説明

電子装置、電子装置の製造方法

【課題】樹脂封止工程後に、金型から容易に取り出すことが出来る電子装置を提供する。
【解決手段】絶縁層11及び絶縁層11に設けられた配線12a、12bと、絶縁層11及び配線12a、12bを覆うように形成され、エラストマ14の微粒子を含むソルダーレジスト層13とを具備する。ソルダーレジスト層13は表面に凹凸を含む。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は電子装置に関し、特に配線基板のソルダーレジストに関する。
【背景技術】
【0002】
半導体パッケージは、多ピン化及び信号の高速伝送化に対応するために、BGA(Ball Grid Array)やLGA(Land Grid Array)などのエリアアレイ型の端子を有するパッケージが多く採用されている。エリアアレイ型の半導体パッケージの製造工程には、半導体素子を保護するための樹脂封止工程がある。樹脂封止工程は、ワイヤボンディング接続又はフリップチップ接続を用いて接続された半導体素子を搭載した配線基板(パッケージ基板)を金型で覆い囲む工程と、金型のキャビティへ高温で液状化した封止樹脂を充填する工程と、充填された封止樹脂を硬化し、硬化した樹脂を含む半導体装置(半導体パッケージ)を金型から取り出す工程とが含まれる。金型から半導体装置を取り出す工程において、金型と半導体装置とが粘着してしまうことに起因する生産性の低下を改善するために、様々な検討がなされている。
【0003】
金型から半導体装置を取り出す工程に関する技術が、特許文献1に開示されている。特許文献1の樹脂モールド装置は、キャビティに樹脂を充填して樹脂成形した後、エジェクタピンを突き出してキャビティから成形品を離型しつつ型開きするが、その際に、成形品を金型のパーティング面にエア吸着するエアの吸引手段を設けたことを特徴としている。このような樹脂モールド装置は、自動による樹脂モールド操作を円滑に行うことが可能になるというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2002−166449号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
配線基板(パッケージ基板、実装基板)は、表面に絶縁性を有するソルダーレジスト層が形成されている。ソルダーレジスト層は、配線基板の配線パターンをほこりや湿気など外部の影響から保護するため、及びはんだが不必要な部分へ付着してショートを起こさないために形成されている。更に、ソルダーレジスト層は、熱変形に基づく歪みに耐えられる性能を有する。特に、ソルダーレジスト層が、配線基板(パッケージ基板)と半導体素子との接合部に位置する場合、樹脂封止工程における配線基板(パッケージ基板)と半導体素子との熱変形に基づく歪みに耐えられる性能を有する必要がある。そこで、ソルダーレジストには、内部応力を緩和するエラストマが含まれている。
【0006】
しかし、本願発明者は鋭意検討の結果、封止樹脂の基材自体が封止樹脂と金型との取り外しを困難にしている以外に、ソルダーレジストに含まれるエラストマが樹脂封止工程における熱に基づき軟化するため金型に粘着しやすく、成形した半導体装置を金型から取り出すことを困難にしているという問題点を見出した。
【課題を解決するための手段】
【0007】
以下に、発明を実施するための形態で使用される符号を括弧付きで用いて、課題を解決するための手段を記載する。この符号は、特許請求の範囲の記載と発明を実施するための形態の記載との対応を明らかにするために付加されたものであり、特許請求の範囲に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【0008】
本発明の電子装置は、絶縁層(11)及び絶縁層(11)に設けられた配線(12a、12b)と、絶縁層(11)及び配線(12a、12b)を覆うように形成され、エラストマ(14)の微粒子を含むソルダーレジスト層(13、15)とを具備する。ソルダーレジスト層(13、15)は表面に凹凸を含む。
【0009】
本発明の電子装置の製造方法は、絶縁層(11)と絶縁層の上に形成された配線(12a,12b)とを覆うように、エラストマ(14)の微粒子を含むソルダーレジストを形成する工程と、ソルダーレジスト層上に半導体素子を搭載する工程と、半導体素子を覆うように、ソルダーレジスト層の表面に金型を圧着させる工程と、半導体素子と金型の隙間に樹脂を充填させた後に樹脂を硬化させて、半導体素子を樹脂封止する工程と、樹脂封止する工程の後に、ソルダーレジスト層の表面と樹脂とを金型から取り外す工程とを有する。ソルダーレジスト層を形成する工程において、ソルダーレジスト層の表面に凹凸が形成される。
【0010】
このような電子装置及び電子装置の製造方法は、ソルダーレジスト層(13、15)の表面の凹凸が、樹脂封止工程の金型(41、42)と接触するエラストマ(14)の表面積を小さくすることが出来る。
【発明の効果】
【0011】
本発明の電子装置は、ソルダーレジストが熱をかけても金型と粘着しにくいため、樹脂封止工程における金型からの取り出しを容易にすることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】図1は、本発明の半導体装置1の断面図である。
【図2】図2は、本発明の半導体装置1の樹脂封止工程において、金型41及び金型42が形成するキャビティへ封止樹脂30が充填されたときの断面図である。
【図3】図3は、図1及び図2に示した配線基板10の部分断面図である。
【図4】図4は、図3に示したAの拡大図である。
【図5】図5は、図4に示した配線基板10が、樹脂封止工程において金型41と接していることを示した断面図である。
【図6】図6は、本発明の第1の実施の形態による配線基板10の製造方法を示したフローチャートである。
【図7】図7は、本発明の第2の実施の形態による図1及び図2に示した配線基板10の部分断面図である。
【図8】図8は、図7に示したBの拡大図である。
【図9】図9は、図8に示した配線基板10が、樹脂封止工程において金型41と接していることを示した断面図である。
【図10】図10は、本発明の第2の実施の形態による配線基板10の製造方法を示したフローチャートである。
【図11】図11は、ソルダーレジスト層52を含むフィルム50の部分断面図である。
【図12】図12は、本発明の第3の実施の形態による配線基板10の製造方法を示したフローチャートである。
【図13】図13は、本発明の第3の実施の形態による配線基板10の製造方法を示した断面図である。
【図14】図14は、第4の実施の形態による半導体装置100の断面図である。
【図15】図15は、図14に示した実装基板110の部分拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態による電子装置を説明する。本実施の形態における電子装置は、配線基板(パッケージ基板、実装基板)又は配線基板(パッケージ基板、実装基板)に半導体素子が搭載された半導体装置を表す。
【0014】
(第1の実施の形態)
本発明の第1の実施の形態を説明する。図1は、本発明の半導体装置1の断面図である。図1を参照すると、半導体装置1は、配線基板10と、半導体素子20と、封止樹脂30とを具備する。
【0015】
配線基板10は、エリアアレイ型のパッケージ基板であり、半導体素子20と実装基板(図示省略)とを接続する。半導体素子20は、各種機能を実現する配線が形成されており、配線基板10に接続される。半導体素子20と配線基板10との接続方法は、ワイヤボンディング(図示省略)とフリップチップ接続(図示省略)とのどちらでも良い。封止樹脂30は、半導体素子20を覆い保護する。
【0016】
図2は、本発明の半導体装置1の樹脂封止工程において、金型41及び金型42が形成するキャビティへ封止樹脂30が充填されたときの断面図である。図2を参照して、樹脂封止工程を説明する。金型41及び金型42は、半導体素子20が搭載された配線基板10を覆い囲み、封止樹脂30が充填されるキャビティを形成する。封止樹脂30は、金型41と金型42とが形成するキャビティへ高温の液状態で充填される。尚、封止樹脂30は必ずしも液体となる必要は無く、流動性を有する状態(ゴム状態)となっていればよい。以下では、液状態として説明する。金型41と、金型42とは、150℃〜200℃程度に加熱されており、キャビティ内へ充填された封止樹脂30は硬化する(図2)。硬化した封止樹脂30を含む半導体装置1は、金型41及び金型42から取り出される。半導体装置1を金型41及び金型42から取り出す工程において、金型41及び金型42と配線基板10とが剥がし難くなるという問題がある。しかし、本発明の配線基板10は後述されるように金型41及び金型42と粘着し難くなるため、半導体装置1を容易に取り出すことが出来る。尚、金型41及び金型42と、封止樹脂30とをはがす方法は、周知の技術を用いることが出来る。以下、配線基板10の詳細を説明する。
【0017】
図3は、図1及び図2に示した配線基板10の部分断面図である。図3を参照すると、本発明の第1の実施の形態による配線基板10は、絶縁層11と、配線12aと、配線12bと、配線12cと、ソルダーレジスト層13とを備える。尚、ソルダーレジスト層13を構成するレジスト材料を指す場合は、「ソルダーレジスト層」ではなく「ソルダーレジスト」と記載する。配線基板10は、配線12a又は配線12b上に、更に、絶縁層と配線とをそれぞれ1層以上積層した多層基板に、第1ソルダーレジスト13と第2ソルダーレジスト14とを備えたものでもよい。また、配線基板10は、絶縁層の片面にのみ配線を形成した配線基板に第1ソルダーレジスト13と、第2ソルダーレジスト14とを備えたものでもよい。尚、絶縁層11内に配線12aや12b、12cと異なる配線(図示省略)が形成されていてもよい。また、ソルダーレジスト層13の一部は開口され、配線12a、12bの一部が露出し、電極パッド(図示省略)が形成される。半導体素子20が接続される配線層側電極パッドには、ワイヤがワイヤボンディング接続されたり、はんだボールが接続されてフリップチップ接続されたりする。他方の配線層側の電極パッドには、外部端子となる、例えば、はんだボールが接合される。
【0018】
絶縁層11は、配線12aと配線12b、配線12cとが形成される基材であり、配線12aと配線12b、及び配線12cとの電気伝導を遮る。絶縁層11は、ガラス繊維を編んだ布にエポキシ樹脂を含浸させたガラスエポキシ基板や、ガラス繊維を切り揃えたマット状のものにエポキシ樹脂を含浸させたガラスコンポジット基板など、周知の技術を用いることが出来る。尚、絶縁層11内に配線12aや12bと異なる配線層(図示省略)が形成されていてもよい。また、絶縁層11に表裏を貫通するスルーホールを形成し、配線12aと配線12bとの所定の配線間を接続することもできる。
【0019】
配線12aは、絶縁層11の上に所定のパターンで形成される導線である。配線12bは、配線12aが形成されている面と反対の絶縁層11の上に、所定のパターンで形成される導線である。配線12a及び配線12bの形成方法は、周知の技術を用いることが出来る。配線12a及び配線12bの厚みは、10μm〜35μmが例示される。また、配線12a及び配線12bのパターンは、ソルダーレジスト層13の表面に凹凸を形成することが出来る。ソルダーレジスト層13の表面に凹凸が形成される詳細は後述する。
【0020】
配線12a及び配線12bは、配線12cを含むことが出来る。配線12cは、ソルダーレジスト層13の表面に凹凸を形成するために、配線12a及び配線12bが形成されていない絶縁層11の上へ、配線12a及び配線12bと同じ材料で同様に形成されるダミーの配線である。従って、配線12cは半導体素子20と電気的に接続されていなくてよい。配線12cは、絶縁層11の上にドットやメッシュなどの任意の形状で形成され、厚みは配線12a及び配線12bと同じである。
【0021】
ソルダーレジスト層13の詳細を説明する。図4は、図3に示したAの拡大図である。ソルダーレジスト層13は、絶縁層11、配線12a、配線12b及び配線12cを覆うように形成され、配線12a、配線12b及び配線12cを保護する絶縁膜である。ソルダーレジスト層13は、配線12a、配線12b及び配線12cにおける配線同士の接触を防止すると共に、配線基板10に形成されるはんだが、電気的接続をとる電極パッド以外に付着することに起因するショートを防止する。ソルダーレジスト層13の膜厚は、下限が配線12a、配線12b及び配線12cを覆うことができる膜厚であり、上限が半導体装置1の製造時及び使用時の歪みによりクラックが発生しない膜厚である。ソルダーレジスト層13の膜厚は、25μm〜70μmが例示される。また、ソルダーレジスト層13は、配線12a、12b、12cの一部が露出されるように開口される。開口部には電極パッドが形成され、ワイヤボンディング接続または、はんだボールが接続される。
【0022】
ソルダーレジスト層13は、内部応力を緩和するエラストマ14を含む。エラストマ14は、ソルダーレジスト層13中に、平均粒子径5μm〜15μmで分散しているポリマーである。エラストマ14は、封止樹脂30を硬化させる温度以下(例えば150℃以下)のガラス転移点を有し、ガラス転移点以上の温度で軟化し粘着性が発現する。ソルダーレジスト層13は、配線基板10と半導体素子20との間に位置する部位があるため、樹脂封止工程における配線基板10と半導体素子20との熱変形に基づく歪みに耐えられる性能を有する必要がある。エラストマ14は、この歪による内部応力を緩和し、ソルダーレジスト層13のクラックの発生及び絶縁体11からの剥離を防止する役割を果たす。但し、エラストマ14は、ガラス転移点以上の温度において、軟化するため他の部材と粘着しやすい。従って、ソルダーレジスト層13の表面から露出したエラストマ14は、樹脂封止工程において金型41及び金型42と接触すると剥がれ難くなり、製造効率を低下させる原因となる。尚、ソルダーレジスト層13及びエラストマ14の組成は、周知のソルダーレジスト及びエラストマの組成を用いることが出来る。
【0023】
ソルダーレジスト層13は、表面に凹凸を有する。ソルダーレジスト層13表面の凹の下は、絶縁体11である。ソルダーレジスト層13表面の凸の下は、配線12a、配線12b及び配線12cである。つまり、絶縁体11上において、配線12a、12b、12cが存在する領域と、配線が存在しない領域とで形成される凹凸を反映した凹凸がソルダーレジスト層13の表面に形成されるように、ソルダーレジスト層が形成される。つまり、ソルダーレジストの表面が平坦化されてしまわないように、ソルダーレジストを、絶縁体11上及び配線12a、12b、12c上に塗布する必要がある。このような構造は、例えば、ソルダーレジストの粘性を高めにしたり、ソルダーレジストの塗布量を少なくしたりしてソルダーレジスト層厚を減少させることにより実現できる。ソルダーレジスト層を薄くすると、配線の凹凸の影響が顕著になるため、ソルダーレジスト層13の表面の凹凸は、溝状になる。
【0024】
ソルダーレジスト層13の表面の凹凸は、ソルダーレジスト層13と樹脂封止工程における金型41及び金型42との接触面積を小さくすることが出来る。つまり、ソルダーレジスト層13の表面から露出し、金型41及び金型42との接触するエラストマ14の表面積も小さくすることが出来る。従って、ソルダーレジスト層13は、粘着成分であるエラストマ14を含んでいるが、金型41及び金型42と接触するエラストマ14の表面積が小さいため、金型41及び金型42との粘着力がエラストマ14を含む凹凸のないソルダーレジスト(図示略)よりも弱くなる。即ち、本発明の配線基板10のソルダーレジスト層13は、金型41及び金型42から剥がし易い効果を奏する。
【0025】
図5は、図4に示した配線基板10が、樹脂封止工程において金型41と接していることを示した断面図である。図5を参照すると、ソルダーレジスト層13は、表面の凹状の部位と、金型41とが接触していないことを示している。そして、ソルダーレジスト層13の表面の凹凸は、金型41と接触するエラストマ14の表面積を小さくしている。従って、本発明の配線基板10は、ソルダーレジスト層13と金型41及び金型42とが容易に剥離できるため、半導体装置1の製造効率を向上させることが可能である。尚、ソルダーレジスト層13の凹凸の高さ13aは、5μm以下とすることが好ましい。高さ13aを5μm以下とすることで、樹脂封止工程における液状の封止樹脂30が、ソルダーレジスト層13の凹凸と金型41及び金型42との間から漏れることを防ぐことが出来る(図2参照)。
【0026】
配線12a、12b、12cの配線幅は、エラストマ14の平均粒子径以上であることが好ましい。配線幅がエラストマ14の平均粒子径よりも小さいと、配線上にエラストマ14が存在した場合、配線上に形成されるソルダーレジスト13の凸部にエラストマ14が収まらず、エラストマ14の表面をソルダーレジスト13の樹脂成分である基剤で十分に覆うことができなくなるためである。
【0027】
図6は、本発明の第1の実施の形態による配線基板10の製造方法を示したフローチャートである。図6を参照して、本発明の第1の実施の形態による配線基板10の製造方法を説明する。
【0028】
配線12a及び配線12bは、ガラスエポキシ基板や、ガラスコンポジット基板などの絶縁性を有する絶縁層11の上に形成される。このときソルダーレジスト層13の表面に凹凸を形成するために、配線12a及び配線12bが形成されていない部位へ配線12cも同時に形成される。配線12a、配線12b及び配線12cの形成方法は、エッチングなどの周知の配線パターンの形成技術を利用することができる(ステップS01)。
【0029】
エラストマ14を含むソルダーレジスト層13は、絶縁層11、配線12a、配線12b及び配線12cの上に、表面が平らになるように塗布される。塗布方法は、スプレー法、スクリーン印刷法、ローラーコート法、カーテンコータ法が例示される。ソルダーレジスト層13は、硬化後の膜厚が25μm〜70μmになる膜厚で塗布される。尚、塗布回数は1回でも、複数回に分けて塗布してもよい。塗布されたソルダーレジスト層13は、熱処理によってプリベークさせられる。プリベーク方法は、温度60℃〜100℃の範囲において、10分〜30分間行う方法が例示される(ステップS02)。
【0030】
ソルダーレジスト層13は、ソルダーレジスト層13のレジストパターンに基づくマスクを介して、露光される。露光は、例えば紫外線を含む光により行われる。ソルダーレジスト層13は、所定のレジストパターンに基づいて、描画されるようにレーザーで露光される(ステップS03)。尚、ソルダーレジスト層13は、露光されると現像液に対する溶解性が低下して現像後に露光部分が残るネガ型と、露光されると現像液に対する溶解性が増大して露光部が除去されるポジ型とのどちらでも良い。
【0031】
露光されたソルダーレジスト層13は、現像液によって不要な部分が除去される(ステップS04)。
【0032】
ソルダーレジスト層13は、更に加熱及び紫外線照射により硬化する。加熱方法は、100℃〜200℃において30分〜60分間行う方法が例示される。尚、ソルダーレジスト材料によっては、加熱のみ、紫外線照射のみ、又は加熱と紫外線照射を組み合わせることでソルダーレジスト層13の硬化が行われる。加熱と紫外線照射を組み合わせた方法では、例えば、加熱により硬化させた後、更に紫外線を照射する。これにより、加熱によりソルダーレジストに未硬化部分が残ったとしても、引き続く紫外線照射により、ソルダーレジストを完全に硬化させることができる。配線12a、配線12b及び配線12cが形成されている部位へ塗布されたソルダーレジスト層13と、絶縁体11の上に塗布されたソルダーレジスト層13とは、ステップS02の塗装後の表面は平らであるが膜厚が異なるため、組成中の溶媒の揮発及び樹脂の硬化収縮に基づいて硬化後の膜厚が異なる。従って、ソルダーレジスト層13は、硬化の過程において表面に凹凸が形成される。ソルダーレジスト層13の凹の下は絶縁層11が含まれ、凸の下は配線12a、配線12b及び配線12cが形成されている(ステップS05)。
【0033】
図6のフローチャートに従って製造された配線基板10が、半導体装置1となる製造工程を、図2を参照して説明する。図6のフローチャートにより形成された配線基板10のソルダーレジスト層13の上に半導体素子20が搭載される。半導体素子20は、配線基板とワイヤボンディング接続又はフリップチップ接続を用いて接続される。金型41及び金型42は、半導体素子20が搭載された配線基板10を覆い囲み、封止樹脂30が充填されるキャビティを形成する。このとき、図2のように、金型41及び金型42は、ソルダーレジスト層13の表面に圧着される。封止樹脂30は、金型41と金型42とが形成するキャビティへ高温の流動体状態で充填される。金型41と、金型42とは、150℃〜200℃程度に加熱されており、キャビティ内へ充填された封止樹脂30は硬化する(図2)。硬化した封止樹脂30を含む半導体装置1は、金型41及び金型42から取り出される。半導体装置1を金型41及び金型42から取り出す工程において、本発明では、配線基板10のソルダーレジスト層13が金型41及び金型42と粘着し難いため、半導体装置1は容易に取り出すことが出来る。以上説明した、配線基板10から半導体素子を搭載し、金型を圧着させて、樹脂を充填した後に樹脂を硬化させて、金型から配線基板10を取り出す工程は、次に述べる第2の実施の形態、第3の実施の形態でも同様である。
【0034】
本発明の第1の実施の形態による配線基板10は、ソルダーレジスト層13が表面に凹凸を有するため、樹脂封止工程における金型41及び金型42と接触するエラストマ14の表面積を小さくすることが出来る。配線基板10と金型41及び金型42との粘着力は、表面に凹凸を有していないソルダーレジストよりも弱く、樹脂封止工程後に半導体装置1を金型41及び金型42から容易に取り出すことが出来る。従って、本発明の配線基板10は、金型41及び金型42からの引き剥がしに時間を掛けずに済み、更に金型41及び金型42に粘着するエラストマ14が少なく金型41及び金型42の清掃に時間が掛からないため、半導体装置1の製造効率を向上させることが出来る。そして、配線基板10は、金型41及び金型42に汚れが付着しにくい為、金型41及び金型42から配線基板50への汚れの転写を防ぐことができ、配線基板50とはんだボールとが未着する組立て不具合を防止することも出来る。また、本発明の配線基板10は、金型41及び金型42から容易に剥がれるため、剥がすときの静電気の発生を防ぎ、半導体装置1(半導体素子20)の機能不良を防止する効果を奏する。
【0035】
(第2の実施の形態)
本発明の第2の実施の形態を説明する。本発明の第2の実施の形態では、ソルダーレジスト層15の表面に意図的に凹凸を形成する工程が追加される。それ以外の構成は第1の実施の形態と同じであるため、同じ構成部位には同じ符号を用いて示し、重複する説明を省略する。
【0036】
図7は、本発明の第2の実施の形態による図1及び図2に示した配線基板10の部分断面図である。図7を参照すると、本発明の第2の実施の形態による配線基板10は、絶縁層11と、配線12aと、配線12bと、ソルダーレジスト層15とを備える。絶縁層11と、配線12aと、配線12bとは、第1の実施の形態と同様である。尚、第1の実施の形態と同じく、ダミー配線12cを絶縁層11上に形成してもかまわない。
【0037】
ソルダーレジスト層15の詳細を説明する。図8は、図7に示したBの拡大図である。ソルダーレジスト層15は、エラストマ14を含む。ソルダーレジスト層15は、表面の形状が第1の実施の形態のソルダーレジスト層13と異なるが、それ以外はソルダーレジスト層13と同様である。従って、ソルダーレジスト層15の組成は、ソルダーレジスト層13と同じ組成でよく、周知のソルダーレジストの組成を用いることが出来る。
【0038】
ソルダーレジスト層15は、表面に凹凸を有する。ソルダーレジスト層15の表面の凹凸は、ソルダーレジスト層13の表面の凹凸と同様の効果を奏する。即ち、ソルダーレジスト層15の表面の凹凸は、ソルダーレジスト層15と樹脂封止工程における金型41及び金型42との接触面積を小さくすることが出来る。そして、ソルダーレジスト層15の表面の凹凸は、ソルダーレジスト層15の表面から露出して金型41及び金型42との接触するエラストマ14の表面積を小さくすることが出来る。従って、ソルダーレジスト層15は、粘着成分であるエラストマ14を含んでいるが、金型41及び金型42と接触するエラストマ14の表面積が小さいため、金型41及び金型42との粘着力がエラストマ14を含む凹凸のないソルダーレジスト(図示略)よりも弱くなる。即ち、本発明の配線基板10のソルダーレジスト層15は、第1の実施の形態のソルダーレジスト層13と同様に、金型41及び金型42から剥がし易い効果を奏する。
【0039】
ソルダーレジスト層15の表面の凹凸の高さ15aは、5μm以下であることが好ましい。高さ15aが5μm以下であると、樹脂封止工程における流動体状の封止樹脂30が、ソルダーレジスト層15表面の凹凸と金型41及び金型42との間から漏れることを防ぐことが出来る(図2参照)。ソルダーレジスト層15の表面の凹凸は、ソルダーレジスト層15が硬化した後に、レーザーや砥粒を用いて形成することが出来る。レーザーを用いて形成する方法は、ソルダーレジスト層15の表面の一つ一つの凹凸の間隔及び大きさを、第1の実施の形態のソルダーレジスト層13の凹凸よりも、詳細に調整することが出来るため好ましい。砥粒を用いて形成する方法には、砥粒を含む研磨剤で表面に凹凸を形成する方法が例示される。尚、ソルダーレジスト層15の表面に凹凸が形成出来ればよく、形成方法をレーザー及び砥粒に限定するものではない。
【0040】
図9は、図8に示した配線基板10が、樹脂封止工程において金型41と接していることを示した断面図である。図9を参照すると、ソルダーレジスト層15は、表面の凹状の部位と、金型41とが接触していないことを示している。そして、ソルダーレジスト層15の表面の凹凸は、金型41と接触するエラストマ14の表面積を小さくする。従って、本発明の第2の実施の形態による配線基板10は、第1の実施の形態と同様に、ソルダーレジスト層15と金型41及び金型42とが容易に剥離できるため、半導体装置1の製造効率を向上させることが出来る。
【0041】
図10は、本発明の第2の実施の形態による配線基板10の製造方法を示したフローチャートである。図10を参照して、本発明の第2の実施の形態による配線基板10の製造方法を説明する。
【0042】
配線12a及び配線12bは、ガラスエポキシ基板や、ガラスコンポジット基板などの絶縁性を有する絶縁層11の上に形成される。配線12a及び配線12bの形成方法は、エッチングなどの周知の配線パターンの形成技術を利用することができる(ステップS10)。
【0043】
エラストマ14を含むソルダーレジスト層15は、絶縁層11、配線12a及び配線12bの上に、表面が平らになるように塗布されてもよい。塗布方法は、スプレー法、スクリーン法、ローラーコート法、カーテンコータ法が例示される。ソルダーレジスト層15は、硬化後の膜厚が25μm〜70μmになる膜厚で塗布される。塗布されたソルダーレジスト層15は、熱処理によって乾燥させられる。乾燥方法は、温度60℃〜100℃の範囲において、10分〜30分間行う方法が例示される(ステップS11)。
【0044】
ソルダーレジスト層15は、マスクを介した紫外線を含む光により、又はレーザーで描画されるように、レジストパターンに基づいて露光される。(ステップS12)。尚、ソルダーレジスト層15は、ネガ型とポジ型とのどちらでも良い。
【0045】
露光されたソルダーレジスト層15は、現像液によって不要な部分が除去される(ステップS13)。これにより、フリップチップ接続またはボンディングワイヤ接続される、配線12a、12bの一部からなる電極パッドが形成される。
【0046】
ソルダーレジスト層15は、更に加熱又は紫外線照射の少なくとも何れかを行うことにより硬化する。加熱方法は、100℃〜200℃において30分〜60分間行う方法が例示される(ステップS14)。
【0047】
硬化したソルダーレジスト層15は、レーザー照射又は砥粒によって、高さ15aが5μm以下の凹凸が形成される(ステップS15)。
【0048】
図10のフローチャートに従って製造された配線基板10が、半導体装置1となる製造工程は、第1の実施の形態と同様であるため説明を省略する。
【0049】
本発明の第2の実施の形態による配線基板10は、ソルダーレジスト層15が表面に凹凸を有するため、樹脂封止工程における金型41及び金型42と接触するエラストマ14の表面積を小さくすることが出来る。従って、本発明の第2の実施の形態の配線基板10は、第1の実施の形態と同様の効果を奏する。更に、本発明の第2の実施の形態の配線基板10は、レーザーを用いることでソルダーレジスト層15の表面の一つ一つの凹凸の間隔及び大きさを、第1の実施の形態のソルダーレジスト層13の凹凸よりも、詳細に調整することが出来る。尚、本発明は、第1の実施の形態と第2の実施の形態を組み合わせることも可能である。即ち、第1の実施の形態の配線基板10は、第2の実施の形態による表面に凹凸を形成する工程によって、更に表面に凹凸を形成してもよい。
【0050】
(第3の実施の形態)
第3の実施の形態を説明する。本発明の第3の実施の形態は、第2の実施の形態のソルダーレジスト層15をドライフィルムのソルダーレジストに変更したものである。従って、第2の実施の形態と同じ構成には同じ符号を用いて、重複する説明を省略する。
【0051】
図11は、ソルダーレジスト層52を含むフィルム50の部分断面図である。フィルム50は、絶縁層11と絶縁層11に設けられた配線12a及び配線12bとを、ドライフィルムのソルダーレジスト層52で覆うために使用される。図11を参照すると、フィルム50は、支持フィルム51と、ソルダーレジスト層52とを含む。
【0052】
支持フィルム51は、ソルダーレジスト層52と粘着し、ソルダーレジスト層52を支持する。支持フィルム51は、ソルダーレジスト層52と粘着する面に凹凸を有する。支持フィルム51が凹凸を有していることで、ソルダーレジスト層52も支持フィルム51と粘着している面にも、支持フィルム51の凹凸に対応する形状が転写される。支持フィルム51は、ソルダーレジスト層52が絶縁層11、配線12a及び配線12bを覆うように接着された後、ソルダーレジスト層52から剥離される。尚、支持フィルム51は、ドライフィルムタイプのソルダーレジスト層52を支持する機能を備えた周知の材料を用いることが出来る。
【0053】
ソルダーレジスト層52は、絶縁層11、配線12a及び配線12bを覆うように接着され、それらを保護する。ソルダーレジスト層52は、第2の実施の形態のソルダーレジスト層15と異なり、絶縁層11、配線12a及び配線12bを覆うように接着された後の乾燥工程が不要であるが、完全硬化した後の性能はソルダーレジスト層15と同じである。従って、ソルダーレジスト層52の硬化後の組成は、ソルダーレジスト層15と同様であり、エラストマ14を含んでいる。
【0054】
ソルダーレジスト層52は、支持フィルム51の凹凸に対応した凹凸を有する。ソルダーレジスト層52の凹凸は、絶縁層11、配線12a及び配線12bへ接着されたとき、表面に位置する。ソルダーレジスト層52の表面の凹凸は、ソルダーレジスト層15の凹凸と同様の効果を奏することが出来る。即ち、ソルダーレジスト層52の表面の凹凸は、ソルダーレジスト層52と樹脂封止工程における金型41及び金型42との接触面積を小さくし、ソルダーレジスト層52の表面から露出して金型41及び金型42との接触するエラストマ14の表面積を小さくすることが出来る。ソルダーレジスト層52の凹凸は、ソルダーレジスト層15の凹凸と同様に、高さ52aは5μm以下であることが好ましい。
【0055】
また、フィルム50は、ソルダーレジスト層52の凹凸が形成されていない面(支持フィルム51と接着していない面)に、表面を保護する保護フィルムを有していてもよい。
【0056】
図12は、本発明の第3の実施の形態による配線基板10の製造方法を示したフローチャートである。図13は、本発明の第3の実施の形態による配線基板10の製造方法を示した断面図である。図12及び図13を参照して、本発明の第3の実施の形態による配線基板10の製造方法を説明する。
【0057】
配線12a及び配線12bは、ガラスエポキシ基板や、ガラスコンポジット基板などの絶縁性を有する絶縁層11の上に形成される。配線12a及び配線12bの形成方法は、エッチングなどの周知の配線パターンの形成技術を利用することができる(ステップS20)。
【0058】
支持フィルム51に支持されたソルダーレジスト層52を含むフィルム50は、支持フィルム51を表にして、絶縁層11及び絶縁層11に設けられた配線12a及び配線12bを覆うように張り付けられる(接着させられる)。ソルダーレジスト層52は、エラストマ14の微粒子を含んでいる。接着方法は、熱圧着など周知の方法を用いることが出来る(ステップS21、図13の(a))。
【0059】
ソルダーレジスト層52を含むフィルム50は、マスクを介した紫外線を含む光により、又はレーザーで描画されるように、ソルダーレジスト層52のレジストパターンに基づいて露光される(ステップS22)。尚、ソルダーレジスト層52は、ネガ型とポジ型とのどちらでも良い。
【0060】
支持フィルム51は、ソルダーレジスト層52から剥離される。支持フィルム51と接していたソルダーレジスト層52の表面には、凹凸が形成されている(ステップS23、図13の(b))。
【0061】
露光されたソルダーレジスト層52は、現像液によって現像され、不要な部分が除去される(ステップS24)。この結果、配線12a、12bの一部が露出し、電極パッドが形成される。
【0062】
ソルダーレジスト層52は、更に加熱又は紫外線照射の少なくとも何れかを行うことにより硬化する。加熱方法は、100℃〜200℃において30分〜60分間行う方法が例示される(ステップS25)。
【0063】
図12のフローチャートに従って製造された配線基板10が、半導体装置1となる製造工程は、第1及び第2の実施の形態と同様であるため説明を省略する。
【0064】
尚、本発明の第1から第3の実施の形態による配線基板10を用いて半導体装置1は製造される。本明細書において半導体装置1の樹脂封止工程を説明したが、半導導体装置1の製造に係るその他の工程については当業者に周知の方法を用いることが出来る。
【0065】
(第4の実施の形態)
本発明の第1から第3の実施の形態による配線基板10は、実装基板に適用することも可能である。図14は、第4の実施の形態による半導体装置100の断面図である。図14を参照すると、半導体装置100は、実装基板110と、半導体パッケージ120とを具備する。
【0066】
図15は、図14に示した実装基板110の部分拡大図である。図15を参照すると、実装基板110は、絶縁層111と、配線112と、ソルダーレジスト層113とを備える。実装基板110の各構成は、配線基板10と同様である。つまり、絶縁層111は絶縁層11と同様であり、配線112は配線12a及び配線12bと同様であり、ソルダーレジスト層113はソルダーレジスト層13又はソルダーレジスト層15又はソルダーレジスト層52と同様である。
【0067】
図14を参照して、半導体パッケージ120は、周知の方法で製造された半導体パッケージであり、本発明の第1から第3の実施の形態の半導体装置1が例示される。また、半導体装置100の製造方法は、当業者に周知の方法を用いることが出来る。このように、本発明の電子装置は、配線基板(パッケージ基板、実装基板)と配線基板(パッケージ基板、実装基板)に半導体素子が搭載された半導体装置に適用することが出来る。
【0068】
(各実施の形態の組み合わせ)
以上、第1の実施の形態から第4の実施の形態まで説明してきたが、第1の実施の形態によるソルダーレジスト層の表面に凹凸を形成する構造及び方法を、第2の実施の形態のソルダーレジスト層の表面に凹凸を形成する構造及び方法と組み合わせることも可能である。組み合わせを行うことにより、更にソルダーレジスト層の表面の凹凸を大きくすることが可能であり、ソルダーレジスト層の表面と金型が粘着しにくくなり、樹脂封止工程における金型からの取り出しを更に容易にすることができる。また、第1の実施の形態による配線の有無による凹凸によりソルダーレジスト層の表面に凹凸を形成する構造及び方法を、第3の実施の形態であるドライフィルムタイプのソルダーレジストを用いる構造及び方法に適用することも可能である。例えば、配線およびダミー配線を絶縁層上に複数形成し、その上に第3の実施の形態に記載された表面に凹凸が形成されたドライフィルムタイプのソルダーレジストを張り付けることで、ソルダーレジストの表面には、第1の実施の形態による凹凸に加え、第3の実施の形態における凹凸が形成されることになる。そのため、組み合わせることにより、更にソルダーレジスト層の表面と金型が粘着しにくくなり、樹脂封止工程における金型からの取り出しを更に容易にすることができる。更に、第2の実施の形態における、表面に凹凸が形成されたドライフィルムタイプのソルダーレジストを絶縁層と配線との上に張り付けた後に、ソルダーレジストを硬化させ、引き続き第3の実施の形態である、硬化したソルダーレジストに更に凹凸を形成することも可能である。ソルダーレジスト表面に更に凹凸が形成される為、ソルダーレジスト層と金型との粘着を抑制することができる。また、第1の実施の形態と第2の実施の形態と、第3の実施の形態を組み合わせてもよい。この場合も、ソルダーレジスト表面に更に凹凸が形成される為、ソルダーレジスト層と金型との粘着を抑制することができる。
【符号の説明】
【0069】
1 半導体装置
10 配線基板
11 絶縁層
12a 配線
12b 配線
12c 配線
13 ソルダーレジスト層
13a 高さ
14 エラストマ
15 ソルダーレジスト層
15a 高さ
20 半導体素子
30 封止樹脂
41 金型
42 金型
50 フィルム
51 支持フィルム
52 ソルダーレジスト層
52a 高さ
100 半導体装置
110 実装基板
111 絶縁層
112 配線
113 ソルダーレジスト層
120 半導体パッケージ

【特許請求の範囲】
【請求項1】
絶縁層と、
前記絶縁層の上に形成された配線と、
前記絶縁層と前記配線とを覆うように形成され、エラストマの微粒子を含むソルダーレジスト層と
を有し、
前記ソルダーレジスト層は、表面に凹凸が形成されていることを特徴とする電子装置。
【請求項2】
前記ソルダーレジスト層の凹凸は、溝状であることを特徴とする請求項1に記載の電子装置。
【請求項3】
前記絶縁層上には前記配線が存在する領域と前記配線が存在しない領域とを有し、
前記ソルダーレジスト層の表面は、前記配線が存在する領域と前記配線が存在しない領域との間の段差に応じた凹凸が形成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の電子装置。
【請求項4】
前記配線は、配線幅が前記エラストマの微粒子の平均粒子径以上であることを特徴とする請求項3に記載の電子装置。
【請求項5】
前記配線は、電気的に孤立したダミー配線を含むことを特徴とする請求項3又は4に記載の電子装置。
【請求項6】
前記ソルダーレジスト層上に半導体素子が搭載される請求項1乃至5の何れか一項に記載の電子装置。
【請求項7】
絶縁層と、前記絶縁層の上に形成された配線とを覆うように、エラストマの微粒子を含むソルダーレジスト層を形成する工程と、
前記ソルダーレジスト層上に半導体素子を搭載する工程と、
前記半導体素子を覆うように、前記ソルダーレジスト層の表面に金型を圧着させる工程と、
前記半導体素子と前記金型の隙間に樹脂を充填させた後に樹脂を硬化させて、前記半導体素子を樹脂封止する工程と、
前記樹脂封止する工程の後に、前記ソルダーレジスト層の表面と前記樹脂とを前記金型から取り外す工程と
を有し、
前記ソルダーレジスト層を形成する工程により、前記ソルダーレジスト層の表面に凹凸が形成されることを特徴とする電子装置の製造方法。
【請求項8】
前記ソルダーレジスト層の表面には、溝状の凹凸が形成されていることを特徴とする請求項7に記載の電子装置の製造方法。
【請求項9】
前記ソルダーレジスト層を形成する工程は、
前記エラストマの微粒子を含むソルダーレジストを、前記絶縁層と前記配線との上に塗布する工程と、
前記ソルダーレジストを硬化させる工程と、
硬化した前記ソルダーレジストの表面に凹凸を形成する工程と
を有することを特徴とする請求項7に記載の電子装置の製造方法。
【請求項10】
前記硬化した前記ソルダーレジストの表面に凹凸を形成する工程は、レーザー照射により形成することを特徴とする請求項9に記載の電子装置の製造方法。
【請求項11】
前記硬化した前記ソルダーレジストの表面に凹凸を形成する工程は、砥粒を含む研磨剤で形成されることを特徴とする請求項9に記載の電子装置の製造方法。
【請求項12】
前記ソルダーレジスト層を形成する工程は、
前記絶縁層と前記配線との上に、前記エラストマの微粒子を含むソルダーレジストを形成する工程と、
前記ソルダーレジストを硬化させる工程と
を有し、
前記エラストマの微粒子を含むソルダーレジストを形成する工程は、前記絶縁層上の前記配線の存在する領域と、前記配線の存在しない領域とにより形成される凹凸に応じて、前記ソルダーレジストの表面に凹凸が形成されるように、前記ソルダーレジストを形成することを特徴とする請求項7又は8に記載の電子装置の製造方法。
【請求項13】
前記エラストマの微粒子を含むソルダーレジストを形成する工程は、前記絶縁層上の前記配線の存在する領域と、前記配線の存在しない領域とにより形成される凹凸に応じて、前記ソルダーレジストの表面に凹凸が形成することができる、前記ソルダーレジストの層厚を塗布することを特徴とする請求項12に記載の電子装置の製造方法。
【請求項14】
前記ソルダーレジスト層を形成する工程は、
前記絶縁層と前記配線との上に、前記エラストマの微粒子を含むソルダーレジストを形成する工程と、
前記ソルダーレジストを硬化させる工程と
を有し、
前記エラストマの微粒子を含むソルダーレジストを形成する工程は、前記ソルダーレジストの表面に凹凸が形成された状態で、前記絶縁層と前記配線とを覆うように、凹凸が表になるように張り付けることで形成されることを特徴とする請求項7又は8に記載の電子装置の製造方法。
【請求項15】
前記ソルダーレジストはドライフィルムタイプのソルダーレジストであって、
前記エラストマの微粒子を含むソルダーレジストを形成する工程は、
支持フィルムに粘着している前記ソルダーレジストを、前記絶縁層と前記配線とを覆うように、前記支持フィルムを表にして張り付ける工程と、
前記張り付ける工程後に、前記ソルダーレジストから前記支持フィルムを剥離する工程と
を有し、
前記支持フィルムの前記ソルダーレジストと粘着する面には凹凸が形成されており、前記ソルダーレジストの表面には、前記支持フィルムの凹凸に対応する凹凸が形成されていることを特徴とする請求項14に記載の電子装置の製造方法。
【請求項16】
前記ソルダーレジスト層を形成する工程の前に、前記配線が上に形成された前記絶縁層を用意する工程を有することを特徴とする請求項7乃至15の何れか一項に記載の電子装置の製造方法。
【請求項17】
前記ソルダーレジスト層を形成する工程の前に、前記絶縁層の上に前記配線を形成する工程を有することを特徴とする請求項7乃至15の何れか一項に記載の電子装置の製造方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図11】
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【図12】
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【図13】
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【図14】
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【図15】
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【公開番号】特開2011−60892(P2011−60892A)
【公開日】平成23年3月24日(2011.3.24)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−207033(P2009−207033)
【出願日】平成21年9月8日(2009.9.8)
【出願人】(302062931)ルネサスエレクトロニクス株式会社 (8,021)
【Fターム(参考)】