JP2003347477A - 基板、半導体パッケージ用基板、半導体装置及び半導体パッケージ - Google Patents
基板、半導体パッケージ用基板、半導体装置及び半導体パッケージInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体パッケージ用基板等の基板であって、
ＢＧＡやＣＳＰの最小配線ピッチや端子数、及び配線板
の配線ルールを変えずにより小さい半導体パッケージを
形成することのできる基板を提供する。 【解決手段】 絶縁樹脂層、絶縁樹脂層中に埋め込まれ
絶縁樹脂層の両面まで貫通する層間接続用の金属柱、及
び、金属柱の直上で絶縁樹脂層の少なくとも片面上に形
成された回路を有し、金属柱が金属箔をエッチングする
ことにより形成されたものであり、接続用パッドが金属
柱の直上の回路上に設けられている基板。
ＢＧＡやＣＳＰの最小配線ピッチや端子数、及び配線板
の配線ルールを変えずにより小さい半導体パッケージを
形成することのできる基板を提供する。 【解決手段】 絶縁樹脂層、絶縁樹脂層中に埋め込まれ
絶縁樹脂層の両面まで貫通する層間接続用の金属柱、及
び、金属柱の直上で絶縁樹脂層の少なくとも片面上に形
成された回路を有し、金属柱が金属箔をエッチングする
ことにより形成されたものであり、接続用パッドが金属
柱の直上の回路上に設けられている基板。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置に用い
られる基板、半導体パッケージ用基板、その基板を用い
た半導体装置、及び半導体パッケージに関するものであ
る。
られる基板、半導体パッケージ用基板、その基板を用い
た半導体装置、及び半導体パッケージに関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】電子機器の小型化、高性能化への要求に
伴い、半導体の集積度が向上し、その半導体を搭載する
半導体パッケージも高密度化と小型化が進行している。
これまで、表面実装タイプの半導体パッケージは、従来
のリードフレームタイプのＳＯＰやＧＦＰから、配線基
板を用いたＢＧＡやＣＳＰへと移行しつつあり、より小
型で高密度化が可能な半導体パッケージ基板が望まれて
いる。このようなエリアアレイ実装タイプのＢＧＡやＣ
ＳＰ基板の最小外形寸法は、外部接続端子数、端子ピッ
チと基板の最小配線ルール、及びこれを搭載する配線板
の形成可能配線ルールによって決まる。つまり、端子数
が多くなるにつれ配線ピッチは小さくなり、形成可能な
配線の最小ピッチにより最小外形寸法が決まってくるこ
とを意味している。
伴い、半導体の集積度が向上し、その半導体を搭載する
半導体パッケージも高密度化と小型化が進行している。
これまで、表面実装タイプの半導体パッケージは、従来
のリードフレームタイプのＳＯＰやＧＦＰから、配線基
板を用いたＢＧＡやＣＳＰへと移行しつつあり、より小
型で高密度化が可能な半導体パッケージ基板が望まれて
いる。このようなエリアアレイ実装タイプのＢＧＡやＣ
ＳＰ基板の最小外形寸法は、外部接続端子数、端子ピッ
チと基板の最小配線ルール、及びこれを搭載する配線板
の形成可能配線ルールによって決まる。つまり、端子数
が多くなるにつれ配線ピッチは小さくなり、形成可能な
配線の最小ピッチにより最小外形寸法が決まってくるこ
とを意味している。
【０００３】従来のスルーホールめっき、又は、レーザ
ービア穴埋めめっきにより層間接続した半導体パッケー
ジ用基板では、基板の接続用パッドを層間接続部の直上
部に配置することは難しく、基板表面で層間接続部から
引き回した回路端部に接続用パッドを形成している。こ
の回路の引き回しは、基板の縮小化を阻む１つの要因と
なっている。現在の最小配線ピッチは一般的に５０μｍ
ピッチ程度で、従って、ＢＧＡやＣＳＰの外部接続端子
ピッチを０．５ｍｍピッチとした場合、４００端子では
外形寸法が１２ｍｍ角程度になる。
ービア穴埋めめっきにより層間接続した半導体パッケー
ジ用基板では、基板の接続用パッドを層間接続部の直上
部に配置することは難しく、基板表面で層間接続部から
引き回した回路端部に接続用パッドを形成している。こ
の回路の引き回しは、基板の縮小化を阻む１つの要因と
なっている。現在の最小配線ピッチは一般的に５０μｍ
ピッチ程度で、従って、ＢＧＡやＣＳＰの外部接続端子
ピッチを０．５ｍｍピッチとした場合、４００端子では
外形寸法が１２ｍｍ角程度になる。
【０００４】従来のスルーホールめっき接続を用いた半
導体パッケージ用基板を用いた半導体パッケージの断面
図を図２に示す。スルーホールめっき接続部４が形成さ
れた絶縁樹脂層６上に、半導体チップ５が搭載され、封
止材８によって封止されている。絶縁樹脂層６の上面及
び下面には、スルーホールめっき接続部４に接続する回
路１１が設けられている。上面及び下面の回路１１に
は、Ｎｉ／Ａｕめっき９が施されている。この基板の下
面は、はんだボール用パッドを露出させてソルダーレジ
スト１２がコーティングされており、はんだボール用パ
ッド上には、はんだバンプ１０が設けられている。この
ような半導体パッケージ用基板では、半導体チップ５と
の金ワイヤー７によるワイヤーボンディング用の接続用
パッドをスルーホールめっき接続部４の直上に設けるこ
とができないため、スルーホールめっき接続部４から回
路１１を引き回し、その先端、即ち絶縁樹脂上の回路部
分に接続用パッド２を配置している。
導体パッケージ用基板を用いた半導体パッケージの断面
図を図２に示す。スルーホールめっき接続部４が形成さ
れた絶縁樹脂層６上に、半導体チップ５が搭載され、封
止材８によって封止されている。絶縁樹脂層６の上面及
び下面には、スルーホールめっき接続部４に接続する回
路１１が設けられている。上面及び下面の回路１１に
は、Ｎｉ／Ａｕめっき９が施されている。この基板の下
面は、はんだボール用パッドを露出させてソルダーレジ
スト１２がコーティングされており、はんだボール用パ
ッド上には、はんだバンプ１０が設けられている。この
ような半導体パッケージ用基板では、半導体チップ５と
の金ワイヤー７によるワイヤーボンディング用の接続用
パッドをスルーホールめっき接続部４の直上に設けるこ
とができないため、スルーホールめっき接続部４から回
路１１を引き回し、その先端、即ち絶縁樹脂上の回路部
分に接続用パッド２を配置している。
【０００５】特開２００２−０４３４６７号公報には、
金属箔の片面をハーフエッチングして形成した金属バン
プ（金属柱）を樹脂で埋め込み、基板の層間接続用の配
線に利用した半導体パッケージが記載されている。図３
に、この半導体パッケージの断面図を示す。この半導体
パッケージの基板の層間接続用の配線は、金属柱３であ
る。しかし、半導体チップ５とのワイヤーボンディング
による接続は、金属柱３直上の回路１１上では行なわれ
ず、その部分をソルダーレジスト１２で被覆し、回路１
１の先端部に設けられた絶縁樹脂上の接続用パッド２で
行なわれている。
金属箔の片面をハーフエッチングして形成した金属バン
プ（金属柱）を樹脂で埋め込み、基板の層間接続用の配
線に利用した半導体パッケージが記載されている。図３
に、この半導体パッケージの断面図を示す。この半導体
パッケージの基板の層間接続用の配線は、金属柱３であ
る。しかし、半導体チップ５とのワイヤーボンディング
による接続は、金属柱３直上の回路１１上では行なわれ
ず、その部分をソルダーレジスト１２で被覆し、回路１
１の先端部に設けられた絶縁樹脂上の接続用パッド２で
行なわれている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、半導体パッ
ケージ用基板等の基板であって、ＢＧＡやＣＳＰの最小
配線ピッチや端子数、及び配線板の配線ルールを変えず
により小さい半導体パッケージを形成することのできる
基板、半導体パッケージ用基板、それを用いた半導体装
置及び半導体パッケージを提供する。
ケージ用基板等の基板であって、ＢＧＡやＣＳＰの最小
配線ピッチや端子数、及び配線板の配線ルールを変えず
により小さい半導体パッケージを形成することのできる
基板、半導体パッケージ用基板、それを用いた半導体装
置及び半導体パッケージを提供する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】金属箔をエッチングして
形成したバンプを樹脂で埋め込んで層間接続用の配線と
した基板では、従来のスルーホールめっきにより層間接
続をしたＣＳＰやＢＧＡ用の基板と異なり、層間接続部
が金属で完全に埋められている。本発明者らは、このよ
うに層間接続部が金属で完全に埋められている場合、そ
の層間接続部の直上部に接続用パッドを設けることがで
き、ＣＳＰやＢＧＡでは、最小配線ピッチを変えずに簡
単な配線パターンの設計変更で小型化することができる
ことを見出し、この知見に基づいて本発明を完成するに
至った。即ち、本発明は、下記の基板、半導体装置及び
半導体パッケージに関する。
形成したバンプを樹脂で埋め込んで層間接続用の配線と
した基板では、従来のスルーホールめっきにより層間接
続をしたＣＳＰやＢＧＡ用の基板と異なり、層間接続部
が金属で完全に埋められている。本発明者らは、このよ
うに層間接続部が金属で完全に埋められている場合、そ
の層間接続部の直上部に接続用パッドを設けることがで
き、ＣＳＰやＢＧＡでは、最小配線ピッチを変えずに簡
単な配線パターンの設計変更で小型化することができる
ことを見出し、この知見に基づいて本発明を完成するに
至った。即ち、本発明は、下記の基板、半導体装置及び
半導体パッケージに関する。
【０００８】（１）絶縁樹脂層、絶縁樹脂層中に埋め込
まれ絶縁樹脂層の両面まで貫通する層間接続用の金属
柱、及び、金属柱の直上で絶縁樹脂層の少なくとも片面
上に形成された回路を有し、金属柱と回路とが金属箔を
エッチングすることにより形成されたものであり、接続
用パッドが金属柱の直上の回路上に設けられている基
板。 （２）回路が、金属柱の直上で絶縁樹脂層の片面上に形
成された金属層である（１）記載の基板。
まれ絶縁樹脂層の両面まで貫通する層間接続用の金属
柱、及び、金属柱の直上で絶縁樹脂層の少なくとも片面
上に形成された回路を有し、金属柱と回路とが金属箔を
エッチングすることにより形成されたものであり、接続
用パッドが金属柱の直上の回路上に設けられている基
板。 （２）回路が、金属柱の直上で絶縁樹脂層の片面上に形
成された金属層である（１）記載の基板。
【０００９】（３）金属柱が第１の金属からなり、回路
が第１の金属とエッチング条件が異なる第２の金属から
なり、金属箔が第１の金属の層と第２の金属の層とを有
するものであり、絶縁樹脂層、回路及び金属柱が、金属
箔の第１の金属の層を選択的にエッチングして第２の金
属の層上に金属柱となる第１の金属のバンプを形成し、
第２の金属の層の第１の金属のバンプが形成された面上
に、第１の金属のバンプが先端面を露出して絶縁樹脂中
に埋め込まれるように絶縁樹脂の層を形成し、次いで第
２の金属の層を選択的にエッチングして回路を形成する
ことにより形成されたものである（２）記載の基板。
が第１の金属とエッチング条件が異なる第２の金属から
なり、金属箔が第１の金属の層と第２の金属の層とを有
するものであり、絶縁樹脂層、回路及び金属柱が、金属
箔の第１の金属の層を選択的にエッチングして第２の金
属の層上に金属柱となる第１の金属のバンプを形成し、
第２の金属の層の第１の金属のバンプが形成された面上
に、第１の金属のバンプが先端面を露出して絶縁樹脂中
に埋め込まれるように絶縁樹脂の層を形成し、次いで第
２の金属の層を選択的にエッチングして回路を形成する
ことにより形成されたものである（２）記載の基板。
【００１０】（４）金属柱が第１の金属の層と第１の金
属の層とエッチング条件が異なる第２の金属の層からな
り、回路が第２の金属とエッチング条件が異なる第３の
金属の層からなり、金属箔が第１の金属の層、第２の金
属の層及び第３の金属の層を第２の金属の層を中間層と
して有するものであり、絶縁樹脂層、回路及び金属柱
が、金属箔の第１の金属の層を選択的にエッチングして
第２の金属の層上に第１の金属のバンプを形成し、次い
で金属箔の第２の金属の層を選択的にエッチングして金
属柱となる第１の金属の層と第２の金属の層からなる金
属のバンプを形成し、次いで金属箔の金属のバンプが形
成された面上に、第１の金属の層と第２の金属の層から
なる金属のバンプがその先端面を露出して絶縁樹脂中に
埋め込まれるように絶縁樹脂の層を形成し、次いで第３
の金属の層を選択的にエッチングして回路を形成するこ
とにより形成されたものである（２）記載の基板。
属の層とエッチング条件が異なる第２の金属の層からな
り、回路が第２の金属とエッチング条件が異なる第３の
金属の層からなり、金属箔が第１の金属の層、第２の金
属の層及び第３の金属の層を第２の金属の層を中間層と
して有するものであり、絶縁樹脂層、回路及び金属柱
が、金属箔の第１の金属の層を選択的にエッチングして
第２の金属の層上に第１の金属のバンプを形成し、次い
で金属箔の第２の金属の層を選択的にエッチングして金
属柱となる第１の金属の層と第２の金属の層からなる金
属のバンプを形成し、次いで金属箔の金属のバンプが形
成された面上に、第１の金属の層と第２の金属の層から
なる金属のバンプがその先端面を露出して絶縁樹脂中に
埋め込まれるように絶縁樹脂の層を形成し、次いで第３
の金属の層を選択的にエッチングして回路を形成するこ
とにより形成されたものである（２）記載の基板。
【００１１】（５）金属柱が第１の金属からなり、回路
が第１の金属とエッチング条件が異なる第２の金属の層
及び第２の金属とエッチング条件が異なる第３の金属の
層からなり、金属箔が第１の金属の層、第２の金属の層
及び第３の金属の層を第２の金属の層を中間層として有
するものであり、絶縁樹脂層、回路及び金属柱が、金属
箔の第１の金属の層を選択的にエッチングして第２の金
属の層上に金属柱となる第１の金属のバンプを形成し、
第２の金属の層の第１の金属のバンプが形成された面上
に、第１の金属のバンプが先端面を露出して絶縁樹脂中
に埋込まれるように絶縁樹脂の層を形成し、次いで第３
の金属の層及び第２の金属の層をそれぞれ選択的にエッ
チングして回路を形成することにより形成されたもので
ある（２）記載の基板。 （６）絶縁樹脂層、絶縁樹脂層中に埋め込まれ絶縁樹脂
層の両面まで貫通する層間接続用の金属柱、及び、金属
柱の直上で絶縁樹脂層の少なくとも片面上に形成された
回路を有し、金属柱と回路とが金属箔をエッチングする
ことにより形成されたものであり、接続用パッドが金属
柱の直上の回路上に設けられている半導体パッケージ用
基板。
が第１の金属とエッチング条件が異なる第２の金属の層
及び第２の金属とエッチング条件が異なる第３の金属の
層からなり、金属箔が第１の金属の層、第２の金属の層
及び第３の金属の層を第２の金属の層を中間層として有
するものであり、絶縁樹脂層、回路及び金属柱が、金属
箔の第１の金属の層を選択的にエッチングして第２の金
属の層上に金属柱となる第１の金属のバンプを形成し、
第２の金属の層の第１の金属のバンプが形成された面上
に、第１の金属のバンプが先端面を露出して絶縁樹脂中
に埋込まれるように絶縁樹脂の層を形成し、次いで第３
の金属の層及び第２の金属の層をそれぞれ選択的にエッ
チングして回路を形成することにより形成されたもので
ある（２）記載の基板。 （６）絶縁樹脂層、絶縁樹脂層中に埋め込まれ絶縁樹脂
層の両面まで貫通する層間接続用の金属柱、及び、金属
柱の直上で絶縁樹脂層の少なくとも片面上に形成された
回路を有し、金属柱と回路とが金属箔をエッチングする
ことにより形成されたものであり、接続用パッドが金属
柱の直上の回路上に設けられている半導体パッケージ用
基板。
【００１２】（７）（１）〜（５）いずれかに記載の基
板及び基板に搭載された半導体チップとを有し、基板の
金属柱の直上で回路上に設けられた接続用パッドと半導
体チップの接続用パッドとがワイヤーボンディングによ
り接続されている半導体装置。 （８）（１）〜（５）いずれかに記載の基板及び基板に
搭載された半導体チップとを有し、基板の金属柱の直上
で回路上に設けられた接続用パッドと半導体チップの接
続用パッドとがフリップチップボンディングにより接続
されている半導体装置。 （９）（１）〜（５）いずれかに記載の基板及び基板に
搭載された電子部品を有し、電子部品の外部接続端子
が、基板の金属柱の直上で回路上に設けられた接続用パ
ッドと、該接続用パッド上で接続されている半導体装
置。 （１０）（７）記載の半導体装置の半導体チップ搭載面
側を封止してなる半導体パッケージ。 （１１）（８）記載の半導体装置の半導体チップ搭載面
側を封止してなる半導体パッケージ。
板及び基板に搭載された半導体チップとを有し、基板の
金属柱の直上で回路上に設けられた接続用パッドと半導
体チップの接続用パッドとがワイヤーボンディングによ
り接続されている半導体装置。 （８）（１）〜（５）いずれかに記載の基板及び基板に
搭載された半導体チップとを有し、基板の金属柱の直上
で回路上に設けられた接続用パッドと半導体チップの接
続用パッドとがフリップチップボンディングにより接続
されている半導体装置。 （９）（１）〜（５）いずれかに記載の基板及び基板に
搭載された電子部品を有し、電子部品の外部接続端子
が、基板の金属柱の直上で回路上に設けられた接続用パ
ッドと、該接続用パッド上で接続されている半導体装
置。 （１０）（７）記載の半導体装置の半導体チップ搭載面
側を封止してなる半導体パッケージ。 （１１）（８）記載の半導体装置の半導体チップ搭載面
側を封止してなる半導体パッケージ。
【００１３】
【発明の実施の形態】図１に、本発明の基板の一実施態
様の断面図を示す。複数の層間接続用の金属柱３が、絶
縁樹脂層６中に埋め込まれ、絶縁樹脂層６の両面まで貫
通している。各金属柱３の直上で絶縁樹脂層６の片面上
には、金属層からなる回路１１が形成されており、接続
用パッド１が金属柱３の直上の回路１１上に設けられて
いる。即ち、金属柱３の直上の回路１１が、接続用パッ
ドとして用いられる。金属柱３の回路１１が形成された
面の反対の端面は、はんだバンプ等による外部接続用の
パッド（例えば、はんだバンプ用パッド）となる回路を
形成している。回路１１の表面及び基板の反対面に露出
した金属柱３の端面（回路）には、必要に応じてNi/Au
（ニッケル／金）めっき９、ニッケル／はんだめっき、
銅めっき、銀めっき等のメッキが施される。金属柱３と
回路１１とは、金属箔をエッチングすることにより形成
されたものであり、層間接続部が、金属柱３からなる金
属で完全に埋められている。図１に示すように、通常、
本発明の基板は、金属柱からなる層間接続部を複数有す
るが、１つのみであってもよい。回路は、層間絶縁樹脂
層の片面のみにあってもよいし、両面にあっててもよ
い。金属柱の直上部のみにあってもよいし、金属柱の表
面より絶縁樹脂層表面にはみ出した形状としてもよい。
また、更に、金属柱やスルーホールめっき等の層間接続
部の直上から引き回され、先端部に接続用パッドを設け
た回路を有していてもよい。エッチングによる金属柱の
形成に用いられる金属箔は、１種類の金属層からなる単
層の金属箔であってもよいし、２種類以上の金属層を有
する２層以上の多層金属箔であってもよい。
様の断面図を示す。複数の層間接続用の金属柱３が、絶
縁樹脂層６中に埋め込まれ、絶縁樹脂層６の両面まで貫
通している。各金属柱３の直上で絶縁樹脂層６の片面上
には、金属層からなる回路１１が形成されており、接続
用パッド１が金属柱３の直上の回路１１上に設けられて
いる。即ち、金属柱３の直上の回路１１が、接続用パッ
ドとして用いられる。金属柱３の回路１１が形成された
面の反対の端面は、はんだバンプ等による外部接続用の
パッド（例えば、はんだバンプ用パッド）となる回路を
形成している。回路１１の表面及び基板の反対面に露出
した金属柱３の端面（回路）には、必要に応じてNi/Au
（ニッケル／金）めっき９、ニッケル／はんだめっき、
銅めっき、銀めっき等のメッキが施される。金属柱３と
回路１１とは、金属箔をエッチングすることにより形成
されたものであり、層間接続部が、金属柱３からなる金
属で完全に埋められている。図１に示すように、通常、
本発明の基板は、金属柱からなる層間接続部を複数有す
るが、１つのみであってもよい。回路は、層間絶縁樹脂
層の片面のみにあってもよいし、両面にあっててもよ
い。金属柱の直上部のみにあってもよいし、金属柱の表
面より絶縁樹脂層表面にはみ出した形状としてもよい。
また、更に、金属柱やスルーホールめっき等の層間接続
部の直上から引き回され、先端部に接続用パッドを設け
た回路を有していてもよい。エッチングによる金属柱の
形成に用いられる金属箔は、１種類の金属層からなる単
層の金属箔であってもよいし、２種類以上の金属層を有
する２層以上の多層金属箔であってもよい。
【００１４】金属柱直上の回路は、金属柱上に形成され
た金属層であってもよいし、あるいは、金属柱の露出面
であってもよい。回路が金属柱の露出面である場合、本
発明の基板は、例えば、絶縁樹脂フィルム又は絶縁樹脂
板等からなるキャリアー層と金属層からなる金属箔を用
い、金属箔をエッチングしてキャリアー層上に金属柱を
形成し、次いで金属柱の先端面が露出して絶縁樹脂中に
埋め込まれるように絶縁樹脂の層を設け、次いでキャリ
アー層を剥離することにより製造することができる。ま
た、キャリアー層が金属層である場合は、金属柱を絶縁
樹脂中に埋め込んだ後、キャリアー層をエッチングによ
り除去してもよい。回路が金属柱上に形成された金属層
である場合、回路と金属柱とを１枚の単層又は多層金属
箔をエッチングして形成してもよいし、回路と金属柱と
を別個に形成してもよい。例えば、１枚の単層又は多層
金属箔から金属柱を形成して絶縁樹脂中に埋め込んだ
後、別の金属箔を絶縁樹脂層上に積層し、エッチングし
て回路を形成してもよい。
た金属層であってもよいし、あるいは、金属柱の露出面
であってもよい。回路が金属柱の露出面である場合、本
発明の基板は、例えば、絶縁樹脂フィルム又は絶縁樹脂
板等からなるキャリアー層と金属層からなる金属箔を用
い、金属箔をエッチングしてキャリアー層上に金属柱を
形成し、次いで金属柱の先端面が露出して絶縁樹脂中に
埋め込まれるように絶縁樹脂の層を設け、次いでキャリ
アー層を剥離することにより製造することができる。ま
た、キャリアー層が金属層である場合は、金属柱を絶縁
樹脂中に埋め込んだ後、キャリアー層をエッチングによ
り除去してもよい。回路が金属柱上に形成された金属層
である場合、回路と金属柱とを１枚の単層又は多層金属
箔をエッチングして形成してもよいし、回路と金属柱と
を別個に形成してもよい。例えば、１枚の単層又は多層
金属箔から金属柱を形成して絶縁樹脂中に埋め込んだ
後、別の金属箔を絶縁樹脂層上に積層し、エッチングし
て回路を形成してもよい。
【００１５】回路が金属柱上に形成された金属層である
場合、例えば、下記のようにして、回路と金属柱とを１
枚の金属箔をエッチングすることにより形成することが
できる。例えば、本発明の基板は、第１の金属の層と、
第１の金属の層とエッチング条件の異なる第２の金属の
層からなる金属箔と、絶縁樹脂とを用いて製造すること
ができる。まず、この金属箔の第１の金属の層を、第２
の金属の層が露出するまで選択的にエッチング除去し
て、第２の金属の層上に金属柱となる第１の金属のバン
プを形成する。次いで、第２の金属の層の第１の金属の
バンプが形成された面上に、第１の金属のバンプが先端
面が露出して絶縁樹脂中に埋め込まれるように絶縁樹脂
の層を形成する。次いで第２の金属の層を選択的にエッ
チング除去して、金属柱の直上に回路を形成する。エッ
チング条件が異なる金属とは、１種類のエッチング液に
対して、浸食性が高い金属と低い金属、あるいは、各々
異なるエッチング液に対する浸食性を有する金属を意味
する。金属箔として、第２の金属の層上に、絶縁樹脂層
形成後に剥離可能な補強用の絶縁樹脂フィルム、絶縁樹
脂板等のキャリアー層が設けられていてもよい。
場合、例えば、下記のようにして、回路と金属柱とを１
枚の金属箔をエッチングすることにより形成することが
できる。例えば、本発明の基板は、第１の金属の層と、
第１の金属の層とエッチング条件の異なる第２の金属の
層からなる金属箔と、絶縁樹脂とを用いて製造すること
ができる。まず、この金属箔の第１の金属の層を、第２
の金属の層が露出するまで選択的にエッチング除去し
て、第２の金属の層上に金属柱となる第１の金属のバン
プを形成する。次いで、第２の金属の層の第１の金属の
バンプが形成された面上に、第１の金属のバンプが先端
面が露出して絶縁樹脂中に埋め込まれるように絶縁樹脂
の層を形成する。次いで第２の金属の層を選択的にエッ
チング除去して、金属柱の直上に回路を形成する。エッ
チング条件が異なる金属とは、１種類のエッチング液に
対して、浸食性が高い金属と低い金属、あるいは、各々
異なるエッチング液に対する浸食性を有する金属を意味
する。金属箔として、第２の金属の層上に、絶縁樹脂層
形成後に剥離可能な補強用の絶縁樹脂フィルム、絶縁樹
脂板等のキャリアー層が設けられていてもよい。
【００１６】また、金属箔として、第１の金属の層と、
第１の金属とエッチング条件の異なる第２の金属の層
と、第２の金属の層上の第２の金属とエッチング条件の
異なる第３の金属の層からなるものを用い、第１の金属
の層及び第２の金属の層からなる金属柱と、第３の金属
の層からなる回路を形成してもよい。この場合、まず、
上記と同様に、金属箔の第１の金属の層を選択的にエッ
チングして第２の金属の層上に第１の金属のバンプを形
成し、次いで金属箔の第２の金属の層を選択的にエッチ
ングして、第１の金属の層と第２の金属の層からなる金
属柱となる金属のバンプを形成する。次いで金属箔の金
属のバンプが形成された面上に、金属のバンプがその先
端面を露出して絶縁樹脂中に埋め込まれるように絶縁樹
脂の層を形成し、次いで第３の金属の層を選択的にエッ
チングして回路を形成する。
第１の金属とエッチング条件の異なる第２の金属の層
と、第２の金属の層上の第２の金属とエッチング条件の
異なる第３の金属の層からなるものを用い、第１の金属
の層及び第２の金属の層からなる金属柱と、第３の金属
の層からなる回路を形成してもよい。この場合、まず、
上記と同様に、金属箔の第１の金属の層を選択的にエッ
チングして第２の金属の層上に第１の金属のバンプを形
成し、次いで金属箔の第２の金属の層を選択的にエッチ
ングして、第１の金属の層と第２の金属の層からなる金
属柱となる金属のバンプを形成する。次いで金属箔の金
属のバンプが形成された面上に、金属のバンプがその先
端面を露出して絶縁樹脂中に埋め込まれるように絶縁樹
脂の層を形成し、次いで第３の金属の層を選択的にエッ
チングして回路を形成する。
【００１７】あるいは、金属箔として、第１の金属の層
と、第１の金属とエッチング条件の異なる第２の金属の
層と、第２の金属の層上の第２の金属とエッチング条件
の異なる第３の金属の層からなるものを用い、第１の金
属からなる金属柱と、第２の金属の層と第３の金属の層
からなる回路を形成してもよい。この場合、まず、金属
箔の第１の金属の層を選択的にエッチングして第２の金
属の層上に金属柱となる第１の金属のバンプを形成し、
次いで、第２の金属の層の第１の金属のバンプが形成さ
れた面上に、第１の金属のバンプが先端面を露出して絶
縁樹脂中に埋め込まれるように絶縁樹脂の層を形成す
る。次いで、第３の金属の層及び第２の金属の層をそれ
ぞれ選択的にエッチングして回路を形成する。
と、第１の金属とエッチング条件の異なる第２の金属の
層と、第２の金属の層上の第２の金属とエッチング条件
の異なる第３の金属の層からなるものを用い、第１の金
属からなる金属柱と、第２の金属の層と第３の金属の層
からなる回路を形成してもよい。この場合、まず、金属
箔の第１の金属の層を選択的にエッチングして第２の金
属の層上に金属柱となる第１の金属のバンプを形成し、
次いで、第２の金属の層の第１の金属のバンプが形成さ
れた面上に、第１の金属のバンプが先端面を露出して絶
縁樹脂中に埋め込まれるように絶縁樹脂の層を形成す
る。次いで、第３の金属の層及び第２の金属の層をそれ
ぞれ選択的にエッチングして回路を形成する。
【００１８】いずれの方法においても、同時に、金属柱
直上部から引き回され、先端に接続バンプを有する回路
をさらに形成してもよい。また、絶縁樹脂層を形成する
前に、金属箔の金属バンプの形成された面に、絶縁樹脂
との密着性をよくするための表面処理を施すことが好ま
しい。表面処理としては、化学リン系処理、化学リン酸
系処理、化学蟻酸系処理、金属粒の電解付与等が挙げら
れる。
直上部から引き回され、先端に接続バンプを有する回路
をさらに形成してもよい。また、絶縁樹脂層を形成する
前に、金属箔の金属バンプの形成された面に、絶縁樹脂
との密着性をよくするための表面処理を施すことが好ま
しい。表面処理としては、化学リン系処理、化学リン酸
系処理、化学蟻酸系処理、金属粒の電解付与等が挙げら
れる。
【００１９】第１の金属としては、銅、銅合金、鉄・ニ
ッケル合金等から選択したものを用いることができる。
第２の金属としては、第１の金属が銅又は銅合金である
場合には、ニッケル、ニッケル合金、チタン、クロム、
錫、亜鉛、金等を用いることができ、第１の金属が鉄・
ニッケル合金の場合には、チタン、クロム、錫等を用い
ることができる。第３の金属としては、銅、銅合金、鉄
・ニッケル合金等から選択したものを用いることができ
る。
ッケル合金等から選択したものを用いることができる。
第２の金属としては、第１の金属が銅又は銅合金である
場合には、ニッケル、ニッケル合金、チタン、クロム、
錫、亜鉛、金等を用いることができ、第１の金属が鉄・
ニッケル合金の場合には、チタン、クロム、錫等を用い
ることができる。第３の金属としては、銅、銅合金、鉄
・ニッケル合金等から選択したものを用いることができ
る。
【００２０】金属柱を形成する第１の金属の層の厚さ
は、１２〜１００μｍであることが好ましく、１００μ
ｍを超えると、金属のバンプを形成する時のエッチング
精度が低く、微細なパターンの形成が困難になるおそれ
があり、１２μｍ未満であると、金属柱の強度が不十分
となったり、絶縁樹脂による絶縁性が低下するおそれが
ある。より好ましくは、１８〜７０μｍである。第２の
金属の層の厚さは、０．０５〜５０μｍであることが好
ましく、５０μｍを超えると、回路形成時のエッチング
精度が低く、微細なパターンの形成が困難になるおそれ
があり、０．０５μｍ未満であると、第１の金属の層を
エッチングするときに、第２の金属の層に発生したピッ
トや欠けのために、第３金属の層が浸食されるおそれが
ある。より好ましくは、０．１〜３５μｍである。第３
の金属の層の厚さは、１〜５０μｍであることが好まし
く、５０μｍを超えると、回路の形成時にエッチング精
度が低下し、微細なパターンの形成が困難になるおそれ
があり、１μｍ未満であると、第１の金属をエッチング
するときに、第２の金属の層に発生したピットや欠けの
ために、第３の金属の層が浸食されるおそれがある。よ
り好ましくは、５〜１２μｍである。
は、１２〜１００μｍであることが好ましく、１００μ
ｍを超えると、金属のバンプを形成する時のエッチング
精度が低く、微細なパターンの形成が困難になるおそれ
があり、１２μｍ未満であると、金属柱の強度が不十分
となったり、絶縁樹脂による絶縁性が低下するおそれが
ある。より好ましくは、１８〜７０μｍである。第２の
金属の層の厚さは、０．０５〜５０μｍであることが好
ましく、５０μｍを超えると、回路形成時のエッチング
精度が低く、微細なパターンの形成が困難になるおそれ
があり、０．０５μｍ未満であると、第１の金属の層を
エッチングするときに、第２の金属の層に発生したピッ
トや欠けのために、第３金属の層が浸食されるおそれが
ある。より好ましくは、０．１〜３５μｍである。第３
の金属の層の厚さは、１〜５０μｍであることが好まし
く、５０μｍを超えると、回路の形成時にエッチング精
度が低下し、微細なパターンの形成が困難になるおそれ
があり、１μｍ未満であると、第１の金属をエッチング
するときに、第２の金属の層に発生したピットや欠けの
ために、第３の金属の層が浸食されるおそれがある。よ
り好ましくは、５〜１２μｍである。
【００２１】キャリアー層には、絶縁樹脂板、絶縁フィ
ルム、あるいは金属箔を用いることができる。絶縁樹脂
板としては、例えば、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、
シリコーン樹脂、フェノール樹脂等から選択されたもの
を用いることができる。絶縁フィルムとしては、ポリイ
ミド樹脂、ポリエチレンフタレート樹脂、ポリフェニレ
ンサルファイドフィルム等から選択されたものを用いる
ことができる。金属箔としては、銅箔、銅合金箔、鉄、
ニッケル合金等から選択されたものを用いることができ
る。絶縁樹脂層に用いられる絶縁樹脂材料としては、熱
硬化性のエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹
脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリフェニレンサルファイ
ド樹脂、感光性のポリイミド樹脂、アクリルエポキシ樹
脂、エチレン、プロピレン、スチレン、ブタジエン等の
熱可塑性エラストマー、液晶ポリマー等が挙げられる。
絶縁樹脂層の厚さは、通常、第１の金属の層をエッチン
グして形成される金属柱の高さと同じとする。金属柱の
形状は、中実の金属柱であれば特に制限はなく、通常、
半径１０〜７５０μｍの円柱、短い側の辺の幅２０μｍ
以上の方形等である。
ルム、あるいは金属箔を用いることができる。絶縁樹脂
板としては、例えば、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、
シリコーン樹脂、フェノール樹脂等から選択されたもの
を用いることができる。絶縁フィルムとしては、ポリイ
ミド樹脂、ポリエチレンフタレート樹脂、ポリフェニレ
ンサルファイドフィルム等から選択されたものを用いる
ことができる。金属箔としては、銅箔、銅合金箔、鉄、
ニッケル合金等から選択されたものを用いることができ
る。絶縁樹脂層に用いられる絶縁樹脂材料としては、熱
硬化性のエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹
脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリフェニレンサルファイ
ド樹脂、感光性のポリイミド樹脂、アクリルエポキシ樹
脂、エチレン、プロピレン、スチレン、ブタジエン等の
熱可塑性エラストマー、液晶ポリマー等が挙げられる。
絶縁樹脂層の厚さは、通常、第１の金属の層をエッチン
グして形成される金属柱の高さと同じとする。金属柱の
形状は、中実の金属柱であれば特に制限はなく、通常、
半径１０〜７５０μｍの円柱、短い側の辺の幅２０μｍ
以上の方形等である。
【００２２】本発明の基板は、絶縁樹脂層１層のみを有
するものであってもよいし、絶縁樹脂層の下に更に絶縁
層を介して積層された複数の導体回路層を有する多層配
線板であってもよい。本発明の基板は、例えば、半導体
パッケージに用いられるインターポーザーとして、ま
た、半導体パッケージの電子部品を搭載するマザーボー
ド等の配線板として、種々の半導体装置の製造に用いる
ことができる。
するものであってもよいし、絶縁樹脂層の下に更に絶縁
層を介して積層された複数の導体回路層を有する多層配
線板であってもよい。本発明の基板は、例えば、半導体
パッケージに用いられるインターポーザーとして、ま
た、半導体パッケージの電子部品を搭載するマザーボー
ド等の配線板として、種々の半導体装置の製造に用いる
ことができる。
【００２３】例えば、本発明の基板に半導体チップを搭
載し、基板の金属柱の直上で回路上に設けられた接続用
パッドと半導体チップの接続用パッドとを電気的に接続
することにより、本発明の半導体装置を得ることができ
る。接続をワイヤーボンディングにより行なう場合、例
えば、基板上に半導体チップをダイボンド材等で固定し
て搭載した後、基板の金属柱の直上で回路上に設けられ
た接続用パッドと半導体チップの接続用パッドとを、金
ワイヤー、アルミニウムワイヤー、銅ワイヤー等の導体
ワイヤーで、ボンディングする。接続をフリップチップ
ボンディングにより行なう場合、半導体チップの接続用
パッド上に形成された金、はんだ、鉛、銅、スズ、銀バ
ンプ、およびそれぞれの合金、金属と樹脂とを混合した
導電性ペースト、異方性導電フィルム、無機物又は有機
物のボールに金属コーティングしたバンプ等の金属バン
プを、基板の金属柱の直上で回路上に設けられた接続用
パッドに、直接接続させる。
載し、基板の金属柱の直上で回路上に設けられた接続用
パッドと半導体チップの接続用パッドとを電気的に接続
することにより、本発明の半導体装置を得ることができ
る。接続をワイヤーボンディングにより行なう場合、例
えば、基板上に半導体チップをダイボンド材等で固定し
て搭載した後、基板の金属柱の直上で回路上に設けられ
た接続用パッドと半導体チップの接続用パッドとを、金
ワイヤー、アルミニウムワイヤー、銅ワイヤー等の導体
ワイヤーで、ボンディングする。接続をフリップチップ
ボンディングにより行なう場合、半導体チップの接続用
パッド上に形成された金、はんだ、鉛、銅、スズ、銀バ
ンプ、およびそれぞれの合金、金属と樹脂とを混合した
導電性ペースト、異方性導電フィルム、無機物又は有機
物のボールに金属コーティングしたバンプ等の金属バン
プを、基板の金属柱の直上で回路上に設けられた接続用
パッドに、直接接続させる。
【００２４】上記の半導体装置の半導体チップ搭載面側
を封止材により封止することにより、本発明の半導体パ
ッケージが得られる。封止は、絶縁樹脂を用いるモール
ディング、トランスファーモールド、ポッティング、キ
ャスティング、スクリーン印刷する樹脂封止等により行
なうことができる。樹脂封止に用いられる絶縁樹脂とし
ては、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹
脂、エポキシ変性フェノール樹脂等を用いることができ
る。
を封止材により封止することにより、本発明の半導体パ
ッケージが得られる。封止は、絶縁樹脂を用いるモール
ディング、トランスファーモールド、ポッティング、キ
ャスティング、スクリーン印刷する樹脂封止等により行
なうことができる。樹脂封止に用いられる絶縁樹脂とし
ては、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹
脂、エポキシ変性フェノール樹脂等を用いることができ
る。
【００２５】図４に、本発明の半導体パッケージの一例
の断面図を示す。金属柱３が、基板の絶縁樹脂層６中に
埋め込まれ、絶縁樹脂層６の両面まで貫通している。金
属柱３の直上で絶縁樹脂層６の片面上に金属層からなる
回路１１が形成されている。絶縁樹脂層６の下面側に露
出した金属柱３の表面と、回路１１の表面には、Ｎｉ／
Ａｕめっき９が施されている。基板上に搭載された半導
体チップ５の接続用パッド（図示せず）と、金属柱３の
直上の回路に設けられた接続用パッド１とが、金ワイヤ
ーによりワイヤーボンディングされている。基板の半導
体チップ５の搭載された面が、封止材８により封止され
ている。
の断面図を示す。金属柱３が、基板の絶縁樹脂層６中に
埋め込まれ、絶縁樹脂層６の両面まで貫通している。金
属柱３の直上で絶縁樹脂層６の片面上に金属層からなる
回路１１が形成されている。絶縁樹脂層６の下面側に露
出した金属柱３の表面と、回路１１の表面には、Ｎｉ／
Ａｕめっき９が施されている。基板上に搭載された半導
体チップ５の接続用パッド（図示せず）と、金属柱３の
直上の回路に設けられた接続用パッド１とが、金ワイヤ
ーによりワイヤーボンディングされている。基板の半導
体チップ５の搭載された面が、封止材８により封止され
ている。
【００２６】図４に示すように、金属柱の直上の回路に
接続用パッドを設けると、層間接続部を避けて引き回す
配線とチップとの接続用のパッドを設けなくても良いた
め、パッケージの小型化を図ることができる。また、小
型化しなくても、不必要になる引き回し用の配線の面積
分だけ、他の配線ピッチを大きくとれるようになるとい
う利点もある。さらに、基板上の樹脂表面積が多くな
り、その後の封止材やアンダーフィル材、ソルダーレジ
ストとの接着性が良くなると推定できる。また、別の利
点として、接続方法にワイヤーボンディング法、又は超
音波を用いたフリップチップ接続法を用いた場合、エッ
チングにて形成した金属柱の直上部の回路は、回路下が
金属で満たされているため、他の回路下が樹脂の箇所に
比べ硬く超音波が伝わり易い。そのため、ボンディング
性が良いという結果が得られている。
接続用パッドを設けると、層間接続部を避けて引き回す
配線とチップとの接続用のパッドを設けなくても良いた
め、パッケージの小型化を図ることができる。また、小
型化しなくても、不必要になる引き回し用の配線の面積
分だけ、他の配線ピッチを大きくとれるようになるとい
う利点もある。さらに、基板上の樹脂表面積が多くな
り、その後の封止材やアンダーフィル材、ソルダーレジ
ストとの接着性が良くなると推定できる。また、別の利
点として、接続方法にワイヤーボンディング法、又は超
音波を用いたフリップチップ接続法を用いた場合、エッ
チングにて形成した金属柱の直上部の回路は、回路下が
金属で満たされているため、他の回路下が樹脂の箇所に
比べ硬く超音波が伝わり易い。そのため、ボンディング
性が良いという結果が得られている。
【００２７】小型化については、金属柱直上の回路上の
接続用パッドにボンディングした端子数だけ、全体の面
積が小さくなり、設計時の配線引き回しにも余裕が持て
る。本発明の実施の方法は、非常に簡便であり配線パタ
ーン設計時に、バンプ直上の回路にパッドを設けるよう
にすれば良い。また、本発明は、本発明の基板をマザー
ボード等の配線板として用いた半導体装置を提供する。
この半導体装置は、基板及び基板に搭載された電子部品
を有し、電子部品の外部接続端子が、基板の金属柱の直
上で回路上に設けられた接続用パッドと、該接続用パッ
ド上で接続されている。電子部品としては、半導体パッ
ケージ、半導体チップ等が挙げられる。このような、半
導体パッケージや半導体チップ等の電子部品との接続時
にも、上記と同様の同様の利点が得られる。また、この
半導体装置においても、電子部品搭載面側を封止しても
よい。
接続用パッドにボンディングした端子数だけ、全体の面
積が小さくなり、設計時の配線引き回しにも余裕が持て
る。本発明の実施の方法は、非常に簡便であり配線パタ
ーン設計時に、バンプ直上の回路にパッドを設けるよう
にすれば良い。また、本発明は、本発明の基板をマザー
ボード等の配線板として用いた半導体装置を提供する。
この半導体装置は、基板及び基板に搭載された電子部品
を有し、電子部品の外部接続端子が、基板の金属柱の直
上で回路上に設けられた接続用パッドと、該接続用パッ
ド上で接続されている。電子部品としては、半導体パッ
ケージ、半導体チップ等が挙げられる。このような、半
導体パッケージや半導体チップ等の電子部品との接続時
にも、上記と同様の同様の利点が得られる。また、この
半導体装置においても、電子部品搭載面側を封止しても
よい。
【００２８】
【実施例】以下、本発明の実施例及びその比較例によっ
て本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらの
実施例に限定されるものではない。 実施例１ 以下の方法で、図１に示す断面を有する０．５ｍｍピッ
チ半導体パッケージ用基板を作製した。厚さ７０μｍの
銅層、厚さ０．２μｍのニッケル層、厚さ１０μｍの銅
層からなる３層金属箔（日本電解（株）製）の７０μｍ
銅層を、フォトドライフィルムＨ−Ｋ３５０（日立化成
工業（株）製）を用いてパターンを形成し、メルテック
ス社製エープロセス液（アンモニア銅錯塩２０〜３０重
量％、塩化アンモニウム１０〜２０重量％及びアンモニ
ア１〜１０重量％含有）原液からなるアルカリエッチン
グ液で銅を選択的にエッチングしてφ２５０μｍの銅の
バンプを２００個形成した。さらに、ニッケル層を、銅
のバンプの直上部を残して選択的にエッチング除去し、
銅層及びニッケル層からなる金属柱３を形成した。ニッ
ケル層のエッチングには、メルテックス社製メルストリ
ップＮ−９５０（硫酸８重量％、硝酸５重量％及び過酸
化水素３．５重量％含有）の原液からなるエッチング液
を用いた。次いで、３層金属箔の金属柱を形成した面
に、樹脂との密着性を良くするために化学リン系処理
（荏原電産（株）製処理液、ＮＢＤ ＩＩ処理液（硫酸
７．５重量％、リン酸３．８重量％及び過酸化水素４．
０重量％含有）を用いるＮＢＤ ＩＩ処理システムによ
る処理）を、ラインスピード１．７５ｍ／ｍｉｎ、スプ
レー圧９．８×１０４Ｐａ（１．０ｋｇｆ／ｃｍ２）の
条件で施した。この金属箔の金属柱を形成した面に、液
状のシリコン変性ポリアミドイミド樹脂６である絶縁樹
脂ＫＳ６６００（日立化成工業（株）製）を印刷機ＶＥ
−５００（東レエンジニアリング（株）製）を印刷して
金属柱を埋めた後、８０℃３０分、１８０℃３０分、２
２０℃２０分の３ステップ硬化を行ない、市販の研磨紙
で埋め込んだ金属柱の端面が現れるまで研磨して、絶縁
樹脂層６を形成した。次いで、金属箔の厚さ１０μｍの
銅層を、メルテックス社製エープロセス液（アンモニア
銅錯塩２０〜３０重量％、塩化アンモニウム１０〜２０
重量％及びアンモニア１〜１０重量％含有）原液からな
るアルカリエッチング液で選択的にエッチングして、金
属柱３上に、φ３００μｍの銅の回路１１を形成した。
その後、回路表面及び電解ニッケル／金めっき（Ｎｉ／
Ａｕめっき９）（大和電機工業（株）製）を形成して、
図３に示すような断面構造を持つ０．５ｍｍピッチ半導
体パッケージ用基板を作製した。この基板において、半
導体チップ５と基板のワイヤーボンディング用の接続用
パッド２００個全てを、金属柱３上の回路１１とした。
金属柱３の下端面には、Ｎｉ／Ａｕめっき９を介しては
んだバンプ１０が形成される。図５（ａ）に、この図１
に示す基板を用いて製造される半導体装置の配線パター
ンを示す部分平面図を示す。この基板上にサイズ８．５
ｍｍ×８．５ｍｍ、厚み０．３ｍｍの半導体チップ５を
搭載し、金属柱３直上の回路１１に設けた接続用パッド
１と、半導体チップの接続用パッド（図示せず）とを、
金ワイヤー７で接続する。このとき、比較のため、従来
の半導体パッケージ用基板と同様に、２００個の金属柱
全ての直上から引き回した回路を形成し、その先端に絶
縁樹脂上の回路に接続用パッドを設けた基板も準備し
た。この基板を用いて製造される半導体装置の配線パタ
ーンの部分平面図を図５（ｂ）に示す。基板上に搭載さ
れた半導体チップ５の接続用パッド（図示せず）は、全
ての金属柱３の直上から引き回した回路１３の絶縁樹脂
上の先端部に設けられた接続用パッド２とワイヤボンデ
ィングされる。その結果、図５に示すように、基板サイ
ズは、従来の回路設計で１５ｘ１５ｍｍとなるところ
が、２００個全ての接続用パッドを金属柱直上部とした
場合、１３×１３ｍｍとなった。これは、基板を２５％
小型化したことになる。さらに、ワイヤーボンダーＨＷ
２１００（九州松下電器（株）製）でエッチングして形
成した金属柱の直上部にボンディングした箇所はワイヤ
ーボンディング不良率が０．００９％で、回路引き回し
により絶縁樹脂上の回路に形成した接続用パッドの０．
０３％に対し少なかった。
て本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらの
実施例に限定されるものではない。 実施例１ 以下の方法で、図１に示す断面を有する０．５ｍｍピッ
チ半導体パッケージ用基板を作製した。厚さ７０μｍの
銅層、厚さ０．２μｍのニッケル層、厚さ１０μｍの銅
層からなる３層金属箔（日本電解（株）製）の７０μｍ
銅層を、フォトドライフィルムＨ−Ｋ３５０（日立化成
工業（株）製）を用いてパターンを形成し、メルテック
ス社製エープロセス液（アンモニア銅錯塩２０〜３０重
量％、塩化アンモニウム１０〜２０重量％及びアンモニ
ア１〜１０重量％含有）原液からなるアルカリエッチン
グ液で銅を選択的にエッチングしてφ２５０μｍの銅の
バンプを２００個形成した。さらに、ニッケル層を、銅
のバンプの直上部を残して選択的にエッチング除去し、
銅層及びニッケル層からなる金属柱３を形成した。ニッ
ケル層のエッチングには、メルテックス社製メルストリ
ップＮ−９５０（硫酸８重量％、硝酸５重量％及び過酸
化水素３．５重量％含有）の原液からなるエッチング液
を用いた。次いで、３層金属箔の金属柱を形成した面
に、樹脂との密着性を良くするために化学リン系処理
（荏原電産（株）製処理液、ＮＢＤ ＩＩ処理液（硫酸
７．５重量％、リン酸３．８重量％及び過酸化水素４．
０重量％含有）を用いるＮＢＤ ＩＩ処理システムによ
る処理）を、ラインスピード１．７５ｍ／ｍｉｎ、スプ
レー圧９．８×１０４Ｐａ（１．０ｋｇｆ／ｃｍ２）の
条件で施した。この金属箔の金属柱を形成した面に、液
状のシリコン変性ポリアミドイミド樹脂６である絶縁樹
脂ＫＳ６６００（日立化成工業（株）製）を印刷機ＶＥ
−５００（東レエンジニアリング（株）製）を印刷して
金属柱を埋めた後、８０℃３０分、１８０℃３０分、２
２０℃２０分の３ステップ硬化を行ない、市販の研磨紙
で埋め込んだ金属柱の端面が現れるまで研磨して、絶縁
樹脂層６を形成した。次いで、金属箔の厚さ１０μｍの
銅層を、メルテックス社製エープロセス液（アンモニア
銅錯塩２０〜３０重量％、塩化アンモニウム１０〜２０
重量％及びアンモニア１〜１０重量％含有）原液からな
るアルカリエッチング液で選択的にエッチングして、金
属柱３上に、φ３００μｍの銅の回路１１を形成した。
その後、回路表面及び電解ニッケル／金めっき（Ｎｉ／
Ａｕめっき９）（大和電機工業（株）製）を形成して、
図３に示すような断面構造を持つ０．５ｍｍピッチ半導
体パッケージ用基板を作製した。この基板において、半
導体チップ５と基板のワイヤーボンディング用の接続用
パッド２００個全てを、金属柱３上の回路１１とした。
金属柱３の下端面には、Ｎｉ／Ａｕめっき９を介しては
んだバンプ１０が形成される。図５（ａ）に、この図１
に示す基板を用いて製造される半導体装置の配線パター
ンを示す部分平面図を示す。この基板上にサイズ８．５
ｍｍ×８．５ｍｍ、厚み０．３ｍｍの半導体チップ５を
搭載し、金属柱３直上の回路１１に設けた接続用パッド
１と、半導体チップの接続用パッド（図示せず）とを、
金ワイヤー７で接続する。このとき、比較のため、従来
の半導体パッケージ用基板と同様に、２００個の金属柱
全ての直上から引き回した回路を形成し、その先端に絶
縁樹脂上の回路に接続用パッドを設けた基板も準備し
た。この基板を用いて製造される半導体装置の配線パタ
ーンの部分平面図を図５（ｂ）に示す。基板上に搭載さ
れた半導体チップ５の接続用パッド（図示せず）は、全
ての金属柱３の直上から引き回した回路１３の絶縁樹脂
上の先端部に設けられた接続用パッド２とワイヤボンデ
ィングされる。その結果、図５に示すように、基板サイ
ズは、従来の回路設計で１５ｘ１５ｍｍとなるところ
が、２００個全ての接続用パッドを金属柱直上部とした
場合、１３×１３ｍｍとなった。これは、基板を２５％
小型化したことになる。さらに、ワイヤーボンダーＨＷ
２１００（九州松下電器（株）製）でエッチングして形
成した金属柱の直上部にボンディングした箇所はワイヤ
ーボンディング不良率が０．００９％で、回路引き回し
により絶縁樹脂上の回路に形成した接続用パッドの０．
０３％に対し少なかった。
【００２９】実施例２
層間接続用の金属柱の数を３８４個に増やし、その内、
１６０個の金属柱の直上部の回路に接続用パッドを設
け、残りの２２４個の金属柱からは回路を引き回して先
端に接続用パッドを設けた以外は、実施例１と同様の３
層金属箔と液状樹脂を用い、実施例１と同様にして半導
体パッケージ用基板を作製した。図６（ａ）に、この基
板に半導体チップを搭載し、ワイヤーボンディングをし
て作製される半導体装置の配線パターンの部分平面図を
示す。また、比較のため、全接続用パッドが回路パター
ン引き回しにより絶縁樹脂上の回路上に形成された基板
を作製した。図６（ｂ）に、この比較用の基板に半導体
チップを搭載し、ワイヤーボンディングをして作製され
る半導体装置の配線パターンの部分平面図を示す。その
結果、層間接続用の金属柱の直上部に１２０個、ワイヤ
ーボンディングした半導体パッケージ用基板のサイズ
は、比較用の基板で１４ｘ１４ｍｍとなるところを、本
実施例の基板ではサイズを１２ｘ１２ｍｍとすることが
できた。
１６０個の金属柱の直上部の回路に接続用パッドを設
け、残りの２２４個の金属柱からは回路を引き回して先
端に接続用パッドを設けた以外は、実施例１と同様の３
層金属箔と液状樹脂を用い、実施例１と同様にして半導
体パッケージ用基板を作製した。図６（ａ）に、この基
板に半導体チップを搭載し、ワイヤーボンディングをし
て作製される半導体装置の配線パターンの部分平面図を
示す。また、比較のため、全接続用パッドが回路パター
ン引き回しにより絶縁樹脂上の回路上に形成された基板
を作製した。図６（ｂ）に、この比較用の基板に半導体
チップを搭載し、ワイヤーボンディングをして作製され
る半導体装置の配線パターンの部分平面図を示す。その
結果、層間接続用の金属柱の直上部に１２０個、ワイヤ
ーボンディングした半導体パッケージ用基板のサイズ
は、比較用の基板で１４ｘ１４ｍｍとなるところを、本
実施例の基板ではサイズを１２ｘ１２ｍｍとすることが
できた。
【００３０】
【発明の効果】以上説明したとおり、金属箔をエッチン
グして形成したバンプを絶縁樹脂で埋め込んで層間接続
用の金属柱を形成し、その直上の回路に接続用パッドを
設けで基板を作製することにより、簡単な配線パターン
の変更により、小型な半導体パッケージ用基板や配線板
を提供することができる。
グして形成したバンプを絶縁樹脂で埋め込んで層間接続
用の金属柱を形成し、その直上の回路に接続用パッドを
設けで基板を作製することにより、簡単な配線パターン
の変更により、小型な半導体パッケージ用基板や配線板
を提供することができる。
【図１】本発明による基板の一態様の部分断面図であ
る。
る。
【図２】従来のスルーホールめっきにより層間接続した
半導体パッケージ用基板を用いた半導体パッケージの断
面図である。
半導体パッケージ用基板を用いた半導体パッケージの断
面図である。
【図３】従来の半導体パッケージ用基板を用いた半導体
パッケージの断面図である。
パッケージの断面図である。
【図４】本発明の基板を用いた半導体パッケージの一態
様を示す断面図である。
様を示す断面図である。
【図５】実施例１で作製した基板を用いて作製される半
導体装置の配線パターンの部分平面図である。（ａ）は
本発明の基板を用いた場合の配線パターンを、（ｂ）は
従来の基板を用いた場合の配線パターンを示す。
導体装置の配線パターンの部分平面図である。（ａ）は
本発明の基板を用いた場合の配線パターンを、（ｂ）は
従来の基板を用いた場合の配線パターンを示す。
【図６】実施例２で作製した基板を用いて作製される半
導体装置の配線パターンの部分平面図である。（ａ）は
本発明の基板を用いた場合の配線パターンを、（ｂ）は
従来の基板を用いた場合の配線パターンを示す。
導体装置の配線パターンの部分平面図である。（ａ）は
本発明の基板を用いた場合の配線パターンを、（ｂ）は
従来の基板を用いた場合の配線パターンを示す。
１ 金属柱の直上の回路に設けた接続用パッド
２ 絶縁樹脂上の回路に設けた接続用パッド
３ 金属柱（エッチングバンプ接続部）
４ スルーホールめっき接続部
５ 半導体チップ
６ 絶縁樹脂層
７ 金ワイヤー
８ 封止材
９ Ｎｉ／Ａｕめっき
１０ はんだバンプ
１１ 回路
１２ ソルダーレジスト
１３ 回路
フロントページの続き
(72)発明者 鈴木 和久
茨城県下館市大字小川1500番地 日立化成
工業株式会社下館事業所内
(72)発明者 菊地 満男
茨城県下館市大字小川1500番地 日立化成
工業株式会社下館事業所内
Claims (11)
- 【請求項１】 絶縁樹脂層、絶縁樹脂層中に埋め込まれ
絶縁樹脂層の両面まで貫通する層間接続用の金属柱、及
び、金属柱の直上で絶縁樹脂層の少なくとも片面上に形
成された回路を有し、金属柱が金属箔をエッチングする
ことにより形成されたものであり、接続用パッドが金属
柱の直上の回路上に設けられている基板。 - 【請求項２】 回路が、金属柱の直上で絶縁樹脂層の片
面上に形成された金属層である請求項１記載の基板。 - 【請求項３】 金属柱が第１の金属からなり、回路が第
１の金属とエッチング条件が異なる第２の金属からな
り、金属箔が第１の金属の層と第２の金属の層とを有す
るものであり、絶縁樹脂層、回路及び金属柱が、金属箔
の第１の金属の層を選択的にエッチングして第２の金属
の層上に金属柱となる第１の金属のバンプを形成し、第
２の金属の層の第１の金属のバンプが形成された面上
に、第１の金属のバンプが先端面を露出して絶縁樹脂中
に埋め込まれるように絶縁樹脂の層を形成し、次いで第
２の金属の層を選択的にエッチングして回路を形成する
ことにより形成されたものである請求項２記載の基板。 - 【請求項４】 金属柱が第１の金属の層と第１の金属の
層とエッチング条件が異なる第２の金属の層からなり、
回路が第２の金属とエッチング条件が異なる第３の金属
の層からなり、金属箔が第１の金属の層、第２の金属の
層及び第３の金属の層を第２の金属の層を中間層として
有するものであり、絶縁樹脂層、回路及び金属柱が、金
属箔の第１の金属の層を選択的にエッチングして第２の
金属の層上に第１の金属のバンプを形成し、次いで金属
箔の第２の金属の層を選択的にエッチングして金属柱と
なる第１の金属の層と第２の金属の層からなる金属のバ
ンプを形成し、次いで金属箔の金属のバンプが形成され
た面上に、第１の金属の層と第２の金属の層からなる金
属のバンプがその先端面を露出して絶縁樹脂中に埋め込
まれるように絶縁樹脂の層を形成し、次いで第３の金属
の層を選択的にエッチングして回路を形成することによ
り形成されたものである請求項２記載の基板。 - 【請求項５】 金属柱が第１の金属からなり、回路が第
１の金属とエッチング条件が異なる第２の金属の層及び
第２の金属とエッチング条件が異なる第３の金属の層か
らなり、金属箔が第１の金属の層、第２の金属の層及び
第３の金属の層を第２の金属の層を中間層として有する
ものであり、絶縁樹脂層、回路及び金属柱が、金属箔の
第１の金属の層を選択的にエッチングして第２の金属の
層上に金属柱となる第１の金属のバンプを形成し、第２
の金属の層の第１の金属のバンプが形成された面上に、
第１の金属のバンプが先端面を露出して絶縁樹脂中に埋
込まれるように絶縁樹脂の層を形成し、次いで第３の金
属の層及び第２の金属の層をそれぞれ選択的にエッチン
グして回路を形成することにより形成されたものである
請求項２記載の基板。 - 【請求項６】 絶縁樹脂層、絶縁樹脂層中に埋め込まれ
絶縁樹脂層の両面まで貫通する層間接続用の金属柱、及
び、金属柱の直上で絶縁樹脂層の少なくとも片面上に形
成された回路を有し、金属柱が金属箔をエッチングする
ことにより形成されたものであり、接続用パッドが金属
柱の直上の回路上に設けられている半導体パッケージ用
基板。 - 【請求項７】 請求項１〜５いずれかに記載の基板及び
基板に搭載された半導体チップを有し、基板の金属柱の
直上で回路上に設けられた接続用パッドと半導体チップ
の接続用パッドとがワイヤーボンディングにより接続さ
れている半導体装置。 - 【請求項８】 請求項１〜５いずれかに記載の基板及び
基板に搭載された半導体チップを有し、基板の金属柱の
直上で回路上に設けられた接続用パッドと半導体チップ
の接続用パッドとがフリップチップボンディングにより
接続されている半導体装置。 - 【請求項９】 請求項１〜５いずれかに記載の基板及び
基板に搭載された電子部品を有し、電子部品の外部接続
端子が、基板の金属柱の直上で回路上に設けられた接続
用パッドと、該接続用パッド上で接続されている半導体
装置。 - 【請求項１０】 請求項７記載の半導体装置の半導体チ
ップ搭載面側を封止してなる半導体パッケージ。 - 【請求項１１】 請求項８記載の半導体装置の半導体チ
ップ搭載面側を封止してなる半導体パッケージ。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002153578A JP2003347477A (ja) | 2002-05-28 | 2002-05-28 | 基板、半導体パッケージ用基板、半導体装置及び半導体パッケージ |
| PCT/JP2003/003399 WO2003100850A1 (fr) | 2002-05-28 | 2003-03-20 | Substrat, tableau de connexions, substrat pour boitier a semi-conducteur, boitier a semi-conducteur et leurs procedes de production |
| AU2003220938A AU2003220938A1 (en) | 2002-05-28 | 2003-03-20 | Substrate, wiring board, semiconductor package-use substrate, semiconductor package and production methods for them |
| TW092106854A TWI228785B (en) | 2002-05-28 | 2003-03-25 | Substrate, wiring board, substrate for semiconductor package, semiconductor device, semiconductor package and its manufacturing method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002153578A JP2003347477A (ja) | 2002-05-28 | 2002-05-28 | 基板、半導体パッケージ用基板、半導体装置及び半導体パッケージ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003347477A true JP2003347477A (ja) | 2003-12-05 |
Family
ID=29770582
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002153578A Pending JP2003347477A (ja) | 2002-05-28 | 2002-05-28 | 基板、半導体パッケージ用基板、半導体装置及び半導体パッケージ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003347477A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007235009A (ja) * | 2006-03-03 | 2007-09-13 | Renesas Technology Corp | 半導体装置 |
| JP2007317715A (ja) * | 2006-05-23 | 2007-12-06 | Nec Corp | インターポーザー基板及びその製造方法、並びにインターポーザー基板を用いた電子デバイスパッケージ |
| WO2009084597A1 (ja) * | 2007-12-28 | 2009-07-09 | Mitsui High-Tec, Inc. | 半導体装置の製造方法及び半導体装置、半導体装置の中間製品の製造方法及び半導体装置の中間製品、並びにリードフレーム |
| JP2009164232A (ja) * | 2007-12-28 | 2009-07-23 | Mitsui High Tec Inc | 半導体装置及びその製造方法並びにリードフレーム及びその製造方法 |
| JP2012244063A (ja) * | 2011-05-23 | 2012-12-10 | Richtek Technology Corp | 集積回路チップパッケージおよびその製作方法 |
| CN109801894A (zh) * | 2018-12-28 | 2019-05-24 | 华进半导体封装先导技术研发中心有限公司 | 芯片封装结构和封装方法 |
-
2002
- 2002-05-28 JP JP2002153578A patent/JP2003347477A/ja active Pending
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