(57)【要約】【課題】半導体素子接続パッドに半導体素子の電極端子をフリップチップ接続した後、半導体素子と配線基板との間に封止樹脂を充填する際に、封止樹脂内にボイドが発生することを有効に防止することが可能な配線基板を提供すること。【解決手段】上面中央部に半導体素子Ｓが搭載される搭載部１ａを有する絶縁基板１と、絶縁基板１上における搭載部１ａの外周部に、半導体素子Ｓの外周辺に沿って並設された多数の半導体素子接続パッド５と、絶縁基板１の上面に被着されており、半導体素子接続パッド５を露出させるスリット状の開口部３ａを半導体素子Ｓの外周辺に沿って有するソルダーレジスト層３とを具備して成る配線基板１０であって、開口部３ａの内周辺３ａｉおよび外周辺３ａｏの断面形状が、開口部３ａの内側にすそ野を引くように形成された傾斜面から成る。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面中央部に半導体素子が搭載される搭載部を有する絶縁基板と、該絶縁基板上における前記搭載部の外周部に、前記半導体素子の外周辺に沿って並設された多数の半導体素子接続パッドと、前記絶縁基板の上面に被着されており、前記半導体素子接続パッドを露出させるスリット状の開口部を前記半導体素子の外周辺に沿って有するソルダーレジスト層とを具備して成る配線基板であって、前記開口部の内周辺および外周辺の断面形状が、該開口部の内側にすそ野を引くように形成された傾斜面から成ることを特徴とする配線基板。
【請求項２】
前記傾斜面は、前記開口部の上端側が凸状の曲面であり、前記開口部の下端側が凹状の曲面から成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、半導体素子を搭載するために用いられる配線基板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、下面外周部に電極端子がペリフェラル配置された半導体素子をフリップチップ接続により搭載する配線基板が知られている。このような従来の配線基板２０の例を図５（ａ），（ｂ）に示す。従来の配線基板２０は、絶縁基板１１と配線導体１２とソルダーレジスト層１３とを有している。なお、図５（ｂ）においては、絶縁基板１１上面の配線導体１２のうち、ソルダーレジスト層１３で覆われている部分を破線で示している。
【０００３】
絶縁基板１１は、例えばガラスクロスにエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を含浸させた電気絶縁材料から成り、その上面中央部に半導体素子Ｓを搭載するための搭載部１１ａを有している。また、絶縁基板１１の上面から下面にかけては多数のスルーホール１４が形成されている。
【０００４】
配線導体１２は、銅箔や銅めっき層から成り、絶縁基板１１の上面の搭載部１１ａからスルーホール１４内壁を介して絶縁基板１１の下面に導出している。絶縁基板１１の上面の配線導体１２は、搭載部１１ａの外周部に多数の半導体素子接続パッド１５を有している。これらの半導体素子接続パッド１５は、半導体素子Ｓの外周辺に沿って２列の並びで配置されている。さらに、各半導体素子接続パッド１５には引出配線１６が接続されている。内側の列の半導体素子接続パッド１５に接続された引出配線１６は搭載部１１ａの中央部側に延びている。外側の列の半導体素子接続パッド１５に接続された引出配線１６は搭載部１１ａの外側に延びている。また、絶縁基板１１の下面の配線導体１２は、多数の外部接続パッド１７を有している。これらの外部接続パッド１７は絶縁基板１１の下面に格子状の並びに配置されている。そして、半導体素子接続パッド１５と外部接続パッド１７とは、対応するもの同士が引出配線１６およびスルーホール１４内の配線導体１２を介して互いに電気的に接続されている。
【０００５】
ソルダーレジスト層１３は、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂から成り、絶縁基板１１の上下面に被着されているとともにスルーホール１４内に充填されている。ソルダーレジスト層１３には、絶縁基板１１の上面側において半導体素子接続パッド１５およびこれに接続された引出配線１６の一部を露出させる開口部１３ａが形成されている。開口部１３ａは、内外２列の半導体素子接続パッド１５およびこれらに接続された引出配線１６の一部を一括して露出させるように搭載部１１ａの外周部に沿った方形のスリット状をしている。また、ソルダーレジスト層１３には、絶縁基板１１の下面側において外部接続パッド１７を露出させる開口部１３ｂが形成されている。開口部１３ｂは、各外部接続パッド１７を個別に露出させる円形をしている。
【０００６】
そして、この従来の配線基板２０によれば、図６に示すように、搭載部１１ａ上に半導体素子Ｓを、その各電極端子Ｔと対応する半導体素子接続パッド１５とが向かい合うようにして配置するとともに電極端子Ｔと半導体素子接続パッド１５とを半田を介して接続し、しかる後、配線基板２０と半導体素子Ｓとの間に球状シリカ等の無機絶縁物フィラーが分散された熱硬化性樹脂から成る封止樹脂Ｕを注入するとともに熱硬化させることにより、半導体素子Ｓが搭載部１１ａ上に実装されることとなる。
【０００７】
ところで、この配線基板２０においては、ソルダーレジスト層１３の開口部１３ａは、その内周辺および外周辺の断面形状が略垂直に切り立った形状をしている。そのため、半導体素子Ｓを実装する際に封止樹脂Ｕを配線基板２０と半導体素子Ｓとの間に注入すると、開口部１３ａの切り立った内周辺および外周辺において封止樹脂Ｕの流動が阻害されて開口部１３ａ内の封止樹脂Ｕにボイドが発生しやすいという問題点を有していた。封止樹脂Ｕにボイドが発生すると、そのボイドを起点に封止樹脂Ｕに剥がれやクラックが発生しやすくなる。封止樹脂Ｕに剥がれやクラックが発生すると、半導体素子Ｓを長期間にわたり正常に作動させることができなくなる危険がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−２２７７０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の課題は、半導体素子接続パッドに半導体素子の電極端子をフリップチップ接続した後、半導体素子と配線基板との間に封止樹脂を充填する際に、封止樹脂内にボイドが発生することを有効に防止することが可能な配線基板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の配線基板は、上面中央部に半導体素子が搭載される搭載部を有する絶縁基板と、該絶縁基板上における前記搭載部の外周部に、前記半導体素子の外周辺に沿って並設された多数の半導体素子接続パッドと、前記絶縁基板の上面に被着されており、前記半導体素子接続パッドを露出させるスリット状の開口部を前記半導体素子の外周辺に沿って有するソルダーレジスト層とを具備して成る配線基板であって、前記開口部の内周辺および外周辺の断面形状が、該開口部の内側にすそ野を引くように形成された傾斜面から成ることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の配線基板によれば、半導体素子接続パッドを露出させるソルダーレジスト層のスリット状の開口部は、その内周辺および外周辺の断面形状が、開口部の内側に裾野を引くように形成された傾斜面であることから、半導体素子接続パッドに半導体素子の電極端子をフリップチップ接続した後、半導体素子と配線基板との間に封止樹脂を充填する際に、封止樹脂が開口部の傾斜面に沿って良好に流動するので、開口部内にボイドを発生させることなく封止樹脂を充填することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１（ａ），（ｂ）は、本発明の配線基板における実施形態の一例を示す概略断面図および概略上面図である。
【図２】図２は、図１に示す配線基板に半導体素子を実装した状態を示す概略断面図である。
【図３】図３（ａ），（ｂ）は、図１に示す配線基板の要部拡大概略断面図および図１に示す配線基板に半導体素子を実装した状態を示す要部拡大概略断面図である。
【図４】図４（ａ）〜（ｃ）は、図１に示す配線基板の製造方法を説明するための工程毎の要部拡大概略断面図である。
【図５】図５（ａ），（ｂ）は、従来の配線基板を示す概略断面図および概略上面図である。
【図６】図６は、図５に示す従来の配線基板に半導体素子を実装した状態を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
次に、本発明の配線基板について、図１〜図４を基にして説明する。図１（ａ），（ｂ）に本発明の配線基板１０の実施形態の一例を示す。本例の配線基板１０は、主として絶縁基板１と配線導体２とソルダーレジスト層３とから構成されている。なお、図１（ｂ）においては、絶縁基板１上面の配線導体２のうち、ソルダーレジスト層３で覆われている部分を破線で示している。
【００１４】
絶縁基板１は、例えばガラスクロス基材にエポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂等の熱硬化性樹脂を含浸させた厚みが３０〜２００μｍ程度の単層または多層の絶縁層を熱硬化させた樹脂系電気絶縁材料から成り、その上面中央部に半導体素子Ｓを搭載するための搭載部１ａを有している。また、絶縁基板1には、その上面から下面にかけて直径が５０〜３００μｍ程度のスルーホール４が形成されている。
【００１５】
配線導体２は、銅箔や銅めっき層から成り、絶縁基板１の上面の搭載部１ａからスルーホール４内壁を介して絶縁基板１の下面に導出している。配線導体２の厚みは、１０〜２０μｍ程度である。絶縁基板１の上面の配線導体２は、搭載部１ａの外周部に多数の半導体素子接続パッド５を有している。各半導体素子接続パッド５の大きさは幅が１０〜３０μｍ程度、長さが２０〜６０μｍ程度である。これらの半導体素子接続パッド５は、半導体素子Ｓの外周辺に沿って２列の並びで配置されている。さらに、各半導体素子接続パッド５には引出配線６が接続されている。引出配線６の幅は半導体素子接続パッド５との接続部で１０〜３０μｍ程度である。内側の列の半導体素子接続パッド５に接続された引出配線６は搭載部１ａの中央部側に延びている。外側の列の半導体素子接続パッド５に接続された引出配線６は搭載部１ａの外側に延びている。また、絶縁基板１の下面の配線導体２は、多数の外部接続パッド７を有している。外部接続パッド７の直径は２００〜５００μｍ程度である。これらの外部接続パッド７は絶縁基板１の下面に格子状の並びに配置されている。そして、半導体素子接続パッド５と外部接続パッド７とは、対応するもの同士が引出配線６およびスルーホール４内の配線導体２を介して互いに電気的に接続されている。
【００１６】
ソルダーレジスト層３は、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂から成り、絶縁基板１の上下面に被着されているとともにスルーホール４内に充填されている。ソルダーレジスト層３の厚みは絶縁基板１の上下面に被着された部分で２０〜４０μｍ程度である。ソルダーレジスト層３には、絶縁基板１の上面側において半導体素子接続パッド５およびこれに接続された引出配線６の一部を露出させる開口部３ａが形成されている。開口部３ａは、内外２列の半導体素子接続パッド５およびこれらに接続された引出配線６の一部を一括して露出させるように搭載部１ａの外周部に沿った略方形のスリット状をしている。また、ソルダーレジスト層３には、絶縁基板１の下面側において外部接続パッド７を露出させる開口部３ｂが形成されている。開口部３ｂは、各外部接続パッド７を個別に露出させる円形をしている。
【００１７】
そして、この配線基板１０によれば、図２に示すように、搭載部１ａ上に半導体素子Ｓを、各電極端子Ｔと対応する半導体素子接続パッド５とが向かい合うようにして配置するとともに電極端子Ｔと半導体素子接続パッド５とを半田を介して接続し、しかる後、配線基板１０と半導体素子Ｓとの間に球状シリカ等の無機絶縁物フィラーが分散された熱硬化性樹脂から成る封止樹脂Ｕを充填するとともに熱硬化させることにより、半導体素子Ｓが搭載部１ａ上に実装されることとなる。
【００１８】
ところで、この配線基板１０においては、図３（ａ）に示すように、ソルダーレジスト層３の開口部３ａの内周辺３ａｉおよび外周辺３ａｏは、その断面形状が開口部３ａの内側に裾野を引くように形成されたなだらかな傾斜面となっている。この傾斜面は、開口部３ａの上端側が凸状の曲面であり、開口部３ａの下端側が凹状の曲面により形成されている。そのため、図３（ｂ）に示すように、半導体素子接続パッド５に半導体素子Ｓの電極端子Ｔをフリップチップ接続した後、半導体素子Ｓと配線基板１０との間に封止樹脂Ｕを充填する際に、封止樹脂Ｕが開口部３ａの内周辺３ａｉおよび外周辺３ａｏを形成する傾斜面に沿って開口部３ａ内に良好に流動するので、開口部３ａ内にボイドを発生させることなく封止樹脂Ｕを充填することが可能となる。その結果、半導体素子Ｓを長期間にわたり正常に作動させることが可能な配線基板１０を提供することができる。
【００１９】
なお、ソルダーレジスト層３の開口部３ａの内周辺３ａｉおよび外周辺３ａｏの断面形状を、開口部３ａの内側に裾野を引くように開口部３ａの上端側で凸状の曲面となり、開口部３ａの下端側で凹状の曲面となるようにするには、例えば図４（ａ）〜（ｃ）に示す方法が採用される。
【００２０】
すなわち、図４（ａ）に示すように、半導体素子接続パッド５を含む配線導体２が形成された絶縁基板１の上面の全面にソルダーレジスト層３用の感光性樹脂層３Ｐを被着するとともに、上方から露光マスクＭを介して紫外線を照射して部分的に露光を行う。露光マスクＭは、開口部３ａの中央領域に対応する部分が光を完全に遮光し、開口部３ａの内周辺３ａｉおよび外周辺３ａｏに対応する部分が開口部３ａの外側に向けて徐々に紫外線の透過度が増すようにグラデーションがかけてある。このようにすることで、感光性樹脂層３Ｐにおける開口部３ａの中央領域に対応する部分が完全な未露光部として残るとともに内周辺３ａｉおよび外周辺３ａｏに対応する部分が開口部３ａの外側に向けて徐々に強く露光され、残部が完全露光される。
【００２１】
次に、図４（ｂ）に示すように、上記の露光が済んだ感光性樹脂層３Ｐを上面側から現像する。このとき、開口部３ａの中央領域は完全な未露光部であるため現像が進んで早く薄くなり、開口部３ａの内周辺３ａｉおよび外周辺３ａｏは、開口部３ａの内側から外側に向けて現像が遅くなるので、開口部３ａの内側に裾野を引くなだらかな傾斜面となる。なお、この傾斜面における開口部３ａの上端側は現像により角が取れて凸状の曲面となり、開口部３ａの下端側は現像残りにより凹状の曲面となる。
【００２２】
最後に図４（ｃ）に示すように、上記の現像が済んだ感光性樹脂層３Ｐを熱硬化させることにより、開口部３ａの内周辺３ａｉおよび外周辺３ａｏの断面形状が、開口部３ａの内側に裾野を引くように開口部３ａの上端側で凸状の曲面であり、開口部３ａの下端側で凹状の曲面であるソルダーレジス層３が形成される。
【符号の説明】
【００２３】
１      ：絶縁基板
１ａ    ：搭載部
３      ：ソルダーレジスト層
３ａ    ：ソルダーレジスト層の開口部
３ａｉ  ：ソルダーレジスト層の開口部の内周辺
３ａｏ  ：ソルダーレジスト層の開口部の外周辺
５      ：半導体素子接続パッド
Ｓ      ：半導体素子
【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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