(57)【要約】【課題】  半導体素子の電極と半導体素子接続パッドとの接続を良好に保ち、半導体素子との電気的接続信頼性が高い配線基板を提供することを課題とする。【解決手段】  絶縁基板１と、絶縁基板１の表面に形成された配線導体層２と、絶縁基板１および配線導体層２の上に形成されており、配線導体層２の一部を半導体素子接続パッド３として露出させる開口部４ａを有するとともに半導体素子接続パッド３周辺の配線導体層２を被覆するソルダーレジスト層４と、半導体素子接続パッド３表面を覆うめっき金属層６とを備えた配線基板１０であって、めっき金属層６は、半導体素子接続パッド３の外周部から開口部４ａの側壁の途中まで延在する突起部６ａを開口部４ａの側壁に密着して有している。【選択図】図２
2011249733.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基板と、該絶縁基板の表面に形成された配線導体層と、前記絶縁基板および前記配線導体層上に形成されており、前記配線導体層の一部を半導体素子接続パッドとして露出させる開口部を有するとともに前記半導体素子接続パッド周辺の前記配線導体層を被覆するソルダーレジスト層と、前記半導体素子接続パッド表面を覆うめっき金属層とを備えた配線基板であって、前記めっき金属層は、前記半導体素子接続パッドの外周部から前記開口部の側壁の途中まで延在する突起部を前記側壁に密着して有していることを特徴とする配線基板。
【請求項２】
前記突起部の高さが２〜５μｍであることを特徴とする請求項１記載の配線基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子をフリップチップ技術で接続して搭載する配線基板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話や音楽プレーヤーなどに代表される電子機器の小型、軽量、高機能化が進む中で、それらに使用される半導体素子などの電子部品にも小型、軽量、高機能化が要求されている。
【０００３】
これらの要求に応える技術の一つにフリップチップ技術がある。フリップチップ技術とは、半導体素子の回路面に形成された電極を、配線基板上に形成された半導体素子接続パッド上に対面させて半導体素子の電極と半導体素子接続パッドとを半田等の導体を介して接続する技術である。このフリップチップ技術は、これまで主流であったワイヤでの接続方式に比べ、パッケージ面積を小さくでき電気特性に優れているなどの特長を有することから、電子部品の小型、軽量、高機能化に有効な技術として多用されるようになってきている。
【０００４】
このようなフリップチップ技術に用いられる配線基板は、絶縁基板上に形成された配線導体層と、これらの絶縁基板および配線導体層上に形成されたソルダーレジスト層とを備えている。配線導体層はその一部に半導体素子接続パッドとなる部分を有しており、ソルダーレジスト層には配線導体層の前記一部を露出させる開口部が形成されている。そしてソルダーレジスト層の開口部から露出する配線導体層により半導体素子接続パッドが形成されている。さらに、通常であれば半導体素子接続パッドの表面に例えば無電解めっき法によりニッケルめっき層等のめっき金属層が被着される。半導体素子の電極を半導体素子接続パッドに接続するときは、半導体素子接続パッドのめっき金属層上に半田バンプを溶着しておき、半導体素子の電極をこの半田バンプに載せてリフロー処理を行うことにより半導体素子の電極と半導体素子接続パッドとを半田バンプを介して接続する方法が採用されている。
【０００５】
しかしながら、従来の配線基板においては、半導体素子接続パッドに溶着された半田バンプに半導体素子の電極を載せてリフローする際、溶融した半田の一部がソルダーレジスト層の開口部下端から半導体素子接続パッドを形成する配線導体層とソルダーレジスト層との間に滲入して潜り込むという現象が生じる。その結果、半導体素子接続パッドと半導体素子の電極とを接続する半田バンプの高さが不足し両者を良好に接続できない不具合が生じることがある。
【０００６】
なお、特許文献１に記載されているように、半導体素子接続パッドの表面およびソルダーレジスト層の開口部側壁の全面を覆うようにニッケルめっき等のめっき金属層を被着させておき、このめっき金属層上に半田バンプを形成する場合がある。この場合、半導体素子接続パッドの表面からソルダーレジスト層の開口部側壁にかけて被着されためっき金属層によりソルダーレジスト層と配線導体層との間への半田の潜り込みが有効に防止される。しかしながら、ソルダーレジスト層の開口部側壁の全面をめっき金属層で覆った場合、開口部内の半田が開口部側壁のめっき金属層で拘束されて変形自由度を失い、例えば外部から応力が加わった場合など、開口部内の半田が変形することができず、そのため応力を吸収することができずに半田バンプにクラックや剥れが発生して半導体素子の電極と配線基板の半導体素子接続パッドとの接続が断たれてしまい、半導体素子と配線基板との間の電気的信頼性が低いという問題を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−２００４１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、半導体素子接続パッドを形成する配線導体層とソルダーレジスト層との間に半田が滲入して潜り込むことを有効に防止するとともに、ソルダーレジスト層の開口部内における半田の変形自由度を確保し、外部から応力が加わった場合であっても開口部内の半田が変形することによって半田バンプのクラックや剥れを防止することができ、半導体素子の電極と半導体素子接続パッドとの接続を良好に保ち、半導体素子との電気的接続信頼性が高い配線基板を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の配線基板は、絶縁基板と、該絶縁基板の表面に形成された配線導体層と、前記絶縁基板および前記配線導体層上に形成されており、前記配線導体層の一部を半導体素子接続パッドとして露出させる開口部を有するとともに前記半導体素子接続パッド周辺の前記配線導体層を被覆するソルダーレジスト層と、前記半導体素子接続パッド表面を覆うめっき金属層とを備えた配線基板であって、前記めっき金属層は、前記半導体素子接続パッドの外周部から前記開口部の側壁の途中の高さまで延在する突起部を前記側壁に密着して有していることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明では、配線基板の半導体素子接続パッドを被覆するめっき金属層の外周部を、ソルダーレジスト層の開口部の側壁の途中の高さまで延在させる突起形状とし、めっき金属層の突起部と前記側壁とを密着させることで、半導体素子搭載時に溶融した半田バンプが半導体素子接続パッドを形成する配線導体層とソルダーレジスト層との間に滲入することが抑制できる。また、開口部側壁にはその下端部にしかめっき金属層がないため、開口部内の半田はその全てが拘束されることはなく変形自由度を有し、外部から応力が加わった場合などは、開口部内の半田が変形し応力を吸収して半田バンプのクラックや剥れの発生を抑制する。これにより半導体素子の電極と配線基板の半導体素子接続パッドとの接続を保ち、半導体素子と配線基板との間の電気的接続信頼性が高い配線基板を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は本発明の配線基板の実施の形態の一例を示す概略断面図である。
【図２】図２は図１に示す配線基板の要部拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
次に、本発明の配線基板の実施形態の一例を図１および図２を基にして詳細に説明する。これらの図中、１は絶縁基板、２は配線導体層、３は半導体素子接続パッド、４はソルダーレジスト層、５は半田バンプであり、主としてこれらにより本例の配線基板１０が構成される。
【００１３】
図１に示すように、配線基板１０は、絶縁板１ａの上下に絶縁層１ｂを２層ずつ積層した絶縁基板１と、絶縁板１ａと絶縁層１ｂとの上に形成された配線導体層２と、ソルダーレジスト層４とから構成される。配線導体層２の層間はスルーホール１ｃやビアホール１ｄにより導通がとられている。ソルダーレジスト層４の一部には開口部４ａがあり、配線導体層２の一部を露出させて半導体素子接続パッド３を形成している。また、半導体素子２１を配線基板１０に搭載するときには、半導体素子２１の電極２２と半導体素子接続パッド３とを対向させ半田バンプ５を介して重ね、約２２０℃〜２６０℃の条件でリフロー処理による接合を行う。
【００１４】
絶縁基板１を構成する絶縁板１ａは、ガラス繊維にエポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂などの熱硬化性樹脂を含浸させた電気絶縁材料からなり、上下に貫通するスルーホール１ｃがドリル加工により複数形成されている。スルーホール１ｃの側壁にはめっき法などによりスルーホール導体２ａが形成されており、それにより絶縁板１ａの上下の配線導体層２間の導通をとっている。絶縁板１ａは配線基板１０の強度をもたせる芯材としての機能を有しており、厚みは約５０〜５００μｍである。
【００１５】
絶縁基板１を構成する絶縁層１ｂは、エポキシ樹脂やポリイミド樹脂などの熱硬化性樹脂を含有する電気絶縁材料からなり、その上面から下面にかけて貫通するビアホール１ｄがレーザー加工により複数形成されている。ビアホール１ｄには配線導体層２を構成する導体の一部が充填されており、それにより絶縁層１ｂの上下の配線導体層２間の導通をとっている。絶縁層１ｂの厚みは約５〜５０μｍである。
【００１６】
配線導体層２は主にめっき法により銅などの金属で形成された配線で、例えば周知のセミアディティブ法で形成され、半導体素子２１へ電力や信号を供給する経路である。配線導体層２の厚みは約１０〜１５μｍである。
【００１７】
ソルダーレジスト層４はエポキシ樹脂やポリイミド樹脂などの熱硬化性樹脂を含有する電気絶縁材料からなり、半田バンプ５を半導体素子接続パッド３に溶着する時、あるいは半導体素子２１を搭載する時のリフロー処理時の熱から、絶縁基板１と配線導体層２とを保護するために被覆される。ソルダーレジスト層４の厚みは約５〜３０μｍである。
【００１８】
図２は半導体素子接続パッド３に半田バンプ５が溶着された状態の拡大断面図である。ソルダーレジスト層４の開口部４ａから露出した半導体素子接続パッド３には、例えば無電解めっき法によりニッケルめっき層や銅めっき層から成るめっき金属層６が形成されており、これにより配線導体層２の酸化を防止し半田バンプ５溶着時の濡れ性を確保している。
【００１９】
さらにこのめっき金属層６はソルダーレジスト層４の開口部４ａの側壁の途中の高さまで延在する突起部６ａを側壁に密着して有している。この構造により、溶融した半田は突起部６ａのダム効果で開口部４ａ下端からソルダーレジスト層４と配線導体層２の間に半田が滲入することが防止される。その結果として、半導体素子接続パッド３と半導体素子２１の電極２２とを接続する半田バンプ５の高さ不足が生じることなく、両者を良好に接続できる。
【００２０】
また、突起部６ａが開口部４ａの下端部にしか形成されていないことで、開口部４ａ内の半田はその全てが拘束されることはなく変形自由度を有し、外部から応力が加わった場合などは開口部４ａ内の半田が変形し応力を吸収して半田バンプ５のクラックや剥れの発生を抑制できる。これにより半導体素子接続パッド３との接続を保ち、半導体素子２１と配線基板１０との間の電気的接続信頼性が高い基板を提供できる。
【００２１】
なお、突起部６ａは、その高さが２μｍ未満の場合はソルダーレジスト層４と配線導体層２との間に半田が滲入することを十分に防止することができなくなり、５μｍを超える場合は開口部４ａ内の半田が突起部６ａにより拘束される度合いが大きくなるので変形自由度が小さくなり、例えば外部から応力が加わった場合など、そのため応力を吸収することができずに半田バンプにクラックや剥れが発生する危険性が高くなる。これらの理由から、突起部６ａの高さは２〜５μｍであることが望ましい。
【００２２】
ところで、突起部６ａを有するめっき金属層６を形成するには、例えば開口部４ａ内の全面にめっき金属層を２〜３μｍの厚みに形成後、開口部４ａの下端から側壁の高さの途中までをエッチングレジストで覆うとともに、エッチングレジスト層から露出するめっき金属層をエッチング除去すればよい。あるいは無電解めっき用の触媒を開口部４ａ内の半導体素子接続パッド３の表面および開口部４ａ側壁の下端部のみに多く付着させた後、触媒が多く付着した部分のみに無電解めっき法によりめっき金属層６を被着させる方法も採用することができる。活性の高い触媒液を用いてソルダーレジスト層４の表面および開口部４ａ内に触媒を付着させた後、洗浄によりソルダーレジスト層４表面の触媒を除去する工程を行なうと、開口部４ａの下端部では洗浄液の当たりが弱くなるので、半導体素子接続パッド３の表面および開口部４ａ側壁の下端部のみに触媒を多く付着させることができる。
【符号の説明】
【００２３】
１    絶縁基板    
２    配線導体層  
３    半導体素子接続パッド
４    ソルダーレジスト層
４ａ  開口部
６    めっき金属層
６ａ  突起部
１０  配線基板  
【図１】
2011249733.tif 000003
【図２】
2011249733.tif 000004