(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の一方の面に接着剤を塗布する工程と、
前記基板にスルーホールを形成する工程と、
前記基板の一方の面側に前記接着剤を介して銅箔を接着する工程と、
前記銅箔をエッチングすることによって所定の配線パターンと前記スルーホール上に前記配線パターンと接続しかつ孔を有する電極とを形成する工程と、
前記基板の他方の面側から前記スルーホールへ金属を充填する工程と、
少なくとも前記金属を加熱し前記基板の他方の面側に突起電極を形成する工程と、
を有することを特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項２】
基板の一方の面に接着剤を塗布する工程と、
前記基板にスルーホールを形成する工程と、
前記基板の一方の面側に前記接着剤を介して銅箔を接着する工程と、
前記銅箔をエッチングすることによって所定の配線パターンと前記スルーホール上に前記配線パターンと接続しかつ孔を有する電極とを形成する工程と、
前記基板の他方の面側から前記スルーホールへ金属粒子を含む樹脂を充填する工程と、
少なくとも前記金属粒子を含む樹脂を加熱し前記基板の他方の面側に突起電極を形成する工程と、
を有することを特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項３】
前記電極の孔は前記電極と前記スルーホールの開口部との間の間隙によって形成されることを特徴とする請求項１または請求項２記載の配線基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はスルーホールを有した基板に関するものであって、更に詳しくはスルーホールを介して基板に設けられた電極と、電極の設けられた面と異なる面に突起電極を形成した配線基板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
今日、例えばＢＧＡ（ボール  グリッド  アレイ）やＣＳＰ（チップ  サイズパッケージ）やＭＣＭ（マルチ  チップ  モジュール）等の半導体装置においては、各種の基板を用いて、半導体素子と外部電極の接続が図られている。その際、配線基板の一方の面に半導体素子を搭載し、他の一方の面に外部電極を設け、それぞれの間を配線パターン及びスルーホールを用いて接続する方法が採られている。一例として、図５および図６および図７に一般的にＢＧＡとして用いられているパッケージの構造を示した。
【０００３】
図５はＢＧＡとして用いられる半導体装置の概略を示した断面図であり、図６および図７は、図５に示した半導体装置の要部を示す断面図である。図中、１０１は基板、１０２は基板１０１の一方の面ににフェイスダウンまたはワイヤーボンディング技術で実装された半導体素子、１０３は基板上に形成され、半導体素子１０２と接続された配線パターン、１０４は配線パターン１０３の一部を用いて形成された電極、１０５は基板１０１の半導体素子１０２と異なる他方の面に形成された突起電極、１０６は電極１０４と突起電極１０５を接続するために基板１０１に設けられたスルーホール、１０７は電解メッキによりスルーホール１０６中に形成された金属メッキ層である。突起電極１０５として通常多く用いられるのは、Ｓｎ／Ｐｂ半田をボール状に形成する方法である。図６に示すように半田を電極１０４にスルーホール１０６を通して半田付けし、突起電極１０５を形成する。半田による突起電極の形成方法には半田クリームと呼ばれる半田の微粒子をフラックス中に分散させペースト状にしたものをスルーホール上に塗布した後、加熱し半田を溶融させることにより半田付けを行う。
【０００４】
あるいは、図７に示したように電極１０４のスルーホール１０６側に電解メッキ法により金属メッキ層１０７を形成した後Ｓｎ／Ｐｂ半田を金属メッキ層１０７に半田付けし突起電極１０５を形成する場合もある。
【０００５】
ＣＳＰやＭＣＭにおいても前述と同様な技術を用いて半導体装置を製造している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前述の従来技術である半導体装置に用いる配線基板においては、例えば図６において、半田をスルーホール１０６を通して電極１０４に半田付けするために気泡１０８が入りやすく、突起電極１０５と電極１０４の接合強度の低下や電気的な接続不良を起こすことがあった。また、図７による電解メッキによる配線基板においては、電解メッキをするための大がかりな湿式の設備が必要であり、簡便に基板を製造することが出来なかった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の課題を解決するために設けられたもので、請求項１に記載の配線基板の製造方法では、基板の一方の面に接着剤を塗布する工程と、前記基板にスルーホールを形成する工程と、前記基板の一方の面側に前記接着剤を介して銅箔を形成する工程と、前記銅箔をエッチングすることによって所定の配線パターンと前記スルーホール上に前記配線パターンと接続しかつ孔を有する電極とを形成する工程と、前記基板の他方の面側から前記スルーホールへ金属を充填する工程と、少なくとも前記金属を加熱し前記基板の他方の面側に突起電極を形成する工程と、を有することを特徴とする。このような製造方法の配線基板を用いれば、まず、湿式の大がかりな設備を必要とせず簡便に配線基板を製造できる。また、半田付け時に前記電極上に設けられた一つまたは複数個の孔により空気が抜けるため、気泡の発生もなく、良好な接続を得る事が出来る。
【０００８】
また本発明の他の配線基板の製造方法としては、基板の一方の面に接着剤を塗布する工程と、前記基板にスルーホールを形成する工程と、前記基板の一方の面側に前記接着剤を介して銅箔を形成する工程と、前記銅箔をエッチングすることによって所定の配線パターンと前記スルーホール上に前記配線パターンと接続しかつ孔を有する電極とを形成する工程と、前記基板の他方の面側から前記スルーホールへ金属粒子を含む樹脂を充填する工程と、少なくとも前記金属粒子を含む樹脂を加熱し前記基板の他方の面側に突起電極を形成する工程と、を有することを特徴とする。このような製造方法の配線基板においては、前述の特徴に加え、半田による接続方法に比べ比較的低温で突起電極を形成することが出来るため、配線基板や半導体装置に与える熱によるダメージを少なくすることが出来る。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明による配線基板の一実施例を概念的に示す断面図であり。図２（ａ）は、図１の配線基板の要部を拡大して示す断面図であり図２（ｂ）は図２（ａ）を図中斜め上方から見た斜視図である。図２（ｃ）は、図２（ａ）の製造工程を説明する断面図である。
【００１０】
図中、１１は半導体素子、１は基板、２は基板１に開けられたスルーホール、３はスルーホールの一方の開口部上に設けられた電極、３ａは電極３に設けられた孔、４は突起電極、５は配線パターン、６は接着剤を現している。
【００１１】
本実施例を図１及び図２（ａ）、図２（ｂ）および図２（ｃ）を用いて説明する。まず、基板１として厚み１２５μｍのポリイミド樹脂を用いた。基板１には接着剤６を厚み約１０〜２０μｍ塗布する。基板１に所定の形状のプレス抜きを行いスルーホール２を形成する。スルーホール２としてφ１５０μｍの丸穴を開けている。次に厚み３５μｍの銅箔を接着剤６に加熱押圧して接着し、フォトエッチング法を用いて所定のパターン５を形成する。この際、スルーホール２上に電極３と電極３に細い孔３ａを形成する。この後、図２（ｃ）に示すように、電極３と反対の面にスルーホール２の一部または全てを充填するように半田粒子８をフラックス中に含ませた半田クリーム７をスクリーン印刷により印刷する。この際、電極３には、細孔３ａが設けてあることにより、スルーホール２を塞ぐように半田クリーム７を印刷しても、スルーホール２中の空気は、細孔３ａを通して排気されるため、スルーホール中に半田クリーム７の未充填の発生を無くすことが出来る。その後、約１８５〜２３０℃に加熱し、半田を溶融させる。溶融した半田は自身の表面張力により球状となり、図２（ａ）の構造を得ることが出来る。この様に加熱した場合には、半田クリーム中のフラックスが熱により一部ガス化するが、このガスも細孔３ａを通して排出されるため、スルーホール２中に空洞は発生しない。
【００１２】
本実施例では、Ｔ−ＢＧＡ（テープ  ボール  グリッド  アレイ）と呼ばれるＴＣＰ（テープ  キャリア  パッケージ）上に半田による突起電極を形成した半導体装置に適用する配線基板としての一例としてあげた。その他に、通常広く用いられる材料としてガラスエポキシ樹脂による基板やセラミックスによる基板においても上記実施例と同様な効果が得られることは容易に推察することが出来る。
【００１３】
一方請求項２に記載したように、上記半田クリーム７の替わりに金属粒子を含有する樹脂を塗布し、約１５０℃で加熱硬化させることにより突起電極４を形成しても良い。金属粒子としてＡｇ／Ｐｄ合金の微粉末を用いた。Ａｇ／Ｐｄの微粉末を含んだ樹脂を印刷する際も前述の実施例による半田クリーム７の印刷時と同様に気泡が細孔を通って排出されるため未充填による気泡の発生を同様に防ぐことが出来る。また、本実施例によれば半田の溶融温度である１８０℃以上に加熱しなくても樹脂が硬化するため、配線基板に与える熱によるダメージを少なくすることが出来る。
【００１４】
電極３の形状として、請求項３に記載したように図３および図４に斜視図で示したような形状を選択することも可能である。この場合電極３とスルーホール２との隙間２ａが、図２（ｂ）の細孔３ａと同じ機能を果たし、スルーホール２に半田クリームや充填される金属粒子を含有する樹脂を充填した際の空気抜きの機能を果たし、突起電極と電極との接続を良好にすることが出来る。
【００１５】
【発明の効果】
以上の様に本発明によれば、樹脂封止した半導体装置において、電極３に細孔３ａまたは、電極３とスルーホール２との間隙２ａを設けることにより、スルーホール２への未充填や気泡の発生を無くすことができる。このことにより、突起電極５と電極３との電気的接合を良好に保ち、高い品質の製品を得ることが出来る。
【００１６】
さらに、本発明によれば、突起電極５として金属粒子を含有した樹脂を用いることにより、熱ストレスのかからない配線基板を得ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による配線基板の一実施例を概念的に示す断面図である。
【図２】（ａ）および（ｃ）は本発明による配線基板の一実施例の要部を概念的に示す断面図であり、（ｂ）は（ａ）の電極３側上方より見た斜視図である。
【図３】本発明による配線基板の要部を概念的に示す斜視図である。
【図４】本発明による配線基板の要部を概念的に示す斜視図である。
【図５】従来例による半導体装置を概念的に示す断面図である。
【図６】従来例による配線基板の要部を概念的に示す断面図である。
【図７】従来例による配線基板の要部を概念的に示す断面図である。
【符号の説明】
１      基板
２      スルーホール
２ａ    間隙
３      電極
３ａ    孔
４      突起電極
５      配線パターン
６      接着剤
７      半田クリーム
８      半田粒子
１１    半導体素子
１０１  基板
１０２  半導体素子
１０３  配線パターン
１０４  電極
１０５  突起電極
１０６  スルーホール
１０７  金属メッキ層
１０８  気泡
【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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