(57)【要約】【課題】回路基板及びその製造方法並びに電子部品の実装方法を提供する。【解決手段】樹脂エッチング液耐性の低い絶縁樹脂層１の片面に導電層２を有する材料を用意し、導電層２にエッチングにより回路配線パターン４を形成し、回路配線パターン４上に樹脂エッチング耐性の高い接着性樹脂層５を接着し、樹脂エッチング耐性の低い絶縁樹脂層１を樹脂エッチングして樹脂突起７を形成する。このような回路基板に半導体装置を実装するには、回路基板表面に半田が溶融する温度においても溶融しない樹脂突起７を電子部品接続パッド近傍に形成した回路基板を準備し、電子部品を接続パッドにフェイスダウン実装する際に樹脂突起７で回路基板と電子部品との間に樹脂突起７の高さに等しい隙間を形成して行う。【選択図】  図1
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路基板の製造方法において、樹脂エッチング液耐性の低い絶縁樹脂層の片面に導電層を有する材料を用意し、前記導電層にエッチングにより回路配線パターンを形成し、前記回路配線パターン上に樹脂エッチング耐性の高い接着性樹脂層を接着し、前記樹脂エッチング耐性の低い絶縁樹脂層を樹脂エッチングすることにより突起を形成することを特徴とする回路基板の製造方法。
【請求項２】
回路基板表面に半田が溶融する温度においても溶融しない樹脂突起を電子部品接続パッド近傍に形成した回路基板を準備し、電子部品を接続パッドにフェイスダウン実装する際に前記樹脂突起で前記回路基板と前記電子部品の間に樹脂突起の高さに等しい隙間を形成することを特徴とする半導体装置の実装方法。
【請求項３】
回路基板において、回路基板表面の電子部品実装部に電子部品接続パッドよりも高い樹脂突起を電子部品接続パッド近傍に有する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】
本発明は、回路基板の構造、製造方法及び電子部品の実装方法に関し、特には、半導体装置を実装する回路基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話等の小型電子機器に向け、電子機器に搭載される実装基板の微細化、高密度化の要求が高まっている。それに伴い、ICチップ等のチップ部品の基板への実装方法もより高密度化が可能な方法へ移行しつつある。従来のフェイスアップで実装を行うワイヤーボンディングでは部品実装に要する面積が大きいため、より高密度に実装するためフェイスダウンで実装可能なフリップチップ実装が高密度実装基板の実装方法の主流となりつつある。
【０００３】
また、フリップチップ実装に際しては半田バンプをICチップ側に形成し、基板へフリップチップボンダーで実装した後、リフローにより半田を溶融し、接続を得る。このときの半田バンプの高さでICチップと接続パッドの隙間の量、すなわちICチップの高さを制御している。
【０００４】
ICチップの高さを制御する理由を以下に示す。ICチップと実装基板は線熱膨張係数が異なるので、このストレスが半田に加わり、実装基板側の接続パッドから剥がれるのを防止するために、ICチップと実装基板の間にアンダーフィルと呼ばれる熱硬化性樹脂を注入する工程が必要である。この熱硬化樹脂は毛管現象を利用しているため、ICチップの高さを制御する必要がある。
【０００５】
特に、近年普及してきている鉛フリー半田はリフロー温度も共晶半田に比べ高いため、ICチップの高さの制御が困難になってきている。特許文献１によれば、最近では素子の多ピン化のために、半田バンプや実装基板の接続パッドのピッチはどんどん狭くなり、高さも低くなっている。このためICチップと接続パッドの距離も狭くなり、熱硬化樹脂の注入が困難、場合によっては不可能となるという問題があり、ICチップと実装基板の間の接続信頼性が確保できない場合があった。
【０００６】
この問題に対して、特許文献１ではチップ側にリフローで溶融しない金属のバンプをめっきで形成することが記されている。また、特許文献２には基板側の接続パッド側にリフローで溶融しない金属のバンプをめっきで形成することが記されている。しかしながら、これらの方法はいずれも工数が多く、煩雑であることと、ICチップまたは基板の接続パッド上にめっきをつけるため、ICチップのバンプおよび接続パッドのピッチの微細化が困難であった。
【０００７】
さらに、特許文献３には基板側の接続パッド側にリフローで溶融しない金属のバンプをエッチングで形成することが記されているが、ICチップの高さを確保するためには金属バンプの高さ、すなわち出発材料の厚さが厚くなることから、バンプを狭ピッチで形成することは困難であり、基板の接続パッドの微細化には対応できない方法であった。
【０００８】
図４は、従来の回路基板の製造方法および回路基板に対するチップ実装方法を示す工程図であって、先ず、同図（１）に示す様に、絶縁ベース材１２の片面に銅箔層１３を有する、所謂、片面銅張積層板１４を用意する。
【０００９】
次に、同図（２）に示す様に、この片面型銅張積層板１４の銅箔層１３に対し、通常のフォトファブリケーション手法によるエッチング手法を用いて、回路配線パターン５を形成し、必要に応じソルダーレジスト層を設けたり、NiやAuを表面処理層として無電解めっき等の手法で形成し、金型による打ち抜き等により外形加工を行い、回路基板１５を得る。
【００１０】
次に、同図（３）に示す様に、半田バンプ９を有するICチップ１０を用意し、フリップチップボンダーを用いて、前記回路基板上にフェイスダウン実装する。その後、リフローを行い、前記ICチップ１０の半田ボール９を溶融させ、ICチップ１０と回路基板１５の接続を得る。
【００１１】
次に、同図（４）に示す様に、アンダーフィルとして熱硬化樹脂１１をICチップ１０と回路基板１５の間に注入することで回路基板１５にICチップ１０がフェースダウン実装される。
【特許文献１】特開２００１−２８４３８０号公報
【特許文献２】特開平５−７４７７８号公報
【特許文献３】特開２００１−５３１８９号公報
【特許文献４】特開２００３−１２９２５９号公報
【特許文献５】特開平１０−９７０８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ICチップ等の電子部品と接続パッドの距離も狭くなり、熱硬化樹脂の注入が困難、場合によっては不可能となるという問題があり、ICチップ等の電子部品と実装基板の間の接続信頼性が確保できない場合がある。
【００１３】
この問題に対して、特許文献１ではICチップ側にリフローで溶融しない金属のバンプをめっきで形成することが記されている。また、特許文献２には基板側の接続パッド側にリフローで溶融しない金属のバンプをめっきで形成することが記されている。
【００１４】
しかしながら、これらの方法はいずれも工数が多く、煩雑であることと、ICチップまたは基板の接続パッド上にめっきをつけるため、ICチップのバンプおよび接続パッドのピッチの微細化が困難であった。さらに、特許文献３には基板側の接続パッド側にリフローで溶融しない金属のバンプをエッチングで形成することが記されているが、ICチップの高さを確保するためには金属バンプの高さ、すなわち出発材料の厚さが厚くなることから、バンプを狭ピッチで形成することは困難であり、基板の接続パッドの微細化には対応できない方法であった。
【００１５】
すなわち、発明が解決しようとする課題は、ICチップ等の電子部品実装後に適性なICチップ等の電子部品の高さを確保することと、接続パッドの微細化を両立することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題を解決するため発明によれば、回路基板の製造方法において、樹脂エッチング液耐性の低い絶縁樹脂層の片面に導電層を有する材料を用意し、前記導電層にエッチングにより回路配線パターンを形成し、前記回路配線パターン上に樹脂エッチング耐性の高い接着性樹脂層を接着し、前記樹脂エッチング耐性の低い絶縁樹脂層を樹脂エッチングすることで突起を形成することを特徴とする回路基板の製造方法が採用される。
【００１７】
また、発明によれば、回路基板表面に半田が溶融する温度においても溶融しない樹脂突起を電子部品接続パッド近傍に形成した回路基板を準備し、電子部品を接続パッドにフェイスダウン実装する際に前記樹脂突起で前記回路基板と前記電子部品の間に樹脂突起の高さに等しい隙間を形成することを特徴とする電子部品の実装方法が採用される。
【００１８】
さらに、発明によれば、回路基板において、回路基板表面の電子部品実装部に電子部品接続パッドよりも高い樹脂突起を電子部品接続パッド近傍に有することを特徴とする回路基板の構造が採用される。
【発明の効果】
【００１９】
これらの特徴により、本発明は次のような効果を奏する。
【００２０】
本発明による回路基板は樹脂エッチング液耐性の低い絶縁樹脂層の片面に導電層を有する材料を用意し、前記導電層にエッチングにより回路配線パターンを形成し、前記回路配線パターン上に樹脂エッチング耐性の高い接着性樹脂層を接着し、前記樹脂エッチング耐性の低い絶縁樹脂層を樹脂エッチングすることで突起を形成することで製造され、電子部品を接続パッドにフェイスダウン実装する際に前記樹脂突起で前記回路基板と前記電子部品の間に樹脂突起の高さに等しい隙間を形成することで実装されるからリフロープロファイルに影響されることなく、電子部品の高さを一定にすることができるばかりか、電子部品をフェイスダウン実装する際に前記樹脂突起が変形し、リフロー時に電子部品の半田ボールが溶融する時に前記樹脂突起の変形が開放されることで半田ボールのフィレット形状を良好にすることも可能である。
【００２１】
さらに接続パッド上にめっきを厚付けする必要がないため接続パッドの狭ピッチ化に対応できるばかりか、接続パッドを絶縁ベース材に埋め込む構造になるため、基板の薄型化も計れる。このため、微細かつ高密度な実装回路基板および安価にかつ安定的に提供することおよび電子部品の実装を安価にかつ安定的に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図示の実施例を参照しながら本発明をさらに説明する。
【００２３】
図１は、本発明の回路基板の製造方法を示す工程図であって、先ず、同図（１）に示す様に、特許文献５に記載されている樹脂エッチング液に対する耐性の低い絶縁樹脂１に銅箔２を有する片面銅張り板３を用意する。ここで、樹脂エッチング液としては特許文献５に記載のアルカリ金属およびアミン系化合物および水からなる液が好ましい。
【００２４】
前記絶縁樹脂１の種類としてはピロメリット酸二無水物と芳香族ジアミンとの重縮合により得られるポリイミドフィルム（例えば米国デュポン社製のカプトン、鐘淵化学株式会社のアピカル）あるいは、これに類する構造の熱可塑性ポリイミドおよびこれらの前駆体が好適である。
【００２５】
次に、同図（２）に示す様に、前記片面銅張り板３の銅箔２に対し、通常のフォトファブリケーション手法によるエッチング手法を用いて、回路配線パターン４を形成する。
【００２６】
次に、同図（３）に示す様に、前記回路配線パターン４上に樹脂エッチング液に対する耐性の高い絶縁樹脂５を形成する。前記絶縁樹脂５の形成手法としてはキャスト、ラミネート、コーティング等が適用可能で、絶縁樹脂の種類、形態（ワニス、フィルム）によって最適な手法を選択する。
【００２７】
ここでは熱硬化性のポリイミドフィルムをラミネートにより熱圧着した。前記樹脂エッチング液耐性の高い絶縁樹脂５は接着層であって、アクリル系、エポキシ系、熱可塑性ポリイミド等、樹脂エッチング液耐性が前記樹脂エッチング液耐性の低い絶縁樹脂１よりも、高いものが選択可能である。ポリイミドの場合にはビフェニルテトラカルボン酸二無水物とジアミノベンゼンの重縮合により得られるポリイミドフィルム（例えば宇部興産株式会社製のユーピレックス）およびこれらの前駆体が好適である。
【００２８】
次に、同図（４）に示す様に、前記絶縁樹脂１上に樹脂突起を形成するためのレジスト層６を形成する。
【００２９】
次に、同図（５）に示す様に、樹脂エッチングを行い、絶縁樹脂突起７を形成する。選択的に樹脂エッチング耐性の低い絶縁樹脂１のみが樹脂エッチングされる。
【００３０】
次に、同図（６）に示す様に、レジスト層６を剥離し、必要に応じソルダーレジスト層を設けたり、NiやAuを表面処理層として無電解めっき等の手法で形成し、金型による打ち抜き等により外形加工を行い、回路基板８を得る。尚、図には示さないが、定法によりViaホール接続等で両面基板とすることも可能である。
【００３１】
図２は、本発明の電子部品の実装方法を示す工程図であって、先ず、同図（１）に示す様に、半田バンプ９を有するICチップ１０を用意し、フリップチップボンダーを用いて、図１に示した工程で製造した回路基板８上にフェイスダウン実装する。その後、リフローを行い、前記ICチップ１０の半田ボール９を溶融させ、ICチップ１０と回路基板８の接続を得る。このとき回路基板８上の樹脂突起７によりICチップの高さは規定されるとともに半田のフィレット形状を得ることができる。
【００３２】
次に、同図（２）に示す様に、アンダーフィルとして熱硬化樹脂１１をICチップ１０と回路基板８の間に注入することで回路基板８にICチップ１０がフェースダウン実装される。
【００３３】
図3は、本発明の回路基板の構造を示す概念的断面構成図であって、同図（１）のようにICチップの高さを規定する樹脂突起７を有する回路基板８であって、回路配線パターン４が絶縁層５に埋め込まれた構造を有している。この回路基板８に対して、同図（２）のようにICチップ１０をフェースダウン実装した際のICチップ１０の回路基板８からの高さは樹脂突起７によって規定される。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の回路基板の製造方法を示す工程図。
【図２】本発明の電子部品の実装方法を示す工程図。
【図３】本発明の回路基板の構造を示す概念的断面構成図。
【図４】従来の手法による回路基板の製造方法および電子部品の実装方法を示す工程図。
【符号の説明】
【００３５】
１    樹脂エッチング耐性の低い絶縁樹脂
２    銅箔
３    片面銅張り板
４    回路配線パターン
５    樹脂エッチング液耐性の高い絶縁樹脂
６    レジスト層
７    樹脂突起
８    本発明による回路基板
９    半田バンプ
１０  ICチップ
１１  熱硬化樹脂
１２  絶縁ベース材
１３  銅箔層
１４  片面銅張り板
１５  従来工法による回路基板
【図１】
2005327914.tif 000003
【図２】
2005327914.tif 000004
【図３】
2005327914.tif 000005
【図４】
2005327914.tif 000006