(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品搭載部の周囲に電子部品とワイヤボンディングによって電気的に接続するための複数のパッド列を具備すると共に、基板上に第１の導体層とその上層に位置する少なくとも１層の第２の導体層とが絶縁層を介して配置された電子部品搭載用基板であって、
最も外側に位置するパッド列は前記第２の導体層によって形成され、その内側に位置するパッド列は少なくとも前記第１の導体層上の所定の位置に、前記絶縁層に設けられた開口部内に積層形成された第３の導体層によって形成されて、さらに前記絶縁層上に形成された別の絶縁層によって、その別の絶縁層と内側に位置するパッド列との間に段差が形成されている電子部品搭載用基板。
【請求項２】
電子部品搭載部の周囲に電子部品とワイヤボンディングによって電気的に接続するための複数のパッド列を具備すると共に、第１の導体層とその上層に位置する少なくとも１層の第２の導体層とが絶縁層を介して配置された電子部品搭載用基板の製造方法であって、
前記第１の導体層が形成された基板上に、内側のパッド列となる部分に第１の開口部を有する前記絶縁層を形成すると共に、前記絶縁層上に外側のパッド列となる部分に第２の開口部を有する別の絶縁層を形成し、
次いで、前記絶縁層上で第２の開口部内に外側のパッド列となる前記第２の導体層を形成すると共に、前記第１の導体層上で第１の開口部内に内側のパッド列となる第３の導体層を形成し、前記別の絶縁層と内側のパッド列との間に段差を形成するようにした電子部品搭載用基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はＩＣチップ等の電子部品を搭載するための基板及びその製造方法に係り、詳しくは、電子部品をワイヤボンディングによって電気的に接続するためのパッド列が２重以上に配置された電子部品搭載用基板及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＩＣチップ（ベアチップ）等の電子部品の高機能化・機能集約化に伴って、入出力端子数の増加・狭ピッチ化が進んでいる。このような状況のもと電子部品を搭載するための基板に形成されるワイヤボンディング用の接続パッドにおいては、ベアチップの端子数に応じたパッド数の増加・狭ピッチ化が要求される。
【０００３】
従来、接続パッドの増加・狭ピッチ化を図るには、電子部品搭載用基板のベアチップ搭載部の周縁に接続パッドを例えば、千鳥状に２列（２重）に配置したものが提案されている。すなわち、接続パッドが２列配置の場合、チップ搭載部側に近接する内側の列のパッド（内側パッド）と、外側の列のパッド（外側パッド）とが交互に配置された構造となっている。
【０００４】
又、多層構造の電子部品搭載用基板においては、搭載部の周縁を階段状に形成し、その段差部分に接続パッドを例えば、２層で形成して千鳥状に２列に配置した所謂スタジアム構造のものも提案されている。これらの基板においては接続パッドの列を増やすとボンディングワイヤの全長が長くなって、その自重によりパッド側に垂れることがあるので、接続パッドは３列が限界といわれている。このため、接続パッドの数の増加に対応するには、各列の接続パッドを可能なかぎり狭ピッチ化する必要がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前者の電子部品搭載用基板においては、各内側パッドの回路配線が、各外側パッドの間を通るようにして設けられているため、外側パッド間のピッチが必然的に大きくなる。このため、外側パッドを狭ピッチ化することができないばかりか、外側パッドと対応して形成される内側パッドの配列に関してもそれ以上に狭ピッチ化することができないという問題点がある。このことは、接続パッドの配列の限界が３列といわれている現状のもと、接続パッドの数を増加するという目的を達成するための障害となっている。
【０００６】
又、後者の接続パッドが２層構造の電子部品搭載用基板においては、内側パッドは通常、スルーホールを介して他の層と接続されている。このため、内側パッドの電気特性（配線抵抗値等）が外側パッドの特性と異なることがある。従って、ベアチップの動作時において内側パッドを通る信号と、外側パッドを通る信号との間に遅延が生じることがある。この結果、近年の高速性を有するベアチップに対応するためには、インピーダンスのコントロールが必要となり、回路設計が困難となるという問題点がある。
【０００７】
本発明は上記の問題点を解決するためになされたものであって、その目的は２重以上の複数列に配置された接続用パッドの狭ピッチ化、及び他の列の接続用パッドとの電気特性の均一化を図ることができる電子部品搭載用基板及びその製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため請求項１に記載の発明は、電子部品搭載部の周囲に電子部品とワイヤボンディングによって電気的に接続するための複数のパッド列を具備すると共に、基板上に第１の導体層とその上層に位置する少なくとも１層の第２の導体層とが絶縁層を介して配置された電子部品搭載用基板であって、最も外側に位置するパッド列は前記第２の導体層によって形成され、その内側に位置するパッド列は少なくとも前記第１の導体層上の所定の位置に、前記絶縁層に設けられた開口部内に積層形成された第３の導体層によって形成されて、さらに前記絶縁層上に形成された別の絶縁層によって、その別の絶縁層と内側に位置するパッド列との間に段差が形成されていることを要旨とする。又、前記絶縁層はその開口部の周縁が、少なくとも第１の導体層の縁部を覆うようにして形成されていてもよい。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、電子部品搭載部の周囲に電子部品とワイヤボンディングによって電気的に接続するための複数のパッド列を具備すると共に、第１の導体層とその上層に位置する少なくとも１層の第２の導体層とが絶縁層を介して配置された電子部品搭載用基板の製造方法であって、前記第１の導体層が形成された基板上に、内側のパッド列となる部分に第１の開口部を有する前記絶縁層を形成すると共に、前記絶縁層上に外側のパッド列となる部分に第２の開口部を有する別の絶縁層を形成し、次いで、前記絶縁層上で第２の開口部内に外側のパッド列となる前記第２の導体層を形成すると共に、前記第１の導体層上で第１の開口部内に内側のパッド列となる第３の導体層を形成し、前記別の絶縁層と内側のパッド列との間に段差を形成するようにした。
【００１０】
【作用】
請求項１に記載の発明によれば、最も外側に位置するパッド列は第２の導体層によって形成され、その内側に位置するパッド列は少なくとも第１の導体層上の所定の位置に、絶縁層の開口部内に積層形成された第３の導体層によって形成されている。従って、外側に位置するパッド列と内側に位置するパッド列とは同一導体層に形成されない。この結果、外側に位置するパッド列の各パッド間に、内側に位置するパッド列の配線部が通ることがなく、外側に位置するパッド列の各パッドの狭ピッチ化が図られる。
【００１１】
又、内側に位置するパッド列の各パッドはスルーホールを介さずに少なくとも第１の導体層と連続して形成されているので、内側に位置するパッドの電気特性（配線抵抗値等）が外側に位置するパッドと同様の特性となり、電子部品搭載用基板上での電気特性が均一となる。さらに、絶縁層上に形成された別の絶縁層によって、その別の絶縁層と内側に位置するパッド列との間に段差が形成されている。この段差によってＩＣチップのパッドと内側及び外側パッドとをボンディングワイヤによって電気的に接続した後、ボンディングワイヤが自重により垂れたときにＩＣチップの端部等に接触するのを防止することができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明によれば、第１の導体層が形成された基板上に、内側のパッド列となる部分に第１の開口部を有する絶縁層が形成されると共に、前記絶縁層上に外側のパッド列となる部分に第２の開口部を有する別の絶縁層が形成される。次いで、絶縁層上で第２の開口部内に外側のパッド列となる第２の導体層が形成されると共に、第１の導体層上で第１の開口部内に内側のパッド列となる第３の導体層が形成される。従って、第２及び第３の導体層が同一導体層でなくても両導体層が同時に形成され、絶縁層上に形成された別の絶縁層と内側のパッド列との間に段差が形成される。
【００１３】
【実施例】
以下、本発明を具体化した一実施例を図１〜図３に従って説明する。
図１，図２に示すように、電子部品搭載用基板１を構成するガラス・エポキシ樹脂製の絶縁基板２には電子部品搭載部３が形成されている。電子部品搭載部３は２層の導体層（図１のみ図示）３ａ，３ｂからなる。電子部品搭載部３の周辺（１辺のみ図示）にはその辺に沿ってワイヤボンディング用の接続パッド４が複数個形成されている。接続パッド４は千鳥状に配置されており、電子部品搭載部３と近接する内側の列に配置された内側パッド５と、その外側に配置された外側パッド６とから構成されている。
【００１４】
内側パッド５は絶縁基板２上に形成された複数のパターン形成層としての第１の導体層（図２に破線にて図示）７上で、かつその第１の導体層７と対応する位置に形成された絶縁層（図１のみ図示）８の第１の開口部９内に形成されている。内側パッド５は第３の導体層を構成している。絶縁層８は第１の開口部９の周縁が第１の導体層７の縁部を覆うようにして形成されている。第１の導体層７は内側パッド５の配線部を構成している。
【００１５】
第１の開口部９は所定の幅（約１００μｍ）及び長さ（約６００μｍ）を有する矩形状に形成されている。この第１の開口部は内側パッド５と第１の導体層７とを接続するためと、及び第２の導体層を形成する際のめっきレジストとして形成されている。従って、絶縁層中に無電解めっき用触媒を含んだものは使用できない。内側パッド５は第１の開口部９に対応して、電子部品搭載部３に搭載される電子部品としてのＩＣチップ１０のパッド１１と、ボンディングワイヤ１２を介して電気的に接続するに十分な大きさに形成されている。
【００１６】
外側パッド６は絶縁層８上に形成されためっきレジスト層（絶縁層）１３の第２の開口部１４内に形成されており、内側パッド５よりも上層に配置されている。第２の開口部１４は第１の開口部９よりも外側で、第１の開口部９と同じ大きさの矩形状に形成されている。絶縁層８には配線用開口部（図２のみ図示）１５が第２の開口部１４と連続して形成されており、その配線用開口部１５には配線部（配線パターン）１６が外側パッド６と連続して形成されている。従って、外側パッド６は配線部１６と同一平面上で連続して形成されており、外側パッド６と配線部１６とで第２の導体層（パターン形成層）を構成している。
【００１７】
めっきレジスト層１３上にはソルダーレジスト１７が配線部１６を覆うようにして形成されている。なお、内側及び外側パッド５，６上には図示しないＮｉ／Ａｕめっきが施されている。
【００１８】
上記のように構成された電子部品搭載用基板１においては、内側パッド５と、外側パッド６とが同一層上に形成されていないので、従来とは異なり、外側パッド６の間に内側パッド５の配線部が通ることがない。従って、外側パッド６間のピッチを狭くすることができるとともに、外側パッド６と対応して形成される内側パッド５の配列に関しても狭ピッチ化することができる。この結果、接続パッドを形成する面積が限られる状況において、内側及び外側パッド５，６の数を増加することができる。
【００１９】
又、内側パッド５を絶縁層８に設けられた第１の開口部９に形成したことにより、スルーホールを介さずに他の層（第１の導体層７）と接続することができる。従って、内側パッド５の電気特性（配線抵抗値等）が外側パッド６と同様の特性となり、電子部品搭載用基板１上での電気特性が均一となる。この結果、高速性を有するベアチップを搭載しても、その動作時において内側パッド５を通る信号と、外側パッド６を通る信号との間に遅延が生じることがなくなる。又、内側及び外側パッド５，６の電気特性を考慮する必要がなくなるので、電子部品搭載用基板１の回路設計を極めて容易に行うことができる。
【００２０】
又、絶縁層８上に形成されためっきレジスト層１３によって、そのめっきレジスト層１３と内側パッド５との間に段差が生じる。この段差によってＩＣチップ１０のパッド１１と内側及び外側パッド５，６とをボンディングワイヤ１２によって電気的に接続した後、ボンディングワイヤ１２が自重により垂れたときにＩＣチップ１０の端部等に接触するのを防止することができる。
【００２１】
めっきレジスト層１３上にソルダーレジスト１７を配線部１６を覆うようにして形成したことにより、ＩＣチップ１０をポッティング樹脂によって封止する際に、その樹脂がソルダーレジスト１７によって堰き止められる。従って、ソルダーレジスト１７に樹脂のはみ出しを防止する役割も持たせることができる。
【００２２】
絶縁層８を第１の開口部９の周縁が第１の導体層７の縁部を覆うようにして形成したことにより、第１の導体層７の剥離強度が確保される。従って、第１の導体層７上に形成された内側パッド５の剥離を極力防止することができる。
【００２３】
次に、電子部品搭載用基板１をアディティブ法により製造する場合に具体化した一例を図３に従って説明する。
電子部品搭載部３及び接続パッド４を形成すべき部分の絶縁基板２上に、常法であるエッチドフォイル法により厚さ３５μｍの導体層３ａ及び複数の第１の導体層７を形成する。（図３（ａ））。このとき、導体層３ａと第１の導体層７との間には開口部Ｋが形成される。
【００２４】
次に、内側パッドを形成すべき部分及び電子部品搭載部となる部分を除いた第１の導体層７上、及び開口部Ｋの周縁部にエポキシ樹脂を主成分とするアディティブ用接着剤を厚さ７０μｍ（第１の導体層７上）となるように形成する。このアディティブ用接着剤が感光性樹脂を主成分として成るものであるときには、まず、全面に均一塗布し、次いで露光・現像することによって所定の開口部等を形成するものである。又、熱硬化性樹脂である場合にはスクリーン印刷法によって直接所定形状に塗布・硬化する。続いて、アディティブ用接着剤の表面を常法により粗化した後、パラジウム等の核触媒を付与して活性化処理を施して第１の開口部９を有する絶縁層８を形成する（図３（ｂ））。なお、第１の導体層７上には置換形のパラジウムを付与してもよい。
【００２５】
次に、ロールコータを用いて絶縁層８の表面に感光性のエポキシ樹脂からなるめっきレジストを塗布した後、露光・現像処理を行って第２の開口部１４及び配線用開口部１５を有する厚さ４０μｍのめっきレジスト層１３を形成する（図３（ｃ））。
【００２６】
続いて、無電解銅めっきを施して導体層を形成する。このとき、無電解銅めっきを絶縁層８及びめっきレジスト層１３の厚さまで施して、導体層３ａ上に導体層３ｂを形成し、第１の導体層７上の第１の開口部９内に第３の導体層としての内側パッド５を形成する。更に絶縁層８上の第２の開口部１４内に第２の導体層としての外側パッド６、及び配線用開口部１５内に配線部１６を連続して形成する（パターン形成工程）。
【００２７】
続いて、外側パッド６よりも外側の配線部１６及びめっきレジスト層１３上にソルダーレジスト１７を施す。更に、内側及び外側パッド５，６の表面にＮｉ（ニッケル）めっきを施して厚さ３μｍのＮｉ層（図示せず）を形成する。続いて、Ｎｉ層の上にＡｕ（金）めっきを施して厚さ０．３μｍのＡｕ層（図示せず）を形成することにより電子部品搭載用基板の製造が完了する（図３（ｄ））。
【００２８】
次に、電子部品搭載用基板１をセミアディティブ法により製造する場合に具体化した一例を説明する。
絶縁基板２上に形成された導体層３ａ及び複数の第１の導体層７上にめっきレジストを塗布し、露光・現像処理を行って、第１の開口部９を有する絶縁層８を形成する（図４（ａ））。
【００２９】
続いて、導体層３ａ、複数の第１の導体層７及び絶縁層８の表面にスパッタリングによりＣｕ薄膜１８を形成する。次いで、絶縁層８上のＣｕ薄膜１８にめっきレジストを塗布して第２の開口部１４及び配線用開口部１５を有するめっきレジスト層１３を形成する（図４（ｂ））。
【００３０】
次に、パターンめっきを施して導体層３ｂ、内側及び外側パッド５，６、配線部１６からなる配線パターンを形成する。その後、めっきレジスト層１３を除去するとともに、絶縁層８上のＣｕ薄膜１８をクイックエッチング処理によって除去する（パターン形成工程）。そして、絶縁層８上に永久レジスト層１９を形成した後、内側及び外側パッド５，６の表面にＮｉめっき及びＡｕめっきを施し、更に、永久レジスト層１９及び配線部１６の一部にソルダーレジスト１７を施して電子部品搭載用基板の製造が完了する（図４（ｃ））。
【００３１】
上記したいずれの製造方法においても、内側及び外側パッド５，６が同一導体層上にない構成であっても、絶縁層８及びめっきレジスト層１３を形成した後、無電解銅めっきやパターンめっきにより両パッド５，６を同時に効率良く形成することができる。
【００３２】
なお、本発明は以下のように具体化することもできる。
（１）上記実施例では、外側パッド６及び配線部１６の配線パターンを形成すべき部分を除いた絶縁層８上にめっきレジスト層１３を形成したが、そのめっきレジスト層１３を必要に応じて開口部Ｋを埋めた絶縁層８上に形成しなくてもよい。このようにすれば、電子部品搭載部３の周囲が階段状に形成されて、ＩＣチップ１０をポッティング樹脂によって封止する際に、その樹脂の流れが良くなる。このように選択的にめっきレジスト層１３を形成するには、上記したセミアディティブ法が簡単で良い。
【００３３】
（２）上記実施例では、第１及び第２の開口部９，１４の形状を矩形状としたが、代わりに、正方形や平行四辺形等の方形状、三角形や五角形等の多角形、あるいは台形、さらには楕円、長円等の形状としてもよい。第１及び第２のパッド形成用開口部９，１４の前記形状はボンディングワイヤ１２の長さ方向に伸びる形状で、ワイヤボンディングに支障のない大きさであることが好ましい。
【００３４】
（３）上記実施例では、内側及び外側パッド５，６の千鳥配置構造としたが、３重以上の構成としてもよい。パッド列を３列配置とした場合、図５に示すような構成となる。すなわち、第１の導体層２１、第１の絶縁層２２、第２の導体層２３、第２の絶縁層２４、第２の導体層２５が絶縁基板２上に順次積層されている。外側パッド３１は第２の導体層２５によって形成されている。外側パッド３１よりも内側に位置する第１の内側パッド３２は、第２の導体層２３上で、第２の絶縁層２４の開口部２４ａ内に第３の導体層２６として形成されている。最も内側に位置する第２の内側パッド３３は、第１の導体層２１上で、第１の絶縁層２２の開口部２２ａ、及び第２の導体層２３と同一層のめっきレジスト層２７の開口部２７ａ内にそれぞれ第３の導体層２８ａ，２８ｂとして形成されている。又、第２の絶縁層２４には開口部２７ａに対応する開口部２４ｂが形成されている。
【００３５】
上記構成ではパッドを３列に形成しても、各パッドの高さが異なるので、各パッドに接続されるボンディングワイヤが干渉することがない。又、第３の導体層２６を形成せずに、第２の内側パッド３３と外側パッド３１との２列配置とし、第２の導体層２３を例えば電源層あるいはアース層として構成することも可能である。
【００３６】
この場合の製造方法については、上記したアディティブ法あるいはセミアディティブ法により、第１の導体層２１、第１の絶縁層２２、第２の導体層２３及び第３の導体層２８ａを形成した後に、第２の絶縁層２４を形成する工程（絶縁層形成工程）と、第２の導体層２５及び第３の導体層２６，２８ｂを形成する工程（パターン形成工程）とを繰り返せばよい。従って、パッドが３列以上の場合、必要に応じて前記絶縁層形成工程とパターン形成工程とを繰り返せばよい。
【００３７】
（４）上記実施例では、外側パッド６よりも外側の配線部１６及びめっきレジスト層１３の表面にソルダーレジスト１７を形成したが、そのソルダーレジスト１７を必要に応じて形成しなくてもよい。
【００３８】
（５）上記実施例では、絶縁基板２をガラス・エポキシ樹脂製としたが、代わりに、熱硬化性のガラス・ポリイミド樹脂あるいは耐熱性熱可塑性樹脂等の樹脂基板、アルミナ（Ａｌ２  Ｏ３  ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等のセラミック基板としてもよい。
【００３９】
上記実施例から把握できる請求項に記載した以外の技術思想について、以下にその効果とともに記載する。
（１）請求項１に記載の基板において、絶縁層の内側端部を下層の絶縁層に形成されたパッド形成用の開口部よりも外側に設けた。このようにすれば、ポッティング樹脂の流れがよくなる。
【００４０】
（２）請求項１に記載の基板において、最も外側に位置するパッドよりも外側にソルダーレジストを設けた。このようにすれば、ポッティング樹脂のはみ出しを防止することができる。
【００４１】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１に記載の発明によれば２重以上の複数列に配置された接続用パッドの狭ピッチ化、及び他の列の接続用パッドとの電気特性の均一化を図ることができる。
【００４２】
又、請求項２に記載の発明によれば、第２及び第３の導体層が同一層でなくても両導体層を同時に効率良く形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電子部品搭載用基板を示す模式断面図である。
【図２】電子部品搭載用基板を示す部分概略平面図である。
【図３】電子部品搭載用基板の製造方法を示し、（ａ）は絶縁基板上に導体層を形成した状態を示す模式断面図であり、（ｂ）は絶縁層を形成した状態を示す模式断面図であり、（ｃ）は第２の絶縁層を形成した状態を示す模式断面図であり、（ｄ）は内側及び外側パッドを形成した状態を示す模式断面図である。
【図４】電子部品搭載用基板の別の製造方法を示し、（ａ）は絶縁層を形成した状態を示す模式断面図であり、（ｂ）は絶縁層及び導体層上にＣｕ薄膜を形成し、さらにめっきレジスト層を形成した状態を示す模式断面図であり、（ｃ）は内側及び外側パッドを形成した状態を示す模式断面図である。
【図５】他の実施例の電子部品搭載用基板を示す模式断面図である。
【符号の説明】
１…電子部品搭載用基板、２…絶縁基板、３…電子部品搭載部、４…接続パッド、５…第３の導体層としての内側の列のパッド、６…第２の導体層としての外側の列のパッド、７…第１の導体層、８…絶縁層、９…第１の開口部。
【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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