JP2009099730A - パッケージ基板の半田ボール配置側表面構造およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】導電素子が接着されるための表面構造の接触面積が増加することにより、表面構造に位置した導電素子が結合力の不足により脱落することを回避するためのパッケージ基板の半田ボール配置側表面構造、及びパッケージ基板の半田ボール配置側表面構造の製造方法を提供する。
【解決手段】パッケージ基板の半田ボール配置側表面構造において、パッケージ基板に互いに対向するチップ配置側及び半田ボール配置側を有し、チップ配置側及び半田ボール配置側にそれぞれ第１及び第２の回路層を有し、パッケージ基板のチップ配置側及び第１の回路層上に第１の絶縁保護層が形成され、半田ボール配置側の表面構造が、第２の回路層の一部である金属パッドと、金属パッドに周設された金属凸縁と、パッケージ基板の半田ボール配置側に位置し、金属凸縁の一部の表面を露出させるための金属凸縁の外径サイズより小さい第２の開口を有する第２の絶縁保護層と、を備えている。
【選択図】図３Ｈ（ａ）

Description

本発明は、パッケージ基板の半田ボール配置側表面構造およびその製造方法に関し、より詳しくは、電気接続パッドの表面に金属凸縁を有するパッケージ基板に関するものである。

電子産業の発展に伴い、電子製品も次第に多機能、高性能に向けて研究開発が進められている。半導体パッケージの高集積度（integration）および微小化（miniaturization）のパッケージの要求を満たすため、半導体チップを搭載するパッケージ基板は、単層板から多層板（multi-layer board）へ変わりつつあり、限られたスペースで、層間接続技術（interlayer connection）によりパッケージ基板上において利用できる回路面積を大きくすることで、電子素子の密度の高い集積回路（integrated circuit）の使用要求に対応している。

半導体チップを搭載するためのパッケージ基板は、プラスチックボールグリッドアレイ（Plastic Ball Grid Array，PBGA）基板、チップサイズパッケージ（Chip Size Package，CSP）基板、フリップチップボールグリッドアレイ（Flip Chip Ball Grid Array，FCBGA）基板等を含んでいる。以下、半導体チップパッケージのためのＦＣＢＧＡ基板技術を例に説明する。図１に示すように、フリップチップ技術では、チップ配置側（chip disposing side）の第１の表面１１ａおよび半田ボール配置側（ball disposing side）の第２の表面１１ｂを有するパッケージ基板１１が提供され、該第１の表面１１ａに半導体チップ１２が電気的に接続される多数の第１の電気接続パッド１１１を有し、該第１の電気接続パッド１１１の表面に半田からなる第１の導電素子１３ａが形成され、また第２の表面１１ｂにその他の電子装置例えばプリント回路板が電気的に接続されるための第２の電気接続パッド１１２を有し、該第２の電気接続パッド１１２の表面に半田からなる第２の導電素子１３ｂが形成され、該半導体チップ１２が複数の電極パッド１２１を有し、該電極パッド１２１の表面に金属バンプ１４が形成されることにより、該半導体チップ１２の金属バンプ１４をフリップチップによりパッケージ基板１１の第１の導電素子１３ａに対応させ、該第１の導電素子１３ａを溶融するだけの半田フロー温度の条件で、該第１の導電素子１３ａを対応する金属バンプ１４に半田フローすることにより、該半導体チップ１２を該パッケージ基板１１に電気的に接続する。

ただし、該パッケージ基板１１の第２の表面１１ｂ上における第２の電気接続パッド１１２と第２の導電素子１３ｂとの接触面積が該第２の電気接続パッド１１２の露出した面積の大きさに限られ、該第２の導電素子１３ｂと第２の電気接続パッド１１２との間の接触面積が不足であるため、その間の結合力が低減され、該第２の導電素子１３ｂが脱落されやすくなる。例えば、現にパッケージ基板１１では、プリント回路板に電気的に接続されるための第２の電気接続パッド１１２のピッチが８００ｕｍから３００ｕｍに縮小され、第２の電気接続パッド１１２のアパーチャー（aperture）が５００ｕｍから２５０ｕｍに縮小されれば、電気的に接続されるための面積が４分の１と残され、導電素子の結合力が大幅に低下される。

従来の該パッケージ基板への半田ボール配置側表面の電気的接続パッドと導電素子との間の接触面積を増加させる製造方法を図２Ａないし図２Ｅに示す。図２Ａに示すように、パッケージ基板２０の半田ボール配置側表面に電気接続パッド２０１を有し、該表面および電気接続パッド２０１の表面に絶縁保護層２１が形成され、該絶縁保護層２１に該電気接続パッド２０１の一部の表面を露出させるための開口２１０が形成されている。図２Ｂに示すように、該絶縁保護層２１上および電気接続パッド２０１の露出した表面に導電層２２が形成されている。そして、図２Ｃに示すように、該導電層２２上にレジスト層２３が形成され、該レジスト層２３が露光・現像のパターニング製造工程により環状の開口２３０が形成されることで、該電気接続パッド２０１上および該絶縁保護層２１の開口２１０の周縁の導電層２２が露出される。その後、図２Ｄに示すように、電気めっきの電流伝導ルートとして該導電層２２により該環状の開口２３０において該絶縁保護層２１の開口２１０の周縁に当接された凸縁２４が形成されている。最後に、図２Ｅに示すように、該レジスト層２３およびそれによって被覆された導電層２２を除去することにより、該凸縁２４および電気接続パッド２０１の一部の表面が露出される。

ただし、該凸縁２４と電気接続パッド２０１との間に導電層２２を有し、該凸縁２４が直接に該電気接続パッド２０１に結合されるのではなく、すなわち、該凸縁２４と電気接続パッド２０１との間が一体ではないため、該凸縁２４と電気接続パッド２０１との間の結合強度が低下する。また、該製造工程では、凸縁２４が該絶縁保護層２１の開口２１０の周縁に当接される構成特徴のみが形成され、のちほど該凸縁２４および電気接続パッド２０１上に形成される例えば半田ボールのような導電素子が限られたスペースで増加可能の接触面積に限られているため、該半田ボールが脱落されやすくなる。

従って、従来の技術では、結合面積の低下により該導電素子が脱落する問題を回避するために、電気接続パッドと導電素子との間の結合力を増加させる構造を提供することは、業界で極めて解決すべき課題となっている。

そこで、以上のとおりの事情に鑑み、本発明は、導電素子が接着されるための表面構造の接触面積を増加するためのパッケージ基板の半田ボール配置側表面構造およびその製造方法を提供することを目的とする。

また、本発明は、該表面構造と導電素子との間の結合力を増加するためのパッケージ基板の半田ボール配置側表面構造およびその製造方法を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明は、互いに対向するチップ配置側および半田ボール配置側を有し、該チップ配置側および半田ボール配置側にそれぞれ第１および第２の回路層を有し、パッケージ基板のチップ配置側および第１の回路層上に第１の絶縁保護層が形成されているパッケージ基板の半田ボール配置側表面構造において、該半田ボール配置側の表面構造は、該第２の回路層の一部である金属パッドと、該金属パッドに周設された金属凸縁と、該パッケージ基板の半田ボール配置側に位置し、該金属凸縁の一部の表面を露出させるための該金属凸縁の外径サイズより小さい第２の開口を有する第２の絶縁保護層と、を備えている。

また、本発明は、該パッケージ基板に互いに対向するチップ配置側および半田ボール配置側を有し、該チップ配置側および半田ボール配置側にそれぞれ第１および第２の回路層を有し、該パッケージ基板のチップ配置側および第１の回路層上に第１の絶縁保護層が形成されているパッケージ基板の半田ボール配置側表面構造において、該半田ボール配置側の表面構造は、該第２の回路層の一部である金属パッドと、該金属パッドに周設された金属凸縁と、該パッケージ基板の半田ボール配置側に位置し、該金属凸縁及び金属パッドを露出させるための該金属パッドのサイズより大きい第２の開口を有する第２の絶縁保護層と、を備えている。

上記の構造によれば、該金属パッドおよび金属凸縁上に位置する表面処理層または導電素子を有し、該表面処理層は、有機半田付け性保護材（Organic Solderability Preservative，OSP）、ニッケル／金（Ｎｉ／Ａｕ）、ニッケル／パラジウム／金（Ｎｉ／Ｐｄ／Ａｕ）、および錫／鉛（Ｓｎ／Ｐｂ）のいずれか１つであり、或いは、該表面処理層は、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、錫（Ｓｎ）および銅（Ｃｕ）からなるグループのいずれか１つである。該導電素子は、半田ボールであり、また、該パッケージ基板の表面と金属パッドとの間に導電層を有している。

また、本発明に係わるパッケージ基板の半田ボール配置側表面構造の製造方法は、コア板が用意され、該コア板の対向した２つの表面に第１の金属層および第２の金属層が形成される工程と、該第２の金属層上に金属バンプが電気めっきにより形成される工程と、該第１の金属層上に第３のレジスト層が形成され、該第１の金属層の一部の表面を露出させるための第３の開口が形成され、該第２の金属層および金属バンプ上に第４のレジスト層が形成され、該第２の金属層の一部の表面を露出させるための第４の開口および該金属バンプの一部の表面を露出させるための第５の開口が形成される工程と、該第３および第４のレジスト層の第３および第４の開口における第１および第２の金属層を除去することにより、該コア板の対向した２つの表面にそれぞれ第１の回路層、第２の回路層および金属パッドが形成され、該第５の開口における金属バンプを除去することにより、金属凸縁が該金属パッド上に周設されるように形成される工程と、該第３および第４のレジスト層を除去する工程と、該コア板および第１の回路層上に第１の絶縁保護層が形成され、電気接続パッドとして該第１の回路層の一部の表面を露出させるための第１の開口が形成される工程と、該コア板、第２の回路層およびその上にある金属パッドに第２の絶縁保護層が形成され、該第２の絶縁保護層に該金属凸縁の一部の表面を露出させるための第２の開口が形成される工程と、を備えている。

上記の製造方法によれば、該第２の開口が該金属凸縁の外径より小さく、または該第２の開口が該金属パッドの外径より大きい。

該コア板は、表面に誘電層を有する２層または多層回路板または絶縁板であり、該金属凸縁の外形は円形、楕円形、矩形および不規則形のいずれか一つであり、該金属パッドの外形が円形、楕円形、矩形および不規則形のいずれか１つであり、該金属凸縁の外径が該金属パッドの外径より小さい。

該第２の金属層上に金属バンプが電気めっきにより形成される製造方法は、該第１の金属層および第２の金属層にそれぞれ第１および第２のレジスト層が形成され、該第２のレジスト層に該第２の金属層の一部の表面を露出させるための第２の開口が形成される工程と、該第２のレジスト層の第２の開口における第２の金属層上に金属バンプが電気めっきにより形成される工程と、該第１および第２のレジスト層を除去することにより、該第１、第２の金属層および金属バンプを露出させる工程と、を備えている。

上記の製造方法によれば、該第５の開口における金属バンプは、一部の上表面を除去することにより該金属パッド上に金属層が形成される工程をさらに備えており、該金属凸縁および金属層上に表面処理層が形成され、該表面処理層は、有機半田付け性保護材、ニッケル／金、およびニッケル／パラジウム／金、錫／鉛のいずれか１つであり、或いは、該表面処理層は、金、銀、錫および銅からなるグループのいずれか１つであり、該表面処理層上に半田ボールである導電素子が形成され、または該金属凸縁および金属層上に半田ボールである導電素子が形成される工程と、をさらに備えている。

本発明に係わる他の実施態様は、第５の開口における金属バンプが完全に除去されることにより該金属パッドの一部の表面が露出され、該金属凸縁および金属パッド上に表面処理層が形成される工程をさらに備えており、該表面処理層は、有機半田付け性保護材、ニッケル／金、ニッケル／パラジウム／金、および錫／鉛のいずれか１つであり、或いは、該表面処理層は、金、銀、錫および銅からなるグループのいずれか１つであり、該表面処理層上に半田ボールである導電素子が形成され、または該金属凸縁および金属パッド上に半田ボールである導電素子が形成される工程と、をさらに備えている。

本発明に係わる他のパッケージ基板の半田ボール配置側表面構造の製造方法は、コア板が用意される工程と、該コア板の表面に導電層が形成される工程と、該コア板の両表面の導電層上にそれぞれ第１および第２のレジスト層が形成され、該第１および第２のレジスト層に該導電層の一部の表面を露出させるための第１および第２の開口が形成される工程と、該コア板の両表面の第１および第２のレジスト層の第１および第２の開口にそれぞれ電気めっきにより第１回路層および金属パッドを有する第２の回路層が形成される工程と、該第１のレジスト層および第２の回路層の表面に第３のレジスト層が形成され、該第２のレジスト層および第２の回路層表面に第４のレジスト層が形成され、該第４のレジスト層に該金属パッドの一部の表面を露出させるための環状開口が形成される工程と、該導電層を電流伝導ルートとして該金属パッドの表面に電気めっきにより金属凸縁が形成される工程と、該第２のレジスト層、第１のレジスト層およびそれにより被覆された導電層を除去し、該第４のレジス層、第３のレジスト層およびそれにより被覆された導電層を除去することにより、該第１の回路層、第２の回路層およびその金属パッド上の金属凸縁を露出させる工程と、該コア板および第１の回路層上に第１の絶縁保護層が形成され、電気接続パッドとして該第１の回路層の一部の表面を露出させるための第１の開口が形成される工程と、該コア板、第２の回路層およびその上の金属パッド上に第２の絶縁保護層が形成され、該第２の絶縁保護層に該金属凸縁の一部の表面を露出させるための第２の開口が形成される工程と、を備えている。

上記の製造方法によれば、該第２の開口の外径が該金属凸縁の外径より小さく、または該第２の開口の外径が該金属パッドの外径より大きい。

該コア板は、表面に誘電層を有する２層または多層回路板、銅張積層板（Copper Clad Laminates，CCL）および絶縁板のいずれか１つであり、該金属凸縁の外形は円形、楕円形、矩形および不規則形のいずれか一つであり、該金属パッドの外形が円形、楕円形、矩形および不規則形のいずれか１つであり、該金属凸縁の外径が該金属パッドの外径より小さい。

また、上記の製造方法によれば、該金属凸縁および金属パッド上に表面処理層が形成される工程をさらに備えており、該表面処理層は、有機半田付け性保護材、ニッケル／金、ニッケル／パラジウム／金、および錫／鉛のいずれか１つであり、或いは、該表面処理層は、金、銀、錫および銅からなるグループのいずれか１つであり、該表面処理層上に半田ボールである導電素子が形成され、または該金属凸縁および金属パッド上に半田ボールである導電素子が形成される工程と、をさらに備えている。

本発明に係わるパッケージ基板の半田ボール配置側表面構造は、該金属パッドの表面に金属凸縁が形成されることにより、該金属パッドの表面に大きい接触面積を有し、また、絶縁保護層の開口形式を調整することにより、該電気接続パッドの表面に位置する導電素子の結合面積が増加し、該金属パッドと金属凸縁との間に従来のような導電層を有しないことにすることにより、該金属パッドと金属凸縁との間の結合強度を向上し、のちほど該金属パッドおよび金属凸縁上に形成された導電素子の脱落を回避することができる。

下記において特定の具体的な実施例により本発明の実施方式を説明する。明細書に記載の内容は、この技術分野に精通した者なら簡単に本発明のその他の利点や効果が理解できる。

［第１の実施例］
図３Ａないし図３Ｈ（ａ）は、本発明に係わるパッケージ基板の半田ボール配置側表面構造の製造方法の第１の実施例を模式的に示した断面図である。

図３Ａに示すように、まず、コア板３０が用意され、該コア板３０の対向した両表面に第１の金属層３１ａおよび第２の金属層３１ｂが形成され、該コア板３０は、表面に誘電層を有する２層、多層回路板または絶縁板である。回路板の製造工程に関する技術が繁多であるが、業界に周知された製造技術であり、本願の技術特徴ではないため、詳しい説明を省略する。

図３Ｂに示すように、該第１の金属層３１ａおよび第２の金属層３１ｂにそれぞれ第１および第２のレジスト層３２ａ、３２ｂが形成され、該第１および第２のレジスト層３２ａ、３２ｂが例えば乾燥膜または液体膜フォトレジスト等のフォトレジスト層（photoresist）であり、印刷、スピンコートまたは貼り合せ等により該第１の金属層３１ａおよび第２の金属層３１ｂ上に形成され、露光、現像等によりパターニングされ、該第２のレジスト層３２ｂに該第２の金属層３１ｂの一部の表面を露出させるための第２の開口３２０ｂが形成されている。

図３Ｃに示すように、該第２の金属層３１ｂを電流伝導ルートとして、該第２のレジスト層３２ｂが露出された第２の開口３２０ｂにおける第２の金属層３１ｂに電気めっきにより金属バンプ３３が形成されている。

図３Ｄに示すように、該第１および第２のレジスト層３２ａ、３２ｂを除去することにより、該第１および第２の金属層３１ａ、３１ｂおよび金属バンプ３３を露出させる。

図３Ｅに示すように、該第１の金属層３１ａに第３のレジスト層３２ｃが形成され、該第１の金属層３１ａの一部の表面を露出させる第３の開口３２０ｃが形成され、該第２の金属層３１ｂおよび金属バンプ３３上に第４のレジスト層３２ｄが形成され、該第２の金属層３１ｂの一部の表面を露出させるための第４の開口３２０ｄおよび該金属バンプ３３の一部の表面を露出させるための第５の開口３２１ｄが形成されている。

図３Ｆ（ａ）および図３Ｆ（ｂ）に示すように、該第３および第４のレジスト層３２ｃ、３２ｄの第３および第４の開口３２０ｃ、３２０ｄにおける第１および第２の金属層３１ａ、３１ｂをエッチングにより除去し、該第５の開口３２１ｄにおける金属バンプ３３を除去することにより、該コア板３０の対向した両表面にそれぞれ第１の回路層３１ａ’、第２の回路層３１ｂ’、および金属パッド３１０ｂ’が形成されており、該金属バンプ３３の一部の厚さが除去されることにより、金属凸縁３３’が該金属パッド３１０ｂ’上に周設されるように形成され、該金属凸縁３３’内における金属パッド３１０ｂ’上に金属層３３１’（例えば図３Ｆ（ａ）に示すように）が形成され、または該第５の開口３２１ｄにおける金属バンプ３３が完全に除去されることにより、金属凸縁３３’’が該金属パッド３１０ｂ’上（例えば図３Ｆ（ｂ）に示すように）に形成されることにより、該コア板３０、第１の回路層３１ａ’および第２の回路層３１ｂ’がパッケージ基板３を構成し、該基板３が対向した２つのチップ配置側３ａおよび半田ボール配置側３ｂを有し、該チップ配置側３ａおよび半田ボール配置側３ｂにそれぞれ該第１および第２の回路層３１ａ’、３１ｂ’を有している。

図３Ｇに示すように、該第３および第４のレジスト層３２ｃ、３２ｄを除去することにより該第１の回路層３１ａ’、第２の回路層３１ｂ’、金属パッド３１０ｂ’、および該金属パッド３１０ｂ’上に周設された金属凸縁３３’を露出させる。

図３Ｈ（ａ）および図３Ｈ（ｂ）に示すように、該コア板３０および第１の回路層３１ａ’上に第１の絶縁保護層３４ａが形成され、電気接続パッドとして該第１の回路層３１ａ’の一部の表面を露出させるための第１の開口３４０ａが形成されることにより、半導体チップが電気的に接続され、また、該コア板３０、第２の回路層３１ｂ’およびその上にある金属パッド３１０ｂ’上に第２の絶縁保護層３４ｂが形成され、第２の開口３４０ｂが形成され、図３Ｈ（ａ）に示すように、ＳＭＤパッド（Solder Mask Defined Pad，SMD Pad）３７ａとして、該第２の開口３４０ｂのサイズｄ２を該金属凸縁３３‘の外径サイズｄ１より小さくすることにより、該金属凸縁３３’の一部の表面が露出される。或いは、図３Ｈ（ｂ）に示すように、ＮＳＭＤパッド（Non Solder Mask Defined Pad、SMD Pad，NSMD Pad）３７ｂとして該第２の開口３４０ｂ’のサイズｄ４を該金属パッド３１０ｂ’のサイズｄ３より大きくすることにより、該金属パッド３１０ｂ’および金属凸縁３３’が露出される。

本発明に係わるパッケージ基板の半田ボール配置側表面構造は、図３Ｈ（ａ）に示すように、該パッケージ基板３は、対向した両チップ配置側３ａおよび半田ボール配置側３ｂを有し、該チップ配置側３ａおよび半田ボール配置側３ｂにそれぞれ第１および第２の回路層３１ａ’、３１ｂ’を有し、該チップ配置側３ａおよび第１の回路層３１ａ’上に第１の絶縁保護層３４ａが形成され、該半田ボール配置側表面構造は、該第２の回路層３１ｂ’の一部である金属パッド３１０ｂ’と、該金属パッド３１０ｂ’上に周設された金属凸縁３３’と、該パッケージ基板３の半田ボール配置側３ｂ上に位置し、第２の開口３４０ｂを有する第２の絶縁保護層３４ｂと、を備えている。

上記の構造によれば、ＳＭＤパッド３７ａとして、該第２の開口３４０ｂのサイズを該金属凸縁３３’の外径サイズより小さくすることにより、該金属凸縁３３’の一部の表面が露出される。或いは、ＮＳＭＤパッド３７ｂとして該第２の開口３４０ｂ’のサイズを該金属パッド３１０ｂ’のサイズより大きくすることにより、該金属パッド３１０ｂ’および金属凸縁３３’が露出される。該金属凸縁３３’の外形は円形、楕円形、矩形および不規則形のいずれか一つであり、該金属パッド３１０ｂ’の外形が円形、楕円形、矩形および不規則形のいずれか１つであり、該金属凸縁３３‘の外径が該金属パッド３１０ｂ’の外径より小さい。

［第２の実施例］
図４Ａないし図４Ｇ（ａ）は、本発明に係わるパッケージ基板の半田ボール配置側表面構造の製造方法の第２の実施例を模式的に示した断面図である。

図４Ａに示すように、まず、対向した両表面のコア板３０が用意され、該コア板３０の表面に導電層３０１が形成されている。該コア板３０は、絶縁板、銅張積層板または表面に誘電層を有する２層または多層回路板である。回路板の製造工程に関する技術が繁多であるが、業界に周知された製造技術であり、本願の技術特徴ではないため、詳しい説明を省略する。図４Ｂに示すように、該コア板３０の両表面の導電層３０１にそれぞれ第１および第２のレジスト層３２ａ、３２ｂが形成され、該第１および第２のレジスト層３２ａ、３２ｂに該導電層３０１の一部の表面を露出させるための第１および第２の開口３２０ａ、３２０ｂが形成されている。

図４Ｃに示すように、電気めっきの電流伝導ルートとして該導電層３０１により該コア板３０の両表面における第１および第２のレジスト層３２ａ、３２ｂの第１および第２の開口３２０ａ、３２０ｂにそれぞれ第１の回路層３１ａ’および第２の回路層３１ｂ’が電気めっきにより形成され、該第２の回路層３１ｂ’が金属パッド３１０ｂ’を有している。

図４Ｄに示すように、該第１のレジスト層３２ａおよび第１の回路層３１ａ’の表面に第３のレジスト層３２ｃが形成され、該第２のレジスト層３２ｂおよび第２の回路層３１ｂ’の表面に第４のレジスト層３２ｄが形成され、該第４のレジスト層３２ｄに該金属パッド３１０ｂ’の一部の表面を露出させるための環状開口３２０ｄが形成されている。

図４Ｅに示すように、該導電層３０１を電流伝導ルートとして、該金属パッド３１０ｂ’の表面に電気めっきにより金属凸縁３３’が形成されている。

図４Ｆに示すように、該第２のレジスト層３２ｂ、第１のレジスト層３２ａおよびそれにより被覆された導電層３０１を除去し、該第４のレジスト層３２ｄ、第３のレジスト層３２ｃおよびそれにより被覆された導電層３０１を除去することにより、該第１の回路層３１ａ’、第２の回路層３１ｂ’およびその金属パッド３１０ｂ’上の金属凸縁３３’を露出させる。

図４Ｇ（ａ）および図４Ｇ（ｂ）に示すように、該コア板３０および第１の回路層３１ａ’上に第１の絶縁保護層３４ａが形成され、また、電気接続パッドとして該第１の回路層３１ａ’の一部の表面を露出させるための第１の開口３４０ａが形成さることにより、半導体チップが電気的に接続される。また、該コア板３０、第２の回路層３１ｂ’およびその上の金属パッド３１０ｂ’上に第２の絶縁保護層３４ｂが形成され、また、図４Ｇ（ａ）示すように、ＳＭＤパッド３７ａとして、該金属凸縁３３’の外径のサイズより小さく、該金属凸縁３３’の一部の表面を露出させるための第２の開口３４０ｂが形成されている。あるいは、図４Ｇ（ｂ）に示すように、ＮＳＭＤパッド３７ｂとして、該第２の開口３４０ｂ’のサイズを該金属パッド３１０ｂ’のサイズより大きくすることにより、該金属パッド３１０ｂおよび金属凸縁３３’を露出させる。該金属凸縁３３’の外形は円形、楕円形、矩形および不規則形のいずれか一つであり、該金属パッド３１０ｂ’の外形が円形、楕円形、矩形および不規則形のいずれか１つであり、該金属凸縁３３’の外径が該金属パッド３１０ｂ’の外径より小さい。

図５Ａないし図５Ｃに示すように、ＳＭＤパッド３７ａに表面処理層３５が形成され、図５Ａに示すように、該表面処理層３５は、有機半田付け性保護材、ニッケル／金、ニッケル／パラジウム／金、および錫／鉛のいずれか１つであり、或いは、該表面処理層３５は、金、銀、錫および銅からなるグループのいずれか１つである。図５Ｂに示すように、該表面処理層３５に半田ボールである導電素子３６が形成され、図５Ｃに示すように、該ＳＭＤパッド３７ａ上に半田ボールである導電素子３６が形成されている。

図６Ａないし図６Ｃに示すように、ＮＳＭＤパッド３７ｂに表面処理層３５が形成され、図６Ａに示すように、該表面処理層３５は、有機半田付け性保護材、ニッケル／金、ニッケル／パラジウム／金、および錫／鉛のいずれか１つであり、或いは、該表面処理層３５は、金、銀、錫および銅からなるグループのいずれか１つである。図６Ｂに示すように、該表面処理層３５に半田ボールである導電素子３６が形成され、図６Ｃに示すように、該ＮＳＭＤパッド３７ｂ上に半田ボールである導電素子３６が形成されている。

本発明に係わるパッケージ基板の半田ボール配置側表面構造は、該金属パッドの表面に金属凸縁が形成されることにより、該金属パッドの表面に大きい接触面積を有し、また、絶縁保護層の開口形式を調整することにより、該電気接続パッドの表面に位置する導電素子の結合面積が増加し、該金属パッドと金属凸縁との間に従来のような導電層を有しないことにより、該金属パッドと金属凸縁との間の結合強度を向上し、該金属パッドおよび金属凸縁上に形成された導電素子の脱落を回避することができる。

上記のように、これらの実施の形態は本発明の原理および効果・機能を例示的に説明するものであり、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、下記の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特許請求の範囲を脱しない範囲で色々な修飾や変更をすることが可能であり、そうした修飾や変更は本発明の技術範囲に含むものである。

従来のパッケージ基板表面に半導体チップが搭載された様子を模式的に示した図である。 従来のパッケージ基板の電気接続パッド上に凸縁が形成された製造方法を示した断面図である。 従来のパッケージ基板の電気接続パッド上に凸縁が形成された製造方法を示した断面図である。 従来のパッケージ基板の電気接続パッド上に凸縁が形成された製造方法を示した断面図である。 従来のパッケージ基板の電気接続パッド上に凸縁が形成された製造方法を示した断面図である。 従来のパッケージ基板の電気接続パッド上に凸縁が形成された製造方法を示した断面図である。 本発明に係わるパッケージ基板の半田ボール配置側表面構造の第１の実施例の製造方法を示した断面図である。 本発明に係わるパッケージ基板の半田ボール配置側表面構造の第１の実施例の製造方法を示した断面図である。 本発明に係わるパッケージ基板の半田ボール配置側表面構造の第１の実施例の製造方法を示した断面図である。 本発明に係わるパッケージ基板の半田ボール配置側表面構造の第１の実施例の製造方法を示した断面図である。 本発明に係わるパッケージ基板の半田ボール配置側表面構造の第１の実施例の製造方法を示した断面図である。 本発明に係わるパッケージ基板の半田ボール配置側表面構造の第１の実施例の製造方法を示した断面図である。 図３Ｆ（ａ）の他の実施例である。 本発明に係わるパッケージ基板の半田ボール配置側表面構造の第１の実施例の製造方法を示した断面図である。 本発明に係わるパッケージ基板の半田ボール配置側表面構造の第１の実施例の製造方法を示した断面図である。 図３Ｈ（ａ）の他の実施例である。 本発明に係わるパッケージ基板の半田ボール配置側表面構造の第２の実施例の製造方法を示した断面図である。 本発明に係わるパッケージ基板の半田ボール配置側表面構造の第２の実施例の製造方法を示した断面図である。 本発明に係わるパッケージ基板の半田ボール配置側表面構造の第２の実施例の製造方法を示した断面図である。 本発明に係わるパッケージ基板の半田ボール配置側表面構造の第２の実施例の製造方法を示した断面図である。 本発明に係わるパッケージ基板の半田ボール配置側表面構造の第２の実施例の製造方法を示した断面図である。 本発明に係わるパッケージ基板の半田ボール配置側表面構造の第２の実施例の製造Ｆ法を示した断面図である。 本発明に係わるパッケージ基板の半田ボール配置側表面構造の第２の実施例の製造方法を示した断面図である。 図４Ｇ（ａ）の他の実施例である。 ＳＭＤパッドの金属パッドおよび金属凸縁上に表面処理層が形成された実施例である。 図５Ａの表面処理層上に導電素子が形成された実施例である。 ＳＭＤパッドの金属パッドおよび金属凸縁上に導電素子が形成された実施例である。 ＮＳＭＤパッドの金属パッドおよび金属凸縁上に表面処理層が形成された実施例である。 図６Ａの表面処理層上に導電素子が形成された実施例である。 ＮＳＭＤパッドの金属パッドおよび金属凸縁上に導電素子が形成された実施例である。

符号の説明

１１、２０、３ パッケージ基板
１１ａ 第１の表面
１１ｂ 第２の表面
１１１ 第１の電気接続パッド
１１２ 第２の電気接続パッド
１２ 半導体チップ
１２１ 電極パッド
１３ａ 第１の導電素子
１３ｂ 第２の導電素子
１４ 金属バンプ
２０１ 電気接続パッド
２１ 絶縁保護層
２１０ 開口
２２、３０１ 導電層
２３ レジスト層
２３０、３２０ｄ 環状開口
２４ 凸縁
３ａ チップ配置側
３ｂ 半田ボール配置側
３０ コア板
３１０ｂ’金属パッド
３１ａ 第１の金属層
３１ａ’ 第１の回路層
３１ｂ 第２の金属層
３１ｂ’第２の回路層
３２ａ 第１のレジスト層
３２０ａ 第１の開口
３２ｂ 第２のレジスト層
３２０ｂ 第２の開口
３２ｃ 第３のレジスト層
３２０ｃ 第３の開口
３２ｄ 第４のレジスト層
３２０ｄ 第４の開口
３２１ｄ 第５の開口
３３ 金属バンプ
３３’金属凸縁
３３１’金属層
３４ａ 第１の絶縁保護層
３４０ａ 第１の開口
３４ｂ 第２の絶縁保護層
３４０ｂ、３４０ｂ’第２の開口
３５ 表面処理層
３６ 導電素子
３７ａ ＳＭＤパッド
３７ｂ’、ＮＳＭＤパッド

Claims (30)

1. 互いに対向するチップ配置側および半田ボール配置側を有し、前記チップ配置側および半田ボール配置側にそれぞれ第１および第２の回路層を有し、チップ配置側および第１の回路層上に第１の絶縁保護層が形成されているパッケージ基板の半田ボール配置側表面構造において、
   前記第２の回路層の一部である金属パッドと、
   前記金属パッドに周設された金属凸縁と、
   前記パッケージ基板の半田ボール配置側に位置し、前記金属凸縁の一部の表面を露出させるための前記金属凸縁の外径サイズより小さい第２の開口を有する第２の絶縁保護層と、
   を備えていることを特徴とするパッケージ基板の半田ボール配置側表面構造。
2. 前記金属凸縁の外径が、前記金属パッドの外径より小さいことを特徴とする請求項１に記載のパッケージ基板の半田ボール配置側表面構造。
3. 前記金属凸縁内の前記金属パッド上に位置する金属層をさらに備えてい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半田ボール配置側表面構造。
4. 前記金属凸縁および金属層上に位置する表面処理層をさらに備えてい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半田ボール配置側表面構造。
5. 前記表面処理層が、有機半田付け性保護材、ニッケル／金、ニッケル／パラジウム／金、および錫／鉛のいずれか１つであることを特徴とする請求項４に記載のパッケージ基板の半田ボール配置側表面構造。
6. 前記表面処理層が、金、銀、錫および銅からなるグループのいずれか１つであることを特徴とする請求項４に記載のパッケージ基板の半田ボール配置側表面構造。
7. 前記金属パッドおよび金属凸縁上に位置する表面処理層をさらに備えてい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半田ボール配置側表面構造。
8. 前記パッケージ基板表面と金属パッドとの間に位置する導電層をさらに備えてい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半田ボール配置側表面構造。
9. 互いに対向するチップ配置側および半田ボール配置側を有し、前記チップ配置側および半田ボール配置側にそれぞれ第１および第２の回路層を有し、チップ配置側および第１の回路層上に第１の絶縁保護層が形成されているパッケージ基板の半田ボール配置側表面構造において、
   前記第２の回路層の一部である金属パッドと、
   前記金属パッドに周設された金属凸縁と、
   前記パッケージ基板の半田ボール配置側に位置し、前記金属凸縁および金属パットを露出させるための前記金属パッドのサイズより大きい第２の開口を有する第２の絶縁保護層と、
   を備えていることを特徴とするパッケージ基板の半田ボール配置側表面構造。
10. 前記金属凸縁の外径が、前記金属パッドの外径より小さいことを特徴とする請求項９に記載のパッケージ基板の半田ボール配置側表面構造。
11. 前記金属凸縁内の前記金属パッド上に位置する金属層をさらに備えていることを特徴とする請求項９に記載のパッケージ基板の半田ボール配置側表面構造。
12. 前記金属凸縁、金属層および金属パッド上に位置する表面処理層をさらに備えていることを特徴とする請求項１１に記載のパッケージ基板の半田ボール配置側表面構造。
13. 前記金属パッドおよび金属凸縁上に位置する表面処理層をさらに備えていることを特徴とする請求項９に記載のパッケージ基板の半田ボール配置側表面構造。
14. 前記パッケージ基板表面と金属パッドとの間に位置する導電層をさらに備えていることを特徴とする請求項９に記載のパッケージ基板の半田ボール配置側表面構造。
15. パッケージ基板の半田ボール配置側表面構造の製造方法であって、
    コア板が用意され、前記コア板の対向した両表面に第１の金属層および第２の金属層が形成される工程と、
    前記第２の金属層上に金属バンプが電気めっきにより形成される工程と、
    前記第１の金属層上に第３のレジスト層が形成され、前記第１の金属層の一部の表面を露出させるための第３の開口が形成され、前記第２の金属層および金属バンプ上に第４のレジスト層が形成され、前記第２の金属層の一部の表面を露出させるための第４の開口および前記金属バンプの一部の表面を露出させるための第５の開口が形成される工程と、
    前記第３および第４のレジスト層の第３および第４の開口における第１および第２の金属層を除去することにより、前記コア板の対向した両表面にそれぞれ第１の回路層、第２の回路層および金属パッドが形成され、前記第５の開口における金属バンプを除去することにより、金属凸縁が前記金属パッド上に周設されるように形成される工程と、
    前記３および第４のレジスト層を除去する工程と、
    前記コア板および第１の回路層上に第１の絶縁保護層が形成され、電気接続パッドとして前記第１の回路層の一部の表面を露出させるための第１の開口が形成される工程と、
    前記コア板、第２の回路層およびその上にある金属パッドに第２の絶縁保護層が形成され、前記第２の絶縁保護層に前記金属凸縁の一部の表面を露出させるための第２の開口が形成される工程と、
    を備えていることを特徴とするパッケージ基板の半田ボール配置側表面構造の製造方法。
16. 前記第２の開口が、前記金属凸縁の外径より小さいことを特徴とする請求項１５に記載のパッケージ基板の半田ボール配置側表面構造の製造方法。
17. 前記第２の開口が、前記金属パッドの外径より大きいことを特徴とする請求項１５に記載のパッケージ基板の半田ボール配置側表面構造の製造方法。
18. 前記コア板が、表面に誘電層を有する２層または多層回路板および絶縁板のいずれか１つであることを特徴とする請求項１５に記載のパッケージ基板の半田ボール配置側表面構造の製造方法。
19. 前記金属凸縁の外径が、前記金属パッドの外径より小さいことを特徴とする請求項１５に記載のパッケージ基板の半田ボール配置側表面構造の製造方法。
20. 前記第２の金属層上に金属バンプが電気めっきにより形成される製造方法が、
    前記第１の金属層および第２の金属層にそれぞれ第１および第２のレジスト層が形成され、前記第２のレジスト層に前記第２の金属層の一部の表面を露出させるための第２の開口が形成される工程と、
    前記第２のレジスト層の第２の開口における第２の金属層上に金属バンプが電気めっきにより形成される工程と、
    前記第１および第２のレジスト層を除去することにより、前記第１、第２の金属層および金属バンプを露出させる工程と、
    を備えていることを特徴とする請求項１５に記載のパッケージ基板の半田ボール配置側表面構造の製造方法。
21. 前記第５の開口における金属バンプが、一部の厚さを除去することにより前記金属パッド上に金属層が形成されることを特徴とする請求項１５に記載のパッケージ基板の半田ボール配置側表面構造の製造方法。
22. 前記金属凸縁および金属層上に表面処理層が形成される工程をさらに備えていることを特徴とする請求項２１に記載のパッケージ基板の半田ボール配置側表面構造の製造方法。
23. 前記第５の開口における金属バンプが完全に除去されることにより前記金属パッドの一部の表面が露出されることを特徴とする請求項１５に記載のパッケージ基板の半田ボール配置側表面構造の製造方法。
24. 前記金属凸縁および金属パッド上に表面処理層が形成される工程をさらに備えていることを特徴とする請求項２３に記載のパッケージ基板の半田ボール配置側表面構造の製造方法。
25. パッケージ基板の半田ボール配置側表面構造の製造方法であって、
    コア板が用意される工程と、
    前記コア板の表面に導電層が形成される工程と、
    前記コア板の両表面の導電層上にそれぞれ第１および第２のレジスト層が形成され、前記第１および第２のレジスト層に前記導電層の一部の表面を露出させるための第１および第２の開口が形成される工程と、
    前記コア板の両表面の第１および第２のレジスト層の第１および第２の開口にそれぞれ電気めっきにより第１回路層、および金属パッドを有する第２の回路層が形成される工程と、
    前記第１のレジスト層および第１の回路層の表面に第３のレジスト層が形成され、前記第２のレジスト層および第２の回路層表面に第４のレジスト層が形成され、前記第４のレジスト層に前記金属パッドの一部の表面を露出させるための環状開口が形成される工程と、
    前記導電層を電流伝導ルートとして前記金属パッドの表面に電気めっきにより金属凸縁が形成される工程と、
    前記第２のレジスト層、第１のレジスト層およびそれにより被覆された導電層を除去し、前記第４のレジス層、第３のレジスト層およびそれにより被覆された導電層を除去することにより、前記第１の回路層、第２の回路層およびその金属パッド上の金属凸縁を露出させる工程と、
    前記コア板および第１の回路層上に第１の絶縁保護層が形成され、電気接続パッドとして前記第１の回路層の一部の表面を露出させるための第１の開口が形成される工程と、
    前記コア板、第２の回路層およびその上の金属パッド上に第２の絶縁保護層が形成され、前記第２の絶縁保護層に前記金属凸縁の一部の表面を露出させるための第２の開口が形成される工程と、
    を備えていることを特徴とするパッケージ基板の半田ボール配置側表面構造の製造方法。
26. 前記第２の開口が、前記金属凸縁の外径より小さいことを特徴とする請求項２５に記載のパッケージ基板の半田ボール配置側表面構造の製造方法。
27. 前記第２の開口が、前記金属パッドの外径より大きいことを特徴とする請求項２５に記載のパッケージ基板の半田ボール配置側表面構造の製造方法。
28. 前記コア板が、表面に誘電層を有する２層または多層回路板、銅張積層板および絶縁板のいずれか１つであることを特徴とする請求項２５に記載のパッケージ基板の半田ボール配置側表面構造の製造方法。
29. 前記金属凸縁の外径が、前記金属パッドの外径より小さいことを特徴とする請求項２５に記載のパッケージ基板の半田ボール配置側表面構造の製造方法。
30. 前記金属凸縁および金属パッド上に表面処理層が形成される工程をさらに備えていることを特徴とする請求項２５に記載のパッケージ基板の半田ボール配置側表面構造の製造方法。

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