JP2019041031A - 配線基板 - Google Patents

Abstract

【課題】電子部品を安定的に作動することが可能な配線基板を提供することを課題とする。【解決手段】絶縁層３と、絶縁層３の表面に位置しており、線形状および面形状を有する複数の配線導体４と、配線導体４間に露出する絶縁層３の表面および配線導体４の表面に位置しており、複数の配線導体４のうち、一部の配線導体４の上面全体および側面全体を露出する開口部８、ならびに複数の配線導体４のうち、他の一部の配線導体４の上面全体および側面の一部を露出する凹部１０を有するソルダーレジスト５と、を備えており、開口部８内には、両端が面形状の配線導体４ｂにつながっている線形状の配線導体４ａの一部から成る第１電極９が位置しているとともに、凹部１０内には、線形状の配線導体４ａの一端部分から成る第２電極１１が位置している。【選択図】図１

Description

本開示は、半導体素子等の電子部品を搭載する配線基板に関するものである。

現在、微細な配線導体が絶縁層表面に高密度に位置する配線基板が開発されている。このような配線基板の表層に位置する絶縁層表面および配線導体表面には、ソルダーレジストが位置している。ソルダーレジストは、配線導体の一部を電極として露出する凹部を有している。電極は、半導体素子等の電子部品との接続に用いられる。なお、凹部内において、配線導体の側面は、絶縁層側から厚さ方向の途中にかけてソルダーレジストに被覆されている。

特開２００９−３３０８４号公報

配線基板は、配線の微細化が進んでいる。それに対応して、ソルダーレジストに微細な凹部が必要な場合がある。しかし、ソルダーレジストは、微細な凹部の加工性が悪いことから、凹部内において、配線導体が側面のみならず、上面の一部までソルダーレジストに被覆された状態になることがある。その結果、電子部品と電極との電気接続がソルダーレジストに妨げられて電子部品が安定して作動しない場合がある。

本開示の配線基板は、絶縁層と、絶縁層の表面に位置しており、線形状および面形状を有する複数の配線導体と、配線導体間に露出する絶縁層の表面および配線導体の表面に位置しており、複数の配線導体のうち、一部の配線導体の上面全体および側面全体を露出する開口部、ならびに複数の配線導体のうち、他の一部の配線導体の上面全体および側面の一部を露出する凹部を有するソルダーレジストと、を備えており、開口部内には、両端が面形状の配線導体につながっている線形状の配線導体の一部から成る第１電極が位置しているとともに、凹部内には、線形状の配線導体の一端部分から成る第２電極が位置していることを特徴とするものである。

本開示の配線基板によれば、半導体素子等の電子部品が安定的に作動することが可能な配線基板を提供することができる。

図１は、本開示の配線基板の実施形態例を示す概略断面図である。 図２は、本開示の配線基板の実施形態例を示す概略上面図である。 図３は、本開示の配線基板の実施形態例を示す第１要部斜視図である。 図４は、本開示の配線基板の実施形態例を示す第２要部斜視図である。 図５は、本開示の配線基板の実施形態例を示す第３要部斜視図である。 図６は、本開示の配線基板の実施形態例を示す第４要部斜視図である。

次に、図１〜図４を基にして本開示の実施形態に係る配線基板１について説明する。図１は、図２に示すＸ−Ｘ間を通る断面図である。図２は、本開示の配線基板１の実施形態例を示す上面図である。図３および図４は、配線基板１の要部斜視図である。

配線基板１は、絶縁板２と、絶縁層３と、配線導体４と、ソルダーレジスト５と、を有している。配線基板１は、平面視において中央領域Ｃ、および中央領域Ｃの外側に位置する周囲領域Ｓを含んでいる。なお、中央領域Ｃおよび周囲領域Ｓは、絶縁層３に含まれる領域である。また、中央領域Ｃおよび周囲領域Ｓは、最上層の絶縁層３の上面の中央部および外周部にそれぞれ対応する領域とみなすことができる。

絶縁板２は、例えばガラス繊維にエポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂等の絶縁材料を含浸させた絶縁材料を含んでいる。絶縁板２は、上面と下面とを貫通する複数のスルーホール６を有している。絶縁板２は、配線基板１の機械的な強度を確保する部分である。絶縁板２は、強化用のガラス繊維にエポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂等の熱硬化性樹脂を含浸させたプリプレグを複数積層して加熱下でプレス加工を行うことで平板状に形成される。スルーホール６は、絶縁板２に、ドリル加工、レーザー加工またはブラスト加工等の処理を行うことで形成される。

絶縁層３は、絶縁板２の上面および下面に位置している。絶縁層３は、例えばポリイミド樹脂、エポキシ樹脂またはビスマレイミドトリアジン樹脂等の絶縁材料、および絶縁材料中に分散された酸化ケイ素またはアルミナ等の絶縁粒子を含んでいる。絶縁層３は、絶縁板２の上面および下面に位置する配線導体４を底面とする複数のビアホール７を有している。絶縁層３は、配線導体４の配置領域を確保する部分である。絶縁層３は、例えばポリイミド樹脂、エポキシ樹脂またはビスマレイミドトリアジン樹脂等の熱硬化性樹脂を含む絶縁層用のフィルムを、真空下で絶縁板２の上下面に被着して熱硬化することで形成される。熱硬化性樹脂内には、酸化ケイ素またはアルミナ等の絶縁粒子を分散させておいても構わない。ビアホール７は、例えばレーザー加工により形成される。

配線導体４は、絶縁板２の上面、下面、スルーホール６内、上面側にある絶縁層３の上面、下面側にある絶縁層３の下面、およびビアホール７内に位置している。配線導体４は、例えば無電解銅めっき金属および電解銅めっき金属により構成されている。配線導体４は、配線基板１における導電経路を構成するものである。スルーホール６内の配線導体４は、絶縁板２の上面および下面に位置する配線導体４同士を電気的に接続している。ビアホール７内の配線導体４は、絶縁板２の表面に位置する配線導体４と、絶縁層３の表面に位置する配線導体４と、を電気的に接続している。

配線導体４は、複数の線形状の配線導体４ａ、および複数の面形状の配線導体４ｂを含んでいる。配線導体４のうち線形状の配線導体４ａは、半導体素子等の電子部品との接続に用いられる電極を構成する。線形状の配線導体４ａのうちソルダーレジスト５から露出した部分が、電子部品と接続される。この接続の詳細については後述する。配線導体４のうち面形状の配線導体４ｂは、配線導体４全体の導通抵抗を低減する機能を有している。

中央領域Ｃに位置する線形状の配線導体４ａの両端は、面形状の配線導体４ｂにつながっている。配線導体４の厚みは、例えば１０〜３０μｍに設定されている。線形状の配線導体４ａの幅は、例えば１０〜３０μｍに設定されている。配線導体４の表面は、粗面化処理が施されている。これにより、後述するソルダーレジスト５が配線導体４の表面に強固に密着することができる。配線導体４の表面の算術平均粗さＲａは、例えば０．３〜０．７μｍに設定されている。粗面化処理は、例えば有機酸系のエッチング液を用いる。配線導体４は、例えばセミアディティブ法等のめっき技術により形成される。

ソルダーレジスト５は、絶縁板２の上面側にある絶縁層３の上面、および絶縁板２の下面側にある絶縁層３の下面に位置している。ソルダーレジスト５は、例えばエポキシ樹脂やポリイミド樹脂等の絶縁材料を含んでいる。ソルダーレジスト５は、主に配線導体４を外部環境から保護する機能を有している。また、ソルダーレジスト５は、配線導体４の一部を所定位置で露出させて、電子部品接続用の電極を所定の位置に設ける機能も有している。この詳細については次に説明する。

上面側に位置するソルダーレジスト５は、中央領域Ｃにおいて、複数の線形状の配線導体４ａの一部を個別に露出する複数の開口部８を有している。開口部８は、上面視において、例えば円形状をしている。開口部８内には、線形状の配線導体４ａの上面全体および側面全体が露出して成る第１電極９が位置している。第１電極９は、例えば半田を介して半導体素子等の電子部品の電極と接続される。開口部８の直径は、例えば５０〜１５０μｍに設定されている。

上面側に位置するソルダーレジスト５は、周囲領域Ｓにおいて、複数の線形状の配線導体４ａの少なくとも一端部分を一括して露出する凹部１０を有している。凹部１０は、ソルダーレジスト５のうち他の部分よりも厚さが小さい部分である。凹部１０は、平面視において、例えば枠形状をしている。凹部１０内には、線形状の配線導体４ａの上面全体および側面の一部が露出して成る第２電極１１が位置している。言い換えれば、線形状の配線導体４ａの側面は、凹部１０内において絶縁層３側から厚さ方向の途中にかけてソルダーレジスト５に被覆されており、ソルダーレジスト５に被覆されていない側面および上面が第２電極１１を構成している。このため、第２電極１１は、凹部１０内においてソルダーレジスト５の上面から突出している。第２電極１１の突出量は、例えば２〜２０μｍに設定されている。第２電極１１は、例えば半田を介して半導体素子等の電子部品の電極と接続される。なお、凹部１０は、全域で同じ深さでもよく、一部で他の部分と異なっていてもよい。

上記の中央領域Ｃおよび周囲領域Ｓは、例えば搭載される電子部品の平面視における外形寸法、または電子部品の電極が位置している領域（平面視におけるその領域の面積）、またはソルダーレジスト５に対する開口部８または凹部１０の形成のしやすさ等の条件に応じて、適宜設定されて構わない。例えば、配線基板１（最上層の絶縁層３の上面）のうち、電子部品の電極が対向する部分の中心から外周までの距離の半分程度を中央領域Ｃとして設定することができ、それよりも外側を周囲領域Ｓとして設定することができる。

このような第１電極９および第２電極１１は、半田の濡れ性が求められる。このため、第１電極９および第２電極１１は、例えば硫酸系のエッチング液により洗浄処理が施されて、異物が効果的に除去された上面および側面を有している。この場合、第１電極９に関しては、開口部８が小さいため洗浄処理が比較的難しいが、開口部８内のソルダーレジスト５を除去してしまえるので異物の残りが生じにくい。また、第２電極１１に関しては、側面の一部にソルダーレジスト５による被覆部分を残しておく必要があるが、凹部１０が比較的大きいため洗浄処理が比較的容易であることから、第２電極１１の上面等に不要なソルダーレジスト５が残る可能性を低減することができる。

上面側のソルダーレジスト５は、例えば次のように形成される。まず、上面側の絶縁層３および配線導体４の表面に、例えばアクリル変性エポキシ樹脂等の感光性を有する熱硬化性樹脂のフィルムを貼着する。そして、開口部８および凹部１０に対応する領域以外の領域を露光することでフィルムを硬化させる。そして、未硬化状態である開口部８に対応する領域を現像することで線形状の配線導体４ａの上面全体および側面全体を露出させる。また、凹部１０に対応する領域を現像することで線形状の配線導体４ａの上面全体および側面の一部を露出させる。そして、凹部１０に対応する領域を露光して凹部１０内のフィルムを硬化させることでソルダーレジスト５が形成される。なお、配線導体４の表面は、粗面化処理が施されているため、ソルダーレジスト５は配線導体４に強固に密着することができる。

下面側に位置するソルダーレジスト５は、配線導体４の一部を第３電極１２として露出している。第３電極１２は、例えば半田を介して外部の電気基板の電極と電気的に接続される。これにより、第１電極９および第２電極１１に接続された電子部品は、配線導体４を介して外部の電気基板と電気的に接続され得る。

上述のように、本例の配線基板１は、中央領域Ｃにおいて、線形状の配線導体４ａの上面全体および側面全体が開口部８内に露出して成る第１電極９を有している。これにより、配線の微細化に対応して開口部８の開口径を微細にする必要がある場合でも、加工が容易な構造であるため、第１電極９の表面にソルダーレジスト５が付着した状態を抑制して第１電極９の機能性を向上させることができる。

さらに、第１電極９を構成する線形状の配線導体４ａの両端は、面形状の配線導体４ｂにつながっている。このため、配線の微細化が進んで、線形状の配線導体４ａと絶縁層３との密着強度が低下した場合でも、面形状の配線導体４ｂにより密着強度を補足することができる。これにより、線形状の配線導体４ａ（つまり第１電極９）が絶縁層３から剥離してしまうことを抑制することができる。

また、本例の配線基板１は、周囲領域Ｓにおいて、線形状の配線導体４ａの一端部分の上面全体および側面の一部が、凹部１０内に露出している第２電極１１を有している。このため、配線の微細化が進んで、線形状の配線導体４ａの一端部分と絶縁層３との密着強度が低下した場合でも、線形状の配線導体４ａの一端部分の側面は、凹部１０内において絶縁層３側から厚さ方向の途中にかけてソルダーレジスト５に被覆されていることから、密着強度を補足することができる。第２電極１１を構成する線形状の配線導体４ａのように、端部が面形状の配線導体４ｂにつながっていない場合に有効である。これにより、線形状の配線導体４ａ（つまり第２電極１１）が絶縁層３から剥離してしまうことを抑制することができる。

このように、面形状の配線導体４ｂにより絶縁層３との密着強度が補足された第１電極９と、ソルダーレジスト５により絶縁層３との密着強度が補足された第２電極１１とが併存していることで、配線の微細化が進む配線基板の電極機能を向上させて、半導体素子等の電子部品が安定的に作動することが可能な配線基板を提供することができる。

なお、本開示は、上述の実施形態の一例に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲であれば種々の変更は可能である。例えば、上述の実施形態の一例においては、第１電極９および第２電極１１の表面に他の導体が被覆されていない例を示したが、第１電極９および第２電極１１の両方、あるいはいずれか一方の表面に半田の濡れ性に優れた導体を被覆しても構わない。これにより、第１電極９および第２電極１１と電子部品の電極とを半田を介して電気的に接続することが容易になる。このような導体は、例えば無電解ニッケルめっきの表面に無電解金めっきが被着された導体が挙げられる。

また、例えば、上述の実施形態の一例においては、平面視における開口部８の形状が、円形状である例を示したが、楕円形状や長円形状であっても構わない。このような形状によれば、開口部８をより密に配置する必要がある場合に有利である。

また、例えば、上述の実施形態の一例においては、平面視における第１電極９および第２電極１１の形状に関して、細い部分と太い部分との間に直角部分を含んでいるが、図５および図６に示すように緩やかな曲線形状を含んでいても構わない。このような直角部分が無い形状によれば、洗浄処理がより容易になり、異物を効果的に除去する点で有利である。

１ 配線基板
３ 絶縁層
４ 配線導体
４ａ 線形状の配線導体
４ｂ 面形状の配線導体
５ ソルダーレジスト
８ 開口部
９ 第１電極
１０ 凹部
１１ 第２電極

Claims (2)

1. 絶縁層と、
   該絶縁層の表面に位置しており、線形状および面形状を有する複数の配線導体と、
   該配線導体間に露出する前記絶縁層の表面および前記配線導体の表面に位置しており、前記複数の配線導体のうち、一部の前記配線導体の上面全体および側面全体を露出する開口部、ならびに前記複数の配線導体のうち、他の一部の前記配線導体の上面全体および側面の一部を露出する凹部を有するソルダーレジストと、を備えており、
   前記開口部内には、両端が前記面形状の配線導体につながっている前記線形状の配線導体の一部から成る第１電極が位置しているとともに、
   前記凹部内には、前記線形状の配線導体の一端部分から成る第２電極が位置していることを特徴とする配線基板。
2. 平面視において、複数の前記第１電極が、前記絶縁層の中央領域に位置しているとともに、複数の前記第２電極が、前記中央領域の外側に位置する周囲領域に位置していることを特徴とする請求項１に記載の配線基板。

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