JPH0794849A - 半導体搭載用基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】バンプの高さ、組成等のばらつきを無くして、
フリップチップボンディングの信頼性を向上する。 【構成】セミアディティブ法による半導体搭載用基板の
製造方法：ＡｌＮ基板１の表面にＣｕ薄層２を形成する
工程、Ｃｕ薄層２上に導体パターン及びパッド形成用開
口部３を有する第１のメッキレジスト層４を形成し、パ
ターンメッキを施して導体パターン及びパッド５を形成
する工程、パッド形成用開口部３と厚さ方向に連通する
バンプ形成用開口部６を有する第２のメッキレジスト層
７を形成し、次に電解メッキを施してパッド５上にバン
プ８を形成する工程、第１及び第２のメッキレジスト層
４，７を除去し、エッチングを施して導体パターン及び
パッド５と対応する部分以外のＣｕ薄層２を除去し、所
定の箇所をソルダーレジストで被覆する工程。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はＩＣ，ＬＳＩチップ等の
ベアチップを直接搭載するためのプリント配線基板に係
り、詳しくは、ベアチップ搭載用のバンプ（突起電極）
を備えた半導体搭載用基板の製造方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、各種コンピュータの大規模化ある
いは通信機器等における高速通信化が図られる中で、高
速・高集積の専用ＬＳＩを使用するとともに、その専用
ＬＳＩの開発にかかる時間、コスト等を削減することが
重要な課題となる。

【０００３】このような課題を解決し得るものの一つと
して、複数個のＬＳＩチップ等のベアチップをプリント
配線基板に直接搭載した所謂マルチチップモジュール
（ＭＣＭ：Multi-Chip-Module)と呼ばれる装置が従来よ
り提案されている。このＭＣＭはベアチップ間の接続を
物理的にも電気的にもできるだけ短くすることによっ
て、個々のべアチップが本来もっている高速性を十分に
発揮させるものである。このため、ＭＣＭにおいてはベ
アチップとプリント配線板との電気的接続は、ワイヤボ
ンディングではなくフリップチップボンディングが有効
となる。すなわち、フリップチップボンディングはベア
チップの電極パッドに形成された半田等のバンプと、プ
リント配線基板のベアチップ接続用のパッドに形成され
たバンプとを介して電気的に接続するという方法であ
る。この方法によるとベアチップ裏面全体が全て接続用
の領域として利用可能となるため、実装効率が良く多ピ
ン化に好都合となる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記したＭＣＭに使用
されるプリント配線基板は、複数個のベアチップを搭載
することから必然的に配線パターンの高密度化が要求さ
れて細線化が進行することになる。このため、プリント
配線基板のパッドにメッキ法により半田等のバンプを形
成する場合、各配線パターンからメッキリードをそれぞ
れ引き出すため、各リードの導体抵抗に差が生じる。こ
の結果、各パッドへの供給電流にばらつきが生じて、バ
ンプの高さあるいは半田の組成等が不ぞろいとなるとい
う問題がある。そして、上記したバンプが不ぞろいのプ
リント配線基板を使用してフリップチップボンディング
を行った場合、ベアチップとプリント配線基板との高い
接続信頼性を得るのが困難となる。

【０００５】本発明は上記の問題点を解決するためにな
されたものであってその目的は、バンプの高さ、組成等
のばらつきを無くして、フリップチップボンディングの
信頼性を向上することができる半導体搭載用基板の製造
方法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め本発明は、セミアディティブ法による半導体搭載用基
板の製造方法であって、絶縁基材の表面に金属薄層を形
成し、同金属薄層上に導体パターン及びパッド形成用の
開口部を有するメッキレジスト層を形成した後、パター
ンメッキを施して導体パターン及びパッドを形成し、次
に、パッド形成用の開口部と厚さ方向に連通するバンプ
形成用の開口部を有するメッキレジスト層を形成し、次
に電解メッキを施してパッド上にバンプを形成した後、
全てのメッキレジスト層を除去し、その後、エッチング
を施して導体パターン及びパッドと対応する部分以外の
金属薄層を除去し、所定の箇所を絶縁材で被覆するよう
にした。

【０００７】

【作用】本発明では、絶縁基材の表面に金属薄層が形成
され、同金属薄層上に導体パターン及びパッド形成用の
開口部を有するメッキレジスト層が形成された後、パタ
ーンメッキが施されて導体パターン及びパッドが形成さ
れる。次に、パッド形成用の開口部と厚さ方向に連通す
るバンプ形成用の開口部を有するメッキレジスト層が形
成され、前記バンプ形成用の開口部と対応するパッド上
に電解メッキが施されてバンプが形成される。続いて、
全てのメッキレジスト層が除去された後、エッチングが
施されて導体パターン及びパッドと対応する部分以外の
金属薄層が除去される。その後、所定の箇所が絶縁材で
被覆される。電解メッキ時にバンプを形成すべき箇所に
金属薄層を介して電流が供給されるので、供給電流が安
定してばらつきが生じることがなく、形成されたバンプ
の高さあるいは半田の組成等が均一となる。この結果、
フリップチップボンディングの信頼性が向上する。

【０００８】

【実施例】以下、本発明をセミアディティブ法により半
導体搭載用基板を製造する場合に具体化した一実施例を
図１〜図７に従って説明する。

【０００９】図示しない多層基板の最外層を構成する絶
縁基材としてのＡｌＮ基板（ＡｌＮ：Ｙ₂ Ｏ₃ ＝９４：
４）１上に、スパッタリングにより金属薄層としてのＣ
ｕ薄層２を形成する（図１）。

【００１０】次に、スピンコータを用いて前記Ｃｕ薄層
２上に感光性エポキシ樹脂からなるメッキレジストを塗
布した後、露光・現像処理を行って導体パターン形成用
開口部（図示せず）及びパッド形成用開口部３を有する
厚さ１０μｍの第１のメッキレジスト層４を形成する
（図２）。

【００１１】続いて、パターンメッキを施して導体パタ
ーンを形成するとともに、パッド形成用開口部３にパッ
ド５を形成する。次いで第１のメッキレジスト層４上に
感光性エポキシ樹脂からなるメッキレジストを塗布した
後、露光・現像処理を行って、パッド形成用開口部３よ
りも幅狭のバンプ形成用開口部６を有する厚さ１００μ
ｍの第２のメッキレジスト層７を形成する（図３）。な
お、パッド５を形成した後、第２のメッキレジスト層７
を形成する前に、バフ研磨によりパッド５を平坦化する
工程を必要に応じて行ってもよい。

【００１２】次に、Ｃｕ薄層２に通電して電解半田メッ
キを施し、パッド５上に高さ１２０μｍで直径６０μｍ
のバンプ８を形成する（図４）。このとき、パッド５に
析出する半田の組成がＳｎ：Ｐｂ＝１：９となるように
メッキ条件（メッキ液の組成、メッキ温度等）を設定す
る。

【００１３】次に、剥離液に浸漬して第１及び第二のメ
ッキレジスト層４，７を剥離した後、エッチングを行っ
てＣｕ薄層２を除去する（図５）。そして、スピンコー
タを用いて感光性エポキシ樹脂からなる絶縁材としての
ソルダーレジストを塗布し、投影法によりＡｌＮ基板１
と距離をおいて露光した後、現像処理を行って、絶縁層
９を形成することにより、パッド５上にバンプ８が形成
された半導体搭載用基板Ｋを得る（図６）。なお、バン
プ８上に塗布されたソルダーレジストは現像処理のとき
に除去される。

【００１４】その後、半導体としてのＬＳＩチップ１０
と半導体搭載用基板Ｋとをフリップチップボンディング
により電気的に接続する。このとき、ＬＳＩチップ１０
のパッド１１に形成されるバンプ１２には、組成がＳ
ｎ：Ｐｂ＝６：４の半田を使用する。そして、両バンプ
８，１２を位置合わせした状態でＬＳＩチップ１０を半
導体搭載用基板Ｋに接着剤を介して固定し、約２４０℃
で半田をリフローする。すると、図７に示すように、Ｌ
ＳＩチップ１０側のバンプ１２が完全に溶融し、基板Ｋ
側のバンプ８が前記組成（Ｓｎ：Ｐｂ＝１：９）により
若干軟化した状態で半田付けされる。

【００１５】上記したように本実施例における半導体搭
載用基板Ｋの製造方法では、電解半田メッキによりパッ
ド５上にバンプ８を形成する際に、ＡｌＮ基板１全面に
形成されたＣｕ薄層２を介して各パッド５に電流が供給
される。従って、従来とは異なり、供給電流が安定して
ばらつきが生じることがなく、形成されたバンプ８の高
さあるいは半田の組成等が均一となる。この結果、フリ
ップチップボンディングの信頼性が向上する。

【００１６】又、バンプ８に組成がＳｎ：Ｐｂ＝１：９
の比較的高融点の半田を使用したことにより、半田付け
の際にＬＳＩチップ１０側のバンプ１２が確実に溶融す
るので、ＬＳＩチップ１０がずれたりすることはない。

【００１７】なお、本発明は上記実施例のみに限定され
ることはなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で例えば
以下のようにしてもよい。 （１）上記実施例では、バンプ８を形成するためにメッ
キレジスト層を第１及び第２のメッキレジスト層４，７
からなる２層構造としたが、単に１層のみ形成してもよ
い。この場合、バンプを形成する工程は、最初に導体パ
ターン及びパッド形成用開口部を有するメッキレジスト
層を第１及び第２のメッキレジスト層４，７の合計の厚
みと同じに形成する。その状態でパターンメッキを施し
て導体パターン及びパッドを形成した後、導体パターン
及びバンプ形成用開口部をメッキレジストとしての樹脂
で埋める。次に、露光・現像処理を行ってパッドに通じ
るバンプ用穴を形成した後、電解半田メッキを施してパ
ッド上にバンプを形成する。

【００１８】（２）バンプ８の高さ、径をＡｌＮ基板１
の平滑度に対応して適宜変更してもよい。 （３）バンプ８に組成がＳｎ：Ｐｂ＝１：９の半田を使
用する代わりに、Ｎｉ，Ａｕ，Ｓｎ等の比較的高融点の
金属を使用してもよい。

【００１９】（４）絶縁基板にＡｌＮ基板１を使用する
代わりに、熱硬化性樹脂あるいは耐熱性熱可塑性樹脂等
の樹脂基板を使用してもよい。 （５）スパッタリングによりＡｌＮ基板１上にＣｕ薄層
２を形成する代わりに、無電解メッキにより形成しても
よい。この場合、Ｃｕ薄層２は基板上に接着剤層を形成
し、その接着剤層を粗化した後無電解メッキにより形成
される。

【００２０】（６）第１及び第２のメッキレジスト層
４，７又は絶縁層９に感光性エポキシ樹脂の代わりに、
感光性ポリイミド樹脂等を使用してもよい。 （７）多層基板の両側の最外層を構成する絶縁基板にバ
ンプ８を形成してもよい。

【００２１】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によればバ
ンプの高さ、組成等のばらつきを無くして、フリップチ
ップボンディングの信頼性を向上することができるとい
う優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例におけるＡｌＮ基板上にＣｕ薄
層を形成した状態を示す部分模式図である。

【図２】Ｃｕ薄層上に第１のメッキレジスト層を形成し
た状態を示す部分模式図である。

【図３】パッドを形成し、第１のメッキレジスト層上に
第２のメッキレジスト層を形成した状態を示す部分模式
図である。

【図４】パッド上にバンプを形成した状態を示す部分模
式図である。

【図５】Ｃｕ薄層をエッチングした状態を示す部分模式
図である。

【図６】絶縁層を形成した状態を示す部分模式図であ
る。

【図７】フリップチップボンディングを行った状態を示
す部分模式図である。

【符号の説明】

１…絶縁基板としてのＡｌＮ基板、２…金属薄層として
のＣｕ薄層、３…パッド形成用開口部、４…メッキレジ
スト層を構成する第１のメッキレジスト層、５…パッ
ド、６…バンプ形成用開口部、７…メッキレジスト層を
構成する第２のメッキレジスト層、８…バンプ、９…絶
縁層、１０…半導体としてのＬＳＩチップ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 セミアディティブ法による半導体搭載用
   基板の製造方法であって、絶縁基材の表面に金属薄層を
   形成し、同金属薄層上に導体パターン及びパッド形成用
   の開口部を有するメッキレジスト層を形成した後、パタ
   ーンメッキを施して導体パターン及びパッドを形成し、
   次に、パッド形成用の開口部と厚さ方向に連通するバン
   プ形成用の開口部を有するメッキレジスト層を形成し、
   次に電解メッキを施してパッド上にバンプを形成した
   後、全てのメッキレジスト層を除去し、その後、エッチ
   ングを施して導体パターン及びパッドと対応する部分以
   外の金属薄層を除去し、所定の箇所を絶縁材で被覆する
   ようにしたことを特徴とする半導体搭載用基板の製造方
   法。