(57)【要約】【課題】信号線などの微細化を妨げることなく、また、膜厚を増大させることなく電流量の多い配線パターンの電流容量を増大させた配線構造を提供すること。【解決手段】樹脂層１と、前記樹脂層１に形成された配線３と、を備え、前記樹脂層１は配線が形成される領域内に複数の平行な溝２を有しており、前記配線３は、前記配線が形成される領域内の樹脂層表面１ａと前記複数の溝の内壁面１ｂとに形成されたメッキ膜からなっている配線構造。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂層と
前記樹脂層に形成された配線と、を備え、
前記樹脂層は配線が形成される領域内に複数の平行な溝を有しており、
前記配線は、前記配線が形成される領域内の樹脂層表面と前記複数の溝の内壁面とに形成されたメッキ膜からなっている配線構造。
【請求項２】
請求項１に記載の配線構造を含むことを特徴とするプリント基板。
【請求項３】
請求項１に記載の配線構造を含むことを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
前記配線構造を構成する配線が半導体チップの表面に直接接触している請求項３に記載の半導体装置。
【請求項５】
配線が形成される領域内の樹脂層の表面に互いに平行な複数本の溝を形成する工程と、
前記配線が形成される領域内の樹脂層表面と、前記複数本の溝の内壁面とにメッキ膜を形成する工程と
を有する配線構造の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配線構造、プリント基板、半導体装置及び配線構造の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置やプリント基板などに形成される配線パターンは、通電時における配線の過度な発熱を防ぐ為、流れる電流量に応じた断面積が必要となる。
パワーデバイスや制御デバイスを含む場合などでは、電流量の多い電源系の配線パターンには大きな断面積が必要となるが、配線幅を広げるのには限界がある。
【０００３】
配線幅を広げないで更に電流容量を上げる方法としては、配線の厚みを厚くする方法及び多層の基板の複数の導電層を並列に使用してパターンを形成する方法がある。
しかしながら、配線の厚みを厚くする方法は、配線のメッキに時間がかかるという問題があり、また、流れる電流が少なくても良い信号線の配線間隔を狭めて微細化を測ることができなくなるという問題がある。
また、多層の基板の複数の導電層を並列に使用する方法においては、導電層の層数をむやみに増やすことには限界がある。
【０００４】
特許文献１に記載のものでは、配線パターンを形成するためのフォトリソグラフィ用マスクとして、全ての配線パターンがマスクパターンとして描かれたマスクと、大電流用配線パターンのみがマスクパターンとして描かれたマスクとを用いることで、電流量の多い配線パターンを厚く形成し、電流量の少ない配線パターンを薄く形成して微細化を図っている。
【０００５】
特許文献２に記載のものでは、配線層上の絶縁樹脂に溝を形成し、この溝を導電性ペーストで埋め、この導電性ペーストの溝に接していない表面に銅メッキを施すことによって、１つの層のパターンの単位幅当たりの電流容量を大きくしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−３２２０１号公報
【特許文献２】特開２００７−１６５６４２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、信号線などの微細化を妨げることなく、また、膜厚を増大させることなく電流量の多い配線パターンの電流容量を増大させた配線構造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】
【０００８】
上記課題を解決するための本発明は以下に記載する通りのものである。
（１）樹脂層と
前記樹脂層に形成された配線と、を備え、
前記樹脂層は配線が形成される領域内に複数の平行な溝を有しており、
前記配線は、前記配線が形成される領域内の樹脂層表面と前記複数の溝の内壁面とに形成されたメッキ膜からなっている配線構造。
（２）上記（１）に記載の配線構造を含むことを特徴とするプリント基板。
（３）上記（１）に記載の配線構造を含むことを特徴とする半導体装置。
（４）前記配線構造を構成する配線が半導体チップの表面に直接接触している上記（３）に記載の半導体装置。
（５）配線が形成される領域内の樹脂層の表面に互いに平行な複数本の溝を形成する工程と、
前記配線が形成される領域内の樹脂層表面と、前記複数本の溝の内壁面とにメッキ膜を形成する工程と
を有する配線構造の製造方法。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の配線構造を備えることにより、配線のメッキ厚を増やすことなく、部分的に配線の電流容量を増大させることができる。その結果、目的の電流容量を得るためのメッキ時間を減らすことができ、生産性が向上する。
また、メッキ厚を増やす場合と比較して、メッキ厚が薄いので信号線などの微細化の弊害とならない。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の実施形態１による配線構造を示す図である。図１Ａは配線構造の断面斜視図であり、図１Ｂはメッキを施す前の配線構造の断面図である。
【図２】図２は、本発明の実施形態１の配線構造と従来の配線構造とを対比した図である。図２Ａは実施形態１による配線構造を示す図であり、図２Ｂは従来の配線構造を示す図である。
【図３−１】図３−１は、本発明の実施形態１による配線構造の製造工程の一部を示す図であり、図３Ａ〜図３Ｇは樹脂層に溝を形成するまでの工程を示す。
【図３−２】図３−２は、本発明の実施形態１による配線構造の製造工程の一部を示す図である。図３Ｈ〜図３Ｊは樹脂層に形成した開口及び溝にメッキを施してメッキ膜を形成する工程を示す。
【図３−３】図３−３は、本発明の実施形態１による配線構造の製造工程の一部を示す図である。図３Ｋ〜図３Ｎは配線上の樹脂層にビア及び配線を形成したのち、ソルダーレジスト膜を形成するまでの工程を示す。
【図４】図４は本発明の実施形態２による配線構造を示す図である。図４Ａは配線構造の断面図であり、図４Ｂはメッキを施す前の状態を示す図である。
【図５】図５は本発明の実施形態３による配線構造を示す図である。図５Ａは配線構造の断面図であり、図５Ｂはメッキを施す前の状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための形態について説明する。なお、以下の記載では実施形態を図面に基づいて説明するが、それらの図面は説明のために供されるものであり、本発明はそれらの図面に限定されるものではない。
【００１２】
本発明の配線構造の基本的な例を図１Ａに示す。
配線構造は、樹脂層１と、該樹脂層１に形成された配線であるメッキ膜３とを有する。
樹脂層１は、コア板１０ａの両面に導電膜１０ｂ、１０ｃを積層してなるコア部材１０上に形成されている。
図１Ｂはメッキ膜３が形成される前の樹脂層１の断面を示す図である。樹脂層１はメッキ膜３が形成される領域内に複数の平行な溝２を有している。
この溝２の内壁面１ｂ及び配線が形成される領域内の樹脂層表面１ａにメッキ膜（配線）３が形成される。
【００１３】
このような配線構造は、図１Ｂに示すように、コア部材１０上の樹脂層１の配線が形成される領域Ｓ内の樹脂層表面１ａに複数の平行な溝２を形成し、この溝２の内壁面１ｂ、及び樹脂層表面１ａにメッキ膜３を形成することによって得られる。
なお、図１Ｂに示したものにおいては、溝の内壁面とは溝の側面及び底面（導電膜１０ｂ）を指す。
以下では、図１Ａに示すようなメッキ膜３から構成される配線を溝形状配線ということがある。
【００１４】
図２は本発明の実施形態に係る配線構造（図２Ａ参照）と、本発明の実施形態ではない配線構造（図２Ｂ参照）とを対比したものである。
図２Ａに示した配線構造では溝２の側壁にもメッキ膜３が形成されている。
一方、図２Ｂに示した従来の配線構造では樹脂層１に溝２が設けられておらず、樹脂層１の樹脂層表面１ａにのみメッキ膜３が形成されている。
因みに、配線抵抗は下記式（１）で表される。
【数１】
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図２Ａに示した配線構造と図２Ｂに示した配線構造とを対比すると、図２Ａに示した配線構造は溝の側面に形成したメッキ膜からなる導体部分が図２Ｂに示した配線構造よりも増加している。従って、図２Ａに示した配線構造は上記式（１）における配線断面積Ａが増大し、配線抵抗Ｒが小さくなる。
配線に流すことのできる電流は、配線が過度な温度上昇を起こさない程度に制限されるが、図２Ｂに示した本発明の実施形態の配線構造においては配線抵抗Ｒが減るため、通電時における配線からの発熱が減り、より大きな電流を流すことが出来る。
【００１５】
次に本発明の配線構造の実施形態について説明する。
（実施形態１）
本実施形態は、本発明に係る配線構造を有するプリント基板に関するものである。
図１に示した配線構造を有するプリント基板を作製するための工程を図３−１〜図３−３に基づいて以下で述べる。
【００１６】
（工程１）図３Ａ参照
コア板１０ａの両面に導電膜１０ｂ、１０ｃ積層したコア部材１０を用意する。
（工程２）図３Ｂ、図３Ｃ参照
コア部材１０の一方の側の導電膜１０ｂのうち不要な部分を薬品で溶解除去して配線として必要な導電パターン４ａ、４ｂ、４ｃを形成する。
なお、図３Ｃは図３Ｂに示したコア部材１０の上面図である。
（工程３）図３Ｄ参照
導電パターン４ａ、４ｂ、４ｃを形成したコア部材１０上に樹脂を積み上げて樹脂層１を形成する。
【００１７】
（工程４）図３Ｅ〜図３Ｇ参照
樹脂層１に、大電流配線用の複数本の溝２を形成する溝形成加工及び信号配線用のビア用開口５を形成する穴開け加工を行う。なお本実施形態では溝２の数を４本とした。
穴開け加工はＣＯ２レーザやＴＨＧレーザで行うことができる。また、溝形成加工にはエキシマレーザアブレーション加工が好ましく用いられる。
溝２及びビア用開口５をレーザ加工によって形成する場合、導電パターン４ａ、４ｂ、４ｃはその溝２及びビア用開口５の深さを制御するために設けられている。すなわち、レーザ光はそのエネルギーが所定の値以下の場合、導電パターン４ａ、４ｂ、４ｃを形成している導電膜が障壁となって溝２及びビア用開口５はこの導電パターン４ａ、４ｂ、４ｃの手前（図の上側）まで形成される。
なお、図３Ｆは図３Ｅに示したコア部材１０と樹脂層１とからなる積層体の上面図である。また、図３Ｇは図３Ｆで示した積層体のＡ−Ａ’断面斜視図である。
図３Ｇにおいては、樹脂層１に形成した溝２の底面の導電パターン４ｃが露出している様子が示されている。
【００１８】
（工程５）図３Ｈ〜図３Ｊ参照
図３Ｅに示す積層体の溝２の内壁面と溝２の周辺部及びビア用開口５とその周辺部にシーディングする。次いで無電解メッキによって導電膜を形成した後、電気メッキによってビア７及び配線６（６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ）を形成する。
配線６ａ、６ｂ、６ｃは信号線等の小電流通電用配線として利用される。
配線６ｄは溝形状配線であり、大電流通電用配線として利用される。
図３Ｉは図３Ｈに示した積層体の上面図である。
図３Ｊは図３Ｉに示した積層体のＡ−Ａ’断面斜視図である。
【００１９】
（工程６）図３Ｋ参照
図３Ｈに示した積層体の上面に樹脂層２０を形成する。
（工程７）図３Ｌ参照
図３Ｋに示した積層体の樹脂層２０にレーザ加工によりビア用開口８を形成する。
（工程８）図３Ｍ参照
図３Ｋに示した積層体のビア用開口８及びビア用開口８の周辺部にメッキを施してビア１１を形成すると共に配線９を形成する。
（工程９）図３Ｎ参照
外部接続用パッドとなる部分（配線９）が露出したソルダーレジスト膜３０を形成して、プリント基板を得る。
【００２０】
本実施形態のプリント基板は、本発明の配線構造を備えているため、メッキ厚を増やすことなく、部分的に配線の電流容量を増大させることができる。このため、目的の電流容量を得るためのメッキ時間を減らすことができ生産性が向上する。また、メッキ厚を増やす場合と比較して、メッキ厚が薄いので信号線などの微細化の弊害となることがない。
【００２１】
（実施形態２）
本実施形態はパワーデバイスや制御デバイス等が埋め込まれたメッキによる配線を含む半導体装置において、メッキ配線が本発明に係る接続構造を備えた半導体装置に関するものである。
本実施形態を図４Ａに基づいて説明する。
樹脂層４１ａ上に配線４２が形成されている。
配線４２の上には絶縁材料を介して半導体チップ４３ａ、４３ｂが固着されており、これらの半導体チップは樹脂層４１ｂによって封止されている。
樹脂層４１ｂの表面にはメッキによって配線４５が形成されている。
また、樹脂層４１ｂの表面には半導体チップ４３ａ、４３ｂの電極パッドを配線４５に接続するためのビア４４が形成されている。
また、樹脂層４１ｂ中には配線４２と配線４５とを電気的に接続するためのビア４４が形成されている。
配線４５は樹脂層４１ｃで埋め込まれており、この樹脂層４１ｃにビア４４及び溝形状配線４７が形成されている。
樹脂層４１ｃの表面にはメッキによって配線４８が形成されている。また、樹脂層４１ｃの表面には配線４８の一部を露出する開口部を有するソルダーレジスト膜５０が設けられている。
【００２２】
前記溝形状配線は、樹脂層４１ｃに対して図３Ｄ〜図３Ｊで示した一連の工程を実施することにより形成することができる。
溝形状配線を形成する工程を述べると以下の通りである。
・半導体チップ４３ａ及び４３ｂを封止した樹脂層４１ｂの表面に配線４５を形成する。
・前記配線４５の上に樹脂層４１ｃを積み上げる。
・図４Ｂに示すように、樹脂層４１ｃに信号配線用のビア用開口５を形成する穴開け加工及び大電流配線用の複数本の溝２を形成する溝形成加工を行う。
・ビア用開口５及びその周辺部並びに溝２の内壁面及び溝２の周辺部にメッキを施してビア４４、配線４８及び溝形状配線４７を形成する。
上記のようにして作製した配線４８は信号線等の小電流通電用配線として利用され、溝形状配線４７は大電流通電用配線として利用される。
本実施形態によれば、メッキにより形成された配線を含む半導体装置においても実施形態１と同様の効果を得ることができる。
【００２３】
（実施形態３）
本実施形態はパワーデバイスや制御デバイス等が埋め込まれたメッキによる配線を含む半導体装置において、メッキ配線が本発明に係る接続構造を備えた半導体装置に関するものである。
【００２４】
図５Ａに示すように、本実施形態の半導体装置は、溝形状配線４７を半導体チップ４３ａと直接接触する構造としたものである。
このような配線構造を形成するには、まず、図５Ｂに示すように、半導体チップ４３ａ、４３ｂが封止されている樹脂層４１ｂの表面から半導体チップ４３ａの表面に達する溝２及び配線４２の表面に達する開口５を形成する。
ところで、半導体チップ４３ａの表面は、通常ＡｌパッドやＳｉＮ等が露出している。
溝２を形成するためにＣＯ２レーザを使用した場合、半導体チップが直接ＣＯ２レーザに照射されると半導体チップ４３ａの損傷を防ぐことが難しい。
【００２５】
しかしながら、ビア用開口を形成するための穴開け加工と溝形成加工とに、エキシマレーザを使用すると、ＡｌパッドやＳｉＮのエッチングレートが樹脂のエッチングレートよりも小さく選択性があるためＡｌパッドやＳｉＮの表面で加工を止めることが可能である。また、アブレーション加工のため半導体チップへの熱影響も小さい。このため、レーザとしてはエキシマレーザを使用することが好ましい。
【００２６】
図５Ｂに示す溝２及びビア用開口５を形成した後、ビア用開口５及びその周辺部並びに溝２の内壁面及び溝２の周辺部にメッキを施してビア４４、配線４５及び溝形状配線４７を形成する。
次いで、前記ビア４４及び溝形状配線４７の上に樹脂層４１ｃを積み上げ、この樹脂層４１ｃ内にビア４４を形成し、樹脂層４１ｃ表面に配線４８を形成する。
次いで、樹脂層４１ｃの表面に配線層の一部を露出する開口部を有するソルダーレジスト膜５０を形成する。  本実施形態３は実施形態２に比べると、溝形状配線を作製するために配線を一層増やす必要が無く、少ない層数の半導体装置を実現することができる。
【符号の説明】
【００２７】
１  樹脂層
１ａ  樹脂層表面
１ｂ  溝の内壁面、
２  溝
３  メッキ膜、配線
４ａ、４ｂ、４ｃ  導電パターン
５  ビア用開口
６、６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ  配線
７  ビア
８  ビア用開口
９  配線
１０  コア部材
１０ａ  コア板
１０ｂ、１０ｃ  導電膜
１１  ビア
２０  樹脂層
３０  ソルダーレジスト膜
４１ａ、４１ｂ、４１ｃ  樹脂層
４２  配線
４３ａ、４３ｂ  半導体チップ
４４  ビア
４５  配線
４７  溝形状配線
４８  配線
５０  ソルダ−レジスト膜
Ｓ  配線が形成される領域
【図１】
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【図２】
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【図３−１】
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【図３−２】
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【図３−３】
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【図４】
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【図５】
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