JP2009158912A - パッケージ用基板及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、パッケージ用基板及びその製造方法を提供する。
【解決手段】 本発明に係るパッケージ用基板及びその製造方法は、（ａ）第１金属層に、ホールが形成されている第２金属層を積層する段階と、（ｂ）前記ホールかた露出した前記第１金属層と前記第２金属層とにベリア層を積層する段階と、（ｃ）前記ホールの内部を導電性金属を充填してバンプを形成する段階と、（ｄ）前記バンプの上面に絶縁層を積層し、前記絶縁層に回路パターンを形成する段階と、（ｅ）前記第１金属層、前記第２金属層及び前記ベリア層を除去する段階と、を含むことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明はパッケージ用基板及びその製造方法に関する。

電子機器の高性能化、小型化に伴い、半導体チップの端子数は著しく増加されており、このため、半導体チップを実装するパッケージ用基板のバンプには微細ピッチが要求され、かつ信頼性も求められている。

パッケージ用基板のバンプに微細ピッチが要求されることにより、新しいバンプ形成方法が求められている。

本発明は、パッケージ用基板のバンプを迅速で、安価に形成できる方法、及びソルダーレジスト層を平坦にして突出のないパッケージ用基板を提供することを目的とする。

本発明の一実施形態によれば、パッケージ用基板の製造方法が提供される。本発明の一実施例によれば（ａ）第１金属層に、ホールが形成されている第２金属層を積層する段階と、（ｂ）前記ホールから露出した前記第１金属層と、前記第２金属層とにベリア層（barrier layer）を積層する段階と、（ｃ）前記ホールの内部に導電性金属を充填してバンプを形成する段階と、（ｄ）前記バンプの上面に絶縁層を積層し、前記絶縁層に回路パターンを形成する段階と、（ｅ）前記第１金属層、前記第２金属層、及び前記ベリア層を除去する段階と、を含むパッケージ用基板の製造方法が提供される。

前記第２金属層はＮｉからなってもよく、前記ベリア層はＴｉまたはＣｒの何れか一つであってもよい。また、前記絶縁層はソルダーレジストであることがよい。

本発明の他の実施例によれば、（ｆ）キャリア板の両面に、縁が接着されるようにして第１金属層を積層する段階と、（ｇ） 前記第１金属層に、ホールが形成されている第２金属層を積層する段階と、（ｈ）前記ホールから露出した前記第１金属層と、前記第２金属層とにベリア層を積層する段階と、（ｉ）前記ホールの内部に導電性金属を充填してバンプを形成する段階と、（ｊ）前記バンプの上面に絶縁層を積層し、前記絶縁層に回路パターンを形成する段階と、（ｋ）前記キャリア板と前記第１金属層とを分離する段階と、（ｌ）前記第１金属層、前記第２金属層、及び前記ベリア層を除去する段階と、を含むパッケージ用基板の製造方法が提供される。

前記第２金属層はＮｉからなってもよく、前記ベリア層は、ＴｉまたはＣｒの何れか一つであってもよい。また、前記絶縁層はソルダーレジストであることがよい。

本発明の他の実施形態によれば、平坦な表面のソルダーレジスト層と、前記ソルダーレジスト層に含浸された回路パターンと、 前記ソルダーレジスト層から突出されたバンプと、を含むパッケージ用基板が提供される。

前記バンプには表面処理層が積層されてもよい。

本発明によれば、メッキでバンプを形成する方法により、パッケージ用基板にバンプを安価で形成することができ、工程時間を短縮できる。さらに、ソルダーレジスト層がバンプ方向に突出することなく、平坦な状態になることができる。

以下、添付の図面に基づいて本発明に係るパッケージ用基板及びその製造方法の実施例を詳細に説明し、添付図面を参照して説明することに当たって、同一かつ対応する構成要素は同一の図面符号を付し、これに対する重複説明は省略する。

図１は、本発明の一実施例によるパッケージ用基板の製造順序図であり、図２から図１０は、本発明の一実施例によるパッケージ用基板の製造工程図である。図２から図１０を参照すると、第１金属層２１１、キャリア板２１２、第２金属層２２、ベリア層２３、バンプ２４、バット２５、絶縁層２６、オープン部２７、表面処理層２８が示されている。

段階Ｓ１１は、図２及び図３に示すように、第１金属層に、ホールが形成されている第２金属層を積層する段階である。

第１金属層２１１は反らないようにするため、キャリア板２１２で支持されることがよく、 キャリア板２１２は後工程で除去されることができる。第１金属層２１１は銅箔であることができる。しかし、これに限定されず、エッチング液で除去できる金属であれば多様な金属が使用できる。

第２金属層２２は第１金属層２１１をメッキすることで形成されることができる。ここで、第２金属層２２にはホール２３１が形成されるようにする。 このようなホール２３１の内部は後工程で金属を充填することにより、バンプ２４となる部分である。 ホール２３１が形成されるように第２金属層２２を第１金属層２１１に積層する方法は、サブトラクティブ（subtractive）工法やセミアディティブ （semi additive）工法を使用できる。

サブトラクティブ工法は、第１金属層２１１の全面にメッキ層を積層し、このメッキ層をエッチングで除去して第２金属層２２を形成する工法である。一方、 セミアディティブ工法は、第１金属層２１１に感光性フィルムを積層し、第２金属層２２が積層される部分の感光性フィルムを露光及び現像で除去した後、電解メッキで第２金属層２２を形成する工法である。

第２金属層２２は、銅（Ｃｕ）からなってもよく、ニッケル（Ｎｉ）からなってもよい。 しかし、これに限定されず、エッチングできる金属であれば多様に使用できる。

段階Ｓ１２は、図４に示すように、前記ホールから露出した前記第１金属層と前記第２金属層とにベリア層を積層する段階である。

ベリア層２３は、第１金属層２１１及び第２金属層２２がエッチングにより除去される際に共に除去されない層であって、チタン（Ｔｉ）やクロム（Ｃｒ）からなることができる。ベリア層２３は外部に露出した第１金属層２１１と、第２金属層２２の表面とに積層される。ベリア層２３を積層する方法としては無電解メッキ、電解メッキ、及びスパッタリング（sputtering）方法を用いることができる。

段階Ｓ１３は、図５に示すように、前記ホールの内部に導電性金属を充填してバンプを形成する段階である。

メッキしない部分をドライフィルムで遮断し、メッキするホール２３１の内部を電解メッキして、図５のようにバンプ２４を形成することができる。 バンプ２４は銅からなることができる。一方、バンプ２４とともに回路パターンを形成することもできる。

段階Ｓ１４は、図６に示すように、前記バンプの上面に絶縁層を積層し、前記絶縁層に回路パターンを形成する段階である。

絶縁層２６は、ソルダーレジストであることがよく、絶縁層２６をバンプ２４の上面に積層する場合、第２金属層２２の境界面と絶縁層２６とは平坦に接する。以後、第２金属層２２が除去されると絶縁層２６は外部に露出するが、このとき、平坦な絶縁層２６のために複数のバンプ２４はすべて一定の高さをもって突出される。一方、絶縁層２６の上面に回路パターンが形成されることができ、さらに、回路パターンに他の絶縁層が積層されることができる。外層にはバット２５が形成されることが可能であり、バット２５は外部電子部品と電気的に接続できる。一方、キャリア板２１２を除去すると、図７のようになる。

段階Ｓ１５は、図８及び図９に示すように、前記第１金属層、前記第２金属層、及び前記ベリア層を除去する段階である。

第１金属層２１１及び第２金属層２２は銅からなってもよく、他の金属からなってもよい。使用された金属の除去目的に合わせて適切なエッチング液を使用すればよい。このとき、ベリア層２３は、第１金属層２１１と第２金属層２２とが除去される際に共に除去されないようにする。本実施例のように、ベリア層２３がチタンやクロムからなり、第２金属層２２がニッケルである場合、ニッケル用エッチング液を使用してもベリア層２３の損傷はない。結局、ベリア層２３によりバンプ２４は保護されることができる。

一方、本工程を行いながら、バット２５部分が露出するようにオープン部２７を形成することができる。以後、バット２５とバンプ２４との表面にニッケルと金メッキを順次行い、表面処理層２８を形成することもできる。

図１１は、本発明の他の実施例によるパッケージ用基板の製造順序図であり、図１２から図２１は、本発明の他の実施例によるパッケージ用基板の製造工程図であって、第１金属層３１１、キャリア板３１２、接着剤３１３、第２金属層３２、ベリア層３３、バンプ３４、 バット３５、絶縁層３６、オープン部３７、及び表面処理層３８が示されている。

Ｓ２１は、図１２に示すように、キャリア板の両面に、縁が接着されるように第１金属層を積層する段階である。

本実施例ではキャリア板３１２の両面を用いて一対のパッケージ用基板を製造する方法を例示する。キャリア板３１２は後工程で容易に除去できるように、 第１金属層３１１の縁のみを接着剤３１３で接着することが可能である。 キャリア板３１２として銅張積層板を使用することもできる。

段階Ｓ２２は、図１３に示すように、前記第１金属層に、ホールが形成されている第２金属層を積層する段階である。

第２金属層３２は、第１金属層３１１にメッキすることにより形成できる。このとき、第２金属層３２にはホール３３１が形成されるようにする。 このようなホール３３１の内部は、後工程で金属が充填され、バンプ３４になる部分である。ホール３３１が形成されるように第２金属層３２を第１金属層３１１に積層する方法は、サブトラクティブ工法やセミアディティブ工法が使用できる。第２金属層３２は銅（Ｃｕ）からなってもよく、ニッケル（Ｎｉ）からなってもよい。しかし、これに限定されず、エッチング可能な金属であれば、多様に使用できる。

段階Ｓ２３は、図１４に示すように、前記ホールから露出した前記第１金属層と、前記第２金属層とにベリア層を積層する段階である。

ベリア層３３は、第１金属層３１１及び第２金属層３２がエッチングで除去される際に共に除去されない層であって、チタン（Ｔｉ）やクロム（Ｃｒ）からなることができる。ベリア層３３は外部に露出した第１金属層３１１と、第２金属層３２との表面に積層される。ベリア層３３を積層する方法としては無電解メッキ、電解メッキ、及びスパッタリング（sputtering）方法を用いることができる。

段階Ｓ２４は、図１５に示すように、前記ホールの内部に導電性金属を充填してバンプを形成する段階である。

メッキしない部分はドライフィルムで遮断し、メッキするホール３３１の内部は電解メッキすることにより、図１５に示すようなバンプ３４を形成することができる。 バンプ３４は銅からなることができる。

段階Ｓ２５は、図１６に示すように、前記バンプの上面に絶縁層を積層し、前記絶縁層に回路パターンを形成する段階である。

絶縁層３６はソルダーレジストであることがよい。絶縁層３６をバンプ３４の上面に積層する場合、第２金属層３２の境界面と絶縁層３６とは平坦に接する。以後、第２金属層３２が除去されると絶縁層３６は外部に露出するが、このとき、平坦な絶縁層３６のために複数のバンプ３４はすべて一定の高さをもって突出される。一方、絶縁層３６の上面に回路パターンが形成されることができ、また、回路パターンに他の絶縁層が積層されることができる。外層にはバット３５が形成されることが可能であり、バット３５は外部電子部品と電気的に接続できる。 この積層工程はキャリア板３１２を中心に対称的に形成されることがよい。

段階Ｓ２６は、図１７に示すように、前記キャリア板と前記第１金属層とを分離する段階である。

図１７の一点鎖線はダイシングされる部分であって、絶縁材の内側のこの部分を切断すると、キャリア板３１２と第１金属層３１１とは容易に分離される。一方、図１８からはキャリア板３１２に結合された一対のパッケージ用基板のうちの一つに対してのみ行われる工程を例示する。その他のパッケージ用基板も同様な工程を経て進行される。

段階Ｓ２７は、図１９に示すように、記第１金属層、前記第２金属層、及び前記ベリア層を除去する段階である。

第１金属層３１１及び第２金属層３２は銅からなってもよく、他の金属からなってもよい。使用された金属の除去目的に合わせて適切なエッチング液を使用すればよい。 このとき、ベリア層３３は第１金属層３１１と第２金属層３２とが除去される際に共に除去されないようにする。本実施例によれば、ベリア層３３がチタンまたはクロムからなり、第２金属層３２がニッケルからなった場合、 ニッケル用エッチング液を使用してもベリア層３３の損傷はない。結局、ベリア層３３によりバンプ３４が保護される。

一方、本工程を行う際に、バット３５部分が露出するようにオープン部３７を形成することができる。以後、バット３５とバンプ３４との表面にニッケルと金メッキを順次行い表面処理層３８を形成することもできる。

図２２は、本発明のまた他の実施例によるパッケージ用基板の断面図である。図２２を参照すると、パッケージ用基板４０、バンプ４４、バット４５、ソルダーレジスト層４６、オープン部４７、表面処理層４８、及び回路パターン４９が示されている。

本実施例のパッケージ用基板４０は半導体チップが実装される基板であって、半導体チップはバット４５と電気的に接続される。一方、本実施例のパッケージ用基板４０では回路パターン４９がソルダーレジスト層４６に含浸されている。また、バンプ４４はソルダーレジスト層４６から突出されている。 また、 ソルダーレジスト層４６は平坦であって、 バンプ４４はすべて同じ高さに突出されている。

結果的に、本パッケージ用基板４０を他のマザーボード（mother board）に実装する場合、マザーボードとパッケージ用基板４０との間に充填材が容易に流れ込むことができる。すなわち、ソルダーレジスト層４６の突出による充填材の流れが悪くなることはない。 このように、信頼性が高く、マザーボードにパッケージ用基板４０を実装することができる。

ソルダーレジスト層４６は平坦である。これは、前述した実施例の工程と同じく、ソルダーレジスト層４６が第２金属層との境界面になるように製造されたからである。

バット４５とバンプ４４との表面には表面処理層４８が積層されることが可能である。表面処理層４８はニッケルメッキの後、金メッキをすることによりなされる。

前記では本発明の好ましい実施例を参照して説明したが、当該技術分野で通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された本発明の思想及び領域から逸脱しない範囲内で本発明を多様に修正及び変更させることができることを理解できよう。

本発明の一実施例によるパッケージ用基板の製造順序図である。 本発明の一実施例によるパッケージ用基板の製造工程図である。 本発明の一実施例によるパッケージ用基板の製造工程図である。 本発明の一実施例によるパッケージ用基板の製造工程図である。 本発明の一実施例によるパッケージ用基板の製造工程図である。 本発明の一実施例によるパッケージ用基板の製造工程図である。 本発明の一実施例によるパッケージ用基板の製造工程図である。 本発明の一実施例によるパッケージ用基板の製造工程図である。 本発明の一実施例によるパッケージ用基板の製造工程図である。 本発明の一実施例によるパッケージ用基板の製造工程図である。 本発明の他の実施例によるパッケージ用基板の製造順序図である。 本発明の他の実施例によるパッケージ用基板の製造工図である。 本発明の他の実施例によるパッケージ用基板の製造工図である。 本発明の他の実施例によるパッケージ用基板の製造工図である。 本発明の他の実施例によるパッケージ用基板の製造工図である。 本発明の他の実施例によるパッケージ用基板の製造工図である。 本発明の他の実施例によるパッケージ用基板の製造工図である。 本発明の他の実施例によるパッケージ用基板の製造工図である。 本発明の他の実施例によるパッケージ用基板の製造工図である。 本発明の他の実施例によるパッケージ用基板の製造工図である。 本発明の他の実施例によるパッケージ用基板の製造工図である。 本発明のまた他の実施例によるパッケージ用基板の断面図である。

符号の説明

２１１ 第１金属層
２１２ キャリア板
２２ 第２金属層
２３ ベリア層
２４ バンプ
２５ バット
２６ 絶縁層
２７ オープン部
２８ 表面処理層

Claims (7)

1. （ａ）第１金属層に、ホールが形成されている第２金属層を積層する段階と、
   （ｂ）前記ホールから露出した前記第１金属層と、前記第２金属層とにベリア層（barrier layer）を積層する段階と、
   （ｃ）前記ホールの内部に導電性金属を充填してバンプを形成する段階と、
   （ｄ）前記バンプの上面に絶縁層を積層し、 前記絶縁層に回路パターンを形成する段階と、
   （ｅ）前記第１金属層、 前記第２金属層、及び前記ベリア層を除去する段階と、
   を含むパッケージ用基板の製造方法。
2. （ｆ）キャリア板の両面に、縁が接着されるようにして第１金属層を積層する段階と、
   （ｇ）前記第１金属層に、ホールが形成されている第２金属層を積層する段階と、
   （ｈ）前記ホールから露出した前記第１金属層と、 前記第２金属層とにベリア層を積層する段階と、
   （ｉ）前記ホールの内部に導電性金属を充填してバンプを形成する段階と、
   （ｊ）前記バンプの上面に絶縁層を積層し、 前記絶縁層に回路パターンを形成する段階と、
   （ｋ）前記キャリア板と前記第１金属層を分離する段階と、
   （ｌ）前記第１金属層、 前記第２金属層及び前記ベリア層を除去する段階と、
   を含むパッケージ用基板の製造方法。
3. 前記第２金属層はＮｉからなることを特徴とする請求項１または２に記載のパッケージ用基板の製造方法。
4. 前記ベリア層は、ＴｉまたはＣｒの何れか一つであることを特徴とするパッケージ用基板の請求項１または２に記載のパッケージ用基板の製造方法 。
5. 前記絶縁層はソルダーレジストであることを特徴とする 請求項１または２に記載のパッケージ用基板の製造方法。
6. 平坦な表面のソルダーレジスト層と、
   前記ソルダーレジスト層に含浸された回路パターンと、
   前記ソルダーレジスト層から突出されたバンプと、
   を含むパッケージ用基板。
7. 前記バンプには表面処理層が積層されたことを特徴とする請求項６に記載のパッケージ用基板。

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