特開 2024-175345 端子構造、配線基板及び端子構造の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024175345

(43)【公開日】2024-12-18

(54)【発明の名称】端子構造、配線基板及び端子構造の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H05K 1/09 20060101AFI20241211BHJP

   H05K 3/18 20060101ALI20241211BHJP

   H05K 3/24 20060101ALI20241211BHJP

   H05K 3/34 20060101ALI20241211BHJP

【ＦＩ】

H05K1/09 C

H05K3/18 G

H05K3/24 B

H05K3/34 501F

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023093056

(22)【出願日】2023-06-06

(71)【出願人】

【識別番号】000190688

【氏名又は名称】新光電気工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】中村 順一

(72)【発明者】

【氏名】北村 知哉

(72)【発明者】

【氏名】中林 陽子

【テーマコード（参考）】

4E351

5E319

5E343

【Ｆターム（参考）】

4E351AA03

4E351AA04

4E351BB33

4E351BB38

4E351CC06

4E351CC07

4E351DD04

4E351DD06

4E351DD19

4E351DD20

4E351GG15

5E319AA03

5E319AA07

5E319AB06

5E319AC02

5E319AC18

5E319BB04

5E319CC33

5E319GG05

5E343AA02

5E343AA17

5E343AA18

5E343BB23

5E343BB24

5E343BB44

5E343BB48

5E343DD33

5E343DD43

5E343GG18

(57)【要約】

【課題】隣接するはんだ層同士のショートを抑制できる端子構造及び配線基板を提供する。
【解決手段】配線基板１０は、配線層３１と、配線層３１を被覆する絶縁層４０と、絶縁層４０を厚さ方向に貫通する開口部４１と、開口部４１内に形成されたビア配線５１と、ビア配線５１と電気的に接続されるとともに、絶縁層４０の上面に形成された配線層５２とを有する。配線基板１０は、配線層５２の上面に形成された保護金属層６０と、保護金属層６０の上面に形成されたはんだ層８０と、保護金属層６０とはんだ層８０との界面に形成された金属間化合物層７０とを有する。保護金属層６０は、配線層５２の側面よりも外方に突出する突出部６３を有する。金属間化合物層７０は、保護金属層６０の上面のみを被覆している。はんだ層８０は、金属間化合物層７０の上面のみを被覆している。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１配線層と、
前記第１配線層を被覆する絶縁層と、
前記絶縁層を厚さ方向に貫通して前記第１配線層の上面の一部を露出する開口部と、
前記開口部内に形成されたビア配線と、
前記ビア配線と電気的に接続されるとともに、前記絶縁層の上面に形成された第２配線層と、
前記第２配線層の上面に形成された保護金属層と、
前記保護金属層の上面に形成されたはんだ層と、
前記保護金属層と前記はんだ層との界面に形成された金属間化合物層と、を有し、
前記保護金属層は、前記第２配線層の側面よりも前記第２配線層の外方に突出する突出部を有し、
前記金属間化合物層は、前記保護金属層の上面のみを被覆するとともに、前記保護金属層の側面と前記第２配線層の側面とを露出するように形成されており、
前記はんだ層は、前記金属間化合物層の上面のみを被覆するとともに、前記金属間化合物層の側面と前記保護金属層の側面と前記第２配線層の側面とを露出している端子構造。

【請求項2】

前記突出部は、前記第２配線層の側面から前記突出部の突出先端に向かうに連れて下方に向かって垂れ下がるように形成されており、
前記突出部の突出先端は、前記第２配線層の厚さ方向と直交する平面方向において、前記第２配線層の側面と離隔した状態で対向している請求項１に記載の端子構造。

【請求項3】

前記第２配線層の上面は、前記保護金属層に向かって断面円弧状に突出する第１凸部と、前記第１配線層に向かって断面円弧状に凹む第１凹部とが交互に繰り返される波形状を有し、
前記保護金属層は、前記波形状に沿った形状に形成されており、
前記金属間化合物層は、前記波形状に沿った形状に形成されている請求項２に記載の端子構造。

【請求項4】

前記第２配線層の側面は、前記第２配線層の内方に向かって断面円弧状に凹む曲面を有する請求項１に記載の端子構造。

【請求項5】

前記ビア配線は、前記開口部を充填しており、
前記第２配線層は、前記絶縁層の上面から上方に延びる柱状に形成されている請求項１に記載の端子構造。

【請求項6】

前記ビア配線は、前記開口部の内面に沿った形状に形成されており、
前記第２配線層の上面は、前記第１配線層に向かって凹む第２凹部を有し、
前記保護金属層の上面は、前記第１配線層に向かって凹む第３凹部を有し、
前記はんだ層は、前記第３凹部を充填している請求項１に記載の端子構造。

【請求項7】

請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の端子構造を有する配線基板。

【請求項8】

第１配線層を被覆するとともに、前記第１配線層の上面の一部を露出する開口部を有する絶縁層を形成する工程と、
前記絶縁層の上面と前記開口部の内面とを連続して被覆するシード層を形成する工程と、
前記シード層の上面に、開口パターンを有するレジスト層を形成する工程と、
前記レジスト層をマスクとし、前記シード層を給電層とする電解めっき法により、前記開口部の内部にビア配線を形成するとともに、前記開口パターンから露出する前記シード層上及び前記ビア配線上に第２配線層を形成する工程と、
前記レジスト層をマスクとし、前記シード層を給電層とする電解めっき法により、前記第２配線層の上面のみを被覆する保護金属層を形成する工程と、
前記保護金属層の上面のみにはんだ層を形成する工程と、
前記レジスト層を除去する工程と、
前記保護金属層をマスクとして前記第２配線層の側面側から前記第２配線層を薄化することにより、薄化後の前記第２配線層の側面よりも前記第２配線層の外方に突出する突出部を前記保護金属層に形成する工程と、
リフロー処理により、前記保護金属層の上面と前記はんだ層の下面との界面に金属間化合物層を形成するとともに、前記金属間化合物層を通じて前記保護金属層と前記はんだ層とを接合する工程と、
を有する端子構造の製造方法。

【請求項9】

前記第２配線層を形成する工程では、前記第２配線層の上面が凸部と凹部とが繰り返される波形状に形成される請求項８に記載の端子構造の製造方法。

【請求項10】

前記突出部は、前記薄化後の前記第２配線層の側面から前記突出部の突出先端に向かうに連れて下方に向かって垂れ下がるように形成される請求項９に記載の端子構造の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、端子構造、配線基板及び端子構造の製造方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

半導体素子等の電子部品を実装するための配線基板は、様々な形状・構造のものがある。例えば、接続パッド上に保護金属層が形成され、その保護金属層の上面及び側面を被覆するようにはんだ層が形成された配線基板が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２２－１８９２７５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、従来の配線基板では、リフロー時にはんだ層が垂れ下がりやすいため、隣接するはんだ層同士がショートするおそれがある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明の一観点によれば、第１配線層と、前記第１配線層を被覆する絶縁層と、前記絶縁層を厚さ方向に貫通して前記第１配線層の上面の一部を露出する開口部と、前記開口部内に形成されたビア配線と、前記ビア配線と電気的に接続されるとともに、前記絶縁層の上面に形成された第２配線層と、前記第２配線層の上面に形成された保護金属層と、前記保護金属層の上面に形成されたはんだ層と、前記保護金属層と前記はんだ層との界面に形成された金属間化合物層と、を有し、前記保護金属層は、前記第２配線層の側面よりも前記第２配線層の外方に突出する突出部を有し、前記金属間化合物層は、前記保護金属層の上面のみを被覆するとともに、前記保護金属層の側面と前記第２配線層の側面とを露出するように形成されており、前記はんだ層は、前記金属間化合物層の上面のみを被覆するとともに、前記金属間化合物層の側面と前記保護金属層の側面と前記第２配線層の側面とを露出している。

【発明の効果】

【0006】

本発明の一観点によれば、隣接するはんだ層同士のショートを抑制できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】図１は、一実施形態の配線基板を示す概略断面図である。

【図2】図２は、一実施形態の配線基板の一部を拡大して示す概略断面図である。

【図3】図３は、一実施形態の半導体装置を示す概略断面図である。

【図4】図４は、一実施形態の半導体装置の一部を拡大して示す概略断面図である。

【図5】図５は、一実施形態の配線基板の製造方法を示す概略断面図である。

【図6】図６は、一実施形態の配線基板の製造方法を示す概略断面図である。

【図7】図７は、一実施形態の配線基板の製造方法を示す概略断面図である。

【図8】図８は、一実施形態の配線基板の製造方法を示す概略断面図である。

【図9】図９は、一実施形態の配線基板の製造方法を示す概略断面図である。

【図10】図１０は、一実施形態の配線基板の製造方法を示す概略断面図である。

【図11】図１１は、一実施形態の配線基板の製造方法を示す概略断面図である。

【図12】図１２は、一実施形態の配線基板の製造方法を示す概略断面図である。

【図13】図１３は、変更例の配線基板を示す概略断面図である。

【図14】図１４は、変更例の配線基板を示す概略断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、一実施形態について添付図面を参照して説明する。
なお、添付図面は、便宜上、特徴を分かりやすくするために特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが各図面で同じであるとは限らない。また、断面図では、各部材の断面構造を分かりやすくするために、一部の部材のハッチングを梨地模様に代えて示し、一部の部材のハッチングを省略している。なお、本明細書において、「平面視」とは、対象物を図１等の鉛直方向（図中上下方向）から見ることを言い、「平面形状」とは、対象物を図１等の鉛直方向から見た形状のことを言う。本明細書における「上下方向」及び「左右方向」は、各図面において各部材を示す符号が正しく読める向きを正位置とした場合の方向である。また、本明細書における「平行」、「直交」や「水平」は、厳密に平行、直交や水平の場合のみでなく、本実施形態における作用効果を奏する範囲内で概ね平行、直交や水平の場合も含まれる。

【0009】

（配線基板１０の全体構成）
図１に示すように、配線基板１０は、基板本体１１を有している。基板本体１１の下面には、配線層２１と、ソルダーレジスト層２２とが順に積層されている。また、基板本体１１の上面には、配線層３１と、絶縁層４０と、接続端子５０と、保護金属層６０と、金属間化合物層７０と、はんだ層８０とが順に積層されている。

【0010】

基板本体１１としては、絶縁樹脂層と配線層とが交互に積層された配線構造体を用いることができる。配線構造体は、例えば、コア基板を有しても良いし、コア基板を有していなくても良い。絶縁樹脂層の材料としては、例えば、熱硬化性の絶縁性樹脂を用いることができる。熱硬化性の絶縁性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂やシアネート樹脂などの絶縁性樹脂を用いることができる。また、絶縁樹脂層の材料としては、例えば、フェノール系樹脂やポリイミド系樹脂などの感光性樹脂を主成分とする絶縁性樹脂を用いることもできる。絶縁樹脂層は、例えば、シリカやアルミナ等のフィラーを含有していてもよい。

【0011】

基板本体１１の配線層や配線層２１，３１の材料としては、例えば、銅（Ｃｕ）や銅合金を用いることができる。ソルダーレジスト層２２の材料としては、例えば、フェノール系樹脂やポリイミド系樹脂などの感光性樹脂を主成分とする絶縁性樹脂を用いることができる。ソルダーレジスト層２２は、例えば、シリカやアルミナ等のフィラーを含有していてもよい。

【0012】

配線層２１は、基板本体１１の下面に形成されている。配線層２１は、配線基板１０の最下層の配線層である。
ソルダーレジスト層２２は、配線層２１を被覆するように、基板本体１１の下面に積層されている。ソルダーレジスト層２２は、配線基板１０の最外層（ここでは、最下層）の絶縁層である。

【0013】

ソルダーレジスト層２２には、配線層２１の下面の一部を外部接続用パッドＰ１として露出させるための複数の開口部２２Ｘが形成されている。外部接続用パッドＰ１には、配線基板１０をマザーボード等の実装基板に実装する際に使用される外部接続端子９６（図３参照）が接続されるようになっている。

【0014】

開口部２２Ｘの底部に露出する配線層２１の下面には、必要に応じて、表面処理層２３が形成されている。表面処理層２３の例としては、金（Ａｕ）層、ニッケル（Ｎｉ）層／Ａｕ層（Ｎｉ層とＡｕ層をこの順番で積層した金属層）、Ｎｉ層／パラジウム（Ｐｄ）層／Ａｕ層（Ｎｉ層とＰｄ層とＡｕ層をこの順番で積層した金属層）などを挙げることができる。表面処理層２３の他の例としては、Ｎｉ層／Ｐｄ層（Ｎｉ層とＰｄ層をこの順番で積層した金属層）、Ｐｄ／Ａｕ層（Ｐｄ層とＡｕ層をこの順番で積層した金属層）などを挙げることができる。ここで、Ａｕ層はＡｕ又はＡｕ合金からなる金属層、Ｎｉ層はＮｉ又はＮｉ合金からなる金属層、Ｐｄ層はＰｄ又はＰｄ合金からなる金属層である。これらＡｕ層、Ｎｉ層、Ｐｄ層としては、例えば、無電解めっき法により形成された金属層（無電解めっき層）や、電解めっき法により形成された金属層（電解めっき層）を用いることができる。また、表面処理層２３としては、開口部２２Ｘに露出する配線層２１の下面に、ＯＳＰ（Organic Solderability Preservative）処理などの酸化防止処理を施して形成されるＯＳＰ膜を用いることもできる。ＯＳＰ膜としては、例えば、アゾール化合物やイミダゾール化合物等の有機被膜を用いることができる。なお、配線層２１の下面に表面処理層２３が形成されている場合には、その表面処理層２３が外部接続用パッドＰ１として機能する。

【0015】

本例では、表面処理層２３上に外部接続端子９６（図３参照）を設けるようにしたが、開口部２２Ｘに露出する配線層２１（又は、配線層２１上に表面処理層２３が形成されている場合には、その表面処理層２３）自体を、外部接続端子としてもよい。

【0016】

配線層３１は、基板本体１１の上面に形成されている。配線層３１は、基板本体１１内の配線層や貫通電極を介して、配線層２１と電気的に接続されている。
絶縁層４０は、配線層３１の一部を被覆するように、基板本体１１の上面に積層されている。絶縁層４０は、配線基板１０の最外層（ここでは、最上層）に設けられた最外絶縁層である。絶縁層４０は、基板本体１１で用いた絶縁樹脂層と同じ絶縁樹脂層とすることができる。また、絶縁層４０としては、ソルダーレジスト層を用いることもできる。ソルダーレジスト層の材料としては、例えば、ソルダーレジスト層２２と同様の材料を用いることができる。なお、配線層３１の上面から絶縁層４０の上面までの厚さは、例えば、４μｍ～３０μｍ程度とすることができる。

【0017】

絶縁層４０には、当該絶縁層４０を厚さ方向に貫通して配線層３１の上面の一部を露出する開口部４１が形成されている。開口部４１の平面形状は、任意の形状及び任意の大きさに設定することができる。本例の開口部４１の平面形状は、円形状に形成されている。開口部４１の深さは、例えば、４μｍ～３０μｍ程度とすることができる。本例の開口部４１は、図１において下側（基板本体１１側）から上側に向かうに連れて開口幅（開口径）が大きくなるテーパ状に形成されている。

【0018】

開口部４１の内壁面は、例えば、絶縁層４０の上面から配線層３１に向かうに連れて開口部４１の平面中心に近づくように傾斜して形成されている。なお、開口部４１の内壁面は、平面である必要はなく、開口部４１の内壁面の一部又は全部が凸状の曲面や凹状の曲面であってもよい。

【0019】

（接続端子５０の構造）
図２に示すように、接続端子５０は、開口部４１から露出された配線層３１上に形成されている。接続端子５０は、例えば、電子部品と電気的に接続するための電子部品搭載用のパッドとして機能する。接続端子５０は、例えば、開口部４１内に形成されたビア配線５１と、ビア配線５１を介して配線層３１と電気的に接続されるとともに絶縁層４０の上面に形成された配線層５２とを有している。接続端子５０の平面形状は、任意の形状及び任意の大きさに設定することができる。本例の接続端子５０の平面形状は、円形状に形成されている。

【0020】

ビア配線５１は、例えば、開口部４１を充填するように形成されている。ビア配線５１は、開口部４１と同様の形状に形成されている。配線層５２は、例えば、絶縁層４０の上面から上方に突出するように柱状に形成されている。

【0021】

接続端子５０は、開口部４１の内面と絶縁層４０の上面とを被覆するシード層５３を有している。本例のシード層５３は、絶縁層４０の上面と、開口部４１の内壁面全面と、開口部４１の底部に露出する配線層３１の上面全面とを連続して被覆するように形成されている。シード層５３の材料としては、例えば、銅や銅合金を用いることができる。シード層５３としては、例えば、無電解めっき法により形成された無電解めっき層を用いることができる。

【0022】

接続端子５０は、シード層５３よりも内側の開口部４１を充填する金属層５４を有している。金属層５４の材料としては、銅や銅合金を用いることができる。金属層５４としては、例えば、電解めっき法により形成された電解めっき層を用いることができる。

【0023】

以上説明した開口部４１内に形成されたシード層５３と金属層５４とによって、接続端子５０のビア配線５１が構成されている。
接続端子５０は、絶縁層４０の上面に形成されたシード層５３及びビア配線５１（金属層５４）上に形成された金属ポスト５５を有している。金属ポスト５５は、絶縁層４０の上面から上方に突出するように柱状に形成されている。金属ポスト５５は、例えば、金属層５４と一体に形成されている。金属ポスト５５の平面形状は、任意の形状及び任意の大きさに設定することができる。例えば、金属ポスト５５は、平面視において、直径が１５μｍ～４０μｍ程度の円形状とすることができる。金属ポスト５５の厚さは、例えば、２μｍ～５０μｍ程度とすることができる。

【0024】

金属ポスト５５の材料としては、例えば、銅や銅合金を用いることができる。金属ポスト５５としては、例えば、電解めっき法により形成された電解めっき層を用いることができる。

【0025】

金属ポスト５５の上面は、例えば、金属ポスト５５の厚さ方向にうねり形状を有している。金属ポスト５５の上面は、例えば、上下に波打った波形状を有している。本例の金属ポスト５５の上面は、保護金属層６０に向かって断面円弧状に突出する凸部５６と配線層３１に向かって断面円弧状に凹む凹部５７とが繰り返される波形状を有している。金属ポスト５５の上面は、複数（本実施形態では、３つ）の凸部５６と複数（本実施形態では、２つ）の凹部５７とを有している。金属ポスト５５の上面は、金属ポスト５５の厚さ方向と直交する平面方向（図中左右方向）に沿って凸部５６と凹部５７とが１つずつ交互に連なって設けられる波形状に形成されている。

【0026】

各凸部５６の表面は、例えば、円弧状に湾曲した曲面に形成されている。複数の凸部５６の表面の曲率は、互いに等しくてもよいし、互いに異なっていてもよい。各凹部５７の表面は、例えば、円弧状に湾曲した曲面に形成されている。複数の凹部５７の表面の曲率は、互いに等しくてもよいし、互いに異なっていてもよい。各凹部５７の表面の曲率は、各凸部５６の表面の曲率と等しくてもよいし、各凸部５６の表面の曲率と異なっていてもよい。

【0027】

金属ポスト５５の側面は、例えば、円弧状に湾曲する曲面に形成されている。金属ポスト５５の側面は、金属ポスト５５の内方に向かって断面円弧状に凹むように形成されている。例えば、金属ポスト５５は、金属ポスト５５の厚さ方向のうち中間部分における外径が最も小さくなるように形成されている。

【0028】

以上説明した金属ポスト５５と絶縁層４０の上面に形成されたシード層５３とによって、接続端子５０の配線層５２が構成されている。
（保護金属層６０の構造）
保護金属層６０は、配線層５２の上面、ここでは金属ポスト５５の上面に形成されている。保護金属層６０は、配線層５２の上面のみを被覆するように形成されている。保護金属層６０は、配線層５２の上面全面を被覆するように形成されている。保護金属層６０は、配線層５２の側面を露出するように形成されている。保護金属層６０は、金属ポスト５５の側面全面を露出するとともに、シード層５３の側面全面を露出するように形成されている。

【0029】

保護金属層６０は、例えば、接続端子５０を構成する金属（ここでは、銅）の拡散や酸化を抑制する機能を有している。保護金属層６０としては、Ｎｉ層、Ａｕ層、Ｎｉ層／Ａｕ層、Ｎｉ層／Ｐｄ層／Ａｕ層、Ｎｉ層／Ｐｄ層、Ｐｄ／Ａｕ層などを用いることができる。本例の保護金属層６０は、Ｎｉ層である。保護金属層６０の厚さは、例えば、０．０１μｍ～３μｍ程度とすることができる。

【0030】

保護金属層６０の平面形状は、任意の形状及び任意の大きさに設定することができる。保護金属層６０の平面形状は、例えば、接続端子５０と同様の形状（ここでは、円形状）に形成されている。保護金属層６０は、平面視において、接続端子５０よりも大きなサイズを有している。保護金属層６０は、平面視において、接続端子５０よりも一回り大きなサイズを有している。例えば、保護金属層６０は、平面視において、２０μｍ～５０μｍ程度の円形状とすることができる。

【0031】

保護金属層６０は、例えば、金属ポスト５５の波形状に沿った形状に形成されている。本例の保護金属層６０は、はんだ層８０に向かって断面円弧状に突出する凸部６１と、配線層３１に向かって断面円弧状に凹む凹部６２とが繰り返される波形状を有している。保護金属層６０の上面は、複数（本実施形態では、３つ）の凸部６１と複数（本実施形態では、２つ）の凹部６２とを有している。各凸部６１の表面は、凸部５６の表面に沿って円弧状に湾曲する曲面に形成されている。各凹部６２の表面は、凹部５７の表面に沿って円弧状に湾曲する曲面に形成されている。

【0032】

保護金属層６０は、配線層５２の側面よりも配線層５２の外方に突出する突出部６３を有している。突出部６３は、配線層５２の側面よりも平面方向（図中左右方向）に突出するように形成されている。突出部６３は、保護金属層６０の外周縁に設けられている。突出部６３は、例えば、保護金属層６０の周方向全周にわたって連続して形成されている。

【0033】

突出部６３は、配線層５２の側面から突出部６３の突出先端に向かうに連れて下方に向かって垂れ下がるように形成されている。突出部６３は、例えば、配線層５２の平面方向において配線層５２の側面と離隔した状態で対向している。突出部６３は、例えば、配線層５２の平面方向から見た平面視において、配線層５２と重なるように設けられている。突出部６３は、例えば、保護金属層６０の凸部６１と連続して形成されている。突出部６３の下面は、例えば、凸部６１の下面と同じ曲率で湾曲するように形成されている。突出部６３の下面は、例えば、凸部５６の上面と同じ曲率で湾曲するように形成されている。

【0034】

突出部６３の下面、つまり保護金属層６０の外周縁の下面は、配線層５２から露出されている。ここで、保護金属層６０の側面と、突出部６３の下面と、配線層５２の側面とによって段差が形成されている。

【0035】

（金属間化合物層７０の構造）
金属間化合物層７０は、保護金属層６０とはんだ層８０との界面（接合界面）に形成されている。金属間化合物層７０は、保護金属層６０の上面とはんだ層８０の下面との界面に形成されている。金属間化合物層７０は、保護金属層６０とはんだ層８０との接合部分に形成されている。換言すると、金属間化合物層７０によって保護金属層６０とはんだ層８０とが実質的に接合されている。

【0036】

金属間化合物層７０は、保護金属層６０の上面のみを被覆するように形成されている。金属間化合物層７０は、保護金属層６０の上面全面を被覆するように形成されている。金属間化合物層７０は、保護金属層６０の側面と配線層５２の側面とを露出するように形成されている。金属間化合物層７０は、保護金属層６０の側面全面を露出するとともに、配線層５２の側面全面を露出するように形成されている。換言すると、保護金属層６０の側面及び配線層５２の側面には、金属間化合物層７０が形成されていない。

【0037】

金属間化合物層７０は、例えば、金属ポスト５５の波形状及び保護金属層６０の波形状に沿った形状に形成されている。本例の金属間化合物層７０は、はんだ層８０に向かって断面円弧状に突出する凸部と、配線層３１に向かって断面円弧状に凹む凹部とが繰り返される波形状を有している。金属間化合物層７０の凸部は、凸部６１の表面に沿って円弧状に湾曲する曲面に形成されている。金属間化合物層７０の凹部は、凹部６２の表面に沿って円弧状に湾曲する曲面に形成されている。

【0038】

金属間化合物層７０は、例えば、保護金属層６０を構成する金属（例えば、Ｎｉ）とはんだ層８０を構成する金属（例えば、Ｓｎ）とが反応して形成される。金属間化合物層７０は、例えば、金属ポスト５５を構成する金属（例えば、Ｃｕ）と保護金属層６０を構成する金属（例えば、Ｎｉ）とはんだ層８０を構成する金属（例えば、Ｓｎ）とが反応して形成される。金属間化合物層７０は、例えば、（Ｃｕ，Ｎｉ）_６Ｓｎ_５の金属間化合物からなる。

【0039】

（はんだ層８０の構造）
はんだ層８０は、保護金属層６０上に形成されている。はんだ層８０は、金属間化合物層７０の上面に形成されている。はんだ層８０は、金属間化合物層７０の上面のみを被覆するように形成されている。はんだ層８０は、金属間化合物層７０の上面全面を被覆するように形成されている。はんだ層８０は、金属間化合物層７０の側面と保護金属層６０の側面と配線層５２の側面とを露出するように形成されている。はんだ層８０は、金属間化合物層７０の側面全面と保護金属層６０の側面全面と配線層５２の側面全面とを露出するように形成されている。換言すると、金属間化合物層７０の側面と保護金属層６０の側面と配線層５２の側面とには、はんだ層８０が形成されていない。

【0040】

はんだ層８０の上面は、例えば、球面状に形成されている。はんだ層８０の上面は、例えば、円弧状に湾曲する曲面に形成されている。はんだ層８０の上面は、例えば、凸状の曲面に形成されている。はんだ層８０の上面は、例えば、保護金属層６０の平面中心に近づくに連れて上方に湾曲して突出するように形成されている。

【0041】

はんだ層８０の材料としては、例えば、共晶はんだや鉛（Ｐｂ）フリーはんだを用いることができる。鉛フリーはんだとしては、錫（Ｓｎ）－銀（Ａｇ）系、Ｓｎ－Ｃｕ系、Ｓｎ－Ａｇ－Ｃｕ系、Ｓｎ－ビスマス（Ｂｉ）系の鉛フリーはんだを用いることができる。

【0042】

以上説明した配線層３１と絶縁層４０と接続端子５０と保護金属層６０と金属間化合物層７０とはんだ層８０とによって、配線基板１０の端子構造が構成されている。
（半導体装置９０の構成）
次に、図３及び図４に従って、半導体装置９０の構造について説明する。

【0043】

図３に示すように、半導体装置９０は、配線基板１０と、１つ又は複数（ここでは、１つ）の半導体素子９１と、アンダーフィル樹脂９５と、外部接続端子９６とを有している。

【0044】

図３及び図４に示すように、半導体素子９１は、半導体素子９１の回路形成面（ここでは、下面）に形成された複数の接続端子９２を有している。半導体素子９１は、配線基板１０にフリップチップ実装されている。すなわち、半導体素子９１の接続端子９２は、配線基板１０の端子構造に電気的に接続されている。図４に示すように、半導体素子９１の接続端子９２は、はんだ層８０を介して保護金属層６０及び接続端子５０に電気的に接続されている。これにより、半導体素子９１は、接続端子９２とはんだ層８０と金属間化合物層７０と保護金属層６０とを介して接続端子５０と電気的に接続されている。このとき、はんだ層８０は、金属間化合物層７０（保護金属層６０）に接合されるとともに、接続端子９２に接合されている。

【0045】

半導体素子９１としては、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）チップやＧＰＵ（Graphics Processing Unit）チップなどのロジックチップを用いることができる。また、半導体素子９１としては、例えば、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）チップ、ＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）チップやフラッシュメモリチップなどのメモリチップを用いることができる。なお、配線基板１０に複数の半導体素子９１を搭載する場合には、ロジックチップとメモリチップとを組み合わせて配線基板１０に搭載するようにしてもよい。

【0046】

接続端子９２としては、例えば、金属ポストを用いることができる。接続端子９２は、例えば、半導体素子９１の回路形成面から下方に延びる柱状の接続端子である。本例の接続端子９２は、例えば、円柱状に形成されている。接続端子９２の材料としては、例えば、銅や銅合金を用いることができる。なお、接続端子９２としては、金属ポストの他に、例えば金バンプを用いることもできる。

【0047】

アンダーフィル樹脂９５は、配線基板１０と半導体素子９１との間の隙間を充填するように設けられている。アンダーフィル樹脂９５は、例えば、保護金属層６０の突出部６３と配線層５２の側面との間の隙間を充填するように形成されている。アンダーフィル樹脂９５の材料としては、例えば、エポキシ系樹脂などの絶縁性樹脂を用いることができる。

【0048】

図３に示すように、外部接続端子９６は、配線基板１０の外部接続用パッドＰ１上に形成されている。外部接続端子９６は、例えば、図示しないマザーボード等の実装基板に設けられたパッドと電気的に接続される接続端子である。外部接続端子９６としては、例えば、はんだボールやリードピンを用いることができる。本実施形態では、外部接続端子９６として、はんだボールを用いている。

【0049】

ここで、本実施形態において、配線層３１は第１配線層の一例、配線層５２は第２配線層の一例、凸部５６は第１凸部の一例、凹部５７は第１凹部の一例である。
（配線基板１０の製造方法）
次に、図５～図１２に従って、配線基板１０の製造方法について説明する。ここでは、配線基板１０の端子構造の製造方法について詳述する。なお、説明の便宜上、最終的に配線基板１０の各構成要素となる部分には、最終的な構成要素の符号を付して説明する。

【0050】

まず、図５に示すように、基板本体１１の上面に、配線層３１と、配線層３１を被覆する絶縁層４０とが形成され、絶縁層４０を厚さ方向に貫通する開口部４１が形成された構造体を準備する。この構造体は、公知の製造方法により製造することが可能であるため、ここでは詳細な説明を省略する。

【0051】

次に、図６に示す工程では、絶縁層４０の上面全面と、開口部４１の内面全面とを連続して被覆するシード層５３を形成する。シード層５３は、例えば、無電解めっき法により形成することができる。

【0052】

続いて、図７に示す工程では、絶縁層４０の上面に形成されたシード層５３上に、開口パターン１０１を有するレジスト層１００を形成する。開口パターン１０１は、金属ポスト５５（図２参照）の形成領域に対応する部分のシード層５３を露出するように形成される。レジスト層１００の材料としては、例えば、次工程の電解めっき処理に対して耐めっき性がある材料を用いることができる。例えば、レジスト層１００の材料としては、感光性のドライフィルムレジスト又は液状のフォトレジスト（例えば、ノボラック系樹脂やアクリル系樹脂等のドライフィルムレジストや液状レジスト）等を用いることができる。例えば、感光性のドライフィルムレジストを用いる場合には、シード層５３の上面にドライフィルムを熱圧着によりラミネートし、そのドライフィルムをフォトリソグラフィ法によりパターニングして開口パターン１０１を有するレジスト層１００を形成する。なお、液状のフォトレジストを用いる場合にも、同様の工程を経て、レジスト層１００を形成することができる。

【0053】

次いで、図８に示す工程では、レジスト層１００をめっきマスクとして、シード層５３上に、そのシード層５３をめっき給電層に利用する電解めっき法を施す。すなわち、レジスト層１００の開口パターン１０１から露出されたシード層５３の上面に電解めっき法（例えば、電解銅めっき法）を施す。本工程により、シード層５３よりも内側の開口部４１を充填する金属層５４が形成されるとともに、開口パターン１０１内に金属ポスト５５が形成される。このとき、本例の金属ポスト５５の上面は、複数の凸部５６と複数の凹部５７とを有する波形状に形成される。換言すると、本例では、金属ポスト５５の上面が波形状に形成されるように、電解めっき法におけるめっき条件を調整している。例えば、使用するめっき浴の組成や電析条件などを調整することにより、金属ポスト５５の上面を波形状に形成することができる。

【0054】

次に、図９に示す工程では、レジスト層１００をめっきマスクとして、シード層５３をめっき給電層に利用する電解めっき法を金属ポスト５５上に施す。例えば、レジスト層１００の開口パターン１０１から露出された金属ポスト５５の上面に電解めっき法（例えば、電解Ｎｉめっき法）を施すことにより、金属ポスト５５の上面に保護金属層６０を形成する。保護金属層６０は、金属ポスト５５の上面のみを被覆するように形成される。本工程では、金属ポスト５５の側面がレジスト層１００により被覆されている。このため、金属ポスト５５の側面には、保護金属層６０が形成されない。また、本例の保護金属層６０は、金属ポスト５５の上面の波形状に沿った形状に形成される。すなわち、本例の保護金属層６０は、複数の凸部６１と複数の凹部６２とを有する波形状に形成される。

【0055】

続いて、レジスト層１００をめっきマスクとして、シード層５３をめっき給電層に利用する電解はんだめっき法を保護金属層６０上に施す。例えば、レジスト層１００の開口パターン１０１から露出された保護金属層６０の上面に電解錫めっき法を施すことにより、保護金属層６０の上面にはんだ層８０を形成する。はんだ層８０は、保護金属層６０の上面のみを被覆するように形成される。本工程では、保護金属層６０の側面及び金属ポスト５５の側面がレジスト層１００により被覆されている。このため、保護金属層６０の側面及び金属ポスト５５の側面には、はんだ層８０が形成されない。また、本例のはんだ層８０の上面は、保護金属層６０の波形状に沿った形状に形成される。

【0056】

次いで、図１０に示す工程では、図９に示したレジスト層１００をアルカリ性の剥離液（例えば、有機アミン系剥離液、苛性ソーダ）、あるいは有機溶剤系の剥離液（アセトンやエタノールなど）により除去する。これにより、金属ポスト５５の側面と保護金属層６０の側面とはんだ層８０の側面とが外部に露出されるとともに、シード層５３の上面が外部に露出される。

【0057】

次に、図１１に示す工程では、はんだ層８０及び保護金属層６０をエッチングマスクとして、不要なシード層５３をエッチングにより除去する。例えば、ウェットエッチングにより不要なシード層５３を除去する。これにより、開口部４１に形成されたシード層５３と金属層５４とからなるビア配線５１と、絶縁層４０の上面に形成されたシード層５３と金属ポスト５５とからなる配線層５２とを有する接続端子５０が形成される。

【0058】

また、図１１に示す工程では、はんだ層８０及び保護金属層６０をエッチングマスクとして、金属ポスト５５の側面側から金属ポスト５５を薄化する。例えば、はんだ層８０及び保護金属層６０をエッチングマスクとする等方性エッチング（ウェットエッチング）により、金属ポスト５５を薄化する。このような等方性エッチングでは、エッチングが金属ポスト５５の面内方向に進行するサイドエッチ現象によって、保護金属層６０等に被覆された金属ポスト５５の一部が除去されて金属ポスト５５が薄化される。さらに、等方性エッチングにより金属ポスト５５が薄化されると、薄化後の金属ポスト５５の側面が湾曲面に形成される。換言すると、本例では、薄化後の金属ポスト５５の側面が湾曲面に形成されるように、金属ポスト５５の薄化が実施される。このような金属ポスト５５の薄化により、金属ポスト５５の側面よりも外方に突出する突出部６３が保護金属層６０の外周縁に形成される。なお、金属ポスト５５の薄化は、例えば、不要なシード層５３の除去と同時に行うことができる。

【0059】

続いて、図１２に示す工程では、リフロー処理を行うことにより、はんだ層８０を溶融させ、上面が球状のはんだ層８０を形成する。このとき、はんだ層８０は、保護金属層６０の上面のみに濡れ広がる。本工程のリフロー処理により、保護金属層６０の上面とはんだ層８０の下面との界面に金属間化合物層７０が形成される。すなわち、はんだ層８０に接する保護金属層６０の上面のみに金属間化合物層７０が形成される。例えば、はんだ層８０中のＳｎが保護金属層６０中のＮｉや金属ポスト５５から拡散されたＣｕと反応して（Ｃｕ，Ｎｉ）_６Ｓｎ_５の金属間化合物からなる金属間化合物層７０が形成される。そして、金属間化合物層７０を通じて保護金属層６０とはんだ層８０とが互いに接合される。本工程では、保護金属層６０とはんだ層８０との界面に金属間化合物層７０が形成されるように、リフロー処理の条件が設定されている。例えば、リフロー処理は、２３０℃～２８０℃程度の温度で１０秒～２００秒程度の時間で実施することができる。

【0060】

以上説明した製造工程により、図１及び図２に示した配線基板１０を製造することができる。
次に、本実施形態の作用効果を説明する。

【0061】

（１）保護金属層６０の上面のみを被覆する金属間化合物層７０を設けるようにした。換言すると、保護金属層６０の側面には、金属間化合物層７０を設けないようにした。ここで、金属間化合物層７０は、保護金属層６０とはんだ層８０との接合強度を向上させる機能を有するとともに、はんだ層８０の流れ出しを抑制する機能を有している。このため、保護金属層６０の上面のみに設けられた金属間化合物層７０によって、はんだ層８０が保護金属層６０の側面に流れ出すことを抑制できる。このとき、保護金属層６０のうち配線層５２の側面よりも外方に突出する突出部６３の上面、つまり保護金属層６０の外周縁の上面にも金属間化合物層７０が設けられている。これにより、はんだ層８０が保護金属層６０の側面に流れ出すことを好適に抑制できる。ひいては、はんだ層８０が保護金属層６０の側面を通じて配線層５２に向かって垂れ下がることを好適に抑制できる。したがって、配線層５２の側面を通じてはんだ層８０が平面方向に広がることを好適に抑制できる。この結果、接続端子５０の狭ピッチ化が進んだ場合であっても、隣接するはんだ層８０同士がリフロー後にショートすることを好適に抑制できる。

【0062】

（２）また、保護金属層６０の上面のみに設けられた金属間化合物層７０によって、はんだ層８０を保護金属層６０上のみに止まらせることができる。これにより、はんだ層８０の外径及びはんだ層８０の高さを好適に制御することができる。

【0063】

（３）配線層５２上に保護金属層６０を形成し、その保護金属層６０に配線層５２の側面よりも外方に突出する突出部６３を設けるようにした。これにより、保護金属層６０の側面と、突出部６３の下面と、配線層５２の側面とによって段差が形成される。このため、保護金属層６０の上面に設けられたはんだ層８０が配線層５２の側面に触れて配線層５２の側面に濡れ広がることをより好適に抑制できる。

【0064】

（４）突出部６３は、配線層５２の側面から突出部６３の突出先端に向かうに連れて下方に向かって垂れ下がるように形成されている。突出部６３の突出先端は、配線層５２の厚さ方向と直交する平面方向において、配線層５２の側面と離隔した状態で対向している。この構成によれば、突出部６３の突出先端と配線層５２の側面との間に隙間が設けられる。このような隙間にアンダーフィル樹脂９５が充填されると、アンカー効果により、アンダーフィル樹脂９５と保護金属層６０との密着性を好適に向上させることができる。

【0065】

（５）配線層５２の上面は、保護金属層６０に向かって断面円弧状に突出する凸部５６と、配線層３１に向かって断面円弧状に凹む凹部５７とが交互に繰り返される波形状を有する。保護金属層６０及び金属間化合物層７０は、配線層５２の波形状に沿った形状に形成されている。この構成によれば、配線層５２と保護金属層６０との界面が波形状に形成される。このため、例えば配線基板１０に半導体素子９１を実装する際に、配線層５２と保護金属層６０との界面に大きな応力が作用した場合であっても、その応力を上述した波形状によって好適に分散させることができる。したがって、配線層５２と保護金属層６０との界面に大きな応力が作用した場合であっても、その応力に起因して配線層５２と保護金属層６０との界面にクラックが発生することを抑制できる。これにより、保護金属層６０が配線層５２から脱離することを好適に抑制できる。この結果、保護金属層６０と配線層５２との接続信頼性を向上させることができる。

【0066】

（他の実施形態）
上記実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

【0067】

・上記実施形態の端子構造は、図２等に示した構造に限定されない。
・例えば図１３に示すように、配線層５２の上面を平面に形成してもよい。この場合の配線層５２の上面は、例えば、絶縁層４０の上面と平行に延びるように形成されている。

【0068】

・例えば図１３に示すように、保護金属層６０の上面を平面に形成してもよい。この場合の保護金属層６０の上面は、例えば、絶縁層４０の上面と平行に延びるように形成されている。

【0069】

・例えば図１３に示すように、金属間化合物層７０の上面を平面に形成してもよい。この場合の金属間化合物層７０の上面は、例えば、絶縁層４０の上面と平行に延びるように形成されている。

【0070】

・例えば図１３に示すように、保護金属層６０の突出部６３を、平面方向（図中左右方向）に沿って水平に延びるように形成してもよい。
・例えば図１３に示すように、金属ポスト５５の側面を平面に形成してもよい。この場合の金属ポスト５５の側面は、例えば、絶縁層４０の上面に対して垂直に延びるように形成されている。

【0071】

・上記実施形態の接続端子５０の構造は特に限定されない。
・例えば図１４に示すように、ビア配線５１を、開口部４１の内面に沿った形状に形成してもよい。本変更例のビア配線５１は、開口部４１を充填していない。また、配線層５２の上面に、配線層３１に向かって凹む凹部５２Ｘを設けるようにしてもよい。凹部５２Ｘは、例えば、配線層５２の上面から開口部４１の内部まで延びるように形成されている。この場合の保護金属層６０は、配線層５２の上面全面と凹部５２Ｘの内面全面とを被覆するとともに、配線層５２の側面全面を露出するように形成される。本変更例の保護金属層６０の上面には、配線層３１に向かって凹む凹部６０Ｘが形成される。凹部６０Ｘは、例えば、保護金属層６０の上面から開口部４１の内部まで延びるように形成されている。本変更例の場合であっても、保護金属層６０は、配線層５２の側面よりも配線層５２の外方に突出する突出部６３を有している。本変更例の金属間化合物層７０は、保護金属層６０の上面全面と凹部６０Ｘの内面全面とを被覆するとともに、保護金属層６０の側面全面と配線層５２の側面全面とを露出するように形成される。本変更例のはんだ層８０は、保護金属層６０の上面全面を被覆するとともに、保護金属層６０よりも内側の凹部６０Ｘを充填するように形成される。本変更例のはんだ層８０は、金属間化合物層７０の側面全面と保護金属層６０の側面全面と配線層５２の側面全面とを露出するように形成される。

【0072】

この構成によれば、配線層５２の上面に凹部５２Ｘが形成されることにより、保護金属層６０の上面に凹部６０Ｘが形成される。また、凹部６０Ｘを充填するようにはんだ層８０が形成される。これにより、はんだ層８０の体積を増加させることができるため、接続端子５０が微細化された場合であっても、はんだ層８０と接続端子５０とを良好に接合することができる。また、はんだ層８０が接続端子５０の平面中心に集まりやすくなるため、はんだ層８０にボイドが発生することを好適に抑制できる。

【0073】

なお、本変更例において、凹部５２Ｘは第２凹部の一例、凹部６０Ｘは第３凹部の一例である。
・上記実施形態では、シード層５３を無電解めっき法（例えば、無電解銅めっき法）により形成するようにしたが、これに限定されない。例えば、シード層５３を、スパッタ法や蒸着法などにより形成するようにしてもよい。

【0074】

・上記実施形態では、シード層５３を単層構造のシード層に具体化したが、シード層５３を複数層構造（例えば、２層構造）のシード層に具体化してもよい。２層構造のシード層５３としては、例えば、チタン（Ｔｉ）層とＣｕ層とを順に積層した構造を有するシード層を挙げることができる。

【0075】

・上記実施形態では、電解はんだめっき法により、はんだ層８０を形成するようにしたが、これに限定されない。例えば、レジスト層１００の開口パターン１０１の底部に露出する保護金属層６０上にはんだボールを搭載し、そのはんだボールを溶融してはんだ層８０を形成してもよい。

【0076】

・上記実施形態の配線基板１０における表面処理層２３を省略してもよい。
・上記実施形態の半導体装置９０におけるアンダーフィル樹脂９５を省略してもよい。
・上記実施形態の半導体装置９０における外部接続端子９６を省略してもよい。

【0077】

・上記実施形態の配線基板１０に、半導体素子９１の代わりに、チップコンデンサ、チップ抵抗やチップインダクタ等のチップ部品や水晶振動子などの半導体素子９１以外の電子部品を実装するようにしてもよい。

【0078】

・上記実施形態の配線基板１０を、ＣＳＰ（Chip Size Package）やＳＯＮ（Small Out line Non-Lead Package）等のパッケージに用いられる配線基板に具体化してもよい。

【符号の説明】

【0079】

１０ 配線基板
３１ 配線層
４０ 絶縁層
４１ 開口部
５０ 接続端子
５１ ビア配線
５２ 配線層
５２Ｘ 凹部
５３ シード層
５６ 凸部
５７ 凹部
６０ 保護金属層
６０Ｘ 凹部
６１ 凸部
６２ 凹部
６３ 突出部
７０ 金属間化合物層
８０ はんだ層
９０ 半導体装置
９１ 半導体素子
９５ アンダーフィル樹脂
１００ レジスト層
１０１ 開口パターン

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】