(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】P2024018878
(43)【公開日】2024-02-08
(54)【発明の名称】プリント回路基板
(51)【国際特許分類】
H05K 3/46 20060101AFI20240201BHJP
H01L 23/12 20060101ALI20240201BHJP
【FI】
H05K3/46 Q
H05K3/46 E
H01L23/12 J
H01L23/12 Q
【審査請求】未請求
【請求項の数】16
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023008823
(22)【出願日】2023-01-24
(31)【優先権主張番号】10-2022-0093166
(32)【優先日】2022-07-27
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(71)【出願人】
【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】100108453
【弁理士】
【氏名又は名称】村山 靖彦
(74)【代理人】
【識別番号】100110364
【弁理士】
【氏名又は名称】実広 信哉
(72)【発明者】
【氏名】安 相▲ミン▼
【テーマコード(参考)】
5E316
【Fターム(参考)】
5E316AA02
5E316AA32
5E316AA43
5E316BB11
5E316CC09
5E316CC10
5E316CC32
5E316CC33
5E316CC34
5E316CC37
5E316CC38
5E316CC39
5E316DD17
5E316DD23
5E316DD24
5E316DD33
5E316EE33
5E316FF13
5E316FF14
5E316FF17
5E316HH06
5E316HH17
5E316JJ06
(57)【要約】
【課題】本開示は、半導体チップなどの電子部品が実装可能なプリント回路基板に関する。
【解決手段】本開示は、複数の配線層を含む基板と、上記基板上に配置され、上記複数の配線層のうち最上側に配置された配線層の少なくとも一部と連結される第1金属ポストと、上記基板上に配置され、上記複数の配線層のうち最上側に配置された配線層の他の少なくとも一部と連結される第2金属ポストと、上記基板上に配置され、上記第1金属ポスト及び第2金属ポストのそれぞれの少なくとも一部を埋め込むレジスト層と、上記第2金属ポスト上で上記レジスト層を貫通し、上記第2金属ポストと連結される金属ビアと、を含む、プリント回路基板に関する。
【選択図】
図3
【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の配線層を含む基板と、
前記基板上に配置され、前記複数の配線層のうち最上側に配置された配線層の少なくとも一部と連結される第1金属ポストと、
前記基板上に配置され、前記複数の配線層のうち最上側に配置された配線層の他の少なくとも一部と連結される第2金属ポストと、
前記基板上に配置され、前記第1金属ポスト及び前記第2金属ポストのそれぞれの少なくとも一部を埋め込むレジスト層と、
前記第2金属ポスト上で前記レジスト層を貫通し、前記第2金属ポストと連結される金属ビアと、を含むプリント回路基板。
【請求項2】
前記金属ビアの上面は前記レジスト層の上面から露出する、請求項1に記載のプリント回路基板。
【請求項3】
前記金属ビアの露出した上面と、前記レジスト層の前記第2金属ポストの少なくとも一部を埋め込む領域の上面とは、互いに共面を成す、請求項2に記載のプリント回路基板。
【請求項4】
前記第1金属ポスト及び前記第2金属ポストと前記金属ビアは、それぞれ複数が配置され、
前記レジスト層は、平面上において、複数の第2金属ポスト同士の間と複数の金属ビア同士の間を満たす、請求項2に記載のプリント回路基板。
【請求項5】
前記レジスト層上に配置されるスティフナーをさらに含み、
前記スティフナーは、前記金属ビアの露出した上面と直接接触する、請求項2に記載のプリント回路基板。
【請求項6】
前記レジスト層はキャビティを有し、前記キャビティにより、前記第1金属ポストの一部が前記レジスト層の上面上に突出する、請求項1に記載のプリント回路基板。
【請求項7】
前記キャビティにより、前記レジスト層の上面が段差を有する、請求項6に記載のプリント回路基板。
【請求項8】
前記レジスト層は、前記第1金属ポストの少なくとも一部を埋め込む第1領域と、前記第2金属ポストの少なくとも一部を埋め込む第2領域と、を有し、
前記第1領域は、平面上において前記レジスト層のセンター部分に配置され、
前記第2領域は、平面上において前記レジスト層の外郭部分に配置される、請求項1に記載のプリント回路基板。
【請求項9】
前記第1金属ポストは信号連結用金属ポストを含み、
前記第2金属ポストはダミー用金属ポストを含む、請求項1に記載のプリント回路基板。
【請求項10】
前記第1金属ポスト及び前記第2金属ポストは、前記基板内で互いに電気的に絶縁される、請求項9に記載のプリント回路基板。
【請求項11】
前記第1金属ポストの厚さと前記第2金属ポストの厚さが同一である、請求項1に記載のプリント回路基板。
【請求項12】
前記基板は、コア絶縁層と、前記コア絶縁層の両面にそれぞれビルドアップされた複数のビルドアップ絶縁層と、を含み、
前記コア絶縁層は、前記複数のビルドアップ絶縁層のそれぞれより厚さが厚い、請求項1に記載のプリント回路基板。
【請求項13】
複数の配線層を含む基板と、
前記基板上に配置され、前記複数の配線層のうち最上側に配置された配線層の少なくとも一部と連結される第1金属ポストと、
前記基板上に配置され、前記複数の配線層のうち最上側に配置された配線層の他の少なくとも一部と連結される第2金属ポストと、
前記第1金属ポストの少なくとも一部を埋め込む第1領域、及び前記第2金属ポストの少なくとも一部を埋め込む第2領域を有するレジスト層と、を含み、
前記第1領域は、平面上において前記レジスト層のセンター部分に配置され、
前記第2領域は、平面上において前記レジスト層の外郭部分に配置され、
前記レジスト層は、前記第1領域及び前記第2領域における厚さが異なる、プリント回路基板。
【請求項14】
前記レジスト層は、前記第1領域で前記第1金属ポストの他の少なくとも一部を露出させるキャビティを有し、
前記レジスト層は、前記キャビティにより、前記第1領域における厚さが前記第2領域における厚さより薄い、請求項13に記載のプリント回路基板。
【請求項15】
前記キャビティ上に配置され、前記第1金属ポストと電気的に連結される半導体チップをさらに含む請求項14に記載のプリント回路基板。
【請求項16】
前記レジスト層上に配置され、前記キャビティの少なくとも一部を満たし、前記半導体チップの少なくとも一部をモールディングするモールディング材をさらに含む請求項15に記載のプリント回路基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、半導体チップなどの電子部品が実装可能なプリント回路基板に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、プリント回路基板の高度化に伴い、プリント回路基板のビアサイズが縮小されている。これに伴い、ポストの形成などに関する技術も増加しており、これにより、信号伝送率の向上に多くの関心が集中している。また、実装される半導体チップの数が増加しているため、発熱に関する関心も高くなっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
本開示の様々な目的の1つは、優れた信号伝送特性及び優れた放熱効果を有するプリント回路基板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0004】
本開示により提案する様々な解決手段の1つは、基板の最外側に、信号連結などのための第1金属ポストとともに、ダミーなどのための第2金属ポストを形成し、レジスト層を用いて第1金属ポスト及び第2金属ポストのそれぞれの少なくとも一部を埋め込み、さらに、第2金属ポスト上に、レジスト層を貫通して第2金属ポストと連結される金属ビアを形成することである。
【0005】
例えば、一例によるプリント回路基板は、複数の配線層を含む基板と、上記基板上に配置され、上記複数の配線層のうち最上側に配置された配線層の少なくとも一部と連結される第1金属ポストと、上記基板上に配置され、上記複数の配線層のうち最上側に配置された配線層の他の少なくとも一部と連結される第2金属ポストと、上記基板上に配置され、上記第1金属ポスト及び第2金属ポストのそれぞれの少なくとも一部を埋め込むレジスト層と、上記第2金属ポスト上で上記レジスト層を貫通し、上記第2金属ポストと連結される金属ビアと、を含むものであることができる。
【0006】
一方、一例によるプリント回路基板は、複数の配線層を含む基板と、上記基板上に配置され、上記複数の配線層のうち最上側に配置された配線層の少なくとも一部と連結される第1金属ポストと、上記基板上に配置され、上記複数の配線層のうち最上側に配置された配線層の他の少なくとも一部と連結される第2金属ポストと、上記第1金属ポストの少なくとも一部を埋め込む第1領域、及び上記第2金属ポストの少なくとも一部を埋め込む第2領域を有するレジスト層と、を含み、上記第1領域は、平面上において上記レジスト層のセンター部分に配置され、上記第2領域は、平面上において上記レジスト層の外郭部分に配置され、上記レジスト層は、上記第1領域及び第2領域における厚さが異なるものであってもよい。
【発明の効果】
【0007】
本開示の様々な効果の一効果として、優れた信号特性及び優れた放熱効果を有するプリント回路基板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【
図1】電子機器システムの例を概略的に示すブロック図である。
【
図2】電子機器の一例を概略的に示した斜視図である。
【
図3】プリント回路基板の一例を概略的に示した断面図である。
【
図4】
図3のA-A’に沿った平面構造を概略的に示した平面図である。
【
図5】
図3のプリント回路基板の変形の一例を概略的に示した断面図である。
【
図6】
図3のプリント回路基板及び
図5のプリント回路基板の製造の一例を概略的に示した工程断面図である。
【
図7】
図3のプリント回路基板及び
図5のプリント回路基板の製造の一例を概略的に示した工程断面図である。
【
図8】
図3のプリント回路基板及び
図5のプリント回路基板の製造の一例を概略的に示した工程断面図である。
【
図9】
図3のプリント回路基板及び
図5のプリント回路基板の製造の一例を概略的に示した工程断面図である。
【
図10】
図3のプリント回路基板及び
図5のプリント回路基板の製造の一例を概略的に示した工程断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、添付図面を参照して本開示について説明する。図面において要素の形状及び大きさなどは、より明確な説明のために誇張または縮小されることがある。
【0010】
電子機器
図1は電子機器システムの例を概略的に示すブロック図である。
【0011】
図面を参照すると、電子機器1000はメインボード1010を収容する。メインボード1010には、チップ関連部品1020、ネットワーク関連部品1030、及びその他の部品1040などが物理的及び/または電気的に連結されている。これらは、後述の他の電子部品とも結合されて多様な信号ライン1090を形成する。
【0012】
チップ関連部品1020としては、揮発性メモリー(例えば、DRAM)、不揮発性メモリー(例えば、ROM)、フラッシュメモリーなどのメモリーチップ;セントラルプロセッサー(例えば、CPU)、グラフィックプロセッサー(例えば、GPU)、デジタル信号プロセッサー、暗号化プロセッサー、マイクロプロセッサー、マイクロコントローラーなどのアプリケーションプロセッサーチップ;アナログ-デジタルコンバーター、ASIC(application‐specific IC、特定用途向け集積回路)などのロジックチップなどが含まれるが、これらに限定されるものではなく、これら以外にも、その他の形態のチップ関連電子部品が含まれることができることはいうまでもない。また、これらのチップ関連部品1020が互いに組み合わされてもよいことはいうまでもない。チップ関連部品1020は、上述のチップや電子部品を含むパッケージ形態であってもよい。
【0013】
ネットワーク関連部品1030としては、Wi‐Fi(IEEE 802.11ファミリなど)、WiMAX(IEEE 802.16ファミリなど)、IEEE 802.20、LTE(long term evolution)、Ev‐DO、HSPA+、HSDPA+、HSUPA+、EDGE、GSM、GPS、GPRS、CDMA、TDMA、DECT、ブルートゥース(登録商標)、3G、4G、5G、及びその後のものとして指定された任意の他の無線及び有線プロトコルが含まれるが、これらに限定されるものではなく、これら以外にも、その他の多数の無線または有線標準やプロトコルのうち任意のものが含まれることができる。また、ネットワーク関連部品1030が、チップ関連部品1020とともに互いに組み合わされてもよいことはいうまでもない。
【0014】
その他の部品1040としては、高周波インダクター、フェライトインダクター、パワーインダクター、フェライトビーズ、LTCC(Low Temperature Co‐Firing Ceramics、低温同時焼成セラミックス)、EMI(Electro Magnetic Interference、電磁干渉)フィルター、MLCC(Multi‐Layer Ceramic Capacitor、多層セラミックキャパシタ)などが含まれるが、これらに限定されるものではなく、これら以外にも、その他の多様な用途のために用いられるチップ部品形態の受動素子などが含まれることができる。また、その他の部品1040が、チップ関連部品1020及び/またはネットワーク関連部品1030と互いに組み合わされてもよいことはいうまでもない。
【0015】
電子機器1000の種類に応じて、電子機器1000は、メインボード1010に物理的及び/または電気的に連結されているか連結されていない他の電子部品を含むことができる。他の電子部品としては、例えば、カメラモジュール1050、アンテナモジュール1060、ディスプレイ1070、電池1080などが挙げられる。但し、これに限定されるものではなく、オーディオコーデック、ビデオコーデック、電力増幅器、羅針盤、加速度計、ジャイロスコープ、スピーカー、大容量記憶装置(例えば、ハードディスクドライブ)、CD(compact disk)、DVD(digital versatile disk)などであってもよい。これら以外にも、電子機器1000の種類に応じて、様々な用途のために用いられるその他の電子部品などが含まれることができることはいうまでもない。
【0016】
電子機器1000は、スマートフォン(smart phone)、携帯情報端末(personal digital assistant)、デジタルビデオカメラ(digital video camera)、デジタルスチルカメラ(digital still camera)、ネットワークシステム(network system)、コンピューター(computer)、モニター(monitor)、タブレット(tablet)、ラップトップ(laptop)、ネットブック(netbook)、テレビジョン(television)、ビデオゲーム(video game)、スマートウォッチ(smart watch)、オートモーティブ(Automotive)部品などであることができる。但し、これらに限定されるものではなく、これら以外にも、データを処理する任意の他の電子機器であってもよいことはいうまでもない。
【0017】
図2は電子機器の一例を概略的に示した斜視図である。
【0018】
図面を参照すると、電子機器は、例えば、スマートフォン1100であることができる。スマートフォン1100の内部にはマザーボード1110が収容されており、かかるマザーボード1110には種々の部品1120が物理的及び/または電気的に連結されている。また、カメラモジュール1130及び/またはスピーカー1140のように、マザーボード1110に物理的及び/または電気的に連結されているか連結されていない他の部品が内部に収容されている。部品1120の一部は上述のチップ関連部品であることができ、例えば、部品パッケージ1121であることができるが、これに限定されるものではない。部品パッケージ1121は、能動部品及び/または受動部品を含む電子部品が表面に実装配置されたプリント回路基板の形態であることができる。または、部品パッケージ1121は、能動部品及び/または受動部品が埋め込まれたプリント回路基板の形態であってもよい。一方、電子機器は、必ずしもスマートフォン1100に限定されるものではなく、上述のように他の電子機器であってもよいことはいうまでもない。
【0019】
プリント回路基板
図3はプリント回路基板の一例を概略的に示した断面図である。
【0020】
図4は
図3のA-A’に沿った平面構造を概略的に示した平面図である。
【0021】
図面を参照すると、一例によるプリント回路基板100は、複数の配線層121a、121b、122、123を含む基板110と、基板110上に配置され、複数の配線層121a、121b、122、123のうち最上側に配置された配線層122の少なくとも一部と連結される第1金属ポスト141と、基板110上に配置され、複数の配線層122のうち最上側に配置された配線層122の他の少なくとも一部と連結される第2金属ポスト142と、基板110上に配置され、第1金属ポスト141及び第2金属ポスト142のそれぞれの少なくとも一部を埋め込む第1レジスト層151と、第2金属ポスト142上で第1レジスト層151を貫通し、第2金属ポスト142と連結される金属ビア143と、を含む。
【0022】
このように、一例によるプリント回路基板100は、基板110の最外側に、半導体チップを実装するための信号連結用金属ポストを含む第1金属ポスト141を含むことで、狭いバンプピッチを有する半導体チップも実装可能であり、信号伝送率を高めることができるなど、優れた信号伝送特性を有することができる。また、一例によるプリント回路基板100は、基板110の最外側に、ダミー用金属ポストを含む第2金属ポスト142を含むことで、優れた放熱効果を有することができるとともに、電磁波遮蔽効果も有することができる。また、一例によるプリント回路基板100は、第2金属ポスト142上に第1レジスト層151を貫通する金属ビア143が配置されることで、上述の放熱及び電磁波遮蔽効果をさらに極大化することができる。
【0023】
一方、一例によるプリント回路基板100は、第1レジスト層151上に配置されるスティフナー160をさらに含むことができる。スティフナー160により、歪み改善効果を有することができる。スティフナー160は金属ビア143と連結されることができるため、スティフナー160が金属物質を含む場合に、より優れた放熱効果を有することができる。
【0024】
一方、一例によるプリント回路基板100は、基板110上の第1レジスト層151が配置された側の反対側に配置される第2レジスト層152をさらに含むことができる。例えば、第2レジスト層152は基板110の下側に配置されることができ、複数の配線層121a、121b、122、123のうち最下側に配置された配線層123の少なくとも一部を覆うことができる。これにより、基板110の下側を保護することができる。
【0025】
一方、第1レジスト層151は、第1金属ポスト141の少なくとも一部を埋め込む第1領域R1と、第2金属ポスト142の少なくとも一部を埋め込む第2領域R2と、を有することができる。第1領域R1は、平面上において第1レジスト層151のセンター部分に配置されることができる。第2領域R2は、平面上において第1レジスト層151の外郭部分に配置されることができる。例えば、平面上において、第2領域R2は第1領域R1を取り囲むことができる。第1領域R1は部品実装領域であり、第2領域R2はダミー領域であることができる。かかる配置により、上述の放熱及び電磁波遮蔽効果をさらに極大化することができる。
【0026】
一方、金属ビア143の上面は、第1レジスト層151の上面から露出することができる。より具体的には、金属ビア143の上面は、第1レジスト層151の第2領域R2での上面から露出することができる。金属ビア143の露出した上面と、第1レジスト層151の第2領域R2での上面は、互いに実質的に共面を成すことができる。この場合、共面をなす面に、より容易にスティフナー160を直接形成することができ、これにより、スティフナー160は金属ビア143の露出した上面と直接接触することができる。この場合、工程をより簡素化することができ、収率向上及びコスト低減が可能である。また、放熱経路を短縮させることで、より優れた放熱効果を有することができる。
【0027】
一方、第1金属ポスト141及び第2金属ポスト142と金属ビア143は、それぞれ複数個が配置されることができる。この時、第1レジスト層151は、平面上において複数の第2金属ポスト142同士の間を実質的に全て満たすことができる。また、第1レジスト層151は、平面上において複数の金属ビア143同士の間を実質的に全て満たすことができる。これは、後述の工程のように、複数の第2金属ポスト142を第1レジスト層151で覆った後、第1レジスト層151にビアホールを加工し、めっきにより充填して金属ビア143を形成することにより導出される構造的特徴である。この場合、比較的簡単な工程により、より容易に金属ビア143を形成することができるという利点がある。
【0028】
一方、第1レジスト層151は、第1領域R1で第1金属ポスト141の一部を露出させるキャビティCを有することができ、キャビティCにより、第1金属ポスト141の一部が第1レジスト層151の上面上に突出することができる。また、キャビティCにより、第1レジスト層151の上面が段差を有することができる。すなわち、第1レジスト層151は、第1領域R1及び第2領域R2における厚さが異なることができる。より具体的には、キャビティCにより、第1領域R1における厚さが第2領域R2における厚さより薄いことができる。厚さは、プリント回路基板100の研磨または切断断面を基準として、走査型電子顕微鏡または光学顕微鏡、例えば、オリンポス社の光学顕微鏡(×1000)を用いて測定することができる。厚さが一定ではない場合には、任意の5地点で測定した厚さの平均値で比較することができる。この場合、キャビティC上に半導体チップをより安定して実装することができ、また、半導体チップの実装後における半導体パッケージの厚さを減少させることができる。また、第1金属ポスト141のみが選択的に突出することができるなど、第2金属ポスト142が突出しないことができるため、その他の問題により製品が影響されることを防止することができる。
【0029】
以下では、図面を参照して、一例によるプリント回路基板100の構成要素についてより詳細に説明する。
【0030】
基板110は複数の絶縁層111、112、113を含む。複数の絶縁層111、112、113は、コア絶縁層111と、コア絶縁層111の両面にそれぞれビルドアップされた複数のビルドアップ絶縁層112、113と、を含むことができる。例えば、基板110はコアタイプの基板であることができる。但し、これに限定されるものではなく、基板110は、コア絶縁層111が省略され、ビルドアップ絶縁層112、113の少なくとも1つで構成されたコアレスタイプの基板であってもよいことはいうまでもない。
【0031】
コア絶縁層111は絶縁物質を含むことができる。絶縁物質としては、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂、ポリイミドなどの熱可塑性樹脂、またはこれらの絶縁樹脂が、シリカなどの無機フィラーと混合された材料、または無機フィラーとともにガラス繊維(Glass Fiber、Glass Cloth、Glass Fabric)などの芯材に含浸された樹脂、例えば、CCL(Copper Clad Laminate、銅張積層板)などが用いられることができるが、これに限定されるものではない。コア絶縁層111は、それぞれのビルドアップ絶縁層112、113より厚さが厚いことができるが、これに限定されるものではない。厚さは、プリント回路基板100の研磨または切断断面を基準として、走査型電子顕微鏡または光学顕微鏡、例えば、オリンポス社の光学顕微鏡(×1000)を用いて測定することができる。厚さが一定ではない場合には、任意の5地点で測定した厚さの平均値で比較することができる。
【0032】
ビルドアップ絶縁層112、113も絶縁物質を含むことができる。絶縁物質としては、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂、ポリイミドなどの熱可塑性樹脂、またはこれらの絶縁樹脂が、シリカなどの無機フィラーと混合された材料、または無機フィラーとともにガラス繊維などの芯材に含浸された樹脂、例えば、ABF(Ajinomoto Build‐up Film、味の素ビルドアップフィルム)、プリプレグ(Prepreg)、RCC(Resin Coated Copper、レジンコート銅箔)などが用いられることができるが、これに限定されるものではない。ビルドアップ絶縁層112、113の層数は特に限定されず、互いに同一の層数を有することができるが、これに限定されるものではない。
【0033】
基板110は複数の配線層121a、121b、122、123を含む。複数の配線層121a、121b、122、123は、コア絶縁層111の両面にそれぞれ配置されるコア配線層121a、121bと、複数のビルドアップ絶縁層112、113上にそれぞれ配置される複数のビルドアップ配線層122、123と、を含むことができる。コアレス基板である場合には、コア絶縁層111とともにコア配線層121a、121bが省略されてもよい。
【0034】
コア配線層121a、121bはそれぞれ金属物質を含むことができる。金属物質としては、銅(Cu)、アルミニウム(Al)、銀(Ag)、スズ(Sn)、金(Au)、ニッケル(Ni)、鉛(Pb)、チタン(Ti)、またはこれらの合金などを用いることができる。コア配線層121a、121bはそれぞれ無電解めっき層(または化学銅めっき層)と電解めっき層(または電気銅)を含むことができるが、これに限定されるものではない。無電解めっき層として、化学銅めっき層の代わりにスパッタ層が形成されてもよい。必要に応じて、銅箔をさらに含むことができる。コア配線層121a、121bは、それぞれ該当層の設計デザインによって多様な機能を果たすことができる。例えば、グランドパターン、パワーパターン、信号パターンなどを含むことができる。ここで、信号パターンは、グランドパターン、パワーパターンなどを除いた各種信号、例えば、データ信号などを含むことができる。これらのパターンは、それぞれライン(line)パターン、プレーン(plane)パターン、及び/またはパッド(pad)パターンを含むことができる。
【0035】
ビルドアップ配線層122、123もそれぞれ金属物質を含むことができる。金属物質としては、銅(Cu)、アルミニウム(Al)、銀(Ag)、スズ(Sn)、金(Au)、ニッケル(Ni)、鉛(Pb)、チタン(Ti)、またはこれらの合金などを用いることができる。ビルドアップ配線層122、123もそれぞれ無電解めっき層(または化学銅めっき層)と電解めっき層(または電気銅)を含むことができるが、これに限定されるものではない。無電解めっき層として、化学銅めっき層の代わりにスパッタ層が形成されてもよい。必要に応じて、銅箔をさらに含むことができる。ビルドアップ配線層122、123もそれぞれ該当層の設計デザインによって多様な機能を果たすことができる。例えば、グランドパターン、パワーパターン、信号パターンなどを含むことができる。ここで、信号パターンは、グランドパターン、パワーパターンなどを除いた各種信号、例えば、データ信号などを含むことができる。これらのパターンは、それぞれラインパターン、プレーンパターン、及び/またはパッドパターンを含むことができる。
【0036】
基板110は複数のビア層131、132、133を含む。複数のビア層131、132、133は、コア絶縁層111を貫通するコアビア層131と、複数のビルドアップ絶縁層112、113をそれぞれ貫通する複数のビルドアップビア層132、133と、を含むことができる。コアビア層131はコア配線層121a、121bを電気的に連結することができる。ビルドアップビア層132、133は、それぞれビルドアップ配線層122、123を電気的に連結することができ、また、コア配線層121a、121bとビルドアップ配線層122、123を電気的に連結することもできる。コアレス基板である場合には、コア絶縁層111とともにコアビア層131が省略されてもよい。
【0037】
コアビア層131は貫通ビアを含むことができる。貫通ビアは、貫通孔の壁面に形成された金属層と、金属層を満たすプラグと、を含むことができる。金属層は、銅(Cu)、アルミニウム(Al)、銀(Ag)、スズ(Sn)、金(Au)、ニッケル(Ni)、鉛(Pb)、チタン(Ti)、またはこれらの合金などの金属物質を含むことができる。プラグは、絶縁材質のインクを含むことができる。金属層は無電解めっき層(または化学銅めっき層)と電解めっき層(または電気銅めっき層)を含むことができるが、これに限定されるものではない。無電解めっき層として、化学銅めっき層の代わりにスパッタ層が形成されてもよい。コアビア層131は、設計デザインによって多様な機能を果たすことができる。例えば、グランドビア、パワービア、信号ビアなどを含むことができる。ここで、信号ビアは、グランドビア、パワービアなどを除いた各種信号、例えば、データ信号などを伝達するためのビアを含むことができる。
【0038】
ビルドアップビア層132、133はマイクロビアを含むことができる。マイクロビアは、ビアホールを満たす充填ビア(filed via)であるか、または、ビアホールの壁面に沿って配置されるコンフォーマルビア(conformal via)であることができる。マイクロビアは、スタックタイプ(stacked type)及び/またはスタッガードタイプ(staggered type)で配置されることができる。ビルドアップビア層132、133はそれぞれ金属物質を含むことができ、金属物質としては、銅(Cu)、アルミニウム(Al)、銀(Ag)、スズ(Sn)、金(Au)、ニッケル(Ni)、鉛(Pb)、チタン(Ti)、またはこれらの合金などの金属物質を含むことができる。ビルドアップビア層132、133はそれぞれ無電解めっき層(または化学銅めっき層)と電解めっき層(または電気銅めっき層)を含むことができるが、これに限定されるものではない。無電解めっき層として、化学銅めっき層の代わりにスパッタ層が形成されてもよい。ビルドアップビア層132、133は、該当層の設計デザインによって多様な機能を果たすことができる。例えば、グランドビア、パワービア、信号ビアなどを含むことができる。ここで、信号ビアは、グランドビア、パワービアなどを除いた各種信号、例えば、データ信号などを伝達するためのビアを含むことができる。
【0039】
金属ポスト141、142は、1以上の高いアスペクト比(Aspect Ratio)を有することができる。金属ポスト141、142は、銅(Cu)、アルミニウム(Al)、銀(Ag)、スズ(Sn)、金(Au)、ニッケル(Ni)、鉛(Pb)、チタン(Ti)、またはこれらの合金などの金属物質を含むことができる。金属ポスト141、142はめっき工程により形成されることができ、電解めっき層(または電気銅めっき層)を含むことができるが、これに限定されるものではない。
【0040】
第1金属ポスト141は、信号用ポスト、グランド用ポスト、パワー用ポストなどの多様な機能を果たすことができ、少なくとも信号用ポストを含むことができる。第2金属ポスト142はダミー用ポストであることができ、ダミー用ポストは、必要に応じて、グランド用ポスト及び/またはパワー用ポストとして機能することもできるが、信号用ポストとは少なくとも基板110内で電気的に絶縁されることができる。第1金属ポスト141及び第2金属ポスト142は、厚さが実質的に互いに同一であることができる。厚さは、プリント回路基板100の研磨または切断断面を基準として、走査型電子顕微鏡または光学顕微鏡、例えば、オリンパス社の光学顕微鏡(×1000)を用いて測定することができる。厚さが一定ではない場合には、任意の5地点で測定した厚さの平均値で比較することができる。
【0041】
金属ビア143は金属物質を含むことができ、金属物質としては、銅(Cu)、アルミニウム(Al)、銀(Ag)、スズ(Sn)、金(Au)、ニッケル(Ni)、鉛(Pb)、チタン(Ti)、またはこれらの合金などの金属物質を含むことができる。金属ビア143は電解めっき層(または電気銅)を含むことができるが、これに限定されるものではない。金属ビア143はダミー用ビアであることができ、ダミー用ビアは、必要に応じて、グランド用ビア及び/またはパワー用ビアとして機能することもできるが、信号用ビアとは、少なくとも基板110内で電気的に絶縁されることができる。
【0042】
レジスト層151、152は絶縁物質を含むことができ、絶縁物質としては、液状タイプまたはフィルムタイプの半田レジスト(Solder Resist)が用いられることができる。但し、これに限定されるものではなく、異種の材料が用いられてもよい。第1レジスト層151は複数の層で構成されることができ、複数の層は、互いに境界が明確であってもよく、一体化されて境界が不明確であってもよい。
【0043】
スティフナー160は、剛性の高い材質、例えば、モジュラスの大きい物質を含むことができる。スティフナー160の材料としては特に限定されず、鉄(Fe)、銅(Cu)、銅合金、ステンレス鋼などの金属物質や、その他の補強材を含む絶縁物質などが用いられることができるが、これに限定されるものではない。
【0044】
図5は
図3のプリント回路基板の変形の一例を概略的に示した断面図である。
【0045】
図面を参照すると、変形の一例によるプリント回路基板500は、上述のプリント回路基板100と、プリント回路基板100上に実装された半導体チップ210と、を含む。半導体チップ210は、第1レジスト層151上に、より具体的には第1レジスト層151のキャビティC上に配置され、半田215などを介して第1金属ポスト141と電気的に連結されることができる。必要に応じて、第1レジスト層151上に、半導体チップ210の少なくとも一部をモールディングするモールディング材220がさらに配置されることができる。モールディング材220はキャビティCの少なくとも一部を満たすことができる。必要に応じて、半導体チップ210以外にも、その他の電子部品が配置されることができる。
【0046】
半導体チップ210は、数百~数百万個以上の素子が1つのチップ内に集積化されている集積回路(IC:Integrated Circuit)ダイ(Die)を含むことができる。この時、集積回路は、例えば、セントラルプロセッサー(例えば、CPU)、グラフィックプロセッサー(例えば、GPU)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)、デジタル信号プロセッサー、暗号化プロセッサー、マイクロプロセッサー、マイクロコントローラー、アプリケーションプロセッサー(例えば、AP)、アナログ-デジタルコンバーター、ASIC(application‐specific IC)などのロジックチップであることができるが、これに限定されるものではなく、揮発性メモリー(例えば、DRAM)、不揮発性メモリー(例えば、ROM)、フラッシュメモリー、HBM(High Bandwidth Memory、高帯域幅メモリー)などのメモリーチップ、またはPMIC(Power Management IC、電力管理集積回路)などの異種のものであってもよいことはいうまでもない。
【0047】
半導体チップ210は活性ウエハーをベースとして形成されたものであることができ、この場合、それぞれの本体を成す母材としては、シリコン(Si)、ゲルマニウム(Ge)、ガリウムヒ素(GaAs)などが用いられることができる。本体には種々の回路が形成されていることができる。それぞれの本体には接続パッドが形成されることができ、接続パッドは、アルミニウム(Al)、銅(Cu)などの導電性物質を含むことができる。半導体チップ210はベアダイ(bare die)であることができ、この場合、接続パッド上には金属バンプが配置されることができる。半導体チップ210はパッケージドダイ(packaged die)であってもよく、この場合、接続パッド上に再配線層がさらに形成され、再配線層上に金属バンプが配置されることができる。
【0048】
半導体チップ210は複数個が配置されることができ、複数の半導体チップ210は、互いに同一または異なるタイプであることができる。複数の半導体チップ210は、プリント回路基板100を介して互いに電気的に連結されることができる。
【0049】
半田215は半導体チップ210をプリント回路基板100に実装させることができる。半田215は、低融点の金属、例えば、スズ(Sn)‐アルミニウム(Al)‐銅(Cu)などで形成されることができ、バンプまたはボールタイプであることができる。但し、これは一例に過ぎず、半導体チップ210が必ずしも半田215を介して実装されるわけではない。
【0050】
モールディング材220は半導体チップ210を保護することができる。モールディング材220の材料は特に限定されず、EMC(Epoxy Molding Compound、エポキシモールディングコンパウンド)などの公知のモールディング材が用いられることができる。
【0051】
その他の内容、例えば、一例によるプリント回路基板100で説明した内容は、矛盾しない限り、変形の一例によるプリント回路基板500にも適用可能であるため、これについての重複内容の説明は省略する。
【0052】
図6から
図10は、
図3のプリント回路基板及び
図5のプリント回路基板の製造の一例を概略的に示した工程断面図である。
【0053】
図6を参照すると、基板110を準備する。基板110は、例えば、CCLにビアと配線を形成した後、CCLの両側にABFやPPGなどをビルドアップし、ビルドアップされたABFやPPGなどにそれぞれビアと配線を形成することを繰り返すことで形成することができる。または、デタッチキャリアを用いるコアレス工程により形成してもよい。但し、これに限定されるものではなく、その他のPCB工程によっても基板110を形成することができる。
【0054】
図7を参照すると、基板110の最外側に配置された配線層122上に、第1金属ポスト141及び第2金属ポスト142を形成する。第1金属ポスト141及び第2金属ポスト142は、例えば、最外側の配線層122上にめっきレジストを積層し、めっきレジストをパターニングして開口を形成した後、めっきレジストの開口をめっきにより充填し、めっきレジストを剥離することで形成することができるが、これに限定されるものではない。このように、半導体チップが実装されるバンプ領域に第1金属ポスト141を形成するだけでなく、ダミー領域にも第2金属ポスト142を同時に形成し、第2金属ポスト142を除去せずに残すため、工程をより簡素化することができる。
【0055】
図8を参照すると、基板110上に第1-1レジスト層151aを形成する。第1-1レジスト層151aは、液状タイプの半田レジストを塗布して形成することができる。第1-1レジスト層151aは、第1金属ポスト141及び第2金属ポスト142の厚さより薄く形成することができる。これにより、第1金属ポスト141及び第2金属ポスト142のそれぞれの一部が、第1-1レジスト層151aの上面上に突出することができる。厚さは、プリント回路基板100の研磨または切断断面を基準として、走査型走査顕微鏡または光学顕微鏡、例えば、オリンパス社の光学顕微鏡(×1000)を用いて測定することができる。厚さが一定ではない場合には、任意の5地点で測定した厚さの平均値で比較することができる。
【0056】
図9を参照すると、第1-1レジスト層151aの第2金属ポスト142を覆う領域上に第1-2レジスト層151bを形成する。第1-2レジスト層151bも液状タイプの半田レジストを塗布して形成することができる。その後、第1-2レジスト層151bに金属ビア143を形成する。金属ビア143は、第1-2レジスト層151bを貫通するビアホールを形成した後、めっきにより充填することで形成することができる。第1-2レジスト層151bは、第1-1レジスト層151aの第1金属ポスト141を覆う領域上には形成されず、その結果、第1レジスト層151にはキャビティCが形成されることができる。
【0057】
図10を参照すると、第1レジスト層151及び金属ビア143上にスティフナー160を形成する。スティフナー160は、めっき、蒸着、コーティングなどの多様な方法により形成することができる。また、半田215などを用いて半導体チップ210を実装する。その後、必要に応じて、モールディング材220で半導体チップ210をモールディングする。
【0058】
一連の工程を経て、上述のプリント回路基板100、500が製造されることができるが、他の工程または変形工程により上述のプリント回路基板100、500が製造されてもよいことはいうまでもない。
【0059】
その他の内容、例えば、一例によるプリント回路基板100と変形の一例によるプリント回路基板500で説明した内容のうち重複内容の説明は省略する。
【0060】
本開示において、「断面上において」は、対象物を垂直に切断した時の断面形状、または対象物の側面視における断面形状を意味することができる。また、「平面上において」は、対象物を水平に切断した時の形状、または対象物の上面視または底面視における平面形状を意味することができる。
【0061】
本開示において、「実質的に」は、工程誤差による微細な差を含む意味であることができる。例えば、実質的に共面をなすとは、対象が互いに完全に同一平面に存在する場合だけでなく、工程誤差などにより、ほぼ同一平面に存在する場合を含むことができる。また、実質的に厚さが同一であるとは、厚さが完全に同一である場合だけでなく、工程誤差などにより、ほぼ厚さが同一である場合を含むことができる。また、実質的に全て満たすとは、ボイドなどによる微細な空間が存在する場合を含むことができる。
【0062】
本開示において、下側、下部、下面などは、便宜上、図面の断面を基準として、有機インターポーザを含む半導体パッケージの実装面に向かう方向を意味するものとして使用し、上側、上部、上面などは、その反対方向を意味するものとして使用した。但し、これは説明の便宜上方向を定義したものであり、特許請求の範囲の権利範囲が、このような方向についての記載により特に限定されるものではないことはいうまでもない。
【0063】
本開示において、連結されるとは、直接連結されていることのみならず、接着剤層などを介して間接的に連結されていることを含む概念である。また、電気的に連結されるとは、物理的に連結されている場合と連結されていない場合を両方とも含む概念である。また、第1、第2などの表現は、一つの構成要素と他の構成要素を区分させるために用いられ、該当構成要素の順序及び/または重要度などを限定しない。場合によっては、権利範囲から外れることなく、第1構成要素は第2構成要素と命名されることもあり、類似して、第2構成要素は第1構成要素と命名されることもある。
【0064】
本開示で用いられた一例という表現は、互いに同一の実施例を意味するものではなく、それぞれ互いに異なる固有の特徴を強調して説明するために提供されたものである。しかし、上記提示された一例は、他の一例の特徴と結合されて実現されることを排除しない。例えば、特定の一例で説明された事項が他の一例で説明されていなくても、他の一例にその事項と反対または矛盾される説明がない限り、他の一例に係わる説明として理解されることができる。
【0065】
本開示で用いられた用語は、一例を説明するために用いられるものであるだけで、本開示を限定しようとする意図ではない。この時、単数の表現は文脈上明確に異なる意味でない限り、複数の表現を含む。
【符号の説明】
【0066】
1000 電子機器
1010 メインボード
1020 チップ関連部品
1030 ネットワーク関連部品
1040 その他の部品
1050 カメラ
1060 アンテナ
1070 ディスプレイ
1080 電池
1090 信号ライン
1100 スマートフォン
1110 マザーボード
1120 部品
1121 部品パッケージ
1130 カメラモジュール
1140 スピーカー
100、500 プリント回路基板
110 基板
111、112、113 絶縁層
121a、121b、122、123 配線層
131、132、133 ビア層
141、142 金属ポスト
143 金属ビア
151、152 レジスト層
160 スティフナー
210 半導体チップ
215 半田
220 モールディング材
C キャビティ
R1、R2 領域