(57)【要約】【課題】              半導体素子を印刷配線板にフリップチップ実装したときの信頼性が高い印刷配線板、半導体装置、及びそれらの製造方法を提供すること。【解決手段】          半導体素子３０を実装するための開口部１１ａを有する金属板１１と、複数の配線層及び絶縁層が交互に積層され、かつ、配線層間がビア接続された多層配線層２３と、金属板が配された多層配線層の第１の面における前記金属板の開口部内に形成されるとともに、前記第１の面から突出した柱状に形成された第１の導電性パッド１５と、第２の導電性パッド２１と、を備え、金属板と多層配線層の境界面から第１の導電性パッドの頂部までの高さが、金属板の厚さと略同一に構成されることを特徴とする。【選択図】            図１
2006005165.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の配線層及び絶縁層が交互に積層され、かつ、前記配線層間がビア接続された多層配線層と、
前記多層配線層の第１の面に形成されるとともに、前記第１の面から突出した柱状に形成された複数の第１の導電性パッドと、
前記第１の面の反対側の第２の面に形成された複数の第２の導電性パッドと、
を備え、
前記第１の導電性パッドは、断面方向から見て、前記多層配線層側の面の径より柱の中間部分の径が小さく、かつ、頂部側の面の径より柱の中間部分の径が小さく構成されたことを特徴とする印刷配線板。
【請求項２】
半導体素子を実装するための開口部を有する金属板と、
前記金属板上に積層されるとともに、複数の配線層及び絶縁層が交互に積層され、かつ、前記配線層間がビア接続された多層配線層と、
前記金属板が配された前記多層配線層の第１の面における前記金属板の開口部内に形成されるとともに、前記第１の面から突出した柱状に形成された複数の第１の導電性パッドと、
前記第１の面の反対側の第２の面に形成された複数の第２の導電性パッドと、
を備え、
前記金属板と前記多層配線層の境界面から前記第１の導電性パッドの頂部までの高さが、前記金属板の厚さと略同一に構成されることを特徴とする印刷配線板。
【請求項３】
前記第１の導電性パッドは、断面方向から見て、前記多層配線層側の面の径より柱の中間部分の径が小さく、かつ、頂部側の面の径より柱の中間部分の径が小さく構成されたことを特徴とする請求項２記載の印刷配線板。
【請求項４】
前記第１の導電性パッドは、ニッケルよりなることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一に記載の印刷配線板。
【請求項５】
前記第１の導電性パッドは、導電性ペーストよりなることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一に記載の印刷配線板。
【請求項６】
前記第１の導電性パッドと、該第１の導電性パッドと接続される配線層との間に、前記第１の導電性パッドと前記配線層とが直接接合するときよりも密着性を高める導電層が介在することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一に記載の印刷配線板。
【請求項７】
前記多層配線層における前記金属板と接する絶縁層において前記第１の導電性パッドに通ずるように形成された開口部は、前記第１の導電性パッドが配された領域の範囲内に形成されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一に記載の印刷配線板。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一に記載の印刷配線板と、
前記第１の導電性パッドに接続された半導体素子と、
を備えることを特徴とする半導体装置。
【請求項９】
金属板の第１の面に第１の開口部を有する第１のエッチングレジストを形成するとともに、前記第１の面と反対側の面に前記第１の開口部と対応する第２の開口部を有する第２のエッチングレジストを形成する工程と、
前記第１の開口部及び前記第２の開口部から露出する前記金属板部位をエッチングすることにより、前記金属板の板面部分の径より中間部分の径が小さい貫通孔を形成する工程と、
少なくとも前記貫通孔内に導電性パッドを形成する工程と、
を含むことを特徴とする印刷配線板の製造方法。
【請求項１０】
金属板の所定の位置にパンチングにより貫通孔を形成する工程と、
前記金属板の第１の面に前記貫通孔の径よりも大きい第１の開口部を有する第１のエッチングレジストを形成するとともに、前記第１の面と反対側の面に前記第１の開口部と対応し、かつ、前記貫通孔の径よりも大きい第２の開口部を有する第２のエッチングレジストを形成する工程と、
前記第１の開口部及び前記第２の開口部から露出する前記金属板部位をエッチングすることにより、前記貫通孔を前記金属板の板面部分の径より中間部分の径を小さくなるように形成する工程と、
少なくとも前記貫通孔内に導電性パッドを形成する工程と、
を含むことを特徴とする印刷配線板の製造方法。
【請求項１１】
金属板の第１の面の所定の位置にレーザにより、前記第１の面側からその反対の第２の面側にかけて間口が小さくなる第１の孔を形成する工程と、
前記第２の面であって前記第１の孔と対応する位置にレーザにより、前記第２の面側から前記金属板の中間部分にかけて間口が小さくなる第２の孔を形成して、前記金属板の板面部分の径より中間部分の径を小さくなるように構成された貫通孔を形成する工程と、
少なくとも前記貫通孔内に導電性パッドを形成する工程と、
を含むことを特徴とする印刷配線板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、印刷配線板、半導体装置、及びそれらの製造方法に関し、特に、半導体素子を印刷配線板にフリップチップ実装したときの信頼性が高い印刷配線板、半導体装置、及びそれらの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の印刷配線板（半導体装置用パッケージ）において、導体配線が絶縁性樹脂層を介して多層に形成されて成る多層基板本体の一面側は、搭載される半導体素子の電極端子と接続される半導体素子用パッドが形成された半導体素子搭載面であり、且つ多層基板本体の他面側は、外部接続端子用パッドが形成された外部接続端子装着面である。かかる半導体装置用パッケージにおいて、該外部接続端子装着面には、外部接続端子用パッドの各々に対応するように形成された貫通孔の内壁面を含む全表面に絶縁処理が施された絶縁性金属板が接着され、前記半導体素子搭載面には、金属製の枠体が接合され、半導体素子用パッドが、その先端部が多層基板本体の半導体素子搭載面から突出するバンプ状のものがある（特許文献１参照）。このような構成によれば、半導体素子が搭載される搭載面が可及的に平坦で且つ厚さも可及的に薄くでき、構成部材間の熱膨張差に起因する反りを防止できるとともに、端面が平坦面に形成された半導体素子の電極端子を対応する半導体素子用パッドに直接接合できるというものである。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１４２６１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の印刷配線板は、半導体素子搭載面から突出する複数の半導体素子用パッドの高さが不均一になる場合があり、半導体素子からの熱により半導体素子用パッドと導体配線の熱伝導等の差が生じ、半導体素子用パッドに応力がかかりクラックが生じることがあった。
【０００５】
また、印刷配線板の半導体素子用パッドの間隔がファインピッチ（２００μｍ未満）になるにつれ、各半導体素子用パッド間でのショートが生じやすく、各半導体素子用パッドへのバンプ（半田ボール）の形成（スクリーン印刷、インクジェット印刷等）が困難になってきた。
【０００６】
また、印刷配線板の反り等を防止するために、印刷配線板に接合された金属製の枠体（金属板）をそのまま補強板（スティフナー）として残すと、半導体素子が収納される部分が凹部となり、当該凹部の領域内の正確な位置にバンプを形成（スクリーン印刷、インクジェット印刷等）することが困難であった。
【０００７】
さらに、従来の印刷配線板は、半導体素子用パッドとなる半田と導体配線となる銅めっきとが直接接合している。半導体素子と印刷配線板に熱膨張率の差があった場合、半導体素子などからの熱により応力が生じる。半導体素子と半導体素子用パッドは結合しているため、応力は半導体素子用パッドと導体配線との結合部に集中する。そのため、印刷配線板にクラックが生じやすく、半導体装置の信頼性を低下させていた。
【０００８】
本発明の第１の目的は、半導体素子を印刷配線板にフリップチップ実装したときの信頼性が高い印刷配線板、半導体装置、及びそれらの製造方法を提供することである。
【０００９】
本発明の第２の目的は、各半導体素子用パッドの正確な位置にバンプが形成された印刷配線板、半導体装置、及びそれらの製造方法を提供することである。
【００１０】
本発明の第３の目的は、半導体素子用パッドと導体配線との密着性がよく、半導体素子を印刷配線板にフリップチップ実装したときの信頼性が高い印刷配線板、半導体装置、及びそれらの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の第１の視点においては、印刷配線板において、複数の配線層及び絶縁層が交互に積層され、かつ、前記配線層間がビア接続された多層配線層と、前記多層配線層の第１の面に形成されるとともに、前記第１の面から突出した柱状に形成された複数の第１の導電性パッドと、前記第１の面の反対側の第２の面に形成された複数の第２の導電性パッドと、を備え、前記第１の導電性パッドは、断面方向から見て、前記多層配線層側の面の径より柱の中間部分の径が小さく、かつ、頂部側の面の径より柱の中間部分の径が小さく構成されたことを特徴とする。
【００１２】
本発明の第２の視点においては、印刷配線板において、半導体素子を実装するための開口部を有する金属板と、前記金属板上に積層されるとともに、複数の配線層及び絶縁層が交互に積層され、かつ、前記配線層間がビア接続された多層配線層と、前記金属板が配された前記多層配線層の第１の面における前記金属板の開口部内に形成されるとともに、前記第１の面から突出した柱状に形成された複数の第１の導電性パッドと、前記第１の面の反対側の第２の面に形成された複数の第２の導電性パッドと、を備え、前記金属板と前記多層配線層の境界面から前記第１の導電性パッドの頂部までの高さが、前記金属板の厚さと略同一に構成されることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の前記印刷配線板において、前記第１の導電性パッドは、断面方向から見て、前記多層配線層側の面の径より柱の中間部分の径が小さく、かつ、頂部側の面の径より柱の中間部分の径が小さく構成されることが好ましい。
【００１４】
また、本発明の前記印刷配線板において、前記第１の導電性パッドは、ニッケルよりなることが好ましい。
【００１５】
また、本発明の前記印刷配線板において、前記第１の導電性パッドは、導電性ペーストよりなることが好ましい。
【００１６】
また、本発明の前記印刷配線板において、前記第１の導電性パッドと、該第１の導電性パッドと接続される配線層との間に、前記第１の導電性パッドと前記配線層とが直接接合するときよりも密着性を高める導電層が介在することが好ましい。
【００１７】
また、本発明の前記印刷配線板において、前記多層配線層における前記金属板と接する絶縁層において前記第１の導電性パッドに通ずるように形成された開口部は、前記第１の導電性パッドが配された領域の範囲内に形成されていることが好ましい。
【００１８】
また、本発明の前記印刷配線板において、前記第１の導電性パッドの頂部は、平坦であることが好ましい。
【００１９】
本発明の第３の視点においては、半導体装置において、前記印刷配線板と、前記第１の導電性パッドに接続された半導体素子と、を備えることを特徴とする。
【００２０】
本発明の第４の視点においては、印刷配線板の製造方法において、金属板の第１の面に第１の開口部を有する第１のエッチングレジストを形成するとともに、前記第１の面と反対側の面に前記第１の開口部と対応する第２の開口部を有する第２のエッチングレジストを形成する工程と、前記第１の開口部及び前記第２の開口部から露出する前記金属板部位をエッチングすることにより、前記金属板の板面部分の径より中間部分の径が小さい貫通孔を形成する工程と、少なくとも前記貫通孔内に導電性パッドを形成する工程と、を含むことを特徴とする。
【００２１】
本発明の第５の視点においては、印刷配線板の製造方法において、金属板の所定の位置にパンチングにより貫通孔を形成する工程と、前記金属板の第１の面に前記貫通孔の径よりも大きい第１の開口部を有する第１のエッチングレジストを形成するとともに、前記第１の面と反対側の面に前記第１の開口部と対応し、かつ、前記貫通孔の径よりも大きい第２の開口部を有する第２のエッチングレジストを形成する工程と、前記第１の開口部及び前記第２の開口部から露出する前記金属板部位をエッチングすることにより、前記貫通孔を前記金属板の板面部分の径より中間部分の径を小さくなるように形成する工程と、少なくとも前記貫通孔内に導電性パッドを形成する工程と、を含むことを特徴とする。
【００２２】
本発明の第６の視点においては、印刷配線板の製造方法において、金属板の第１の面の所定の位置にレーザにより、前記第１の面側からその反対の第２の面側にかけて間口が小さくなる第１の孔を形成する工程と、前記第２の面であって前記第１の孔と対応する位置にレーザにより、前記第２の面側から前記金属板の中間部分にかけて間口が小さくなる第２の孔を形成して、前記金属板の板面部分の径より中間部分の径を小さくなるように構成された貫通孔を形成する工程と、少なくとも前記貫通孔内に導電性パッドを形成する工程と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明（請求項１〜１１）によれば、半導体素子搭載面から突出する複数の第１の導電性パッド（半導体素子用パッド）の高さが金属板の厚さと略同一であるので、半導体素子と印刷配線板との間の応力が緩和されるため、半導体素子を印刷配線板にフリップチップ実装したときの信頼性が高くなる。これにより、半導体装置の歩留まりの低下を抑えることができる。
【００２４】
本発明（請求項１〜１１）によれば、バンプに置き換えた第１の導電性パッド（半導体素子用パッド）が予め形成されるので、各半導体素子用パッドの正確な位置にバンプを形成したといえる。
【００２５】
本発明（請求項１、３）によれば、縦断面方向から見たときの第１の導電性パッド（半導体素子用パッド）が鼓形状であるので、封止樹脂が充填しやすくなる。また、かかるパッドの形状により、半導体素子と印刷配線板との間の応力は緩和される。
【００２６】
本発明（請求項６）によれば、第１の導電性パッドと配線層との間に導電性ペースト等の密着性を高める導電層を介在させている。導電層により、第１の導電性パッドと配線層との密着性が高まるとともに、印刷配線板にクラックが生じることを防止できる。すなわち、印刷配線板と半導体素子との熱膨張率の差により生じた応力は、半導体素子と結合した第１の導電性パッドを通じて印刷配線板に伝わるが、当該応力は、導電層に吸収される。そのため、第１の導電性パッドと配線層との間や、印刷配線板の他の部位でのクラックの発生を防止することができ、半導体素子を印刷配線板にフリップチップ実装したときの信頼性がさらに高くなる。これにより、半導体装置の歩留まりの低下をさらに抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
（実施形態１）
本発明の実施形態１に係る半導体装置及び印刷配線板について図面を用いて説明する。図１は、本発明の実施形態１に係る半導体装置の構成を模式的に示した（Ａ）表面側からの斜視図、（Ｂ）裏面側からの斜視図、及び（Ｃ）部分断面図である。実施形態１に係る半導体装置は、フリップチップボールグリッドアレイ（ＦＣＢＧＡ）を適用したものである。
【００２８】
図１（Ａ）を参照すると、半導体装置１は、印刷配線板１０、半導体素子３０、を有する。印刷配線板１０は、金属板１１と、多層配線層２３と、を有する。金属板１１は、多層配線層２３上に積層され、半導体素子３０が搭載される領域を除く領域に貫通した開口部１１ａを有する。多層配線層２３は、コアになる基板のないビルドアップ層であり、複数の配線層及び絶縁層が交互に積層され、配線層間がビア接続されている。多層配線層２３は、公知のビルドアップ工法によって形成することができる。半導体素子３０は、多層配線層２３上における金属板１１の開口部１１ａの領域に実装されている。
【００２９】
図１（Ｂ）を参照すると、多層配線層２３における金属板１１が配置されている面（表面）の反対側の面（裏面）には、第１のバンプ２２が搭載されている。
【００３０】
図１（Ｃ）を参照すると、半導体装置１は、金属板１１、第１の絶縁層１４、第１の導電性パッド１５、導電層１６、第１の配線層１７、第２の絶縁層１８、第２の配線層１９、第３の絶縁層２０、第２の導電性パッド２１、第１のバンプ２２、半導体素子３０、第２のバンプ３１、封止樹脂４０、を有する。第１の絶縁層１４、第１の配線層１７、第２の絶縁層１８、第２の配線層１９、第３の絶縁層２０が積層した層は、図１（Ａ）の多層配線層２３に対応する。
【００３１】
金属板１１は、その中央に貫通する開口部１１ａが形成された枠状の補強板（スティフナー）である。また、金属板１１は金属から構成されているため、最表層のグランドとしての機能を持たせることができる。金属板１１の開口部１１ａ内には、第１の導電性パッド１５及び封止樹脂４０が収納されている。金属板１１には、例えば、ステンレス、鉄、ニッケル、銅及びアルミニウムよりなる群から選択された少なくとも１種の金属を用いることができ、また、その合金を用いることができるが、取り扱いの面からすれば、銅が最適である。また、金属板１１の厚さは、例えば、０．１〜１．５ｍｍとすることができる。
【００３２】
第１の絶縁層１４は、金属板１１と接合する絶縁性の樹脂層である。第１の絶縁層１４は、半導体素子３０の電極端子と対応する位置に開口部を有する。第１の絶縁層１４の開口部内には、少なくとも導電層１６が配されている。第１の絶縁層１４として、例えば、エポキシ樹脂、エポキシアクリレート樹脂、ウレタンアクリレート樹脂、ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、フッ素樹脂、ベンゾシクロブテン樹脂、液晶ポリマー等の絶縁性樹脂から選択された１種又は２種以上の絶縁性樹脂を用いることができ、熱硬化性樹脂や感光性樹脂であってもよく、例えば、感光性ソルダーレジスト（太陽インキ製造社製  ＰＳＲ４０００  ＮＡＳ−９０−ＴＹ、タムラ化研社製  ＤＳＲ  ２２００  ＢＧＸ−８等）等を用いることができる。また、基板強度を上げるため、絶縁性樹脂に、補強材としてガラスクロス、ガラス不織布、アラミド不織布、アラミドフィルム、ポリイミドフィルム等を積層してもよい。また、第１の絶縁層１４には、樹脂フィルムや樹脂付き銅箔（ＲＣＣ）を用いることもできる。
【００３３】
第１の導電性パッド１５は、半導体素子３０の電極端子と電気的に接続するための導電性媒体であり、第１の絶縁層の表面から突出した柱状パッドである。第１の導電性パッド１５は、縦断面方向から見ると鼓形状、すなわち、導電層１６と接する面の径より柱の中間部分の径が小さく、かつ、第２のバンプ３１と接する面の径より柱の中間部分の径が小さく構成されている。第１の導電性パッド１５は、第１の絶縁層１４の開口部ごとに配されている。第１の導電性パッド１５の突出部分の高さ（第１の絶縁層１４表面から先端部分までの高さ）は、金属板１１の厚さ（例えば、０．１〜１．５ｍｍ）と略均一である。第１の導電性パッド１５の第２のバンプ３１と接する面は、金属板１１の第１の絶縁層１４側の面と反対側の面に沿って略平坦である。第１の導電性パッド１５には、例えば、ニッケル等を用いることができる。
【００３４】
導電層１６は、第１の導電性パッド１５と第１の配線層１７とが直接接合するときよりも密着性を高める導電性媒体であり、第１の絶縁層１４の開口部ごとに、第１の導電性パッド１５と第１の配線層１７の間に介在している。導電層１６には、第１の導電性パッド１５と第１の配線層１７とが直接接合するときよりも密着性を高める材料が選択され、例えば、エポキシ樹脂、シリコン樹脂などの絶縁樹脂に金属（銅、銀、金、半田等）、カーボンなどの導電性微粒子を分散させた１種又は２種以上の導電性ペーストや、ポリピロール、ポリアセチレン、ポリアニリン、ポリアリレーン、ポリアリレーンビニレン、ポリチオフェン、ポリ−３−アルキルチオフェン等の導電性高分子を用いることができ、コストの観点から、導電性銅ペーストが最適である。導電層１６は、半導体素子３０と印刷配線板１０との間に熱膨張率の差による応力が生じた場合、第１の導電性パッド１５を介して伝わる応力を吸収するクッションともなる。
【００３５】
第１の配線層１７は、導電層１６を含む第１の絶縁層１４の表面にパターン形成された導電層である。第１の配線層１７には、例えば、金、銀、銅、ニッケル等から選択された少なくとも１種の金属又はその合金を用いることができ、コストの観点から、銅が最適である。また、その形成は、無電解めっき、電解めっき等で行う。
【００３６】
第２の絶縁層１８は、第１の配線層１７を含む第１の絶縁層１４の表面に形成された絶縁性の樹脂層である。第２の絶縁層１８は、第１の配線層１７に通じる開口部（ビア）を有する。第２の絶縁層１８には、第１の絶縁層１４と同様の材料を用いることができ、第１の絶縁層１４と異なる材料を用いてもよいが、ビルドアップの観点から、樹脂付き銅箔を用いてもかまわない。
【００３７】
第２の配線層１９は、第２の絶縁層１８の表面にパターン形成された導電層であり、第２の絶縁層１８の開口部を通じて第１の配線層１７と電気的に接続（ビア接続）する。第２の配線層１９は、さらに第２の絶縁層１８を介して多層に形成して層間をビア接続させてもよい。第２の配線層１９には、第１の配線層１７と同様の材料を用いることができ、コストの観点から、銅が最適である。
【００３８】
第３の絶縁層２０は、第２の配線層１９を含む第２の絶縁層１８の表面に形成された絶縁性の樹脂層である。第３の絶縁層２０は、第２の配線層１９に通じる開口部を有する。第３の絶縁層２０の開口部内には、第２の導電性パッド２１が配されている。第３の絶縁層２０には、第１の絶縁層１４と同様の材料を用いることができ、第１の絶縁層１４及び第２の絶縁層１８と異なる材料を用いてもよいが、多層配線層の表層であることを考慮すると、ソルダーレジストが望ましい。
【００３９】
第２の導電性パッド２１は、第３の絶縁層２０の開口部における第２の配線層１９の表面に形成された導電性媒体である。第２の導電性パッド２１は、少なくとも第２の配線層１９、第１の配線層１７及び導電層１６を介して対応する第１の導電性パッド１５と電気的に接続している。第２の導電性パッド２１には、例えば、金、錫、ニッケル及び半田から選択された少なくとも１種の金属を用いることができ、また、その合金を用いることができ、その形成は、無電解めっき、電解めっき等で行う。第２の導電性パッド２１は、１層構造だけでなく２層以上であってもよく、第２の導電性パッド２１と第２の配線層１９の密着性等を考慮すれば、第２の配線層１９側から順に、ニッケルめっき層及び金めっき層の２層構造が最適である。
【００４０】
第１のバンプ２２は、第２の導電性パッド２１の表面に形成された、外部の電子部品（図示せず）と電気的に接続するための導電性突起媒体である。第１のバンプ２２には、金、銅、半田（Ｓｎ−Ｐｂ共晶はんだ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕはんだ等）などの金属材料、導電性樹脂、樹脂部材の表面に金属材料を被覆した複合材料を用いることができ、取り扱い等の観点から、半田ボールが最適である。
【００４１】
半導体素子３０は、例えば、ＬＳＩ等の半導体チップであり、半導体素子３０の電極端子は、対応する第２のバンプ３１を介して第１の導電性パッド１５と接続される。第２のバンプ３１には、第１のバンプ２２と同様の材料を用いることができ、取り扱い等の観点から、半田が最適である。
【００４２】
封止樹脂４０は、半導体素子３０と第１の絶縁層１４の間の隙間を封止する絶縁性樹脂である。封止樹脂４０には、求められる特性に応じて、公知の封止材料（例えば、エポキシ樹脂等）を選択して用いることができる。
【００４３】
次に、本発明の実施形態１に係る半導体装置及び印刷配線板の製造方法について図面を用いて説明する。図２及び図３は、本発明の実施形態１に係る印刷配線板の断面を主たる製造工程について工程順に模式的に示した部分断面図である。なお、図２及び図３は、単に、図面作成の都合で分図されている。
【００４４】
まず、金属板１１（例えば、銅板）に、第１の導電性パッド１５を形成するための貫通孔１１ｂを形成する（ステップＡ１；図２（Ａ）参照）。ここでの貫通孔１１ｂの形成方法は、金属板１１の両面に開口部１２ａ、１３ａを有するエッチングレジスト１２、１３を形成し、その後、このエッチングレジスト１２、１３をマスクとして、エッチングレジスト１２、１３の開口部１２ａ、１３ａより露出した金属板１１の部位をエッチングする。金属板１１へのエッチングは等方的に行われる。エッチングが進行するにつれ金属板１１には両面から凹部が形成され、両面の凹部が貫通する。この方法によって、縦断面方向から見て貫通孔１１ｂを鼓形状、すなわち、金属板１１の板面部分の径より中間部分の径を小さくすることができる。なお、エッチングレジスト１２の複数の開口部１２ａは、エッチングレジスト１３のそれぞれの開口部１３ａと対応した位置に形成されている。エッチングレジスト１２、１３の形成方法には、（１）エッチングレジスト１２、１３が液状の場合はスピンコート法、ダイコート法、カーテンコート法又は印刷法等によりエッチングレジスト１２、１３を積層する方法、（２）エッチングレジスト１２、１３がドライフィルムの場合はラミネート法等でエッチングレジスト１２、１３を積層した後、乾燥等の処理を施してエッチングレジスト１２、１３を固める方法、（３）エッチングレジスト１２、１３が感光性の場合はフォトリソグラフィ法等によりエッチングレジスト１２、１３をパターニングする方法、（４）エッチングレジスト１２、１３が非感光性の場合はレーザ加工法等によりエッチングレジスト１２、１３をパターニングする方法などがある。なお、貫通孔１１ｂを形成した後は、エッチングレジスト１２、１３を除去する。
【００４５】
次に、金属板１１の貫通孔１１ｂ内に第１の導電性パッド１５を形成する（ステップＡ２；図２（Ｂ）参照）。ここで、第１の導電性パッド１５（例えば、ニッケル）は、例えば、電解めっき法によって形成することができる。すなわち、めっきにより貫通孔１１ｂの側壁にめっき金属を付着させていき、最終的に貫通孔１１ｂをニッケル等のめっき金属で充填する。
【００４６】
次に、金属板１１の片側の表面に第１の絶縁層１４を形成した後、第１の絶縁層１４の所定の位置に第１の導電性パッド１５が露出する開口部１４ａを形成する（ステップＡ３；図２（Ｃ）参照）。ここで、第１の絶縁層１４の形成方法には、例えば、（１）樹脂フィルムを貼り付けて、ＹＡＧレーザ、炭酸ガスレーザ等のレーザ光によって開口部１４ａを形成する方法、（２）樹脂付き銅箔（ＲＣＣ）を貼り付けて、開口部１４ａの銅箔をエッチングし、レーザ加工若しくはプラズマ加工により開口部１４ａを形成し、不要な銅箔を除去する方法、（３）熱硬化性樹脂を印刷、塗布等して硬化させ、ＹＡＧレーザ、炭酸ガスレーザ等のレーザ光によって開口部１４ａを形成する方法、（４）第１の絶縁層１４として、感光性樹脂を印刷、塗布等して硬化させ、フォトリソグラフィ法によって開口部１４ａを形成する方法等があり、ビルドアップの観点から、樹脂付き銅箔を用いる方法が最適である。また、レーザ光によって開口部１４ａを形成した場合、開口部１４ａの壁面に付着したコンタミネーションを除去するために、過マンガン酸液で洗浄することが好ましい。
【００４７】
次に、第１の絶縁層１４の開口部１４ａ内であって第１の導電性パッド１５の表面に導電層１６を形成する（ステップＡ４；図２（Ｄ）参照）。ここで、導電層１６（例えば、導電性銅ペースト）は、インクジェット方式又はスクリーン方式などの印刷により形成することができる。
【００４８】
次に、導電層１６を含む第１の絶縁層１４の表面に、第１の配線層１７、第２の絶縁層１８、第２の配線層１９、第３の絶縁層２０をこの順に積層し、配線層間がビア接続された多層配線層２３を形成する（ステップＡ５；図２（Ｅ）参照）。ここで、第１の配線層１７（例えば、銅めっき）は、例えば、第１の絶縁層１４の表面の化学粗化（デスミア、樹脂粗化処理等）を行ない、その後、組立体表面（ビア底も含む）に無電解銅めっきでシード層を形成し、その後、回路形成用のドライフィルムを基板にラミネートしてからマスク露光、現像工程を経て、所望の配線パターンを形成した後、電解めっき法で配線パターンを形成し、ドライフィルムを剥がし、その後、エッチングによりシード層を除去することにより形成することができる。第２の配線層１９（例えば、銅めっき）も、第１の配線層１７と同様の方法により形成することができる。第２の絶縁層１８（例えば、樹脂付き銅箔）は、第１の絶縁層１４と同様の方法（例えば、樹脂付き銅箔を用いる方法）により形成することができる。なお、第２の配線層１９上にさらに配線層、絶縁層を多層に形成して層間をビア接続させてもよい。第３の絶縁層２０は、第１の絶縁層１４と同様の方法（例えば、感光性樹脂（ソルダーレジスト）を用いる方法）により形成することができる。第３の絶縁層２０の所定の位置に、第２の配線層１９が露出する開口部２０ａが形成されている。
【００４９】
次に、第３の絶縁層２０に形成された開口部から露出する第２の配線層１９の表面に第２の導電性パッド２１を形成する（ステップＡ６；図３（Ａ）参照）。ここで、第２の導電性パッド２１（例えば、ニッケルめっき層、金めっき層の積層構造）は、例えば、電解めっき法によって形成することができる。
【００５０】
次に、金属板１１における第１の導電性パッド１５が形成されている領域を含む領域に開口部１１ａを形成し、第１の絶縁層１４を露出させる（ステップＡ７；図３（Ｂ）参照）。ここで、開口部１１ａは、少なくとも多層配線層が配された面とは反対側の面の金属板１１の表面に開口部を有するエッチングレジスト２４を形成し、その後、このエッチングレジスト２４をマスクとして、エッチングレジスト２４の開口部より露出した金属板１１の部位のみをエッチングする。その際、金属板１１をエッチングし、かつ、第１の導電性パッド１５をエッチングしないエッチング液を用い、第１の導電性パッド１５を残す。なお、エッチングに際し、第２の導電性パッド２１を含む第３の絶縁層２０の表面にもエッチングレジストを形成して、第２の導電性パッド２１を保護してもよい。また、エッチングレジスト２４の形成方法は、エッチングレジスト１２、１３（図２（Ａ）参照）の形成方法と同様である。また、開口部１１ａを形成した後は、エッチングレジスト１２、１３を除去する。また、開口部１１ａを形成せずに、金属板１１全体を除去するようにしてもよい。金属板１１全体を除去した場合は、露出した第１の絶縁層１４の表面の所定の領域にソルダーレジストを形成する。
【００５１】
次に、半導体素子３０の接続電極（図示せず）と、対応する第１の導電性パッド１５とを半田等の第２のバンプ３１によりフリップチップ接続した後、封止樹脂４０を半導体素子３０と第１の絶縁層１４との間の空間に流し込み、硬化させる（ステップＡ８；図３（Ｃ）参照）。
【００５２】
最後に、第２の導電性パッド２１に第１のバンプ２２を装着する（ステップＡ９；図３（Ｄ）参照）。
【００５３】
以上のように構成された印刷配線板によれば、平坦な金属板１１上に多層配線層２３を設けているため、多層配線層２３の平坦性が良好である。また、第１の導電性パッド１５は、半導体素子３０側の頂部が平坦であるため、半導体素子３０を印刷配線板１０にフリップチップ実装することが容易である。また、第１の導電性パッド１５の高さが均一であるため、多層配線層２３と半導体素子３０との接続部が均一であり、半導体素子３０を印刷配線板１０にフリップチップ実装したときの信頼性が高い。また、第１の導電性パッド１５の高さを高くすれば、半導体素子３０と印刷配線板１０との間の応力を緩和させることができる。また、第１の導電性パッド１５は、縦断面方向から見たときの形状が鼓形状であるので、封止樹脂４０が充填しやすくなり、かつ、鼓形状の第１の導電性パッド１５は変形しやすく、応力を変形することで吸収する。また、半導体装置は、半導体素子３０が金属板１１の開口部１１ａ領域内に配され、反りがなく平坦な多層配線層２３の最表面に接続されているため、多層配線層２３と半導体素子３０との接続部が安定し信頼性が高い。さらに、第１の導電性パッド１５と第１の配線層１７との間に導電層１６が介在する場合は、第１の導電性パッド１５と第１の配線層１７との密着性がよくなる。また、第１の導電性パッド１５を介して印刷配線板１０に伝わる応力は、導電層１６に吸収され、第１の導電性パッド１５と第１の配線層１７との間や、印刷配線板１０の他の部位でのクラックの発生を防止することができ、半導体素子３０を印刷配線板１０にフリップチップ実装したときの信頼性がさらに高くなる。
【００５４】
（実施形態２）
本発明の実施形態２に係る半導体装置及び印刷配線板について図面を用いて説明する。図４は、本発明の実施形態２に係る半導体装置の構成を模式的に示した部分断面図である。実施形態２に係る半導体装置は、実施形態１に係る半導体装置における導電層（図１（Ｃ）の１６参照）を有しない点で異なる。
【００５５】
図４を参照すると、実施形態２に係る半導体装置では、第１の配線層１７（例えば、銅）と第１の導電性パッド１５とが直接接続しても密着性が確保されるように、第１の導電性パッド１５に導電性ペースト等を用いている。導電性ペーストを用いる場合は、半導体素子３０の電極端子とを結ぶ第２のバンプ３１はＡｕのスタッドバンプであることが好ましい。第１の導電性パッド１５の縦断面方向から見たときの形状は、実施形態１の第１の導電性パッドの形状（鼓形状）と同様である。また、第１の導電性パッド１５の突出部分の高さ（第１の絶縁層１４表面から先端部分までの高さ）は、実施形態１と同様、金属板１１の厚さ（例えば、０．１〜１．５ｍｍ）で略均一である。
【００５６】
次に、本発明の実施形態２に係る半導体装置及び印刷配線板の製造方法について図面を用いて説明する。図５は、本発明の実施形態２に係る印刷配線板の断面を主たる製造工程について工程順に模式的に示した部分断面図である。
【００５７】
まず、金属板１１（例えば、銅板）に、第１の導電性パッド１５を形成するための貫通孔１１ｂを形成する（ステップＢ１；図５（Ａ）参照）。なお、貫通孔１１ｂの形成方法については、実施形態１におけるステップＡ１と同様である。
【００５８】
次に、金属板１１の貫通孔１１ｂ内に第１の導電性パッド１５を形成する（ステップＢ２；図５（Ｂ）参照）。ここで、第１の導電性パッド１５（例えば、導電性ペースト）は、例えば、インクジェット方式又はスクリーン方式などの印刷により形成することができる。
【００５９】
次に、金属板１１の片側の表面に第１の絶縁層１４を形成した後、第１の絶縁層１４の所定の位置に第１の導電性パッド１５が露出する開口部１４ａを形成する（ステップＢ３；図５（Ｃ）参照）。ここで、開口部１４ａは、金属板１１に開口部（図３（Ｂ）の１１ａ参照）をエッチング形成する際に第１の配線層１７がエッチングされないようにするため、金属板１１が露出しないように第１の導電性パッド１５が配された領域の範囲内で形成する必要がある。なお、第１の絶縁層１４及び開口部１４ａの形成方法については、実施形態１におけるステップＡ３と同様である。
【００６０】
次に、第１の導電性パッド１５を含む第１の絶縁層１４の表面に、第１の配線層１７、第２の絶縁層１８、第２の配線層１９、第３の絶縁層２０をこの順に積層し、配線層間がビア接続された多層配線層２３を形成する（ステップＢ４；図５（Ｄ）参照）。なお、多層配線層２３の形成方法については、実施形態１におけるステップＡ５と同様である。ステップＢ４以降の工程は、実施形態１におけるステップＡ６〜Ａ９（図３参照）と同様である。
【００６１】
実施形態２によれば、第１の導電性パッド１５と第１の配線層１７との密着性が確保されるので、実施形態１の導電層（図１（Ｃ）の１６参照）を形成しなくてもよくなり、製造工程を減少させた分、半導体装置のコストダウンを図ることができる。また、実施形態１と同様の効果を奏する。
【００６２】
（実施形態３）
次に、本発明の実施形態３に係る半導体装置及び印刷配線板について図面を用いて説明する。図６は、本発明の実施形態３に係る印刷配線板の断面を主たる製造工程について工程順に模式的に示した部分断面図である。実施形態３に係る半導体装置は、構成自体は実施形態１に係る半導体装置と同様であるが、製造方法が異なる。実施形態３に係る半導体装置の構成については、図１を参照されたい。
【００６３】
まず、金属板１１（例えば、銅板）に、パンチングによって貫通孔１１ｂを形成する（ステップＣ１；図６（Ａ）参照）。この段階の金属板１１の貫通孔１１ｂは、径が略均一である。
【００６４】
次に、金属板１１の両面に、パンチングによる貫通孔と対応する位置に開口部１２ａ、１２ｂを有するエッチングレジスト１２、１３を形成する（ステップＣ２；図６（Ｂ）参照）。なお、エッチングレジスト１２、１３の形成方法は、実施形態１におけるステップＡ１と同様である。
【００６５】
次に、エッチングレジスト１２、１３をマスクとして、エッチングレジストの開口部より露出した金属板１１の部位をエッチングする（ステップＣ３；図６（Ｃ）参照）。このエッチングの際、貫通孔１１ｂの両端に等方的なエッチングが行われることで、縦断面方向から見て貫通孔１１ｂを鼓形状にすることができる。すなわち、金属板１１の板面部分の径より中間部分の径を小さくすることができる。貫通孔１１ｂを形成した後は、エッチングレジスト１２、１３を除去する。ステップＣ３以降の工程は、実施形態１におけるステップＡ２〜Ａ９（図２（Ｂ）〜（Ｅ）及び図３参照）と同様である。
【００６６】
実施形態３によれば、実施形態１と同様の効果を奏する。
【００６７】
（実施形態４）
次に、本発明の実施形態４に係る半導体装置及び印刷配線板について図面を用いて説明する。図７は、本発明の実施形態４に係る印刷配線板の断面を主たる製造工程について工程順に模式的に示した部分断面図である。実施形態４に係る半導体装置は、構成自体は実施形態１に係る半導体装置と同様であるが、製造方法が異なる。実施形態４に係る半導体装置の構成については、図１を参照されたい。
【００６８】
まず、金属板１１を第１の面側からレーザによって第１の孔１１ｃを形成する（ステップＤ１；図７（Ａ）参照）。なお、第１の孔１１ｃは、有底孔でも貫通孔でもよい。
【００６９】
次に、金属板１１を第１の面と反対側の第２の面側から第１の孔１１ｃと対応する位置にレーザによって貫通孔１１ｂを形成する（ステップＤ２；図７（Ｂ）参照）。このレーザ孔開けによって、縦断面方向から見て貫通孔１１ｂを鼓形状、すなわち、金属板１１の板面部分の径より中間部分の径を小さくすることができる。ステップＤ２以降の工程は、実施形態１におけるステップＡ２〜Ａ９（図２（Ｂ）〜（Ｅ）及び図３参照）と同様である。
【００７０】
実施形態４によれば、実施形態１と同様の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の実施形態１に係る半導体装置の構成を模式的に示した（Ａ）表面側からの斜視図、（Ｂ）裏面側からの斜視図、及び（Ｃ）部分断面図である。
【図２】本発明の実施形態１に係る印刷配線板の断面を主たる製造工程の前半について工程順に模式的に示した部分断面図である。
【図３】本発明の実施形態１に係る印刷配線板の断面を主たる製造工程の後半について工程順に模式的に示した部分断面図である。
【図４】本発明の実施形態２に係る半導体装置の構成を模式的に示した部分断面図である。
【図５】本発明の実施形態２に係る印刷配線板の断面を主たる製造工程について工程順に模式的に示した部分断面図である。
【図６】本発明の実施形態３に係る印刷配線板の断面を主たる製造工程について工程順に模式的に示した部分断面図である。
【図７】本発明の実施形態４に係る印刷配線板の断面を主たる製造工程について工程順に模式的に示した部分断面図である。
【符号の説明】
【００７２】
１  半導体装置
１０  印刷配線板
１１  金属板
１１ａ  開口部
１１ｂ  貫通孔
１１ｃ  第１の孔
１２、１３  エッチングレジスト
１２ａ、１３ａ  開口部
１４  第１の絶縁層
１４ａ  開口部
１５  第１の導電性パッド
１６  導電層
１７  第１の配線層
１８  第２の絶縁層
１９  第２の配線層
２０  第３の絶縁層
２０ａ  開口部
２１  第２の導電性パッド
２２  第１のバンプ
２３  多層配線層
２４  エッチングレジスト
３０  半導体素子
３１  第２のバンプ
４０  封止樹脂
【図１】
2006005165.tif 000003
【図２】
2006005165.tif 000004
【図３】
2006005165.tif 000005
【図４】
2006005165.tif 000006
【図５】
2006005165.tif 000007
【図６】
2006005165.tif 000008
【図７】
2006005165.tif 000009