JP2000332161A - Wiring board and production thereof - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a wiring board having a highly accurate dam, an efficient production method therefor, and a production method of wiring board where contamination at the connection terminal and circuit conductor of a semiconductor chip is suppressed. SOLUTION: The wiring board for mounting a semiconductor chip has a UV-curing resin dam for sealing the part mounting the semiconductor chip. The production method of wiring board has a step for forming a phorosensitive insulation layer on the surface of a substrate formed with a circuit, and a step for forming a dam by exposing and developing the phorosensitive insulation layer through a photomask wherein a material containing no solvent is employed in the phorosensitive insulation layer.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、配線板とその製造
方法に関する。The present invention relates to a wiring board and a method for manufacturing the same.

【０００２】[0002]

【従来の技術】半導体チップを搭載するための配線板
は、通常、半導体チップと配線板とを電気的に接続した
後に、環境からその接続部を隔離し、接続の信頼性を維
持するために、樹脂で封止している。この樹脂による封
止は、配線板の上に直接絶縁性の樹脂を流して硬化させ
るが、一般に使用される封止用の樹脂は流れが大きく、
半導体チップを搭載した箇所以外にも流れ、ときには、
接続に必要な箇所にまで樹脂が流れたり、あるいは、流
れが大きいので、半導体チップを覆うことができず、大
量の樹脂が必要になることもあった。2. Description of the Related Art Generally, a wiring board for mounting a semiconductor chip is used to electrically connect the semiconductor chip to the wiring board, isolate the connection from the environment, and maintain the reliability of the connection. , And sealed with resin. The sealing with this resin is cured by flowing an insulating resin directly on the wiring board, but the sealing resin generally used has a large flow,
It also flows to places other than where semiconductor chips are mounted,
Since the resin flows to a portion required for connection or the flow is large, the semiconductor chip cannot be covered, and a large amount of resin may be required.

【０００３】そこで、樹脂の流れをせき止めるダムを形
成し、その中に樹脂を流し硬化させることが行われるよ
うになってきた。このようなダムは、ディスペンサーを
用いて半導体チップを搭載する領域の境界に熱硬化型の
樹脂を塗布し、加熱・硬化させる方法、スクリーン印刷
機を用いて半導体チップを搭載する領域の境界形状に熱
硬化型の樹脂を印刷し、加熱・硬化させる方法、あるい
は、絶縁板を必要な形状に切り取り、接着剤を用いて、
配線板に貼り付ける方法等によって形成されている。[0003] Therefore, it has been practiced to form a dam for damping the flow of the resin and to flow the resin into the dam to harden the dam. Such a dam is formed by applying a thermosetting resin to the boundary of the area where the semiconductor chip is mounted using a dispenser, heating and curing the resin, and using a screen printer to form the boundary shape of the area where the semiconductor chip is mounted. Printing a thermosetting resin, heating and curing, or cutting the insulating plate into the required shape, using an adhesive,
It is formed by a method of attaching to a wiring board or the like.

【０００４】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところが、これらの従
来の技術のうち、ディスペンサーを用いて半導体チップ
を搭載する領域の境界に熱硬化型の樹脂を塗布し、加熱
・硬化させる方法では、この樹脂にも流動性があるた
め、均一な厚さと均一な塗布幅を得ることが困難であ
り、半導体チップを覆うに十分な高さがえられないこと
もある上、種類の異なるダム形状に対応するためには、
そのダム形状に応じた樹脂の塗布条件を求めなければな
らず、多品種少量生産の多い配線板の分野において効率
が低いという課題がある。更に、配線板は、高密度実装
が急速に進展しており、他の電子部品が搭載される箇所
を確保するために、ダムの形状にも微細化が要求されて
いるが、このディスペンサーを用いて樹脂を塗布する方
法では、樹脂幅を狭くするためにディスペンサーの樹脂
射出口の径を小さくすると樹脂の射出量が減少してしま
い、必要な樹脂厚を得ることができないため微細化でき
ないという課題がある。However, of these conventional techniques, a method of applying a thermosetting resin to a boundary of a region where a semiconductor chip is mounted by using a dispenser, and heating and curing the resin is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-287,086. It is difficult to obtain a uniform thickness and a uniform coating width due to the fluidity of the semiconductor chip, and it may not be possible to obtain a sufficient height to cover the semiconductor chip. In order to
The application conditions of the resin according to the shape of the dam must be determined, and there is a problem that the efficiency is low in the field of wiring boards in which many kinds and small quantities are produced. Furthermore, as for the wiring board, high-density mounting is rapidly progressing, and in order to secure places where other electronic components are mounted, miniaturization of the dam shape is required, but using this dispenser In the method of applying the resin by using a resin, if the diameter of the resin injection port of the dispenser is reduced in order to narrow the resin width, the injection amount of the resin decreases, and the required resin thickness cannot be obtained, so that it is difficult to miniaturize the resin. There is.

【０００５】また、従来の技術のうち、スクリーン印刷
機を用いて半導体チップを搭載する領域の境界形状に熱
硬化型の樹脂を印刷し、加熱・硬化させる方法では、ダ
ムの厚さを厚くするためには、印刷版の遮蔽部の厚さを
厚くする必要があるが、ダムの微細化に対応するために
は前記開口幅を狭くしなければならず、遮蔽部の厚さを
厚くし、かつ印刷版の開口幅を狭くすると、樹脂を押し
出すことが困難となりダムに必要な厚さが得られないと
いう課題がある。また、スクリーン印刷法では、位置精
度よく印刷することが困難であるという課題もあった。In the conventional technique, a thermosetting resin is printed on a boundary shape of a region where a semiconductor chip is mounted using a screen printer, and the resin is heated and cured. For this, it is necessary to increase the thickness of the shielding portion of the printing plate, but in order to respond to the miniaturization of the dam, the opening width must be reduced, and the thickness of the shielding portion is increased, In addition, when the opening width of the printing plate is reduced, it is difficult to extrude the resin, and there is a problem that a necessary thickness for the dam cannot be obtained. In addition, the screen printing method has a problem that it is difficult to print with high positional accuracy.

【０００６】また、従来の技術のうち、絶縁板を必要な
形状に切り取り、接着剤を用いて、配線板に貼り付ける
方法では、高密度実装に要求されるダム幅の微細化に応
じた加工が困難であるか、または加工できても経済的で
ないという課題がある。[0006] Among the conventional techniques, the method of cutting an insulating plate into a required shape and pasting it to a wiring board using an adhesive requires processing in accordance with the miniaturization of the dam width required for high-density mounting. However, there is a problem that the processing is difficult, or the processing is not economical.

【０００７】また、これらの従来の技術に共通に、樹脂
や接着剤には、溶剤が用いられており、半導体チップを
搭載する領域の近傍に、その溶剤が揮発し、半導体チッ
プの接続端子や配線板の接続用回路導体の表面を汚染し
たり、あるいはそれらの表面に金めっきが形成されてい
るとその表面を汚染したり、場合によっては腐食するこ
ともあって、接続の信頼性を著しく阻害するおそれがあ
るという課題がある。[0007] Further, a solvent is used for the resin and the adhesive in common with these conventional techniques, and the solvent volatilizes in the vicinity of a region where the semiconductor chip is mounted, and the connection terminals and the like of the semiconductor chip are formed. The surface of the circuit conductors for connection on the wiring board is contaminated, or if those surfaces are plated with gold, the surface may be contaminated or even corroded, significantly increasing the reliability of the connection. There is a problem that there is a possibility of inhibition.

【０００８】本発明は、精度の高いダムを有する配線板
と、そのような配線板を効率よく製造する方法並びに半
導体チップの接続端子や回路導体の汚染の少ない配線板
を製造する方法を提供することを目的とする。The present invention provides a wiring board having a dam with high accuracy, a method for efficiently manufacturing such a wiring board, and a method for manufacturing a wiring board with less contamination of connection terminals of semiconductor chips and circuit conductors. The purpose is to:

【０００９】[0009]

【課題を解決する手段】本発明の配線板は、半導体チッ
プを搭載するための配線板であって、半導体チップを搭
載した箇所を樹脂で封止するためのダムが光硬化性樹脂
で構成されていることを特徴とする。A wiring board according to the present invention is a wiring board for mounting a semiconductor chip, wherein a dam for sealing a portion where the semiconductor chip is mounted with a resin is made of a photocurable resin. It is characterized by having.

【００１０】また、本発明の配線板の製造方法は、半導
体チップを搭載するための配線板の製造方法であって、
回路を形成した基板の表面に感光性絶縁層を形成し、フ
ォトマスクを介して露光・現像してダムを形成すること
を特徴とする。The method of manufacturing a wiring board of the present invention is a method of manufacturing a wiring board for mounting a semiconductor chip,
A photosensitive insulating layer is formed on a surface of a substrate on which a circuit is formed, and is exposed and developed through a photomask to form a dam.

【００１１】また、本発明の配線板の製造方法は、感光
性絶縁層に、溶剤を含まない材料を使用することを特徴
とする。Further, the method for manufacturing a wiring board according to the present invention is characterized in that a material containing no solvent is used for the photosensitive insulating layer.

【００１２】[0012]

【発明の実施の形態】本発明の半導体チップを搭載する
ための配線板には、ピンがパッケージの２長辺に配置さ
れるデュアルインラインパッケージ（以下、ＤＩＰとい
う。）、スモールアウトラインパッケージ（以下、ＳＯ
Ｐという。）、リードのない表面実装用のリードレスチ
ップキャリア（以下、ＬＣＣという。）、表面実装用の
ＩＣパッケージのひとつで、４辺にＪ字型のリードピン
が出ているクワッドフラットＪリーデッドパッケージ
（以下、ＱＦＪという。）、リードがパッケージの外に
出ていないクワッドフラットノンリーデッドパッケージ
（以下、ＱＦＮという。）、ピンがパッケージの片面全
体に配置されるピングリッドアレイ（以下、ＰＧＡとい
う。）、パッケージの裏面に、入出力用のパッドを並べ
ハンダボールを乗せたボールグリッドアレイ（以下、Ｂ
ＧＡという。）、半導体チップと同じ大きさの基板に半
導体チップを搭載したチップサイズパッケージ（以下、
ＣＳＰという。）などがある。上記の半導体パッケージ
において、半導体チップの電極との接続は、ボンディン
グ用ワイヤによる接続や、フレキシブル配線板にリード
を形成しそのリード全てを半導体チップの電極全てに同
時にギャングボンディングした接続、半導体チップの電
極に形成したはんだボールをリフローによって行った半
導体パッケージ用基板の電極との接続、半導体チップ上
の電極に形成したバンプと呼ばれる小さな突起と半導体
パッケージ用基板のパッド部とを導電性ペーストを介し
て行った接続がある。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS On a wiring board for mounting a semiconductor chip of the present invention, a dual in-line package (hereinafter, referred to as DIP) in which pins are arranged on two long sides of the package, a small outline package (hereinafter, referred to as DIP). SO
It is called P. ), A surface-less leadless chip carrier (hereinafter referred to as LCC) without leads, and one of the surface-mounting IC packages, a quad flat J-leaded package (hereinafter referred to as a J-shaped lead pin on four sides). , QFJ), a quad flat non-leaded package (hereinafter, referred to as QFN) in which leads do not extend outside the package, a pin grid array (hereinafter, referred to as PGA) in which pins are arranged on one entire surface of the package, and a package. A ball grid array (hereinafter referred to as B) in which input / output pads are arranged and solder balls are placed
GA. ), A chip size package in which the semiconductor chip is mounted on a substrate the same size as the semiconductor chip
Called CSP. )and so on. In the above-mentioned semiconductor package, connection with the electrodes of the semiconductor chip is performed by connection using bonding wires, connection in which leads are formed on a flexible wiring board and all the leads are simultaneously gang-bonded to all the electrodes of the semiconductor chip, and electrodes of the semiconductor chip are connected. The solder balls formed on the semiconductor package are connected to the electrodes of the semiconductor package substrate by reflow, and the small protrusions called bumps formed on the electrodes on the semiconductor chip and the pad portions of the semiconductor package substrate are connected via a conductive paste. There is a connection.

【００１３】回路を形成した基板の上に、感光性絶縁層
を形成するには、感光性絶縁樹脂ワニスを、スクリーン
印刷機、ロールコータ、カーテンコータ、アルファーコ
ータなどを用いて塗布して形成する。また、この感光性
絶縁樹脂ワニスを支持フィルム上に塗布して加熱・半硬
化したドライフィルム状のものを、ホットロールラミネ
ータ、真空ラミネータなどによりラミネートして形成す
ることもできる。この感光性絶縁層に、溶剤を含まない
材料を使用することが好ましい。In order to form a photosensitive insulating layer on a substrate on which a circuit is formed, a photosensitive insulating resin varnish is applied by using a screen printing machine, a roll coater, a curtain coater, an alpha coater or the like. . Alternatively, the photosensitive insulating resin varnish may be applied on a support film and heated and semi-cured to form a dry film, which is laminated by a hot roll laminator, a vacuum laminator or the like. It is preferable to use a material containing no solvent for the photosensitive insulating layer.

【００１４】さらに、半導体チップを搭載した箇所を封
止するためのダムを形成するには、ダムの形状に光を透
過する形状に遮蔽部を形成したフォトマスクを重ね、紫
外線を露光し、専用の現像液にさらして、光が照射され
なかった箇所を溶解除去してダムを形成するのである。Further, in order to form a dam for sealing a portion on which the semiconductor chip is mounted, a photomask having a shielding portion formed in a shape of transmitting light in the shape of the dam is superimposed, and is exposed to ultraviolet light, and is specially formed. Is exposed to the developer to dissolve and remove portions that are not irradiated with light to form a dam.

【００１５】[0015]

【実施例】両面銅張積層板であるＭＣＬ−Ｅ−６７９
（日立化成工業株式会社製、商品名）の必要な箇所に穴
をあけスルーホールとし、前処理を行い、無電解銅めっ
きを行い、更に電気銅めっきを行い、銅箔表面とスルー
ホールの内壁に１５μｍのめっきを行った。エッチング
レジストを形成し、不要な銅をエッチング除去して、回
路を形成した。光硬化型のソルダーレジストインクであ
るＰＳＲ−４０００（太陽インキ製造株式会社製、商品
名）をスクリーン印刷し、回路を保護するソルダーレジ
ストを形成した。回路上に無電解ニッケルめっきを５μ
ｍの厚さに行ない、続いて無電解厚付け金めっきを０．
５μｍの厚さに行なった。基板の両面にホットロールラ
ミネータを用いて、ロール温度１３０℃、送り速度０．
４ｍ／分で感光性絶縁層として、厚さ９０μｍの感光性
フィルムであるＳＲ−２３００Ｇ（日立化成工業株式会
社製、商品名）をラミネートした。ダムの形状に幅５０
μｍで光の透過領域を形成したフォトマスクを、自動位
置合わせ装置を用いて回路パターンに位置合わせし、メ
タルハライドランプにより、両面に３５０ｍＪ／ｃｍ²
の紫外線を照射した後、フォトマスクを取り外した。基
板を、濃度１３ｇ／リットルの炭酸水素ナトリウム水溶
液に、２分間浸漬し、前記ドライフィルムの光が照射さ
れていない箇所を溶解除去した。続いて、基板の両面に
メタルハライドランプにより１５００ｍＪ／ｃｍ²の強
度の紫外線を照射し、完全硬化して、ダムを形成した半
導体チップ搭載用の配線板を作製した。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS MCL-E-679, a double-sided copper-clad laminate
(Hitachi Kasei Kogyo Co., Ltd., trade name) Drill a hole at the required location, make it a through hole, perform pretreatment, perform electroless copper plating, further perform electrolytic copper plating, and copper foil surface and inner wall of through hole Was plated with 15 μm. An etching resist was formed, and unnecessary copper was removed by etching to form a circuit. PSR-4000 (trade name, manufactured by Taiyo Ink Mfg. Co., Ltd.), which is a photo-curable solder resist ink, was screen-printed to form a solder resist for protecting the circuit. 5μ electroless nickel plating on the circuit
m, followed by electroless thick gold plating.
This was performed to a thickness of 5 μm. Using a hot roll laminator on both sides of the substrate, the roll temperature was 130 ° C. and the feed rate was 0.
A photosensitive film having a thickness of 90 μm, SR-2300G (trade name, manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.) was laminated as a photosensitive insulating layer at 4 m / min. 50 width for dam shape
A photomask having a light transmission region formed in μm is aligned with a circuit pattern using an automatic alignment device, and 350 mJ / cm ^{2 on} both sides by a metal halide lamp.
Then, the photomask was removed. The substrate was immersed in a 13 g / liter aqueous solution of sodium hydrogen carbonate for 2 minutes to dissolve and remove portions of the dry film that were not irradiated with light. Subsequently, ultraviolet light having an intensity of 1500 mJ / cm ² was applied to both surfaces of the substrate by a metal halide lamp, and the substrate was completely cured to produce a wiring board for mounting a semiconductor chip having a dam.

【００１６】作製した配線板のダムの厚さ、幅、回路パ
ターンとのずれ量を調べた結果、厚さ：９０±５μｍ、
幅：５０±５μｍ、回路パターンとのずれ量：１５μｍ
以下であった。また、無電解厚付け金めっき表面の変
色、光沢むらなどがなく、金めっき表面の汚染及び腐食
がないことが確認できた。As a result of examining the thickness and width of the dam of the manufactured wiring board and the amount of deviation from the circuit pattern, the thickness was 90 ± 5 μm.
Width: 50 ± 5 μm, deviation from circuit pattern: 15 μm
It was below. In addition, it was confirmed that there was no discoloration or uneven gloss on the surface of the electroless thick gold plating, and there was no contamination or corrosion on the gold plating surface.

【００１７】[0017]

【発明の効果】以上に説明したとおり、本発明によっ
て、精度の高いダムを有する配線板と、そのような配線
板を効率よく製造する方法並びに半導体チップの接続端
子や回路導体の汚染の少ない配線板を製造する方法を提
供することができる。As described above, according to the present invention, a wiring board having a high-precision dam, a method for efficiently manufacturing such a wiring board, and wiring with less contamination of connection terminals and circuit conductors of a semiconductor chip are provided. A method for manufacturing a board can be provided.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中山 肇 茨城県下館市大字小川1500番地 日立化成 工業株式会社下館工場内 Ｆターム(参考） 4M109 AA01 BA03 CA06 CA11 CA12 DB07 DB16 5E338 BB03 BB19 BB28 BB61 BB63 BB75 CC01 EE31  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Hajime Nakayama 1500 Oji Ogawa, Shimodate-shi, Ibaraki F-term in Shimodate Plant of Hitachi Chemical Co., Ltd. (Reference) 4M109 AA01 BA03 CA06 CA11 CA12 DB07 DB16 5E338 BB03 BB19 BB28 BB61 BB63 BB75 CC01 EE31

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】半導体チップを搭載するための配線板であ
って、半導体チップを搭載した箇所を樹脂で封止するた
めのダムが光硬化性樹脂で構成されていることを特徴と
する配線板。1. A wiring board for mounting a semiconductor chip, wherein a dam for sealing a portion where the semiconductor chip is mounted with a resin is made of a photocurable resin. . 【請求項２】半導体チップを搭載するための配線板の製
造方法であって、回路を形成した基板の表面に感光性絶
縁層を形成し、フォトマスクを介して露光・現像してダ
ムを形成することを特徴とする配線板の製造方法。2. A method for manufacturing a wiring board for mounting a semiconductor chip, comprising forming a photosensitive insulating layer on a surface of a substrate on which a circuit is formed, and exposing and developing through a photomask to form a dam. A method of manufacturing a wiring board. 【請求項３】感光性絶縁層に、溶剤を含まない材料を使
用することを特徴とする請求項２に記載の配線板の製造
方法。3. The method according to claim 2, wherein a material containing no solvent is used for the photosensitive insulating layer. 【請求項４】感光性絶縁層を形成する前に、回路導体に
金めっきを行うことを特徴とする請求項２または３に記
載の配線板の製造方法。4. The method for producing a wiring board according to claim 2, wherein gold plating is performed on the circuit conductor before forming the photosensitive insulating layer.