JPH11284342A

JPH11284342A - パッケージとその製造方法

Info

Publication number: JPH11284342A
Application number: JP8621398A
Authority: JP
Inventors: Kazunori Akaho; 和則赤穂
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1998-03-31
Filing date: 1998-03-31
Publication date: 1999-10-15

Abstract

(57)【要約】【課題】ビアサイズを微細化し、配線密度を高めたパ
ッケージを開発する。【解決手段】 (i)複数の絶縁樹脂層の片面または両面に
配線を形成すること、(ii)該配線を形成した各絶縁樹脂
層を、必要に応じ、適宜ダミーの絶縁樹脂層とともに積
層し、積層体を構成すること、(iii) 該積層体に熱を加
え、絶縁樹脂層を硬化させること、(iv)得られた積層体
の、電子部品あるいはプリント配線基板の搭載される面
を切断および／または研磨すること、および(iv)コア材
を上記積層体の絶縁樹脂層に対して直角方向に接着する
こと、から構成されるパッケージの製造方法。電子部品
あるいはプリント配線基板の搭載される面に対し、絶縁
樹脂層が直角方向に積層されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、配線の高密度化、
応答信号の高速化に対応可能なパッケージとその製造方
法に関する。詳細には、本発明は、縦方向に順次積層し
てゆく現状のビルドアップ基板とは異なり、縦に配置し
た絶縁樹脂層を横方向に順次ビルドアップして、各絶縁
樹脂層に設けられた配線をビアーホールとして機能させ
る構造をもったパッケージとその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、小型携帯電話や小型パーソナルコ
ンピュータ等に代表されるＯＡ機器の急速な普及とこれ
らを駆動させる電子部品応答信号の高速化と高周波化に
伴い、配線の高密度化、基板サイズの縮小化、ビアホー
ルの微小化が重要な課題となっている。

【０００３】今日、そのような課題を実現でき、高密度
実装を可能にするビルドアップ基板が注目を浴びてい
る。このビルドアップ基板の製造方法は次の通りであ
る。

【０００４】図１に示すように、例えば、ガラス・エポ
キシ基板の両面板あるいは積層板をコア基板10とし、こ
れに感光性エポキシ樹脂を絶縁層12として塗布し、ビア
を形成する部分に露光する。薬品で現像、エッチングす
るとビア用の穴、つまりビアホール14が開き、この部分
に下の導体層16が露出する。次に導体層18としてCuをめ
っきするが、それに先立って、粗化成処理により、絶縁
層表面に５〜10μm 程度の凹凸を作っておいてもよい。
絶縁層12にCuめっき層が食い込み、ビア強度が上がるよ
うにするためである。次に、無電解Cuめっきと電解Cuめ
っきを続けて行い、導体層18を形成する。ビアホールの
内部にもめっきされ、下層の導体層16と層間接続され
る。導体表面をエッチングして配線パターンを形成す
る。これを繰り返し層を積み上げていく。図示例では、
さらに一つの絶縁層13を設けている。最後にスルーホー
ル用の孔( 図示せず) を開け、はんだ付け用のレジスト
22を形成する。このように、従来のビルドアップ基板で
はビアホールは中空となっている。

【０００５】なお、図示例では、コア基板の両側に絶縁
層を積層しているが、片面だけに積層してもよい。この
ような製造方法で製造されたビルドアップ基板では、導
体表面をエッチングして配線パターンを形成する際、例
えばコア基板10および絶縁層12、13にそれぞれ設けたビ
アホール14の側面の導体がエッチングされないようにビ
アホール周辺をマスキングするため、図２に略式で部分
的に示すように、ビアホール14の周辺には、はんだ合金
から成るランド24と呼ばれる領域が形成される。なお、
図示例では、上面に導体層18と下面に導体層16とが設け
られている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このように、かかるビ
ルドアップ法では、配線を引き回すので、製造工程が複
雑となるばかりでなく、ランドを作製しなければならな
いので、ピッチ等が制限され、配線の高密度化に限界が
あった。ここに、本発明の目的は、製造工程が簡単なパ
ッケージの製造方法を提供すると共に、配線の高密度化
が可能なパッケージを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】ここに、本発明者らは、
かかる課題を解決するために、種々検討を重ねた結果、
次のような知見を得、本発明を完成した。

【０００８】(1) 電子部品、例えばMPU の高密度化に伴
い、MPU を接続するパッケージも同様に高密度化が求め
られるが、半導体パッケージの主流になりつつある有機
樹脂材料を用いたビルドアップパッケージでは、一層ご
とにランドを形成し、配線を引き回していたため、製造
上、配線の高密度化に限界があった。そこで、パッケー
ジ中の配線のランドレス化を着想し、従来、製造に際し
て、引き回していた配線を可能な限り簡略化したパッケ
ージとすることで、配線の高密度化が達成できると考
え、パッケージの製造方法の観点から見直した。

【０００９】(2) 配線のランドレス化を実現するため
に、ビルドアップ法のように絶縁層を形成し、MPU 側か
らプリント配線基板側までの配線を順次形成することを
繰り返すことでパッケージを作製するのではなく、最初
にMPU 側からプリント配線基板側までの配線を一度に形
成し、その後、配線が形成された絶縁樹脂層を縦方向(M
PU側あるいはプリント配線基板側から見た場合、垂直方
向) に積層していくことを考えた。

【００１０】(3) 実際に、配線の形成された絶縁樹脂層
を縦方向に積層したところ、予想外にも、一の配線と別
の配線の間隔が短くなり、配線密度を高めることができ
ることが分かった。

【００１１】ここに、本発明は次の通りである。 (1) 複数の絶縁樹脂層の片面または両面に配線を形成す
ること、該配線を形成した各絶縁樹脂層を、必要に応
じ、適宜ダミーの絶縁樹脂層とともに積層し、積層体を
構成すること、該積層体に熱を加え、絶縁樹脂層を硬化
させること、および得られた積層体の、電子部品あるい
はプリント配線基板の搭載される面を切断および／また
は研摩すること、から構成されるパッケージの製造方
法。

【００１２】(2) 複数の絶縁樹脂層の片面または両面に
配線を形成すること、該配線を形成した各絶縁樹脂層
を、必要に応じ、適宜ダミーの絶縁樹脂層とともに積層
し、積層体を構成すること、該積層体に熱を加え、絶縁
樹脂層を硬化させること、得られた積層体の、電子部品
あるいはプリント配線基板の搭載される面を切断および
／または研摩すること、およびコア材を上記積層体の絶
縁樹脂層に対して直角方向に接着すること、から構成さ
れるパッケージの製造方法。

【００１３】(3) 絶縁樹脂層を用意すること、該絶縁樹
脂層上に、配線を形成し、絶縁樹脂層を形成することを
所定の回数繰り返し、積層体を構成すること、および該
積層体の積層面に対して直角方向の、電子部品あるいは
プリント配線基板の搭載される面を切断および／または
研磨すること、から構成されるパッケージの製造方法。

【００１４】(4) 絶縁樹脂層を用意すること、該絶縁樹
脂層上に、配線を形成し、絶縁樹脂層を形成することを
所定の回数繰り返し、積層体を構成すること、該積層体
の積層面に対して直角方向の、電子部品あるいはプリン
ト配線基板の搭載される面を切断および／または研磨す
ること、および、コア材を上記積層体の絶縁樹脂層に対
して直角方向に接着すること、から構成されるパッケー
ジの製造方法。

【００１５】(5) 電子部品あるいはプリント配線基板の
搭載される面に対し、絶縁樹脂層が直角方向に積層され
ていることを特徴とするパッケージ。 (6) 絶縁樹脂層中の配線が、電子部品あるいはプリント
配線基板の搭載される面からみた場合、一次元的に配置
されていることを特徴とするパッケージ。

【００１６】(7) 表面に配線を設けた絶縁樹脂層を順次
ビルドアップして、各絶縁樹脂層に設けられた前記配線
をビアホールとして機能させとともに、積層された絶縁
樹脂層の側面を、電子部品あるいはプリント配線基板の
搭載される面とする構造を備えたパッケージ。

【００１７】

【発明の実施の形態】次に、添付図面によって本発明を
さらに具体的に説明する。図３は、本発明にかかるパッ
ケージを一部断面で示す略式斜視図である。図中、本発
明にかかるパッケージ40は、電子部品あるいはプリント
配線基板の搭載される面に対し、絶縁樹脂層32が直角方
向に積層されている。また、絶縁樹脂層中の配線30が、
電子部品あるいはプリント配線基板の搭載される面から
みた場合、一次元的に配置されている。ここで電子部品
はMPU のような半導体素子だけでなく、終端子抵抗のよ
うな受動部品など通常は直接プリント配線基板に搭載す
る電子部品でも構わない。また、これらの電子部品は一
つだけでなく、複数搭載されてもよい。

【００１８】このように、本発明にかかるパッケージ40
は、縦に配置した絶縁樹脂層32を横方向に順次ビルドア
ップして、各絶縁樹脂層32に設けられた配線30をビアー
ホールとして機能させとともに、積層された絶縁樹脂層
32の側面を、電子部品 (例：MPU)あるいはプリント配線
基板の搭載される面とする構造を備えている。

【００１９】すなわち、適宜手段で永久レジスト層上に
導体金属 (一般にはCu) を使って形成した配線30を有す
る絶縁樹脂層32は、縦に並べて積層されており、全体と
して各絶縁樹脂層32の配線30が従来のパッケージにおけ
るビアの役割をする。

【００２０】なお、図面を明瞭にするために図３では示
していないが、絶縁樹脂層32の上部およびコア材34の下
部には、ソルダーレジスト層が、また、コア材34には従
来のコア材と同様にビア36、導電層38 (図示せず) が設
けられている。図３において、上方が電子部品(MPU) を
接続させるＣ4 側であって、下方、つまりコア材下部が
BGA を設けて実装されるプリント配線基板側である。

【００２１】また、他の一つの特徴は、本発明に係るパ
ッケージは絶縁樹脂層中の配線が、電子部品あるいはプ
リント配線基板の搭載される面から見た場合、一次元的
に配置されていることである。この特徴を有することに
よって、パッケージ内にビアおよびランドを有するため
パッケージの内層に大きな面積を占有せざるを得ないビ
ルドアップ法で作製したパッケージよりもはるかに高密
度化が図れる。

【００２２】ここで、一次元的とは、実質的に一次元と
いう意味であり、一次元的に配置とはMPU あるいはプリ
ント配線基板の搭載される面から見た場合、幅を有し、
導体金属を形成するのに必要な厚さを有するように配置
されていることである。

【００２３】図４は、図３に示すような本発明にかかる
パッケージの例えばIV−IV線に沿った模式的な略式切断
面図である。ただし、図４では、ソルダーレジスト層44
が設けられている。

【００２４】先に述べたように、絶縁樹脂層32は一次元
的に配置されているため、IV−IV線に沿って切断した場
合、絶縁樹脂層32の中の配線30は幅を有しない線状に観
察できるが、図４においては容易に把握できるようにあ
る程度幅を持たせて示してある。

【００２５】一つの絶縁層32にはビアと同様の作用をす
る配線30が設けられており、コア材34に接する側には従
来と同様のビアホール36と適宜導体部42が設けられてい
る。このときの上下面にはソルダレジスト層44が設けら
れており、ＢＧＡを設けたプリント配線基板側のビアホ
ール46は従来と同様に中空であるが、Ｃ4 側、つまり上
側におけるビア48は絶縁層に設けた導体層、つまり配線
30がその作用を行う。

【００２６】このように、本発明によれば、絶縁層32に
ビア48と同時の作用をする配線30を直接設けることでビ
ア48と同等の作用効果を発揮させ、次いでそれらの絶縁
層32を縦型に積層してパッケージを作るため、配線30は
一次元化して作製でき、製作が容易でかつ多端子数を有
する高密度化を実現したパッケージの作製が可能とな
る。

【００２７】以下に、絶縁樹脂層の形成とコア材につい
て詳細に説明する。絶縁樹脂層の形成：後述する図５(a) に示すように絶縁
樹脂50には配線30が形成されている。このとき、配線の
形成方法は特に問わない。例えば、絶縁樹脂層30に金属
箔をプレス形成した後、フォトレジスト法で配線を構成
しない部分の金属箔を除去する方法、あるいは配線以外
の部分にメッキレジストを形成し、メッキをして配線を
形成する方法など、が挙げられる。このとき、絶縁樹脂
の両面に配線を形成してもよい。あるいは、絶縁樹脂層
全面にメッキを施した後、配線部のみレジストを形成
し、エッチングし、レジストを除去する等して、必要な
配線を形成してもよい。

【００２８】かかる絶縁樹脂は、熱硬化性樹脂などが使
用でき、例えば、エポキシ、フェノール、ポリイミド樹
脂などが挙げられる。これはガラスなどの補強材ととも
に複合化して用いてもよい。また、配線に用いる導体金
属も種類は特に問わないが、電気伝導性がよいCuが好ま
しい。また、絶縁樹脂層の形成についても従来の方法と
同様に樹脂の塗布で行えば十分である。

【００２９】このように配線の設けられた絶縁樹脂層
は、必要に応じて、適宜配線を形成していないダミーの
絶縁樹脂層とともに積層し、積層体を得る [後述する図
５(b)、(c) 参照] 。このとき、積層した絶縁樹脂層間に
接着剤を使用してもよい。また、絶縁樹脂層の密着性を
改善するために適宜粗面化処理を行ってもよい。このよ
うにして得られた積層体は熱プレスによって一体成形す
る。このとき、絶縁樹脂は完全に硬化させ、後に熱が加
わったとしても収縮しないようにしておくことが好まし
い。

【００３０】こうして得られた積層体の電子部品あるい
はプリント配線基板の搭載物が搭載される面、つまり、
積層面に直交する面を切断および／または研磨して、配
線30の端部を露出させる。各搭載物を欠陥なく搭載でき
るようにするためである。

【００３１】このときの切断あるいは研磨の方法につい
ては特に規定はない。例えば、切断方法では機械的に切
断する方法やレーザを使って切断する方法が挙げられ
る。複数の積層体を一度に作製する場合、これらの方法
を使用することが好ましい。また、研磨方法では流水中
で研磨を行う回転式研磨機を用いれば十分である。

【００３２】一方、絶縁樹脂層の形成は上記の方法だけ
には限らない。従来行われていたビルドアップ法を簡略
した方法で行ってもよい。すなわち、絶縁樹脂層上にフ
ォトリソグラフィ技術を用いて配線を形成、次いで絶縁
樹脂層を形成することを繰り返し行うことで積層体を得
る。このときも、本発明に従えば、従来法のようなビア
ホールを形成する工程は必要としない。

【００３３】さらに、この後、必要に応じてコア材を上
記搭載物の搭載される面に接着する。このときのコア材
の接着も前記の絶縁樹脂層の接着方法と全く同じに行う
ことができる。

【００３４】コア材コア材は、後述する図５(d) に示すように積層体の絶縁
樹脂層に対して直角方向に配される。このコア材は積層
体自体の配線ピッチに問題がない、あるいは強度に問題
がなければ、必ずしも、必要はない。これらの問題があ
る場合は、コア材を積層体に接続する。

【００３５】なお、コア材の「コア」とはビルドアップ
基板における核 (コア) であり、コア材とは絶縁樹脂層
を堆積させていく核となる基板のことである。本発明で
いうコア材とはこのように用いられるものではないが、
ビルドアップ基板のコア材と同じものを使用すればよい
ため、便宜上、コア材と称した。具体的にはコア材とは
スルーホールを通じてコア材表裏面に導通がとれた基板
を意味する。コア材表面あるいは裏面には配線が形成さ
れていてもよい。

【００３６】コア材の接続方法は接着剤で接続する方法
や熱プレスで圧接着する方法などいずれの方法でもよ
い。また、コア材の接着後、レーザでビアホールを形成
し、メッキでビアホールを埋めることでコア材上の配線
を形成しても構わない。

【００３７】

【実施例】図５(a) ないし図５(d) は、本発明にかかる
パッケージの製造方法の各工程を略式で示すものであ
り、以下、これに基づいて本発明を説明する。

【００３８】図５(a) に示すような、配線54を形成した
熱硬化性絶縁樹脂層50を作製するために、プリプレグ法
によって製作したガラスエポキシ絶縁樹脂層50上にCu箔
を熱プレスして圧着させた。ここで、絶縁樹脂層の形成
に用いたプレプレグ樹脂は最終硬化はさせない。最終硬
化は後述する図５(c) の工程で、各絶縁樹脂層 (プリプ
レグ樹脂層) 50を多層積層して積層体58とする時に硬化
させるためである。

【００３９】次に、Cu箔表面にポジ型感光性レジストを
塗布、露光、現像後、エッチングにより所定の配線パタ
ーンを有するCu導体層54を形成した。最後に感光性レジ
ストを除去した。ここではポジ型感光性レジストを使用
したが、配線を形成できさえすればよいので、ネガ型感
光性レジストでも構わない。図５(a) 参照。

【００４０】次に、図５(b) に示すように、Cu導体層54
が形成された各絶縁樹脂層50を積層し、さらにダミーの
絶縁樹脂層52を積層し、最終的に、積層体58とした [図
３(c)]。この積層体58を真空熱プレスにより絶縁樹脂層
同士を密着させた。この時、積層体58を最終硬化させる
ために、180 ℃まで上昇させた。この後、積層体58の端
子面(電子部品側の接続面60およびプリント配線基板側
の接続面62) を回転式研磨機で研磨した。研磨後、超音
波洗浄器を用い、積層体58を洗浄した。

【００４１】洗浄後は、強度を確保するために、予め用
意した上下面の導通がとれたコア材64を積層体58のプリ
ント配線基板側の接続面62に接着した。なお、このコア
材64は積層体58の強度が十分であれば、接着する必要は
ない。

【００４２】最後に、積層体58の電子部品側の接続面60
およびコア材64のプリント配線基板の側の接続面66に感
光性樹脂を塗布、露光、現像、キュアベークしてソルダ
ーレジスト層( 図示せず) を形成した。さらに電子部品
側の接続面60にははんだペーストを印刷し、リフロー処
理によって、はんだバンプを形成した。

【００４３】本発明によれば、従来のビルドアップ法に
比べて、ランドを有せず、配線ピッチが100 μm 以下と
いう高密度配線が、従来より少ない工程でもって、容易
に作製されたパッケージを製造することができた。

【００４４】このように、本発明は、従来とは全くその
発想を変え、ランドを有しない配線を構成し、そのため
に各絶縁樹脂層の積層方向を横方向として、従来の方
向、つまり縦方向の積層とは異にするものとした。した
がって、本発明の作用は、ランドレスの配線の形成によ
る高密度化ばかりでなく、製造方法における製造工程の
簡略化も可能であって、かかる点において従来技術から
全く相違する。

【００４５】

【発明の効果】本発明により、プリント多層基板の製造
方法が非常に簡便化され、しかも、半導体パッケージ中
の配線にランドがないため、パッケージ自体の高密度化
が可能となった。しかも、配線は一次元的に配置されて
いるため、その配線の高密度化は著しい。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来ビルドアップ積層体の略式断面図である。

【図２】従来ビルドアップ積層体の表面の一部の模式的
斜視図である。

【図３】本発明にかかるビルドアップ積層体の略式部分
斜視図である。

【図４】本発明にかかるビルドドアップ積層体の断面図
である。

【図５】図５（a)〜(d) は、本発明にかかる製造方法の
工程図である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の絶縁樹脂層の片面又は両面に配線
を形成すること、該配線を形成した各絶縁樹脂層を、必要に応じ、適宜ダ
ミーの絶縁樹脂層とともに積層し、積層体を構成するこ
と、該積層体に熱を加え、絶縁樹脂層を硬化させること、お
よび得られた積層体の、電子部品あるいはプリント配線
基板の搭載される面を切断および／または研摩するこ
と、から構成されるパッケージの製造方法。
【請求項２】複数の絶縁樹脂層の片面又は両面に配線
を形成すること、該配線を形成した各絶縁樹脂層を、必要に応じ、適宜ダ
ミーの絶縁樹脂層とともに積層し、積層体を構成するこ
と、該積層体に熱を加え、絶縁樹脂層を硬化させること、得られた積層体の、電子部品あるいはプリント配線基板
の搭載される面を切断および／または研摩すること、お
よびコア材を上記積層体の絶縁樹脂層に対して直角方向
に接着すること、から構成されるパッケージの製造方
法。
【請求項３】絶縁樹脂層を用意すること、該絶縁樹脂層上に、配線を形成し、絶縁樹脂層を形成す
ることを所定の回数繰り返し、積層体を構成すること、
および該積層体の積層面に対して直角方向の、電子部品
あるいはプリント配線基板の搭載される面を切断および
／または研磨すること、から構成されるパッケージの製
造方法。
【請求項４】絶縁樹脂層を用意すること、該絶縁樹脂層上に、配線を形成し、絶縁樹脂層を形成す
ることを所定の回数繰り返し、積層体を構成すること、該積層体の積層面に対して直角方向の、電子部品あるい
はプリント配線基板の搭載される面を切断および／また
は研磨すること、および、コア材を上記積層体の絶縁樹脂層に対して直角方向に接
着すること、から構成されるパッケージの製造方法。
【請求項５】電子部品あるいはプリント配線基板の搭
載される面に対し、絶縁樹脂層が直角方向に積層されて
いることを特徴とするパッケージ。
【請求項６】絶縁樹脂層中の配線が、電子部品あるい
はプリント配線基板の搭載される面からみた場合、一次
元的に配置されていることを特徴とするパッケージ。
【請求項７】表面に配線を設けた絶縁樹脂層を順次ビ
ルドアップして、各絶縁樹脂層に設けられた前記配線を
ビアホールとして機能させるとともに、積層された絶縁
樹脂層の側面を、電子部品あるいはプリント配線基板の
搭載される面とする構造を備えたパッケージ。