説明

パッケージ基板の製造方法

【課題】製品の小型化及び信頼性の要求を同時に満たすことができるパッケージ基板の製造方法を提供する。
【解決手段】コア層20の一方の表面20aにおける絶縁保護層25aに搭載部材27を形成する。パッケージ基板2の一側に搭載部材27を結合することにより、輸送時又はパッケージング時に厚さが薄すぎることによって生じるパッケージ基板の破損を回避する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、パッケージ基板の製造方法に関し、特に製品の薄形化に有利であるパッケージ基板の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
電子産業の盛んな発展に伴い、電子製品は、多機能化、高性能化の方向へ進んでいる。半導体パッケージの小型化(miniaturization)のパッケージ需要を満たすために、チップ搭載用パッケージ基板の厚さの低減に向けた発展を見せている。現在、チップ搭載用パッケージ基板には硬質材及び軟質材があり、一般に、ボールグリッドアレイ(Ball Grid Array、 BGA)に用いられるパッケージ基板においては、硬質材が選択されることが多い。
【0003】
図1Aないし図1Cは、従来の2層回路のパッケージ基板1の製造方法の断面を模式的に示した図である。
【0004】
図1Aに示すように、まず、対向する第1の表面10a及び第2の表面10bをそれぞれ有する2つのコア層10を用意するが、このコア層10の第1及び第2の表面10a、10bには第1の金属層11a、第2の金属層11bがそれぞれ設けられ、このコア層10は、該第1の表面10a及び第2の表面10bに連通する複数の貫通孔100を有する。
【0005】
図1Bに示すように、第1及び第2の金属層11a、11b(導電層12による金属めっき)によりコア層10の第1及び第2の表面10a、10bに第1及び第2の回路層13a、13bをそれぞれ形成するパターニング工程を行い、前記複数の貫通孔100に第1及び第2の回路層13a、13bに電気的に接続される導電ビア14を形成する。第1及び第2の回路層13a、13bには複数の第1及び第2の電気接触パッド130a、130bがそれぞれ設けられている。
【0006】
図1Cに示すように、コア層10の第1及び第2の表面10a、10bに第1及び第2の絶縁保護層15a、15bをそれぞれ形成するが、この第1及び第2の絶縁保護層15a、15bは、それぞれ複数の第1及び第2の開口150a、150bを有し、これらの第1及び第2の開口150a、150bに前記複数の第1及び第2の電気接触パッド130a、130bが露出される。次に、これらの第1及び第2の電気接触パッド130a、130bの露出表面に第1及び第2の表面処理層16a、16bをそれぞれ形成する。
【0007】
後続の製造工程において、第2の絶縁保護層15bにチップを搭載し、パッケージング工程を行うことにより、パッケージ構造を製造する。小型化及び信頼性の要求を満たすために、現在の製造工程技術において、コア層10の厚さSは、60μmまで小さくすることが可能である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
しかしながら、パッケージの小型化の要求が高まるにつれ、厚さSが60μmであるコア層10ではもはやパッケージの小型化の要求に応えることができず、一方、コア層10の厚さSを60μmよりも小さくすると、パッケージ基板1の厚さRが150μmよりも小さくなり、パッケージ基板1が輸送時又はパッケージング時に厚さが薄すぎることによって破損しやすくなり、使用不能又は製品不良となることがあった。
【0009】
従って、上述した従来の技術において製品の小型化及び信頼性の要求を同時に満たすことができないという問題を如何にして克服するかが、現在解決すべき重要な課題となっている。
【課題を解決するための手段】
【0010】
上記の従来技術の種々の問題を解決するために、本発明は、対向する第1の表面及び第2の表面をそれぞれ有する2つのコア層を用意する工程と、前記2つのコア層の第2の表面を接続部材で接続する工程と、各コア層の第1の表面に第1の回路層を形成する工程と、各コア層の第1の表面及び第1の回路層に第1の絶縁保護層を形成するとともに、前記第1の回路層の一部を露出させる工程と、各第1の絶縁保護層に搭載部材を接着層により結合する工程と、前記接続部材を除去し、2つの基板本体を分離する工程と、前記コア層を貫通する貫通孔を形成することにより、前記第1の回路層を前記貫通孔に露出させる工程と、前記第2の表面に第2の回路層を形成し、前記第1及び第2の回路層に電気的に接続するように前記貫通孔に導電ビアを形成する工程と、前記第2の表面及び第2の回路層に第2の絶縁保護層を形成するとともに、前記第2の回路層の一部を露出させる工程と、を備えることを特徴とするパッケージ基板の製造方法を提供する。
【0011】
上述した製造方法によれば、前記第2の回路層を形成する前に、前記2つの基板本体の搭載部材を結合部材により互いに積層することができる。
【0012】
上述した製造方法において、前記接着層の材質は、スーパーグルー又は離型剤であってもよく、前記搭載部材の材質は、耐高温材であってもよい。
【0013】
上述した製造方法において、各前記コア層の第1及び第2の表面に金属層を設けることにより第1及び第2の回路層をそれぞれ形成してもよい。
【0014】
また、上述した製造方法は、前記第1及び第2の回路層の露出表面に表面処理層を形成する工程をさらに備えてもよい。
【発明の効果】
【0015】
上述のように、本発明に係るパッケージ基板の製造方法によれば、パッケージ基板の第1の絶縁保護層に搭載部材を結合することにより、輸送時又はパッケージング時に厚さが薄すぎることによって生じるパッケージ基板の破損を回避する。さらに、パッケージング後に搭載部材を除去した場合、パッケージ基板の厚さが150μmよりも小さくなるため、従来技術に比してパッケージ構造全体の厚さを低減することができる。従って、本発明に係るパッケージ基板の製造方法は、製品の小型化及び信頼性の要求を同時に満たすことができる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1A】図1Aは従来の2層回路のパッケージ基板の製造方法の最初の工程を示す断面模式図である。
【図1B】図1Bは従来の製造方法の図1Aの工程に続く工程を示す断面模式図である。
【図1C】図1Cは従来の製造方法の図1Bの工程に続く工程を示す断面模式図である。
【図2A】図2Aないし図2Jは本発明に係るパッケージ基板の製造方法を示す断面模式図であり、図2Aは本発明の製造方法の最初の工程を示す。
【図2B】図2Bは本発明の製造方法の図2Aの工程に続く工程を示す断面模式図である。
【図2C】図2Cは本発明の製造方法の図2Bの工程に続く工程を示す断面模式図である。
【図2D】図2Dは本発明の製造方法の図2Cの工程に続く工程を示す断面模式図である。
【図2E】図2Eは本発明の製造方法の図2Dの工程に続く工程を示す断面模式図である。
【図2F】図2F(a)は本発明の製造方法の図2Eの工程に続く工程を示す断面模式図であり、図2F(b)は他の実施態様を示す断面模式図である。
【図2G】図2Gは本発明の製造方法の図2Fの工程に続く工程を示す断面模式図である。
【図2H】図2Hは本発明の製造方法の図2Gの工程に続く工程を示す断面模式図である。
【図2I】図2Iは本発明の製造方法の図2Hの工程に続く工程を示す断面模式図である。
【図2J】図2Jは本発明の製造方法の図2Iの工程に続く工程を示す断面模式図である。
【図3A】図3Aないし図3Cは本発明に係るパッケージ基板の製造方法の他の実施例を示す断面模式図であり、図3Aは図2Eの工程で分離された基板本体に施す工程を示す断面模式図である。
【図3B】本発明の製造方法の他の実施例の図3Aの工程に続く工程を示す断面模式図である。
【図3C】本発明の製造方法の他の実施例の図3Bの工程に続く工程を示す断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下、具体的な実施例を用いて本発明の実施形態を説明する。この技術分野に精通した者は、本明細書の記載内容によって容易に本発明のその他の利点や効果を理解できるであろう。
【0018】
また、明細書に添付された図面に示す構造、比例、寸法等は、この技術に精通する者が理解できるように明細書に記載の内容に合わせて開示するためのものに過ぎず、本発明の実施を制限するものではないため、技術上の実質的な意味を有しない、いかなる構造の修正、比例関係の変更又は寸法の調整も、本発明の奏し得る効果及び達成し得る目的に影響を及ぼすものでなければ、本発明に開示された技術内容の範囲に含まれる。また、明細書に記載の例えば「第1(の)」、「第2(の)」等の用語は、説明の明瞭化のために用いられるものであり、本発明の実施可能な範囲を限定するものではなく、その相対関係の変更又は調整は、技術内容の実質的変更がなければ、本発明の実施可能の範囲と見なされる。
【0019】
図2Aないし図2Jは、本発明に係るパッケージ基板2の製造方法の断面模式図を示す。
【0020】
図2Aに示すように、まず、対向する(すなわち、コア層20の両側に位置する)第1の表面20a及び第2の表面20bをそれぞれ有する2つのコア層20を用意するが、これらのコア層20の第1及び第2の表面20a、20bには第1の金属層21a及び第2の金属層21bがそれぞれ設けられている。次に、これらのコア層20の第2の表面20b上の第2の金属層21bどうしを複数の接続部材22で結合することにより、2つのコア層20を積層する。
【0021】
コア層20は、例えばビスマレイミドトリアジン(Bismaleimide triazine、 BT)の有機重合材料であってもよく、プリプレグ(prepreg)のような誘電材であってもよい。コア層20の厚さSは60μmよりも小さく、例えば30μmであり、第1及び第2の金属層21a、21bは銅であり、接続部材22はグルーブロック(図2A参照)又はグルー層であってもよい。
【0022】
本発明に係る製造方法において、コア層20の厚さSは60μmよりも小さいが、パッケージ基板2を製造した場合、コア層20を積層することにより全体の厚さを増加させ、従来のパッケージ基板の製造工程に用いられる設備を使用することができるため、製造コストが低下する。
【0023】
図2Bに示すように、パターニング工程を行うことで、第1の金属層21aにより、コア層20の第1の表面20aに、複数の第1の電気接触パッド230aを有する第1の回路層23aを形成する。
【0024】
回路の製造工程は、多種多様であり、特に制限されるものではなく、しかも本発明の技術特徴ではないため、ここでは詳しい説明を省略する。
【0025】
図2Cに示すように、各コア層20の第1の表面20a及び第1の回路層23aに複数の第1の開口250aを有する第1の絶縁保護層25aを形成することにより、第1の電気接触パッド230aをこれらの第1の開口250aに露出させる。その他の実施例において、第1の絶縁保護層25aの表面の高さを低減させ、第1の電気接触パッド230aの高さを第1の絶縁保護層25aの表面高さよりも高く又はそれに等しくすることにより、これらの第1の電気接触パッド230aを露出させてもよい。次に、前記複数の第1の開口250aの第1の電気接触パッド230aに第1の表面処理層26aを形成する。
【0026】
図2Dに示すように、第1の絶縁保護層25aに搭載部材27を接着層270により結合することにより、第1の電気接触パッド230a上の第1の表面処理層26aを被覆する。この実施例において、接着層270の材質は、例えばスーパーグルー、離型剤であり、搭載部材27の材質は、耐高温材であり、例えば銅張積層板(Copper clad laminate、 CCL)である。
【0027】
図2Eに示すように、前記複数の接続部材22を除去することにより、それぞれがコア層20、第1の回路層23a、第1の絶縁保護層25a及び搭載部材27からなる2つの基板本体2aを分離形成する。
【0028】
図2F(a)又は図2F(b)に示すように、第2の金属層21bが露出されるように、2つの基板本体2aの搭載部材27を結合部材28、28’により接続する。この実施例において、結合部材28、28’は、接着バンプ(図2F(b)参照)又はグルー層(図2F(a)参照)である。
【0029】
図2Gに示すように、図2Fの製造工程に続いて、各第2の金属層21b及びコア層20を貫通する貫通孔200を形成することにより、第1の回路層23aを貫通孔200に露出させる。
【0030】
図2Hに示すように、各第2の金属層21bにより第2の回路層23bを形成し、第1及び第2の回路層23a、23bに電気的に接続するように各貫通孔200に導電ビア24を形成する。これらの第2の回路層23bは、複数の第2の電気接触パッド230bを有する。
【0031】
図2Iに示すように、各コア層20の第2の表面20b及び第2の回路層23bに複数の第2の開口250bを有する第2の絶縁保護層25bを形成し、前記複数の第2の電気接触パッド230bを第2の開口250bに露出させることにより、それぞれがコア層20、第1及び第2の回路層23a、23b、第1及び第2の絶縁保護層25a、25b及び搭載部材27からなる2つのパッケージ基板2を形成する。
【0032】
次に、前記複数の第2の電気接触パッド230bの露出表面に第2の表面処理層26bを形成する。
【0033】
その他の実施例において、第2の絶縁保護層25bの表面高さを低減させ、第2の電気接触パッド230bの高さを第2の絶縁保護層25bの表面高さよりも高く又はそれに等しくすることにより、前記複数の第2の電気接触パッド230bを露出させてもよい。
【0034】
図2Jに示すように、結合部材28を除去することにより2つのパッケージ基板2を分離する。パッケージ基板2の厚さLから搭載部材27(接着層270は、厚さが極めて薄いため、無視してもよい)の厚さdを減算した残余厚さhは、150μmよりも小さい。また、搭載部材27の厚さdについては、必要に応じて変更することができ、特に制限されるものではない。
【0035】
図3Aないし図3Cは、本発明に係るパッケージ基板2の製造方法の他の実施例の断面模式図を示す。
【0036】
図3Aは、図2Eの工程、すなわち、各接続部材22を除去することにより、それぞれがコア層20、第1の回路層23a、第1の絶縁保護層25a及び搭載部材27からなる2つの基板本体2aに分離する工程に続いて行う工程を示す。
【0037】
図3Aに示すように、2つの基板本体2aを積層するのではなく、第2の金属層21b及びコア層20に貫通孔200を直接形成し、次いで図3Bに示すように、第2の金属層21bにより、複数の第2の電気接触パッド230bを有する第2の回路層23bを形成し、且つ導電ビア24を形成する。
【0038】
図3Cに示すように、コア層20の第2の表面20b及び第2の回路層23bに複数の第2の開口250bを有する第2の絶縁保護層25bを形成することで、前記複数の第2の電気接触パッド230bを露出させることにより、パッケージ基板2を形成する。
【0039】
次に、前記複数の第2の電気接触パッド230bの露出表面に第2の表面処理層26bを形成する。パッケージ基板2の厚さLから搭載部材27(接着層270は、厚さが極めて薄いため、無視してもよい)の厚さdを減算した残余厚さhは、150μmよりも小さい。
【0040】
一般に、厚さが150μmよりも小さい基板構造を製造しようとする場合は、新しい製造工程設備を改めて配置する必要があるため、製造コストが増加する。本発明に係る製造方法によるパッケージ基板2では、その残余厚さhが150μmよりも小さいが、パッケージ基板2を製造した場合、搭載部材27の厚さdによりその全体の厚さLが150μmよりも大きく又はそれに等しくなってもよいため、従来のパッケージ基板製造工程に用いられる設備を使用することができ、製造コストが増加することはない。
【0041】
さらに、後続の製造工程において、本発明に係る製造方法によるパッケージ基板2では、第2の絶縁保護層25bにチップ(図示せず)を搭載するとともにパッケージング工程を行ってから搭載部材27を除去することによりパッケージ構造の製造が完了する。従って、パッケージ基板2の厚さLから搭載部材27の厚さdを減算した残余厚さhは、150μmよりも小さく、パッケージ構造全体の厚さが低減される。そのため、従来の技術に比して、本発明は、パッケージ基板2から搭載部材27が除去された厚さhを必要に応じて150μmよりも小さくすることができ、小型化の要求を満たすことができる。
【0042】
また、パッケージング工程の前後に、パッケージ基板2が搭載部材27を有することで、パッケージ構造全体の強度が増加するため、従来の技術に比して、本発明に係る製造方法によるパッケージ基板2は、輸送時又はパッケージング時に破損することはない。
【0043】
また、例えば2つのコア層20又は2つの基板本体2aを積層することにより、2ロット分の基板量を同時に製造することができるため、スループットが向上する。
【0044】
上述のように、本発明に係るパッケージ基板の製造方法では、主にパッケージ基板の第1の絶縁保護層に搭載部材を結合することによりパッケージ基板全体の強度を向上させ、輸送時又はパッケージング時に破損するという問題を効果的に防止することができる。
【0045】
さらに、パッケージング後に搭載部材を除去した場合、パッケージ基板の厚さが150μmよりも小さくなるため、パッケージ構造全体の厚さが低減され、製品の小型化及び信頼性の要求を同時に満たすことができる。
【0046】
上記のように、これらの実施形態は本発明の原理及び効果・機能を例示的に説明するものに過ぎず、本発明は、これらによって限定されるものではない。本発明に係る実質的な技術内容は、特許請求の範囲に定義される。本発明は、この技術分野に精通した者により本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々に修正や変更されることが可能であり、そうした修正や変更は、本発明の特許請求の範囲に入るものである。
【符号の説明】
【0047】
1、2 パッケージ基板
10、20 コア層
10a、20a 第1の表面
10b、20b 第2の表面
100、200 貫通孔
11a、21a 第1の金属層
11b、21b 第2の金属層
12 導電層
13a、23a 第1の回路層
13b、23b 第2の回路層
130a、230a 第1の電気接触パッド
130b、230b 第2の電気接触パッド
14、24 導電ビア
15a、25a 第1の絶縁保護層
15b、25b 第2の絶縁保護層
150a、250a 第1の開口
150b、250b 第2の開口
16a、26a 第1の表面処理層
16b、26b 第2の表面処理層
2a 基板本体
22 接続部材
27 搭載部材
270 接着層
28、28’ 結合部材
h 残余厚さ
L、d、S、R 厚さ

【特許請求の範囲】
【請求項1】
対向する第1の表面及び第2の表面をそれぞれ有する2つのコア層を用意する工程と、
前記2つのコア層の前記第2の表面を接続部材で接続することにより前記2つのコア層を接続する工程と、
各前記コア層の前記第1の表面に第1の回路層を形成する工程と、
各前記コア層の前記第1の表面及び前記第1の回路層に第1の絶縁保護層を形成するとともに、前記第1の回路層の一部を前記第1の絶縁保護層から露出させる工程と、
各前記第1の絶縁保護層に搭載部材を接着層により結合する工程と、
前記接続部材を除去することで、それぞれが前記コア層、前記第1の回路層、前記第1の絶縁保護層及び前記搭載部材からなる2つの基板本体を分離形成する工程と、
前記2つの基板本体の前記搭載部材を結合部材で接続することにより、前記結合部材を介して前記2つの基板本体を結合し、各前記コア層の前記第2の表面を露出させる工程と、
各前記コア層の前記第2の表面に各前記コア層を貫通する複数の貫通孔を形成することにより、前記第1の回路層を前記貫通孔に露出させる工程と、
各前記コア層の前記第2の表面に第2の回路層を形成し、前記第1及び第2の回路層に電気的に接続するように前記貫通孔に導電ビアを形成する工程と、
各前記コア層の前記第2の表面及び前記第2の回路層に第2の絶縁保護層を形成するとともに、前記第2の回路層の一部を前記第2の絶縁保護層から露出させる工程と、
前記結合部材を除去することで、それぞれが前記コア層、前記第1及び第2の回路層、前記第1及び第2の絶縁保護層及び前記搭載部材からなる2つのパッケージ基板を分離形成する工程と、
を備えることを特徴とするパッケージ基板の製造方法。
【請求項2】
各前記コア層の前記第1及び第2の表面に第1の金属層及び第2の金属層をそれぞれ設けることにより前記第1及び第2の回路層をそれぞれ形成し、前記第1及び第2の回路層は、それぞれ第1及び第2の電気接触パッドを有することを特徴とする請求項1に記載のパッケージ基板の製造方法。
【請求項3】
対向する第1の表面及び第2の表面をそれぞれ有する2つのコア層を用意する工程と、
前記2つのコア層の前記第2の表面を接続部材で接続することにより前記2つのコア層を接続する工程と、
各前記コア層の前記第1の表面に第1の回路層を形成する工程と、
各前記コア層の前記第1の表面及び前記第1の回路層に第1の絶縁保護層を形成するとともに、前記第1の回路層の一部を前記第1の絶縁保護層から露出させる工程と、
各前記第1の絶縁保護層に搭載部材を接着層により結合する工程と、
前記接続部材を除去することで、それぞれが前記コア層、前記第1の回路層、前記第1の絶縁保護層及び前記搭載部材からなる2つの基板本体を分離形成する工程と、
前記コア層の前記第2の表面に前記コア層を貫通する複数の貫通孔を形成することにより、前記第1の回路層を前記貫通孔に露出させる工程と、
前記コア層の前記第2の表面に第2の回路層を形成し、前記第1及び第2の回路層に電気的に接続するように前記貫通孔に導電ビアを形成する工程と、
前記コア層の前記第2の表面及び前記第2の回路層に第2の絶縁保護層を形成するとともに前記第2の回路層の一部を前記第2の絶縁保護層から露出させることにより、それぞれが前記コア層、前記第1及び第2の回路層、前記第1及び第2の絶縁保護層及び前記搭載部材からなる2つのパッケージ基板を形成する工程と、
を備えることを特徴とするパッケージ基板の製造方法。
【請求項4】
各前記コア層の前記第1及び第2の表面に第1の金属層及び第2の金属層をそれぞれ設けることにより前記第1及び第2の回路層をそれぞれ形成し、前記第1及び第2の回路層は、それぞれ第1及び第2の電気接触パッドを有することを特徴とする請求項3に記載のパッケージ基板の製造方法。
【請求項5】
前記第1及び第2の回路層における前記第1及び第2の絶縁保護層から露出する表面に表面処理層を形成する工程をさらに備えることを特徴とする請求項3に記載のパッケージ基板の製造方法。

【図1A】
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【図1B】
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【図1C】
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【図2A】
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【図2B】
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【図2C】
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【図2D】
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【図2E】
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【図2F】
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【図2G】
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【図2H】
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【図2I】
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【図2J】
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【図3A】
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【図3B】
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【図3C】
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【公開番号】特開2013−89945(P2013−89945A)
【公開日】平成25年5月13日(2013.5.13)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2012−17359(P2012−17359)
【出願日】平成24年1月30日(2012.1.30)
【出願人】(511307487)聯致科技股▲フン▼有限公司 (1)