(57)【要約】【課題】高精度な位置合わせを行う必要が無い製造工程で製造することが可能な半導体チップを搭載するための回路基板のポスト電極であって、熱ストレスにより応力が加わっても回路基板から剥がれ難いポスト電極を提供することを課題とする。【解決手段】半導体チップを実装するための回路基板１に形成されたポスト電極３であって、前記ポスト電極は前記回路基板から前記半導体チップに近い部位ほど細いことを特徴とするポスト電極。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体チップを実装するための回路基板に形成されたポスト電極であって、前記ポスト電極は前記回路基板から前記半導体チップに近い部位ほど細いことを特徴とするポスト電極。
【請求項２】
支持体の表面に絶縁樹脂層を形成する工程と、
前記絶縁樹脂層にビアホールを形成する工程であって、深い部位ほど細い形状のビアホールを形成する工程と、
前記ビアホール内にパッド電極を形成すると共に、絶縁樹脂層に多層配線部を形成する工程と、
前記支持体を除去する工程と、
前記絶縁樹脂層を除去することにより、前記パッド電極を露出させてポスト電極を形成する工程と、
を備えていることを特徴とするポスト電極の製造方法。
【請求項３】
前記ポスト電極を露出させる工程が、絶縁樹脂層をレーザーアブレーションにより除去する工程であることを特徴とする請求項２に記載のポスト電極の製造方法。
【請求項４】
請求項１に記載のポスト電極を備えたことを特徴とする回路基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
半導体チップを実装するための回路基板に関する。更には、回路基板に形成するポスト電極に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＳＩなどの半導体チップの電極の狭ピッチ化の進展に伴って、はんだによるショートが発生し易くなる問題を回避する目的で使用するはんだの量を低減すると、半導体チップとそれを実装するための回路基板の間のギャップが狭くなることから、フラックスの洗浄性が不十分になる問題やアンダーフィルの充填性が悪くなる問題が新たに発生する。
【０００３】
半導体チップと回路基板のギャップを確保するため、半導体チップ側の電極および回路基板側の電極の両方またはいずれか一方にポスト電極（ポスト形状の電極端子）を形成する技術が開発されている。
【０００４】
例えば、特許文献１および２には、回路基板にポスト電極を形成した技術が開示されているが、ソルダーレジスト開口部とのパターンの位置合わせが必要となるため、狭ピッチ化が進行するのに伴い、その開口部とポスト電極の位置合わせ精度が厳しくなり、安定した製造が困難になる問題を持っている。
【０００５】
また、特許文献３には、ソルダーレジスト開口部とポスト電極の位置合わせが不要な技術が開示されているが、絶縁部材から突出するポスト電極が均一な直径を持っており、応力により剥離し易く、剥がれ易い問題を持っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第５０１１３２９号公報
【特許文献２】特開２０１２−２３１１３０号公報
【特許文献３】特許第５２５８７１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、高精度な位置合わせを行う必要が無い製造工程で製造することが可能な、半導体チップを搭載するための回路基板のポスト電極であって、熱ストレスにより応力が加わっても回路基板から剥がれ難いポスト電極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】
【０００８】
上記の課題を解決するための手段として、請求項１に記載の発明は、半導体チップを実装するための回路基板に形成されたポスト電極であって、前記ポスト電極は前記回路基板から前記半導体チップに近い部位ほど細いことを特徴とするポスト電極である。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明は、支持体の表面に絶縁樹脂層を形成する工程と、
前記絶縁樹脂層にビアホールを形成する工程であって、深い部位ほど細い形状のビアホールを形成する工程と、
前記ビアホール内にパッド電極を形成すると共に、絶縁樹脂層に多層配線部を形成する工程と、
前記支持体を除去する工程と、
前記絶縁樹脂層を除去することにより、前記パッド電極を露出させてポスト電極を形成する工程と、
を備えていることを特徴とするポスト電極の製造方法である。
【００１０】
また、請求項３に記載の発明は、前記ポスト電極を露出させる工程が、絶縁樹脂層をレーザーアブレーションすることに工程であることを特徴とする請求項２に記載のポスト電極の製造方法である。
【発明の効果】
【００１１】
ポスト電極の形状をテーパ形状とすることにより、ポスト電極に応力がかかっても、剥離し難いポスト電極を持つ回路基板を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の回路基板の一例を示す概略断面図。
【図２】本発明の回路基板の製造工程の一例を示す概略断面図であって、（ａ）は使用する支持体の例を示す概略断面図、（ｂ）は支持体の表裏面に絶縁樹脂層を形成後、ビアホールを形成した状態の一例を示す概略断面図、（ｃ）は（ｂ）の後、無電解めっきおよび電解めっきを全面に施した後、その銅めっき層をパターニングして銅パターンを形成した状態、をそれぞれ示している。
【図３】図２に示した本発明の回路基板の製造工程の後に続く製造工程を説明する概略断面図であって、（ｄ）は（ｂ）〜（ｃ）を繰り返すことによって絶縁樹脂層と銅パターンの積層体を形成し、表裏の最表面にソルダーレジスト層を形成した後、パッド電極部に開口部を形成した状態、（ｅ）は図３（ｄ）の後、支持体の表裏面にあるピーラブル銅箔の剥離面から絶縁樹脂層と銅パターンの積層体を剥離した状態、（ｆ）は剥離した絶縁樹脂層と銅パターンの積層体の剥離面にあった銅層を除去し、その下地の絶縁樹脂層が露出した状態、（ｈ）は（ｆ）で露出した絶縁樹脂層をある厚さで除去し、ポスト電極を露出させた状態、をそれぞれ示している。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図面に基づいて本発明の回路基板とその製造方法について説明する。
図１は、本発明の回路基板１の一例を示す概略断面図である。本発明の回路基板１はプリント配線板と接続する側はソルダーレジスト８によって被覆されており、電気的に接続するための最表面にあるパッド電極７の部位はソルダーレジスト８の開口部となっており、プリント配線板の電極とはんだにより接続可能となっている。
【００１４】
本発明の回路基板１のもう一方の面には、半導体チップのパッド電極と電気的に接続するためのポスト電極３が形成されており、それ以外は絶縁樹脂層２によって被覆されている。また、ビルドアップ工法により積層された多層配線部９には、各絶縁樹脂層に必要に応じて配線（図示せず）と層間接続部が形成されている。
【００１５】
本発明においては、半導体チップのパッド電極と電気的に接続するためのポスト電極３がテーパ形状であることが特徴である。テーパ形状とは、回路基板１から半導体チップに近づくに従って、ポスト電極３が細くなることを示している。例えば、ポスト電極３が円柱状ではなく、円錐台である場合が該当する。
【００１６】
ポスト電極３に回路基板１の表面と平行な面に沿って力が働いた場合、ポスト電極３の形状が円柱である場合と円錐台である場合とでは、高さや底面の直径が同じでも、円錐台の方が、ポスト電極３を下地から引き剥そうとする力は弱くなる。
【００１７】
そのため、回路基板１に半導体チップを実装する時やプリント配線板に回路基板１を実
装する時にかかる熱ストレスがかかっても、ポスト電極３が回路基板１から剥離し難くなる。
【００１８】
次に、図２と図３を用いて、本発明の回路基板１の製造方法について説明する。
図２（ａ）は、本発明の回路基板１の製造に用いる支持体４の概略断面図の例を示している。この支持体４には、例えば、表裏にピーラブル銅箔５を、接着する面を向かい合わせにしてプリプレグを接着層として接着したものを使用することができる。ピーラブル銅箔５は、後で剥離可能にするために使用するものであり、通常１８μｍ程度の支持体銅箔に剥離層を介して２μｍ〜５μｍ程度の極薄銅箔が貼り合わされたものである。この支持体銅箔側を向かい合わせにして接着する。プリプレグを接着層として使用したが、支持体として十分な剛性がある基材の表裏面に剥離層を介して極薄銅箔を接着したものであれば使用することができる。また、支持体４には、その後の工程で必要なアライメントマークやガイドホールなどを設けても良い。
【００１９】
また、支持体４に使用できる材料としては、エッチングにて除去できる金属や銅箔を両面に設けた積層基板を使用することも可能である。
エッチングにて除去できる金属としては、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｃｒ、ステンレスを主体とした金属もしくは合金を使用することができる。後の工程で分離できるように、複数の金属を外周のみ接着させた構成を用いても良い。また１枚の場合は、スライサーやウォーターカッターを用いて切断しても良い。
【００２０】
銅箔を両面に設けた積層基板を用いる場合は、複数の銅箔を重ねて分離できる領域を持たせる構成でもよく、上記のピーラブル銅箔を用いても良い。厚みや剛性の制御のため、コア材にプリプレグを重ねた構成にしても良い。その場合、コア材に銅箔などの積層に必要なアライメントパターンを設けても構わない。
【００２１】
図２（ｂ）は、図２（ａ）の支持体４の表裏のピーラブル銅箔５の表面に絶縁樹脂層２を形成した後にビアホール６を形成した状態を示している。ビアホール６の形成方法としては、感光性の絶縁樹脂を使用した場合は、フォトリソ方式による加工が可能であるが、非感光性の絶縁樹脂を使用した場合は、レーザー加工やビアホールに対応した凸部を持つ金型を押圧する方法を採用することも可能である。ビアホールを形成した時に、支持体４の銅箔がビアホールの底部に露出した状態にする。必要であれば、デスミアなどの処理を行っても良い。
【００２２】
絶縁樹脂層２の形成は、フィルム状またはシート状の絶縁樹脂材料を支持体４の表裏面に真空ラミネータや真空プレス機によって実施することができる。
【００２３】
絶縁樹脂層２の材料としては、エポキシ系、アクリル系、ウレタン系、エポキシアクリレート系、フェノールエポキシ系、ポリイミド系、ポリアミド系、シアネート系、液晶系を主体とした有機樹脂や、これらの樹脂をガラスやポリアミド、液晶などからなる補強繊維に含浸させた材料でも良い。またこれらにシリカやブチル系有機材料や炭酸カルシウムなどのフィラーを含んでいても良い。
【００２４】
図２（ｃ）は、図２（ｂ）で形成されたビアホール６を含む表面にパッド電極７を含む配線パターンを形成した状態を示している。配線パターンの形成方法としては、サブトラクト法またはセミアディティブ法を採用することができる。
【００２５】
図３（ｄ）は、図２（ｃ）の後、絶縁樹脂層２の形成、ビアホール６の形成、配線パターンの形成、を繰り返すことによって多層配線を形成することによって、絶縁樹脂層２とパッド電極７を含む配線パターンを形成した多層配線部９を表裏面に形成した後、その最表面にソルダーレジスト８を形成し、パッド電極７を露出するための開口部を形成した状態を示している。
【００２６】
ソルダーレジスト８の形成は、ロールコータやスクリーン印刷装置によってソルダーレジストインクを塗布後、クリーンオーブンなどに入れて乾燥することにより溶剤分を揮発させ、常温に戻してからフォトリソグラフィー法によりパターンを形成することでパッド電極７に開口部を設けた後、硬化処理として熱キュアやＵＶキュアを必要に応じて実施することにより行うことができる。
【００２７】
図３（ｅ）は、図３（ｄ）において、表裏面の多層配線部９をピーラブル銅箔５によって支持体４から剥離した状態を示している。
【００２８】
支持体４からの剥離は、ピーラブル銅箔５を使用した場合でも、またピーラブル銅箔５を使用せずに、複数の銅箔を重ねて分離できる領域を持たせた構造において支持体４の外周部に接着部分を設けた場合でも、支持体４の外周部を切断することにより、ピーラブル銅箔の場合はその接着面を露出させることによって、また１枚の金属板などの場合はスライサーやウォーターカッターなどにより厚み方向で分割させることによって、また複数の銅箔を重ねて分離できる領域を持たせた構造においても、実施することができる。
【００２９】
図３（ｆ）は、図３（ｅ）で剥離した表裏の多層配線部９のピーラブル銅箔に面した部位に残留した極薄銅箔（厚さ２〜５μｍ）をウェットエッチングにより除去した状態を示している。この時に、最初に形成されたビアホールの底面に相当する部位に形成された端子が露出し、ポスト電極の頭頂部が露出した形になる。ウェットエッチングはこの端子（ポスト電極の頭頂部）が過剰にエッチングされないように実施し、絶縁樹脂２とパッド電極７のピーラブル銅箔５に面していた部位が面一になるようにする。
【００３０】
図３（ｈ）は、図３（ｆ）の状態から絶縁樹脂層２を除去することによって、パッド電極７のピーラブル銅箔５に面していた側で、絶縁樹脂層２に埋没していた部位を露出させることにより、絶縁樹脂層２から突出した電極であるポスト電極３を形成した状態を示している。なお、絶縁樹脂層２の除去は、多層配線部９が露出しない深さとすることが望ましい。
【００３１】
絶縁樹脂層２を除去する方法としては、レーザーアブレーションのほか、サンドブラスト、ウェットブラスト、パウダーブラスト、などのブラスト法、ＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｇ）、ＩＢＥ（Ｉｏｎ  Ｂｅａｍ  Ｅｔｃｈｉｎｇ）などドライエッチングにて実施しても良い。レーザーアブレーションやブラスト法は、ポスト電極３の底部側壁部の絶縁樹脂にテーパが設け易いため好適である。
また必要に応じてポスト電極３に、Ａｕ／Ｎｉ、Ａｕ／Ｐｄ／Ｎｉ、Ｓｎ、ＯＳＰ、はんだ、などの表面処理を実施しても良い。
【００３２】
本発明のポスト電極３の形状は、例えば円錐台である。その理由は、絶縁樹脂層２を例えばレーザー加工してビアホールを形成すると逆円錐台になる。それを上下反転させた形状としてポスト電極３を形成するため、円錐台となる。金型を用いて絶縁樹脂層に押圧してビアホールを形成する場合も、逆円錐台でなければ加工することはできないため、レーザー加工の場合と同じ状況になる。ここで、ポスト電極３の形状は円錐台に限定するものではなく、回路基板１から半導体チップに近い部位ほど細くなっていればどのような形状であっても良い。
【００３３】
また、配線パターンを形成するために使用されるセミアディティブ法は、薄い無電解めっき層を、ビアホールを形成した絶縁樹脂層全体に形成した後、その上にレジストパターンを形成し、電解めっきを施した後、レジストパターンを剥離し、レジストパターンの下地にある薄い無電解めっき層をフラッシュエッチングすることによりパッド電極や配線パターンを形成する。この場合、無電解めっきと電解めっきとの界面で剥離し易い。
【００３４】
一方本発明では、ポスト電極３は電解めっきだけで形成されているため、剥離し易い無電解めっき層と電解めっき層の界面で剥離するということは無い。また絶縁樹脂層２に埋没しているポスト電極の部位は、露出している部位より太くなっているため、ポスト電極３は絶縁樹脂層２に保持されるため、剥離し難くなり倒れ難いものとなる。
【実施例】
【００３５】
次に、実施例を用いて本発明を更に詳細に説明する。
＜実施例＞
（回路基板の作製）
ガラスクロスを含む０．４ｍｍ厚のＦＲ−４をコア材とし、その表裏面に０．０７ｍｍ厚のプリプレグとピーラブル銅箔（極薄銅箔：５μｍ厚、支持体銅箔：１８μｍ）を用い、極薄銅箔側を外側にして積層し、支持体とした。
次に、その支持体の表裏面に、絶縁樹脂フィルム（ＡＢＦ−ＧＸ１３：味の素社製）を、真空ラミネータを使用してラミネートすることにより絶縁樹脂層を形成した。
次に、ＵＶレーザを用いてビアホールの底部開口がφ４５μｍで、絶縁樹脂層の表面に向かって太くなる逆円錐台の形状のビアホールを形成した。
次に、セミアディティブ法を用いて配線を形成した。ビアホールは銅めっきにより充填した。
本実施例では、７層配線となるように、絶縁樹脂フィルムのラミネートからセミアディティブ法による配線形成およびビアホールの銅めっき充填までの一連の工程を繰り返すことにより、多層配線部を形成した。
次に、そのようにして作製した表裏面の多層配線部の表面にソルダーレジスト（ＰＳＲ−４０００  ＡＵＳ７００シリーズ：太陽インキ社製）を、ロールコータを用いて塗布し、７０℃で乾燥後、露光・現像工程を通すことによりパッド電極の開口部を形成した。
次に、１８０℃で熱硬化後に１０００ｍＪ／ｃｍ２のＵＶ処理を行い、ソルダーレジストの絶縁化を行った。
次に、このようにして作製した物品の外周部をスライサーを用いて切断することによって、ピーラブル銅箔の極薄銅箔と支持体銅箔の界面の端部を露出させ、その接着層で剥離し、表裏の多層配線部を分離した。
この分離によって露出した多層配線部の支持体側の面は極薄銅箔（５μｍ厚）が露出した状態であり、これをウェットエッチングにより除去した。このようにして、ビアホールの底部である銅端子が露出した。
次に、レーザーアブレーションにて、露出した銅端子面の絶縁樹脂層を表面から１０μｍの厚さで除去した。このようにして、露出したビアホールの底部がポスト電極である。（回路基板の評価）
このようにして作製した回路基板のポスト電極は、上部ほど細くなる円錐台の形状となった。この回路基板に半導体チップを実装し、更に半導体チップを実装した回路基板をプリント配線板に実装したが、ポスト電極に不具合は発見できなかった。
【符号の説明】
【００３６】
１・・・回路基板
２・・・絶縁樹脂層
３・・・ポスト電極
４・・・支持体
５・・・ピーラブル銅箔
６・・・ビアホール
７・・・パッド電極
８・・・ソルダーレジスト
９・・・多層配線部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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