JP6072332B2 - 半導体パッケージ基板 - Google Patents
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Description
第1の方法は、樹脂基板の両面に配線パターンが形成された基板両面に、プリプレグを介して銅パンプ付銅箔を位置合わせして貼り合わせる。このとき、樹脂基板の配線パターンと銅バンプとが、電気的に接続するように位置合わせして積層される。次いで、エッチングにより基板外面の銅箔層に銅バンプと接続する配線パターンが形成される。そして、銅バンプと接続する配線パターンとは反対面からザグリ加工を行ってプリプレグ、樹脂基板などをルーターにより切削して底部に銅バンプを露出させてキャビティを形成する。このキャビティに半導体素子をフリップチップ接続した後、アンダーフィルモールドを行って半導体素子が樹脂封止される(特許文献1参照)。
また、特許文献2に示すように銅箔を積層した基板に開口部を形成する場合、金型でくり抜くには、高価な金型が必要になる。開口部を形成した基板と開口部がない基板とを貼り合わせる際に精度が求められる。
更には、キャビティを形成したキャビティ底部は他の基板部分より板厚が薄く剛性が低いことから、反り、歪み、うねりなどの変形が生じ易いという課題もあった。
一方の基板面側に前記絶縁樹脂層の一部を周回して除去されたスリットに囲まれた前記絶縁樹脂層に積層するキャリヤ付銅箔の一方の銅箔層から他方の銅箔層を当該絶縁樹脂層とともに剥離除去して形成されたキャビティを有し、残存する前記一方の銅箔層に銅層が厚肉に積層されると共に前記銅箔層の周囲に前記銅層が延設された導体層である銅パターンがキャビティ底部に露出して形成されていることを特徴とする。
また、キャビティ底部は、キャリヤ付銅箔を一方の銅箔層から他方の銅箔層を剥離した剥離面であるので、半導体チップ等の電子部品をダイボンディングする平滑面を形成することができる。
更には、キャビティ底部の銅パターンのうち、銅箔層に銅層を重ねて厚付けされた厚肉銅層により、キャビティ底部の板厚が薄くても反り、歪み、うねりなどの変形を防止できる。
図1(A)〜(I)及び図2(J)(K)を参照して半導体パッケージ基板の製造方法について半導体パッケージ基板の構成と共に説明する。尚、以下の説明では、剥離可能な二層の銅箔の一例としてキャリヤ付銅箔を使用するものとする。キャリヤ付銅箔は、例えば極薄銅箔(銅箔;厚さ2〜5μm)に剥離可能な弱い接着力の接着層を介してキャリヤ銅箔(厚さ18μm;キャリヤ箔)が積層されたもの(例えばF-HP;Heat-Resistant Peelable Copper Foil)が用いられるものとする。
先ず、図1(A)において、絶縁樹脂基材1(例えば、ガラスエポキシ基板;FR‐4)の両面(片面でもよい)にキャリヤ付銅箔2が積層されたベース基板3を用意する。キャリヤ付銅箔2は、銅箔層2a(第一の銅箔層)とキャリヤ箔といわれるキャリヤ銅箔層2b(第二の銅箔層)が剥離可能な弱い接着力で貼り合わせたものが用いられる。ベース基板3において、キャリヤ付銅箔2は絶縁樹脂基材1に接着している銅箔層2a(第一の銅箔層)にキャリヤ銅箔層2b(第二の銅箔層)が貼り合わせてある。キャリヤ銅箔層2bは銅箔層2aから容易に剥離させることができる。
このとき、多層基板8に対してスリット12を周回して形成するレーザー加工に要する加工時間は短く、またコーナー部のRを小さく加工することができる。また、多層基板8に対してレーザー光11を照射しても、キャビティ底部導体パターン4を含む第一導体パターンによりレーザー加工が止まるため、最終的に形成されるキャビティ13(図1(I)参照)の加工深さ精度は高くなる。
これにより、多層基板8にキャビティ底部導体パターン4のうちキャリヤ銅箔層2bが残存したキャビティ13が形成される。
また、キャビティ底部導体パターン4が露出したスリット12に囲まれた硬化樹脂基材6及び絶縁樹脂基材1は、粘着テープに転写するなどすることにより銅箔層2aと共にキャリヤ銅箔層2bから容易に剥離させて除去することができ、キャビティ13の形成が容易に行える。
次に半導体パッケージ基板の製造方法の他例について図3(A)〜(N)及び図4(O)〜(Q)を参照して説明する。尚、第1実施例と同一部材には同一番号を付して説明を援用するものとする。
先ず、図3(A)において、絶縁樹脂基材1(例えばFR‐4)の両面に、銅箔層2aにキャリヤ銅箔層2bを剥離可能な接着力で接着させたキャリヤ付銅箔2が各々積層されたベース基板3を用意する。ベース基板3において、キャリヤ付銅箔2は、絶縁樹脂基材1に接着している銅箔層2a(第一の銅箔層)にキャリヤ箔といわれるキャリヤ銅箔層2b(第二の銅箔層)が貼り合わせてある。キャリヤ銅箔層2bは、銅箔層2aより容易に剥離させることができる。
このとき、多層基板8に対してスリット12を周回して形成するレーザー加工に要する加工時間は短く、またコーナー部のRを小さく加工することができる。また、多層基板8に対してレーザー光11を照射しても、キャビティ底部導体パターン4及び第一導体パターン10d(内層導体パターン)によりレーザー加工が止まるため、最終的に形成されるキャビティ13(図4(O)参照)の加工深さ精度は高くなる。
これにより、図4(O)に示すように、多層基板8にキャビティ底部導体パターン4としてキャリヤ銅箔層2b及びこれを囲む第一導体パターン10d(銅層2e)が露出したキャビティ13が形成される。
この半導体パッケージ基板18に形成されたキャビティ13には、半導体素子や各種センサ等の電子部品などが配置される。
具体的には、図3(J)の後に図3(G)に戻って、第二導体パターン10g,10h上に多層基板8の両面に半硬化樹脂基材6を介して銅箔7を重ねて加熱加圧して積層プレスし、図3(H)に示す多層基板8の両面に積層された硬化樹脂基材6に第二導体パターン10g,10hを底部とするビア孔を形成し、図3(I)に示す多層基板8の両面に無電解銅めっき及び電解銅めっきを連続して行って、銅箔7に銅層2e(導体層)を厚付けした後、図3(J)に示すように基板両面にエッチングを行って、第二の開口9cの直上の基板面に第三の開口を有する第三導体パターンを形成する工程を更に有することで6層板を形成してもよいし、図3(G)〜図3(J)の工程を更に繰り返すことで更に多層(8層以上)に積層することも可能となる。
図5は、図2(K)のベース基板3を4層構造とし、6層構造の半導体パッケージ基板15´を例示する。この半導体パッケージ基板15´には、キャビティ19が形成されている。半導体パッケージ基板15´の層間接続は貫通孔の内壁にスルーホールめっき20を形成して行われ、貫通孔内には穴埋め樹脂21、例えばフィラーが高密度充填されたエポキシ系樹脂を充填することによって行われる。最外層の導体パターン10a´,10b´は、ソルダーレジスト14a,14bによって被覆され、ソルダーレジスト14a,14bから露出している導体パターン10a´,10b´上及びキャビティ底部の導体パターン2bに、ニッケルめっき、金めっきを行ってめっき層17が形成されている。
また、めっき工程は銅めっきを行う場合について説明したが、銅に限らず銅合金などの他の導電性金属めっきであってもよい。
また、キャビティ13の底部に形成された導体パターンは、半導体チップが搭載され電気的に接続される端子として用いてもよいし、放熱用のヒートシンクとして用いてもよい。
また、絶縁樹脂基材1に積層される2層の銅箔(キャリヤ付銅箔2)は、銅箔層2aを接着してキャリヤ銅箔層2bが貼り合わされたものを用いたが、接着する層を反転させて絶縁樹脂基材1にキャリヤ銅箔層2bを接着したものを用いてもよい。
また、キャビティ22の深さは、多層基板において導体層の積層位置に応じて任意の深さに形成してもよく、キャビティ底部導体パターン4に厚肉に積層する銅層2e側が基板最外層としてソルダーレジスト層より露出形成されていてもよく、更にはキャビティ底部導体パターン4及び銅層2eをエッチングにより一部を除去して貫通孔を設けてもよい。この場合には、ダイボンディングされた電子部品の熱放散性を高めることができる。
Claims (2)
- 絶縁樹脂層を介して導体層が形成され、層間接続された導体パターンが形成された半導体パッケージ基板であって、
一方の基板面側に前記絶縁樹脂層の一部を周回して除去されたスリットに囲まれた前記絶縁樹脂層に積層するキャリヤ付銅箔の一方の銅箔層から他方の銅箔層を当該絶縁樹脂層とともに剥離除去して形成されたキャビティを有し、残存する前記一方の銅箔層に銅層が厚肉に積層されると共に前記銅箔層の周囲に前記銅層が延設された導体層である銅パターンがキャビティ底部に露出して形成されていることを特徴とする半導体パッケージ基板。 - 前記キャビティ底部には、前記キャリヤ付銅箔のキャリヤ銅箔層より銅箔層を前記絶縁樹脂層とともに剥離させて前記キャリヤ銅箔層が残存している請求項1記載の半導体パッケージ基板。
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