特許 6601943 回路基板、電子部品及び回路基板製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6601943

(24)【登録日】2019年10月18日

(45)【発行日】2019年11月6日

(54)【発明の名称】回路基板、電子部品及び回路基板製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 23/12 20060101AFI20191028BHJP

   H01L 21/60 20060101ALI20191028BHJP

   H05K 1/11 20060101ALI20191028BHJP

   H05K 3/40 20060101ALI20191028BHJP

【ＦＩ】

   H01L23/12 W

   H01L23/12 Q

   H01L21/60 301A

   H05K1/11 C

   H05K3/40 C

【請求項の数】14

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2015-106137(P2015-106137)

(22)【出願日】2015年5月26日

(65)【公開番号】特開2015-226065(P2015-226065A)

(43)【公開日】2015年12月14日

【審査請求日】2017年10月31日

(31)【優先権主張番号】10-2014-0063045

(32)【優先日】2014年5月26日

(33)【優先権主張国】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】594023722

【氏名又は名称】サムソン エレクトロ−メカニックス カンパニーリミテッド．

(74)【代理人】

【識別番号】110000877

【氏名又は名称】龍華国際特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】カン・ミュン・サム

(72)【発明者】

【氏名】ソン・キ・ジョン

(72)【発明者】

【氏名】コク・スン・ヨプ

(72)【発明者】

【氏名】イ・スン・ウン

【審査官】 豊島 洋介

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００２−０９４２４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−０９４０３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−３３４３４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０８９６５７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ２１／４４７−２１／４４９

２１／６０ −２１／６０７

２３／１２ −２３／１５

Ｈ０５Ｋ １／１１

３／１０ − ３／２６

３／３８ − ３／４２

３／４６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

回路パターン部及び接続パッド部を含む回路パターンが上面に設けられた第１の絶縁層と、
前記接続パッド部を露出させる開口部が設けられ、前記第１の絶縁層上に積層された最外郭絶縁層と、
外部デバイスとの電気的接続のために、前記開口部の上側から前記最外郭絶縁層の上面に延長された接続パッドと、を含み、
前記接続パッドは、前記開口部の内側壁のうちの一部にのみ接触され、
前記接続パッドは、前記接続パッド部の前記開口部に露出された領域のうちの一部にのみ接触される、回路基板。

【請求項2】

前記最外郭絶縁層は、ソルダーレジストから成ることを特徴とする請求項１に記載の回路基板。

【請求項3】

前記接続パッドの表面に設けられ、前記接続パッドを成す材料と異なる導電性材料から成るパッドめっき層をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の回路基板。

【請求項4】

前記パッドめっき層は、前記接続パッドの側面を除いた上面のみに設けられることを特徴とする請求項３に記載の回路基板。

【請求項5】

前記パッドめっき層は、ニッケル及び金から選ばれる少なくとも一つで構成されるか、または、ニッケル及び金から選ばれる少なくとも一つを含む合金で構成されることを特徴とする請求項４に記載の回路基板。

【請求項6】

前記接続パッドは、ワイヤボンディング用であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の回路基板。

【請求項7】

前記接続パッドの側面は、有機物材料によって表面処理されたことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の回路基板。

【請求項8】

前記接続パッドの露出表面は、有機物材料によって表面処理されたことを特徴とする請求項３に記載の回路基板。

【請求項9】

回路パターン部及び接続パッド部を含む回路パターンが上面に設けられた第１の絶縁層と、
前記接続パッド部を露出させる開口部が設けられ、前記第１の絶縁層上に積層された最外郭絶縁層と、
外部デバイスとの電気的接続のために、前記開口部の上側から前記最外郭絶縁層の上面に延長された接続パッドと、を含み、
前記接続パッドの下部には、シード層が設けられ、
前記シード層は、前記開口部の内側壁のうちの一部にのみ接触され、
前記シード層は、前記接続パッド部の前記開口部に露出された領域のうちの一部にのみ接触される、回路基板。

【請求項10】

前記接続パッドの表面に設けられ、前記接続パッドを成す材料とは異なる導電性材料から成るパッドめっき層をさらに含み、
前記パッドめっき層は、前記接続パッドの側面を除いた領域のみに設けられることを特徴とする請求項９に記載の回路基板。

【請求項11】

接続端子が設けられるデバイスが請求項１から１０のいずれか１項の回路基板に搭載され、
前記接続端子は、前記接続パッドとワイヤボンディングされることを特徴とする電子部品。

【請求項12】

第１の絶縁層の上面に回路パターンを形成するステップと、
前記第１の絶縁層の上面及び前記回路パターンを覆う第２の絶縁層を形成するステップと、
前記回路パターンの少なくとも一部を露出させる開口部を前記第２の絶縁層に形成するステップと、
前記開口部によって露出した前記回路パターンのうちの一部及び前記第２の絶縁層を覆うシード層を形成するステップと、
前記シード層を覆うレジスト層を形成するステップと、
前記レジスト層の中で、接続パッドが形成される領域のレジストを除去するステップと、
導電性を有する第１の材料で前記接続パッドを形成するステップと、
前記接続パッドの上面に、導電性を有し、前記第１の材料と異なる第２の材料から成るパッドめっき層を形成するステップと、
前記レジスト層を除去するステップと、
前記シード層の一部を除去するステップとを含み、
前記接続パッドは、前記開口部の上側から前記第２の絶縁層の上面に延長され、
前記シード層の一部を除去するステップにおいて、
残留するシード層は、
前記開口部の内側壁のうちの一部にのみ接触され、
前記回路パターンの前記開口部に露出された領域のうちの一部にのみ接触される、回路基板製造方法。

【請求項13】

前記レジスト層を除去するステップ及び前記シード層の一部を除去するステップは、
前記接続パッドの上面に、導電性を有し、前記第１の材料と異なる第２の材料から成るパッドめっき層を形成するステップの後に行われることを特徴とする請求項１２に記載の回路基板製造方法。

【請求項14】

前記第２の絶縁層は、ソルダーレジスト層であることを特徴とする請求項１２または１３に記載の回路基板製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、回路基板、電子部品及び回路基板製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

一般に、回路基板に接続される電子部品や外部デバイスなどは、ワイヤボンディング（Wire bonding）方式などによって、回路基板に形成された接続パッドと電気的に接続される。

【0003】

最近、電子製品が小型化、薄型化、高密度化されることと伴って、接続パッドのピッチ減少または接続パッドの集積度の向上のための努力が行われている。一方、接続パッドの幅が広いほど、ワイヤボンディングなどの結合信頼性の向上に有利である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】米国特許出願公開第２００１／００３５４５２号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

そこで、接続パッドの集積度を向上させると共に接続パッドの幅を最大限確保することができる技術の開発が要求されている。

【0006】

本発明は上記の問題点に鑑みて成されたものであって、外部デバイスとの接続のための接続パッドの集積度を向上させると共に、接続パッドの幅を最大限確保することができる回路基板を提供することに、その目的がある。

【0007】

本発明の他の目的は、信号伝逹ノイズの低減された回路基板を効率よく製造することができる回路基板製造方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記目的を解決するために、本発明の一形態による回路基板は、接続パッドが最外郭絶縁層の上面で突設される。

【0009】

一形態において、前記最外郭絶縁層は、ソルダーレジストから成る。

【0010】

一形態において、前記最外郭絶縁層に開口部が設けられ、該開口部を介して接続パッドが下部の回路パターンと電気的に接続される。

【0011】

一形態において、前記接続パッドには、パッドめっき層が設けられる。

【0012】

一形態において、前記パッドめっき層は、前記接続パッドの側面を除いた上面のみに形成される。

【0013】

上記目的を解決するために、本発明の他の形態による回路基板製造方法は、最外郭絶縁層の上面にシード層とレジスト層とを形成した後、前記接続パッドの形成及び前記パッドめっき層の形成後に、該レジスト層を除去する。

【発明の効果】

【0014】

従って、本発明によれば、外部デバイスとの接続のための接続パッドの集積度を向上させると共に接続パッドの幅を最大限確保することができるという効果を奏する。

【0015】

また、本発明によれば、信号伝逹ノイズの低減された回路基板を効率よく製造することができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の一実施形態による回路基板及びそれを含む電子部品を概略的に示す図面である。

【図2】本発明の一実施形態による他の回路基板を概略的に示す斜視図である。

【図3】図２の部分Ａの拡大斜視図である。

【図4】図２の部分Ｂの拡大斜視図である。

【図5a】本発明の他の実施形態による回路基板製造方法の工程を説明するためのもので、第１の絶縁層に回路パターンが形成された状態を概略的に示す斜視図である。

【図5b】同じく、第２の絶縁層が形成された状態を概略的に示す斜視図である。

【図5c】同じく、シード層が形成された状態を概略的に示す斜視図である。

【図5d】同じく、レジスト層が形成された状態を概略的に示す斜視図である。

【図5e】同じく、レジスト層がパターニングされた状態を概略的に示す斜視図である。

【図5f】同じく、接続パッドが形成された状態を概略的に示す斜視図である。

【図5g】同じく、パッドめっき層が形成された状態を概略的に示す斜視図である。

【図5h】同じく、レジスト層及びシード層が除去された状態を概略的に示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明の好適な実施の形態は図面を参考にして詳細に説明する。次に示される各実施の形態は当業者にとって本発明の思想が十分に伝達されることができるようにするために例として挙げられるものである。従って、本発明は以下に示している各実施の形態に限定されることなく他の形態で具体化されうる。そして、図面において、装置の大きさ及び厚さなどは便宜上誇張して表現される。明細書全体に渡って同一の参照符号は同一の構成要素を示している。

【0018】

本明細書で使われた用語は、実施形態を説明するためのものであって、本発明を制限しようとするものではない。本明細書において、単数形は文中で特別に言及しない限り複数形も含む。明細書で使われる「含む」とは、言及された構成要素、ステップ、動作及び／又は素子が、一つ以上の他の構成要素、ステップ、動作及び／又は素子の存在または追加を排除しないことに留意されたい。

【0019】

図１は、本発明の一実施形態による回路基板１００及びそれを含む電子部品１０００を概略的に示す図面で、図２は本発明の一実施形態による他の回路基板１００を概略的に示す斜視図であり、図３は図２の部分Ａの拡大斜視図で、図４は図２の部分Ｂの拡大斜視図である。

【0020】

図１〜図４を参照して、本発明の一実施形態による回路基板１００には、最外郭絶縁層の上面に突設される接続パッド１３０が設けられる。

【0021】

最外郭絶縁層は、回路基板１００の最外郭に設けられる絶縁層を示す。一実施形態によれば、その最外郭絶縁層はソルダーレジストから成る。

【0022】

一実施形態において、最外郭絶縁層には、メモリチップなどのデバイス２００が直接または間接的に結合される。

【0023】

このようなデバイス２００には接続端子が具備され、接続端子と接続パッド１３０とが電気的に接続される。一実施形態において、接続端子に一端が接続され、他端は接続パッド１３０に接続されるワイヤ２１０によって接続端子と接続パッド１３０とが接続される。また、接続パッド１３０にワイヤ２１０を固定するために、ソルダー２２０が使われてもよい。

【0024】

一方、最外郭絶縁層の下方には、第１の絶縁層１１０及び回路パターンが設けられる。

【0025】

図１では、回路パターン部１１１と接続パッド部１１２とが区分されて記号が表示されているが、これは回路パターンを説明するためのことで、回路パターン部１１１と接続パッド部１１２とが一体に形成されて回路パターンが具現されてもよい。

【0026】

また、最外郭絶縁層が第１の絶縁層１１０の上部に設けられることから、最外郭絶縁層を第２の絶縁層１２０と称することもある。
一実施形態において、第２の絶縁層１２０は回路パターン及び第１の絶縁層１１０を覆う。

【0027】

これによって、第２の絶縁層１２０は回路パターンと第１の絶縁層１１０とを保護する機能を行う。例えば、第１の絶縁層１１０上に形成された回路パターンが外部へ露出して汚染することを防止することができる。また、回路基板１００にデバイス２００が搭載されても、第１の絶縁層１１０上の回路パターンが損傷されるなどの影響を受けない。また、デバイス２００と接続パッド１３０との電気的接続のために、ソルダー２２０などが使われる場合、ソルダー２２０などによって回路パターンが汚染するか、隣接された回路パターンがソルダー２２０によって接続されるような現象などが防止される

【0028】

一実施形態において、第２の絶縁層１２０には開口部１２１が形成される。この開口部１２１は、接続パッド部１１２の上方に形成され、接続パッド部１１２を第２の絶縁層１２０の外部へ露出させる。そして、接続パッド１３０の一端が開口部１２１の内側に延長され、接続パッド部１１２と接触される。接続パッド１３０において、このように開口部１２１の内側に延長された部分を接続パターン部１３３と称する。図面では、接続パッド部１１２と接続パターン部１３３との間にシード層Ｓが設けられる例が示されている。ここで、シード層Ｓはめっき工程を行うためのシード役目を行い、銅などの導電性材料によって構成される。シード層Ｓが銅で構成され、接続パッド部１１２や接続パターン部１３３が銅材料で構成される場合、シード層Ｓとの境界が明確に区分されないこともある。このようなことから、図１に例示されたシード層Ｓは、接続パターン部１３３または接続パッド部１１２の一部として見なされることがある。また、図２〜図４では、シード層Ｓが別に区分されるように表示されていない。

【0029】

一実施形態において、接続パッド部１３１は第２の絶縁層１２０の上面に具備され、導電パターン部１３２によって接続パターン部１３３と接続パッド部１３１とが接続される。図１では、接続パッド部１３１、導電パターン部１３２、接続パターン部１３３に区分して記号が表示されている。これは、接続パッド１３０を説明するためのもので、接続パッド部１３１、導電パターン部１３２及び接続パターン部１３３が一体に形成されて接続パッド１３０が具現されてもよい。

【0030】

一方、接続パッド１３０の上面にはパッドめっき層１４０が設けられる。一実施形態において、接続パッド１３０は、銅などの導電性材料から成る。パッドめっき層１４０は、接続パッド１３０の表面の酸化や汚染などを防止し、ワイヤ２１０やソルダー２２０などが接続パッド１３０と緊密に結合されるようにする機能を行う。一実施形態において、パッドめっき層１４０は金めっきによって具現される。必要に応じて、パッドめっき層１４０がニッケルめっきによって具現されることもある。また、接続パッド１３０の表面で順にニッケルめっき層、金めっき層が形成され、パッドめっき層１４０を形成する。また、ニッケル及び金のうちの少なくともいずれか一つを含む合金によってパッドめっき層１４０を形成してもよい。

【0031】

一実施形態において、パッドめっき層１４０は接続パッド１３０の上面のみに形成される。すなわち、接続パッド１３０の側面にはパッドめっき層１４０が形成されない。同じ広さを有する接続パッド１３０の側面に、めっき層が形成された場合とそうではない場合とを比べると、後者の場合が接続パッド１３０の集積度の向上に有利である。

【0032】

したがって、パッドめっき層１４０が接続パッド１３０の側面を除いた上面のみに形成されることによって、接続パッド１３０の幅を最大化すると共に接続パッド１３０の集積度を向上することができる。

【0033】

一方、パッドめっき層１４０が形成されない部分、例えば、接続パッド１３０の側面部分は有機物材料などによって表面処理される。ここで、表面処理には、有機系はんだ付け保護（ＯＳＰ：Organic Solderbility Perservative）処理、ブラウンオキサイド（Brown Oxide）処理などが挙げられる

【0034】

図面では、最外郭絶縁層、即ち、第２の絶縁層１２０の下方に第１の絶縁層１１０のみが設けられることとして例示されているが、必要によって、絶縁層が追加に設けられてもよく、これらの絶縁層の片面または内部などに配線パターンが形成されてもよい。

【0035】

図５ａ〜図５ｈは、本発明の他の実施形態による回路基板１００の製造方法の工程を説明するための斜視図である。

【0036】

図５ａ〜図５ｈを参照して、本発明の他の実施形態による回路基板１００の製造方法は、最外郭絶縁層、すなわち、第２の絶縁層１２０にシード層Ｓ及びレジスト層を形成した後、該レジスト層をパターニングして接続パッド１３０を形成する。一実施形態によれば、接続パッド１３０の上面にパッドめっき層１４０を形成した後に、レジスト層及びシード層Ｓを除去する。

【0037】

まず、図５ａに示すように、第１の絶縁層１１０に回路パターンを形成する。

【0038】

続いて、図５ｂに示すように、第１の絶縁層１１０及び回路パターンを覆う第２の絶縁層１２０を形成する。第２の絶縁層１２０には開口部１２１が形成され、該開口部１２１によって接続パッドの少なくとも一部が露出する。

【0039】

続いて、図５ｃに示すように、シード層Ｓを形成する。シード層Ｓは、第２の絶縁層１２０の表面及び開口部１２１の内側、また該開口部１２１によって露出した接続パッドの表面を覆う。

【0040】

続いて、図５ｄに示すように、シード層Ｓを覆うようにレジスト層ＰＲを形成する。ここで、液状レジストでレジスト層ＰＲを形成することによって、開口部１２１の内側までレジストが充填されるようにできる。

【0041】

続いて、図５ｅに示すように、レジスト層ＰＲをパターニングする。このパターニングによって、接続パッド１３０が形成される領域のレジストが除去される。これによって、接続パッド１３０が形成される領域のシード層Ｓが露出する。一実施形態において、このようなパターニング過程は露光及び現像工程によって行われる。パターニング過程によってレジストが除去される領域の少なくとも一部が上記開口部１２１と重畳されることがある。これによって、後工程を行うと、接続パッド１３０の一部と上記接続パッド部１１２とが接触されることができるようになる。

【0042】

続いて、図５ｆに示すように、接続パッド１３０を形成する。接続パッド１３０の形成過程は、めっき方式に示すように行われる。すなわち、レジスト層ＰＲの内部の少なくとも一部に導電性材料が充填されることによって、接続パッド１３０が形成される

【0043】

続いて、図５ｇに示すように、接続パッド１３０の上面にパッドめっき層１４０を形成する。その後、図５ｈに示すように、レジスト層ＰＲ及びシード層Ｓを除去する。一実施形態において、接続パッド１３０が形成された後、レジスト層ＰＲを除去しない状態でパッドめっき層１４０の形成工程が行われる。これによって、接続パッド１３０の上面のみにパッドめっき層１４０が形成され、接続パッド１３０の側面にはパッドめっき層１４０が形成されない。一実施形態において、パッドめっき層１４０は電気めっき方式によって形成される。ここで、シード層Ｓに直接電源を印加することができるため、別途のめっき引入線を備える必要がない。また、めっき引入線の除去のための別途の工程を行う必要もない。信号伝逹速度が急増している状況で、めっき引入線はノイズを引き起こす一つの原因になる。そこで、製造過程でめっき引入線が必要な場合、最終製品ではめっき引入線を除去するための別途の工程が行わなければならないが、本発明の一実施形態によれば、別途のめっき引入線が必要ではなく、まためっき引入線を除去する別途の工程を行う必要がない。

【0044】

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、前記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0045】

１０００ 電子部品
１００ 回路基板
１１０ 第１の絶縁層
１１１ 回路パターン部
１１２ 接続パッド部
１２０ 第２の絶縁層
１２１ 開口部
１３０ 接続パッド
１３１ 接続パッド部
１３２ 導電パターン部
１３３ 接続パターン部
１４０ パッドめっき層
２００ デバイス
２１０ ワイヤ
２２０ ソルダー

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5a】

【図5b】

【図5c】

【図5d】

【図5e】

【図5f】

【図5g】

【図5h】