TW201409624A - 配線基板 - Google Patents

Abstract

本發明之配線基板10係具備：絕緣基板1，係具有供搭載半導體元件S的搭載部1a；複數個帶狀配線導體4，係在搭載部1a的外周部，以與半導體元件S的外周邊正交而延伸的方式，並列設置在絕緣基板1的上表面；半導體元件連接焊墊5，係在帶狀配線導體4上，以與帶狀配線導體4相同之寬度形成為突起狀；及抗焊層3，係披覆在絕緣基板的上表面，並以使半導體元件連接焊墊5與帶狀配線導體4的一部分露出的方式，具有沿著半導體元件S的外周邊之狹縫狀的開口部3a，半導體元件連接焊墊5係由：披覆在帶狀配線導體4上之焊料潤濕性較低的第1導體層7；以及披覆在第1導體層7上表面之具有焊料潤濕性的第2導體層8形成。

Description

配線基板

本發明係有關用以搭載半導體元件等之配線基板。

在第3圖(a)及第3圖(b)中，顯示有例如記載於日本特開2010-206192號公報之用以搭載半導體積體電路元件等之半導體元件的習知配線基板20。如第3圖(a)及(b)所示，配線基板20係具有：絕緣基板11，係具有在上表面中央部用以搭載半導體元件S的搭載部11a及在周緣部朝上下貫通之複數個貫通孔11b；配線導體12，係披覆絕緣基板11的上下表面及貫通孔11b內；以及抗焊層13，係披覆絕緣基板11的上下表面。絕緣基板11及抗焊層13係由例如含有環氧樹脂等之熱硬化性樹脂的樹脂系絕緣材料形成。此外，配線導體12係由銅形成。

披覆於絕緣基板11的上表面之配線導體12，係包含複數個帶狀配線導體14。該等帶狀配線導體14係以與半導體元件S的外周邊正交的方式，並列設置於搭載部11a的外周部。該等帶狀配線導體14的一部分，係在搭載部11a的外周部中露出於設在抗焊層13之狹縫狀的開 口部13a內。再者，在露出於開口部13a內的帶狀配線導體14上形成有突起狀的半導體元件連接焊墊15。半導體元件連接焊墊15係用以將半導體元件S連接於帶狀配線導體14的連接端子。藉由焊料對此半導體元件連接焊墊15連接半導體元件S的電極T，藉此，半導體元件S與帶狀配線導體14會電性連接。藉由半導體元件連接焊墊15形成為突起狀，在配線基板20與半導體元件S之間形成適當的間隙。

披覆在絕緣基板11的下表面之配線導體12，係包含複數個外部連接焊墊16。外部連接焊墊16係圓形，且從設在下表面側的抗焊層13之開口部13a露出。此外部連接焊墊16藉由焊料與外部的電路基板電性連接。之後，將半導體元件S的電極T連接至半導體元件連接焊墊15，並且將外部連接焊墊16連接至外部之電路基板的配線導體，藉此，半導體元件S會與外部的電路基板電性連接。其結果，信號經由配線導體12而在半導體元件S與外部的電路基板之間傳送，且半導體元件S會動作。

另外，將半導體元件S的電極T連接至半導體元件連接焊墊15時，可適當地使用公知的覆晶技術。具體而言，係例如使焊料預先熔著在各半導體元件連接焊墊15上，並將半導體元件S的電極T分別載置於對應的焊料上。之後，藉由迴焊處理使焊料融熔後，使焊料冷卻而固著於電極T，藉此連接電極T與半導體元件連接焊墊15。

然而，在習知的配線基板20中，帶狀配線導體14及其上之半導體元件連接焊墊15皆由焊料潤濕性佳的銅形成。因此，在迴焊處理時，已融熔的焊料不僅潤濕半導體元件連接焊墊15上，而且還廣泛地擴散到帶狀配線導體14的露出表面。其結果，會有半導體元件S的電極T與半導體元件連接焊墊15之連接所必須的焊料不足，而無法穩固地連接電極T與半導體連接焊墊15的情形。此外，還會有已融熔的焊料繞進各半導體元件連接焊墊15的側面，造成鄰接之半導體元件連接焊墊15上的焊料彼此間的間隔變窄，或焊料彼此接觸等的情形。因此，會有相互鄰接之半導體元件連接焊墊15間的電絕緣性受損的情形。

本發明之課題係在於提供一種能夠穩固地連接形成在帶狀配線導體上的半導體元件連接焊墊與半導體元件的電極，並且相互鄰接之半導體元件連接焊墊間的電絕緣性良好的配線基板。

本發明之配線基板係具備：絕緣基板，係在上表面具有供搭載半導體元件的搭載部；複數個帶狀配線導體，係在搭載部的外周部，以與半導體元件的外周邊正交而延伸的方式，並列設置在絕緣基板的上表面；半導體元件連接焊墊，係在帶狀配線導體上，以與帶狀配線導 體相同之寬度形成為突起狀；及抗焊層，係披覆在絕緣基板的上表面，並以使半導體元件連接焊墊與前述帶狀配線導體的一部分露出的方式，而具有沿著半導體元件外周邊之狹縫狀的開口部，半導體元件連接焊墊係由：披覆在帶狀配線導體上之焊料潤濕性較低的第1導體層；以及披覆在第1導體層上表面之具有焊料潤濕性的第2導體層形成。

本發明之配線基板中，帶狀配線導體上的半導體元件連接焊墊係由：以側面露出的方式披覆於帶狀配線導體上之焊料潤濕性較低的第1導體層；以及披覆在第1導體層上之具有焊料潤濕性的第2導體層形成。因此，藉由覆晶技術進行半導體元件搭載時的迴焊處理時，已融熔的焊料會潤濕擴散於半導體元件連接焊墊上部之焊料潤濕性佳的第2導體層表面。另一方面，焊料潤濕性較差的第1導體層係露出側面而形成在第2導體層之下，因此潤濕性相對於半導體元件連接焊墊之側面及其下的帶狀配線導體變得較差而抑制擴散。其結果，能夠將已融熔的焊料留在半導體元件連接焊墊上，並且能夠抑制焊料繞進到半導體元件連接焊墊的側面。因此，可提供一種能夠透過必須量的焊料而穩固地連接半導體元件的電極與半導體元件連接焊墊，並且相互鄰接之半導體元件連接焊墊間之電絕緣性良好的配線基板。

1、11‧‧‧絕緣基板

1a、11a‧‧‧搭載部

1b、11b‧‧‧貫通孔

2、12‧‧‧配線導體

3、13‧‧‧抗焊層

3a、3b、13a‧‧‧開口部

4、14‧‧‧帶狀配線導體

5、15‧‧‧半導體元件連接焊墊

6、16‧‧‧外部連接焊墊

7‧‧‧第1導體層

8‧‧‧第2導體層

10、20‧‧‧配線基板

S‧‧‧半導體元件

T‧‧‧電極

第1(a)圖及第1(b)圖係顯示本發明配線基板之一實施 形態之概略剖面圖及俯視圖。

第2圖係顯示第1圖之配線基板的重要部位擴大剖面圖。

第3(a)圖及第3(b)圖係顯示習知之配線基板之一例的概略剖面圖及俯視圖。

接著，根據第1圖(a)、(b)及第2圖說明本發明之配線基板的一實施形態。如第1圖(a)所示，本發明之配線基板10主要具備絕緣基板1、配線導體2、及抗焊層3。

絕緣基板1係例如由使環氧樹脂或雙馬來醯亞胺三嗪含浸於玻璃纖維布的電性絕緣材料構成。絕緣基板1在第1圖(a)中雖然為單層構造，但亦可為經積層多層由相同或不同電性絕緣材料形成之複數層絕緣層的多層構造。絕緣基板1的厚度較佳為100至200μm左右。

絕緣基板1在其上表面中央部具有供搭載半導體元件S的搭載部1a，在其周緣部具有朝上下貫通之複數個貫通孔1b。搭載部1a形成為與半導體元件S對應之大小及形狀。此外，絕緣基板1的下表面成為用以與外部的電路基板連接之連接面。在絕緣基板1的上下表面及貫通孔1a內，披覆有配線導體2。

配線導體2係藉由銅箔或鍍覆銅等的銅形成。披覆在絕緣基板1的上表面之配線導體2各者，係包含帶狀配線導體4。該等帶狀配線導體4係以在搭載部1a 的外周部與半導體元件S的外周邊正交而延伸的方式並列設置。帶狀配線導體4的一部分，係在搭載部1a的外周部中露出於設在抗焊層3之狹縫狀的開口部3a內。進而，在從開口部3a露出之帶狀配線導體4上形成有突起狀的半導體元件連接焊墊5。

披覆於絕緣基板1之下表面的配線導體2係包含用以與外部的電路基板連接之外部連接焊墊6。外部連接焊墊6係圓形，且從設在下表面側的抗焊層3之開口部3b露出。另外，抗焊層3係由使丙烯酸系改質環氧樹脂等具有感光性的熱硬化性樹脂硬化後之電性絕緣材料所形成。

然後，藉由覆晶技術將半導體元件S的電極T連接至半導體元件連接焊墊5，並且將外部連接焊墊6連接至外部的電路基板之配線導體，藉此，半導體元件S會與外部的電路基板電性連接。其結果，信號經由配線導體2而在半導體元件S與外部的電路基板之間傳送，且半導體元件S會動作。配線導體2係藉由公知的減成法或半加成法等形成。另外，帶狀配線導體4較佳為寬度在10至30μm左右，厚度在10至20μm左右。

如第1圖(b)所示，半導體元件連接焊墊5係以與半導體元件S的電極T對應之方式配置。在第1圖(b)中，狹縫狀的開口部3a內所露出之帶狀配線導體4上，並列設置有半導體元件連接焊墊5。在第1圖(a)、(b)及第2圖中，半導體元件連接焊墊5的寬度係與帶狀配線導體4 的寬度一致。半導體元件連接焊墊5較佳係長度在40至60μm左右，高度在2.5至11μm左右。

如第2圖所示，半導體元件連接焊墊5係由依序披覆在帶狀配線導體4上之第1導體層7與第2導體層8所形成。在本發明之配線基板中，較佳係第1導體層7比第2導體層厚。藉由此種構成，已融熔的焊料更加難以越過第1導體層7之側面而潤濕擴散到帶狀配線導體4。

第1導體層7係由鎳或鉻等焊料潤濕性較低(亦即，焊料潤濕性較差)的金屬形成。第1導體層7的厚度較佳係2至10μm左右，且其側面未被第2導體層8覆蓋而露出。第1導體層7過薄時，已融熔的焊料會有越過第1導體層7的側面而容易潤濕擴散到帶狀配線導體4上的傾向。第2導體層8係由金或鈀等具有焊料潤濕性(比第1導體層7的焊料潤濕性佳)的金屬形成。第2導體層8的厚度較佳係0.3至1μm左右，且僅覆蓋第1導體層7的上表面。第2導體層8過厚時，在使焊料融熔之際，構成第2導體層8的金屬會擴散至焊料而容易形成許多脆弱的金屬間化合物。因此，會有焊料的連接強度降低的可能性。

如此，在本發明之配線基板中，帶狀配線導體4上的半導體連焊墊5由：披覆在帶狀配線導體4上之焊料潤濕性較差的第1導體層7；以及披覆在第1導體層7的上表面之具有焊料潤濕性的第2導體層8所形成。因此，在藉由覆晶技術所進行之半導體元件S搭載時的迴焊處理之際，已融熔的焊料會在半導體元件連接焊墊5上 表面之焊料潤濕性佳的第2半導體層8表面潤濕擴散。另一方面，焊料潤濕性較差之第1導體層7係露出側面而形成在第2導體層8之下，因此，潤濕性相對於半導體元件連接焊墊5的側面及其下之帶狀配線導體4變得較差且抑制擴散。其結果，能夠將已融熔的焊料留在半導體元件連接焊墊5上，並且能夠抑制焊料繞進到半導體元件連接焊墊5的側面。因此，可提供一種能夠透過必須量的焊料而穩固地連接半導體元件S的電極T與半導體元件連接焊墊5，並且相互鄰接之半導體元件連接焊墊5間之電絕緣性良好的配線基板10。

半導體元件連接焊墊5係例如藉由下述之(1)至(6)的順序形成。

(1)於絕緣基板1的表面披覆無電解鍍銅。

(2)於無電解鍍銅之上形成具有與帶狀配線導體4的圖案對應之第1開口部的第1抗鍍層。

(3)於從第1開口部露出之無電解鍍銅上形成作為帶狀配線導體4之電解鍍銅層。

(4)以使在形成半導體元件連接焊墊5之位置的鍍銅層露出與半導體元件連接焊墊5一致之寬度與長度的方式，於第1抗鍍層上及電解鍍銅層上，形成具有橫越第1開口部之第2開口部的第2抗鍍層。

(5)使電解鍍鎳層析出至從第1及第2開口部露出的鍍銅層上後，進一步使電解鍍金層析出至其上。

(6)在剝離去除第2抗鍍層及第1抗鍍層之後，蝕刻去 除無電解鍍銅，藉此在帶狀配線導體4上形成半導體元件連接焊墊5。

另外，本發明並非由上述實施形態所限定者，可在不脫離本發明之要旨的範圍進行各種變更。例如，亦可在上述實施形態中，至少在露出於開口部3a內的帶狀配線導體4的表面形成焊料潤濕性較差的氧化膜。藉由形成氧化膜，能夠將在藉由覆晶技術進行半導體元件S搭載蝕的迴焊處理時已融熔的焊料潤濕擴散至帶狀配線導體4的表面的情形予以更確實的抑制。就氧化膜而言，較佳為黑化處理。黑化處理係指在銅的表面形成長度為0.2至0.5μm左右之氧化銅的針狀結晶。當施行有此種黑化處理時，對於融熔焊料的潤濕擴散抑制非常有效。此種黑化處理例如以下述方式進行。首先，依照用以形成半導體元件連接焊墊5的上述順序，實施到蝕刻去除無電解鍍銅的步驟為止。接著，將已形成有半導體元件連接焊墊5的帶狀配線導體4浸漬到亞氯酸鈉水溶液，藉此，由黑化處理形成的針狀結晶會形成於帶狀配線導體4的表面。

理由：須用整個圖式[第1(a)圖及第1(b)圖]才能顯示完整技術特徵。

1‧‧‧絕緣基板

1a‧‧‧搭載部

1b‧‧‧貫通孔

2‧‧‧配線導體

3‧‧‧抗焊層

3a、3b‧‧‧開口部

4‧‧‧帶狀配線導體

5‧‧‧半導體元件連接焊墊

6‧‧‧外部連接焊墊

10‧‧‧配線基板

S‧‧‧半導體元件

T‧‧‧電極

Claims (6)

1. 一種配線基板，係具備：絕緣基板，係在上表面具有供搭載半導體元件的搭載部；複數個帶狀配線導體，係在前述搭載部的外周部，以與前述半導體元件的外周邊正交而延伸的方式，並列設置在前述絕緣基板的上表面；半導體元件連接焊墊，係在前述帶狀配線導體上，以與前述帶狀配線導體相同之寬度形成為突起狀；及抗焊層，係披覆在前述絕緣基板的上表面，並以使前述半導體元件連接焊墊與前述帶狀配線導體的一部分露出的方式，具有沿著前述半導體元件的外周邊之狹縫狀的開口部，前述半導體元件連接焊墊係由：披覆在前述帶狀配線導體上之焊料潤濕性較低的第1導體層；以及披覆在該第1導體層上表面之具有焊料潤濕性的第2導體層所形成。
2. 如申請專利範圍第1項所述之配線基板，其中，前述第1導體層係以鎳或鉻形成，前述第2導體層係以金或鈀形成。
3. 如申請專利範圍第2項所述之配線基板，其中前述第1導體層及第2導體層係鍍覆層。
4. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之配線 基板，其中，至少在露出於前述開口部內的前述帶狀配線導體的表面形成有氧化膜。
5. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之配線基板，其中，前述第1導體層比前述第2導體層厚。
6. 如申請專利範圍第5項所述之配線基板，其中前述第1導體層的厚度係2至10μm，前述第2導體層的厚度係0.3至1μm。