JP2006179606A - 配線回路基板 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 実装部7に対応するベース絶縁層3に、ベース開口部8と、そのベース開口部8を囲むように薄層部9とを形成し、薄層部9の上に、端子部13の内側端子部分15を配置するとともに、ベース開口部8内に、補強部2と接触する放熱部17を形成する。これによって、内側端子部分15の表面が、放熱部17の表面よりも低く配置されるので、バンプ25を介して実装された半導体素子Sと放熱部17とを、互いに近接させることができる。そのため、フリップチップ実装方式によって、半導体素子Sを配線回路基板1に対して確実に実装できながら、半導体素子Sからの発熱を、放熱部17を介して補強板2に効率的に伝導することができ、優れた放熱性を得ることができる。
【選択図】 図3
Description
このような配線回路基板において、配線回路基板に実装された半導体素子は、通電によって発熱するので、効率的に放熱することが重要となり、そのための種々の検討がなされている。
また、例えば、金属製ベースと導通する導体と金属製ベースと非導通の導体とを、熱伝導性を有する熱伝導性部品で接続することにより、電子部品の発する熱を金属製ベースへ速やかに放散させて、放熱性を向上させることが提案されている(例えば、特許文献2参照。)。
図2に示すように、この配線回路基板1は、フレキシブル配線回路基板からなり、金属支持層としての補強板2と、補強板2の上に形成されたベース絶縁層3と、ベース絶縁層3の上に形成された導体パターン4と、導体パターン4を被覆するように、ベース絶縁層3の上に形成されたカバー絶縁層5とを備えている。
補強板2は、配線回路基板1における実装部7が設けられている部分に、ベース絶縁層3を補強するために設けられている。補強板2の厚みは、例えば、15〜150μm、好ましくは、18〜30μmである。
実装部7において、ベース絶縁層3には、図2に示すように、平面視略矩形状に開口されるベース開口部8が形成されており、また、そのベース開口部8を囲むように薄層部9が形成されている。
薄層部9は、カバー開口部6の周縁とベース開口部8との間において、ベース開口部8を囲むように、平面視略矩形枠状に形成されている。より具体的には、この薄層部9は、カバー開口部6の周縁から所定間隔(後述する外側厚層部10)を隔てた内側と、ベース開口部8の周縁から所定間隔(後述する内側厚層部11)を隔てた外側との間に形成されている。この薄層部9の厚みは、例えば、1〜15μm、好ましくは、1〜8μmである。
実装部7において、カバー開口部6から露出する導体パターン4が、半導体素子Sと接続される端子部13とされている。
カバー絶縁層5は、上記したように、導体パターン4を被覆し、かつ、実装部7においてカバー開口部6が形成されるように、ベース絶縁層3の上に形成されている。カバー絶縁層5の厚みは、例えば、3〜15μmである。
放熱部17は、平面視略矩形状をなし、実装部7のベース開口部8内において、補強板2の上に形成されている。この放熱部17は、その下端部が補強板2と接触し、その上端部がベース開口部8よりも上方に膨出し、内側厚層部11の上端面に載置されるように断面略T字形状に形成されている。なお、放熱部17の厚み(補強板2と接触する下面から上面までの高さ)は、例えば、6〜40μm、好ましくは、10〜30μmである。
また、図2に示すように、放熱部17の表面および外側端子部分14の表面は、内側端子部分15の表面よりも、高く(カバー絶縁層5側に)配置されている。換言すると、内側端子部分15の表面は、外側端子部分14の表面および放熱部17の表面よりも低く(補強板2側に)配置されている。より具体的には、放熱部17の表面および外側端子部分14の表面と、内側端子部分15の表面との間の上下方向の間隔Gは、例えば、1〜15μmに設定されている。
また、端子部17の各配線12の表面と、放熱部17の表面とには、ニッケルや金などからなるめっき層18が形成されている。めっき層18は、例えば、厚み1〜5μmのニッケルめっき層や、厚み0.05〜5μmの金めっき層などから形成される。
この方法では、まず、図4(a)に示すように、補強板2の上に、ベース絶縁層3を、所定のパターンで形成する。
補強板2としては、金属箔または金属薄板が用いられ、その金属としては、例えば、ステンレス、42アロイ、アルミニウム、銅−ベリリウム、りん青銅などが用いられる。剛性、耐食性および加工性の観点から、好ましくは、ステンレス箔が用いられる。
そして、補強板2におけるベース絶縁層3のベース開口部8を形成する部分には、遮光部分20aが対向し、補強板2におけるベース絶縁層3の薄層部9を形成する部分には、光半透過部分20bが対向し、補強板2における薄層部9以外のベース絶縁層3を形成する部分(外側厚層部10および内側厚層部11を含む。)には、光全透過部分20cが対向するように、フォトマスク20を皮膜19に対して対向配置する。
次いで、図5(d)に示すように、露光された皮膜19を、必要により所定温度に加熱した後、現像する。照射された皮膜19の露光部分は、例えば、130℃以上150℃未満で加熱することにより、次の現像において可溶化(ポジ型)し、また、例えば、150℃以上200℃以下で加熱することにより、次の現像において不溶化(ネガ型)する。
この現像により、皮膜19は、フォトマスク20の光全透過部分20cが対向していた部分(外側厚層部10および内側厚層部11を含む。)が残存し、フォトマスク20の遮光部分20aが対向していたベース開口部8を形成する部分が溶解し、また、フォトマスク20の半透過部分20bが対向していた薄層部9を形成する部分が、光透過率に対応する割合で残存するように溶解するような、所定のパターンに形成される。
また、導体パターン4および放熱部17の形成は、サブトラクティブ法やアディティブ法などの公知のパターンニング法が用いられる。導体パターン4を、ファインピッチで微細に形成するには、好ましくは、アディティブ法が用いられる。
めっきレジスト22は、例えば、ドライフィルムレジストなどを用いて、公知の方法により、上記した導体パターン4および放熱部17の反転パターンとして形成する。
次いで、アディティブ法では、図6(c)に示すように、めっきレジスト22から露出する金属薄膜21の表面に、導体パターン4および放熱部17を同時に形成する。導体パターン4および放熱部17の形成は、特に制限されないが、例えば、電解めっき、好ましくは、電解銅めっきが用いられる。
そして、図6(e)に示すように、導体パターン4および放熱部17から露出する金属薄膜21を除去する。金属薄膜21の除去は、例えば、化学エッチング(ウェットエッチング)する。
次いで、この方法では、図4(c)に示すように、ベース絶縁層3の上に、端子部13以外の導体パターン4を被覆するように、カバー絶縁層5を所定のパターンで形成する。
カバー絶縁層5を形成するための絶縁材料としては、ベース絶縁層3と同様の絶縁材料が用いられ、好ましくは、感光性ポリイミド樹脂が用いられる。
そして、皮膜23に対して、カバー絶縁層5のカバー開口部6に対応する部分には、遮光部分24aが対向し、それ以外の部分には、光全透過部分24bが対向するように、フォトマスク24を皮膜23に対して対向配置する。次いで、上記した皮膜19の露光と同様に、露光する。
この現像により、皮膜23は、フォトマスク24の遮光部分24aが対向していたカバー開口部6に対応する部分が溶解し、実装部7が露出する所定のパターンに形成される。
そして、図7(d)に示すように、所定のパターンに形成された皮膜23を、例えば、最終的に250℃以上に加熱することによって、硬化(イミド化)させる。これによって、ポリイミド樹脂からなるカバー絶縁層5が、カバー開口部6から実装部7が露出され、その実装部7に配置される端子部13以外の導体パターン4が被覆されるような、所定のパターンとして形成される。
そして、このようにして得られる配線回路基板1では、上記したように、実装部7においては、放熱部17を囲む内側端子部分15の表面が、その放熱部17の表面よりも低く配置されている。そのため、図3に示すように、内側端子部分15の表面に金やはんだなどからなるバンプ25を設けて、そのバンプ25を介して半導体素子Sを実装しても、実装された半導体素子Sと放熱部17とを、内側端子部分15の表面を放熱部17の表面に対して低く配置した分、互いに近接させることができる。そのため、このようなフリップチップ実装方式によって、半導体素子Sを配線回路基板1に対して確実に実装できながら、半導体素子Sからの発熱を、放熱部17を介して補強板2に効率的に伝導することができ、優れた放熱性を得ることができる。
実施例1
厚み20μmのステンレス(SUS304)箔からなる補強板2を用意した(図5(a)参照)。
その後、補強板2におけるベース絶縁層3のベース開口部8を形成する部分には、遮光部分20aが対向し、補強板2におけるベース絶縁層3の薄層部9を形成する部分には、光半透過部分20bが対向し、補強板2における薄層部9以外のベース絶縁層3を形成する部分には、光全透過部分20cが対向するように、フォトマスク20を皮膜19に対して対向配置し、皮膜19を、紫外線(露光積算光量720mJ/cm2)で露光した(図5(c)参照)。
次いで、感光性ポリイミド樹脂の前駆体の溶液を、導体パターン4およびベース絶縁層3の全面に塗工した後、120℃で2分間加熱して、感光性ポリイミド樹脂の前駆体からなる皮膜23を形成した(図7(a)参照)。
次いで、露光された皮膜23を、露光後加熱(160℃、3分加熱)した後、アルカリ現像液で現像することにより、皮膜23を、カバー開口部6から実装部7が露出され、その実装部7に配置される端子部13以外の導体パターン4が被覆されるような、所定のパターンとして形成した(図7(c)参照)。その後、皮膜23を420℃で加熱することによって、ポリイミド樹脂からなる厚み3μmのカバー絶縁層5を形成した(図7(d)参照)。
得られた配線回路基板1では、内側端子部分15の表面が、放熱部17の表面よりも5μm低く配置された。
ベース絶縁層3の形成において、薄層部9を形成することなく、均一な厚みのベース絶縁層3を形成したこと以外は、実施例1と同様の方法によって、配線回路基板を形成した。
得られた配線回路基板では、内側端子部分15の表面と、放熱部17の表面とが上下同じ高さに配置された。
実施例1および比較例1で得られた配線回路基板の実装部に、半導体素子を、金バンプを介して、フリップチップ実装方式によって実装した。その後、半導体素子に通電した。実施例1の配線回路基板では、放熱性が良好で、半導体素子が良好に作動したが、比較例1の配線回路基板では、放熱性が不良で、半導体素子の作動に支障を生じる場合があった。
2 補強板
3 ベース絶縁層
4 導体パターン
7 実装部
8 ベース開口部
13 端子部
17 放熱部
Claims (2)
- 金属支持層と、前記金属支持層の上に形成され、開口部が形成されるベース絶縁層と、前記ベース絶縁層の上に形成され、半導体素子と接続するための端子部を含む導体パターンと、前記半導体素子が実装される実装部とを備える配線回路基板において、
前記実装部には、前記開口部および前記端子部が配置され、
前記開口部には、前記金属支持層と接触する放熱部が設けられており、
前記端子部の表面が、前記放熱部の表面に対して、前記金属支持層側に配置されていることを特徴とする、配線回路基板。 - 前記端子部の表面が、前記放熱部の表面に対して、1〜15μm前記金属支持層側に配置されていることを特徴とする、請求項1に記載の配線回路基板。
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