(57)【要約】【課題】ソルダーレジスト層のない配線基板において、封止樹脂の濡れ広がりを良好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】複数の絶縁層１ａ〜１ｉが積層されて成り、上面に半導体素子Ｓが搭載される搭載部２０Ａを有する絶縁基体１と、各絶縁層１ａ〜１ｉの表面に被着された導体層２ａ〜２ｊから成る配線導体２とを具備して成る配線基板２０であって、搭載部２０Ａの周囲に、最上層の絶縁層１ａで被覆された導体層２ａから成るベタ状パターン１１が配置されているとともに、最上層の絶縁層１ａに、ベタ状パターン１１を底面とする溝１２が搭載部２０Ａに近接して形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の絶縁層が積層されて成り、上面に半導体素子が搭載される搭載部を有する絶縁基体と、前記各絶縁層の表面に被着された導体層から成る配線導体とを具備して成る配線基板であって、前記搭載部の周囲に、最上層の前記絶縁層で被覆された前記導体層から成るベタ状パターンが配置されているとともに、最上層の前記絶縁層に、前記ベタ状パターンを底面とする溝が前記搭載部に近接して形成されていることを特徴とする配線基板。
【請求項２】
前記溝の底面を形成する前記ベタ状パターンの算術平均粗さが１００ｎｍ以下であ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の配線基板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子を搭載するための配線基板は、絶縁層と配線導体とが交互に複数積層されているとともに、最表層にソルダーレジスト層が被着された多層構造をしている。配線基板の上面中央部には、半導体素子が搭載される搭載部が形成されている。搭載部には、配線導体の一部から成る複数の半導体素子接続パッドが格子状の並びに配列されている。配線基板の下面は、外部電気回路基板との接続面になっている。この接続面には、配線導体の一部から成る複数の外部接続パッドが格子状の並びに配列されている。半導体素子接続パッドと外部接続パッドとは、所定のもの同士が配線基板内部の配線導体を介して電気的に接続されている。半導体素子接続パッドには、半導体素子の電極端子がフリップチップ接続される。外部接続パッドと外部電気回路基板とは、半田ボール接続される。
【０００３】
フリップチップ接続では、半導体素子の下面に形成された電極端子と半導体素子接続パッドとを半田バンプを介して接続する。フリップチップ接続された半導体素子と配線基板との間には、隙間が形成される。この隙間は、アンダーフィルと呼ばれる封止樹脂により充填される。封止樹脂を充填するには、未硬化の液状の熱硬化性樹脂を半導体素子と配線基板との隙間に注入した後、熱硬化させる方法が採用される。ところが、液状の樹脂を注入する際、あるいは注入した後、樹脂の一部が搭載部の周囲に大きく濡れ広がってしまうことがある。
【０００４】
そこで、搭載部の周囲のソルダーレジスト層に溝を設けて封止樹脂の濡れ広がりを防止することが提案されている。しかしながら、最表面にソルダーレジスト層を設けない配線基板もあり、この場合、最表層の絶縁層上に溝を例えばレーザ加工により設ける必要がある。この場合、溝の深さのコントロールが難しく、封止樹脂の濡れ広がりを溝で良好に止めることが困難となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３４９３９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、ソルダーレジスト層のない配線基板において、封止樹脂の濡れ広がりを良好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】
【０００７】
本発明の配線基板は、複数の絶縁層が積層されて成り、上面に半導体素子が搭載される搭載部を有する絶縁基体と、前記各絶縁層の表面に被着された導体層から成る配線導体とを具備して成る配線基板であって、前記搭載部の周囲に、最上層の前記絶縁層で被覆された前記導体層から成るベタ状パターンが配置されているとともに、最上層の前記絶縁層に、前記ベタ状パターンを底面とする溝が前記搭載部に近接して形成されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の配線基板によれば、搭載部の周囲に最上層の絶縁層で被覆された導体層から成るベタ状パターンが配置されているとともに、最上層の絶縁層に、ベタ状パターンを底面とする溝が搭載部に近接して形成されていることから、ベタ状パターンがストッパー層となって溝の深さを一定とすることができるとともに、溝の底面を形成するベタ状パターンと封止樹脂との濡れ性が良好なため、ソルダーレジスト層のない配線基板において、封止樹脂の濡れ広がりを良好に防止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】
【０００９】
【図１】図１は、本発明の配線基板の実施形態の一例を示す概略断面図である。
【図２】図２は、本発明の配線基板の実施形態の一例を示す概略上面図である。
【図３】図３は、本発明の配線基板の実施形態の一例に半導体素子を搭載するとともに半導体素子と配線基板との間に封止樹脂を充填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】
【００１０】
次に、本発明の配線基板の実施形態の一例を、図１〜図３を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態の一例である配線基板２０を示す概略断面図である。図１において、１は絶縁基体、２は配線導体である。主としてこれらの絶縁基体１と配線導体２とで配線基板２０が形成されている。
【００１１】
本例の配線基板２０においては、絶縁基体１は、複数の絶縁層１ａ〜１ｉを含んでいる。また、配線導体２は、複数の導体層２ａ〜２ｊを含んでいる。
【００１２】
絶縁基体１の上面中央部には搭載部２０Ａが設けられている。搭載部２０Ａは、半導体素子Ｓを搭載するための四角形状の領域である。搭載部２０Ａには、多数の半導体素子接続パッド３が二次元的な並びに配列されている。半導体素子接続パッド３には、半導体素子Ｓの電極端子Ｔがフリップチップ接続により接続される。
【００１３】
絶縁基体１の下面は、外部電気回路基板との接続面となっている。絶縁基体１の下面には、その略全領域にわたり多数の外部接続パッド４が二次元的な並びに配列されている。外部接続パッド４は、外部電気回路基板の配線導体に接続される。
【００１４】
絶縁基体１を構成する絶縁層１ｅは、本例の配線基板２０におけるコア部材である。絶縁層１ｅは、例えばガラス繊維束を縦横に織り込んだガラス織物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て成る。絶縁層１ｅの厚みは、０．１〜１ｍｍ程度である。絶縁層１ｅには、その上面から下面にかけて多数のスルーホール５が形成されている。スルーホール５内には、スルーホール導体６が被着されている。このスルーホール導体６を介して絶縁層１ｅ上下面の配線導体２ｅと２ｆとが接続されている。
【００１５】
このような絶縁層１ｅは、ガラス織物に未硬化の熱硬化性樹脂を含浸させた絶縁シートを熱硬化させた後、これに上面から下面にかけてドリル加工を施すことにより製作される。絶縁層１ａ上下面の配線導体２ｅ，２ｆは、絶縁層１ｅ用の絶縁シートの上下全面に銅箔を貼着しておくとともにこの銅箔をシートの硬化後にエッチング加工することにより所定のパターンに形成される。スルーホール５内のスルーホール導体６は、絶縁層１ｅにスルーホール５を設けた後に、このスルーホール５内面に無電解めっき法および電解めっき法により銅めっき膜を析出させることにより形成される。配線導体２ｅ，２ｆの厚みは、５０〜２０μｍ程度である。
【００１６】
さらに、スルーホール導体６が被着されたスルーホール５は、その内部が孔埋め樹脂７で充填されている。孔埋め樹脂７は、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から成る。孔埋め樹脂７は、スルーホール５を塞ぐことによりスルーホール５の直上および直下に配線導体２ｅ，２ｆおよび絶縁層１ｄ，１ｆを形成可能とするためのものである。孔埋め樹脂７は、未硬化のペースト状の熱硬化性樹脂をスルーホール５内にスクリーン印刷法により充填し、それを熱硬化させた後、その上下面を略平坦に研磨することにより形成される。
【００１７】
絶縁層１ｅの上下面に積層された各絶縁層１ａ〜１ｄ，１ｆ〜１ｉは、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂から成る。絶縁層１ａ〜１ｄ，１ｆ〜１ｉの厚みは、それぞれ５〜２０μｍ程度である。絶縁層１ａ〜１ｄ，１ｆ〜１ｉは、各層の上面から下面にかけて複数のビアホール８を有している。ビアホール８内にはビアホール導体９が充填されている。そして、上層の配線導体２ａ〜２ｄ，２ｇ〜２ｉと下層の配線導体２ｂ〜２ｅ，２ｈ〜２ｊとがビアホール導体９を介して互いに接続されている。
【００１８】
このような各絶縁層１ａ〜１ｄ，１ｆ〜１ｉは、厚みが５〜２０μｍ程度の未硬化の熱硬化性樹脂から成る絶縁フィルムを絶縁層１ｅの上下面または絶縁層１ｂ〜１ｄ，１ｆ〜１ｈ表面に貼着し、これを熱硬化させるとともにレーザ加工によりビアホール８を穿孔することによって形成される。各絶縁層１ａ〜１ｄ，１ｆ〜１ｉの表面の配線導体２ａ〜２ｄ，２ｈ〜２ｊおよびビアホール８内のビアホール導体９は、各絶縁層１ａ〜１ｄ，１ｆ〜１ｉを形成する毎に各絶縁層１ａ〜１ｄ，１ｆ〜１ｉの表面およびビアホール８内に銅めっきを被着させることによって形成される。銅めっきの被着には、周知のセミアディティブ法を用いる。配線導体２ａ〜２ｄ，２ｈ〜２ｊの厚みは、５〜１０μｍ程度である。
【００１９】
本例の配線基板２０においては、半導体素子接続パッド３および外部接続パッド４を含む配線導体２には、信号用と接地用と電源用とがある。信号用の半導体素子接続パッド３は、その多くが搭載部２０Ａの外周部に配設されている。接地用の半導体素子接続パッド３および電源用の半導体素子接続パッド３は、その多くが搭載部２０Ａの中央部に配設されている。これに対応して信号用の外部接続パッド４は、その多くが絶縁基体１の下面外周部に配設されている。また、接地用の外部接続パッド４および電源用の外部接続パッド４は、絶縁基体１の下面中央部および外周部に配設されている。
【００２０】
信号用の半導体素子接続パッド３と信号用の外部接続パッド４とは、信号用の配線導体２により互いに接続されている。信号用の配線導体２は、絶縁層１ｂ〜１ｄの表面を搭載部２０Ａに対応する領域から絶縁基体１の外周部に向けて延びる帯状パターン１０を有している。この帯状パターン１０と信号用の半導体素子接続パッド３とは、搭載部２０Ａに対応する領域において、ビアホール導体９を介して接続されている。また、この帯状パターン１０と信号用の外部接続パッド４とは、絶縁基体１の外周部において、スルーホール導体６およびビアホール導体９を介して接続されている。
【００２１】
接地用の半導体素子接続パッド３と接地用の外部接続パッド４とは、接地用の配線導体２により互いに接続されている。電源用の半導体素子接続パッド３と電源用の外部接続パッド４とは、電源用の配線導体２により互いに接続されている。接地用の配線導体２および電源用の配線導体２は、広面積のベタ状パターン１１を有している。ベタ状パターン１１の一部は、信号用の配線導体２の左右および上下に配置されている。このベタ状パターン１１は、絶縁層１ａ〜１ｉの表面に形成されている。ベタ状パターン１１は、搭載部２０Ａに対応する領域から絶縁基体１の外周部にかけての広い領域にわたり形成されている。このベタ状パターン１１と接地用または電源用の半導体素子接続パッド３とは、搭載部２０Ａの直下において、ビアホール導体９を介して接続されている。また、このベタ状パターン１１と接地用または電源用の外部接続パッド４とは、絶縁基体１の中央部から外周部にかけた領域において、スルーホール導体６およびビアホール導体９を介して接続されている。
【００２２】
さらに、本例の配線基板２０においては、最上層の絶縁層１ａに、ベタ状パターン１１を底面とする溝１２が搭載部２０Ａに近接して形成されている。この溝１２は、図２に示すように、搭載部２０Ａを囲繞する枠状に形成されている。溝１２は、幅が０．２〜１ｍｍ程度、深さが５〜２０μｍ程度である。この溝１２は、最上層の絶縁層１ａにレーザ加工を施すことによって形成される。溝１２を形成する際に、絶縁層１ａの下のベタ状パターン１１がレーザ加工に対するストッパー層として機能することにより、絶縁層１ａの厚みに対応した一定深さの溝１２が形成される。また、レーザ加工により溝１２の底面を形成するベタ状パターン１１の表面が溶融して算術平均粗さで１００ｎｍ以下の平滑な面となる。
【００２３】
そして、本例の配線基板２０においては、図３に示すように、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、半導体素子Ｓと配線基板２０との隙間にアンダーフィルと呼ばれる封止樹脂Ｕを充填することにより、製品としての半導体装置となる。このとき、本例の配線基板２０によれば、最上層の絶縁層１ａに、ベタ状パターン１１を底面とする溝１２が搭載部２０Ａに近接して一定の深さで形成されていることから、溝１２により封止樹脂Ｕの濡れ広がりを良好に防止することが可能な配線基板２０を提供することができる。
【００２４】
さらに、溝１２の底面を形成するベタ状パターン１１の算術平均粗さが１００ｎｍ以下の平滑な面であることにより、溝１２底面と封止樹脂Ｕとの濡れ性が良好となる。それにより、溝１２底面において封止樹脂Ｕが良好に濡れ広がって半導体素子Ｓと溝１２との間に封止樹脂Ｕの良好な形状のメニスカスが形成される。その結果、封止樹脂Ｕに印加される応力がメニスカスにおいて良好に分散され、封止樹脂Ｕに剥がれやクラックが発生することが有効に防止される。
【符号の説明】
【００２５】
１・・・・・・・絶縁基体
１ａ〜１ｉ・・・絶縁層
２・・・・・・・配線導体
２ａ〜２ｊ・・・導体層
１１・・・・・・・ベタ状パターン
１２・・・・・・・溝
２０・・・・・・・配線基板
２０Ａ・・・・・・搭載部
Ｓ・・・・・・・半導体素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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