JP7589574B2 - Multilayer wiring board - Google Patents
Multilayer wiring board Download PDFInfo
- Publication number
- JP7589574B2 JP7589574B2 JP2021019603A JP2021019603A JP7589574B2 JP 7589574 B2 JP7589574 B2 JP 7589574B2 JP 2021019603 A JP2021019603 A JP 2021019603A JP 2021019603 A JP2021019603 A JP 2021019603A JP 7589574 B2 JP7589574 B2 JP 7589574B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- wiring board
- insulating layer
- recess
- multilayer wiring
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 566
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 126
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 38
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 29
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 27
- 238000005498 polishing Methods 0.000 claims description 26
- 238000005304 joining Methods 0.000 claims description 7
- 239000012212 insulator Substances 0.000 claims description 4
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 claims 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 52
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 52
- 238000000034 method Methods 0.000 description 41
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 18
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 18
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 18
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 15
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 15
- 239000002335 surface treatment layer Substances 0.000 description 15
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 14
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 14
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 14
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 13
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical group [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 12
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 12
- 239000012792 core layer Substances 0.000 description 11
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 11
- 230000008569 process Effects 0.000 description 11
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 9
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 8
- 239000011295 pitch Substances 0.000 description 8
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 7
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 6
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 description 6
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 6
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 6
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 5
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 5
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 5
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 4
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 4
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 4
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 4
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 3
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- 230000004044 response Effects 0.000 description 3
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 2
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052451 lead zirconate titanate Inorganic materials 0.000 description 2
- HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N lead zirconate titanate Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ti+4].[Zr+4].[Pb+2] HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 description 2
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 239000002759 woven fabric Substances 0.000 description 2
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 1
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 1
- 229910016570 AlCu Inorganic materials 0.000 description 1
- -1 AlSiCu Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000789 Aluminium-silicon alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 1
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001030 Iron–nickel alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- PEEHTFAAVSWFBL-UHFFFAOYSA-N Maleimide Chemical compound O=C1NC(=O)C=C1 PEEHTFAAVSWFBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920006231 aramid fiber Polymers 0.000 description 1
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N haloperidol Chemical compound C1CC(O)(C=2C=CC(Cl)=CC=2)CCN1CCCC(=O)C1=CC=C(F)C=C1 LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 1
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011344 liquid material Substances 0.000 description 1
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 1
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 1
- AHHWIHXENZJRFG-UHFFFAOYSA-N oxetane Chemical compound C1COC1 AHHWIHXENZJRFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 1
- 238000006303 photolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009832 plasma treatment Methods 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920001225 polyester resin Polymers 0.000 description 1
- 239000004645 polyester resin Substances 0.000 description 1
- 239000003755 preservative agent Substances 0.000 description 1
- 230000002335 preservative effect Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 1
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 description 1
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229920002050 silicone resin Polymers 0.000 description 1
- 229920002803 thermoplastic polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
- YVTHLONGBIQYBO-UHFFFAOYSA-N zinc indium(3+) oxygen(2-) Chemical compound [O--].[Zn++].[In+3] YVTHLONGBIQYBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)
Description
本発明は、多層配線基板に関する。 The present invention relates to a multilayer wiring board.
近年、半導体装置の高速化及び高集積化が進む中で、半導体チップを搭載するフリップチップボールグリッドアレイ(Flip Chip-Ball Grid Array)用配線基板、即ち、FC-BGA基板にも、半導体チップとの接合に使用する接合端子の狭ピッチ化及び基板内の配線の微細化が求められている。その一方で、FC-BGA基板とマザーボードとの接合には、従来とほぼ変わらないピッチで配列した接合端子による接合が要求されている。これらの要求のもと、FC-BGA基板と半導体チップとの間に、インターポーザとも呼ばれる、微細な配線を含む多層配線基板を設ける技術が採用されている。 In recent years, as semiconductor devices have become faster and more highly integrated, there is a demand for wiring boards for flip chip ball grid arrays (FC-BGA boards) on which semiconductor chips are mounted, with narrower pitches for the bonding terminals used to bond with the semiconductor chips and finer wiring within the board. On the other hand, bonding between FC-BGA boards and motherboards requires bonding with bonding terminals arranged at roughly the same pitch as before. In response to these demands, technology has been adopted to provide a multilayer wiring board containing fine wiring, also known as an interposer, between the FC-BGA board and the semiconductor chip.
その一つは、シリコンインターポーザ技術である。このシリコンインターポーザ技術は、シリコンウェハ上に、微細な配線を各々の層が含んだ多層配線構造を、半導体回路の製造技術を用いて形成することによりインターポーザを製造するというものである。 One of these is silicon interposer technology. This technology manufactures interposers by forming a multi-layer wiring structure, each layer of which contains fine wiring, on a silicon wafer using semiconductor circuit manufacturing technology.
また、上記の多層配線構造をシリコンウェハ上に形成するのではなく、FC-BGA基板に直接作り込む手法も開発されている。この手法は、コア層が例えばガラスエポキシ基板からなるFC-BGA基板の製造において、化学機械研磨(CMP)などを利用して、上記の多層配線構造を形成するというものである。これについては、特許文献1に開示されている。 A method has also been developed in which the above multi-layer wiring structure is directly built into the FC-BGA substrate, rather than being formed on a silicon wafer. This method involves forming the above multi-layer wiring structure using chemical mechanical polishing (CMP) or the like in the manufacture of an FC-BGA substrate whose core layer is made of, for example, a glass epoxy substrate. This is disclosed in Patent Document 1.
更に、インターポーザをガラス基板等の支持体の上に形成し、そのインターポーザをFC-BGA基板と接合させ、その後、インターポーザから支持体を剥離することで、上記の多層配線構造を、FC-BGA基板上に設ける方式(以下、転写方式という)もある。これについては、特許文献2に開示されている。 There is also a method (hereinafter referred to as the transfer method) in which an interposer is formed on a support such as a glass substrate, the interposer is bonded to an FC-BGA substrate, and then the support is peeled off from the interposer, thereby providing the above-mentioned multilayer wiring structure on the FC-BGA substrate. This method is disclosed in Patent Document 2.
本発明は、加熱時に層間剥離を生じ難い多層配線基板を提供することを目的とする。 The present invention aims to provide a multilayer wiring board that is less susceptible to delamination when heated.
本発明の一態様によると、互いに積層された2以上の層を備え、前記2以上の層の各々は、第1面とその裏面である第2面とを有し、前記第1面から前記第2面まで各々が貫通した第1及び第2凹部が設けられた第1絶縁層と、前記第2面と接した第3面とその裏面である第4面とを有し、前記第1凹部を埋め込んだ第2絶縁層であって、前記第3面から前記第4面まで貫通し、1以上が前記第2凹部と連通した第3凹部が設けられた第2絶縁層と、前記第2及び第3凹部を埋め込んだ導体層とを含んだ多層配線基板が提供される。 According to one aspect of the present invention, a multilayer wiring board is provided that includes two or more layers stacked on top of each other, each of the two or more layers having a first surface and a second surface that is the back surface of the first insulating layer, a first and second recessed portion that penetrates from the first surface to the second surface, a third surface that contacts the second surface and a fourth surface that is the back surface of the second insulating layer, the first recessed portion being embedded in the second insulating layer, the third ...
本発明の他の態様によると、前記導体層は、前記第2凹部内に位置したビア部と、前記第2凹部と連通した前記第3凹部内に位置したランド部と、前記第2凹部と連通していない前記第3凹部内に位置した配線部とを含んだ上記態様に係る多層配線基板が提供される。 According to another aspect of the present invention, there is provided a multilayer wiring board according to the above aspect, in which the conductor layer includes a via portion located in the second recess, a land portion located in the third recess that is connected to the second recess, and a wiring portion located in the third recess that is not connected to the second recess.
本発明の更に他の態様によると、前記2以上の層の各々は、前記導体層と前記第1絶縁層との間に介在した部分と、前記導体層と前記第2絶縁層との間に介在した部分と、前記導体層の前記第1面側の面を被覆した部分とを含んだ密着層と、前記密着層と前記導体層との間に介在したシード層とを更に含んだ上記態様の何れかに係る多層配線基板が提供される。 According to yet another aspect of the present invention, there is provided a multilayer wiring board according to any of the above aspects, in which each of the two or more layers further includes an adhesion layer including a portion interposed between the conductor layer and the first insulating layer, a portion interposed between the conductor layer and the second insulating layer, and a portion covering the surface of the conductor layer on the first side, and a seed layer interposed between the adhesion layer and the conductor layer.
本発明の更に他の態様によると、前記第1絶縁層の少なくとも一部において、前記第2面における前記第1凹部の開口径は0.5乃至5μmの範囲内にあり、前記第2面における前記第2凹部の開口径は5乃至50μmの範囲内にある上記態様の何れかに係る多層配線基板が提供される。 According to yet another aspect of the present invention, there is provided a multilayer wiring board according to any of the above aspects, in which, in at least a portion of the first insulating layer, the opening diameter of the first recess on the second surface is within a range of 0.5 to 5 μm, and the opening diameter of the second recess on the second surface is within a range of 5 to 50 μm.
本発明の更に他の態様によると、前記第1絶縁層の少なくとも一部において、前記第2凹部の数N2に対する前記第1凹部の数N1の比N1/N2は、1乃至5の範囲内にある上記態様の何れかに係る多層配線基板が提供される。 According to yet another aspect of the present invention, there is provided a multilayer wiring board according to any of the above aspects, in which, in at least a portion of the first insulating layer, the ratio N1/N2 of the number N1 of the first recesses to the number N2 of the second recesses is in the range of 1 to 5.
本発明の更に他の態様によると、前記第1及び第2絶縁層は有機絶縁体を含んだ材料からなる上記態様の何れかに係る多層配線基板が提供される。 According to yet another aspect of the present invention, there is provided a multilayer wiring board according to any of the above aspects, in which the first and second insulating layers are made of a material containing an organic insulator.
本発明の更に他の態様によると、厚さが10μm以上300μm以下の範囲内にある上記態様の何れかに係る多層配線基板が提供される。 According to yet another aspect of the present invention, there is provided a multilayer wiring board according to any of the above aspects, the thickness of which is in the range of 10 μm or more and 300 μm or less.
本発明の更に他の態様によると、前記導体層の前記第4面側の面は、前記第4面に対して面一である上記態様の何れかに係る多層配線基板が提供される。 According to yet another aspect of the present invention, there is provided a multilayer wiring board according to any of the above aspects, in which the surface of the conductor layer on the fourth surface side is flush with the fourth surface.
本発明の更に他の態様によると、第1配線基板と、前記第1配線基板に接合された第2配線基板とを備え、前記第1及び第2配線基板は、それらの間に介在した接合電極を介して互いに電気的に接続され、第2配線基板は、上記態様の何れかに係る多層配線基板である複合配線基板が提供される。 According to yet another aspect of the present invention, there is provided a composite wiring board comprising a first wiring board and a second wiring board joined to the first wiring board, the first and second wiring boards being electrically connected to each other via a joining electrode interposed between them, and the second wiring board being a multilayer wiring board according to any of the above aspects.
本発明の更に他の態様によると、前記第1配線基板はフリップチップボールグリッドアレイ用配線基板であり、前記第2配線基板はインターポーザである上記態様に係る複合配線基板が提供される。 According to yet another aspect of the present invention, there is provided a composite wiring board according to the above aspect, in which the first wiring board is a wiring board for a flip chip ball grid array, and the second wiring board is an interposer.
本発明の更に他の態様によると、上記態様の何れかに係る複合配線基板と、前記第1配線基板の前記第2配線基板とは反対側の面に実装された機能デバイスとを備えたパッケージ化デバイスが提供される。 According to yet another aspect of the present invention, there is provided a packaged device comprising a composite wiring board according to any of the above aspects and a functional device mounted on a surface of the first wiring board opposite the second wiring board.
ここで、「機能デバイス」は、電力及び電気信号の少なくとも一方が供給されることにより動作するデバイス、外部からの刺激により電力及び電気信号の少なくとも一方を出力するデバイス、又は、電力及び電気信号の少なくとも一方が供給されることにより動作し且つ外部からの刺激により電力及び電気信号の少なくとも一方を出力するデバイスである。機能デバイスは、例えば、半導体チップや、ガラス基板などの半導体以外の材料からなる基板上に回路や素子が形成されたチップのように、チップの形態にある。機能デバイスは、例えば、大規模集積回路(LSI)、メモリ、撮像素子、発光素子、及びMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)の1以上を含むことができる。MEMSは、例えば、圧力センサ、加速度センサ、ジャイロセンサ、傾斜センサ、マイクロフォン、及び音響センサの1以上である。一例によれば、機能デバイスは、LSIを含んだ半導体チップである。 Here, a "functional device" is a device that operates when supplied with at least one of power and an electrical signal, a device that outputs at least one of power and an electrical signal in response to an external stimulus, or a device that operates when supplied with at least one of power and an electrical signal and outputs at least one of power and an electrical signal in response to an external stimulus. The functional device is in the form of a chip, such as a semiconductor chip or a chip in which circuits and elements are formed on a substrate made of a material other than a semiconductor, such as a glass substrate. The functional device may include, for example, one or more of a large scale integrated circuit (LSI), a memory, an imaging element, a light-emitting element, and a MEMS (Micro Electro Mechanical Systems). The MEMS is, for example, one or more of a pressure sensor, an acceleration sensor, a gyro sensor, a tilt sensor, a microphone, and an acoustic sensor. According to one example, the functional device is a semiconductor chip including an LSI.
本発明の更に他の態様によると、互いに積層された2以上の層を支持体上に形成することを含み、前記2以上の層の各々の形成は、第1面とその裏面である第2面とを有し、前記第1面から前記第2面まで各々が貫通した第1及び第2凹部が設けられた第1絶縁層を形成することと、前記第2面と接した第3面とその裏面である第4面とを有し、前記第1凹部を埋め込んだ第2絶縁層であって、前記第3面から前記第4面まで貫通し、1以上が前記第2凹部と連通した第3凹部が設けられた第2絶縁層を形成することと、前記第4面を被覆するとともに、前記第2及び第3凹部を埋め込んだ導体層を形成することと、前記導体層を研磨して、前記導体層のうち前記第2又は第3凹部外に位置した部分を除去することとを含んだ多層配線基板の製造方法が提供される。 According to yet another aspect of the present invention, a method for manufacturing a multilayer wiring board is provided, which includes forming two or more layers stacked on a support, and each of the two or more layers includes forming a first insulating layer having a first surface and a second surface that is the back surface of the first insulating layer and having first and second recesses that each penetrate from the first surface to the second surface, forming a second insulating layer having a third surface in contact with the second surface and a fourth surface that is the back surface of the second insulating layer and having the first recesses embedded therein, the second insulating layer having a third recess that penetrates from the third surface to the fourth surface and at least one third recess that communicates with the second recesses, forming a conductor layer that covers the fourth surface and has the second and third recesses embedded therein, and polishing the conductor layer to remove the portion of the conductor layer that is outside the second or third recess.
以下に、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。以下に説明する実施形態は、上記態様の何れかをより具体化したものである。以下に示す実施形態は、本発明の技術的思想を具体化した例を示すものであって、本発明の技術的思想を、以下に記載する構成要素の材質、形状、構造、及び配置等に限定するものではない。本発明の技術的思想には、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。 Below, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The embodiment described below is a more concrete embodiment of any of the above aspects. The embodiment described below shows an example of a concrete embodiment of the technical idea of the present invention, and does not limit the technical idea of the present invention to the materials, shapes, structures, arrangements, etc. of the components described below. Various modifications can be made to the technical idea of the present invention within the technical scope defined by the claims.
以下の説明において参照する図面では、同様又は類似した機能を有する構成要素に、同一の参照符号を付している。ここで、図面は模式的なものであり、厚さ方向の寸法と厚さ方向に垂直な方向、即ち面内方向の寸法との関係や、複数の層の厚さ方向における寸法の関係等は、現実のものとは異なり得ることに留意すべきである。従って、具体的な寸法は、以下の説明を参酌して判断すべきである。また、2以上の構成要素の寸法の関係が、複数の図面の間で異なっている可能性があることにも留意すべきである。更に、幾つかの図面では、同一の構造を、他の図面とは天地を逆にして描いていることにも留意すべきである。 In the drawings referred to in the following description, components having the same or similar functions are given the same reference numerals. It should be noted that the drawings are schematic, and the relationship between the dimension in the thickness direction and the dimension perpendicular to the thickness direction, i.e., the in-plane direction, and the relationship between the dimensions in the thickness direction of multiple layers, etc., may differ from the actual ones. Therefore, the specific dimensions should be determined with reference to the following description. It should also be noted that the dimensional relationship between two or more components may differ between multiple drawings. Furthermore, it should be noted that the same structure is drawn upside down in some drawings compared to other drawings.
なお、本開示において、「上面」及び「下面」は、板状部材又はそれに含まれる層の2つの主面、即ち、厚さ方向に垂直であり且つ最も広い面積を有する面及びその裏面であって、図面において上方に示された面と下方に示された面とをそれぞれ意味している。また、「側面」とは、面内方向に対して垂直であるか又は傾いた面を意味している。 In this disclosure, the terms "upper surface" and "lower surface" refer to the two main surfaces of a plate-like member or a layer contained therein, i.e., the surface perpendicular to the thickness direction and having the widest area, and the back surface thereof, respectively, the surface shown at the top and the surface shown at the bottom in the drawings. Additionally, "side surface" refers to a surface that is perpendicular or inclined to an in-plane direction.
また、本開示において、「AAをBBの上に」という記載は、重力方向とは無関係に使用している。「AAをBBの上に」という記載によって特定される状態は、AAがBBと接触した状態を包含する。「AAをBBの上に」という記載は、AAとBBとの間に他の1以上の構成要素を介在させることを除外するものではない。 In addition, in this disclosure, the phrase "AA on BB" is used regardless of the direction of gravity. The state specified by the phrase "AA on BB" includes a state in which AA is in contact with BB. The phrase "AA on BB" does not exclude the presence of one or more other components between AA and BB.
<構造>
図1は、本発明の一実施形態に係るパッケージ化デバイスを概略的に示す断面図である。
<Structure>
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a packaged device according to one embodiment of the present invention.
図1に示すパッケージ化デバイス1は、複合配線基板10と、機能デバイス20と、封止樹脂層30と、接合電極40とを含んでいる。 The packaged device 1 shown in FIG. 1 includes a composite wiring substrate 10, a functional device 20, a sealing resin layer 30, and a bonding electrode 40.
機能デバイス20は、例えば、半導体チップ、又は、ガラス基板などの半導体以外の材料からなる基板上に回路や素子が形成されたチップである。ここでは、一例として、機能デバイス20は半導体チップであるとする。即ち、ここでは、パッケージ化デバイス1は、半導体パッケージである。 The functional device 20 is, for example, a semiconductor chip, or a chip in which circuits and elements are formed on a substrate made of a material other than a semiconductor, such as a glass substrate. Here, as an example, the functional device 20 is a semiconductor chip. That is, here, the packaged device 1 is a semiconductor package.
パッケージ化デバイス1は、複数の機能デバイス20を含んでいる。パッケージ化デバイス1は、機能デバイス20を1つのみ含んでいてもよい。 The packaged device 1 includes multiple functional devices 20. The packaged device 1 may include only one functional device 20.
機能デバイス20は、接合電極40を介して、複合配線基板10へ接合されている。ここでは、機能デバイス20は、フリップチップボンディングによって、複合配線基板10へ接合されている。機能デバイス20の1以上は、ワイヤボンディングなどの他のボンディング法によって複合配線基板10へ接合されていてもよい。 The functional device 20 is bonded to the composite wiring board 10 via the bonding electrodes 40. Here, the functional device 20 is bonded to the composite wiring board 10 by flip-chip bonding. One or more of the functional devices 20 may be bonded to the composite wiring board 10 by other bonding methods such as wire bonding.
接合電極40は、機能デバイス20と複合配線基板10との間で、狭いピッチで配列している。接合電極40は、例えば、はんだからなる。機能デバイス20をワイヤボンディングによって複合配線基板10へ接合する場合、例えば、金ワイヤを用いて機能デバイス20と複合配線基板とを電気的に接続することができる。 The bonding electrodes 40 are arranged at a narrow pitch between the functional device 20 and the composite wiring board 10. The bonding electrodes 40 are made of, for example, solder. When the functional device 20 is bonded to the composite wiring board 10 by wire bonding, for example, a gold wire can be used to electrically connect the functional device 20 and the composite wiring board.
封止樹脂層30は、機能デバイス20と複合配線基板10との間に介在した部分と、機能デバイス20の側面を少なくとも部分的に被覆した部分とを含んでいる。封止樹脂層30は、機能デバイス20を複合配線基板10へ固定している。 The sealing resin layer 30 includes a portion interposed between the functional device 20 and the composite wiring board 10 and a portion that at least partially covers the side surface of the functional device 20. The sealing resin layer 30 fixes the functional device 20 to the composite wiring board 10.
複合配線基板10は、FC-BGA基板11と、多層配線基板12と、封止樹脂層13と、接合電極14とを含んでいる。 The composite wiring board 10 includes an FC-BGA substrate 11, a multilayer wiring board 12, a sealing resin layer 13, and a bonding electrode 14.
FC-BGA基板11は、第1配線基板の一例である。FC-BGA基板11は、例えば、図示しないマザーボードへ接合される。 The FC-BGA substrate 11 is an example of a first wiring substrate. The FC-BGA substrate 11 is joined to, for example, a motherboard (not shown).
FC-BGA基板11は、コア層111と、絶縁層112と、導体層113と、絶縁層114と、接合用導体115とを含んでいる。 The FC-BGA substrate 11 includes a core layer 111, an insulating layer 112, a conductor layer 113, an insulating layer 114, and a joining conductor 115.
コア層111は、絶縁層である。コア層111は、例えば、織布又は不織布に熱硬化性の絶縁樹脂を含浸させた繊維強化基板である。織布又は不織布としては、例えば、ガラス繊維、炭素繊維、又はアラミド繊維を使用することができる。絶縁樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂を使用することができる。 The core layer 111 is an insulating layer. The core layer 111 is, for example, a fiber-reinforced substrate in which a woven or nonwoven fabric is impregnated with a thermosetting insulating resin. For example, glass fiber, carbon fiber, or aramid fiber can be used as the woven or nonwoven fabric. For example, epoxy resin can be used as the insulating resin.
コア層111には、貫通孔が設けられている。導体層113の一部は、貫通孔の側壁を被覆している。ここでは、導体層113の一部は、側壁が導体からなる貫通孔を生じるように、コア層111に設けられた貫通孔の側壁を被覆している。これら側壁が導体からなる貫通孔は、絶縁体で埋め込んでもよい。 Through holes are provided in the core layer 111. Part of the conductor layer 113 covers the side walls of the through holes. Here, part of the conductor layer 113 covers the side walls of the through holes provided in the core layer 111 so as to produce through holes whose side walls are made of a conductor. These through holes whose side walls are made of a conductor may be filled with an insulator.
導体層113の残りと絶縁層112とは、コア層111の両主面上で多層配線構造を形成している。各多層配線構造は、交互に積層された導体層113及び絶縁層112を含んでいる。 The remaining conductor layers 113 and the insulating layers 112 form a multilayer wiring structure on both major surfaces of the core layer 111. Each multilayer wiring structure includes alternating stacks of conductor layers 113 and insulating layers 112.
多層配線構造が含む各絶縁層112は、例えば、絶縁樹脂層である。絶縁層112には、貫通孔が設けられている。 Each insulating layer 112 included in the multilayer wiring structure is, for example, an insulating resin layer. The insulating layer 112 has a through hole.
導体層113は、銅などの金属又は合金からなる。導体層113は、単層構造を有していてもよく、多層構造を有していてもよい。 The conductor layer 113 is made of a metal such as copper or an alloy. The conductor layer 113 may have a single-layer structure or a multi-layer structure.
多層配線構造が含む各導体層113は、配線部とランド部とを含んでいる。絶縁層112を間に挟んでコア層111と向き合った導体層113は、絶縁層112に設けられた貫通孔の側壁を被覆したビア部を更に含んでいる。 Each conductor layer 113 included in the multilayer wiring structure includes a wiring portion and a land portion. The conductor layer 113 facing the core layer 111 with the insulating layer 112 sandwiched therebetween further includes a via portion that covers the sidewall of a through hole provided in the insulating layer 112.
絶縁層114は、上記の多層配線構造上に設けられている。絶縁層114は、例えば、ソルダーレジストなどの絶縁樹脂層である。絶縁層114には、上記多層配線構造の最表面に位置した導体層113へ連通する貫通孔が設けられている。 The insulating layer 114 is provided on the multi-layer wiring structure. The insulating layer 114 is, for example, an insulating resin layer such as a solder resist. The insulating layer 114 has a through hole that communicates with the conductor layer 113 located on the outermost surface of the multi-layer wiring structure.
接合用導体115は、導体層113のうち絶縁層114の貫通孔の位置で露出した部分に設けられた金属バンプである。なお、接合用導体は、接合端子ともいう。接合用導体115は、例えば、はんだからなる。 The joining conductor 115 is a metal bump provided on the portion of the conductor layer 113 that is exposed at the position of the through hole of the insulating layer 114. The joining conductor is also called a joining terminal. The joining conductor 115 is made of, for example, solder.
多層配線基板12は、第2配線基板である。多層配線基板12は、接合電極40を介して機能デバイス20に接合されるとともに、接合電極14を介してFC-BGA基板11に接合されている。即ち、多層配線基板12は、機能デバイス20とFC-BGA基板11との接合を媒介するインターポーザである。多層配線基板12の厚さは、例えば、10μm以上300μm以下の範囲内にある。多層配線基板12については、後で詳述する。 The multilayer wiring board 12 is a second wiring board. The multilayer wiring board 12 is bonded to the functional device 20 via bonding electrodes 40, and is bonded to the FC-BGA board 11 via bonding electrodes 14. In other words, the multilayer wiring board 12 is an interposer that mediates the bonding between the functional device 20 and the FC-BGA board 11. The thickness of the multilayer wiring board 12 is, for example, in the range of 10 μm to 300 μm. The multilayer wiring board 12 will be described in detail later.
接合電極14は、多層配線基板12と機能デバイス20との間で配列している。接合電極14のピッチは、接合電極40のピッチと比較してより広く且つFC-BGA基板11の下面に位置した接合用導体115のピッチと比較してより狭い。接合電極14は、例えば、はんだからなる。 The bonding electrodes 14 are arranged between the multilayer wiring substrate 12 and the functional device 20. The pitch of the bonding electrodes 14 is wider than the pitch of the bonding electrodes 40 and narrower than the pitch of the bonding conductors 115 located on the underside of the FC-BGA substrate 11. The bonding electrodes 14 are made of, for example, solder.
封止樹脂層13は、FC-BGA基板11と多層配線基板12との間に介在した部分を含んでいる。なお、封止樹脂層は、アンダーフィル層ともいう。封止樹脂層13は、第2配線基板11をFC-BGA基板11へ固定している。 The sealing resin layer 13 includes a portion interposed between the FC-BGA substrate 11 and the multilayer wiring substrate 12. The sealing resin layer is also called an underfill layer. The sealing resin layer 13 fixes the second wiring substrate 11 to the FC-BGA substrate 11.
多層配線基板12について、図2乃至図4を参照しながら、更に詳しく説明する。
図2は、図1に示すパッケージ化デバイスが含んでいる多層配線基板を概略的に示す断面図である。図3は、図2に示す多層配線基板の一部を拡大して示す断面図である。図4は、図2に示す多層配線基板の他の一部を拡大して示す断面図である。
The multilayer wiring board 12 will be described in more detail with reference to FIGS.
Fig. 2 is a cross-sectional view showing a schematic diagram of a multilayer wiring board included in the packaged device shown in Fig. 1. Fig. 3 is a cross-sectional view showing an enlarged view of a part of the multilayer wiring board shown in Fig. 2. Fig. 4 is a cross-sectional view showing an enlarged view of another part of the multilayer wiring board shown in Fig. 2.
図2乃至図4に示す多層配線基板12は、図2に示すように、2以上の層120と、絶縁層121と、密着層122aと、シード層122bと、導体層123と、絶縁層124と、密着層125aと、シード層125bと、導体層126と、表面処理層127と、絶縁層128とを含んでいる。 The multilayer wiring board 12 shown in Figures 2 to 4 includes two or more layers 120, an insulating layer 121, an adhesion layer 122a, a seed layer 122b, a conductor layer 123, an insulating layer 124, an adhesion layer 125a, a seed layer 125b, a conductor layer 126, a surface treatment layer 127, and an insulating layer 128, as shown in Figure 2.
2以上の層120は、互いに積層されている。これら層120の各々は、第1絶縁層1201と、第2絶縁層1202と、導体層1203と、密着層1204aと、シード層1204bとを含んでいる。 Two or more layers 120 are stacked on top of each other. Each of these layers 120 includes a first insulating layer 1201, a second insulating layer 1202, a conductor layer 1203, an adhesion layer 1204a, and a seed layer 1204b.
第1絶縁層1201は、図3及び図4に示すように、第1面S1と、その裏面である第2面S2とを有している。第1絶縁層1201には、第1面S1から第2面S2まで各々が貫通した第1及び第2凹部が設けられている。 As shown in Figures 3 and 4, the first insulating layer 1201 has a first surface S1 and a second surface S2, which is the back surface of the first surface S1. The first insulating layer 1201 has first and second recesses that each extend from the first surface S1 to the second surface S2.
絶縁層121と隣接した第1絶縁層1201が有する第1凹部の底面は、図2に示すように、絶縁層121の表面の一部である。絶縁層121と隣接していない第1絶縁層1201が有する第1凹部の底面は、図2及び図3に示すように、その第1絶縁層1201を含んだ層120と隣接した層120が含む第2絶縁層1202の表面の一部である。 The bottom surface of the first recess in the first insulating layer 1201 adjacent to the insulating layer 121 is part of the surface of the insulating layer 121, as shown in FIG. 2. The bottom surface of the first recess in the first insulating layer 1201 not adjacent to the insulating layer 121 is part of the surface of the second insulating layer 1202 included in the layer 120 adjacent to the layer 120 including the first insulating layer 1201, as shown in FIG. 2 and FIG. 3.
導体層123と隣接した第1絶縁層1201が有する第2凹部の底面は、図2に示すように、導体層123の表面の一部である。導体層123と隣接していない第1絶縁層1201が有する第2凹部の底面は、図2及び図4に示すように、その第1絶縁層1201を含んだ層120と隣接した層120が含む導体層1203の表面の一部である。 The bottom surface of the second recess in the first insulating layer 1201 adjacent to the conductor layer 123 is part of the surface of the conductor layer 123, as shown in FIG. 2. The bottom surface of the second recess in the first insulating layer 1201 not adjacent to the conductor layer 123 is part of the surface of the conductor layer 1203 included in the layer 120 adjacent to the layer 120 including the first insulating layer 1201, as shown in FIG. 2 and FIG. 4.
第2絶縁層1202は、図3及び図4に示すように、第2面S2と接した第3面S3と、その裏面である第4面S4とを有している。第2絶縁層1202は、第1絶縁層1201の第1凹部を埋め込んでいる。第2絶縁層1202には、第3面S3から第4面S4まで貫通し、1以上が第1絶縁層1201の第2凹部と連通した第3凹部が設けられている。各層120が含む第2絶縁層1202が有する第3凹部の底面は、図2乃至図4に示すように、その層120が含む第1絶縁層1201の表面の一部である。 As shown in Figs. 3 and 4, the second insulating layer 1202 has a third surface S3 in contact with the second surface S2, and a fourth surface S4 which is the reverse surface of the third surface S3. The second insulating layer 1202 fills the first recess of the first insulating layer 1201. The second insulating layer 1202 has a third recess which penetrates from the third surface S3 to the fourth surface S4 and at least one of which is connected to the second recess of the first insulating layer 1201. The bottom surface of the third recess of the second insulating layer 1202 included in each layer 120 is part of the surface of the first insulating layer 1201 included in that layer 120, as shown in Figs. 2 to 4.
第1絶縁層1201及び第2絶縁層1202は、例えば、有機絶縁体を含んだ材料からなる。第1絶縁層1201及び第2絶縁層1202の材料は、無機材料であってもよいが、好ましくは有機材料を含む。一例によれば、第1絶縁層1201及び第2絶縁層1202は、絶縁樹脂層である。これら絶縁樹脂層は、好ましくは、フィラーを含んでいない。第1絶縁層1201の材料と第2絶縁層1202の材料とは、同じであってもよく、異なっていてもよい。第1絶縁層1201の材料と第2絶縁層1202の材料とが同じであったとしても、厚さ方向に平行な断面を、例えば、走査電子顕微鏡で観察することにより、第1絶縁層1201と第2絶縁層1202との間の界面を確認することができる。なお、第1乃至第3凹部については、後で更に詳しく説明する。 The first insulating layer 1201 and the second insulating layer 1202 are made of a material containing an organic insulator, for example. The material of the first insulating layer 1201 and the second insulating layer 1202 may be an inorganic material, but preferably contains an organic material. According to one example, the first insulating layer 1201 and the second insulating layer 1202 are insulating resin layers. These insulating resin layers preferably do not contain a filler. The material of the first insulating layer 1201 and the material of the second insulating layer 1202 may be the same or different. Even if the material of the first insulating layer 1201 and the material of the second insulating layer 1202 are the same, the interface between the first insulating layer 1201 and the second insulating layer 1202 can be confirmed by observing a cross section parallel to the thickness direction, for example, with a scanning electron microscope. The first to third recesses will be described in more detail later.
導体層1203は、第2及び第3凹部を埋め込んでいる。導体層1203の第4面S4側の面は、第4面S4に対して面一である。 The conductor layer 1203 fills the second and third recesses. The surface of the conductor layer 1203 on the fourth surface S4 side is flush with the fourth surface S4.
導体層1203のうち、第2凹部を埋め込んでいる部分は、図2及び図4に示すビア部1203Vである。導体層1203のうち、第3凹部の1以上を埋め込んでいる部分、具体的には、第2凹部と連通した第3凹部を埋め込んでいる部分は、図2及び図4に示すランド部1203Lである。そして、導体層1203のうち、第3凹部の残りを埋め込んでいる部分、具体的には、第2凹部と連通していない第3凹部を埋め込んでいる部分は、図2及び図3に示す配線部1203Wである。 The portion of the conductor layer 1203 in which the second recess is embedded is the via portion 1203V shown in Figures 2 and 4. The portion of the conductor layer 1203 in which one or more of the third recesses are embedded, specifically, the portion in which the third recess that is connected to the second recess is embedded, is the land portion 1203L shown in Figures 2 and 4. And the portion of the conductor layer 1203 in which the rest of the third recesses are embedded, specifically, the portion in which the third recess that is not connected to the second recess is embedded, is the wiring portion 1203W shown in Figures 2 and 3.
導体層1203は、銅などの金属又は合金からなる。導体層1203は、単層構造を有していてもよく、多層構造を有していてもよい。 The conductor layer 1203 is made of a metal such as copper or an alloy. The conductor layer 1203 may have a single-layer structure or a multi-layer structure.
密着層1204aは、図2乃至図4に示すように、導体層1203と第1絶縁層1201との間に介在した部分と、導体層1203と第2絶縁層1202との間に介在した部分と、導体層1203の第1面側の面を被覆した部分とを含んでいる。即ち、密着層1204aは、第1乃至第3凹部の底面及び側壁上に設けられている。密着層1204aは、第1絶縁層1201及び第2絶縁層1202へのシード層1204bの密着性を向上させて、シード層1204bの剥離を生じ難くする層である。 As shown in Figures 2 to 4, the adhesion layer 1204a includes a portion interposed between the conductor layer 1203 and the first insulating layer 1201, a portion interposed between the conductor layer 1203 and the second insulating layer 1202, and a portion covering the surface on the first surface side of the conductor layer 1203. That is, the adhesion layer 1204a is provided on the bottom surface and sidewalls of the first to third recesses. The adhesion layer 1204a is a layer that improves the adhesion of the seed layer 1204b to the first insulating layer 1201 and the second insulating layer 1202, making it difficult for the seed layer 1204b to peel off.
シード層1204bは、密着層1204a上に設けられている。シード層1204bは、密着層1204aと導体層1203との間に介在している。シード層1204bは、導体層1203の電解めっきによる成膜において、給電層としての役割を果たす。 The seed layer 1204b is provided on the adhesion layer 1204a. The seed layer 1204b is interposed between the adhesion layer 1204a and the conductor layer 1203. The seed layer 1204b serves as a power supply layer in the formation of the conductor layer 1203 by electrolytic plating.
絶縁層121は、図2に示すように、層120からなる多層配線構造の一方の主面上に設けられている。絶縁層121は、例えば、絶縁樹脂層である。絶縁層121には、それと隣接した層120が含む第1絶縁層1201の第2凹部の位置に、貫通孔が設けられている。 As shown in FIG. 2, the insulating layer 121 is provided on one main surface of the multilayer wiring structure made up of the layer 120. The insulating layer 121 is, for example, an insulating resin layer. A through hole is provided in the insulating layer 121 at the position of the second recess of the first insulating layer 1201 included in the layer 120 adjacent thereto.
導体層123は、絶縁層121に設けられた貫通孔を埋め込んでいる。導体層123は、銅などの金属又は合金からなる。導体層123は、上記多層配線構造の最表面に位置したビア部1203Vと電気的に接続されている。 The conductor layer 123 fills the through hole provided in the insulating layer 121. The conductor layer 123 is made of a metal such as copper or an alloy. The conductor layer 123 is electrically connected to the via portion 1203V located on the outermost surface of the multilayer wiring structure.
密着層122aは、絶縁層121に設けられた貫通孔の側壁を被覆した部分と、それら貫通孔の多層配線構造から離間した開口を塞ぐように広がった部分とを含んでいる。密着層122aは、絶縁層121へのシード層122bの密着性を向上させて、シード層122bの剥離を生じ難くする層である。 The adhesion layer 122a includes a portion that covers the sidewalls of the through holes provided in the insulating layer 121 and a portion that spreads to close the openings of the through holes that are spaced apart from the multilayer wiring structure. The adhesion layer 122a is a layer that improves the adhesion of the seed layer 122b to the insulating layer 121, making it difficult for the seed layer 122b to peel off.
シード層122bは、密着層122a上に設けられている。シード層122bは、導体層123の電解めっきによる成膜において、給電層としての役割を果たす。 The seed layer 122b is provided on the adhesion layer 122a. The seed layer 122b serves as a power supply layer in the formation of the conductor layer 123 by electrolytic plating.
絶縁層124は、層120からなる多層配線構造の他方の主面上に設けられている。絶縁層124は、例えば、絶縁樹脂層である。絶縁層124には、それと隣接した層120が含む第2絶縁層1202の、第2凹部と連通した第3凹部の位置に、貫通孔が設けられている。 The insulating layer 124 is provided on the other main surface of the multilayer wiring structure made up of the layer 120. The insulating layer 124 is, for example, an insulating resin layer. A through hole is provided in the insulating layer 124 at the position of a third recess that communicates with the second recess of the second insulating layer 1202 included in the layer 120 adjacent thereto.
導体層126は、絶縁層121に設けられた貫通孔を埋め込むとともに、絶縁層121の主面のうち貫通孔の周囲の領域を被覆している。導体層126は、銅などの金属又は合金からなる。導体層126は、上記多層配線構造の最表面に位置したランド部1203Lと電気的に接続されている。 The conductor layer 126 fills the through-hole provided in the insulating layer 121 and covers the area of the main surface of the insulating layer 121 surrounding the through-hole. The conductor layer 126 is made of a metal such as copper or an alloy. The conductor layer 126 is electrically connected to the land portion 1203L located on the outermost surface of the multilayer wiring structure.
密着層125aは、絶縁層124に設けられた貫通孔の側壁を被覆した部分と、ランド部1203Lのうちそれら貫通孔の位置で露出した領域を被覆した部分と、絶縁層121の主面のうち貫通孔の周囲の領域を被覆した部分とを含んでいる。密着層125aは、絶縁層124へのシード層125bの密着性を向上させて、シード層125bの剥離を生じ難くする層である。 The adhesion layer 125a includes a portion that covers the sidewalls of the through holes provided in the insulating layer 124, a portion that covers the areas of the land portion 1203L that are exposed at the positions of the through holes, and a portion that covers the areas of the main surface of the insulating layer 121 surrounding the through holes. The adhesion layer 125a is a layer that improves the adhesion of the seed layer 125b to the insulating layer 124, making it difficult for the seed layer 125b to peel off.
シード層125bは、密着層125a上に設けられている。シード層125bは、導体層126の電解めっきによる成膜において、給電層としての役割を果たす。 The seed layer 125b is provided on the adhesion layer 125a. The seed layer 125b serves as a power supply layer in the formation of the conductor layer 126 by electrolytic plating.
絶縁層128は、絶縁層124上に設けられている。絶縁層128は、例えば、絶縁樹脂層である。絶縁層128には、導体層126の位置に貫通孔が設けられている。 The insulating layer 128 is provided on the insulating layer 124. The insulating layer 128 is, for example, an insulating resin layer. A through hole is provided in the insulating layer 128 at the position of the conductor layer 126.
表面処理層127は、導体層126上に設けられている。表面処理層127は、導体層126の表面の酸化防止及びはんだに対する濡れ性向上のために設ける。 The surface treatment layer 127 is provided on the conductor layer 126. The surface treatment layer 127 is provided to prevent oxidation of the surface of the conductor layer 126 and to improve wettability to solder.
<製造方法>
このパッケージ化デバイス1が含む多層配線基板12は、例えば、以下の方法により製造することができる。
<Production Method>
The multilayer wiring substrate 12 included in this packaged device 1 can be manufactured, for example, by the following method.
図5乃至図15は、本発明の一実施形態に係る多層配線基板の製造方法を概略的に示す断面図である。 Figures 5 to 15 are cross-sectional views that show a schematic diagram of a method for manufacturing a multilayer wiring board according to one embodiment of the present invention.
この方法では、先ず、図5に示す構造を得る。以下に、図5の構造を得るための工程を順次説明する。 In this method, the structure shown in Figure 5 is first obtained. Below, the steps for obtaining the structure shown in Figure 5 are explained in order.
(1)支持体2上への剥離層3の形成
先ず、支持体2の一方の面に剥離層3を形成する。
支持体2は、支持体2を通じて剥離層3に光を照射する場合もあるため、透光性を有していることが有利である。支持体2としては、例えば、矩形のガラス板を用いることができる。矩形のガラス板は、大型化に適している。また、ガラス板は、優れた平坦性及び高い剛性を実現可能である。そのため、支持体2としての矩形のガラス板は、その上に微細なパターンを形成するのに適している。
(1) Formation of Release Layer 3 on Support 2 First, the release layer 3 is formed on one surface of the support 2 .
Since light may be irradiated to the peeling layer 3 through the support 2, it is advantageous for the support 2 to have light transmissivity. For example, a rectangular glass plate can be used as the support 2. The rectangular glass plate is suitable for large size. In addition, the glass plate can achieve excellent flatness and high rigidity. Therefore, the rectangular glass plate as the support 2 is suitable for forming a fine pattern thereon.
また、ガラス板はCTE(coefficient of thermal expansion;熱膨張率)が小さく歪みにくいことから、パターン配置精度及び平坦性の確保に優れている。支持体2としてガラス板を用いる場合、ガラス板の厚さは、製造プロセスにおける反りの発生を抑制する観点から厚い方が望ましく、例えば0.7mm以上、好ましくは1.1mm以上である。 In addition, glass plates have a small CTE (coefficient of thermal expansion) and are less likely to distort, making them excellent for ensuring pattern placement accuracy and flatness. When using a glass plate as the support 2, it is desirable for the glass plate to have a large thickness in order to suppress the occurrence of warping during the manufacturing process, and the thickness is, for example, 0.7 mm or more, preferably 1.1 mm or more.
ガラス板のCTEは、3ppm以上15ppm以下であることが好ましく、FC-BGA基板11及び機能デバイス20のCTEとの整合性の観点から9ppm程度がより好ましい。 The CTE of the glass plate is preferably 3 ppm or more and 15 ppm or less, and is more preferably around 9 ppm from the viewpoint of compatibility with the CTE of the FC-BGA substrate 11 and the functional device 20.
一方、剥離層3に熱によって発泡する樹脂を用いる等、支持体2を剥離する際に支持体2に光の透過性が要求されない場合は、支持体2には、歪みの少ない材料、例えばメタルやセラミックスなどを用いることができる。 On the other hand, if the support 2 does not require optical transparency when peeling it off, such as when the peeling layer 3 is made of a resin that foams when heated, the support 2 can be made of a material with less distortion, such as metal or ceramics.
以下、一例として、剥離層3の材料は紫外光(UV光)を吸収して剥離可能となる樹脂であり、支持体2はガラス板であるとする。 In the following, as an example, the material of the peelable layer 3 is a resin that absorbs ultraviolet light (UV light) and becomes peelable, and the support 2 is a glass plate.
剥離層3は、例えば、UV光などの光を吸収することにより発熱若しくは変質して剥離可能となる樹脂でもよく、又は、熱によって発泡して剥離可能となる樹脂でもよい。 The peeling layer 3 may be, for example, a resin that absorbs light such as UV light, generates heat or changes in quality to become peelable, or may be a resin that foams when heated, making it peelable.
剥離層3は、光分解促進剤、光吸収剤、増感剤、及びフィラー等の添加剤を更に含有していてもよい。 The peeling layer 3 may further contain additives such as a photodecomposition promoter, a light absorber, a sensitizer, and a filler.
剥離層3は、単層構造を有していてもよく、多層構造を有していてもよい。また、例えば、支持体2上に形成される多層配線構造の保護を目的として、剥離層3上に保護層を設けてもよく、支持体2と剥離層3との間にそれらの密着性を向上させる層を更に設けてもよい。また、剥離層3と多層配線構造との間に、レーザー光反射層や金属層を更に設けてもよい。 The peeling layer 3 may have a single-layer structure or a multilayer structure. For example, a protective layer may be provided on the peeling layer 3 for the purpose of protecting the multilayer wiring structure formed on the support 2, and a layer for improving the adhesion between the support 2 and the peeling layer 3 may be further provided. A laser light reflecting layer or a metal layer may be further provided between the peeling layer 3 and the multilayer wiring structure.
なお、剥離層3の材料として、UV光などの光、例えばレーザー光によって剥離可能となる樹脂を用いる場合、支持体2が透光性であれば、剥離層3へは、支持体2を介して光を照射してもよい。 When the material of the peeling layer 3 is a resin that can be peeled off by light such as UV light, for example laser light, if the support 2 is translucent, the peeling layer 3 may be irradiated with light through the support 2.
(2)剥離層3上への絶縁層121の形成
支持体2の上面に剥離層3を形成した後、剥離層3の上面に絶縁層121を形成する。ここでは、一例として、感光性のエポキシ樹脂をスピンコート法により剥離層3上へ塗布する。感光性のエポキシ樹脂は、比較的低温で硬化させることができ、硬化に伴う収縮が少ないため、その後の微細パターン形成に有利である。
(2) Formation of insulating layer 121 on release layer 3 After forming the release layer 3 on the upper surface of the support 2, the insulating layer 121 is formed on the upper surface of the release layer 3. Here, as an example, a photosensitive epoxy resin is applied onto the release layer 3 by a spin coating method. Photosensitive epoxy resin can be cured at a relatively low temperature and shrinks little when cured, which is advantageous for the subsequent formation of fine patterns.
(3)絶縁層121のパターン化
次いで、フォトリソグラフィにより、絶縁層121に貫通孔を設ける。これら貫通孔に対しては、現像時の残渣除去を目的として、プラズマ処理を行ってもよい。絶縁層121の厚さは、貫通孔内に形成する導体層の厚さに応じて設定される。ここでは、一例として、絶縁層121の厚さは7μmとする。
(3) Patterning of the insulating layer 121 Next, through holes are provided in the insulating layer 121 by photolithography. These through holes may be subjected to plasma treatment in order to remove residues from development. The thickness of the insulating layer 121 is set according to the thickness of the conductor layer to be formed in the through holes. Here, as an example, the thickness of the insulating layer 121 is set to 7 μm.
また、平面視による貫通孔の形状、即ち、厚さ方向に対して垂直な平面への貫通孔の正射影の形状は、機能デバイス20を複合配線基板10へ接合する接合電極40のピッチ及び形状に応じて適宜設定される。ここでは、一例として、平面視による貫通孔の形状は直径が25μmの円形とし、それら貫通孔のピッチは55μmとする。 The shape of the through holes in plan view, i.e., the shape of the orthogonal projection of the through holes onto a plane perpendicular to the thickness direction, is appropriately set according to the pitch and shape of the bonding electrodes 40 that bond the functional device 20 to the composite wiring board 10. Here, as an example, the shape of the through holes in plan view is a circle with a diameter of 25 μm, and the pitch of the through holes is 55 μm.
(4)密着層122a及びシード層122bの形成
次いで、真空中で、密着層122a及びシード層122bを形成する。密着層122aは、上記の通り、絶縁層121へのシード層122bの密着性を向上させて、シード層122bの剥離を防止する層である。また、シード層122bは、上記の通り、導体層123を形成するための電解めっきにおいて、給電層としての役割を果たす。
(4) Formation of Adhesion Layer 122a and Seed Layer 122b Next, the adhesion layer 122a and the seed layer 122b are formed in a vacuum. As described above, the adhesion layer 122a is a layer that improves the adhesion of the seed layer 122b to the insulating layer 121 and prevents peeling of the seed layer 122b. In addition, as described above, the seed layer 122b serves as a power supply layer in electrolytic plating for forming the conductor layer 123.
密着層122a及びシード層122bは、例えば、スパッタリング法又は蒸着法により形成することができる。密着層122a及びシード層122bの材料としては、例えば、Cu、Ni、Al、Ti、Cr、Mo、W、Ta、Au、Ir、Ru、Pd、Pt、AlSi、AlSiCu、AlCu、NiFe、ITO(Indium Tin Oxide)、IZO(Indium Zinc Oxide)、AZO(Aluminum-doped Zinc Oxide)、ZnO、PZT(チタン酸ジルコン酸鉛)、TiN、Cu3N4、Cu合金、又はこれらを複数組み合わせたものを使用することができる。ここでは、一例として、電気特性及び製造の容易性の観点並びにコスト面を考慮して、密着層122a及びシード層122bにそれぞれにチタン層及び銅層を採用し、それらはスパッタリング法で形成することとする。 The adhesion layer 122a and the seed layer 122b can be formed by, for example, a sputtering method or a vapor deposition method. The materials for the adhesion layer 122a and the seed layer 122b can be, for example, Cu, Ni, Al, Ti, Cr, Mo, W, Ta, Au, Ir, Ru, Pd, Pt, AlSi, AlSiCu, AlCu, NiFe, ITO (indium tin oxide), IZO (indium zinc oxide), AZO (aluminum-doped zinc oxide), ZnO, PZT (lead zirconate titanate), TiN, Cu 3 N 4 , Cu alloy, or a combination of a plurality of these. Here, as an example, a titanium layer and a copper layer are adopted for the adhesion layer 122a and the seed layer 122b, respectively, in consideration of electrical characteristics, ease of manufacture, and cost, and they are formed by a sputtering method.
密着層122a及びシード層122bの合計膜厚は、1μm以下とすることが好ましい。ここでは、一例として、密着層122aとして厚さが50nmのチタン層を形成するとともに、シード層122bとして厚さが300nmの銅層を形成することとする。 The total thickness of the adhesion layer 122a and the seed layer 122b is preferably 1 μm or less. In this example, a titanium layer with a thickness of 50 nm is formed as the adhesion layer 122a, and a copper layer with a thickness of 300 nm is formed as the seed layer 122b.
次に、シード層122b上に、電解めっきにより導体層123’を形成する。導体層123’のうち絶縁層121の貫通孔内に位置した部分は、機能デバイス20との接合用の電極となる。電解めっきとしては、電解ニッケルめっき、電解銅めっき、電解クロムめっき、電解Pdめっき、電解金めっき、電解ロジウムめっき、及び電解イリジウムめっき等が挙げられる。簡便且つ安価であり、電気伝導性が良好な導体層123が得られることから、電解銅めっきが望ましい。 Next, a conductor layer 123' is formed on the seed layer 122b by electrolytic plating. The portion of the conductor layer 123' located within the through-hole of the insulating layer 121 becomes an electrode for bonding to the functional device 20. Examples of electrolytic plating include electrolytic nickel plating, electrolytic copper plating, electrolytic chromium plating, electrolytic Pd plating, electrolytic gold plating, electrolytic rhodium plating, and electrolytic iridium plating. Electrolytic copper plating is preferable because it is simple and inexpensive, and can produce a conductor layer 123 with good electrical conductivity.
導体層123’の厚さは、絶縁層121の貫通孔を完全に埋め込む観点では1μm以上であることが望ましく、生産性の観点では30μm以下であることが望ましい。ここでは、一例として、導体層123’として、絶縁層121の貫通孔の位置で9μmの厚さを有し、絶縁層121の上面で2μmの厚さを有する銅層を形成することとする。 The thickness of the conductor layer 123' is preferably 1 μm or more from the viewpoint of completely filling the through-holes of the insulating layer 121, and is preferably 30 μm or less from the viewpoint of productivity. Here, as an example, a copper layer having a thickness of 9 μm at the position of the through-holes of the insulating layer 121 and a thickness of 2 μm on the upper surface of the insulating layer 121 is formed as the conductor layer 123'.
次に、図6の構造を得るために以下の工程を行う。 Next, the following steps are performed to obtain the structure shown in Figure 6.
(6)導体層123’の研磨
図5に示す構造を化学機械研磨(CMP)等によって研磨して、導体層123’及びシード層122bのうち、絶縁層121に設けられた貫通孔外に位置した部分を除去する。即ち、絶縁層121の上面の位置では密着層122aの表面が最表面となり、絶縁層121に設けられた貫通孔の位置では導体層123’の表面が最表面となるように研磨を行う。ここでは、一例として、導体層123’のうち表面からの距離が2μm以下の部分と、シード層122bのうち絶縁層121の上面に位置した部分(厚さ300nm)とを研磨により除去する。
(6) Polishing of Conductive Layer 123' The structure shown in Fig. 5 is polished by chemical mechanical polishing (CMP) or the like to remove the conductor layer 123' and the seed layer 122b that are located outside the through-holes provided in the insulating layer 121. That is, polishing is performed so that the surface of the adhesion layer 122a becomes the outermost surface at the position of the upper surface of the insulating layer 121, and the surface of the conductor layer 123' becomes the outermost surface at the position of the through-holes provided in the insulating layer 121. Here, as an example, a portion of the conductor layer 123' that is 2 µm or less away from the surface and a portion (300 nm thick) of the seed layer 122b that is located on the upper surface of the insulating layer 121 are removed by polishing.
(7)密着層122a及び絶縁層121の研磨
次に、CMP等の研磨を再度行い、密着層122aのうち絶縁層121の上面に位置した部分と、絶縁層121の一部とを除去する。なお、密着層122aと絶縁層121とは材料が異なるので、密着層122aの一部を除去するための化学的な研磨が、絶縁層121の一部の除去へ及ぼす影響は小さい。絶縁層121の一部の除去には、研磨剤による物理的な研磨が主に寄与する。
(7) Polishing of Adhesion Layer 122a and Insulation Layer 121 Next, polishing such as CMP is performed again to remove the portion of adhesion layer 122a located on the upper surface of insulation layer 121 and a part of insulation layer 121. Note that since adhesion layer 122a and insulation layer 121 are made of different materials, chemical polishing for removing the part of adhesion layer 122a has little effect on the removal of the part of insulation layer 121. Physical polishing with an abrasive mainly contributes to the removal of the part of insulation layer 121.
密着層122a及び絶縁層121の研磨には、工程を簡略化するために、前述の導体層123’及びシード層122bの研磨と同様の手法を用いてもよい。或いは、研磨の効率化を目的として、密着層122a及び絶縁層121の研磨には、それらの材料に適しており、且つ、導体層123’及びシード層122bの研磨とは異なる研磨手法を用いてもよい。 In order to simplify the process, the adhesion layer 122a and the insulating layer 121 may be polished using a method similar to that used for polishing the conductor layer 123' and the seed layer 122b described above. Alternatively, in order to improve the efficiency of polishing, the adhesion layer 122a and the insulating layer 121 may be polished using a polishing method that is suitable for the materials of the adhesion layer 122a and the insulating layer 121 and that is different from that used for polishing the conductor layer 123' and the seed layer 122b.
図5に示す導体層123’のうち、上記の研磨を行った後に残った部分が、図6に示す導体層123である。上記の通り、導体層123は、機能デバイス20との接合用の電極として使用する。 The portion of the conductor layer 123' shown in FIG. 5 that remains after the above-mentioned polishing is the conductor layer 123 shown in FIG. 6. As described above, the conductor layer 123 is used as an electrode for bonding to the functional device 20.
(8)第1絶縁層1201の形成
次に、研磨された表面に、図6に示す第1絶縁層1201を形成する。第1絶縁層1201は、絶縁層121等と接した第1面S1と、その裏面である第2面S2とを有している。第1絶縁層1201には、第1面S1から第2面S2まで各々が貫通した第1凹部R1及び第2凹部R2が設けられている。第1凹部R1は、絶縁層121の上面上に位置している。第2凹部R2は、導体層123上に位置している。ここでは、第1凹部R1及び第2凹部R2の各々は貫通孔である。これら凹部は、第1絶縁層1201の全体に亘って略均一に分布している。
(8) Formation of the first insulating layer 1201 Next, the first insulating layer 1201 shown in FIG. 6 is formed on the polished surface. The first insulating layer 1201 has a first surface S1 in contact with the insulating layer 121 and the like, and a second surface S2 which is the back surface of the first insulating layer 1201. The first insulating layer 1201 is provided with a first recess R1 and a second recess R2 each penetrating from the first surface S1 to the second surface S2. The first recess R1 is located on the upper surface of the insulating layer 121. The second recess R2 is located on the conductor layer 123. Here, each of the first recess R1 and the second recess R2 is a through hole. These recesses are distributed approximately uniformly throughout the first insulating layer 1201.
第1絶縁層1201は、例えば、感光性樹脂を用いて形成することができる。例えば、感光性樹脂をスピンコート法により研磨面へ塗布し、フォトリソグラフィにより、第1凹部R1及び第2凹部R2を有する第1絶縁層1201を得る。後述するように、第2凹部R2内にビア部1203Vを形成する。 The first insulating layer 1201 can be formed using, for example, a photosensitive resin. For example, the photosensitive resin is applied to the polished surface by spin coating, and the first insulating layer 1201 having the first recess R1 and the second recess R2 is obtained by photolithography. As described below, a via portion 1203V is formed in the second recess R2.
第1凹部R1及び第2凹部R2の各々の深さ、即ち、第1絶縁層1201の厚さは、第2凹部R2内に形成するビア部1203Vの厚さに応じて設定される。第1絶縁層1201の厚さは、1乃至5μmの範囲内にあることが好ましく、1乃至3μmの範囲内にあることがより好ましい。ここでは、一例として、第1絶縁層1201は、2μmの厚さに形成することとする。 The depth of each of the first recess R1 and the second recess R2, i.e., the thickness of the first insulating layer 1201, is set according to the thickness of the via portion 1203V to be formed in the second recess R2. The thickness of the first insulating layer 1201 is preferably in the range of 1 to 5 μm, and more preferably in the range of 1 to 3 μm. Here, as an example, the first insulating layer 1201 is formed to a thickness of 2 μm.
第2面S2における第1凹部R1の開口径は、第1絶縁層1201の少なくとも一部において、例えば、配線部1203Wが最も高密度に配置された部分において、0.5乃至5μmの範囲内にあることが好ましく、1乃至2μmの範囲内にあることがより好ましい。また、第2面S2における第2凹部R2の開口径は、第1絶縁層1201の少なくとも一部において、例えば、配線部1203Wが最も高密度に配置された部分において、5乃至50μmの範囲内にあることが好ましく、10乃至20μmの範囲内にあることがより好ましい。第2面S2における第1凹部R1の開口径を小さくすると、導体層1203の層間接続の信頼性が低下する。第2面S2における第1凹部R1又は第2凹部R2の開口径を大きくすると、ランド部1203L及び配線部1203Wを高密度に配置することが難しくなる。 The opening diameter of the first recess R1 on the second surface S2 is preferably in the range of 0.5 to 5 μm, more preferably in the range of 1 to 2 μm, in at least a part of the first insulating layer 1201, for example, in the part where the wiring portion 1203W is most densely arranged. The opening diameter of the second recess R2 on the second surface S2 is preferably in the range of 5 to 50 μm, more preferably in the range of 10 to 20 μm, in at least a part of the first insulating layer 1201, for example, in the part where the wiring portion 1203W is most densely arranged. If the opening diameter of the first recess R1 on the second surface S2 is reduced, the reliability of the interlayer connection of the conductor layer 1203 decreases. If the opening diameter of the first recess R1 or the second recess R2 on the second surface S2 is increased, it becomes difficult to arrange the land portion 1203L and the wiring portion 1203W at a high density.
ここで、第2面S2における第1凹部R1の開口径は、第2面S2における第1凹部R1の開口の平均円相当径である。また、第2面S2における第2凹部R2の開口径は、第2面S2における第2凹部R2の開口の平均円相当径である。凹部の開口の平均円相当径は、それら開口の面積と同じ面積を有する円の直径を算術平均することにより得られる値である。 Here, the opening diameter of the first recess R1 on the second surface S2 is the average circle equivalent diameter of the opening of the first recess R1 on the second surface S2. Also, the opening diameter of the second recess R2 on the second surface S2 is the average circle equivalent diameter of the opening of the second recess R2 on the second surface S2. The average circle equivalent diameter of the recess openings is a value obtained by arithmetically averaging the diameters of circles having the same area as the areas of those openings.
平面視による第2凹部R2の形状、即ち、第2面S2における第2凹部R2の開口の、厚さ方向に対して垂直な平面への正射影の形状は、導体層123との接続の観点から設定される。ここでは、一例として、上記正射影の形状は、直径が10μmの円形とする。 The shape of the second recess R2 in a plan view, i.e., the shape of the orthogonal projection of the opening of the second recess R2 on the second surface S2 onto a plane perpendicular to the thickness direction, is set from the perspective of connection with the conductor layer 123. Here, as an example, the orthogonal projection shape is a circle with a diameter of 10 μm.
第2凹部R2の数N2に対する第1凹部R1の数N1の比N1/N2は、第1絶縁層1201の少なくとも一部において、例えば、配線部1203Wが最も高密度に配置された部分において、1乃至5の範囲内にあることが好ましい。比N1/N2を大きくすると、第1絶縁層1201と第2絶縁層1202との接触面積はより大きくなる。但し、比N1/N2を過剰に大きくすると、十分な線幅を有する配線部1203Wを形成することが難しくなる可能性がある。 The ratio N1/N2 of the number N1 of first recesses R1 to the number N2 of second recesses R2 is preferably in the range of 1 to 5 in at least a part of the first insulating layer 1201, for example in the part where the wiring portions 1203W are most densely arranged. Increasing the ratio N1/N2 increases the contact area between the first insulating layer 1201 and the second insulating layer 1202. However, if the ratio N1/N2 is excessively large, it may become difficult to form the wiring portions 1203W with a sufficient line width.
(9)第2絶縁層1202の形成
次に、図7に示すように、第1絶縁層1201上に、第2絶縁層1202を形成する。第2絶縁層1202は、第2面S2と接した第3面S3と、その裏面である第4面S4とを有している。第2絶縁層1202は、第1絶縁層1201の第1凹部R1を埋め込んでいる。第2絶縁層1202には、第3面S3から第4面S4まで貫通し、1以上が第1絶縁層1201の第2凹部R2と連通した第3凹部R3が設けられている。第3凹部R3の底面は、第1絶縁層1201の表面の一部である。
(9) Formation of the second insulating layer 1202 Next, as shown in FIG. 7, the second insulating layer 1202 is formed on the first insulating layer 1201. The second insulating layer 1202 has a third surface S3 in contact with the second surface S2 and a fourth surface S4 which is the back surface of the third surface S2. The second insulating layer 1202 fills the first recess R1 of the first insulating layer 1201. The second insulating layer 1202 is provided with a third recess R3 which penetrates from the third surface S3 to the fourth surface S4 and at least one of which is connected to the second recess R2 of the first insulating layer 1201. The bottom surface of the third recess R3 is a part of the surface of the first insulating layer 1201.
ここでは、第3凹部R3の一部は第2凹部R2と連通し、第3凹部R3の残りは、第2凹部R2と連通していない。具体的には、第3凹部R3のうち、導体層123の上方に設けられたものは、第2凹部R2と連通している。そして、第3凹部R3のうち、絶縁層121の上方に設けられたものは、第2凹部R2と連通していない。第2凹部R2と連通した第3凹部R3は貫通孔であり、第2凹部R2と連通していない第3凹部R3は溝である。後述するように、第2凹部R2と連通した第3凹部R3内にはランド部1203Lを形成し、第2凹部R2と連通していない第3凹部内には配線部1203Wを形成する。 Here, a part of the third recess R3 communicates with the second recess R2, and the rest of the third recess R3 does not communicate with the second recess R2. Specifically, the third recess R3 that is provided above the conductor layer 123 communicates with the second recess R2. The third recess R3 that is provided above the insulating layer 121 does not communicate with the second recess R2. The third recess R3 that communicates with the second recess R2 is a through hole, and the third recess R3 that does not communicate with the second recess R2 is a groove. As described later, a land portion 1203L is formed in the third recess R3 that communicates with the second recess R2, and a wiring portion 1203W is formed in the third recess that does not communicate with the second recess R2.
第2絶縁層1202は、例えば、感光性樹脂を用いて形成することができる。例えば、図6に示す構造の第1絶縁層1201が設けられた面に、感光性樹脂をスピンコート法により塗布し、フォトリソグラフィにより、第3凹部R3を有する第2絶縁層1202を得る。 The second insulating layer 1202 can be formed, for example, using a photosensitive resin. For example, a photosensitive resin is applied by spin coating to the surface on which the first insulating layer 1201 having the structure shown in FIG. 6 is provided, and the second insulating layer 1202 having the third recess R3 is obtained by photolithography.
第2絶縁層1202の厚さは、第3凹部R3内に形成するランド部1203L及び配線部1203Wの厚さに応じて設定される。ここでは、一例として、第2絶縁層1202は、2μmの厚さに形成することとする。 The thickness of the second insulating layer 1202 is set according to the thickness of the land portion 1203L and the wiring portion 1203W formed in the third recess R3. Here, as an example, the second insulating layer 1202 is formed to a thickness of 2 μm.
内部にランド部1203Lが形成される第3凹部R3の平面視による形状、即ち、上記第4面における第3凹部R3の開口の、厚さ方向に対して垂直な平面への正射影の形状は、導体層1203の層間接続の観点から設定される。ここでは、一例として、上記正射影の形状は、先の平面への第2凹部R2の正射影と同心である、直径が25μmの円形とする。 The shape in plan view of the third recess R3 in which the land portion 1203L is formed, i.e., the shape of the orthogonal projection of the opening of the third recess R3 on the fourth surface onto a plane perpendicular to the thickness direction, is set from the perspective of the interlayer connection of the conductor layer 1203. Here, as an example, the shape of the orthogonal projection is a circle with a diameter of 25 μm that is concentric with the orthogonal projection of the second recess R2 onto the previous plane.
(10)密着層1204a及びシード層1204bの形成
次いで、図7に示す構造の第1絶縁層1201及び第2絶縁層1202を形成した面に、図8及び図9にそれぞれ示す密着層1204a及びシード層1204bを順次形成する。密着層1204a及びシード層1204bには、それぞれ、密着層122a及びシード層122bについて上述したのと同様の材料を使用することができる。また、密着層1204a及びシード層1204bは、それぞれ、密着層122a及びシード層122bについて上述したのと同様の方法により形成することができる。ここでは、一例として、密着層1204aとして厚さが50nmのチタン層を形成するとともに、シード層1204bとして厚さが300nmの銅層を形成することとする。
(10) Formation of Adhesion Layer 1204a and Seed Layer 1204b Next, on the surface on which the first insulating layer 1201 and the second insulating layer 1202 of the structure shown in FIG. 7 are formed, the adhesion layer 1204a and the seed layer 1204b shown in FIG. 8 and FIG. 9 are sequentially formed. The adhesion layer 1204a and the seed layer 1204b can be made of the same materials as those described above for the adhesion layer 122a and the seed layer 122b. The adhesion layer 1204a and the seed layer 1204b can be formed by the same method as those described above for the adhesion layer 122a and the seed layer 122b. Here, as an example, a titanium layer having a thickness of 50 nm is formed as the adhesion layer 1204a, and a copper layer having a thickness of 300 nm is formed as the seed layer 1204b.
(11)導体層1203’の形成
次に、図10に示すように、シード層1204b上に導体層1203’を形成する。後述するように、導体層1203’のうち、第2凹部R2内に位置した部分はビア部1203Vとなり、第3凹部R3内に位置した部分はランド部1203L又は配線部1203Wとなる。導体層1203’は、導体層123’について上述したのと同様の方法により形成することができる。
(11) Formation of Conductive Layer 1203' Next, as shown in Fig. 10, a conductor layer 1203' is formed on the seed layer 1204b. As described below, of the conductor layer 1203', a portion located in the second recess R2 becomes a via portion 1203V, and a portion located in the third recess R3 becomes a land portion 1203L or a wiring portion 1203W. The conductor layer 1203' can be formed by the same method as described above for the conductor layer 123'.
導体層1203’の厚さは、配線部1203Wの電気抵抗の観点では0.5μm以上であることが望ましく、生産性の観点では30μm以下であることが望ましい。ここでは、一例として、導体層1203’として、第2凹部R2の位置で6μmの厚さを有し、第2凹部R2と連通していない第3凹部R3の位置で4μmの厚さを有し、第4面S4上で2μmの厚さを有する銅層を形成することとする。 The thickness of the conductor layer 1203' is preferably 0.5 μm or more from the viewpoint of the electrical resistance of the wiring portion 1203W, and is preferably 30 μm or less from the viewpoint of productivity. Here, as an example, the conductor layer 1203' is formed as a copper layer having a thickness of 6 μm at the position of the second recess R2, a thickness of 4 μm at the position of the third recess R3 that is not connected to the second recess R2, and a thickness of 2 μm on the fourth surface S4.
(12)導体層1203’の研磨
次に、図11に示すように、導体層1203’のうち、第2凹部R2又は第3凹部R3外に位置した部分を、研磨によって除去する。この研磨は、導体層123’の研磨と同様の方法により行うことができる。ここでは、一例として、導体層1203’のうち表面からの距離が2μm以下の部分と、シード層1204bのうち第4面S4上面に位置した部分(厚さ300nm)とを研磨により除去する。
(12) Polishing of Conductive Layer 1203' Next, as shown in Fig. 11, the portion of the conductor layer 1203' that is located outside the second recess R2 or the third recess R3 is removed by polishing. This polishing can be performed by the same method as that for polishing the conductor layer 123'. Here, as an example, the portion of the conductor layer 1203' that is 2 µm or less away from the surface and the portion (thickness 300 nm) of the seed layer 1204b that is located on the upper surface of the fourth surface S4 are removed by polishing.
(13)密着層1204a及び第2絶縁層1202の研磨
続けて、CMP等の研磨を再度行い、密着層1204aのうち第4面S4上に位置した部分と、第2絶縁層1202の一部とを除去する。この研磨は、密着層122a及び絶縁層121の研磨と同様の方法により行うことができる。
(13) Polishing of Adhesion Layer 1204a and Second Insulation Layer 1202 Next, polishing such as CMP is performed again to remove the portion of the adhesion layer 1204a located on the fourth surface S4 and a part of the second insulation layer 1202. This polishing can be performed by the same method as that used for polishing the adhesion layer 122a and the insulation layer 121.
図10に示す導体層1203’のうち、上記の研磨を行った後に残った部分が、図11に示す導体層1203である。導体層1203は、ビア部1203Vとランド部1203Lと配線部1203Wとを含んでいる。 The portion of the conductor layer 1203' shown in FIG. 10 that remains after the above-mentioned polishing is the conductor layer 1203 shown in FIG. 11. The conductor layer 1203 includes a via portion 1203V, a land portion 1203L, and a wiring portion 1203W.
以上のようにして、第1絶縁層1201と、第2絶縁層1202と、導体層1203と、密着層1204aと、シード層1204bとを含んだ層120を得る。 In this manner, a layer 120 is obtained that includes a first insulating layer 1201, a second insulating layer 1202, a conductor layer 1203, an adhesion layer 1204a, and a seed layer 1204b.
(14)工程の繰り返しによる多層配線構造の形成
その後、図6乃至図11を参照しながら説明した工程(8)乃至(13)からなるシーケンスを繰り返す。これにより、図12に示す多層配線構造を得る。図12では、多層配線構造は2つの層120を含んでいる。多層配線構造が含む層120の数は3以上であってもよい。
(14) Formation of a multilayer wiring structure by repeating steps Thereafter, the sequence consisting of steps (8) to (13) described with reference to Figures 6 to 11 is repeated. This results in the multilayer wiring structure shown in Figure 12. In Figure 12, the multilayer wiring structure includes two layers 120. The number of layers 120 included in the multilayer wiring structure may be three or more.
(15)絶縁層124の形成
次に、多層配線構造上に、図13に示す絶縁層124を形成する。絶縁層124には、多層配線構造の最表面に位置した層120が含んでいるランド部1203Lの位置に、貫通孔が設けられている。
(15) Formation of Insulating Layer 124 Next, an insulating layer 124 as shown in Fig. 13 is formed on the multilayer wiring structure. A through hole is provided in the insulating layer 124 at the position of a land portion 1203L included in the layer 120 located on the outermost surface of the multilayer wiring structure.
絶縁層124は、例えば、感光性樹脂を用いて形成することができる。例えば、感光性樹脂をスピンコート法により多層配線構造上へ塗布し、フォトリソグラフィにより、貫通孔を有する絶縁層124を得る。 The insulating layer 124 can be formed, for example, using a photosensitive resin. For example, the photosensitive resin is applied onto the multilayer wiring structure by a spin coating method, and the insulating layer 124 having through holes is obtained by photolithography.
(16)密着層125a及びシード層125bの形成
次いで、多層配線構造及びその上の絶縁層124上に、密着層125a及びシード層125bを順次形成する。密着層125a及びシード層125bには、それぞれ、密着層122a及びシード層122bについて上述したのと同様の材料を使用することができる。また、密着層125a及びシード層125bは、それぞれ、密着層122a及びシード層122bについて上述したのと同様の方法により形成することができる。
(16) Formation of Adhesion Layer 125a and Seed Layer 125b Next, the adhesion layer 125a and the seed layer 125b are sequentially formed on the multilayer wiring structure and the insulating layer 124 thereon. The adhesion layer 125a and the seed layer 125b can be made of the same materials as those described above for the adhesion layer 122a and the seed layer 122b, respectively. The adhesion layer 125a and the seed layer 125b can be formed by the same methods as those described above for the adhesion layer 122a and the seed layer 122b, respectively.
(17)導体層126の形成
次いで、シード層125b上にレジストパターン228を形成する。レジストパターン228は、絶縁層124に設けられた貫通孔の位置に貫通孔を有している。導体層126は、導体層123’について上述したのと同様の方法により形成することができる。
(17) Formation of Conductive Layer 126 Next, a resist pattern 228 is formed on the seed layer 125b. The resist pattern 228 has through holes at the positions of the through holes provided in the insulating layer 124. The conductive layer 126 can be formed by the same method as described above for the conductive layer 123′.
導体層126の厚さは、はんだ接合の観点では1μm以上であることが望ましく、生産性の観点では30μm以下であることが望ましい。ここでは、一例として、導体層126として、絶縁層124の貫通孔の位置で9μmの厚さを有し、他の位置で7μmの厚さを有する銅層を形成することとする。 From the viewpoint of solder bonding, it is desirable for the thickness of the conductor layer 126 to be 1 μm or more, and from the viewpoint of productivity, it is desirable for the thickness to be 30 μm or less. Here, as an example, the conductor layer 126 is formed as a copper layer having a thickness of 9 μm at the position of the through hole of the insulating layer 124 and a thickness of 7 μm at other positions.
(18)レジストパターン228の除去
図13の構造を得た後、レジストパターン228を除去する。その後、導体層126をエッチングマスクとして用いたエッチングにより、密着層122a及びシード層122bの露出部を除去する。この状態で残った導体層126が、FC-BGA基板11との接合に使用する電極となる。
(18) Removal of the resist pattern 228 After obtaining the structure shown in FIG. 13, the resist pattern 228 is removed. Then, the exposed portions of the adhesion layer 122a and the seed layer 122b are removed by etching using the conductor layer 126 as an etching mask. The conductor layer 126 remaining in this state becomes an electrode used for bonding to the FC-BGA substrate 11.
(19)絶縁層128の形成
次に、図14に示すように、絶縁層124及び導体層126上に絶縁層128を形成する。絶縁層128は、導体層126の位置に貫通孔を有している。絶縁層は、例えば、絶縁層124及び導体層126上にソルダーレジストを設け、これに露光及び現像を施すことにより形成することができる。なお、ソルダーレジストから得られる絶縁層は、ソルダーレジスト層ともいう。
(19) Formation of Insulating Layer 128 Next, as shown in Fig. 14, insulating layer 128 is formed on insulating layer 124 and conductor layer 126. Insulating layer 128 has a through hole at the position of conductor layer 126. The insulating layer can be formed, for example, by providing a solder resist on insulating layer 124 and conductor layer 126, and subjecting the solder resist to exposure and development. Note that an insulating layer obtained from a solder resist is also called a solder resist layer.
ソルダーレジストの材料としては、例えば、エポキシ樹脂やアクリル樹脂などの絶縁樹脂を用いることができる。ここでは、一例として、ソルダーレジストとして、フィラーを含有した感光性エポキシ樹脂を使用することとする。 As a material for the solder resist, for example, insulating resins such as epoxy resins and acrylic resins can be used. Here, as an example, a photosensitive epoxy resin containing filler is used as the solder resist.
(20)表面処理層127の形成
次に、導体層126上に表面処理層127を設ける。表面処理層127は、導体層126の表面の酸化防止及びはんだに対する濡れ性向上の目的で設ける。ここでは、一例として、表面処理層127として無電解Ni/Pd/Auめっき層を形成することとする。
(20) Formation of Surface Treatment Layer 127 Next, the surface treatment layer 127 is provided on the conductor layer 126. The surface treatment layer 127 is provided for the purpose of preventing oxidation of the surface of the conductor layer 126 and improving wettability to solder. Here, as an example, an electroless Ni/Pd/Au plating layer is formed as the surface treatment layer 127.
表面処理層127としては、OSP(Organic Solderability Preservative)膜、即ち、水溶性プレフラックスによる表面処理層を形成してもよい。或いは、表面処理層127として、無電解スズめっき又は無電解Ni/Auめっき層を形成してもよい。 The surface treatment layer 127 may be an OSP (Organic Solderability Preservative) film, i.e., a surface treatment layer made of a water-soluble preflux. Alternatively, the surface treatment layer 127 may be an electroless tin plating or electroless Ni/Au plating layer.
(21)接合用導体129の形成
次いで、表面処理層127上に、接合用導体129を形成する。接合用導体129は、例えば、はんだバンプなどの金属バンプである。接合用導体129は、例えば、はんだボールなどのはんだ材料を表面処理層127上へ配置し、これらを溶融させ、その後、冷却して表面処理層127に固着させることにより形成することができる。
(21) Formation of the bonding conductor 129 Next, the bonding conductor 129 is formed on the surface treatment layer 127. The bonding conductor 129 is, for example, a metal bump such as a solder bump. The bonding conductor 129 can be formed, for example, by placing a solder material such as a solder ball on the surface treatment layer 127, melting it, and then cooling it to adhere to the surface treatment layer 127.
以上のようにして、支持体2によって支持された多層配線基板12、即ち、支持体付き多層配線基板を得る。 In this manner, a multilayer wiring board 12 supported by the support 2, i.e., a multilayer wiring board with a support, is obtained.
このようにして得られる支持体付き多層配線基板を使用すると、図1に示すパッケージ化デバイス1は、例えば、以下の方法により製造することができる。 By using the multilayer wiring board with support obtained in this manner, the packaged device 1 shown in Figure 1 can be manufactured, for example, by the following method.
先ず、支持体2によって支持された多層配線基板12とFC-BGA基板11とを接合する。次いで、それらの接合部を、図1に示す封止樹脂層13で封止する。 First, the multilayer wiring board 12 supported by the support 2 is joined to the FC-BGA board 11. Next, the joint is sealed with the sealing resin layer 13 shown in FIG. 1.
封止樹脂層13の材料としては、例えば、樹脂とフィラーとの混合物を使用することができる。樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、オキセタン樹脂、及びマレイミド樹脂の1種又はこれらの樹脂の2種以上の混合物を使用することができる。フィラーとしては、例えば、シリカ、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、及び酸化亜鉛の1種又はこれらの2種以上を使用することができる。封止樹脂層13は、例えば、液状の材料をFC-BGA基板11と多層配線基板12との間に充填させることにより形成することができる。 As a material for the sealing resin layer 13, for example, a mixture of resin and filler can be used. As the resin, for example, one of epoxy resin, urethane resin, silicone resin, polyester resin, oxetane resin, and maleimide resin, or a mixture of two or more of these resins can be used. As the filler, for example, one of silica, titanium oxide, aluminum oxide, magnesium oxide, and zinc oxide, or two or more of these can be used. The sealing resin layer 13 can be formed, for example, by filling a liquid material between the FC-BGA substrate 11 and the multilayer wiring substrate 12.
以上のようにして、FC-BGA基板11と多層配線基板12とを含んだ複合配線基板10を得る。なお、この時点では、多層配線基板12上には、支持体2が設けられたままである。 In this manner, a composite wiring board 10 is obtained that includes the FC-BGA board 11 and the multilayer wiring board 12. At this point, the support 2 remains on the multilayer wiring board 12.
次いで、図15に示す剥離層3にレーザー光を照射して、支持体2と複合配線基板10とを互いから剥離する。剥離層3が複合配線基板10上に残留した場合には、例えば、エッチングによって除去する。また、密着層122aのうち剥離層3と接触していた部分も、例えば、エッチングにより除去する。シード層122bのうち、密着層122aを間に挟んで剥離層3と向き合っていた部分も、例えば、エッチングにより除去してもよい。 Then, the release layer 3 shown in FIG. 15 is irradiated with laser light to peel the support 2 and the composite wiring board 10 from each other. If the release layer 3 remains on the composite wiring board 10, it is removed by, for example, etching. In addition, the portion of the adhesion layer 122a that was in contact with the release layer 3 is also removed by, for example, etching. The portion of the seed layer 122b that faced the release layer 3 with the adhesion layer 122a sandwiched therebetween may also be removed by, for example, etching.
その後、複合配線基板10へ、図1に示す機能デバイス20を接合する。
機能デバイス20の接合に先立って、表面に露出した導体層123上に、酸化防止及びはんだに対する濡れ性向上の目的で、無電解Ni/Pd/Auめっき層、OSP膜、無電解スズめっき層、及び無電解Ni/Auめっき層などの表面処理層を設けてよい。
Thereafter, the functional device 20 shown in FIG.
Prior to bonding of the functional device 20, a surface treatment layer such as an electroless Ni/Pd/Au plating layer, an OSP film, an electroless tin plating layer, or an electroless Ni/Au plating layer may be provided on the conductor layer 123 exposed on the surface for the purpose of preventing oxidation and improving wettability to solder.
次いで、それらの接合部を、封止樹脂層30で封止する。
封止樹脂層30の材料としては、例えば、封止樹脂層13の材料として例示したものを使用することができる。封止樹脂層30は、例えば、封止樹脂層13について上述したのと同様の方法により形成することができる。
以上のようにして、図1に示すパッケージ化デバイス1が完成する。
Next, the joints are sealed with a sealing resin layer 30 .
As the material of the sealing resin layer 30, for example, the materials exemplified as the materials of the sealing resin layer 13 can be used. The sealing resin layer 30 can be formed, for example, by the same method as that described above for the sealing resin layer 13.
In this manner, the packaged device 1 shown in FIG. 1 is completed.
上記の方法では、多層配線基板12をFC-BGA基板11へ接合した後に、機能デバイス20を多層配線基板12へ接合している。その代わりに、機能デバイス20を多層配線基板12へ接合した後に、多層配線基板12をFC-BGA基板11へ接合してもよい。 In the above method, the multilayer wiring board 12 is bonded to the FC-BGA board 11, and then the functional device 20 is bonded to the multilayer wiring board 12. Alternatively, the functional device 20 may be bonded to the multilayer wiring board 12, and then the multilayer wiring board 12 may be bonded to the FC-BGA board 11.
<効果>
シリコンインターポーザ技術によって得られるインターポーザ、所謂シリコンインターポーザは、シリコンウェハと半導体前工程用の設備とを用いて製造されている。シリコンウェハは、形状及びサイズに制限があり、1枚のウェハから製造できるインターポーザの数は、必ずしも多くはない。そして、その製造設備も高価である。それ故、シリコンインターポーザは高価である。また、シリコンウェハは半導体であることから、シリコンインターポーザを使用すると、伝送特性が劣化するという問題もある。
<Effects>
Interposers obtained by silicon interposer technology, so-called silicon interposers, are manufactured using silicon wafers and equipment for semiconductor front-end processing. Silicon wafers are limited in shape and size, and the number of interposers that can be manufactured from one wafer is not necessarily large. In addition, the manufacturing equipment is expensive. Therefore, silicon interposers are expensive. In addition, since silicon wafers are semiconductors, there is also the problem that the transmission characteristics deteriorate when silicon interposers are used.
上記の多層配線基板12の製造に、シリコンウェハは不要である。また、多層配線基板12では、例えば、絶縁層の殆ど又は全てを絶縁樹脂層とすることができる。それ故、上記の多層配線基板12は、安価な材料及び設備で製造することができ、低コスト化が可能であり、また、優れた伝送特性も達成し得る。 No silicon wafer is required to manufacture the multilayer wiring board 12. In addition, in the multilayer wiring board 12, for example, most or all of the insulating layers can be insulating resin layers. Therefore, the multilayer wiring board 12 can be manufactured using inexpensive materials and equipment, making it possible to reduce costs and also achieving excellent transmission characteristics.
微細な配線パターンを有する導体層を含んだ多層配線構造をFC-BGA基板に直接作り込む手法は、シリコンインターポーザに見られる伝送特性の劣化は小さい。しかしながら、この手法には、FC-BGA基板自体の製造歩留まりの問題や、ガラスエポキシ基板などのコア層上に、微細な配線パターンを有する導体層を含んだ多層配線構造を形成する難易度が高いため、全体的に製造歩留まりが低いという課題がある。更に、このFC-BGA基板では、その厚さを二等分する平面に対して高い対称性を実現することは難しい。それ故、そのようなFC-BGA基板は、加熱時に反りや歪みを生じ易い。 The method of directly fabricating a multi-layer wiring structure including a conductor layer with a fine wiring pattern on an FC-BGA substrate results in little degradation of the transmission characteristics seen in silicon interposers. However, this method has issues with the manufacturing yield of the FC-BGA substrate itself, and the difficulty of forming a multi-layer wiring structure including a conductor layer with a fine wiring pattern on a core layer such as a glass epoxy substrate, resulting in a low overall manufacturing yield. Furthermore, it is difficult to achieve a high degree of symmetry with this FC-BGA substrate with respect to a plane that bisects its thickness. Therefore, such FC-BGA substrates are prone to warping and distortion when heated.
上記の複合配線基板10及びパッケージ化デバイス1の製造においては、FC-BGA基板11とは別に、多層配線基板12を製造し、それらを互いに接合する。微細な配線パターンを有する導体層1203を含んだ多層配線構造は、FC-BGA基板11には作り込まず、多層配線基板12に作り込む。それ故、上記の複合配線基板10及びパッケージ化デバイス1は、高い歩留まりで製造可能である。 In manufacturing the above-mentioned composite wiring board 10 and packaged device 1, a multilayer wiring board 12 is manufactured separately from the FC-BGA board 11, and they are then bonded together. The multilayer wiring structure including the conductor layer 1203 having a fine wiring pattern is not built into the FC-BGA board 11, but is built into the multilayer wiring board 12. Therefore, the above-mentioned composite wiring board 10 and packaged device 1 can be manufactured with a high yield.
また、複合配線基板10の製造において、微細な配線パターンを有する導体層1203を含んだ多層配線構造は、ガラスエポキシ基板などのコア層上に形成するのではなく、支持体2上に形成する。支持体2として平滑性に優れたものを使用することができるため、その上に形成する微細パターン等は高い形状精度で形成可能である。このような理由でも、上記の複合配線基板10及びパッケージ化デバイス1は、高い歩留まりで製造可能である。 In addition, in the manufacture of the composite wiring board 10, the multilayer wiring structure including the conductor layer 1203 having a fine wiring pattern is formed on the support 2, rather than on a core layer such as a glass epoxy board. Since a support 2 having excellent smoothness can be used, the fine patterns formed thereon can be formed with high shape precision. For these reasons, the above-mentioned composite wiring board 10 and packaged device 1 can be manufactured with a high yield.
更に、上記の複合配線基板10及びパッケージ化デバイス1では、FC-BGA基板11において、その厚さを二等分する平面に対して高い対称性を実現することは容易であり、また、多層配線基板12においても、その厚さを二等分する平面に対して高い対称性を実現することは容易である。それ故、上記の複合配線基板10及びパッケージ化デバイス1は、加熱時に反りや歪みを生じ難い。 Furthermore, in the above-mentioned composite wiring board 10 and packaged device 1, it is easy to achieve a high degree of symmetry with respect to a plane that bisects the thickness of the FC-BGA substrate 11, and it is also easy to achieve a high degree of symmetry with respect to a plane that bisects the thickness of the multilayer wiring substrate 12. Therefore, the above-mentioned composite wiring board 10 and packaged device 1 are less likely to warp or distort when heated.
また、上記の多層配線基板12は、加熱時に層間剥離を生じ難い。これについて、以下に説明する。 In addition, the multilayer wiring board 12 is less likely to delaminate when heated. This is explained below.
図16は、比較例に係る多層配線基板を概略的に示す断面図である。図17は、図16に示す多層配線基板の一部を拡大して示す断面図である。図18は、図16に示す多層配線基板の他の一部を拡大して示す断面図である。 Figure 16 is a cross-sectional view that shows a schematic diagram of a multilayer wiring board according to a comparative example. Figure 17 is a cross-sectional view that shows an enlarged view of a portion of the multilayer wiring board shown in Figure 16. Figure 18 is a cross-sectional view that shows an enlarged view of another portion of the multilayer wiring board shown in Figure 16.
図16乃至図18に示す多層配線基板12’は、以下の点を除き、図2乃至図4を参照しながら説明した多層配線基板12と同様である。 The multilayer wiring board 12' shown in Figures 16 to 18 is similar to the multilayer wiring board 12 described with reference to Figures 2 to 4, except for the following points.
即ち、多層配線基板12’は、層120の代わりに層120’を含んでいる。各層120’は、絶縁層1201’と、絶縁層1202’と、密着層1204aと、シード層1204bとを含んでいる。絶縁層1201’は、第1凹部R1が設けられていないこと以外は、第1絶縁層1201と同様である。絶縁層1201’には第1凹部R1が設けられていないので、絶縁層1202’は第1凹部R1を埋め込んでいない。この点を除けば、絶縁層1202’は、第2絶縁層1202と同様である。 That is, the multilayer wiring board 12' includes a layer 120' instead of the layer 120. Each layer 120' includes an insulating layer 1201', an insulating layer 1202', an adhesion layer 1204a, and a seed layer 1204b. The insulating layer 1201' is similar to the first insulating layer 1201 except that the first recess R1 is not provided. Since the insulating layer 1201' does not have the first recess R1, the insulating layer 1202' does not fill the first recess R1. Except for this, the insulating layer 1202' is similar to the second insulating layer 1202.
絶縁層1201’及び1202’が絶縁樹脂層である場合、その材料としては、フィラーを含有してない絶縁樹脂を使用する。一方、封止樹脂層13としてのアンダーフィル層や絶縁層114及び128としてのソルダーレジスト層は、絶縁樹脂に加えてフィラーを含有している。フィラーを含有していない絶縁樹脂層は、フィラーを含有した絶縁樹脂層と比較して、弾性率が低く且つCTEが大きい傾向にある。 When the insulating layers 1201' and 1202' are insulating resin layers, the material used is an insulating resin that does not contain a filler. On the other hand, the underfill layer as the sealing resin layer 13 and the solder resist layers as the insulating layers 114 and 128 contain a filler in addition to the insulating resin. An insulating resin layer that does not contain a filler tends to have a lower elastic modulus and a higher CTE than an insulating resin layer that contains a filler.
そのため、多層配線基板12’及びFC-BGA基板11の各々において、その厚さを二等分する平面に対して高い対称性を実現できたとしても、それらを含んだ複合配線基板又はパッケージ化デバイスは、加熱時に、フィラーを含有していない絶縁樹脂層が、フィラーを含有した絶縁樹脂層などの他の層と比較して大きく膨張し、反りを発生することがある。また、反りを生じなかったとしても、多層配線構造内で大きな応力が発生し得る。それ故、図16乃至図18に示す多層配線基板12’を含んだ複合配線基板又はパッケージ化デバイスには、各層120’において、絶縁層1201’及び1202’間の界面での層間剥離(delamination)を生じ易く、接続信頼性の確保が難しい問題というがある。 Therefore, even if a high degree of symmetry can be achieved with respect to a plane that bisects the thickness of each of the multilayer wiring board 12' and the FC-BGA board 11, when a composite wiring board or packaged device including them is heated, the insulating resin layer that does not contain filler may expand significantly compared to other layers such as the insulating resin layer that contains filler, causing warping. Even if warping does not occur, large stress may occur within the multilayer wiring structure. Therefore, the composite wiring board or packaged device including the multilayer wiring board 12' shown in Figures 16 to 18 has a problem that delamination is likely to occur at the interface between the insulating layers 1201' and 1202' in each layer 120', making it difficult to ensure connection reliability.
これに対し、図2乃至図4に示す多層配線基板12では、各層120において、第1絶縁層1201に第1凹部R1及び第2凹部R2を設け、第2凹部R2をビア部1203Vの形成に利用するとともに、第1凹部R1を第2絶縁層1202で埋め込んでいる。それ故、各層120における第1絶縁層1201と第2絶縁層1202との接触面積は、図16乃至図18に示す多層配線基板12’の各層120’における絶縁層1201’と絶縁層1202’との接触面積と比較して大きい。従って、多層配線基板12は、多層配線基板12’と比較して、層間剥離を生じ難く、高い接続信頼性を達成し得る。 In contrast, in the multilayer wiring board 12 shown in Figures 2 to 4, the first insulating layer 1201 is provided with a first recess R1 and a second recess R2 in each layer 120, and the second recess R2 is used to form the via portion 1203V, while the first recess R1 is filled with the second insulating layer 1202. Therefore, the contact area between the first insulating layer 1201 and the second insulating layer 1202 in each layer 120 is larger than the contact area between the insulating layer 1201' and the insulating layer 1202' in each layer 120' of the multilayer wiring board 12' shown in Figures 16 to 18. Therefore, the multilayer wiring board 12 is less likely to cause interlayer peeling compared to the multilayer wiring board 12', and can achieve high connection reliability.
<効果の検証>
上記の多層配線基板12が奏する効果を、以下に説明する方法で検証した。
<Verification of effectiveness>
The effects of the multilayer wiring board 12 described above were verified by the method described below.
(実施例)
図2乃至図4を参照しながら説明した多層配線基板12を、図5乃至図15を参照しながら説明した方法により製造した。ここでは、第1凹部R1及び第2凹部R2の第2面S2における開口径を10μmとし、内部にランド部1203Lが設けられる第3凹部R3の第4面S4における開口径を20μmとした。
(Example)
The multilayer wiring board 12 described with reference to Figures 2 to 4 was manufactured by the method described with reference to Figures 5 to 15. Here, the opening diameters of the first recess R1 and the second recess R2 on the second surface S2 were set to 10 μm, and the opening diameter of the third recess R3, in which the land portion 1203L was provided, on the fourth surface S4 was set to 20 μm.
(比較例)
多層配線基板12’を、図16乃至図18を参照しながら説明した構造を採用したことを除き、上記実施例と同様の方法により製造した。
Comparative Example
A multilayer wiring board 12' was manufactured in the same manner as in the above embodiment, except that the structure described with reference to FIGS. 16 to 18 was employed.
(試験)
実施例に係る多層配線基板12及び比較例に係る多層配線基板12’に対して、JESD22-A106B(Condition D)に則って、ビア接続信頼性試験を行った。具体的には、先ず、-65℃で5分間の冷却を行い、次いで、昇温して常温に1分間保ち、その後、加熱して150℃に5分間保った。このサイクルを繰り返し、クラック若しくは層間剥離を生じるか、又は、抵抗値変化率が±3%の範囲を超えるまでのサイクル数を数えた。
(test)
A via connection reliability test was performed on the multilayer wiring board 12 according to the example and the multilayer wiring board 12' according to the comparative example in accordance with JESD22-A106B (Condition D). Specifically, the board was first cooled at -65°C for 5 minutes, then heated and kept at room temperature for 1 minute, and then heated and kept at 150°C for 5 minutes. This cycle was repeated, and the number of cycles was counted until cracks or delamination occurred or the rate of change in resistance value exceeded the range of ±3%.
その結果、実施例に係る多層配線基板12については、上記のサイクル数は800乃至1000の範囲内にあった。これに対し、比較例に係る多層配線基板12’については、上記のサイクル数は300乃至500の範囲内にあった。比較例に係る多層配線基板12’では層間剥離を生じ易かったのに対し、実施例に係る多層配線基板12では層間剥離を生じ難かった。 As a result, for the multilayer wiring board 12 according to the embodiment, the number of cycles was within the range of 800 to 1000. In contrast, for the multilayer wiring board 12' according to the comparative example, the number of cycles was within the range of 300 to 500. While the multilayer wiring board 12' according to the comparative example was prone to interlayer delamination, the multilayer wiring board 12 according to the embodiment was less prone to interlayer delamination.
1…パッケージ化デバイス、2…支持体、3…剥離層、10…複合配線基板、11…FC-BGA基板、12…多層配線基板、12’…多層配線基板、13…封止樹脂層、14…接合電極、20…機能デバイス、30…封止樹脂層、40…接合電極、111…コア層、112…絶縁層、113…導体層、114…絶縁層、115…接合用導体、120…層、120’…層、121…絶縁層、122a…密着層、122b…シード層、123…導体層、123’…導体層、124…絶縁層、125a…密着層、125b…シード層、126…導体層、127…表面処理層、128…絶縁層、129…接合用導体、228…レジストパターン、1201…第1絶縁層、1201’…絶縁層、1202…第2絶縁層、1202’…絶縁層、1203…導体層、1203’…導体層、1203L…ランド部、1203V…ビア部、1203W…配線部、1204a…密着層、1204b…シード層、R1…第1凹部、R2…第2凹部、R3…第3凹部、S1…第1面、S2…第2面、S3…第3面、S4…第4面。
1 ... packaged device, 2 ... support, 3 ... peeling layer, 10 ... composite wiring board, 11 ... FC-BGA board, 12 ... multilayer wiring board, 12' ... multilayer wiring board, 13 ... sealing resin layer, 14 ... bonding electrode, 20 ... functional device, 30 ... sealing resin layer, 40 ... bonding electrode, 111 ... core layer, 112 ... insulating layer, 113 ... conductor layer, 114 ... insulating layer, 115 ... bonding conductor, 120 ... layer, 120' ... layer, 121 ... insulating layer, 122a ... adhesion layer, 122b ... seed layer, 123 ... conductor layer, 123' ... conductor layer, 124 ... insulating layer, 125a ... adhesion layer, 125b...seed layer, 126...conductor layer, 127...surface treatment layer, 128...insulating layer, 129...joint conductor, 228...resist pattern, 1201...first insulating layer, 1201'...insulating layer, 1202...second insulating layer, 1202'...insulating layer, 1203...conductor layer, 1203'...conductor layer, 1203L...land portion, 1203V...via portion, 1203W...wiring portion, 1204a...adhesion layer, 1204b...seed layer, R1...first recess, R2...second recess, R3...third recess, S1...first surface, S2...second surface, S3...third surface, S4...fourth surface.
Claims (12)
第1面とその裏面である第2面とを有し、前記第1面から前記第2面まで各々が貫通した第1及び第2凹部が設けられた第1絶縁層と、
前記第2面と接した第3面とその裏面である第4面とを有し、前記第1凹部を埋め込んだ第2絶縁層であって、前記第3面から前記第4面まで貫通し、1以上が前記第2凹部と連通した第3凹部が設けられた第2絶縁層と、
前記第2及び第3凹部を埋め込んだ導体層と
を含んだ多層配線基板。 The laminated laminate includes two or more layers laminated together, each of the two or more layers comprising:
a first insulating layer having a first surface and a second surface which is a back surface of the first surface, and having first and second recesses each penetrating from the first surface to the second surface;
a second insulating layer having a third surface in contact with the second surface and a fourth surface which is the back surface of the third surface, the second insulating layer having the first recess filled therein, the second insulating layer being provided with third recesses which penetrate from the third surface to the fourth surface and at least one of which is connected to the second recess;
a conductor layer filling the second and third recesses.
前記導体層と前記第1絶縁層との間に介在した部分と、前記導体層と前記第2絶縁層との間に介在した部分と、前記導体層の前記第1面側の面を被覆した部分とを含んだ密着層と、
前記密着層と前記導体層との間に介在したシード層と
を更に含んだ請求項1又は2に記載の多層配線基板。 Each of the two or more layers comprises:
an adhesive layer including a portion interposed between the conductor layer and the first insulating layer, a portion interposed between the conductor layer and the second insulating layer, and a portion covering the surface of the conductor layer on the first surface side;
3. The multilayer wiring board according to claim 1, further comprising a seed layer interposed between the adhesion layer and the conductor layer.
前記第1配線基板の前記第2配線基板とは反対側の面に実装された機能デバイスと
を備えたパッケージ化デバイス。 The composite wiring board according to claim 9 or 10,
a functional device mounted on a surface of the first wiring substrate opposite to the second wiring substrate.
第1面とその裏面である第2面とを有し、前記第1面から前記第2面まで各々が貫通した第1及び第2凹部が設けられた第1絶縁層を形成することと、
前記第2面と接した第3面とその裏面である第4面とを有し、前記第1凹部を埋め込んだ第2絶縁層であって、前記第3面から前記第4面まで貫通し、1以上が前記第2凹部と連通した第3凹部が設けられた第2絶縁層を形成することと、
前記第4面を被覆するとともに、前記第2及び第3凹部を埋め込んだ導体層を形成することと、
前記導体層を研磨して、前記導体層のうち前記第2又は第3凹部外に位置した部分を除去することと
を含んだ多層配線基板の製造方法。
forming two or more layers on a support, the layers being laminated together, the forming of each of the two or more layers comprising:
forming a first insulating layer having a first surface and a second surface that is a back surface of the first insulating layer, the first surface having first and second recesses that respectively extend from the first surface to the second surface;
forming a second insulating layer having a third surface in contact with the second surface and a fourth surface which is the back surface of the third surface, the second insulating layer having the first recesses filled therein, the second insulating layer being provided with third recesses which penetrate from the third surface to the fourth surface and at least one of which is connected to the second recesses;
forming a conductor layer covering the fourth surface and filling the second and third recesses;
and polishing the conductor layer to remove a portion of the conductor layer located outside the second or third recess.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021019603A JP7589574B2 (en) | 2021-02-10 | 2021-02-10 | Multilayer wiring board |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021019603A JP7589574B2 (en) | 2021-02-10 | 2021-02-10 | Multilayer wiring board |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2022122404A JP2022122404A (en) | 2022-08-23 |
JP7589574B2 true JP7589574B2 (en) | 2024-11-26 |
Family
ID=82939219
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021019603A Active JP7589574B2 (en) | 2021-02-10 | 2021-02-10 | Multilayer wiring board |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7589574B2 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014225671A (en) | 2013-04-17 | 2014-12-04 | 新光電気工業株式会社 | Wiring board and semiconductor device |
JP2016207957A (en) | 2015-04-28 | 2016-12-08 | 新光電気工業株式会社 | Wiring board and manufacturing method for wiring board |
WO2018047861A1 (en) | 2016-09-08 | 2018-03-15 | 凸版印刷株式会社 | Wiring board and method for manufacturing wiring board |
JP2018163924A (en) | 2017-03-24 | 2018-10-18 | 大日本印刷株式会社 | Wiring board and method for manufacturing the same |
JP2020107860A (en) | 2018-12-28 | 2020-07-09 | 新光電気工業株式会社 | Wiring board and manufacturing method therefor |
-
2021
- 2021-02-10 JP JP2021019603A patent/JP7589574B2/en active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014225671A (en) | 2013-04-17 | 2014-12-04 | 新光電気工業株式会社 | Wiring board and semiconductor device |
JP2016207957A (en) | 2015-04-28 | 2016-12-08 | 新光電気工業株式会社 | Wiring board and manufacturing method for wiring board |
WO2018047861A1 (en) | 2016-09-08 | 2018-03-15 | 凸版印刷株式会社 | Wiring board and method for manufacturing wiring board |
JP2018163924A (en) | 2017-03-24 | 2018-10-18 | 大日本印刷株式会社 | Wiring board and method for manufacturing the same |
JP2020107860A (en) | 2018-12-28 | 2020-07-09 | 新光電気工業株式会社 | Wiring board and manufacturing method therefor |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2022122404A (en) | 2022-08-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI443791B (en) | Method of manufacturing wiring board, method of manufacturing semiconductor device and wiring board | |
JP2004022730A (en) | Semiconductor device and its producing process | |
JP7574632B2 (en) | Substrate unit, method of manufacturing substrate unit, and method of manufacturing semiconductor device | |
US20230422412A1 (en) | Multilayer wiring board | |
JP2022170150A (en) | Multilayer wiring board, composite wiring board, packaged device, and method for manufacturing multilayer wiring board | |
JP7497576B2 (en) | Wiring board and method for manufacturing the same | |
US20230254983A1 (en) | Wiring board and method of producing wiring board | |
JP7589574B2 (en) | Multilayer wiring board | |
JP7052464B2 (en) | Manufacturing method of coreless substrate with fine wiring layer and manufacturing method of semiconductor package | |
JP2021114534A (en) | Wiring board and manufacturing method for wiring board | |
JP2009004813A (en) | Wiring substrate for mounting semiconductor | |
JP2022121999A (en) | Wiring board with support, method for manufacturing the same, method for manufacturing composite wiring board, and method for manufacturing wiring board with functional device | |
JP2002231765A (en) | Semiconductor device | |
JP7552102B2 (en) | Wiring board and method for manufacturing the same | |
JP2022170158A (en) | multilayer wiring board | |
WO2022168906A1 (en) | Composite wiring board | |
JP7512644B2 (en) | Wiring board and method for manufacturing the same | |
JP2022170153A (en) | multilayer wiring board | |
JP2022170138A (en) | Multilayer wiring board, composite wiring board, packaged device, and method for manufacturing multilayer wiring board | |
JP2023083003A (en) | wiring board | |
JP2022170156A (en) | multilayer wiring board | |
US20240234280A1 (en) | Substrate with support and semiconductor device | |
JP7528578B2 (en) | Substrate unit with support, substrate unit, semiconductor device, and method for manufacturing substrate unit with support | |
JP2023046275A (en) | Wiring board unit and method for manufacturing wiring board | |
JP2022170143A (en) | Multilayer wiring board, composite wiring board, packaged device, and method for manufacturing multilayer wiring board |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20230104 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20240124 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20240924 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20241015 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20241028 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7589574 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |