さが十分でない場合、コンデンサ素子接続パッド１５にコンデンサ素子Ｃを良好に接続することができずに、搭載する半導体素子Ｓを正常に作動させることができなくなってしまう。そこで、コンデンサ素子接続パッド１５よりもかなり広めに半田ペーストＰを印刷塗布し、その分、半田バンプＢ３を形成するための半田ペーストＰを多くして半田バンプＢ３の高さを確保することが考えられる。しかしながら、コンデンサ素子接続パッド１５よりもかなり広めに半田ペーストＰを印刷すると、その半田ペーストＰを加熱溶融させた際に、コンデンサ素子接続パッド１５から１５０μｍ以上離れた位置では、溶融した半田がその表面張力により独立したボールになり、半田バンプＢ３を形成することに寄与せずに半田バンプＢ３を十分に高くすることは困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０００−２１３２９号公報
【特許文献２】特開２００５−３５４０９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の課題は、コンデンサ素子接続パッド上に半田バンプを十分な高さに溶着することが可能であり、それによりコンデンサ素子接続パッドにコンデンサ素子を良好に接続して、搭載する半導体素子を正常に作動させることができ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】
【００１１】
本発明の配線基板は、上面中央部に半導体素子の電極が半田バンプを介して接続される複数の半導体素子接続パッドが配列形成された半導体素子搭載部を有するとともに該半導体素子搭載部周辺の上面にコンデンサ素子の電極が半田バンプを介して接続される少なくとも一対のコンデンサ素子接続パッドが形成されてなる配線基板であって、前記コンデンサ素子接続パッドは、前記コンデンサ素子の電極が接続される方形状の接続部と、該接続部の少なくとも一辺から該接続部の周辺に３００μｍ以下の隣接間隔および１５０μｍ以上の長さで延びる複数の帯状の腕部とを有することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の配線基板によれば、前記コンデンサ素子接続パッドは、前記コンデンサ素子の電極が接続される方形状の接続部と、該接続部の少なくとも一辺から該接続部の周辺に３００μｍ以下の隣接間隔および１５０μｍ以上の長さで延びる複数の帯状の腕部とを有することから、コンデンサ素子接続パッドに半田バンプを溶着する際に、前記腕部が延びる接続部の周辺にも半田ペーストを印刷することにより、その半田ペースト中の半田を溶融させた際、腕部が延びる周辺部の半田がその表面張力により腕部を伝わって接続部に吸い寄せられ、その結果、高さの高い半田バンプを溶着することができる。それによりコンデンサ素子接続パッドにコンデンサ素子を良好に接続して、搭載する半導体素子を正常に作動させることが可能な配線基板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本発明の配線基板の実施形態の一例を示す概略断面図である。
【図２】図２は、図１に示す配線基板の概略上面図である。
【図３】図３は、図１に示す配線基板に半田バンプを形成する方法を説明するための概略断面図である。
【図４】図４は、図１に示す配線基板に半田バンプを形成する方法を説明するための要部概略上面図である。
【図５】図５は、従来の配線基板を示す概略断面図である。
【図６】図６は、図５に示す配線基板の概略上面図である。
【図７】図７は、図５に示す配線基板に半田バンプを形成する方法を説明するための概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
次に、本発明の配線基板を添付の図面に基づき説明する。図１は、本発明の配線基板１０の実施形態の一例を示す概略断面図であり、図中、１は絶縁基板、２は配線導体、３は半導体素子接続パッド、４は外部接続パッド、５はコンデンサ素子接続パッドである。
【００１５】
絶縁基板１は、例えばガラス繊維を縦横に織り込んだガラス織物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成る板状のコア用の絶縁板１ａの上下面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から成るビルドアップ用の絶縁層１ｂをそれぞれ複数層ずつ積層して成る。絶縁基板１は、その上面中央部に半導体素子Ｓが搭載される搭載部１ａが形成されており、その下面が外部電気回路基板と接続するための外部接続面となっている。そして、その上面から下面にかけて銅箔や銅めっき膜等の導体層から成る複数の配線導体２が形成されている。
【００１６】
絶縁基板１を構成するコア用の絶縁板１ａは、厚みが０．３〜１．５ｍｍ程度であり、その上面から下面にかけて直径が０．２〜１．０ｍｍ程度の複数のスルーホール６を有している。そして、その上下面および各スルーホール６の内面には配線導体２の一部が被着されており、上下面の配線導体２がスルーホール６を介して電気的に接続されている。
【００１７】
このような絶縁板１ａは、ガラス織物に未硬化の熱硬化性樹脂を含浸させたシートを熱硬化させた後、これに上面から下面にかけてドリル加工を施すことにより製作される。なお、絶縁板１ａ上下面の配線導体２は、絶縁板１ａ用のシートの上下全面に厚みが５〜５０μｍ程度の銅箔を貼着しておくとともに、この銅箔をシートの硬化後にエッチング加工することにより所定のパターンに形成される。また、スルーホール６内面の配線導体２は、絶縁板１ａにスルーホール６を設けた後に、このスルーホール６内面に無電解めっき法および電解めっき法により厚みが５〜５０μｍ程度の銅めっき膜を析出させることにより形成される。
【００１８】
さらに、絶縁板１ａのスルーホール６の内部には、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から成る孔埋め樹脂７が充填されている。孔埋め樹脂７は、スルーホール６を塞ぐことによりスルーホール６の直上および直下にビルドアップ用の絶縁層１ｂを形成可能とするためのものであり、未硬化のペースト状の熱硬化性樹脂をスルーホール６内にスクリーン印刷法により充填し、これを熱硬化させた後、その上下面を平坦に研磨することにより形成される。そして、この孔埋め樹脂７を含むコア用の絶縁板１ａの上下面にビルドアップ用の絶縁層１ｂが積層されている。
【００１９】
コア用の絶縁板１ａの上下面に積層されたビルドアップ用の絶縁層１ｂは、それぞれの厚みが２０〜５０μｍ程度であり、各層の上面から下面にかけて直径が３０〜１００μｍ程度の複数のビアホール８を有している。これらの絶縁層１ｂは、配線導体２を高密度に配線するための絶縁間隔を提供するためのものであり、各絶縁層１ｂにはその表面およびビアホール８内に配線導体２の一部が被着されている。そして、上層の配線導体２と下層の配線導体２とをビアホール８の内部を介して電気的に接続することにより高密度配線を立体的に形成可能としている。
【００２０】
このようなビルドアップ用の絶縁層１ｂは、厚みが２０〜５０μｍ程度の未硬化の熱硬化性樹脂フィルムをコア用の絶縁板１ａの上下面に貼着し、これを熱硬化させるとともにレーザ加工によりビアホール８を穿孔し、さらにその上に同様にして次のビルドアップ用の絶縁層１ｂを順次積み重ねることによって形成される。なお、各絶縁層１ｂ表面およびビアホール８内に被着された配線導体２は、各絶縁層１ｂを形成する毎に各絶縁層１ｂの表面およびビアホール８内に５〜５０μｍ程度の厚みの銅めっき膜を公知のセミアディティブ法やサブトラクティブ法等のパターン形成法により所定のパターンに被着させることによって形成される。
【００２１】
絶縁基板１の上面から下面にかけて形成された配線導体２は、半導体素子Ｓの各電極Ｔ１を外部電気回路基板に接続するための導電路として機能する。なお、配線導体２には半導体素子Ｓに接地電位を供給するための接地用の配線導体２と、電源電位を供給するための電源用の配線導体２と、半導体素子Ｓとの間で信号の入出力を行なうための信号用の配線導体２とがある。
【００２２】
配線導体２の一部は、半導体素子搭載部１ａにおいて複数の半導体素子接続パッド３を形成している。半導体素子接続パッド３は、直径が５０〜１００μｍ程度の円形のパターンから成り、例えば格子状に配列されている。半導体素子接続パッド３には、半導体素子Ｓの各電極Ｔ１が半田バンプＢ１を介して接続される。また、配線導体２の一部は、絶縁基体１の下面において複数の外部接続パッド４を形成している。外部接続パッド４は、直径が３００〜５００μｍ程度の円形のパターンから成り、例えば格子状に配列されている。外部接続パッド４は、外部電気回路基板に半田ボールＢ２を介して接続される。そして、これらの半導体素子接続パッド３および外部接続パッド４は、接地用、電源用および信号用の半導体素子接続パッド３および外部接続パッド４を有しており、それぞれ対応する接地用、電源用および信号用の配線導体２に接続されている。
【００２３】
さらに、本例の配線基板１０においては、絶縁基板１の半導体素子搭載部１ａ周辺の上面にセラミックチップコンデンサ等の表面実装型のコンデンサ素子Ｃを接続するためのコンデンサ素子接続パッド５が設けられている。そして、これらのコンデンサ素子接続パッド５には、コンデンサ素子Ｃの電極Ｔ２が半田バンプＢ３を介して接続される。
【００２４】
コンデンサ素子接続パッド５は、図２に示すように、少なくとも一対のコンデンサ素子接続パッド５が半導体素子搭載部１ａの周辺に配置されている。これらのコンデンサ素子接続パッド５は、その一方が接地用の配線導体２に電気的に接続されており、他方が電源用の配線導体２に電気的に接続されている。そして、コンデンサ素子Ｃは、接地用の配線導体２と電源用の配線導体２との間に電気的に接続されることにより接地電位や電源電位の変動を抑制して半導体素子Ｓの誤動作を防止するためのデカップリングコンデンサとして機能する。
【００２５】
なお、本例の配線基板１０においては、コンデンサ素子接続パッド５は、コンデンサ素子Ｃの電極Ｔ２が半田バンプＢ３を介して接続される方形状の接続部５ａと、接続部５ａの一辺から接続部５ａの周辺に互いに反対方向に延びる複数の帯状の腕部５ｂとを有している。接続部５ａは、長辺が２００〜２０００μｍ程度、短辺が１００〜１０００μｍ程度であり、互いに１００〜１０００μｍの間隔でその一方の長辺同士が対向している。また、腕部５ｂは、幅が２０〜２００μｍ程度、長さが１５０〜１０００μｍ程度であり、５０〜３００μｍの隣接間隔で延びている。
【００２６】
そして、この配線基板１０において、半田バンプＢ１および半田バンプＢ３を形成するには、図３（ａ）に示すように、半導体素子接続パッド３およびコンデンサ素子接続パッド５上に、これらの半導体素子接続パッド３およびコンデンサ素子接続パッド５よりも広めに半田ペーストＰを同じ厚みで印刷塗布した後、図３（ｂ）に示すように半田ペーストＰを加熱溶融させることにより半田バンプＢ１および半田バンプＢ３を溶着する方法が採用される。
【００２７】
このとき、図４（ａ）に示すように、コンデンサ素子接続パッド５の腕部５ｂが延びている側には腕部５ｂの間を含む広い範囲に半田ペーストＰを印刷する。このように、腕部５ｂが延びている側に腕部５ｂの間を含む広い範囲に半田ペーストＰを印刷することで、図４（ｂ）に示すように、半田ペーストＰ中の半田を加熱溶融させると、溶融した半田がその表面張力により腕部５ｂを伝わって接続部５ａに吸い寄せられ、その結果、接続部５ａ上に高さの高い半田バンプＢ３を溶着することができる。したがって、本発明の配線基板１０によれば、コンデンサ接続パッド５にコンデンサ素子Ｃを良好に接続して、搭載する半導体素子Ｓを正常に作動させることが可能な配線基板１０を提供することができる。
【００２８】
なお、腕部５ｂは、その隣接間隔が５０μｍ未満であると、腕部５ｂ上に残る半田の量が多くなり、半田バンプＢ３を高くする効果が低くなる傾向にあり、逆にその隣接間隔が３００μｍを超えると、腕部５ｂ同士の間に半田が多量に取り残されてしまいやすく、半田バンプＢ３を高くする効果が低くなる。したがって、腕部５ｂは、その隣接間隔が５０〜３００μｍ範囲が好ましい。また、腕部５ｂは、その長さが１５０μｍ未満では、接続部５ａに吸い寄せられる半田の量が少なくなり、半田バンプＢ３を高くする効果が低くなり、逆にその長さが１０００μｍを超えると腕部５ｂが不要に長いものとなってしまう。したがって、腕部５ｂの長さは、１５０〜１０００μｍの範囲が好ましい。さらに、腕部５ｂは、その幅が２０μｍ未満であると、腕部５ｂに断線や剥がれが発生しやすくなり、逆にその幅が２００μｍを超えると、腕部５ｂ上に残る半田の量が多くなり、半田バンプＢ３を高くする効果が低くなる傾向にある。したがって、腕部５ｂの幅は、２０〜２００μｍの範囲が好ましい。
【００２９】
なお、本発明は、上述の実施形態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、上述の実施形態例では、腕部５ｂは、接続部５ａの一辺から延びていたが、接続部５ａの対向する辺を除く三辺からその周囲に延びていてもよい。
【符号の説明】
【００３０】
１ａ  半導体素子搭載部
３    半導体素子接続パッド
５    コンデンサ素子接続パッド
５ａ  接続部
５ｂ  腕部
１０  配線基板
Ｂ１，Ｂ３  半田バンプ
【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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【図６】
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【図７】
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