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TWI466241B - 半導體裝置及半導體裝置之製造方法 - Google Patents

半導體裝置及半導體裝置之製造方法 Download PDF

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TWI466241B
TWI466241B TW100109305A TW100109305A TWI466241B TW I466241 B TWI466241 B TW I466241B TW 100109305 A TW100109305 A TW 100109305A TW 100109305 A TW100109305 A TW 100109305A TW I466241 B TWI466241 B TW I466241B
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expansion coefficient
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近藤正芳
牧野夏木
藤原大輔
伊藤有香
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住友電木股份有限公司
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Description

半導體裝置及半導體裝置之製造方法
本發明係關於一種電路基板、半導體裝置、電路基板之製造方法及半導體裝置之製造方法。
先前,作為搭載半導體晶片等之基板,已提出有各種基板。例如提出有插入式基板(interposer substrate)等(參照專利文獻1)。
[先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1:日本專利特開平10-321990號公報
近年來實施有如下製造方法:於形成較大之電路基板後,搭載複數個半導體晶片,其後切割電路基板,而獲得各個半導體裝置。於此種製造方法中,電路基板發生翹曲成為較大之問題。尤其是於電路基板上搭載半導體晶片時,加熱電路基板及半導體晶片,將設置於電路基板上之焊錫層與半導體晶片之金屬層焊接。其後進行冷卻。此時電路基板會發生翹曲。
根據本發明,可提供一種電路基板,其包括:第一絕緣層,使導電體可貫通;第一電路層,設置於上述第一絕緣層之一側且與上述導電體連接;第二絕緣層,被覆上述第一電路層並且於上述第一電路層之一部分上形成有開口;第二電路層,設置於上述第一絕緣層之另一側且與上述導電體連接;第三絕緣層,用以被覆第二電路層;以及焊錫層,設置於上述第二絕緣層之開口內且設置於上述第一電路層上;並且上述第一絕緣層於25℃以上、玻璃轉移點以下之基板面內方向之平均線膨脹係數(A)為3 ppm/℃以上、30 ppm/℃以下,上述第二絕緣層於25℃以上、玻璃轉移點以下之基板面內方向之平均線膨脹係數(B)與上述第三絕緣層於25℃以上、玻璃轉移點以下之基板面內方向之平均線膨脹係數(C)相等,上述第二絕緣層於25℃以上、玻璃轉移點以下之基板面內方向之平均線膨脹係數(B)及上述第三絕緣層於25℃以上、玻璃轉移點以下之基板面內方向之平均線膨脹係數(C),大於上述第一絕緣層之平均線膨脹係數(A),上述第一絕緣層之上述平均線膨脹係數(A)與上述第二絕緣層之平均線膨脹係數(B)之差、上述第一絕緣層之上述平均線膨脹係數(A)與上述第三絕緣層之平均線膨脹係數(C)之差為5 ppm/℃以上、35 ppm/℃以下。
根據本發明,藉由將第一絕緣層之平均線膨脹係數(A)設為30 ppm/℃以下,可抑制於第一絕緣層發生之翹曲。
進而,以夾持第一絕緣層之方式設置平均線膨脹係數僅高於第一絕緣層規定量、且平均線膨脹係數彼此相等之第二絕緣層及第三絕緣層,藉此可確實地抑制電路基板發生翹曲。
又,根據本發明,亦可提供一種半導體裝置,其包括:電路基板部,其係分割上述電路基板而獲得、以及半導體晶片,積層於該電路基板部上,且自上述電路基板部之基板面側觀察時,為與上述電路基板部大致相同尺寸;並且上述電路基板部之側面與上述半導體晶片之側面形成於同一面。
進而,根據本發明,亦可提供一種電路基板之製造方法,其包括以下步驟:準備第一絕緣層之步驟,由導電體貫通內部,並且於一面側設置有與上述導電體連接之第一電路層,於另一面側設置有與上述導電體連接之第二電路層;設置第二絕緣層之步驟,用以被覆上述第一電路層;設置第三絕緣層之步驟,用以被覆上述第二電路層;形成開口之步驟,於上述第二絕緣層上露出上述第一電路層之一部分;以及於上述開口內設置焊錫層的步驟;並且第一絕緣層於25℃以上、玻璃轉移點以下之基板面內方向之平均線膨脹係數(A)為3 ppm/℃以上、30 ppm/℃以下,上述第二絕緣層於25℃以上、玻璃轉移點以下之基板面內方向之平均線膨脹係數(B)與上述第三絕緣層於25℃以上、玻璃轉移點以下之基板面內方向之平均線膨脹係數(C)相等,第二絕緣層於25℃以上、玻璃轉移點以下之基板面內方向之平均線膨脹係數(B)及第三絕緣層於25℃以上、玻璃轉移點以下之基板面內方向之平均線膨脹係數(C),大於上述第一絕緣層之平均線膨脹係數(A),上述第一絕緣層之上述平均線膨脹係數(A)與上述第二絕緣層之平均線膨脹係數(B)之差、上述第一絕緣層之上述平均線膨脹係數(A)與第三絕緣層之平均線膨脹係數(C)之差為5 ppm/℃以上、35 ppm/℃以下。
又,根據本發明,亦可提供一種上述電路基板之製造方法,其包括:用以被覆上述第二絕緣層,並且於上述焊錫層上設置含有具有助焊機能之化合物之樹脂層的步驟。
進而,亦可提供一種半導體裝置之製造方法,其包括上述電路基板之製造方法,且包括:於含有具有上述助焊機能之化合物之樹脂層上,配置複數個半導體晶片的步驟;以及分割上述電路基板而獲得具有上述半導體晶片與經分割之上述電路基板之複數個半導體裝置的步驟。
根據本發明,可提供一種可抑制翹曲之產生之電路基板、半導體裝置、電路基板之製造方法及半導體裝置之製造方法。
(第一實施形態)
以下,基於圖式對本發明之第一實施形態進行說明。
首先,參照圖1對本實施形態之電路基板1之概要進行說明。
電路基板1包括:導電體20所貫通之第一絕緣層21;設置於第一絕緣層21之一側且與導電體20連接之第一電路層22;被覆該第一電路層22並且於第一電路層22之一部分上形成有開口之第二絕緣層23;設置於第一絕緣層21之另一側且與導電體20連接之第二電路層24;被覆第二電路層24之第三絕緣層25;以及設置於第二絕緣層23之開口內之焊錫層26。
第一絕緣層21於25℃以上、玻璃轉移點以下之基板面內方向之平均線膨脹係數(A),為3 ppm/℃以上、30 ppm/℃以下。
第二絕緣層23於25℃以上、玻璃轉移點以下之基板面內方向之平均線膨脹係數(B)與第三絕緣層25於25℃以上、玻璃轉移點以下之基板面內方向之平均線膨脹係數(C)相等。又,第二絕緣層23於25℃以上、玻璃轉移點以下之基板面內方向之平均線膨脹係數(B)及第三絕緣層25於25℃以上、玻璃轉移點以下之基板面內方向之平均線膨脹係數(C),大於上述第一絕緣層21之平均線膨脹係數(A);第一絕緣層21之平均線膨脹係數(A)與第二絕緣層23之平均線膨脹係數(B)之差、上述第一絕緣層21之上述平均線膨脹係數(A)與第三絕緣層25之平均線膨脹係數(C)之差為5 ppm/℃以上、35 ppm/℃以下。
此處,平均線膨脹係數可藉由如下方式測定。
自各絕緣層切出5 mm見方之樣品,一面使用TMA(熱機械分析儀,Thermomechanical analyzers)(TA Instruments(股)製造)自25℃、以5℃/分加熱樣品,一面測量樣品之面內方向之位移量。並且,算出25℃以上、玻璃轉移點以下之基板面內方向之平均線膨脹係數。
此處所謂電路基板1,除形成有如圖1之第二絕緣層23、直至第三絕緣層25之形態以外,亦包括如圖5般具備下述具有助焊機能之樹脂層3之形態。該等形態均可作為與搭載半導體晶片之裝配廠商等交易之形態而供給。以下,電路基板1只要無特別說明,則包括該等任一形態。
其次,對本實施形態之電路基板1進行詳細說明。
(第一絕緣層21)
第一絕緣層21於25℃以上、玻璃轉移點以下之基板面內方向之平均線膨脹係數(A)為3 ppm/℃以上、30 ppm/℃以下。
藉由將平均線膨脹係數(A)設為30 ppm/℃以下,可抑制電路基板1發生翹曲。
又,藉由將平均線膨脹係數(A)設為3 ppm/℃以上,可減小與所搭載之半導體晶片5(參照圖6)之線膨脹係數差,可抑制對半導體晶片5施加力。
再者,25℃以上、玻璃轉移點以下之基板面內方向之平均線膨脹係數(A)更佳為3 ppm/℃以上、20 ppm/℃以下。
又,第一絕緣層21於25℃以上、玻璃轉移點以下與基板面內方向正交之方向(厚度方向)之平均線膨脹係數,較佳為3 ppm/℃以上、30 ppm/℃以下。藉由如此設置,可抑制翹曲,並且可提昇半導體裝置6對溫度循環試驗之可靠性。
作為構成絕緣層21之樹脂組成物,例如可列舉含有(a)酚醛清漆型環氧樹脂、(b)硬化劑、(c)無機填充材者。
(a)酚醛清漆型環氧樹脂並無特別限定,例如可列舉:苯酚酚醛清漆型環氧樹脂、甲酚酚醛清漆型環氧樹脂、聯苯芳烷基型酚醛清漆環氧樹脂、萘芳烷基型酚醛清漆環氧樹脂、二環戊二烯型酚醛清漆環氧樹脂等。可單獨使用該等中之1種,亦可併用具有不同之重量平均分子量之2種以上、或者併用1種或2種以上與該等之預聚物。該等中,聯苯芳烷基型酚醛清漆環氧樹脂、萘芳烷基型酚醛清漆環氧樹脂等具有亞甲基鍵之酚醛清漆型環氧樹脂於耐熱性、難燃性方面優異,其中較佳為聯苯芳烷基型酚醛清漆環氧樹脂。
上述所謂聯苯芳烷基型酚醛清漆環氧樹脂,係指重複單位中具有一個以上之聯苯伸烷基之環氧樹脂。例如可列舉二甲苯型環氧樹脂、聯苯二亞甲基型環氧樹脂等。該等中較佳為聯苯二亞甲基型環氧樹脂。聯苯二亞甲基型環氧樹脂例如可以下述式(III)表示。
[化1]
上述式(III)所示之聯苯二亞甲基型環氧樹脂之平均重複單位n並無特別限定,較佳為1以上、10以下,尤佳為2以上、5以下。若平均重複單位n未達上述下限值,則聯苯二亞甲基型環氧樹脂易結晶化,於通用溶劑中之溶解性相對下降,因而有使用困難之情況。又,若平均重複單位n超過上述上限值,則有樹脂之流動性下降而導致成形不良等之情況。
(a)酚醛清漆型環氧樹脂之含量並無特別限定,較佳為上述樹脂組成物整體之1重量%以上、65重量%以下,尤佳為5重量%以上、40重量%以下。若含量未達上述下限值,則有所得之製品之耐濕性下降等之情況,若超過上述上限值,則有耐熱性下降之情況。
(a)酚醛清漆型環氧樹脂之重量平均分子量並無特別限定,重量平均分子量較佳為5.0×102 以上、2.0×104 以下,尤佳為8.0×102 以上1.5×104 以下。若重量平均分子量未達上述下限值,則有產生黏性之情況,若超過上述上限值,則於製作預浸體時,有向基材之含浸性下降而無法獲得均勻之製品之情況。
(a)酚醛清漆型環氧樹脂之重量平均分子量,例如可藉由GPC(凝膠滲透層析法,標準物質:聚苯乙烯換算)而測定。
又,上述樹脂組成物較佳為包含(c)無機填充材。藉此,即使電路基板1變薄(厚度為0.4 mm以下),亦可獲得充分之強度。進而,亦可提昇電路基板1整體之低熱膨脹化。
(b)硬化劑可使用與(a)酚醛清漆型環氧樹脂之環氧基反應的化合物(例如酚醛樹脂)、或促進環氧基彼此之反應之硬化促進劑(例如咪唑)。
上述酚醛樹脂並無特別限定,例如可列舉:苯酚酚醛清漆樹脂、甲酚酚醛清漆樹脂、雙酚A酚醛清漆樹脂、芳基伸烷基型酚醛清漆樹脂等酚醛清漆型酚醛樹脂,未改質之甲酚酚醛樹脂,經桐油、亞麻籽油、核桃油等改質之油改質甲酚酚醛樹脂等甲酚型酚醛樹脂等。可單獨使用該等中之1種,亦可併用具有不同之重量平均分子量之2種以上、或者併用1種或2種以上與該等之預聚物。該等中尤佳為芳基伸烷基型酚醛樹脂。
上述硬化促進劑並無特別限定,例如可列舉:環烷酸鋅、環烷酸鈷、辛酸亞錫、辛酸鈷、雙乙醯丙酮鈷(II)、三乙醯丙酮鈷(III)等有機金屬鹽,三乙胺、三丁胺、二氮雜雙環[2,2,2]辛烷等三級胺類,2-甲基咪唑、2-苯基咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑、2-乙基-4-乙基咪唑、1-苄基-2-甲基咪唑、1-苄基-2-苯基咪唑、2-十一烷基咪唑、1-氰乙基-2-乙基-4-甲基咪唑、1-氰乙基-2-十一烷基咪唑、2-苯基-4-甲基-5-羥基咪唑、2-苯基-4,5-二羥基咪唑、2,3-二氫-1H-吡咯并(1,2-a)苯并咪唑等咪唑類,苯酚、雙酚A、壬酚等酚化合物,乙酸、苯甲酸、水楊酸、對甲苯磺酸等有機酸等,或其混合物。可單獨使用包括該等之衍生物在內之1種,亦可併用包括該等之衍生物在內之2種以上。
(c)無機填充材並無特別限定,例如可列舉:滑石、煅燒滑石、煅燒黏土、未煅燒黏土、雲母、玻璃等矽酸鹽,氧化鈦、氧化鋁、二氧化矽、熔融二氧化矽等氧化物,碳酸鈣、碳酸鎂、水滑石等碳酸鹽,氫氧化鋁、氫氧化鎂、氫氧化鈣等氫氧化物,硫酸鋇、硫酸鈣、亞硫酸鈣等硫酸鹽或亞硫酸鹽,硼酸鋅、偏硼酸鋇、硼酸鋁、硼酸鈣、硼酸鈉等硼酸鹽,氮化鋁、氮化硼、氮化矽、氮化碳等氮化物,鈦酸鍶、鈦酸鋇等鈦酸鹽等。作為(c)無機填充材,可單獨使用該等中之1種,亦可併用2種以上。該等中較佳為氫氧化鎂、氫氧化鋁、二氧化矽、熔融二氧化矽、滑石、煅燒滑石、氧化鋁,就低熱膨脹性優異之方面而言,尤佳為熔融二氧化矽。其形狀有破碎狀、球狀,可採用如下使用方法:在為了確保向纖維基材中之含浸性而提昇樹脂組成物之熔融黏度時使用球狀二氧化矽等配合其目的之使用方法。
(c)無機填充材之含量並無特別限定,較佳為樹脂組成物整體之20重量%以上、80重量%以下,尤佳為30重量%以上、75重量%以下。若含量為上述範圍內,則尤其可實現低熱膨脹、低吸水。
構成第一絕緣層21之樹脂組成物較佳為除酚醛清漆型環氧樹脂以外,進而併用熱硬化性樹脂(實質上不含鹵素)。上述熱硬化性樹脂例如可列舉:脲(Urea)樹脂、三聚氰胺樹脂等具有三環之樹脂、不飽和聚酯樹脂、雙馬來醯亞胺樹脂、聚胺基甲酸乙酯樹脂、鄰苯二甲酸二烯丙酯樹脂、聚矽氧樹脂、具有苯并環之樹脂、氰酸酯樹脂等。
可單獨使用該等中之1種,亦可併用具有不同之重量平均分子量之2種以上、或者併用1種或2種以上與該等之預聚物。
又,該等中尤佳為氰酸酯樹脂(包括氰酸酯樹脂之預聚物)。藉此,可減小第一絕緣層21之熱膨脹係數。進而第一絕緣層21之電氣特性(低介電常數、低介電損耗正切)、機械強度等亦優異。
上述氰酸酯樹脂例如可藉由使鹵化氰化合物與酚類反應,並視需要藉由加熱等方法使其預聚物化而獲得。具體可列舉:酚醛清漆型氰酸酯樹脂、雙酚A型氰酸酯樹脂、雙酚E型氰酸酯樹脂、四甲基雙酚F型氰酸酯樹脂等雙酚型氰酸酯樹脂等。該等中較佳為酚醛清漆型氰酸酯樹脂。藉此,因交聯密度增加而耐熱性提昇,又,樹脂組成物之難燃性提昇。其原因在於:尤其是酚醛清漆型氰酸酯樹脂於硬化反應後會形成三環,因此苯環之比例較高,易發生碳化。進而,由於加熱時之剛性優異,故而安裝半導體晶片時之可靠性亦特別優異。
上述酚醛清漆型氰酸酯樹脂例如可使用下述式(I)所示者。
[化2]
上述式(I)所示之酚醛清漆型氰酸酯樹脂之平均重複單位n並無特別限定,較佳為1以上、10以下,尤佳為2以上、7以下。若平均重複單位n未達上述下限值,則酚醛清漆型氰酸酯樹脂之耐熱性下降,而有加熱時低分子量成分脫離、揮發之情況。又,若平均重複單位n超過上述上限值,則熔融黏度變得過高,而有第一絕緣層21之成形性下降之情況。
上述氰酸酯樹脂之含量並無特別限定,較佳為上述樹脂組成物整體之5重量%以上、42重量%以下,尤佳為10重量%以上、40重量%以下。若含量未達上述下限值,則有熱膨脹率變高之情況,若超過上述上限值,則有耐濕性下降之情況。
亦可利用如上述之使上述樹脂組成物含浸於基材中而成之預浸體構成第一絕緣層21。
上述基材並無特別限定,可列舉:玻璃織布、玻璃不織布等玻璃纖維基材;由以聚醯胺樹脂纖維、芳香族聚醯胺樹脂纖維、全芳香族聚醯胺樹脂纖維等聚醯胺系樹脂纖維,聚酯樹脂纖維、芳香族聚酯樹脂纖維、全芳香族聚酯樹脂纖維等聚酯系樹脂纖維,聚醯亞胺樹脂纖維,氟樹脂纖維等作為主成分之織布或不織布所構成的合成纖維基材;以牛皮紙、棉短絨紙、短絨與牛皮紙漿之混抄紙等作為主成分之紙基材等有機纖維基材等。該等中較佳為玻璃纖維基材。藉此,可提昇預浸體之強度、吸水率。又,可減小預浸體之熱膨脹係數。
再者,第一絕緣層21亦可使用以下之樹脂膜。作為樹脂膜,例如可列舉:聚醯亞胺樹脂膜、聚醚醯亞胺樹脂膜、聚醯胺醯亞胺樹脂膜等聚醯亞胺樹脂系樹脂膜,聚醯胺樹脂膜等聚醯胺樹脂系膜,聚酯樹脂膜等聚酯樹脂系膜。該等中主要較佳為聚醯亞胺樹脂系膜。藉此,尤其可提昇彈性模數與耐熱性。
如上述之第一絕緣層21之厚度例如為40 μm左右。
又,導電體20貫通第一絕緣層21之內部。導電體20為金屬、例如銅之通孔,與分別設置於第一絕緣層21之表裏面之第一電路層22、第二電路層24連接。第一電路層22、第二電路層24分別為金屬製之電路、例如銅之電路。
(第二絕緣層23、第三絕緣層25)
第二絕緣層23係用以被覆第一電路層22,並且在位於第一電路層22之一部分之上方的部分形成有開口。進而,該開口內配置有與第一電路層22連接之金屬層27、及設置於該金屬層27上之焊錫層26。
金屬層27為例如銅層271、鎳層272等之積層構造。
第三絕緣層25係用以被覆第二電路層24,並且在位於第二電路層24之一部分中與第一絕緣層21之相反側之部分形成有開口。進而,該開口內形成有與第二電路層24連接之金屬層28。金屬層28例如為鍍金層。
又,第二絕緣層23於25℃以上、玻璃轉移點以下之基板面內方向之平均線膨脹係數(B)與第三絕緣層25於25℃以上、玻璃轉移點以下之基板面內方向之平均線膨脹係數(C)相等。再者,上述所謂「平均線膨脹係數相等」,係指於線膨脹係數之測定誤差之範圍內相等。例如,第二絕緣層23與第三絕緣層25係由同一樹脂組成物形成。再者,亦包括如下狀態:根據第二絕緣層23與第三絕緣層25之樹脂組成物組成比的差異,第二絕緣層23於25℃以上、玻璃轉移點以下之基板面內方向之平均線膨脹係數(B)與第三絕緣層25於25℃以上、玻璃轉移點以下之基板面內方向之平均線膨脹係數(C)於誤差範圍內相等。
又,第二絕緣層23於25℃以上、玻璃轉移點以下之基板面內方向之平均線膨脹係數(B)及第三絕緣層25於25℃以上、玻璃轉移點以下之基板面內方向之平均線膨脹係數(C),大於第一絕緣層21之平均線膨脹係數(A)。
藉由如此設置,以夾持第一絕緣層21之方式,對稱配置平均線膨脹係數相等之第二絕緣層23、第三絕緣層25,可抑制電路基板1發生翹曲。
具體而言,第二絕緣層23之平均線膨脹係數(B)及第三絕緣層25之平均線膨脹係數(C)分別較佳為20 ppm/℃以上、40 ppm/℃以下,尤佳為25 ppm/℃以上、35 ppm/℃以下。
藉由設為40 ppm/℃以下,可抑制電路基板1發生翹曲。
另一方面,藉由設為20 ppm/℃以上,如下述般以於焊錫層上被覆第二絕緣層23之方式形成助焊活性樹脂層3之情形時,具有抑制第1絕緣層21與助焊活性樹脂層3層間之應變的效果。
又,第二絕緣層23、第三絕緣層25係於25℃以上、玻璃轉移點以下與基板面內方向正交之方向(厚度方向)之平均線膨脹係數較佳為30 ppm/℃以下、3 ppm/℃以上。藉由如此設置,可抑制翹曲,並且可提昇半導體裝置6對溫度循環試驗之可靠性。
進而,第一絕緣層21之平均線膨脹係數(A)與第二絕緣層23之平均線膨脹係數(B)之差、第一絕緣層21之平均線膨脹係數(A)與第三絕緣層25之平均線膨脹係數(C)之差為5 ppm/℃以上、35 ppm/℃以下。
藉由將第一絕緣層21之平均線膨脹係數(A)與第二絕緣層23之平均線膨脹係數(B)之差、第一絕緣層21之平均線膨脹係數(A)與第三絕緣層25之平均線膨脹係數(C)之差設為5 ppm/℃以上,具有抑制第一絕緣層21與用以與下述半導體晶片5接合之樹脂層3層間之應變的效果。由於用以與半導休晶片5接合之樹脂層3於25℃以上、玻璃轉移點以下之基板面內方向之線膨脹係數大於第一絕緣層21,故而藉由將上述差設為5 ppm/℃以上,可抑制第一絕緣層21與樹脂層3之層間的應變。
另一方面,藉由將第一絕緣層21之平均線膨脹係數(A)與第二絕緣層23之平均線膨脹係數(B)之差、第一絕緣層21之上述平均線膨脹係數(A)與第三絕緣層25之平均線膨脹係數(C)之差設為35 ppm/℃以下,具有抑制翹曲之效果。
其中,第一絕緣層21之平均線膨脹係數(A)與第二絕緣層23之平均線膨脹係數(B)之差、第一絕緣層21之平均線膨脹係數(A)與第三絕緣層25之平均線膨脹係數(C)之差較佳為10 ppm/℃以上、20 ppm/℃以下。
又,第二絕緣層23之厚度(T1)較佳為10 μm以上、100 μm以下,第三絕緣層25之厚度(T2)較佳為10 μm以上、100 μm以下。
此處,第二絕緣層23之厚度(T1)與第三絕緣層25之厚度(T2)可相同,但較佳為第二絕緣層23之厚度(T1)與第三絕緣層25之厚度(T2)不同。第二絕緣層23之厚度(T1)與第三絕緣層25之厚度(T2)之比T1/T2較佳為1以上。
藉由將T1/T2設為1以上,具有抑制翹曲之效果。
又,亦有因設置於第一絕緣層21表裏面上之第一電路層22、第二電路層24之圖案的差異、形成於第二絕緣層23上之開口比例、或形成於第三絕緣層25上之開口比例的差異,而導致電路基板1上發生翹曲之情況。
為了抑制該翹曲之發生,藉由將第二絕緣層23、第三絕緣層25之厚度設為不同,尤其是將T1/T2設為1以上,尤其是設為不同厚度,可獲得更加平坦之電路基板1。
又,第二絕緣層23、第三絕緣層25之厚度小於第一絕緣層21,較佳為第一絕緣層21厚度之1/10以上。藉由如此設置,具有抑制翹曲之效果。
如上述之第二絕緣層23、第三絕緣層25並非預浸體,較佳為包含樹脂組成物者。第二絕緣層23、第三絕緣層25可由相同之樹脂組成物構成。第二絕緣層23、第三絕緣層25例如可由以(d)多官能氰酸酯樹脂、(e)具有縮合環芳香族烴構造之酚醛清漆型環氧樹脂、(f)具有下述通式(1)所示之雙酚苯乙酮構造之苯氧基樹脂、(g)無機填充材作為必需成分之樹脂組成物所構成。
[化3]
(式中,R1 彼此可相同、亦可不同,為選自氫原子、碳數1以上10以下之烴基或鹵素中之基,R2 為選自氫原子、碳數1以上10以下之烴基或鹵素中之基,R3 為氫原子或碳數1以上10以下之烴基,m為0以上、5以下之整數)
藉由使用此種樹脂組成物,可提高絕緣可靠性。又,可獲得與樹脂層3之密接性亦良好者。
上述(d)多官能氰酸酯樹脂為分子內具有2個以上之氰醯基(-O-CN)之樹脂。例如可列舉:2,2'-雙(4-氰醯基苯基)異丙烷(2,2-bis-(4-cyanatophenyl)isopropylidene)、1,1'-雙(4-氰醯基苯基)乙烷、雙(4-氰醯基-3,5-二甲基苯基)甲烷、1,3-雙(4-氰醯基苯基-1-(1-甲基亞乙基))苯、二環戊二烯型氰酸酯、苯酚酚醛清漆型氰酸酯、雙(4-氰醯基苯基)硫醚、雙(4-氰醯基苯基)醚、1,1,1-三(4-氰醯基苯基)乙烷、三(4-氰醯基苯基)亞磷酸酯、雙(4-氰醯基苯基)碸、2,2-雙(4-氰醯基苯基)丙烷、1,3-、1,4-、1,6-、1,8-、2,6-或2,7-二氰醯基萘、1,3,6-三氰醯基萘、4,4'-二氰醯基聯苯、及藉由苯酚酚醛清漆型、甲酚酚醛清漆型之多酚類與鹵化氰之反應而獲得之氰酸酯樹脂等。該等中,苯酚酚醛清漆型氰酸酯樹脂於難燃性及低熱膨脹性方面優異,2,2'-雙(4-氰醯基苯基)異丙烷及二環戊二烯型氰酸酯於交聯密度之控制及耐濕可靠性方面優異。於本實施形態中,苯酚酚醛清漆型氰酸酯樹脂因低熱膨脹而較佳。又,亦可進而併用1種或2種以上之其他氰酸酯樹脂,並無特別限定。
進而,上述(d)多官能氰酸酯樹脂亦可使用將其預聚物化而成者。即,可單獨使用上述多官能氰酸酯樹脂,亦可併用重量平均分子量不同之多官能氰酸酯樹脂,亦可併用上述多官能氰酸酯樹脂與其預聚物。
上述預聚物通常為藉由利用加熱反應等使上述多官能氰酸酯樹脂例如三聚化而獲得者。藉此,其成為較佳地用於調整樹脂組成物之成形性、流動性者。
上述預聚物並無特別限定,例如於使用三聚化率為20重量%以上、50重量%以下之預聚物之情形時,可表現良好之成形性、流動性。
上述(d)多官能氰酸酯樹脂之含量並無特別限定,較佳為除(g)無機填充材以外之樹脂組成物之10重量%以上、60重量%以下,尤佳為20重量%以上、50重量%以下。若含量未達上述下限值,則有低熱膨脹性下降,或耐熱性下降之情況。另一方面,若超過上述上限值,則有絕緣樹脂層之強度下降,或機械強度下降之情況。
上述(e)具有縮合環芳香族烴構造之酚醛清漆型環氧樹脂,係具有萘、蒽、菲、四、芘、聯三伸苯及苯并蒽、其他縮合環芳香族烴構造之酚醛清漆型環氧樹脂。上述(e)具有縮合環芳香族烴構造之酚醛清漆型環氧樹脂,由於可規則地排列複數個芳香環,故而低熱膨脹性優異。又,由於玻璃轉移溫度亦較高,故而耐熱性優異。進而,由於重複構造之分子量較大,故而與先前之酚醛清漆型環氧樹脂相比,難燃性優異。又,藉由與氰酸酯樹脂組合,可改善氰酸酯樹脂之缺點中之脆弱性。因此,藉由與上述(d)多官能氰酸酯樹脂併用,玻璃轉移溫度會進一步提高,因此對應無鉛之安裝可靠性優異。
上述(e)具有縮合環芳香族烴構造之酚醛清漆型環氧樹脂,係將由酚類化合物、醛類化合物及縮合環芳香族烴化合物所合成的酚醛清漆型酚醛樹脂環氧化而成者。
上述酚類化合物並無特別限定,例如可列舉:苯酚,鄰甲酚、間甲酚、對甲酚等甲酚類,2,3-二甲酚、2,4-二甲酚、2,5-二甲酚、2,6-二甲酚、3,4-二甲酚、3,5-二甲酚等二甲酚類,2,3,5-三甲基苯酚等三甲基苯酚類,鄰乙基苯酚、間乙基苯酚、對乙基苯酚等乙基苯酚類,異丙酚、丁酚、第三丁酚等烷基苯酚類,鄰苯基苯酚、間苯基苯酚、對苯基苯酚、鄰苯二酚,1,5-二羥基萘、1,6-二羥基萘、2,7-二羥基萘等萘二酚類,間苯二酚、鄰苯二酚、對苯二酚、鄰苯三酚、間苯三酚等多酚類,烷基間苯二酚、烷基鄰苯二酚、烷基對苯二酚等烷基多酚類。該等中,就成本方面及對分解反應所產生之效果方面而言,較佳為苯酚。
上述醛類化合物並無特別限定,例如可列舉:甲醛、三聚甲醛、三烷、乙醛、丙醛、聚甲醛、三氯乙醛、環六亞甲基四胺(hexamethylenetetramine)、糠醛、乙二醛、正丁醛、己醛、烯丙醛、苯甲醛、巴豆醛、丙烯醛、四聚甲醛、苯乙醛、鄰甲苯甲醛、柳醛、二羥基苯甲醛、三羥基苯甲醛、4-羥基-3-甲氧基醛三聚甲醛等。
上述縮合環芳香族烴化合物並無特別限定,例如可列舉:甲氧基萘、丁氧基萘等萘衍生物,甲氧基蒽等蒽衍生物,甲氧基菲等菲衍生物,此外之四衍生物、衍生物、芘衍生物、聯三伸苯衍生物及苯并蒽衍生物等。
上述(e)具有縮合環芳香族烴構造之酚醛清漆型環氧樹脂並無特別限定,例如可列舉:甲氧基萘改質鄰甲酚酚醛清漆環氧樹脂、丁氧基萘改質間(對)甲酚酚醛清漆環氧樹脂及甲氧基萘改質酚醛清漆環氧樹脂等。該等中,較佳為具有下述式(2)所示之縮合環芳香族烴構造之酚醛清漆型環氧樹脂。
[化4]
(式中,Ar為縮合環芳香族烴基,R4 彼此可相同、亦可不同,為選自氫原子、碳數1以上10以下之烴基或鹵素、苯基、苄基等芳基及含有縮水甘油醚之有機基中之基,n、p及q為1以上之整數,p、q之值於各重複單位中可相同、亦可不同)
Ar較佳為以下之(3)所示之(Ar1)~(Ar4)所表示之構造中之任一者。
[化5]
(式中,R5 彼此可相同、亦可不同,為選自氫原子、碳數1以上10以下之烴基或鹵素、苯基、苄基等芳基、及含有縮水甘油醚之有機基中之基)其中,就與其他樹脂之相溶性之觀點而言,較佳為R4 為甲基、乙基、異丙基等烷基,p為1以上、2以下,q為1以上、2以下,Ar為萘者。
上述(e)具有縮合環芳香族烴構造之酚醛清漆型環氧樹脂之含量並無特別限定,較佳為除(g)無機填充材以外之樹脂組成物之20重量%以上、80重量%以下,尤佳為30重量%以上、50重量%以下。若含量未達上述下限值,則有絕緣樹脂層之密接性下降,或機械強度下降之情況。另一方面,若超過上述上限值,則有耐熱性下降,或所得製品之可靠性下降之情況。
上述(f)含有通式(1)所示之雙酚苯乙酮構造之苯氧基樹脂由於具有蓬鬆之構造,故而溶劑溶解性或與所調配之熱硬化性樹脂成分之相溶性優異。又,可以低粗糙度形成均勻之粗糙面。
式(1)中,就相溶性、耐熱性之觀點而言,較佳為R1 為氫或甲基,R2 為氫或甲基,R3 為氫或甲基,m為1以上、2以下。
上述(f)苯氧基樹脂可藉由利用觸媒使環氧樹脂與酚醛樹脂高分子量化之方法等公知方法而合成。
上述環氧樹脂並無特別限定,例如可列舉:雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、雙酚S型環氧樹脂、雙酚E型環氧樹脂、雙酚M型環氧樹脂、雙酚P型環氧樹脂、雙酚Z型環氧樹脂等雙酚型環氧樹脂,苯酚酚醛清漆型環氧樹脂、甲酚酚醛清漆環氧樹脂等酚醛清漆型環氧樹脂,聯苯型環氧樹脂、聯苯芳烷基型環氧樹脂、芳基伸烷基型環氧樹脂、萘型環氧樹脂、蒽型環氧樹脂、苯氧基型環氧樹脂、二環戊二烯型環氧樹脂、降烯型環氧樹脂、金剛烷型環氧樹脂、茀型環氧樹脂等環氧樹脂等。
可單獨使用該等中之1種。或者,亦可併用2種以上。
上述酚醛樹脂並無特別限定,例如可列舉:苯酚酚醛清漆樹脂、甲酚酚醛清漆樹脂、雙酚A酚醛清漆樹脂、芳基伸烷基型酚醛清漆樹脂等酚醛清漆型酚醛樹脂;未改質之可溶酚醛樹脂,經桐油、亞麻籽油、核桃油等改質之油改質甲酚酚醛樹脂等甲酚型酚醛樹脂。可單獨使用該等中之1種,亦可併用具有不同之重量平均分子量之2種以上、或者併用1種或2種以上之上述樹脂與該等之預聚物。該等中,尤佳為芳基伸烷基型酚醛樹脂。藉此,可進一步提昇吸濕焊錫耐熱性。
上述觸媒只要為具有促進環氧樹脂與酚醛樹脂之反應、或者環氧基與藉由酚性羥基之反應而生成之醇性羥基或羧基之反應的觸媒能力之化合物,則無特別限定。例如可列舉:鹼金屬化合物、有機磷化合物、三級胺、四級銨鹽、環狀胺類、咪唑類等。作為鹼金屬化合物之具體例,可列舉:氫氧化鈉、氫氧化鋰、氫氧化鉀等鹼金屬氫氧化物,碳酸鈉、碳酸氫鈉、氯化鈉、氯化鋰、氯化鉀等鹼金屬鹽,甲醇鈉、乙醇鈉等鹼金屬烷氧化物,鹼金屬苯氧化物、氫化鈉、氫化鋰等,乙酸鈉、硬脂酸鈉等有機酸之鹼金屬鹽。
該等觸媒可併用。通常,觸媒之使用量相對於反應固形份為0.001重量%以上、1重量%以下。於使用鹼金屬化合物作為觸媒之情形時,於苯氧基樹脂中會殘留鹼金屬成分而導致使用其之印刷配線板之絕緣性惡化,故而苯氧基樹脂中之Li、Na及K之含量之合計較佳為5 ppm以下、更佳為4 ppm以下、更佳為3 ppm以下。於為5 ppm以上時,絕緣性會惡化,故而欠佳。又,於使用有機磷化合物作為觸媒之情形時,於苯氧基樹脂中亦會殘留觸媒殘渣而導致印刷配線板之絕緣性惡化,因此苯氧基樹脂中之磷之含量較佳為150 ppm以下、更佳為140 ppm以下、更佳為100 ppm以下。於超過150 ppm之情形時,絕緣性會惡化,故而欠佳。
上述(f)苯氧基樹脂中亦可含有通式(1)之雙酚苯乙酮構造以外之構造,其構造並無特別限定,可列舉:雙酚A型、雙酚F型、雙酚S型、聯苯型、苯酚酚醛清漆型、甲酚酚醛清漆型之構造等。其中,含有聯苯型之構造者之玻璃轉移溫度較高,故而較佳。
上述(f)苯氧基樹脂中之通式(1)之雙酚苯乙酮構造之含量並無特別限定,較佳為5莫耳%以上、95莫耳%以下,更佳為10莫耳%以上、莫耳85%以下,更佳為15莫耳%以上、75莫耳%以下。若含量未達下限值,則有無法獲得耐熱性、耐濕可靠性之效果之可能性。又,若含量超過上限值,則溶劑溶解性會惡化,故而欠佳。
上述(f)苯氧基樹脂之重量平均分子量並無特別限定,較佳為5.0×103 以上、1.0×105 以下,更佳為1.0×104 以上、7.0×104 以下,最佳為2.0×104 以上、5.0×104 以下。若重量平均分子量為上限值以上,則與其他樹脂之相溶性或於溶劑中之溶解性極度惡化,故而欠佳。另一方面,若為下限值以下,則有製膜性惡化之情況。
上述(f)苯氧基樹脂之含量並無特別限定,較佳為除(g)填充材以外之樹脂組成物之5重量%以上40重量%以下,尤佳為10重量%以上20重量%以下。若含量未達上述下限值,則存在絕緣樹脂層之機械強度下降之可能性。另一方面,若超過上述上限值,則存在絕緣樹脂層之熱膨脹率升高而耐熱性下降之情況。
上述(g)無機填充材並無特別限定,可使用與上述(c)無機填充材相同者。
上述(g)無機填充材之含量並無特別限定,較佳為相對於除(g)無機填充材以外之樹脂組成物100重量份含有20重量份以上250重量份以下。更佳為設為50重量份以上150重量份以下,藉此可表現賦予低熱膨脹性、成形性及低吸水性之效果。
又,上述樹脂組成物較佳為進而包含熱塑性樹脂。藉此可謀求所得之絕緣樹脂層之機械強度之提昇、耐濕可靠性之提昇。
作為上述熱塑性樹脂,可列舉:聚醯亞胺樹脂、聚醯胺醯亞胺樹脂、聚苯醚樹脂、聚醚碸樹脂、聚酯樹脂、聚乙烯樹脂、聚苯乙烯樹脂等熱塑性樹脂,苯乙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-異戊二烯共聚物等聚苯乙烯系熱塑性彈性體,聚烯烴系熱塑性彈性體、聚醯胺系彈性體、聚酯系彈性體等熱塑性彈性體,聚丁二烯、環氧改質聚丁二烯、丙烯酸改質聚丁二烯及甲基丙烯酸改質聚丁二烯等二烯系彈性體,本發明並不僅限於該等。該等可單獨使用,亦可併用具有不同之重量平均分子量之2種以上、或者併用1種或2種以上與該等之預聚物。
於該等中,較佳為苯氧基樹脂。藉此電鍍密接性及機械強度提昇。
上述樹脂組成物亦可視需要包含硬化劑或硬化促進劑。
(包含具有助焊機能之化合物之樹脂層3)
如圖5所示,亦可於焊錫層26上以被覆第二絕緣層23之方式形成包含具有助焊機能之化合物之樹脂層3。
包含具有助焊機能之化合物之樹脂層3較佳為硬化後於室溫下之彈性模數為0.5 GPa以上、15 GPa以下。再者,彈性模數係藉由以下之方法而測定者。
於180℃下花費1小時使寬度4 mm×長度45 mm×厚度0.1 mm之膜狀試片硬化而製成樹脂層3後,於10 Hz之頻率、3℃/分之升溫速度下,在0℃以上300℃以下之溫度範圍內,利用動態黏彈性測定機(DMA,Dynamic viscoelasticity)於拉伸模式下進行測量,並算出25℃下之彈性模數。
包含具有助焊機能之化合物之樹脂層3例如較佳為包含1核體~3核體之合計含量為30%以上70%以下的酚系酚醛清漆樹脂(h)、於25℃下為液狀之環氧樹脂(i)、具有助焊機能之化合物(j)以及成膜性樹脂(k)者。
作為上述酚系酚醛清漆樹脂(h),可列舉苯酚酚醛清漆樹脂、甲酚酚醛清漆樹脂、雙酚A型酚醛清漆樹脂、雙酚F型酚醛清漆樹脂、雙酚AF型酚醛清漆樹脂等。其中,較佳為可有效地提高接著膜之硬化物之玻璃轉移溫度且可降低成為外部氣體之酚系酚醛清漆樹脂之量的苯酚酚醛清漆樹脂、甲酚酚醛清漆樹脂。
上述酚系酚醛清漆樹脂之含量並無特別限定,於樹脂層3中較佳為包含3重量%以上30重量%以下,尤佳為包含5重量%以上25重量%以下。藉由將上述酚系酚醛清漆樹脂之含量設為上述範圍,可有效地提高樹脂層3之硬化物玻璃轉移溫度,進而可有效地降低成為外部氣體之酚系酚醛清漆樹脂之量。
於上述1核體~3核體之合計含量小於30%(4核體以上之合計之含量為70%以上)之情形時,由於與於25℃下為液狀之環氧樹脂之反應性下降而於樹脂層3之硬化物中殘留未反應的酚系酚醛清漆樹脂,故產生樹脂層3變脆而操作性下降之問題。又,於上述1核體~3核體之合計含量大於70%(4核體以上之合計含量未達30%)之情形時,存在使樹脂層3硬化時之外部氣體量增大之可能性。進而,亦存在樹脂層3之黏性變得過大之可能性。
上述酚系酚醛清漆樹脂中2核體與3核體之合計含量並無特別限定,較佳為30%以上70%以下。藉由設為上述下限值以上,可抑制使樹脂層3硬化時之外部氣體量增大。又,藉由設為上述上限值以下,可更有效地確保樹脂層3之柔軟性與可撓性。
上述酚系酚醛清漆樹脂(h)中1核體之含量並無特別限定,於樹脂層3中較佳為1%以下、尤佳為0.8%以下。藉由將上述1核體之含量設為上述範圍,可降低使樹脂層3硬化時之外部氣體量。
上述酚系酚醛清漆樹脂(h)之重量平均分子量並無特別限定,較佳為300以上1,500以下、尤佳為400以上1400以下。藉由設為上述下限值以上,可抑制使樹脂層3硬化時之外部氣體量。又,藉由設為上述上限值以下,可更有效地確保樹脂層3之柔軟性與可撓性。
包含具有助焊機能之化合物之樹脂層3較佳為包含於25℃下為液狀之環氧樹脂。藉此可賦予樹脂層3柔軟性及可撓性。
作為於25℃下為液狀之環氧樹脂(i),並無特別限定,可列舉:雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、縮水甘油胺型環氧樹脂、縮水甘油酯型環氧樹脂等。於該等中,較佳為對接著膜之支持體及被貼附體之密接性、進而接著膜硬化後之機械特性優異的雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂。
又,作為上述於25℃下為液狀之環氧樹脂(i),更佳為可列舉25℃下之黏度為500 mPa‧s以上50,000 mPa‧s以下者,更佳為可列舉25℃下之黏度為800 mPa‧s以上40,000 mPa‧s以下者。藉由將25℃下之黏度設為上述下限值以上,可確保樹脂層3之柔軟性與可撓性。又,藉由將25℃下之黏度設為上述上限值以下,可防止樹脂層3之黏性增強而操作性下降。
又,於上述25℃下為液狀之環氧樹脂(i)之含量並無特別限定,較佳為10重量%以上80重量%以下、尤佳為15重量%以上75重量%以下。藉由設為上述下限值以上,可更有效地表現樹脂層3之柔軟性與可撓性。又,藉由設為上述上限值以下,可更有效地防止樹脂層3之黏性增強而操作性下降。
作為具有助焊機能之化合物(j),只要具有去除焊錫表面之氧化膜之機能,則無特別限定,較佳為具有羧基或酚性羥基中之任一者、或羧基及苯酚羥基兩者之化合物。
具有助焊機能之化合物(j)之調配量較佳為1重量%以上30重量%以下、尤佳為3重量%以上20重量%以下。藉由具有助焊機能之化合物調配置為上述範圍,可提昇助焊活性。並且於使樹脂層3硬化時,可防止未反應之化合物殘留,可提昇耐遷移性。
又,於作為環氧樹脂之硬化劑而發揮作用之化合物之中,存在具有助焊機能之化合物(以下,亦將此種化合物記作助焊活性硬化劑)。例如作為環氧樹脂之硬化劑而發揮作用之脂肪族二羧酸、芳香族二羧酸等亦具有助焊作用。可較佳地使用此種具有助焊作用、亦具有環氧樹脂之硬化劑之作用的助焊活性硬化劑。
再者,所謂包含羧基具有助焊機能之化合物,係指分子中存在1個以上之羧基者,其可為液狀、亦可為固體。又,所謂包含酚性羥基之具有助焊機能之化合物,係指分子中存在1個以上之酚性羥基者,可為液狀、亦可為固體。又,所謂包含羧基及酚性羥基具有助焊機能之化合物,係指於分子中羧基及酚性羥基分別存在1個以上者,其可為液狀、亦可為固體。
於該等中,作為包含羧基具有助焊機能之化合物,可列舉脂肪族酸酐、脂環式酸酐、芳香族酸酐、脂肪族羧酸、芳香族羧酸等。
作為上述包含羧基之具有助焊機能之化合物中的脂肪族酸酐,可列舉丁二酸酐、聚己二酸酐、聚壬二酸酐、聚癸二酸酐等。
作為上述包含羧基具有助焊機能之化合物中的脂環式酸酐,可列舉:甲基四氫鄰苯二甲酸酐、甲基六氫鄰苯二甲酸酐、甲基雙環庚烯二甲酸酐、六氫鄰苯二甲酸酐、四氫鄰苯二甲酸酐、三烷基四氫鄰苯二甲酸酐、甲基環己烯二甲酸酐等。
作為上述包含羧基具有助焊機能之化合物中的芳香族酸酐,可列舉:鄰苯二甲酸酐、偏苯三甲酸酐、均苯四甲酸酐、二苯甲酮四甲酸酐、乙二醇雙偏苯三甲酸酐、甘油三偏苯三甲酸酐等。
作為上述包含羧基之具有助焊機能之化合物中的脂肪族羧酸,可列舉:下述通式(II)所示之化合物、或甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、三甲基乙酸、己酸、辛酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕櫚酸、硬脂酸、丙烯酸、甲基丙烯酸、丁烯酸、油酸、反丁烯二酸、順丁烯二酸、草酸、丙二酸、琥珀酸等。
HOOC-(CH2 )n -COOH(II)
(於式(II)中,n表示1以上20以下之整數)
作為上述包含羧基具有助焊機能之化合物中的芳香族羧酸,可列舉苯甲酸、鄰苯二甲酸、異鄰苯二甲酸、對苯二甲酸、半蜜臘酸、偏苯三甲酸、對稱苯三甲酸、1,2,3,5-苯四甲酸、1,2,3,4-苯四甲酸(Prehnitic acid)、均苯四甲酸、苯六甲酸、三酸、木糖酸(Xylylic acid)、2,3-二甲基苯甲酸、對稱間茬甲酸、2,3,4-三甲苯甲酸(Prehnitylic acid)、甲苯甲酸、肉桂酸、水楊酸、2,3-二羥基苯甲酸、2,4-二羥基苯甲酸、龍膽酸(2,5-二羥基苯甲酸)、2,6-二羥基苯甲酸、3,5-二羥基苯甲酸、沒食子酸(3,4,5-三羥基苯甲酸),1,4-二羥基-2-萘甲酸、3,5-二羥基-2-萘甲酸等萘甲酸衍生物,還原酚酞、雙酚酸等。
於該等上述包含羧基具有助焊機能之化合物中,就具有助焊機能之化合物所具有之活性度、樹脂層3於硬化時之外部氣體之產生量、及硬化後之樹脂層3之彈性模數或玻璃轉移溫度等之平衡性較佳之方面而言,較佳為上述通式(II)所示之化合物。並且,於上述通式(1)所示之化合物中,式(II)中之n為3以上10以下之化合物可抑制硬化後之樹脂層3之彈性模數增加,並且可提昇接著性,故而尤其較佳。
於上述通式(II)所示之化合物中,作為式(II)中之n為3以上10以下之化合物,例如可列舉:n=3之戊二酸(HOOC-(CH2 )3 -COOH)、n=4之己二酸(HOOC-(CH2 )4 -COOH)、n=5之庚二酸(HOOC-(CH2 )5 -COOH)、n=8之癸二酸(HOOC-(CH2 )8 -COOH)及n=10之HOOC-(CH2 )10 -COOH-等。
作為上述包含酚性羥基具有助焊機能之化合物,可列舉酚類,具體而言例如可列舉:苯酚、鄰甲酚、2,6-二甲酚、對甲酚、間甲酚、鄰乙基苯酚、2,4-二甲酚、2,5-二甲酚、間乙基苯酚、2,3-二甲酚、2,4,6-三甲酚、3,5-二甲酚、對第三丁基苯酚、鄰苯二酚、對第三戊基苯酚、間苯二酚、對辛基苯酚、對苯基苯酚、雙酚A、雙酚F、雙酚AF、聯苯酚、二烯丙基雙酚F、二烯丙基雙酚A、三苯酚、四苯酚等含有酚性羥基之單體類等。
包含上述羧基或酚性羥基中之任一者、或羧基及酚性羥基兩者之化合物,係以三維參與與環氧樹脂之反應。
因此,就促進硬化後之環氧樹脂之三維網絡形成之觀點而言,具有助焊機能之化合物較佳為具有助焊作用且作為環氧樹脂之硬化劑發揮作用之助焊活性硬化劑。作為助焊活性硬化劑,例如可列舉:1分子中具有可附加於環氧樹脂中兩個以上之酚性羥基及與顯示助焊作用(還原作用)之直接鍵結於芳香族之1個以上羧基的化合物。作為此種助焊活性硬化劑,例如可列舉:2,3-二羥基苯甲酸、2,4-二羥基苯甲酸、龍膽酸(2,5-二羥基苯甲酸)、2,6-二羥基苯甲酸、3,4-二羥基苯甲酸、沒食子酸(3,4,5-三羥基苯甲酸)等苯甲酸衍生物;1,4-二羥基-2-萘甲酸、3,5-二羥基-2-萘甲酸、3,7-二羥基-2-萘甲酸等萘甲酸衍生物;還原酚酞;以及雙酚酸等;且該等可單獨使用1種,或者亦可組合2種以上。
於該等中,較佳為去除焊錫表面之氧化膜之效果及與環氧樹脂之反應性優異的2,3-二羥基苯甲酸、龍膽酸、還原酚酞。
又,樹脂層3中助焊活性硬化劑之調配量較佳為1重量%以上30重量%以下,尤佳為3重量%以上20重量%以下。藉由樹脂層3中助焊活性硬化劑之調配量為上述範圍,可提昇樹脂層3之助焊活性。進而,可防止於樹脂層3中殘留未與環氧樹脂反應之助焊活性硬化劑。
樹脂層3較佳為包含成膜性樹脂(k)用以提昇成膜性。藉此容易形成膜狀態。又,機械特性亦優異。
作為上述成膜性樹脂(k),並無特別限定,例如可列舉(甲基)丙烯酸系樹脂、苯氧基樹脂、聚酯樹脂、聚胺基甲酸乙酯樹脂、聚醯亞胺樹脂、矽氧烷改質聚醯亞胺樹脂、聚丁二烯、聚丙烯、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物、聚縮醛樹脂、聚乙烯醇縮丁醛樹脂、聚乙烯縮醛樹脂、丁基橡膠、氯丁二烯橡膠、聚醯胺樹脂、丙烯腈-丁二烯共聚物、丙烯腈-丁二烯-丙烯酸共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚乙酸乙烯酯、尼龍等。該等可使用1種、亦可併用2種以上。其中較佳為選自由(甲基)丙烯酸系樹脂、苯氧基樹脂及聚醯亞胺樹脂所組成群中之至少1種。
上述成膜性樹脂(k)之含量並無特別限定,較佳為上述樹脂層3中10重量%以上50重量%以下,更佳為15重量%以上40重量%以下,尤佳為20重量%以上35重量%以下。若含量為上述範圍內,則可抑制樹脂層3之流動性,而使樹脂層3之操作變得容易。
又,上述樹脂層3亦可進而包含硬化促進劑或矽烷偶合劑。
以上之電路基板1係以如下方式製造。
如圖2(A)所示,首先準備於表裏面形成有金屬膜41(例如銅膜)之第一絕緣層21。繼而如圖2(B)所示形成用以貫通一側之金屬膜41及第一絕緣層21之孔211。用以貫通一側之金屬膜41之孔係藉由蝕刻而形成,其後亦可利用雷射而形成貫通第一絕緣層21之孔。
再者,亦可如圖2(C)所示形成用以貫通另一側之金屬膜41之貫通孔211。
繼而於金屬膜41上及第一絕緣層21之孔211內部實施化學電鍍。其後如圖3(A)所示配置遮罩M而填充孔211之內部,並且於金屬膜41上實施電鍍。藉此形成成為通孔之導電體20,並且形成金屬膜42(金屬膜42表示金屬膜41與金屬膜41上之電鍍膜)。
繼而,藉由閃熔蝕刻而去除形成有遮罩M之部分之金屬膜42,如圖3(B)所示形成第一電路層22、第二電路層24。
其後,如圖4(A)所示於第一電路層22上貼附片狀第二絕緣層23。又,於第二電路層24上貼附片狀第三絕緣層25。此時亦可同時貼附第二絕緣層23、第三絕緣層25。
其後,加熱片狀第二絕緣層23、片狀第三絕緣層25而使其硬化。
繼而,如圖4(B)所示於第二絕緣層23、第三絕緣層25分別形成開口。可對第二絕緣層23例如照射UV(紫外線,Ultraviolet)雷射、對第三絕緣層25照射碳酸雷射而形成開口。
其後,如圖1所示於第二絕緣層23之開口內形成金屬層27及焊錫層26,於第三絕緣層25之開口內形成金屬層28。如上述般圖1之狀態均可成為交易形態。
又,亦可如圖5所示於第二絕緣層23上壓接包含具有助焊機能之化合物之樹脂層3。
藉由以上之步驟而製成電路基板1。
繼而對使用圖5之電路基板1之半導體裝置的製造方法進行說明。
(定位並預接著)
如圖6所示於電路基板1上設置複數個半導體晶片5。複數個半導體晶片5係沿著電路基板1之面方向排列。半導體晶片5之電極51貫通包含具有助焊機能之化合物之樹脂層3並與焊錫層26接觸。條件並無特別限定,於25℃以上175℃以下、平均每個半導體晶片5為0.5 kgf以上5 kgf以下之條件下,對準電極51與焊錫層26之位置並進行預接著。
(接合)
其後,加熱包含電路基板1及複數個半導體晶片5之積層體而使電極51與焊錫層26焊接。條件並無特別限定,較佳為200℃以上未達300℃、1秒鐘以上60分鐘以下、平均每個半導體晶片5為0.1 kgf以上15 kgf以下。尤佳為200℃以上260℃以下、5秒鐘以上300秒鐘以下。接合溫度依存於焊錫層26之焊錫種之熔點,負重依存於接合之端子數。此處,經由包含具有助焊機能之化合物之樹脂層3而將電極51與焊錫層26接合,因此可一面抑制焊錫層26之表面氧化(一面去除表面氧化膜)一面使焊錫連接。
(硬化)
較佳為藉由進一步加熱該積層體而使構成包含具有助焊機能之化合物之樹脂層3的樹脂硬化。
此時之加熱條件並無特別限定,較佳為120℃以上200℃以下、30分鐘以上180分鐘以下,藉此,藉由包含具有助焊機能之化合物之樹脂層3硬化,可將電極51與焊錫層26之間密封而提昇連接可靠性。
再者,於本實施形態中,係在獲得積層體後使包含具有助焊機能之化合物之樹脂層3硬化,但並不限定於此,亦可為於使包含具有助焊機能之化合物之樹脂層3硬化後獲得積層體的方法。
(樹脂密封)
於所得之積層體上,使用模具自半導體晶片5側對環氧樹脂組成物進行壓縮成形。其後,將其取出並利用乾燥機使其硬化乾燥。此時之加熱條件並無特別限定,壓縮成形較佳為厚度30 μm以上300 μm以下、120℃以上200℃以下、1分鐘以上5分鐘以下,硬化較佳為120℃以上200℃以下、3小時以上5小時以下,藉此可將積層體密封並確保可靠性。
(搭載焊錫球)
進而,於電路基板1之金屬層28上形成焊錫球。藉此向其他基板等之二次安裝變得容易。
作為賦予焊錫球之方法,例如可列舉電鍍法、焊膏印刷法、球搭載法。
(切割)
繼而,如圖7(A)所示分割電路基板1而獲得由一個半導體晶片5與經分割之一個電路基板1(以下亦稱為電路基板部10)構成的複數個半導體裝置6。
於分割時,係對與賦有焊錫球之面相反側之面賦予切割片材而進行切割。
該半導體裝置如圖7(B)所示自電路基板部10之基板面側觀察,電路基板部10之側面與半導體晶片5之側面形成於同一面。藉此可儘可能地減小半導體裝置6之外形尺寸。
再者,較佳為於切割前,預先在積層體之附有焊錫球側之面配置包含具有助焊機能之化合物的樹脂層。藉此二次安裝時之焊錫連接變得容易,並且可省略助焊處理、可提昇生產性或溫度循環性、跌落試驗等二次安裝後之可靠性。
此處,所用之切割片材可直接使用市售者。
(第二實施形態)
第二實施形態除於第二絕緣層23、第三絕緣層25使用感光性樹脂之方面以外,其他與第1實施形態相同。
第二絕緣層23、第三絕緣層25例如可由以(I)感光性樹脂作為必需成分之樹脂組成物構成。
藉由使用此種樹脂組成物,可利用曝光及顯影容易地使第二絕緣層23、第三絕緣層25之開口圖案化。
上述(I)感光性樹脂並無特別限定,可使用公知之感光性樹脂組成物而形成。上述(I)感光性樹脂可使用負型、正型中之任一者。
上述感光性樹脂例如可包含丙烯酸系樹脂等,並可使用環氧改質丙烯酸系樹脂等。又,除丙烯酸系樹脂等光硬化性樹脂以外,亦可添加環氧樹脂等熱硬化性樹脂等。
上述(I)感光性樹脂亦可包含聚合起始劑、增感劑、調平劑等。又,亦可包含二氧化矽等填充劑。其填充材並無特別限定可使用與上述(c)、(g)之無機填充材相同者。此時粒徑尺寸較佳為小於曝光時之光的波長。
又,上述(I)感光性樹脂可使用液狀型或膜型等形態。於考慮向第一電路層22、第二電路層24之被覆性之情形時,較佳為使用膜型。
於為液狀型之情形時,可藉由網版印刷法、塗佈法等而形成。又,亦可藉由將本實施形態之電路基板1浸漬於液狀抗蝕劑中,而於兩面同時形成第二絕緣層23及第三絕緣層25。
於為膜型之情形時,可使用真空貼合機等而形成。於為膜型之情形時,亦可於兩面同時形成第二絕緣層23及第三絕緣層25。
第二實施形態之電路基板1係以如下方式製造。
此處,與第一實施形態同樣,如圖3(B)所示形成第一電路層22、第二電路層24。
其後,如圖4(A)所示使用真空貼合機於第一電路層22上貼附作為膜型感光性樹脂之第二絕緣層23,又,同時於第二電路層24上貼附相同材料之第三絕緣層25。
繼而,調整光罩位置而進行曝光用以獲得特定之開口。
繼而,浸漬於鹼性水溶液等顯影液中而使其顯影。藉此如圖4(B)所示於第二絕緣層23、第三絕緣層25形成開口。
繼而根據所使用感光性樹脂進行適當加熱,進而UV曝光而使其硬化。
又,於所期望之開口之直徑小於感光性樹脂之解像度之情形時,可於加熱而使其硬化後,以與第1之實施形態相同方式,例如對第二絕緣層23照射UV雷射,對第三絕緣層25照射碳酸雷射,而形成開口。
以下,藉由與第一實施形態相同之方法而獲得半導體裝置6。
再者,本發明並不限定於上述兩種實施形態,於可達成本發明之目的之範圍內的變形、改良等亦包含於本發明中。
例如於兩種實施形態中,第二絕緣層、第三絕緣層為單層,但並不限定於此,第二絕緣層或第三絕緣層亦可由複數個層構成。平均線膨脹係數(B)成為第二絕緣層整體之平均線膨脹係數。平均線膨脹係數(C)成為第三絕緣層整體之平均線膨脹係數。
(實施例)
其次,對本發明之實施例進行說明。
(實施例1)
藉由與上述實施形態相同之方法製造電路基板。
(第一絕緣層)
以如下方式製作第一絕緣層。
將作為環氧樹脂之聯苯二亞甲基型環氧樹脂(日本化藥工業公司製造、商品名NC3000FH)11重量份、酚醛清漆型氰酸酯樹脂(Lonza Japan股份有限公司製造、PRIMASET PT-30)20重量份、作為硬化劑之酚醛樹脂(明和化成工業公司製造、商品名MEH7851-4H)9.0重量份溶解、分散至甲基乙基酮中。進而,使用高速攪拌裝置,與作為無機填充材之球狀熔融二氧化矽(Admatechs公司製造之「SO-25R」、平均粒徑為0.5 μm)60重量份攪拌10分鐘,而製備固形份為50重量%之樹脂清漆。
使上述樹脂清漆含浸於玻璃織布(厚度為0.1 m、日東紡公司製造、商品名WEA-2116)中,於150℃之加熱爐中乾燥2分鐘,而獲得預浸體中之清漆固形份約50重量%的預浸體(第一絕緣層)。
(積層板)
其次,於上述預浸體之表裏面重疊18 μm之銅箔,於壓力4 MPa、溫度200℃下進行2小時之加熱加壓成形。藉此獲得厚度為0.136 mm之兩面為銅箔之積層板。
其後,藉由CO2 雷射於銅箔之積層板形成貫通孔。繼而,藉由銅電鍍,於銅箔之積層板之貫通孔內填充鍍銅,並且形成電路圖案,而形成第一電路層及第二電路層。
(第二絕緣層及第三絕緣層)
首先,對第二絕緣層、第三絕緣層所使用之苯氧基樹脂之合成進行說明。
[含有雙酚苯乙酮構造之苯氧基樹脂A之合成]
於容量為1 L之反應容器添加四甲基聯苯型環氧樹脂(Japan Epoxy Resins股份有限公司製造之「YX-4000」、環氧當量為185 g/eq)100 g、雙酚苯乙酮80 g及環己酮70 g並攪拌而使其溶解。其次,滴加50 wt%之四甲基氯化銨溶液0.4 g,於氮氣環境下且於180℃下反應5小時。反應結束後過濾沈澱物,並利用真空乾燥機於95℃下進行8小時之真空乾燥,而獲得含有構造式(A)所表示之重量平均分子量為38000,玻璃轉移溫度為130℃之雙酚苯乙酮構造的苯氧基樹脂A。
[化6]
其次,將作為多官能氰酸酯樹脂之氰酸酯A(酚醛清漆型(Lonza Japan股份有限公司製造之「PRIMASET PT-30」))18重量份、作為具有縮合環芳香族烴構造之酚醛清漆型環氧樹脂之環氧樹脂A(具有萘構造之酚醛清漆型(DIC股份有限公司製造之「HP-5000」、環氧當量為250 g/eq))30重量份、具有雙酚苯乙酮構造之苯氧基樹脂A 20重量份、無機填充材A(球狀二氧化矽(Admatechs公司製造之「SO-25H」、平均粒徑為0.5 μm))40重量份、硬化促進劑(咪唑化合物(四國化成工業股份有限公司製造之「CUREZOL 1B2PZ」))0.3重量份、偶合劑(環氧矽烷(信越化學工業公司製造之「KBM-403E」))1重量份混合溶解至甲基乙基酮及環己酮中。繼而,使用高速攪拌裝置攪拌60分鐘,而製備固形份重量為60%之樹脂清漆。再者,樹脂組成物中無機填充材之比率約為41重量%。
使用刮刀式(Comma)塗佈裝置,以乾燥後之絕緣樹脂層之厚度成為40μm之方式,於聚對苯二甲酸乙二酯(以下稱為PET(Polyethylene terephthalate))膜上塗佈上述所得之樹脂清漆,將其於150℃之乾燥裝置中乾燥5分鐘,而製造樹脂片材(第二絕緣層及第三絕緣層)。
(含有具有助焊機能之化合物之樹脂層)
將苯酚酚醛清漆樹脂(Sumitomo Bakelite公司製造、PR55617)15.0重量份、液狀雙酚A型環氧樹脂(大日本油墨化學工業公司製造、EPICLON-840S)45.0重量份、作為助焊活性化合物之還原酚酞(東京化成工業公司製造)15.0重量份、作為成膜性樹脂之雙酚A型苯氧基樹脂(東都化成公司製造、YP-50)24.4重量份、作為硬化促進劑之2-苯基-4-甲基咪唑(四國化成工業公司製造、2P4MZ)0.1重量份、以及作為矽烷偶合劑之β-(3,4-環氧環己基)乙基三甲氧基矽烷(信越化學工業公司製造、KBM-303)0.5重量份溶解至甲基乙基酮中,而製備樹脂濃度為50%的樹脂清漆。以厚度成為50μm之方式,於基材聚酯膜(Toray股份有限公司製造、LUMIRROR)上塗佈所得之樹脂清漆,於100℃下乾燥5分鐘。藉此獲得厚度為25μm之具有助焊活性的接著膜。
(電路基板)
利用真空貼合機,將第二絕緣層層壓至第一電路層側,將第三絕緣層層壓至第二電路層側,並使之硬化。其後,藉由UV雷射,於第二絕緣層形成開口部,並實施鍍銅、鍍鎳、鍍錫鉛。又,藉由CO2 雷射,於第三絕緣層上形成開口部,並實施鍍鎳、鍍金。
其後,利用真空貼合機層壓含有具有助焊機能之化合物之樹脂層。
(實施例2)
使用與實施例1相同之第一絕緣層而獲得積層板。
(第二絕緣層及第三絕緣層)
對第二絕緣層、第三絕緣層所使用之苯氧基樹脂之合成進行說明。
[含有雙酚苯乙酮構造之苯氧基樹脂B之合成]
於容量為1 L之反應容器中添加雙酚A型環氧樹脂(Japan Epoxy Resins股份有限公司製造之「jER828」、環氧當量為186 g/eq)100 g、雙酚苯乙酮70 g及環己酮70 g並攪拌溶解。其次,滴加50 wt%之四甲基氯化銨溶液0.4 g,於氮氣環境下且於180℃下反應5小時。反應結束後過濾沈澱物,並利用真空乾燥機於95℃下進行8小時之真空乾燥。藉此獲得含有構造式(B)所表示之重量平均分子量為46000、玻璃轉移溫度為110℃之雙酚苯乙酮構造的苯氧基樹脂B。
[化7]
將作為多官能氰酸酯樹脂之氰酸酯B(雙A型預聚物(Lonza Japan股份有限公司製造之「PRIMASET BA230」))26重量份、作為具有縮合環芳香族烴構造之酚醛清漆型環氧樹脂之環氧樹脂B(具有萘構造之酚醛清漆型(DIC股份有限公司製造之「EXA-9900」、環氧當量為270 g/eq))26重量份、含有雙酚苯乙酮構造之苯氧基樹脂C8重量份、無機填充材A(球狀二氧化矽(Admatechs公司製造之「SO-25H」、平均粒徑為0.5 μm))40重量份、硬化促進劑(咪唑化合物(四國化成工業股份有限公司製造之「CUREZOL 1B2PZ」))0.3重量份、偶合劑(環氧矽烷(信越化學工業公司製造之「KBM-403E」))1重量份,混合溶解至甲基乙基酮及環己酮。繼而,使用高速攪拌裝置攪拌60分鐘,而製備固形份重量為60%之樹脂清漆。再者,樹脂組成物中之無機填充材之比率約為41重量%。
使用該樹脂清漆,以與實施例1相同之方式製作第二絕緣層、第三絕緣層。
其後,以與實施例1相同之方式獲得電路基板。
(實施例3)
以如下方式製作第一絕緣層。
將作為環氧樹脂之聯苯二亞甲基型環氧樹脂(日本化藥工業公司製造、商品名NC3000FH)17重量份、酚醛清漆型氰酸酯樹脂(Lonza Japan股份有限公司製造、PRIMASET PT-30)30重量份、作為硬化劑之酚醛樹脂(明和化成工業公司製造、商品名MEH7851-4H)13重量份溶解、分散至甲基乙基酮。進而,添加作為無機填充材之球狀熔融二氧化矽(Admatechs公司製造之「SO-25R」、平均粒徑為0.5μm)40重量份,並使用高速攪拌裝置攪拌10分鐘,而獲得固形份為50重量%之樹脂清漆。
使上述樹脂清漆含浸於玻璃織布(厚度為0.1 m、日東紡公司製造、商品名WEA-2116)中,於150℃之加熱爐乾燥2分鐘。藉此獲得預浸體中之清漆固形份約為50重量%之預浸體(第一絕緣層)。
(積層板)
其次,於上述預浸體之表裏面重疊18 μm之銅箔,於壓力4 MPa、溫度200℃下進行2小時之加熱加壓成形。藉此獲得厚度為0.1 mm之兩面為銅箔之積層板。
其後,藉由CO2 雷射,於銅箔之積層板上形成貫通孔。繼而,藉由銅電鍍,於銅箔之積層板之貫通孔內填充電鍍銅,並且形成電路圖案,而形成第一電路層及第二電路層。
(第二絕緣層、第三絕緣層)
第二絕緣層、第三絕緣層係使用與實施例1相同者。
並且,以與實施例1相同之方式獲得電路基板。
(實施例4)
第一絕緣層、積層板係使用與實施例3相同者。
第二絕緣層、第三絕緣層係使用與實施例2相同者。
並且,以與實施例1相同之方式獲得電路基板。
(實施例5)
藉由與上述第二實施形態相同之方法製造電路基板。除第二絕緣層、第三絕緣層以外,其他使用與實施例3相同者。
(第二絕緣層及第三絕緣層)
第二絕緣層、第三絕緣層係使用市售之感光性環氧改質丙烯酸系樹脂。
使用該樹脂清漆,藉由與上述第二實施形態相同之方法而製作第二絕緣層、第三絕緣層。
其後,以與實施例1相同之方式獲得電路基板。
(線膨脹係數)
以如下方式測定第一絕緣層、第二絕緣層、第三絕緣層之線膨脹係數。
使用熱機械測定裝置(TA Instruments公司製造),於氮氣環境、拉伸模式、升溫速度為10℃/min、溫度為25℃以上且300℃以下、負重為5 g之條件下測定兩個循環。平均線膨脹率係設為第二循環之溫度為25℃以上、玻璃轉移點以下之平均線熱膨脹係數。
再者,玻璃轉移點係設為tanδ之波峰位置。又,評價樣品係使用藉由如下方式獲得之樹脂板進行測定:對兩片上述所得之絕緣層進行層壓,繼而利用氮氣環境下之乾燥機於200℃下加熱硬化1小時。
將結果示於表1。
(翹曲之評價)
將半導體晶片對準並配置於所得之電路基板含有具有助焊機能之化合物之樹脂的規定位置,藉由最大溫度為230℃之回焊處理而進行接合處理、硬化。其後,利用環氧樹脂組成物將其密封,搭載焊錫球後進行切割,測定經分割之半導體裝置之翹曲量,若翹曲量為40 μm以下(測定範圍為15 mm×20 mm),則判斷為良好。
使用實施例1~5中所獲得之電路基板的半導體裝置之翹曲量均為40 μm以下,評價為良好。
本申請案基於2010年3月26日提出申請之日本申請案特願2010-071917號及2010年10月28日提出申請之日本申請案特願2010-242628號而主張優先權,將其所揭示之全部內容併入本文中。
1...電路基板
3...樹脂層
5...半導體晶片
6...半導體裝置
10...電路基板部
20‧‧‧導電體
21‧‧‧第一絕緣層
22‧‧‧第一電路層
23‧‧‧第二絕緣層
24‧‧‧第二電路層
25‧‧‧第三絕緣層
26‧‧‧焊錫層
27、28‧‧‧金屬層
41、42‧‧‧金屬膜
51‧‧‧電極
211‧‧‧孔
271‧‧‧銅層
272‧‧‧鎳層
M‧‧‧遮罩
本發明之上述目的及其他目的、特徵及優點,係藉由以下所述之較佳實施形態及其所隨附之以下之圖式而可更進一步明確。
圖1係第一實施形態之電路基板的剖面圖。
圖2係表示電路基板之製造步驟之剖面圖。
圖3係表示電路基板之製造步驟之剖面圖。
圖4係表示電路基板之製造步驟之剖面圖。
圖5係表示電路基板之製造步驟之剖面圖。
圖6係表示於電路基板上搭載半導體晶片之步驟的圖。
圖7係表示半導體裝置之圖。
1...電路基板
20...導電體
21...第一絕緣層
22...第一電路層
23...第二絕緣層
24...第二電路層
25...第三絕緣層
26...焊錫層
27、28...金屬層
271...銅層
272...鎳層

Claims (10)

  1. 一種半導體裝置,其包括:電路基板部;及半導體晶片,積層於該電路基板部上,且自上述電路基板部之基板面側觀察時,為與上述電路基板部大致相同尺寸;上述電路基板部具備有:第一絕緣層,使導電體可貫通;第一電路層,設置於上述第一絕緣層之一側且與上述導電體連接;第二絕緣層,被覆上述第一電路層並且於上述第一電路層之一部分上形成有開口;第二電路層,設置於上述第一絕緣層之另一側且與上述導電體連接;第三絕緣層,用以被覆上述第二電路層;以及焊錫層,設置於上述第二絕緣層之開口內且設置於上述第一電路層上;上述第一絕緣層於25℃以上、玻璃轉移點以下之基板面內方向之平均線膨脹係數(A)為3ppm/℃以上、30ppm/℃以下,上述第二絕緣層於25℃以上、玻璃轉移點以下之基板面內方向之平均線膨脹係數(B)與上述第三絕緣層於25℃以上、玻璃轉移點以下之基板面內方向之平均線膨脹係數(C) 相等,上述第二絕緣層於25℃以上、玻璃轉移點以下之基板面內方向之平均線膨脹係數(B)及上述第三絕緣層於25℃以上、玻璃轉移點以下之基板面內方向之平均線膨脹係數(C),大於上述第一絕緣層之平均線膨脹係數(A),上述第一絕緣層之平均線膨脹係數(A)與上述第二絕緣層之平均線膨脹係數(B)之差、上述第一絕緣層之平均線膨脹係數(A)與上述第三絕緣層之平均線膨脹係數(C)之差為5ppm/℃以上、35ppm/℃以下;上述電路基板部之側面與上述半導體晶片之側面形成於同一面。
  2. 如申請專利範圍第1項之半導體裝置,其中,上述電路基板部之上述第二絕緣層與上述第三絕緣層,係由同一樹脂組成物所形成。
  3. 如申請專利範圍第1項之半導體裝置,其中,上述電路基板部係具有樹脂層,該樹脂層含有具助焊機能之化合物,上述含有具助焊機能之化合物之樹脂層,係被覆上述第二絕緣層,並且設置於上述焊錫層上。
  4. 如申請專利範圍第1項之半導體裝置,其中,上述電路基板部之上述第二絕緣層之平均線膨脹係數(B)及上述第三絕緣層之平均線膨脹係數(C),分別為20ppm/℃以上、40ppm/℃以下。
  5. 如申請專利範圍第1項之半導體裝置,其中,上述電路基板部之上述第一絕緣層含有:(a)酚醛清漆型環氧樹脂(b)硬化劑(c)無機填充材。
  6. 如申請專利範圍第1項之半導體裝置,其中,上述電路基板部之上述第二絕緣層及上述第三絕緣層分別含有:(d)多官能氰酸酯樹脂(e)具有縮合環芳香族烴構造之酚醛清漆型環氧樹脂(f)具有下述通式(1)所示之雙酚苯乙酮構造之苯氧基樹脂(g)無機填充材; (式中,R1 彼此可相同、亦可不同,為選自氫原子、碳數1以上10以下之烴基或鹵素之基,R2 為選自氫原子、碳數1以上10以下之烴基或鹵素之基,R3 為氫原子或碳數1以上1()以下之烴基,m為0以上5以下之整數)。
  7. 如申請專利範圍第1項之半導體裝置,其中,上述電路基板部之上述第二絕緣層及上述第三絕緣層,分別含有感光 性樹脂。
  8. 如申請專利範圍第1項之半導體裝置,其中,上述電路基板部之上述第一絕緣層,係於無機基材中含浸絕緣性樹脂而獲得者,上述第二絕緣層、第三絕緣層不含無機基材。
  9. 如申請專利範圍第1項之半導體裝置,其中,上述第二絕緣層之厚度(T1)與上述第三絕緣層之厚度(T2)之比T1/T2為1以上。
  10. 一種半導體裝置之製造方法,其包括以下步驟:製造電路基板之步驟;於上述電路基板上配置複數半導體晶片之步驟;及分割上述電路基板而獲得電路基板部,且獲得具有上述半導體晶片與上述電路基板部之複數個半導體裝置之步驟;製造電路基板之上述步驟係包括以下步驟:準備第一絕緣層之步驟,該第一絕緣層係由導電體貫通內部,並且於一面側設置有與上述導電體連接之第一電路層,於另一面側設置有與上述導電體連接之第二電路層;設置第二絕緣層之步驟,該第二絕緣層係被覆上述第一電路層;設置第三絕緣層之步驟,該第三絕緣層係被覆上述第二電路層;形成開口之步驟,該開口係於上述第二絕緣層上露出上述 第一電路層之一部分;以及於上述開口內設置焊錫層之步驟;上述第一絕緣層於25℃以上、玻璃轉移點以下之基板面內方向之平均線膨脹係數(A)為3ppm/℃以上、30ppm/℃以下,上述第二絕緣層於25℃以上、玻璃轉移點以下之基板面內方向之平均線膨脹係數(B)與上述第三絕緣層之25℃以上、玻璃轉移點以下於基板面內方向之平均線膨脹係數(C)相等,上述第二絕緣層於25℃以上、玻璃轉移點以下之基板面內方向之平均線膨脹係數(B)及上述第三絕緣層於25℃以上、玻璃轉移點以下之基板面內方向之平均線膨脹係數(C),大於上述第一絕緣層之平均線膨脹係數(A),上述第一絕緣層之平均線膨脹係數(A)與上述第二絕緣層之平均線膨脹係數(B)之差、上述第一絕緣層之平均線膨脹係數(A)與上述第三絕緣層之平均線膨脹係數(C)之差為5ppm/℃以上、35ppm/℃以下;用以獲得半導體裝置之上述步驟中,上述電路基板部的側面與上述半導體晶片的側面為同一面。
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