專利名稱：元件搭載用襯底、半導(dǎo)體模塊及便攜設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種元件搭載用襯底、半導(dǎo)體模塊及便攜設(shè)備。
背景技術(shù)：
以往，例如專利文獻(xiàn)1中公開有如下印刷線路板的制造方法，在具有微 細(xì)焊盤的高密度的印刷線路板上，在窄節(jié)距的焊接用焊盤間形成抗焊料劑。
圖15表示專利文獻(xiàn)1中公開的印刷線路板500的剖面圖。在銅層疊板51 上形成有焊接用焊盤52及通孔用焊盤55。在銅層疊板51上的焊接用焊盤52 間形成有抗焊料劑53以使焊接用焊盤52上具有開口部。在焊接用焊盤52上 形成有焊錫敷膜54作為焊接層。
專利文獻(xiàn)l:特開平7-74453號(hào)公報(bào)
在該印刷線路板500上，焊錫敷膜54的表面比抗焊料劑53的表面高， 從抗焊料劑53表面突出。這樣突出的焊錫敷膜54妨礙印刷線路板500的表 面的平坦性，因此，在使用印刷線路板500的以下列舉的工序中存在印刷線 路板500的操作性不良的問(wèn)題。
(1 )在由真空抓器(機(jī)器人的臂)真空吸附才^印刷線路板500的工序 中，焊錫敷膜54的突起因真空抓器的吸附口好印刷線路板50的表面之間產(chǎn) 生空隙而妨礙真空吸附。由此，印刷線路板500的運(yùn)送產(chǎn)生錯(cuò)誤。
(2 )在有V槽截?cái)鄻?gòu)造的固定部件襯底固定印刷線路板500的邊緣的工 序中，設(shè)于固定部件和印刷線路板500的邊緣的焊錫敷膜54的突起接觸。由 此，印刷線路板500以傾斜的狀態(tài)固定，妨礙在正常的位置固定。
(3) 在捆扎印刷線路板500的工序中，由于焊錫敷膜54有突起，從而 在將多個(gè)印刷線路板500重疊捆扎時(shí)產(chǎn)生不穩(wěn)定，進(jìn)而導(dǎo)致體積不必要的增 大。
(4) 在印刷線路板500的表面粘貼保護(hù)表面的輔助板的工序中，焊錫敷 膜54的突起妨礙輔助板的粘貼。
另外，在(1 ) (4)的工序中，由于與其他接觸的焊錫敷膜54被擴(kuò)孔
(免〈、、tU及有異物付著，因此，連接可靠性降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是鑒于所述問(wèn)題而提出的，其目的在于，提供一種可提高操作 性同時(shí)可確保連接可靠性的元件搭載用襯底。
本發(fā)明 一方面提供一種元件搭載用襯底，該元件^^載用襯底的特征在于
,具備設(shè)于襯底上的焊盤電極；按照在焊盤電極的上面部的至少局部具有 開口的方式覆蓋基材的絕緣層；設(shè)于焊盤電極上的所述開口部?jī)?nèi)的焊接層， 焊接層的表面比開口部的上端低。
即，由于焊接層的表面比開口部的上端低，故焊接層未從構(gòu)成元件搭載 用襯底的絕緣層突出。由此，可確保元件搭載用襯底表面的平坦性，且可提 高使用了該元件搭載用襯底后的工序(電路元件的安裝等)的操作性。另外 ，由于焊接層未從絕緣層的表面突出，故可降低與其他接觸的可能性，且可 最佳地保護(hù)焊接層。由此，可確保連接可靠性。另外，由于與目前相比，可 減'J、焊接層的體積，故可實(shí)現(xiàn)構(gòu)成焊接層的材料的成本的削減。
在上述方式中，在成為搭載對(duì)象的電路元件上對(duì)應(yīng)焊接層形成的焊錫球 的曲率半徑為r，開口部的半徑為a，且r小于a時(shí)，絕緣層的厚度和焊接層 的厚度之差d也可以滿足d《r- (r2_a2) 1/2的關(guān)系。另外，也可以在焊盤電 極的表面設(shè)置鍍鎳金層。
本發(fā)明的其它方式提供一種元件搭載用襯底，該元件搭載用襯底的特征 在于，具備設(shè)于襯底上的焊盤電極、覆蓋襯底以在焊盤電極的上面部的至 少局部具有開口部的絕緣層、設(shè)于焊盤電極上的開口部?jī)?nèi)的焊接層，開口部 的側(cè)面在焊接層的方向凸?fàn)顝澢?br> 在上述方式中，也可以使開口部的半徑隨著成為上部而增大。另外，也 可以使焊接層的表面比開口部的上端低。另外，絕緣層的側(cè)面最下部的接線 和焊接層的表面構(gòu)成的角比焊盤電極上的焊接層的接觸角大。另外，也可以 在焊盤電極的表面設(shè)置鍍鎳金層。
本發(fā)明的再其它方式提供一種半導(dǎo)體模塊，該半導(dǎo)體模塊的特征在于， 具備上述任一方式的元件搭載用襯底和設(shè)有焊料塊的電路元件，將上述焊接 層和焊料塊接合。
本發(fā)明的其它方式提供一種便攜設(shè)備，該便攜設(shè)備的特征在于，具備上
述的半導(dǎo)體模塊。
根據(jù)本發(fā)明的元件搭載用襯底，可提高操作性，同時(shí)可確保連接可靠性


圖1是本發(fā)明第一實(shí)施例的元件搭載用襯底的剖面圖2是將第一實(shí)施例的元件搭載用襯底的局部放大后的放大圖； 圖3 (A)及圖3 (B)是表示第一實(shí)施例的元件搭載用襯底的制造工序 的剖面圖4 (A)及圖4 (B)是表示第一實(shí)施例的元件搭載用襯底的制造工序 的剖面圖5 (A)是表示元件搭載用襯底具有的抗焊料劑層的側(cè)面形狀的圖。圖
5(B)是表示用于焊料塊的焊錫的接觸角的圖6 ( A)及圖6 (B)分別是表示將Sn-Ag-Cu系焊錫在進(jìn)行了 Ni-Au表
面處理了的Cu襯底及Cu表面襯底上，在大氣氣體介質(zhì)中以250。C加熱30秒
使其熔融，且其空冷后的焊錫形狀的圖7是表示應(yīng)用于LSI芯片安裝的焊料塊的厚度的圖8是本發(fā)明第二實(shí)施例的元件搭載用襯底的剖面圖9是將第二實(shí)施例的元件搭載用襯底的局部放大后的放大圖10 (A) (E)是表示第二實(shí)施例的元件搭載用襯底的制造工序的剖
面圖11 (A) ~ (D)是表示第二實(shí)施例的元件搭載用襯底的制造工序的剖 面圖12 (A) (C)是表示第二實(shí)施例的元件搭載用襯底的制造工序的剖 面圖13 (A) (B)是表示第二實(shí)施例的元件搭載用襯底的制造工序的剖面
圖14是表示在第三實(shí)施例的元件搭載用襯底上安裝了 LSI芯片的半導(dǎo)體 模塊的構(gòu)造的剖面圖15是現(xiàn)有的元件搭載用襯底的剖面圖。 才示i己i兌明
1 基材 4焊盤電極
6抗焊料劑層 7焊料塊100 元件搭載用襯底
具體實(shí)施例方式
(第一實(shí)施例)
下面，參照?qǐng)D1及圖2說(shuō)明將本發(fā)明的元件^^載用襯底具體化后的第一實(shí)施例。
首先，參照?qǐng)D1,對(duì)本實(shí)施例的元件搭載用襯底100的構(gòu)造做詳細(xì)說(shuō)明。 圖1表示元件搭載用襯底100的剖面圖，在襯底1上設(shè)有配線部2。在基材1 的表面設(shè)有以銅(Cu)為材料的配線圖案3及焊盤電極4。焊盤電極4與配 線部2電連接。配線板10由以上的基材1、配線部2、配線圖案3、及焊盤電 極4構(gòu)成。
在配線板10的表面覆蓋有抗焊料劑層6。在與抗焊料劑層6的焊盤電極 4的上表面對(duì)應(yīng)的部分設(shè)有開口部5。抗焊料劑層6作為配線部2及配線圖案 3的保護(hù)膜起作用?？购噶蟿?由環(huán)氧樹脂等熱硬性樹脂構(gòu)成。
另外，也可以向抗焊料劑層6中添加Si02等填料。在焊盤電極4上設(shè)有 由錫(Sn) _銀(Ag) _銅(Cu)系的焊錫等焊料材構(gòu)成的焊料塊7。
圖2表示圖1中的區(qū)域8的放大圖。在本實(shí)施例中，按照使焊料塊7的 表面比開口部5的上端低的方式形成焊料塊7。另夕卜，抗焊料劑層6的開口部 5的側(cè)面為在焊料塊7的方向具有凸?fàn)畹膹澢鷺?gòu)造。具體而言，焊料塊7的底 面部的直徑7a約為lOOiam,開口部5的側(cè)面的直徑最小的部分5b約為80 jam。抗焊料劑層6的距焊盤電極4表面的高度6a約為25 nm,從焊料塊7 的頂點(diǎn)部到抗焊料劑層6的表面的高度6b約為8 ju m。
其次，參照?qǐng)D3及圖4說(shuō)明圖2所示的區(qū)域8的制造工序。
工序A(參照?qǐng)D3(A)):抗焊料劑使用感光性樹脂，在襯底前面粘貼(疊 層)薄膜狀的抗焊料劑層6后，使成為開口部5的部位以外感光。然后，使 用例如炭酸鈉水溶液進(jìn)行顯影，只是除去未感光的未曝光部的光致抗蝕劑， 形成開口部5。其次，通過(guò)加熱處理進(jìn)行硬化。對(duì)襯底照射的光源最好使用波 長(zhǎng)365nm的紫外線，通過(guò)^f吏用該光源進(jìn)行曝光，形成具有倒錐的截面形狀5z 的開口部5。
工序B (參照?qǐng)D3 (B)):在襯底表面沿箭頭位置吹付以鋁粒子為磨粒的 懸濁液。通過(guò)進(jìn)行該處理，切削倒錐狀5z的開口部5的錐部，形成開口部5
的側(cè)面使其具有彎曲(凸部5b、凹部5a及5c)的形狀。
工序C (參照?qǐng)D4 (A)):在抗焊料劑層6的表面，以在對(duì)應(yīng)于開口部5 的部分具有開口部的金屬板30為掩模，將混合焊錫粒子和焊劑而形成的焊錫 膏利用網(wǎng)印法充填到開口部5。焊錫粒子例如使用錫(Sn)、銀(Ag)、銅(Cu) 等合金焊劑例如使用以松香為主成份的材料。
工序D (參照?qǐng)D4 (B )):通過(guò)將襯底加熱到焊錫熔點(diǎn)，使焊錫粒子溶解， 形成焊料塊7。溶解后的焊錫粒子進(jìn)入抗焊料劑層6彎曲后的開口部5的凹部 5a內(nèi)。在此，通過(guò)將焊劑含量設(shè)為比通常使用的10重量％多，可減少同體積 的焊錫膏內(nèi)含有的焊錫粒子的量。由此，可減薄加熱后形成的焊料塊7的厚 度。另外，由于焊劑的含量大，從而表面張力減小，焊料塊7的表面形狀順 暢。由此，可降低焊料塊7的高度。
需要說(shuō)明的是，在本實(shí)施例中，基材l是本發(fā)明的"襯底"，焊盤電極4 是本發(fā)明的"焊盤電極"，開口部5是本發(fā)明的"開口部"，抗焊料劑層6是 本發(fā)明的"絕緣層"，焊料塊7是本發(fā)明的"焊接層"。
如以上說(shuō)明，根據(jù)本實(shí)施例的元件搭載用襯底，可得到如下效果。 (1 )由于焊料塊7未從抗焊料劑層6的表面突出，故可確保元件搭載用 襯底100表面的平坦性，且可提高元件搭載用襯底100的操作性。
(2)由于開口部5的側(cè)面在焊料塊7的方向具有凸?fàn)畹膹澢鷺?gòu)造，故溶 解后的焊料塊7進(jìn)入到在凸?fàn)畹膹澢鷺?gòu)造的角部?jī)?nèi)焊盤電極4側(cè)的角部分5a。 由此，由于焊料塊7由角部分5a固定，故焊料塊7和焊盤電極4的固定強(qiáng)度 提高，可防止焊料塊7自焊盤電極4剝離。
更優(yōu)選元件搭載用襯底100具有如下構(gòu)造。 (抗焊料劑層的側(cè)面形狀)
圖5 (A)表示元件搭載用襯底100具有的抗焊料劑層6的側(cè)面的形狀。 圖5 ( B )表示用于焊料塊的焊錫107的接觸角。優(yōu)選抗焊料劑層6的側(cè)面最 下部的接線S與焊盤電極4的表面構(gòu)成的角(6 1:參照?qǐng)D5 (A))比形成焊 料塊的焊錫107與焊盤電極4構(gòu)成的接觸角(62:參照?qǐng)D5(B))大。即，
有關(guān)與抗焊料劑層6的側(cè)面形狀相關(guān)聯(lián)的e i,優(yōu)選e i> e 2的關(guān)系成立。
需要說(shuō)明的是，焊錫107的接觸角6 2通過(guò)使焊錫在由與焊盤電極4的材 料相同的材料構(gòu)成的襯底上熔融，以通過(guò)空冷固化的狀態(tài)測(cè)量焊錫和襯底表 面構(gòu)成的角度而得到。
根據(jù)上述構(gòu)成，由于焊錫可靠地進(jìn)入抗焊料劑層6和焊盤電極4的間隙
部分(圖2中A部分)，故電極的連接可靠性提高。
另外，通過(guò)在焊盤電極4的表面形成Ni-Au鍍敷、Ni-Pd-Au鍍敷等鍍鎳 金層，可提高與焊錫的潤(rùn)濕性。由此，可進(jìn)一步減小焊錫的接觸角6 2。其結(jié) 果是，由于焊錫更可靠等進(jìn)入抗焊料劑層6和焊盤電極4的間隙部分(圖2 中A部分)，故電極的連接可靠性進(jìn)一步提高。另外，隨著接觸角62縮小， 可減小ei，因此，可抗焊料劑層6設(shè)為連接強(qiáng)度更高的形狀。
圖6 (A)及(B)分別表示將Sn-Ag-Cu系焊錫在進(jìn)行了 Ni-Au表面處理 了的Cu襯底及Cu表面襯底上，在大氣氣體介質(zhì)中以250。C加熱30秒使其熔 融，且其空冷后的形狀。測(cè)定該焊錫形狀后，在Ni-Au表面處理襯底上，6 2 為16度，在Cu表面襯底上其為25.3度。這樣，通過(guò)對(duì)焊盤電極的表面實(shí)施 Ni-Au表面處理，可有效地降低焊錫的接觸角。
(焊料塊的厚度)
焊料塊7的厚度優(yōu)選按照在搭載作為安裝對(duì)象的LSI芯片時(shí)焊料塊7與 設(shè)于該LSI芯片上的焊錫球相接的方式形成。由此，焊錫熔融時(shí)，焊料塊7 和LSI芯片的焊錫球容易一體化，從而通過(guò)焊錫的表面張力引起的自定位提 高自定位精度。
在此，具體說(shuō)明期望的焊料塊7的厚度。首先，如圖7所示，將r、 a、 d 如下定義。
r:設(shè)于LSI芯片18b上的焊錫球7b的半徑
a:與設(shè)于LSI芯片18b上的焊錫球7b相接的抗焊料劑層6的開口部的
半徑
d:自設(shè)于LSI芯片18b上的焊錫球7b和抗焊料劑層6的接點(diǎn)M到焊料 塊7的表面最上部的距離 a<r的情況
該情況下，在下記關(guān)系式成立時(shí)，焊料塊7和LSI芯片18a側(cè)的焊錫球 7b相接。
cK r- ( r2-a2) 1/2
即，焊料塊7優(yōu)選在上述關(guān)系式成立時(shí)具有足夠的厚度。 a>r的情況
該情況下，由于LSI芯片18b側(cè)的焊錫球7b進(jìn)入抗焊料劑層6的開口部，
故焊料塊7和LSI芯片18b側(cè)的焊錫球7b長(zhǎng)時(shí)間相接。因此，焊料塊7只要 具有比抗焊料劑層6的厚度小的厚度即可。 (第二實(shí)施例)
其次，對(duì)將本發(fā)明的元件搭載用襯底具體化后的第二實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。 就本實(shí)施例的元件搭載用襯底而言，其基本構(gòu)造以之前的第一實(shí)施例的元件 搭載用襯底為基準(zhǔn)。但是，本實(shí)施例的元件搭載用襯底中，配線板為多層這 一點(diǎn)是不同的。參照?qǐng)D5說(shuō)明這種元件搭載用襯底。需要說(shuō)明的是，與之前 的第一實(shí)施例相同或以其為基準(zhǔn)的構(gòu)造使用同一符號(hào)，并且舍棄其詳細(xì)的說(shuō) 明。
圖8表示元件搭載用襯底200的剖面圖。多層配線襯底20由基材11、絕 緣層13及15、導(dǎo)電層12、 14、 16構(gòu)成。在基材11上形成有采用銅(Cu) 的導(dǎo)電層12。在導(dǎo)電層12的上面上形成有以具有約60jum 約160jum厚度 的環(huán)氧樹脂為主成份的第一層絕緣層13。
在位于后述的LSI芯片18a下方的絕緣層13的規(guī)定區(qū)域形成有具有約 lOOnm的直徑并且貫通絕緣層13的四個(gè)通孔13a及兩個(gè)通孔13b。而且，在 絕緣層13上的規(guī)定區(qū)域形成有具有約1.5 nm的厚度并且由含有熱通路部14a 和配線部14b 14d的第一層銅構(gòu)成的導(dǎo)電層14。導(dǎo)電層14的熱通^各部14a 配置于LSI芯片18a下方的區(qū)域，并且具有按照與導(dǎo)電層12的表面接觸的方 式埋入通孔13a內(nèi)的部分。
按照覆蓋導(dǎo)電層14的方式形成具有與上述的第一層絕緣層13相同的厚 度及組成的第二層的絕緣層15，并且，在絕緣層15上的規(guī)定區(qū)域形成有由具 有與上述的第一層導(dǎo)電層14相同的厚度的第二層的銅(Cu)構(gòu)成的導(dǎo)電層 16。
具體而言，在位于絕緣層15的LSI芯片18a的下方的區(qū)域形成有具有約 100pm的直徑且貫通絕纟彖層15的四個(gè)通孔15a。該四個(gè)通孔15a分別形成于 與四個(gè)通孔13a對(duì)應(yīng)的位置。另外，在絕緣層15上，在對(duì)應(yīng)于導(dǎo)電層14的 配線部14c及14d的區(qū)域形成有具有約100 ja m的直徑且貫通絕緣層15的通 孑L 15b及15d。
導(dǎo)電層16含有熱通路部16a、引線接合部16c及16d、配線部16b及16f。 而且，導(dǎo)電層16的熱通路部16a配置于LSI芯片18a下方的區(qū)域直具有按照 與導(dǎo)電層14的熱通^各部14a的表面接觸的方式埋入通孔15a內(nèi)的部分。該導(dǎo)
電層16的熱通路部16a具有將由LSI芯片18a產(chǎn)生的熱傳遞給導(dǎo)電層14的 熱通路部14a將其放熱的功能。
導(dǎo)電層16的引線接合部16c及16d分別配置于與通孔15c及15d對(duì)應(yīng)的 區(qū)域并且，具有按照與導(dǎo)電層14的配線部14c及14d的表面接觸的方式埋入 通孔15c及15d內(nèi)的部分。需要說(shuō)明的是，導(dǎo)電層16的配線部16b配置于后 述的LSI芯片18b下方的區(qū)域。
如上構(gòu)成由基材ll、絕緣層13及15、導(dǎo)電層12、 14及16構(gòu)成的多層 酉己線^十底20。
按照覆蓋多層配線襯底20的導(dǎo)電層16的方式形成有在對(duì)應(yīng)于導(dǎo)電層16 的引線接合部16c及16d、配線部16b的區(qū)域具有開口部的抗焊料劑層6。抗 焊料劑層6具有導(dǎo)電層16的保護(hù)膜的功能。另外，抗焊料劑層6由密胺衍生 物、液晶聚合物、環(huán)氧樹脂、PPE(聚苯基脂)樹脂、聚酰亞胺樹脂、氟樹脂、 酚醛樹脂及聚酰胺粘膠系馬來(lái)酰亞胺(求U7S K匕、77k吖$ K)等熱硬 性樹脂構(gòu)成。需要說(shuō)明的是，由于液晶聚合物、環(huán)氧樹脂及密胺衍生物的高 頻特性優(yōu)良，故優(yōu)選作為抗焊料劑層6的材料。另外，也可以向抗焊料劑層6 中添加Si02等填料。
后述的LSI芯片18b經(jīng)由由焊錫等焊劑構(gòu)成的焊接層7安裝于導(dǎo)電層16 的配線部16b上，同時(shí)通過(guò)焊接層7與配線部16b電連接。
圖9表示將圖8的區(qū)域22放大后的放大圖。與第一實(shí)施例的圖2相同， 焊接層7的表面比抗焊料劑層6的開口部5的上端低。
需要說(shuō)明的是，在本實(shí)施例中，基材ll是本發(fā)明的"襯底"，配線部16b 是本發(fā)明的"焊盤電極"，焊接層7是本發(fā)明的"焊接層"。
圖10~圖12是用于說(shuō)明圖8所示的本實(shí)施例的元件搭載用襯底200的制 造工藝的剖面圖。圖13是用于說(shuō)明在元件搭載用襯底200上安裝LSI芯片及 芯片電阻并將安裝好的元件搭載用襯底200樹脂密封的制造工藝的剖面圖。 其次，參照?qǐng)D10 圖12說(shuō)明本實(shí)施例的元件搭載用襯底的制造工藝。
工序1 (參照?qǐng)D10 (A)):準(zhǔn)備具有由銅(Cu)構(gòu)成的導(dǎo)電層12的基材 11?；?1可由形成多層配線襯底20 (參照?qǐng)D8)后可從導(dǎo)電層12剝離的 材料構(gòu)成?？墒褂美鏟ET薄膜作為這樣的材料。
工序2 (參照?qǐng)D10 (B)):在導(dǎo)電層12的表面涂敷添加了鋁或硅等填料 的環(huán)氧樹脂，由此形成具有約60jum 約160jim的厚度的絕緣層13。之后，
在絕緣層13上壓焊具有約3 )im的厚度的銅箔14z。
工序3 (參照?qǐng)D10 (C)):使用光刻技術(shù)及蝕刻技術(shù)除去位于通孔13a及 13b (參照?qǐng)D8)的形成區(qū)域上的銅箔14z。由此，使絕緣層13的通孔13a及 13b的形成區(qū)域露出。
工序4(參照?qǐng)D10(D)):自銅箔14z的上方照射碳酸氣激光或UV激光， 由此除去從絕緣層13露出的表面到達(dá)導(dǎo)電層12的區(qū)域。由此，在絕緣層13 上形成具有約100jum的直徑并且貫通絕緣層13的四個(gè)通孔13a及兩個(gè)通孔 13b。其中的通孔13a是為形成后述的熱通路部14a而設(shè)置的。
工序5(參照?qǐng)D10(E)):使用無(wú)電解鍍敷法在銅箔14z的上面及通孔13a 及13b的內(nèi)面上鍍敷約0.5jam厚度的銅。之后，使用電解鍍敷法在銅箔14z 的上面及通孔13a及13b的內(nèi)部進(jìn)行鍍敷。需要說(shuō)明的是，在本實(shí)施例中， 通過(guò)在鍍敷液中添加抑制劑及促進(jìn)劑，由此使抑制劑吸附于銅箔14z的上面 上，并且使促進(jìn)劑吸附于通孔13a及13b的內(nèi)面上。
由此，由于可增大通孔13a及13b的內(nèi)面上的鍍銅的厚度，故可將銅埋 入通孔13a及13b內(nèi)。其結(jié)果是，在絕緣層13上形成具有約15um的厚度的 導(dǎo)電層14,同時(shí)在敷金屬夾層孔13a及13b內(nèi)埋入導(dǎo)電層14。
工序6 (參照?qǐng)D11 (A)):使用光刻技術(shù)及蝕刻技術(shù)將導(dǎo)電層14構(gòu)圖。 由此，形成位于后述的LSI芯片18a下方的區(qū)域的熱通路部14a及配線部 14b 14d。
工序7 (參照?qǐng)D11 (B)):按照覆蓋導(dǎo)電層14的方式涂敷添加了鋁或硅 等填料的環(huán)氧樹脂，由此形成具有約60jam 約160jum的的絕緣層15。之后， 在絕緣層15上壓焊具有約3 jum的厚度的銅箔16z。
工序8 (參照?qǐng)D11 (C)):使用光刻技術(shù)及蝕刻技術(shù)除去位于通孔15a、 15c及15d (參照?qǐng)D8)的形成區(qū)域上的銅箔16z。由此，使絕緣層15的敷金 屬夾層孔15a、 15c及15d的形成區(qū)域露出。
工序9(參照?qǐng)D11 (D)):自銅箔16的上方照射碳酸氣激光或UV激光， 由此除去從絕緣層15露出的表面到達(dá)導(dǎo)電層14的區(qū)域。由此，在絕緣層15 上形成具有約100 jum的直徑并且貫通絕^^層15的四個(gè)通孔15a。進(jìn)而在該 工序中，在絕緣層15上同時(shí)形成具有約100 jam的直徑并且貫通絕緣層15 的通孔15c及15d。
工序10 (參照?qǐng)D12 (A)):使用無(wú)電解鍍敷法在銅箔16的上面及通孔
15a、 15c及15d的內(nèi)面上鍍敷約0.5lam厚度的銅。之后，使用電解鍍敷法在 銅箔16的上面及通孔15a、 15c及15d的內(nèi)部進(jìn)行鍍敷。在通孔15a、 15c及 15d中，此時(shí)通過(guò)在鍍敷液中添加抑制劑及促進(jìn)劑，由此使抑制劑吸附于銅箔 16的上面上，并且4吏促進(jìn)劑吸附于通孔15a、 15c及15d的內(nèi)面上。
由此，由于可增大通孔15a、 15c及15d的內(nèi)面上的鍍銅的厚度，故可將 銅埋入通孔15a、 15c及15d內(nèi)。其結(jié)果是，在絕緣層15上形成具有約15 ju m的厚度的導(dǎo)電層16，同時(shí)在敷金屬夾層孔15a、 15c及15d內(nèi)埋入導(dǎo)電層 16。
工序11 (參照?qǐng)D12 (B)):使用光刻技術(shù)及蝕刻技術(shù)將導(dǎo)電層16構(gòu)圖。 由此，形成位于后述的LSI芯片18a下方的區(qū)域的熱通路部16a、位于/人熱通 路部16a的端部隔開規(guī)定距離的區(qū)域的引線接合部16c及16d、位于后述的 LSI芯片18b下方的區(qū)域的配線部16b、位于引線(未圖示)下方的區(qū)域的配 線部16f。
工序12 (參照?qǐng)D12 (C)):按照覆蓋導(dǎo)電層16的方式在與導(dǎo)電層16的 引線接合部16c及16d對(duì)應(yīng)的區(qū)域形成具有開口部5的抗焊料劑層6?？购噶?劑層6的形成方法與第一實(shí)施例中說(shuō)明的工序A及工序B相同。另外，在導(dǎo) 電層16的配線部16b上設(shè)置有由焊錫等焊劑構(gòu)成的焊接層7。焊接層7的形 成方法與第一實(shí)施例中說(shuō)明的工序C及工序D相同。如圖6所示，該焊接層 7的表面形成為比抗焊料劑層6的表面低，因此，焊接層7不會(huì)自抗焊料劑層 6表面突出。
經(jīng)由以上的工序形成圖8所示的本實(shí)施例的元件搭載用襯底200。
而且，也可以利用以下的工序在元件搭載用襯底上安裝電路元件，將其
樹脂密封。
工序13 (參照?qǐng)D13 (A)):在導(dǎo)電層16的熱通路部16a上的抗焊料劑層 6上，經(jīng)由由具有約50ym厚度的環(huán)氧樹脂構(gòu)成的粘接層(未圖示)安裝LSI 芯片18a。安裝了該LSI芯片18a后的粘接層的厚度約為20jum。之后，利用 結(jié)合線19將LSI芯片18a和導(dǎo)電層16的引線接合部16c及16d電連接。
另夕卜，按照LSI芯片18b的連接端子即焊錫球7b與配線部16b上的焊接 層7接觸的方式配置LSP芯片18b。施加熱處理以使焊接層7和焊i易球7b成 為膏狀，將LSI芯片18b安裝于元件搭載用襯底上。由此，LSI芯片18b經(jīng)由 焊接層7與配線部16b電連才妄。
工序14 (參照?qǐng)D13 (B)):為保護(hù)LSI芯片18a及LSI芯片18b,形成 由環(huán)氧樹脂構(gòu)成的密封樹脂層21，使其覆蓋LSI芯片18a及LSI芯片18b。 由此，得到在元件搭載用襯底200上搭載了電路元件的半導(dǎo)體模塊。 如上所說(shuō)明，根據(jù)本實(shí)施例的元件搭載用襯底，可得到如下效果。 (3)如LSI芯片18b,在為與元件搭載用村底連接而在元件搭載用襯底 上安裝具有焊錫球7b這樣的點(diǎn)的電路元件時(shí)，通過(guò)因焊接層7的表面比抗焊 料劑層6的表面低而產(chǎn)生的凹部，容易進(jìn)行安裝的定位。 (第三實(shí)施例)
圖14是表示在第三實(shí)施例的元件搭載用村底300上安裝了 LSI芯片的半 導(dǎo)體模塊310的構(gòu)造的剖面圖。本實(shí)施例的半導(dǎo)體模塊310含有LSI等電路 元件18c、 18d及電阻、電容器等無(wú)源元件319。首先，對(duì)元件搭載用襯底300 的構(gòu)造進(jìn)行說(shuō)明。在成為心材的絕緣層302上構(gòu)圖配線層303。在元件搭載用 襯底300的中央部分設(shè)置有具有鍍鎳金層304的倒裝片焊盤305作為倒裝片 連接用。在鍍鎳金層304上設(shè)置有焊料塊312。
在倒裝片焊盤305的周圍設(shè)有具有鍍鎳金層304的引線接合焊盤306作 為引線接合連接用。另外，在引線接合焊盤206的周圍設(shè)有具有鍍鎳金層304 的無(wú)源元件焊盤320作為無(wú)源元件319的安裝用。另外，在絕纟彖樹脂層315 上設(shè)有開口，以使倒裝片焊盤305、引線接合焊盤306及無(wú)源元件焊盤320 及其周圍的配線層303露出。
在絕緣層302的下面?zhèn)仍O(shè)有規(guī)定圖案的配線層370。配線層370經(jīng)由支柱 380與配線層303電連接。在配線層370的電極形成區(qū)域形成有鍍鎳金層(電 解Au/Ni鍍敷膜)390。另外，在鍍金層390上形成有焊錫球392。另外，在 絕緣層302及配線層370的下面?zhèn)?，按照焊錫球392露出的方式形成有絕緣 樹脂層(光致抗蝕劑)394。
在這種元件搭載用襯底300上，經(jīng)由倒裝片焊盤用的焊料塊312和焊錫 球350倒裝片連接電路元件18c。電路元件18d搭載于電路元件18a上，經(jīng)由 金屬線等導(dǎo)電部件352與引線接合焊盤用的鍍鎳金層304引線接合連接。另 外，在設(shè)于電路元件18c及電路元件18d的周圍的無(wú)源元件焊盤用的鍍鎳金 層304上，經(jīng)由焊錫360安裝有電阻、電容器等無(wú)源元件319。電路元件18c、 18d及無(wú)源元件319由密封樹脂382覆蓋，封裝化。
在這種元件搭載用襯底300及半導(dǎo)體模塊310中，可在倒裝片焊盤部分
應(yīng)用第一實(shí)施例的構(gòu)造。即，可使絕緣樹脂層315、倒裝片焊盤305、焊料塊 312分別與第一實(shí)施例的抗焊料劑層6、焊盤電極4、焊料塊7對(duì)應(yīng)。
據(jù)此，在堆棧了 LSI等電路元件的多芯片模塊中，可得到與第一實(shí)施例 相同的效果，可提高操作性，同時(shí)可確保連接可靠性。 (其他實(shí)施例)
這種元件搭載用襯底不限于作為上述各實(shí)施例所示的構(gòu)造，在不脫離本 發(fā)明主旨的范圍內(nèi)，也可以作為適宜變更同實(shí)施例的例如如下的方式實(shí)施。
(a) 在上述各實(shí)施例中，安裝了 LSI芯片的元件搭載用襯底應(yīng)用了本發(fā) 明，但本發(fā)明不限于此，也可以應(yīng)用于安裝了 LSI芯片以外的電路元件的元 件搭載用襯底及元件搭載用襯底以外的半導(dǎo)體集成電路裝置。
(b) 在上述實(shí)施例中，說(shuō)明了在具備第一層導(dǎo)電層上順序形成有第二層 絕緣層及導(dǎo)電層的兩層構(gòu)造的配線襯底的元件搭載用襯底應(yīng)用本發(fā)明的例 子，但本發(fā)明不限于此，也可以應(yīng)用于具備一層構(gòu)造的配線襯底的元件搭載 用襯底。另外，也可以應(yīng)用于具備在第二層導(dǎo)電層上順序形成有第三層絕緣 層及導(dǎo)電層的配線襯底的元件搭載用襯底。另外，還可以應(yīng)用于具備四層以 上的多層構(gòu)造的配線襯底的元件搭載用襯底。
(c) 在上述實(shí)施例中，LSI芯片18b的元件搭載用襯底連接用端子采用 焊錫的焊錫球7b的例子，但也可以應(yīng)用使用了金(Au)的連接端子，另夕卜， 還可以使用將銅(Cu)的連接部焊錫鍍敷的連接端子。
權(quán)利要求
1、一種元件搭載用襯底，其特征在于，具備設(shè)于襯底上的焊盤電極；按照在所述焊盤電極的上面部的至少局部具有開口的方式覆蓋所述襯底的絕緣層；設(shè)于所述焊盤電極上的所述開口部?jī)?nèi)的焊接層，所述焊接層的表面比所述開口部的上端低。
2、 如權(quán)利要求1所述的元件搭載用村底，其特征在于，在成為搭載對(duì) 象的電路元件上對(duì)應(yīng)所述焊接層形成的焊錫球的曲率半徑為r，所述開口部 的半徑為a，且r小于a時(shí)，所述絕緣層的厚度和所述焊接層的厚度之差d滿足d<r_ (r2_a2) 1/2 的關(guān)系。
3、 如權(quán)利要求1或2所述的元件搭載用襯底，其特征在于，在所述焊 盤電極的表面設(shè)置鍍鎳金層。
4、 一種元件搭載用襯底，其特征在于，具備 設(shè)于襯底上的焊盤電極、以在所述焊盤電極的上面部的至少局部具有開口部的方式覆蓋所述襯 底的絕緣層、設(shè)于所述焊盤電極上的所述開口部?jī)?nèi)的焊接層， 所述開口部的側(cè)面在所述焊接層的方向凸?fàn)顝澢?br> 5、 如權(quán)利要求4所述的元件搭載用襯底，其特征在于，使所述開口部 的半徑隨著成為上部而增大。
6、 如權(quán)利要求4或5所述的元件搭載用襯底，其特征在于，所述焊接 層的表面比所述開口部的上端低。
7、 如權(quán)利要求4-6中任一項(xiàng)所述的元件搭載用襯底，其特征在于，所 述絕緣層的側(cè)面最下部的接線和所述焊接層的表面構(gòu)成的角比所述焊盤電 極上的所述焊接層的接觸角大。
8、 如權(quán)利要求4~7中任一項(xiàng)所述的元件搭載用襯底，其特征在于，在 所述焊盤電極的表面設(shè)置鍍鎳金層。
9、 一種半導(dǎo)體模塊，其特征在于，具備權(quán)利要求1~8中任一項(xiàng)所述的元件搭載用襯底和設(shè)有焊料塊的電路元件， 將所述焊接層和所述焊料塊接合。
10、 一種便攜設(shè)備，其特征在于，具備權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體模塊。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種元件搭載用襯底，可提高操作性，同時(shí)可確保連接可靠性。元件搭載用襯底(100)具備設(shè)于襯底(1)上的焊盤電極(4)；按照在焊盤電極(4)的上面部的至少局部具有開口部(5)的方式覆蓋基材(1)的絕緣層(6)；設(shè)于焊盤電極(4)上的開口部(5)內(nèi)的焊接層(7)，焊接層(7)的表面比開口部(5)的上端低。
文檔編號(hào)H01L23/498GK101202265SQ200710147200
公開日2008年6月18日 申請(qǐng)日期2007年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月30日
發(fā)明者中村岳史, 五十嵐優(yōu)助, 小原泰浩, 臼井良輔 申請(qǐng)人:三洋電機(jī)株式會(huì)社