(57)【要約】【課題】電池作用により一部の半導体素子接続パッドの銅が溶出したとしても、半導体素子接続パッドの幅を確保して半導体素子の電極と半導体素子接続パッドとを強固に接続することが可能な配線基板を提供すること。【解決手段】基板接続パッド５に金めっき層７を被着させた後、半導体素子接続パッド４に酸処理を伴うプリフラックス処理を行う配線基板１０の製造方法であって、絶縁基板１の表面に、複数の半導体素子接続パッド４および複数の基板接続パッド５を有し、一部の半導体素子接続パッド４と基板接続パッド５とを電気的に接続するとともに残余の半導体素子接続パッド４と基板接続パッド５とを電気的に非接続とする銅から成る配線導体２を形成する際に、基板接続パッド５に接続された半導体素子接続パッド４の幅を、基板接続パッド５に非接続の半導体素子接続パッド４の幅よりも広く形成しておく配線基板の製造方法である。【選択図】図１
2016100580.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基板の表面に、複数の半導体素子接続パッドおよび複数の基板接続パッドを有し、一部の前記半導体素子接続パッドと前記基板接続パッドとを電気的に接続するとともに残余の前記半導体素子接続パッドと前記基板接続パッドとを電気的に非接続とする銅から成る配線導体を形成する第１の工程と、
前記絶縁基板上および前記配線導体上に、前記半導体素子接続パッドの複数を一括して露出させる第１の開口部を有するとともに前記基板接続パッドを個別に露出させる第２の開口部を有するソルダーレジスト層を形成する第２の工程と、
前記半導体素子接続パッドおよび前記基板接続パッドのうち、前記基板接続パッドのみに金めっき層を被着させる第３の工程と、
前記半導体素子接続パッドの表面に酸処理を伴うプリフラックス処理を行う第４の工程と、を行う配線基板の製造方法であって、
前記第１の工程において、前記一部の半導体素子接続パッドの幅を、前記残余の半導体素子接続パッドの幅よりも広く形成しておく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等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】
配線基板に半導体素子を搭載する方法としてフリップチップ搭載が多用されている。さらに、半導体素子がフリップチップ搭載された配線基板上に別の配線基板を重ねて搭載する実装形態も多用されている。
【０００３】
このような実装形態に用いられる従来の配線基板２０を図６（ａ），（ｂ）に示す。配線基板２０は、絶縁基板１１の上面から下面にかけて配線導体１２を被着形成するとともに、その上下面に保護用のソルダーレジスト層１３を被着して成る。
【０００４】
絶縁基板１１は、ガラスクロス入りの熱硬化性樹脂から成る。配線導体１２は、銅箔および銅めっきから成る。ソルダーレジスト層１３は、熱硬化性樹脂から成る。
【０００５】
絶縁基板１１の上面中央部には、複数の半導体素子接続パッド１４が配設されている。絶縁基板１１の上面外周部には、複数の基板接続パッド１５が配設されている。半導体素子接続パッド１４および基板接続パッド１５は、配線導体１２の一部により形成されている。半導体素子接続パッド１４は、半導体素子Ｓの電極端子Ｔの配列に対応した並びに配置されている。基板接続パッド１５は、別の配線基板Ｅの半田ボール端子Ｂの配列に対応した並びに配置されている。
【０００６】
一部の半導体素子接続パッド１４は、配線導体１２を介して基板接続パッド１５に電気的に接続されている。残余の半導体素子接続パッド１４は、基板接続パッド１５と電気的に非接続である。
【０００７】
絶縁基板１１の下面には、複数の外部接続パッド１６が形成されている。外部接続パッド１６は、配線導体１２の一部により形成されている。外部接続パッド１６は、図示しない外部電気回路基板の接続パッドの配列に対応した並びに配置されている。外部接続パッド１６と半導体素子接続パッド１４および基板接続パッド１５とは、絶縁基板１１を貫通する配線導体１２により接続されている。
【０００８】
上面側のソルダーレジスト層１３には、半導体素子接続パッド１４を露出させる開口部１３ａと、基板接続パッド１５を露出させる開口部１３ｂとが形成されている。開口部１３ａは、四角枠状に開口している。開口部１３ａは、複数の半導体素子接続パッド１４を一括して露出させている。開口部１３ｂは、円形に開口している。開口部１３ｂは、各基板接続パッド１５を個別に露出させている。
【０００９】
下面側のソルダーレジスト層１３には、外部接続パッド１６を露出させる開口部１３ｃが形成されている。開口部１３ｃは、円形に開口している。開口部１３ｃは、各外部接続パッド１６を個別に露出させている。
【００１０】
そして、半導体素子接続パッド１４に半導体素子Ｓの電極端子Ｔをフリップチップ接続するとともに、基板接続パッド１５に他の配線基板Ｅの半田ボール端子Ｂを接続する。これにより、配線基板２０上に半導体素子Ｓおよび他の配線基板Ｅが搭載される。
【００１１】
なお、半導体素子接続パッド１４と電極端子Ｔとの接続および基板接続パッド１５と半田ボール端子Ｂ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１４の表面を図示しないプリフラックス膜で被覆するとともに基板接続パッド１５の表面を金めっき層１７で被覆する場合がある。
【００１２】
半導体素子接続パッド１４の表面をプリフラックス膜で被覆するとともに基板接続パッド１５の表面を金めっき層１７で被覆するには、先ず金めっき層１７を基板接続パッド１５に被着させた後、半導体素子接続パッド１４の表面にプリフラックス膜を形成する方法が採用される。プリフラックス膜の被覆は、水溶性のプリフラックス液中に配線基板２０を浸漬することにより行われる。プリフラックス液は、ベンズイミダゾール系化合物と塩酸、リン酸等の無機酸または酢酸、シュウ酸等の有機酸とを含有している。また、プリフラックス液に浸漬する前に、過硫酸ナトリウム等により酸処理が行われる。この酸処理は、半導体素子接続パッド１４の銅表面を清浄なものとするためのものである。
【００１３】
しかしながら、配線基板２０を酸処理すると、図７に示すように、半導体素子接続パッド１４のうち、基板接続パッド１５と電気的に接続された半導体素子接続パッド１４が大きくエッチングされてその幅が細くなってしまう。これは、銅がむき出しになっている半導体素子接続パッド１４と金めっき層１７で被覆された基板接続パッド１５とが接続されていると、銅と金との自然電位の差で起きる電池効果により銅が溶出するためである。そして、このように半導体素子接続パッド１４の幅が細いものとなると、半導体素子Ｓの電極端子Ｔと半導体素子接続パッド１４とを強固に接続することができなくなってしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開平９−１８１４３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明は、電池作用により一部の半導体素子接続パッドの銅が溶出したとしても、半導体素子接続パッドの幅を確保することができ、それにより、半導体素子の電極と半導体素子接続パッドとを強固に接続することが可能な配線基板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の配線基板の製造方法は、
絶縁基板の表面に、複数の半導体素子接続パッドおよび複数の基板接続パッドを有し、一部の前記半導体素子接続パッドと前記基板接続パッドとを電気的に接続するとともに残余の前記半導体素子接続パッドと前記基板接続パッドとを電気的に非接続とする銅から成る配線導体を形成する第１の工程と、
前記絶縁基板上および前記配線導体上に、前記半導体素子接続パッドの複数を一括して露出させる第１の開口部を有するとともに前記基板接続パッドを個別に露出させる第２の開口部を有するソルダーレジスト層を形成する第２の工程と、
前記半導体素子接続パッドおよび前記基板接続パッドのうち、前記基板接続パッドのみに金めっき層を被着させる第３の工程と、
前記半導体素子接続パッドの表面に酸処理を伴うプリフラックス処理を行う第４の工程と、を行う配線基板の製造方法であって、
前記第１の工程において、前記一部の半導体素子接続パッドの幅を、前記残余の半導体素子接続パッドの幅よりも広く形成しておくことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の配線基板の製造方法によれば、絶縁基板の表面に、複数の半導体素子接続パッドおよび複数の基板接続パッドを有し、一部の半導体素子接続パッドと基板接続パッドとを電気的に接続するとともに残余の半導体素子接続パッドと基板接続パッドとを電気的に非接続とする銅から成る配線導体を形成する際に、基板接続パッドに接続された半導体素子接続パッドの幅を、基板接続パッドに非接続の半導体素子接続パッドの幅よりも広く形成しておくことから、基板接続パッドに接続された半導体素子接続パッドが電池作用により細くなったとしても、その半導体素子接続パッドの幅を十分に確保することができる。したがって、本発明の配線基板の製造方法によれば、半導体素子の電極と半導体素子接続パッドとを強固に接続することが可能な配線基板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】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の例を示す概略断面図および概略上面図である。
【図２】図２（ａ），（ｂ）は、本発明の製造方法を説明するための概略断面図及び概略上面図である。
【図３】図３（ａ），（ｂ）は、本発明の製造方法を説明するための概略断面図及び概略上面図である。
【図４】図４（ａ），（ｂ）は、本発明の製造方法を説明するための概略断面図及び概略上面図である。
【図５】図５（ａ），（ｂ）は、本発明の製造方法を説明するための概略断面図及び概略上面図である。
【図６】図６（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７】図７は、従来の配線基板の問題点を説明するための概略上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
次に、本発明の配線基板の製造方法について説明する。図１（１ａ），（ｂ）に、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１０を示す。配線基板１０は、絶縁基板１の上面から下面にかけて配線導体２を被着形成するとともに、その上下面に保護用のソルダーレジスト層３を被着して成る。
【００２０】
絶縁基板１は、ガラスクロス入りの熱硬化性樹脂から成る。絶縁基板１を構成する熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂等が用いられる。絶縁基板１は、この例では単層である。絶縁基板１が単層の場合、絶縁基板１の厚みは１００〜８００μｍ程度である。なお、絶縁基板１は、多層構造であっても良い。
【００２１】
配線導体２は、銅箔および銅めっきから成る。配線導体２の厚みは、絶縁基板１の上下面において、５〜５０μｍ程度である。配線導体２の一部は、絶縁基板１を貫通して上下の配線導体２同士を接続している。
【００２２】
ソルダーレジスト層３は、熱硬化性樹脂から成る。ソルダーレジスト層３を構成する熱硬化性樹脂としては、アクリル変性エポキシ樹脂等が用いられる。ソルダーレジスト層３の厚みは、配線導体２上で１０〜３０μｍ程度である。
【００２３】
絶縁基板１の上面中央部には、複数の半導体素子接続パッド４が配設されている。絶縁基板１の上面外周部には、複数の基板接続パッド５が配設されている。半導体素子接続パッド４および基板接続パッド５は、配線導体２の一部により形成されている。半導体素子接続パッド４は、半導体素子Ｓの電極端子Ｔの配列に対応した並びに配置されている。半導体素子接続パッド４は、幅が１０〜５０μｍ程度、長さが４０〜２００μｍ程度の長方形である。基板接続パッド５は、別の配線基板Ｅの半田ボール端子Ｂの配列に対応した並びに配置されている。基板接続パッド５は直径が１００〜５００μｍ程度の円形である。
【００２４】
なお、一部の半導体素子接続パッド１は、配線導体２を介して基板接続パッド５に電気的に接続されている。残余の半導体素子接続パッド４は、基板接続パッド５と電気的に非接続である。
【００２５】
絶縁基板１の下面には、複数の外部接続パッド６が形成されている。外部接続パッド６は、配線導体２の一部により形成されている。外部接続パッド６は、図示しない外部電気回路基板の接続パッドの配列に対応した並びに配置されている。外部接続パッド６は、直径が１００〜５００μｍ程度の円形である。外部接続パッド６と半導体素子接続パッド４および基板接続パッド５とは、絶縁基板１を貫通する配線導体２により接続されている。
【００２６】
上面側のソルダーレジスト層３には、半導体素子接続パッド４を露出させる開口部３ａと、基板接続パッド５を露出させる開口部３ｂとが形成されている。開口部３ａは、四角枠状に開口している。開口部３ａは、複数の半導体素子接続パッド４を上述したサイズとなるように一括して露出させている。開口部３ｂは、円形に開口している。開口部３ｂは、各基板接続パッド５を上述したサイズとなるように個別に露出させている。
【００２７】
下面側のソルダーレジスト層３には、外部接続パッド６を露出させる開口部３ｃが形成されている。開口部３ｃは、円形に開口している。開口部３ｃは、各外部接続パッド６を上述したサイズとなるように個別に露出させている。
【００２８】
そして、半導体素子接続パッド４に半導体素子Ｓの電極端子Ｔをフリップチップ接続するとともに、基板接続パッド５に他の配線基板Ｅの半田ボール端子Ｂを接続する。これにより、配線基板１０上に半導体素子Ｓおよび他の配線基板Ｅが搭載される。
【００２９】
なお、本例の配線基板１０においては、半導体素子接続パッド４の表面が図示しないプリフラックス膜で被覆されているとともに基板接続パッド５の表面が金めっき層７で被覆されている。これにより、半導体素子接続パッド４と電極端Ｔとの接続および基板接続パッド５と半田ボール端子Ｂとの接続を良好なものとすることができる。なお、プリフラックス膜の厚みは０．１〜０．５μｍ程度である。金めっき層７の厚みは０．１〜１μｍ程度である。
【００３０】
次に、本発明の配線基板の製造方法の実施形態例を上述した配線基板１０を製造する場合を例にとって説明する。
【００３１】
まず、図２（ａ），（ｂ）に示すように、絶縁基板１の上面から下面にかけて銅から成る配線導体２を形成する。配線導体２は、絶縁基板１の上面に複数の半導体素子接続パッド４および複数の基板接続パッド５を有している。また、絶縁基板１の下面に外部接続パッド６を有している。一部の半導体素子接続パッド４と基板接続パッド５とは互いに電気的に接続されている。残余の半導体素子接続パッド４と基板接続パッド５とは電気的に非接続である。外部接続パッド６と半導体素子接続パッド４および基板接続パッド５とは、絶縁基板１を貫通する配線導体２により接続されている。配線導体２の形成には、周知のサブトラクティブ法やセミアディティブ法を用いる。
【００３２】
このとき、基板接続パッド５に接続された半導体素子接続パッド４の幅を、基板接続パッド５に非接続の半導体素子接続パッド４の幅よりも両側に１〜３μｍ程度ずつ広く形成しておく。これにより、後述するように、半導体素子接続パッド４の表面に酸処理を伴うプリフラックス処理を行う際に、基板接続パッド５に接続された半導体素子接続パッド４が電池作用により大きくエッチングされたとしても、その半導体素子接続パッド４の幅を十分に確保することが可能となる。
【００３３】
次に、図３に示すように、絶縁基板１の上下面およびその上の配線導体２の上にソルダーレジスト層３を形成する。上面側のソルダーレジスト層３は、半導体素子接続パッド４を露出させる開口部３ａと、基板接続パッド５を露出させる開口部３ｂとを有している。開口部３ａ内には、複数の半導体素子接続パッド４が一括して露出している。開口部３ｂ内には、各基板接続パッド５が個別に露出している。下面側のソルダーレジスト層３は、外部接続パッド６を露出させる開口部３ｃを有している。開口部３ｃ内には、各外部接続パッド６が個別に露出している。
【００３４】
次に、図４に示すように、基板接続パッド５の表面に金めっき層７を被着させる。金めっき層７は、無電解めっき法や電解めっき法を用いることにより形成する。金めっき層７の下地としてニッケルめっき層やパラジウムめっき層を用いても良い。
【００３５】
次に、半導体素子接続パッド４の表面および外部接続パッド６の表面にプリフラックス膜（不図示）を被着させる。プリフラックス膜の被覆は、水溶性のプリフラックス液中に配線基板１０を浸漬することにより行われる。プリフラックス液は、ベンズイミダゾール系化合物と塩酸、リン酸等の無機酸または酢酸、シュウ酸等の有機酸とを含有している。また、プリフラックス液に浸漬する前に、過硫酸ナトリウム等により酸処理が行われる。この酸処理により、半導体素子接続パッド４および外部接続パッド６の銅表面が清浄なものとなる。
【００３６】
このとき、図５に示すように、基板接続パッド５に接続されている半導体素子接続パッド４が電池効果により大きくエッチングされて細くなる。しかしながら、絶縁基板１に配線導体２を形成する際に、基板接続パッド５に接続された半導体素子接続パッド４の幅を、基板接続パッド５に非接続の半導体素子接続パッド４の幅よりも広く形成しておいたことから、基板接続パッド５に接続された半導体素子接続パッド４が電池作用により細くなったとしても、その半導体素子接続パッド４の幅を十分に確保することができる。したがって、本発明の配線基板の製造方法によれば、半導体素子Ｓの電極Ｔと半導体素子接続パッド４とを強固に接続することが可能な配線基板１０を提供することができる。
【符号の説明】
【００３７】
１・・・絶縁基板
２・・・配線導体
３・・・ソルダーレジスト層
４・・・半導体素子接続パッド
５・・・基板接続パッド
７・・・金めっき層
１０・・・配線基板
【図１】
2016100580.tif 000003
【図２】
2016100580.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2016100580.tif 000007
【図６】
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【図７】
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