(57)【要約】【課題】配線導体に断線が発生する危険性が低い電気的な接続信頼性に優れる配線基板の製造方法を提供すること。【解決手段】下層のソルダーレジスト層６ａにより半導体素子接続パッド７およびその近傍の配線導体５を露出させるとともに、その露出部にニッケル−金めっき層９を被着させた後、その上に半導体素子接続パッド７を露出させるとともに半導体素子接続パッド７近傍の配線導体５に被着させたニッケル−金めっき層９を覆う上層のソルダーレジスト層７ｃを被着し、その状態で半導体素子接続パッドを覆うとともにめっき導通線１０，１１を露出させるエッチングマスクＭ２を形成してエッチングマスクエッチングＭ２から露出するめっき導通線１０，１１をエッチング除去する配線基板の製造方法である。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁層の表面に、半導体素子接続パッドを有する銅から成る複数の配線導体および該複数の配線導体を電気的に共通に接続する銅から成るめっき導通線を形成する工程と、前記絶縁層および前記導体層の表面に、前記半導体素子接続パッドおよび前記めっき導通線を露出させるとともに前記配線導体を半導体素子接続パッドの近傍まで被覆する下層のソルダーレジスト層を被着する工程と、前記下層のソルダーレジスト層上に前記半導体素子接続パッドおよびその近傍の前記配線導体を露出させるとともに前記めっき導通線を被覆するめっきマスクを形成する工程と、前記めっきマスクから露出する前記配線導体の露出部に、銅とは異なる金属から成る電解めっき層を被着する工程と、前記下層のソルダーレジスト層から前記めっきマスクを除去する工程と、前記下層のソルダーレジスト層およびその周囲の前記絶縁層および前記配線導体上に前記半導体素子接続パッドおよび前記めっき導通線を露出させるとともに前記半導体素子接続パッド近傍の前記配線導体に被着された前記電解めっき属を被覆する上層のソルダーレジスト層を被着する工程と、前記上層のソルダーレジスト層上に、該上層のソルダーレジスト層から露出する前記配線導体を覆うとともに前記めっき導通線を露出させるエッチングマスクを形成する工程と、前記エッチングマスクから露出する前記めっき導通線をエッチング除去する工程と、前記上層のソルダーレジスト層上から前記エッチングマスクを除去する工程と、を行うことを特徴とする配線基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子を搭載するために用いられる配線基板の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、図１２（ａ），（ｂ）に示すように、下面外周部に電極端子Ｔがペリフェラル配置された半導体素子Ｓをフリップチップ接続により搭載する配線基板４０は、多数のスルーホール２２を有する樹脂系絶縁材料から成るコア用の絶縁層２１の上面から下面にかけて銅から成る複数のコア用の配線導体２３を被着させて成るとともに、さらにその上下面に樹脂系絶縁材料から成るビルドアップ用の絶縁層２４と銅めっき層から成るビルドアップ用の配線導体２５を積層してなり、さらにその上下面に配線導体２５の一部を露出させるようにしてソルダーレジスト層２６が被着されている。なお、図１２（ｂ）においては、上面側の配線導体２５を破線にて示している。
【０００３】
配線基板４０の上面中央部には、半導体素子Ｓを搭載するための搭載部が設けられており、この搭載部には半導体素子Ｓの電極Ｔと接続するための多数の半導体素子接続パッド２７が配線導体２５の一部により形成されている。そして、この半導体素子接続パッド２７上に半導体素子Ｓの電極Ｔを当接させるとともに、両者間を半田を介して接続することにより半導体素子Ｓが配線基板４０に搭載される。
【０００４】
また、配線基板４０の下面は、外部の電気回路基板と接続するための外部接続面となっており、この外部接続面には外部の電気回路基板と接続するための多数の外部接続パッド２８が配線導体２５の一部により形成されている。そして、この外部接続パッド２８と外部電気回路基板とを半田を介して接続することにより配線基板４０が外部の電気回路基板に実装される。
【０００５】
ところで、このような配線基板４０においては、半導体素子接続パッド２７の酸化を防止するとともに半導体素子Ｓの電極Ｔとの接続を良好なものとするために、半導体素子接続パッド２７の露出表面に、ニッケルめっき層と金めっき層とを電解めっきにより順次被着させたニッケル−金めっき層２９を被着させておく場合がある。
【０００６】
ここで、従来の配線基板４０において、半導体素子接続パッド２７の表面にニッケル−金めっき層２９を電解めっき法により被着させる方法を図１３〜２０を参照して説明する。
【０００７】
まず、図１３（ａ），（ｂ）に示すように、配線基板４０となる製品領域Ｘがその周囲に捨て代領域Ｙを介して多数一体的に配列形成されて成る配線基板用パネル４０Ｐを準備する。各製品領域Ｘには、上面に半導体素子接続パッド２７が形成されている。なお、図１３〜１９においては、簡便のため、１個の製品領域Ｘおよびその周囲の捨て代領域Ｙを部分的に示している。
【０００８】
配線基板用パネル４０Ｐには、上面側の絶縁層２４上に、製品領域Ｘの配線導体２５のいくつかから捨て代領域Ｙに延びるとともに捨て代領域Ｙにおいて電気的に共通に接続された銅から成るめっき導通線３０を設けておく。捨て代領域Ｙにおけるめっき導通線３０は、ソルダーレジスト層２６から露出させる。また、製品領域Ｘにおける異なる配線導体２５同士のいくつかをめっき導通線３１により接続しておき、そのめっき導通線３１の一部をソルダーレジスト層２６から露出させておく。
【０００９】
次に、図１４（ａ），（ｂ）に示すように、配線基板用パネル４０Ｐの上下面に、めっきマスクＭ１を形成する。上面側のめっきマスクＭ１は、半導体素子接続パッド２７を露出させるとともに、めっき導通線３０，３１を覆っている。下面側のめっきマスクＭ１は、外部接続パッド２８を覆っている。
【００１０】
次に、図１５（ａ），（ｂ）に示すように、マスクＭ１から露出する半導体素子接続パッド２７の表面に電解めっき法によりニッケルめっき層および金めっき層を順次被着してニッケル−金めっき層２９を形成する。なお、この場合、めっき導通線３０，３１を介して電解めっきのための電荷を各半導体素子接続パッド２７に供給することによって電解めっきを行なう。このとき、めっきマスクＭ１で被覆された外部接続パッド２８およびめっき導通線３０，３１には、ニッケル−金めっき層２９は被着されない。
【００１１】
次に、図１６（ａ），（ｂ）に示すように、めっきマスクＭ１を除去する。これにより半導体素子接続パッド２７にのみにニッケル−金めっき層２９が被着された配線基板用パネル４０Ｐが得られる。
【００１２】
次に、図１７（ａ），（ｂ）に示すように、配線基板用パネル４０Ｐの上下面に、エッチングマスクＭ２を形成する。上面側のエッチングマスクＭ２は、めっき導通線３０，３１を露出させるとともに半導体素子接続パッド２７を覆っている。また、下面側のエッチングマスクＭ２は、外部接続パッド２８を覆っている。
【００１３】
次に、図１８（ａ），（ｂ）に示すように、エッチングマスクＭ２から露出するめっき導通線３０，３１をエッチング除去する。これにより、各半導体素子接続パッド２７の所定のもの同士が電気的に独立することとなる。
【００１４】
最後に、図１９（ａ），（ｂ）に示すように、エッチングマスクＭ２を除去し、その後、配線基板用パネル４０Ｐを各製品領域Ｘの境界に沿って切断することによって図１２（ａ），（ｂ）に示したような配線基板４０が得られる。なお、めっきマスクＭ１やエッチングマスクＭ２は、感光性を有するドライフィルムレジストを配線基板用パネル４０Ｐの上下面に圧着するとともに、それをフォトリソグラフィー技術を採用して所定のパターンに露光および現像することによって形成される。
【００１５】
しかしながら、このような従来の配線基板４０の製造方法によると、エッチングマスクＭ２から露出するめっき導通線３０，３１をエッチング除去する際に、半導体素子接続パッド２７を覆っているエッチングマスクＭ２に破れや剥がれが発生することが稀にある。このような破れや剥がれが発生すると、図２０に示すように、エッチング液Ｅが半導体素子接続パッド２７上に漏れ出して、それが図中に矢印で示す半導体素子接続パッド２７とソルダーレジスト層２６との境界部の配線導体２５を局部的にエッチングしてしまうことがある。このような半導体素子接続パッド２７とソルダーレジスト層２６との境界部における配線導体２５のエッチング部は、その上がニッケル−金めっき層２９およびソルダーレジスト層２６で覆われているため、外観上、見分けることができない。また、エッチングにより半導体素子接続パッド２７とソルダーレジスト層２６との境界部が完全に断線していない限り、電気的な導通チェックを行っても発見することは困難である。そして、このようなエッチング部が配線導体２５に発生していると、その部分に大きな電流が流れたり、熱応力が繰り返し加えられたりした場合に、その部分が断線してしまう危険性が高くなり、そのため配線基板４０の電気的な接続信頼性が大きく損なわれてしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開２０１０−１０３４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明が解決しようとする課題は、半導体素子接続パッドとソルダーレジスト層との境界部の配線導体に局所的なエッチングの発生がなく、それにより配線導体に断線が発生する危険性が低く電気的な接続信頼性に優れる配線基板の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の配線基板の製造方法は、絶縁層の表面に、半導体素子接続パッドを有する銅から成る複数の配線導体および該複数の配線導体を電気的に共通に接続する銅から成るめっき導通線を形成する工程と、前記絶縁層および前記導体層の表面に、前記半導体素子接続パッドおよび前記めっき導通線を露出させるとともに前記配線導体を半導体素子接続パッドの近傍まで被覆する下層のソルダーレジスト層を被着する工程と、前記下層のソルダーレジスト層上に前記半導体素子接続パッドおよびその近傍の前記配線導体を露出させるとともに前記めっき導通線を被覆するめっきマスクを形成する工程と、前記めっきマスクから露出する前記配線導体の露出部に、銅とは異なる金属から成る電解めっき層を被着する工程と、前記下層のソルダーレジスト層から前記めっきマスクを除去する工程と、前記下層のソルダーレジスト層およびその周囲の前記絶縁層および前記配線導体上に前記半導体素子接続パッドおよび前記めっき導通線を露出させるとともに前記半導体素子接続パッド近傍の前記配線導体に被着された前記電解めっき属を被覆する上層のソルダーレジスト層を被着する工程と、前記上層のソルダーレジスト層上に、該上層のソルダーレジスト層から露出する前記配線導体を覆うとともに前記めっき導通線を露出させるエッチングマスクを形成する工程と、前記エッチングマスクから露出する前記めっき導通線をエッチング除去する工程と、前記上層のソルダーレジスト層上から前記エッチングマスクを除去する工程と、を行うことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の配線基板の製造方法によれば、エッチングマスクから露出するめっき導通線をエッチング除去する際に、エッチングマスクの破れや剥がれに起因して半導体素子接続パッドと上層のソルダーレジスト層との境界部にエッチング液が浸入したとしても、配線導体における半導体素子接続パッドと上層のソルダーレジスト層との境界部およびその近傍は電解めっき層で覆われて保護されているので、この境界部分の配線導体が局部的にエッチングされることはない。したがって、配線導体に断線が発生する危険性が低い電気的な接続信頼性に優れる配線基板の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、本発明の配線基板の製造方法により製造される配線基板の例を示す概略断面図および上面図である。
【図２】図２は、本発明の配線基板の製造方法の実施形態例を説明するための概略断面図および上面である。
【図３】図３は、本発明の配線基板の製造方法の実施形態例を説明するための概略断面図および上面である。
【図４】図４は、本発明の配線基板の製造方法の実施形態例を説明するための概略断面図および上面である。
【図５】図５は、本発明の配線基板の製造方法の実施形態例を説明するための概略断面図および上面である。
【図６】図６は、本発明の配線基板の製造方法の実施形態例を説明するための概略断面図および上面である。
【図７】図７は、本発明の配線基板の製造方法の実施形態例を説明するための概略断面図および上面である。
【図８】図８は、本発明の配線基板の製造方法の実施形態例を説明するための概略断面図および上面である。
【図９】図９は、本発明の配線基板の製造方法の実施形態例を説明するための要部拡大概略断面図である。
【図１０】図１０は、本発明の配線基板の製造方法の実施形態例を説明するための概略断面図および上面である。
【図１１】図１１は、従来の配線基板の製造方法により製造される配線基板の例を示す概略断面図および上面図である。
【図１２】図１２は、従来の配線基板の製造方法を説明するための概略断面図および上面である。
【図１３】図１３は、従来の配線基板の製造方法を説明するための概略断面図および上面である。
【図１４】図１４は、従来の配線基板の製造方法を説明するための概略断面図および上面である。
【図１５】図１５は、従来の配線基板の製造方法を説明するための概略断面図および上面である。
【図１６】図１６は、従来の配線基板の製造方法を説明するための概略断面図および上面である。
【図１７】図１７は、従来の配線基板の製造方法を説明するための概略断面図および上面である。
【図１８】図１８は、従来の配線基板の製造方法を説明するための概略断面図および上面である。
【図１９】図１９は、従来の配線基板の製造方法を説明するための概略断面図および上面である。
【図２０】図２０は、従来の配線基板の製造方法を説明するための要部拡大概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
次に、本発明の配線基板の製造方法を添付の図面を参照して説明する。図１（ａ），（ｂ）は、本発明の配線基板の製造方法により製造される配線基板２０を示す断面図および上面図である。配線基板２０は、多数のスルーホール２を有する樹脂系絶縁材料から成るコア用の絶縁層１の上面から下面にかけて銅から成る複数のコア用の配線導体３を被着させて成るとともに、さらにその上下面に樹脂系絶縁材料から成るビルドアップ用の絶縁層４と銅めっき層から成るビルドアップ用の配線導体５を積層してなり、さらにその上面には順次積層されたソルダーレジスト層６ａ，６ｃが被着されており、下面には６ｂが被着されている。なお、図１（ｂ）においては、上面側の配線導体２５を破線にて示している。
【００２２】
配線基板２０の上面中央部には、半導体素子Ｓを搭載するための搭載部が設けられており、この搭載部には半導体素子Ｓの電極Ｔと接続するための多数の半導体素子接続パッド７が配線導体５の一部により形成されている。そして、この半導体素子接続パッド７上に半導体素子Ｓの電極Ｔを当接させるとともに、両者間を半田を介して接続することにより半導体素子Ｓが配線基板２０に搭載される。
【００２３】
また、配線基板２０の下面は、外部の電気回路基板と接続するための外部接続面となっており、この外部接続面には外部の電気回路基板と接続するための多数の外部接続パッド８が配線導体５の一部により形成されている。そして、この外部接続パッド８と外部電気回路基板とを半田を介して接続することにより配線基板２０が外部の電気回路基板に実装される。
【００２４】
さらに、この配線基板２０においては、半導体素子接続パッド７の酸化を防止するとともに半導体素子Ｓの電極Ｔとの接続を良好なものとするために、半導体素子接続パッド７の露出表面にニッケルめっきおよび金めっきを電解めっき法により順次析出させたニッケル−金めっき層９が被着されている。
【００２５】
ここで、この配線基板２０を本発明の製造方法に従って製造する実施形態例を図２〜図１１を参照して説明する。
【００２６】
まず、図２（ａ），（ｂ）に示すように、配線基板２０となる製品領域Ｘがその周囲に捨て代領域Ｙを介して多数一体的に配列形成されて成る配線基板用パネル２０Ｐを準備する。配線基板用パネル２０Ｐは、コア用の絶縁層１とコア用の配線導体３およびビルドアップ用の絶縁層４とビルドアップ用の配線導体５を含んでいる。各製品領域Ｘには、上面側の絶縁層４の表面に半導体素子接続パッド７を有する配線導体５を形成するとともに下面側の絶縁層４の表面に外部接続パッド８を有する配線導体５を形成する。さらに、上面側の絶縁層４の表面に製品領域Ｘの配線導体５のいくつかから捨て代領域Ｙに延びるとともに捨て代領域Ｙにおいて電気的に共通に接続された銅から成るめっき導通線１０および製品領域Ｘにおける異なる配線導体５同士のいくつかを接続するめっき導通線１１を形成する。なお、図２〜図９においては、簡便のため、１個の製品領域Ｘおよびその周囲の捨て代領域Ｙを部分的に示している。
【００２７】
次に図３（ａ），（ｂ）に示すように、上面側の絶縁層４および配線導体５の表面にソルダーレジスト層６ａを形成するとともに、下面側の絶縁層４および配線導体５の表面にソルダーレジスト層６ｂを形成する。上面側のソルダーレジスト層６ａは、半導体素子接続パッド７およびめっき導通線１０，１１を露出させるとともに配線導体５を半導体素子接続パッド７の近傍まで被覆している。このソルダーレジスト層６ａの厚みは、配線導体５の上で５〜１０μｍ程度である。また、下面側のソルダーレジスト層６ｂは、外部接続パッド８を露出させるとともに残余の部分を被覆している。ソルダーレジスト層６ｂの厚みは、配線導体５の上で１０〜２０μｍ程度である。
【００２８】
次に、図４（ａ），（ｂ）に示すように、配線基板用パネル２０Ｐの上下面に、めっきマスクＭ１を形成する。上面側のめっきマスクＭ１は、半導体素子接続パッド７を露出させるとともに、めっき導通線１０，１１を覆っている。下面側のめっきマスクＭ１は、外部接続パッド８を覆っている。このようなめっきマスクＭ１は、感光性を有するドライフィルムレジストを配線基板用パネル２０Ｐの上下面に真空プレスにより熱圧着するとともに、周知のフォトリソグラフィー技術を採用して露光および現像することにより形成される。
【００２９】
次に、図５（ａ），（ｂ）に示すように、めっきマスクＭ１から露出する半導体素子接続パッド７の表面に電解めっき法によりニッケルめっき層および金めっき層を順次被着してニッケル−金めっき層９を形成する。なお、この場合、めっき導通線１０，１１を介して電解めっきのための電荷を各半導体素子接続パッド７に供給することによって電解めっきを行なう。このとき、めっきマスクＭ１で被覆されためっき導通線１０，１１および外部接続パッド８には、ニッケル−金めっき層９は被着されない。
【００３０】
次に、図６（ａ），（ｂ）に示すように、めっきマスクＭ１を除去する。これにより半導体素子接続パッド７およびその近傍の配線導体５のみにニッケル−金めっき層９が被着された配線基板用パネル２０Ｐが得られる。なお、めっきマスクＭ１の除去は、アルカリ性の剥離液を用いて行なう。
【００３１】
次に、図７（ａ），（ｂ）に示すように、ソルダーレジスト層６ａおよびその周囲の絶縁層４および配線導体５上にソルダーレジスト層６ｃを形成する。ソルダーレジスト層６ｃは、半導体素子接続パッド７およびめっき導通線１０，１１を露出させるとともに半導体素子接続パッド７近傍の配線導体５に被着されたニッケル−金めっき層９を被覆している。ソルダーレジスト層６ｃの厚みは、ソルダーレジスト層６ａ上で５〜１０μｍ程度である。また、半導体素子接続パッド７近傍の配線導体５に被着されたニッケル−金めっき層９がソルダーレジスト層６ｃで覆われる長さＬは５〜１００μｍ程度とする。
【００３２】
次に、図８（ａ），（ｂ）に示すように、配線基板用パネル２０Ｐの上下面に、エッチングマスクＭ２を形成する。エッチングマスクＭ２は、半導体素子接続パッド７および外部接続パッド８を被覆するとともに、めっき導通線１０，１１を露出させるようにする。なお、エッチングマスクＭ２は、感光性を有するドライフィルムレジストを配線基板用パネル２０Ｐの上下面に真空プレスにより熱圧着するとともに、周知のフォトリソグラフィー技術を採用して露光および現像することにより形成される。
【００３３】
次に、図９（ａ），（ｂ）に示すように、エッチングマスクＭ２から露出するめっき導通線１０，１１をエッチング除去する。エッチング液には、銅のみをエッチングし、ニッケル−金めっき層はエッチングしないエッチング液を用いる。これにより、各半導体素子接続パッド７の所定のもの同士が電気的に独立することとなる。このとき、図１０に示すように、エッチングマスクＭ２の破れや剥がれに起因して半導体素子接続パッド７とソルダーレジスト層６ｃとの境界部にエッチング液Ｅが浸入したとしても、配線導体５における半導体素子接続パッド７とソルダーレジスト層６ｃとの境界部およびその近傍はニッケル−金めっき層９で覆われて保護されていることから、半導体素子接続パッド７とソルダーレジスト層６ｃとの境界部の配線導体５が局部的にエッチングされることはない。したがって、配線導体５に断線が発生する危険性が低い電気的な接続信頼性に優れる配線基板２０の製造方法を提供することができる。なお、半導体素子接続パッド７近傍の配線導体に被着されたニッケル−金めっき層９がソルダーレジスト層６ｃで覆われる長さＬが５μｍ未満では、半導体素子接続パッド７とソルダーレジスト層６ｃとの境界部の配線導体５が局部的にエッチングされる危険性が大きくなり、１００μｍを超えると、ニッケル−金めっき層９が無駄に被着されて配線基板２０の製造コストが高いものとなってしまう。したがって、半導体素子接続パッド７近傍の配線導体に被着されたニッケル−金めっき層９がソルダーレジスト層６ｃで覆われる長さＬは５〜１００μｍの範囲が好ましい。
【００３４】
最後に、図１１（ａ），（ｂ）に示すように、エッチングマスクＭ２を除去し、その後、配線基板用パネル２０Ｐを各製品領域Ｘの境界に沿って切断することによって図１に示したような配線基板２０が得られる。なお、エッチングマスクＭ２の除去は、アルカリ性の剥離液を用いる。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り、例えば上述の実施形態例では、配線導体５における半導体素子接続パッド７およびその近傍にニッケル−金めっき層９を被着したが、ニッケル−金めっき層９に代えて電解錫めっき等の他の金属から成る電解めっき層を被着させてもよい。
【符号の説明】
【００３５】
１，４・・・・・絶縁層
３，５・・・・・配線導体
６ａ〜６ｃ・・・ソルダーレジスト層
７・・・・・・・半導体素子接続パッド
９・・・・・・・電解めっき層
１０，１１・・・めっき導通線
Ｍ１・・・・・・めっきマスク
Ｍ２・・・・・・エッチングマスク
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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