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JP2017228692A - Semiconductor package substrate and manufacturing method thereof - Google Patents

Semiconductor package substrate and manufacturing method thereof Download PDF

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JP2017228692A JP2016124633A JP2016124633A JP2017228692A JP 2017228692 A JP2017228692 A JP 2017228692A JP 2016124633 A JP2016124633 A JP 2016124633A JP 2016124633 A JP2016124633 A JP 2016124633A JP 2017228692 A JP2017228692 A JP 2017228692A
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将士 澤田石
Masashi Sawadaishi
将士 澤田石
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Toppan Printing Co Ltd
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Landscapes

  • Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)

Abstract

【課題】半導体チップが搭載される側のビルトアップ層数がもう一方の面側よりも多い非対称な構造であっても、反りが少なく、半導体素子及び印刷配線板との高い接続信頼性を有し、かつ、効率的に製造できる半導体パッケージ及びその製造方法を提供する。
【解決手段】第一主面及び第二主面を有する半導体パッケージ基板であって、コア基板と、コア基板の第一主面側及び第二主面側に設けられ、配線層及び絶縁樹脂層よりなる回路配線層とを備え、第一主面側に形成された配線層の層数が、第二主面側に形成された配線層の層数よりも多く、第一主面側の配線層の厚みが、第二主面の配線層の厚みよりも薄く、第一主面側に形成された回路配線層の層間を導通するためのビア径が、第二主面側に形成されたビア径よりも小さく、第一主面側に形成された絶縁樹脂層の総厚みと、第二主面側に形成された絶縁樹脂層の総厚みとが等しい、半導体パッケージ基板。
【選択図】図2(h)
[PROBLEMS] To reduce warping and to have high connection reliability with a semiconductor element and a printed wiring board even when the semiconductor chip is mounted on an asymmetrical structure having a larger number of built-up layers than on the other side. In addition, a semiconductor package that can be efficiently manufactured and a manufacturing method thereof are provided.
A semiconductor package substrate having a first main surface and a second main surface, the core substrate being provided on a first main surface side and a second main surface side of the core substrate, a wiring layer and an insulating resin layer And the number of wiring layers formed on the first main surface side is greater than the number of wiring layers formed on the second main surface side, and the wiring on the first main surface side The thickness of the layer is thinner than the thickness of the wiring layer on the second main surface, and the via diameter for conducting between the layers of the circuit wiring layer formed on the first main surface side is formed on the second main surface side. A semiconductor package substrate having a smaller total diameter than the via diameter and equal in total thickness of the insulating resin layer formed on the first main surface side and the total thickness of the insulating resin layer formed on the second main surface side.
[Selection] Figure 2 (h)

Description

本発明は半導体チップを搭載するための半導体パッケージ基板およびその製造方法に関し、特に半導体パッケージ基板の回路の微細化、寸法安定性の向上、接続信頼性の向上とコストダウンに関する。   The present invention relates to a semiconductor package substrate for mounting a semiconductor chip and a manufacturing method thereof, and more particularly to miniaturization of a circuit of the semiconductor package substrate, improvement of dimensional stability, improvement of connection reliability, and cost reduction.

近年における電子機器の小型化・高機能化の要求に対応するため、半導体装置において複数の半導体チップを積層した積層マルチチップパッケージが開発されている。積層マルチチップパッケージは複数の半導体チップを積み重ねてひとつのパッケージとするため小型化、高集積化に適しており、DRAMなどのメモリ製品を中心に商品化されている。しかし従来の積層マルチチップパッケージは積層する各チップとパッケージ基板をワイヤボンディングで接続していたため各チップから引き出せる端子の数が少なく、また積層するチップが増えるとワイヤループのためのスペース確保やパッケージ基板のワイヤボンディングパッドの確保が難しくなり、多数のチップを積層することが困難になるという問題があった。   In order to meet the recent demand for downsizing and higher functionality of electronic devices, a stacked multichip package in which a plurality of semiconductor chips are stacked in a semiconductor device has been developed. A stacked multichip package is suitable for miniaturization and high integration because a plurality of semiconductor chips are stacked to form a single package, and is mainly commercialized for memory products such as DRAM. However, in the conventional multi-chip package, each chip to be stacked and the package substrate are connected by wire bonding, so that the number of terminals that can be drawn from each chip is small. It is difficult to secure the wire bonding pads, and it is difficult to stack a large number of chips.

それに対し最近では図1(a)に示すような、シリコン貫通ビア(TSV;Through Silicon Via)を使ったチップ積層技術が開発されている。TSVはシリコン基板に設けた貫通電極であり、積層したチップ間及びチップとパッケージ基板間の電気的接続を、TSVを用いて行うことができる。図1(a)はロジックチップとメモリチップをTSVにより3次元積層した積層マルチチップパッケージ(3Dパッケージとも呼ばれる)の例である。符号101はメモリチップを示しており、ここでは4枚のメモリチップ101を積層した場合を示している。符号105はメモリコントローラ用のロジックチップを示している。各メモリチップ101間及びロジックチップ105とパッケージ基板104の間はTSV102を介して導通されており、バンプ103により接続されている。バンプ103は、はんだまたは銅などの金属で形成される。このようなTSVを使ったチップ積層技術により、従来使用していたワイヤが必要なくなることから積層するチップの枚数を容易に増やすことが可能となり、さらにチップ間及びチップとパッケージ基板間の接続距離が短縮され高速信号の伝達にも有利となる。さらに従来のワイヤボンディング用のワイヤは直径が20〜30μmであったのに対し、TSVは直径10μm以下で形成することが可能であることからより多くの端子を引き出すことが可能となり、大容量通信も可能となるなど多くのメリットがある。   On the other hand, recently, a chip stacking technique using a through silicon via (TSV; Through Silicon Via) as shown in FIG. 1A has been developed. TSV is a through electrode provided on a silicon substrate, and electrical connection between stacked chips and between a chip and a package substrate can be performed using TSV. FIG. 1A shows an example of a stacked multichip package (also called a 3D package) in which a logic chip and a memory chip are three-dimensionally stacked by TSV. Reference numeral 101 denotes a memory chip. Here, a case where four memory chips 101 are stacked is shown. Reference numeral 105 denotes a logic chip for the memory controller. The memory chips 101 and the logic chip 105 and the package substrate 104 are electrically connected via the TSVs 102 and are connected by the bumps 103. The bump 103 is made of a metal such as solder or copper. With such chip stacking technology using TSV, it is possible to easily increase the number of chips to be stacked since wires that have been used conventionally are no longer necessary, and the connection distance between chips and between the chip and the package substrate can be increased. It is shortened and is advantageous for high-speed signal transmission. Furthermore, while conventional wire bonding wires have a diameter of 20-30 μm, TSVs can be formed with a diameter of 10 μm or less, so that more terminals can be drawn out and high capacity communication is possible. There are many advantages such as being possible.

しかしTSV付き半導体チップの製造には多くの工程が必要とされ、そのため製造に時間およびコストがかかることが問題となっている。さらにロジックチップにTSVを形成する図1(a)記載の3Dパッケージの場合、メモリチップとロジックチップとを同ピッチのTSVで接続するので、ロジックチップ、メモリチップの各メーカー間で、TSVバンプピッチの統一規格を設ける必要がある。この場合ロジックICの設計的制約が生じ、設計コストがかかる問題が生じる。さらに3Dパッケージの場合、ロジックチップメーカー、メモリチップメーカーでそれぞれ製造されたチップを組み立てメーカーで接合し、さらに半導体パッケージ基板に搭載する必要がある。半導体パッケージまで組み立てた後に不具合発生が判明した場合、組み立てメーカーでの不具合か、あるいは何れかのチップメーカーの製造上の不具合かが明確化できないという品質保証や製造責任等の問題も多く、普及の障害になっている。   However, many processes are required for manufacturing a semiconductor chip with TSV, and therefore, it takes time and cost to manufacture. Further, in the case of the 3D package shown in FIG. 1A in which the TSV is formed on the logic chip, the memory chip and the logic chip are connected with the TSV having the same pitch. Therefore, the TSV bump pitch between the manufacturers of the logic chip and the memory chip. It is necessary to establish a unified standard. In this case, the design restriction of the logic IC occurs, and there is a problem that the design cost is high. Further, in the case of a 3D package, chips manufactured by a logic chip manufacturer and a memory chip manufacturer must be joined by an assembly manufacturer and then mounted on a semiconductor package substrate. If a failure occurs after assembling the semiconductor package, there are many problems such as quality assurance and manufacturing responsibility that it is not possible to clarify whether it is a failure at the assembly manufacturer or a manufacturing failure of any chip manufacturer. It has become.

以上のことから、比較的TSV積層が容易なDRAMメモリの3次元チップと、ロジックチップとを半導体パッケージ基板上で横置きして実装したマルチチップパッケージ(図1(b))が最も現実的と考えられている(いわゆる2.5Dパッケージ)。3Dパッケージにおいてはメモリとロジック間の信号配線は、微小なTSVにより接続されるが、2.5Dパッケージの場合、複数の半導体チップ間の信号線接続を半導体パッケージ基板上で平面接続することが必要となる。よって半導体パッケージ基板側には必然的に配線本数が著しく多く必要となることから、微細・多層化の要求が一段と厳しくなってきている。そこで、2.5Dパッケージでは、3次元積層メモリとロジックチップとを微細接続することが可能な、半導体プロセスで製造されたシリコンインターポーザー(図1(b)中の106)上に実装し、さらに半導体チップが搭載されたシリコンインターポーザーを半導体パッケージ基板104上に実装する方法が提案されている。   From the above, the multi-chip package (FIG. 1 (b)) in which the three-dimensional chip of the DRAM memory and the logic chip that are relatively easy to stack with the TSV are mounted on the semiconductor package substrate is most realistic. It is considered (so-called 2.5D package). In the 3D package, the signal wiring between the memory and the logic is connected by a minute TSV. However, in the case of the 2.5D package, the signal line connection between a plurality of semiconductor chips needs to be planarly connected on the semiconductor package substrate. It becomes. Therefore, since the number of wirings is inevitably remarkably required on the semiconductor package substrate side, the demand for finer and multi-layered becomes more severe. Therefore, the 2.5D package is mounted on a silicon interposer (106 in FIG. 1B) manufactured by a semiconductor process that can finely connect the three-dimensional stacked memory and the logic chip. A method for mounting a silicon interposer on which a semiconductor chip is mounted on a semiconductor package substrate 104 has been proposed.

特開2009−295924号公報JP 2009-295924 A

しかしながら、図1(b)記載の2.5Dパッケージにおいては、半導体パッケージ基板104と半導体チップのとの間にさらにシリコンインターポーザー106を介在させることになるので、効率が悪く低背化が困難になるという問題を生じる。シリコンインターポーザーはウエハープロセスで製造されるので、ウエハよりも大型のパネルサイズで製造されている半導体パッケージ基板の価格と比較するとコストが著しく高くなる問題を生じる。シリコンは半導体であるため、回路配線を形成するためには、一旦酸化膜を形成して絶縁化し、その上に回路配線を形成することが必要になる。よってシリコンインターポーザー上に形成された回路配線の伝送特性は、絶縁体であるガラス繊維強化樹脂基板あるいは、ガラス基板上に形成された回路と比較すると悪くなるという問題があった。そこでシリコン以外の半導体パッケージ基板すなわち、図1(c)に記載されるような、ガラスインターポーザーあるいはガラス繊維強化樹脂基板をコアに持つ半導体パッケージ基板(いわゆる有機インターポーザー)107がより効率的かつ安価であり望ましい形態であるといわれており、シリコンインターポーザーの代替技術として、ガラスインターポーザー、有機インターポーザーの研究開発が活発化してきている。   However, in the 2.5D package shown in FIG. 1B, since the silicon interposer 106 is further interposed between the semiconductor package substrate 104 and the semiconductor chip, the efficiency is low and it is difficult to reduce the height. The problem of becoming. Since the silicon interposer is manufactured by a wafer process, there is a problem that the cost is significantly higher than the price of a semiconductor package substrate manufactured with a panel size larger than the wafer. Since silicon is a semiconductor, in order to form circuit wiring, it is necessary to form an oxide film once to insulate, and then to form circuit wiring thereon. Therefore, there is a problem that the transmission characteristic of the circuit wiring formed on the silicon interposer is worse than that of a glass fiber reinforced resin substrate which is an insulator or a circuit formed on the glass substrate. Therefore, a semiconductor package substrate other than silicon, that is, a semiconductor package substrate (so-called organic interposer) 107 having a glass interposer or glass fiber reinforced resin substrate as a core as shown in FIG. 1C is more efficient and inexpensive. It is said that this is a desirable form, and research and development of glass interposers and organic interposers have been activated as alternative technologies for silicon interposers.

ここで半導体パッケージ基板の主な製造方法について有機インターポーザーの例で簡単に説明する。半導体パッケージ基板はビルトアップ工法によって製造される。先ずは公知の印刷配線板の製造方法を用いて、回路配線が2層以上形成されたコア基板である多層配線板を準備する。本配線基板上の表裏に層間絶縁樹脂を真空プレスによりラミネートし、熱硬化させる。続いてレーザー加工機を用いて層間回路導通用のビアホールを表裏に形成する。熱アルカリ性過マンガン酸溶液で処理することによりレーザースミアを除去した後、無電解めっき処理し、樹脂表面を導電化する。さらに基板表裏にレジスト層を形成し、フォトリソグラフィーによりレジストを用いて回路パターンを形成する。その後に無電解めっき層をシード層として利用し、電解銅めっき処理することによって、レジストパターンを型として配線および層間導通用の縦穴であるビア形成を同時に行う。レジストを剥離処理し、不要な無電解めっき層をエッチング除去することで回路配線を形成する。層間絶縁樹脂のラミネートから無電解めっき層のエッチング除去を複数回繰り返すことによってビルトアップ多層配線層が形成される。   Here, a main manufacturing method of the semiconductor package substrate will be briefly described with an example of an organic interposer. The semiconductor package substrate is manufactured by a built-up method. First, a multilayer wiring board which is a core substrate on which two or more layers of circuit wiring are formed is prepared by using a known printed wiring board manufacturing method. An interlayer insulating resin is laminated on the front and back surfaces of the wiring board by a vacuum press and thermally cured. Subsequently, via holes for conducting an interlayer circuit are formed on the front and back surfaces using a laser processing machine. After removing the laser smear by treating with a hot alkaline permanganate solution, electroless plating is performed to make the resin surface conductive. Further, a resist layer is formed on the front and back of the substrate, and a circuit pattern is formed using the resist by photolithography. Thereafter, by using the electroless plating layer as a seed layer and performing electrolytic copper plating, vias that are vertical holes for wiring and interlayer conduction are simultaneously formed using a resist pattern as a mold. A circuit wiring is formed by removing the resist and etching away unnecessary electroless plating layers. The built-up multilayer wiring layer is formed by repeating the etching removal of the electroless plating layer from the laminate of the interlayer insulating resin a plurality of times.

2.5D用半導体パッケージ基板を作成する技術的課題として、半導体パッケージ基板上の複数の半導体チップが搭載される面(第一主面とする)のコア基板上に形成されるビルトアップ層の配線層は、微細かつ多層に形成する必要がある。その理由は、2.5D用半導体パッケージ基板の場合、搭載される半導体チップの数が増加するので、先も述べたとおり半導体素子同士を電気的に接続する信号線本数が従来のパッケージ基板と比較すると著しく多くなるからである。具体的には従来の半導体パッケージ基板ではライン&スペース(L/S)=10/10μmまでが限界であったが、2.5D用半導体パッケージ基板ではL/S=5/5μm以下の微細多層配線層を形成する必要が高まっている。一方で半導体パッケージ基板とマザーボートとの接続端子であるBGA側(第二主面とする)のビルトアップ層の配線密度は必ずしも高密度にならずに、従来技術である半導体パッケージ基板の配線密度、製造方法で対応できる。以上より2.5D用半導体パッケージ基板を製造する場合、LS=10μm以上の従来の半導体パッケージ基板の製造方法で対応可能な第二主面側のビルドアップ層と比較して、第一主面側のビルトアップ層の配線密度をL/S=5以下でかつ第二主面よりも多層形成する必要性がある。   As a technical problem of creating a 2.5D semiconductor package substrate, wiring of a built-up layer formed on a core substrate on which a plurality of semiconductor chips on the semiconductor package substrate are mounted (referred to as a first main surface) It is necessary to form the layer in a fine and multi-layered manner. The reason is that, in the case of a 2.5D semiconductor package substrate, the number of semiconductor chips to be mounted increases, so that the number of signal lines for electrically connecting semiconductor elements to each other as compared with the conventional package substrate as described above. This is because the number is significantly increased. Specifically, the line and space (L / S) = 10/10 μm is the limit in the conventional semiconductor package substrate, but the fine multilayer wiring of L / S = 5/5 μm or less in the 2.5D semiconductor package substrate There is an increasing need to form layers. On the other hand, the wiring density of the built-up layer on the BGA side (second main surface) that is the connection terminal between the semiconductor package substrate and the mother board is not necessarily high, but the wiring density of the conventional semiconductor package substrate Can be handled by the manufacturing method. From the above, when manufacturing a 2.5D semiconductor package substrate, the first main surface side compared to the second main surface build-up layer that can be handled by a conventional semiconductor package substrate manufacturing method of LS = 10 μm or more It is necessary to form a wiring density of the built-up layer of L / S = 5 or less and to form a multilayer than the second main surface.

しかしながら、同層厚のビルトアップ樹脂を反対側面よりも多層かつ高密度に形成し、コア基板を中心として非対称なラミネート層構造とする問題点として、パッケージ基板の反り問題がある。熱硬化性樹脂であるビルトアップ樹脂は、ラミネートした後に熱硬化させるが、同一の厚みの絶縁樹脂を表裏非対称の層数で積層形成する場合、ラミネート層数が多い面程、硬化収縮による残留応力が樹脂層に蓄積されてしまう。その結果、ラミネート層数が多い側を上面、ラミネート層数が少ない側を下面に配置したときに、下に凸の曲線状反りを生じてしまう。半導体パッケージ基板における反りは、半導体チップとの接続不良を起こす大きな要因である。特に2.5D用半導体パッケージ基板である場合、半導体チップとの端子ピッチが著しく狭ピッチであることが要求されるため、反り問題は実装時の歩留まりを決定する大きな問題となるので、極力抑制する必要がある。   However, there is a problem of warping of the package substrate as a problem in that the build-up resin having the same layer thickness is formed in a multilayer and denser than the opposite side surface to form an asymmetric laminate layer structure with the core substrate as the center. Built-up resin, which is a thermosetting resin, is thermoset after laminating, but when insulating resin with the same thickness is laminated with asymmetrical number of layers, the larger the number of laminate layers, the residual stress due to curing shrinkage Is accumulated in the resin layer. As a result, when a side having a larger number of laminate layers is arranged on the upper surface and a side having a smaller number of laminate layers is arranged on the lower surface, a downward curved curved warp is generated. The warpage in the semiconductor package substrate is a major factor causing poor connection with the semiconductor chip. In particular, in the case of a 2.5D semiconductor package substrate, since the terminal pitch with the semiconductor chip is required to be extremely narrow, the warpage problem is a major problem that determines the yield at the time of mounting. There is a need.

さらにコア基板を中心として表裏非対称なラミネート層数をとる不具合として、製造上の問題がある。たとえば表裏いずれかの面に1層多く積層する場合、必然的に表裏に回路パターンが形成された基板の一方片面にビルトアップ樹脂層をラミネートし、この反対側面はラミネートせずに回路パターンが露出した状態にしておく。ラミネートした片面樹脂はレーザー工程でビアを形成した後、熱アルカリ性過マンガン酸塩によりレーザースミアを除去する工程に入る。この場合、樹脂ラミネートしていない側の露出した片面回路側は過マンガン酸溶液にさらされるため、樹脂にダメージが加わる。樹脂へのダメージは形成されている回路の密着性悪化および樹脂劣化を生じ、歩留まりおよび電気的信頼性を悪化させる原因となる。片面の回路に保護フィルムを設ける方法もあるが、熱アルカリ性過マンガン酸耐性があるフィルムの選定と、形成されている回路にダメージを与えることなく、剥離可能な保護フィルムを準備する必要がある。よって非対称構造を実現する上で保護フィルムを用いて片面の回路を保護する方法は、コスト的にも工程的にも現実的とは言い難い。以上の反りと工程上の理由から、片面に多層配線を有する基板を反りの問題を回避しつつ、歩留まり良く安価に製造できるパッケージ基板構造およびその製造方法が望まれている。   Furthermore, there is a manufacturing problem as a problem of taking the number of laminate layers asymmetrical with the core substrate as the center. For example, when one layer is laminated on either the front or back side, a built-up resin layer is inevitably laminated on one side of the circuit board formed on the front and back sides, and the circuit pattern is exposed without laminating the opposite side. Leave it in the state. The laminated single-sided resin forms a via in a laser process and then enters a process of removing laser smear with a hot alkaline permanganate. In this case, the exposed single-sided circuit side on the non-resin laminated side is exposed to the permanganic acid solution, so that the resin is damaged. Damage to the resin causes deterioration of the adhesion of the formed circuit and resin deterioration, and causes deterioration in yield and electrical reliability. Although there is a method of providing a protective film on a single-sided circuit, it is necessary to select a film having heat alkaline permanganate resistance and to prepare a protective film that can be peeled without damaging the formed circuit. Therefore, in order to realize an asymmetric structure, a method for protecting a circuit on one side using a protective film is not practical in terms of cost and process. Due to the above-described warpage and process reasons, there is a demand for a package substrate structure and a method for manufacturing the same that can manufacture a substrate having a multilayer wiring on one side while avoiding the problem of warpage and with good yield and low cost.

近年の半導体パッケージ基板への要求特性は微細化のみならず、高い接続信頼性が求められる。接続信頼性の大きな要因として半導体パッケージ基板と半導体チップとの熱膨張係数の差があげられる。半導体パッケージの熱膨張係数は、組み立て、実装工程での熱履歴(最大260℃)あるいは、パッケージング後の半導体装置の動作熱サイクルにおいても製品ライフ内で良好に接続を維持できる必要がある。そのため、半導体パッケージ基板の熱膨張係数を半導体チップの3ppmに近づけるような材料設計になってきている。特に、近年半導体チップの接続端子の狭ピッチ化に伴い、半導体パッケージ基板の熱膨張係数は3〜15ppm以内に調整できることが望まれている。その一方で、半導体パッケージ基板と印刷配線板との接続(BGA側)において、印刷配線板の熱膨張係数は20ppm以上であり、依然として大きい。半導体パッケージ基板の熱膨張係数をシリコンに近づけて、半導体チップとの接続信頼性を確保する場合(1次実装の信頼性)、その半面、印刷配線板との接続信頼性(2次実装の信頼性)を保つことが困難となる問題がある。この点でも半導体パッケージのBGA側の回路配線、およびビアホールは今までの半導体パッケージ基板の配線ルールであるL/S=10以上であることが接続信頼性の観点からも望ましい。以上の観点からも半導体チップが搭載される第一主面の回路は微細多層回路であり、第二主面のBGA側回路は従来の配線ルールで粗いほうが二次実装の信頼性の観点から望ましい。   In recent years, the required characteristics of semiconductor package substrates are required not only for miniaturization but also for high connection reliability. A major factor of connection reliability is a difference in thermal expansion coefficient between the semiconductor package substrate and the semiconductor chip. The thermal expansion coefficient of the semiconductor package needs to be able to maintain a good connection within the product life even in the thermal history (up to 260 ° C.) in the assembly and mounting process or in the operating thermal cycle of the semiconductor device after packaging. Therefore, the material design is such that the thermal expansion coefficient of the semiconductor package substrate approaches 3 ppm of the semiconductor chip. In particular, in recent years, it has been desired that the thermal expansion coefficient of the semiconductor package substrate can be adjusted within 3 to 15 ppm with the narrowing of the connection terminals of the semiconductor chip. On the other hand, in the connection between the semiconductor package substrate and the printed wiring board (BGA side), the thermal expansion coefficient of the printed wiring board is 20 ppm or more and is still large. When the thermal expansion coefficient of the semiconductor package substrate is close to that of silicon to ensure connection reliability with the semiconductor chip (primary mounting reliability), on the other hand, connection reliability with the printed wiring board (secondary mounting reliability) There is a problem that it is difficult to maintain the property. Also in this respect, it is desirable from the viewpoint of connection reliability that the circuit wiring on the BGA side of the semiconductor package and the via hole are L / S = 10 or more which is the wiring rule of the semiconductor package substrate so far. Also from the above viewpoint, the circuit on the first main surface on which the semiconductor chip is mounted is a fine multilayer circuit, and the BGA side circuit on the second main surface is preferably rough according to the conventional wiring rule from the viewpoint of reliability of secondary mounting. .

また、BGA側回路と印刷配線板との接続は、接続端子である半田バンプはスクリーン印刷法によって形成される。スクリーン印刷法では、半導体パッケージ基板の表層の外部接続端子上にスクリーン版の開口部を位置あわせの上配置し、半田ペーストをスキージーにて印刷し、さらに熱リフローにより半田ペーストを溶融させて半田バンプを形成する。半田ペーストの印刷においては、マスク開口内へのはんだペースト供給量のバラツキや、マスクを引き離す際にマスク側に残るペースト量と基板側に残るペースト量との比率のバラツキなどから、各バンプのはんだペーストの体積バラツキが大きく、それがバンプ高さのバラツキにつながっており、印刷配線板との接続信頼性が懸念されている。   Further, the connection between the BGA side circuit and the printed wiring board is made by forming a solder bump as a connection terminal by a screen printing method. In the screen printing method, the openings of the screen plate are aligned and placed on the external connection terminals on the surface layer of the semiconductor package substrate, the solder paste is printed with a squeegee, and the solder paste is melted by thermal reflow to solder bumps. Form. In solder paste printing, the solder of each bump is considered due to variations in the amount of solder paste supplied into the mask opening and variations in the ratio between the amount of paste remaining on the mask side and the amount of paste remaining on the substrate side when the mask is pulled away. The volume variation of the paste is large, which leads to the variation of the bump height, and there is concern about the reliability of connection with the printed wiring board.

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、コア基板を中心として表裏にビルトアップ形成される半導体パッケージ基板であって、半導体チップが搭載される側のビルトアップ層数がもう一方の面側よりも多い非対称な構造であっても、反りが少なく、半導体素子及び印刷配線板との高い接続信頼性を有し、効率的に製造できる半導体パッケージ基板及びその製造方法を提供することである。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is a semiconductor package substrate that is built up on both sides with a core substrate as a center, on which a semiconductor chip is mounted. Even if it has an asymmetric structure where the number of built-up layers on the side is greater than that on the other side, the semiconductor package can be efficiently manufactured with low warpage and high connection reliability with semiconductor elements and printed wiring boards It is to provide a substrate and a manufacturing method thereof.

本発明は、半導体チップが搭載される第一主面と、印刷配線板と電気的に接続するための外部接続端子が形成される第二主面とを有する半導体パッケージ基板に関するものであって、コア基板と、コア基板の第一主面側及び第二主面側に設けられ、配線層及び絶縁樹脂層よりなる回路配線層とを備え、第一主面側に形成された配線層の層数が、第二主面側に形成された配線層の層数よりも多く、第一主面側の配線層の厚みが、第二主面の配線層の厚みよりも薄く、第一主面側に形成された回路配線層の層間を導通するためのビア径が、第二主面側に形成されたビア径よりも小さく、第一主面側に形成された絶縁樹脂層の総厚みと、第二主面側に形成された絶縁樹脂層の総厚みとが等しく、第一主面側には、前記第一主面の最表面から突出する突起状電極が設けられることを特徴とするものである。   The present invention relates to a semiconductor package substrate having a first main surface on which a semiconductor chip is mounted and a second main surface on which external connection terminals for electrical connection with a printed wiring board are formed, A layer of a wiring layer provided on the first main surface side, including a core substrate, and a circuit wiring layer provided on the first main surface side and the second main surface side of the core substrate and including a wiring layer and an insulating resin layer The number of wiring layers is larger than the number of wiring layers formed on the second main surface side, and the thickness of the wiring layer on the first main surface side is thinner than the thickness of the wiring layer on the second main surface, The via diameter for conducting between the layers of the circuit wiring layer formed on the side is smaller than the via diameter formed on the second main surface side, and the total thickness of the insulating resin layer formed on the first main surface side The total thickness of the insulating resin layer formed on the second main surface side is equal, and the first main surface side protrudes from the outermost surface of the first main surface. It is characterized in that the Okoshijo electrode is provided.

コア基板が、少なくとも2層以上の回路配線層が形成された、ガラス基板あるいはガラス繊維強化樹脂基板であることが好ましい。   The core substrate is preferably a glass substrate or a glass fiber reinforced resin substrate on which at least two circuit wiring layers are formed.

第一主面及び第二主面の最外層に設けられる金属層の厚みは、第一主面及び第二主面の内層に設けられる金属層の厚みよりも厚いことが好ましい。   The thickness of the metal layer provided on the outermost layer of the first main surface and the second main surface is preferably thicker than the thickness of the metal layer provided on the inner layer of the first main surface and the second main surface.

また、本発明は、半導体チップが搭載される第一主面と、印刷配線板と電気的に接続するための外部接続端子が形成される第二主面とを有する半導体パッケージ基板の製造方法に関するものであって、コア基板の両面に同じ厚みの絶縁樹脂層を積層する第1工程と、コア基板の第一主面側の面にのみビア及び配線層を形成する第2工程と、形成したビア及び配線層を覆うように、第一主面側及び第二主面側の最表面に同じ厚みの絶縁樹脂層を積層する第3工程と、第2工程及び第3工程を複数回繰り返して、コア基板の第一主面側に、配線層及び絶縁樹脂層よりなる回路配線層を形成する第4工程と、第一主面側にビア及び接続電極を形成すると共に、第二主面側にビア及び配線層を形成する第5工程とを備えるものである。   The present invention also relates to a method of manufacturing a semiconductor package substrate having a first main surface on which a semiconductor chip is mounted and a second main surface on which external connection terminals for electrical connection with a printed wiring board are formed. A first step of laminating insulating resin layers having the same thickness on both surfaces of the core substrate, and a second step of forming vias and wiring layers only on the first main surface side of the core substrate. Repeating the third step and the second step and the third step a plurality of times to laminate the insulating resin layer of the same thickness on the outermost surfaces of the first main surface side and the second main surface side so as to cover the via and the wiring layer A fourth step of forming a circuit wiring layer composed of a wiring layer and an insulating resin layer on the first main surface side of the core substrate; a via and a connection electrode on the first main surface side; and a second main surface side And a fifth step of forming a via and a wiring layer.

本発明によれば、コア基板を中心として表裏にビルトアップ形成される半導体パッケージ基板であって、半導体チップが搭載される側片面のビルトアップ層数がもう一方の面側よりも多い非対称な配線層構造であっても、反りが少なく、半導体素子及び印刷配線板との高い接続信頼性を有し、効率的に製造できる半導体パッケージ基板及びその製造方法を提供できる。   According to the present invention, a semiconductor package substrate is built-up on both sides with a core substrate as a center, and the asymmetric wiring in which the number of built-up layers on one side surface on which a semiconductor chip is mounted is larger than that on the other surface side. Even if it has a layered structure, it is possible to provide a semiconductor package substrate and a method for manufacturing the same that have less warping, have high connection reliability with a semiconductor element and a printed wiring board, and can be efficiently manufactured.

積層マルチチップパッケージの模式図であって、(a)は3Dパッケージ、(b)はシリコンインターポーザーを介した2.5Dパッケージ、(c)はシリコンインターポーザーを介さない2.5Dパッケージを示す図4A and 4B are schematic diagrams of a stacked multi-chip package, where FIG. 5A shows a 3D package, FIG. 5B shows a 2.5D package through a silicon interposer, and FIG. 5C shows a 2.5D package without a silicon interposer. 本発明における半導体パッケージ基板の製造工程を示す模式図The schematic diagram which shows the manufacturing process of the semiconductor package board | substrate in this invention 本発明における半導体パッケージ基板の製造工程を示す模式図The schematic diagram which shows the manufacturing process of the semiconductor package board | substrate in this invention 本発明における半導体パッケージ基板の製造工程を示す模式図The schematic diagram which shows the manufacturing process of the semiconductor package board | substrate in this invention 本発明における半導体パッケージ基板の製造工程を示す模式図The schematic diagram which shows the manufacturing process of the semiconductor package board | substrate in this invention 本発明における半導体パッケージ基板の製造工程を示す模式図The schematic diagram which shows the manufacturing process of the semiconductor package board | substrate in this invention 本発明における半導体パッケージ基板の製造工程を示す模式図The schematic diagram which shows the manufacturing process of the semiconductor package board | substrate in this invention 本発明における半導体パッケージ基板の製造工程を示す模式図The schematic diagram which shows the manufacturing process of the semiconductor package board | substrate in this invention 本発明における半導体パッケージ基板の製造工程を示す模式図The schematic diagram which shows the manufacturing process of the semiconductor package board | substrate in this invention 本発明における半導体パッケージ基板の製造工程を示す模式図The schematic diagram which shows the manufacturing process of the semiconductor package board | substrate in this invention

以下、本発明の実施形態について、図2(a)〜2(i)を参照して詳細説明する。本実施形態では、半導体パッケージ基板が搭載される第一主面側のビルトアップ層が4層、コア基板は4層、プリント配線板との接続端子側である第二主面(BGA側)のビルトアップ層は1層の4−4−1の層構造を有する場合で説明する。本説明は1例であって、本発明の半導体パッケージ基板の層構造を限定するものではない   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 2 (a) to 2 (i). In the present embodiment, the build-up layer on the first main surface side on which the semiconductor package substrate is mounted is four layers, the core substrate is four layers, and the second main surface (BGA side) which is the connection terminal side with the printed wiring board. The case where the built-up layer has a single 4-4-1 layer structure will be described. This description is an example and does not limit the layer structure of the semiconductor package substrate of the present invention.

先ずは図2(a)記載のコア基板201を準備する。コア基板201は、従来の公知技術であるプリント配線板の製造方法で作成される。図2(a)に示すコア基板201は、ガラス繊維強化エポキシ樹脂基板等の基板にスルーホール202及び層間導通用ビア203を設け、基板の両面側の配線層204を接続したものである。コア基板201として、ガラス基板にスルーホールと回路を形成した基板を用いても良い。また、コア基板201は、基板表裏に回路パターンが形成された基板でも良いし、複数層の内層回路が形成された多層回路が形成されたものでも良く、本発明においてコア基板201の形態は特に限定されるものではない。コア基板201の総厚は0.05mm以上3mm以下であることが望ましい。0.05mm以下である場合、搬送が難しくなるので歩留まり良く製造できない場合がある。さらにパッケージ基板としたときに剛性がなくなるので反りの問題が発生しやすい。3mm以上である場合、パッケージ基板の厚すぎて電子機器の小型化に不向きになる。より好ましくは0.1mm以上2mm以下であることが望ましい。コア基材の回路金属は本発明で限定されるものではないが、導電性および形成が容易であることから銅およびその合金であることが望ましい。   First, the core substrate 201 shown in FIG. 2A is prepared. The core substrate 201 is created by a conventional method for manufacturing a printed wiring board. A core substrate 201 shown in FIG. 2A is obtained by providing through holes 202 and interlayer conduction vias 203 on a substrate such as a glass fiber reinforced epoxy resin substrate and connecting wiring layers 204 on both sides of the substrate. As the core substrate 201, a substrate in which through holes and circuits are formed in a glass substrate may be used. In addition, the core substrate 201 may be a substrate having a circuit pattern formed on the front and back of the substrate, or may be a multi-layer circuit in which a plurality of inner layer circuits are formed. It is not limited. The total thickness of the core substrate 201 is desirably 0.05 mm or more and 3 mm or less. When the thickness is 0.05 mm or less, it may be difficult to manufacture with a good yield because the conveyance becomes difficult. Further, since the rigidity is lost when the package substrate is used, a problem of warpage is likely to occur. When the thickness is 3 mm or more, the package substrate is too thick and is not suitable for downsizing of electronic devices. More preferably, the thickness is 0.1 mm or more and 2 mm or less. The circuit metal of the core substrate is not limited in the present invention, but copper and its alloys are desirable because of its conductivity and easy formation.

続いて図2(b)に記載するように、コア基板上表裏に絶縁樹脂層205を形成する。絶縁樹脂層205はエポキシ−フェノール樹脂、感光性ポリイミド樹脂、ベンゾシクロブテン樹脂、ポリベンゾオキサゾール樹脂、シクロオレフィン樹脂およびその変性物であってもよい。さらには感光性であっても非感光性樹脂であっても良く、必要に応じてガラス繊維、エンジニアリングプラスチック繊維により強化された強化樹脂構造であっても良いし、適宜無機あるいは有機のフィラーを充填していても良い。絶縁樹脂の種類は本発明において特に限定されるものではない。   Subsequently, as shown in FIG. 2B, insulating resin layers 205 are formed on the top and bottom surfaces of the core substrate. The insulating resin layer 205 may be an epoxy-phenol resin, a photosensitive polyimide resin, a benzocyclobutene resin, a polybenzoxazole resin, a cycloolefin resin, or a modified product thereof. Furthermore, it may be a photosensitive or non-photosensitive resin, and may have a reinforced resin structure reinforced with glass fiber or engineering plastic fiber as necessary, and is appropriately filled with an inorganic or organic filler. You may do it. The kind of insulating resin is not particularly limited in the present invention.

本発明の半導体パッケージ基板では、図2(b)に記載するようにコア基板表裏に同じ厚みとなるように絶縁樹脂層205を形成する。形成する樹脂層の厚みは、コア基材上の金属回路配線表面から2μm以上40μmとすることが望ましい。絶縁樹脂層205の厚みが2μm以下である場合、層間の絶縁信頼性が確保できなくなる可能性がある。絶縁樹脂層205の厚みが40μm以上である場合、厚すぎて微細なビアホールが形成できなくなるため、微細配線層を形成できない問題が生じる。絶縁樹脂層205の厚みは、より好ましくは5μm以上15μm以下であることが望ましい。本発明では、第一主面および第二主面に同じ厚みになるように樹脂を形成する。パッケージ基板の反りは表裏樹脂の硬化時の残留応力によることが本発明者の実験によって判明している。よって少なくとも樹脂層形成工程では表裏に同厚の樹脂層を形成し、かつ、表裏同時に硬化処理を行う必要がある。硬化処理は熱処理であってもUV硬化であっても良く、使用する樹脂に応じて適切な方法で処理を行う。   In the semiconductor package substrate of the present invention, as shown in FIG. 2B, the insulating resin layer 205 is formed on the front and back surfaces of the core substrate so as to have the same thickness. The thickness of the resin layer to be formed is desirably 2 μm or more and 40 μm from the surface of the metal circuit wiring on the core substrate. When the thickness of the insulating resin layer 205 is 2 μm or less, there is a possibility that insulation reliability between layers cannot be secured. When the thickness of the insulating resin layer 205 is 40 μm or more, a fine via hole cannot be formed because it is too thick, which causes a problem that a fine wiring layer cannot be formed. The thickness of the insulating resin layer 205 is more preferably 5 μm or more and 15 μm or less. In the present invention, the resin is formed on the first main surface and the second main surface so as to have the same thickness. It has been found by experiments of the present inventors that the warpage of the package substrate is due to the residual stress when the front and back resins are cured. Therefore, at least in the resin layer forming step, it is necessary to form a resin layer having the same thickness on the front and back, and to perform the curing process simultaneously on the front and back. The curing treatment may be heat treatment or UV curing, and the treatment is performed by an appropriate method depending on the resin used.

絶縁樹脂層205の形成方法であるが、フィルム状の樹脂であれば、ラミネート、真空ラミネート法、真空プレス法が適用できる。液状で有れば、スリットコート、カーテンコート、ダイコート、スプレーコート、静電塗装、インクジェットコート、グラビアコート、スクリーン印刷、グラビアオフセット印刷、スピンコート、ドクターコートより選定できる。絶縁樹脂形成方法は本発明により限定されない。   As a method for forming the insulating resin layer 205, lamination, a vacuum laminating method, and a vacuum pressing method can be applied as long as the resin is a film-like resin. If it is liquid, it can be selected from slit coating, curtain coating, die coating, spray coating, electrostatic coating, ink jet coating, gravure coating, screen printing, gravure offset printing, spin coating, and doctor coating. The insulating resin forming method is not limited by the present invention.

続いて図2(b)に示すように、第一主面のみにビア206を形成する。ビアは、例えば、レーザー加工により形成できる。絶縁樹脂層205が感光性絶縁樹脂の場合、フォトリソグラフィー法によってビアを形成しても良い。レーザー加工の場合、UVレーザー、エキシマーレーザーを用いると小径のビアを形成可能であるため望ましい。本発明の半導体パッケージ基板は、第一主面のビルトアップ層の配線密度が高く多層となる。第一主面の配線層を高多層にするために先ずは第一主面のみにビア形成を行う。本発明による半導体パッケージ基板の製造方法では、ビルトアップ工程で少なくとも1回以上、片面のみにビアおよび配線を形成する工程を経る。ビア径は5μm以上40μm以下であることが望ましい。ビア径が5μm以下である場合、ビアを形成することが困難であるばかりでなく、熱サイクルによってビアの接続信頼性を保障することが困難となる。ビア径が40μm以上になる場合、第一主面のビルトアップ配線層の配線密度を微細・高密度化できなくなる。より好ましいビア径は10μm以上、20μm以下である。ビア形成後には、ビア内部のクリーニング工程を行う。クリーニング工程では、過マンガン酸溶液への浸漬処理によるデスミア、あるいは、プラズマ処理によるクリーニング処理を行う。   Subsequently, as shown in FIG. 2B, a via 206 is formed only on the first main surface. The via can be formed by, for example, laser processing. When the insulating resin layer 205 is a photosensitive insulating resin, a via may be formed by a photolithography method. In the case of laser processing, it is desirable to use a UV laser or excimer laser because a small diameter via can be formed. In the semiconductor package substrate of the present invention, the wiring density of the built-up layer on the first main surface is high and becomes a multilayer. In order to make the wiring layer of the first main surface high-layered, first, vias are formed only on the first main surface. In the method of manufacturing a semiconductor package substrate according to the present invention, the process of forming vias and wirings on only one side is performed at least once in the build-up process. The via diameter is desirably 5 μm or more and 40 μm or less. When the via diameter is 5 μm or less, it is difficult not only to form a via, but also to ensure the connection reliability of the via by a thermal cycle. When the via diameter is 40 μm or more, the wiring density of the built-up wiring layer on the first main surface cannot be made fine and high. A more preferable via diameter is 10 μm or more and 20 μm or less. After forming the via, a cleaning process inside the via is performed. In the cleaning process, a desmear process by immersion in a permanganic acid solution or a cleaning process by plasma process is performed.

続いて図2(c)に示すように、第一主面にのみ配線層208を形成する。より詳細には絶縁樹脂層205上に金属よりなるシード層(図示せず)を形成した後に、両面にレジスト層207を形成する。シード層は、第一主面側のみ、または、第一主面側及び第二主面側の両面に形成する。次に、フォトリソグラフィー法により、第一主面のレジスト層207のみにパターン形成を行う。第二主面側には回路パターンを形成せずにレジスト層207が全面に存在することになる。続いてシード層を利用して電解めっき法(セミアディティブ工法)で配線層208を第一主面側のみに形成する。本工程でのシード層の厚みは好ましくは0.05μm以上1μm以下であることが望ましい。シード層の厚みが0.05μm以下である場合、シード層の抵抗が高くなるので電解めっき工程において、基板面内に均一に通電ができなくなるので基板面内で均一な高さの回路配線を形成できなくなる。さらには電解めっき液に浸漬し通電する前にシード層が溶解してしまい、回路形成できなくなる不具合が生じる場合がある。一方でシード層が厚くなる場合の不具合として、後のシード層除去工程で回路パターンも同時にエッチングされるので回路細りを生じることにある。厚すぎると回路配線自体が消失あるいははがれを生じることとなり配線形成不能となる不具合を生じる。本発明者が検討した結果、シード層厚みが1μmより大きい場合、L/S=5μm以下の微細な配線形成が不可能となる。よって0.05μm以上1μm以下であることが望ましい。シード金属は銅、ニッケル、チタン、金、クロムより選ばれるが本発明により限定されない。シード層の形成方法であるが、蒸着、スパッタ、無電解めっき法より選択することができる。こうして形成したシード層上にレジスト層207を形成する。レジスト層207の形成は液状レジスト、ドライフィルムレジストの何れであっても良い。レジスト層の形成方法も適宜公知方法を用いる。第一主面側の内層回路形成用のレジスト層の厚みは、15μm以下であることが好ましい。レジスト層の厚みが15μmより大きい場合、L/S=5μm以下の微細な配線形成が不可能になる。レジストパターンは公知のフォトリソグラフィーによって形成できる。さらに電解めっきによって形成する第一主面側の配線層208の厚みは10μm以下であることが望ましい。配線層208の厚みが10μmより大きい場合、レジストパターンの厚みも10μmより大きくする必要があるのでレジストの解像性が確保できなくなり、L/S=5μm以下の微細回路が形成不能になってしまう。よって、配線層208の厚みは10μm以下であることが望ましい。   Subsequently, as shown in FIG. 2C, the wiring layer 208 is formed only on the first main surface. More specifically, after a seed layer (not shown) made of metal is formed on the insulating resin layer 205, a resist layer 207 is formed on both surfaces. The seed layer is formed only on the first main surface side or on both the first main surface side and the second main surface side. Next, a pattern is formed only on the resist layer 207 on the first main surface by photolithography. The resist layer 207 exists on the entire surface without forming a circuit pattern on the second main surface side. Subsequently, the wiring layer 208 is formed only on the first main surface side by electrolytic plating (semi-additive method) using the seed layer. The thickness of the seed layer in this step is preferably 0.05 μm or more and 1 μm or less. When the thickness of the seed layer is 0.05 μm or less, the resistance of the seed layer becomes high, so in the electrolytic plating process, it becomes impossible to uniformly energize the substrate surface, so that circuit wiring of a uniform height is formed in the substrate surface. become unable. Furthermore, the seed layer may be dissolved before being immersed in the electrolytic plating solution and energized, resulting in a problem that a circuit cannot be formed. On the other hand, as a problem when the seed layer becomes thick, the circuit pattern is also etched at the same time in the subsequent seed layer removal step, so that the circuit is thinned. If it is too thick, the circuit wiring itself disappears or peels off, causing a problem that the wiring cannot be formed. As a result of the study by the present inventors, when the seed layer thickness is larger than 1 μm, it is impossible to form a fine wiring with L / S = 5 μm or less. Therefore, it is desirable that it is 0.05 μm or more and 1 μm or less. The seed metal is selected from copper, nickel, titanium, gold, and chromium, but is not limited by the present invention. The seed layer forming method can be selected from vapor deposition, sputtering, and electroless plating. A resist layer 207 is formed on the seed layer thus formed. The formation of the resist layer 207 may be either a liquid resist or a dry film resist. As a method for forming the resist layer, a known method is appropriately used. The thickness of the resist layer for forming the inner layer circuit on the first main surface side is preferably 15 μm or less. When the thickness of the resist layer is larger than 15 μm, it becomes impossible to form fine wiring with L / S = 5 μm or less. The resist pattern can be formed by known photolithography. Furthermore, the thickness of the wiring layer 208 on the first main surface side formed by electrolytic plating is desirably 10 μm or less. When the thickness of the wiring layer 208 is larger than 10 μm, it is necessary to make the thickness of the resist pattern larger than 10 μm, so that the resolution of the resist cannot be secured, and it becomes impossible to form a fine circuit with L / S = 5 μm or less. . Therefore, the thickness of the wiring layer 208 is desirably 10 μm or less.

続いて基板表裏のレジスト層207を剥離し、続いて表裏の不要となるシード層をエッチング処理によって除去することにより、図2(d)に示す、第一主面のみにビルトアップ配線層が形成された基板を得る。図2(d)に示す基板の第一主面上のみに配線層208が形成されている。   Subsequently, the resist layer 207 on the front and back sides of the substrate is peeled off, and then the unnecessary seed layer on the front and back sides is removed by etching, thereby forming a built-up wiring layer only on the first main surface shown in FIG. A finished substrate is obtained. A wiring layer 208 is formed only on the first main surface of the substrate shown in FIG.

続いて基板両面への絶縁樹脂層形成と第一主面のみの回路形成を同様に2回繰り返し、絶縁樹脂層205をさらに積層することによって、図2(e)に記載の3−4−0の非対称層構造のビルトアップ多層配線板を作成する。本発明による方法によれば、ビルトアップ層数が著しく偏った非対称層構造であっても、多層配線板の第一主面側のビルトアップ配線層の総厚および第二主面のビルトアップ配線層の層厚はほぼ等しいので、硬化収縮量が等しくなり、釣り合うために、パッケージの反りを最小限に抑制することが可能である。さらにデスミアあるいはプラズマ処理等による樹脂エッチング処理は、各絶縁樹脂層ですべて1回のみなので絶縁樹脂層表面の樹脂劣化をきたすことがない。よって絶縁信頼性に優れたパッケージ基板を作成することができる。   Subsequently, the insulating resin layer formation on both sides of the substrate and the circuit formation only on the first main surface are repeated twice in the same manner, and the insulating resin layer 205 is further laminated, whereby 3-4-0 shown in FIG. A built-up multilayer wiring board having an asymmetric layer structure is prepared. According to the method of the present invention, the total thickness of the built-up wiring layer on the first main surface side of the multilayer wiring board and the built-up wiring on the second main surface even in the asymmetric layer structure in which the number of built-up layers is remarkably biased. Since the layer thicknesses of the layers are approximately equal, the amount of cure shrinkage is equal and can be balanced to minimize package warpage. Further, since the resin etching process such as desmear or plasma process is performed only once for each insulating resin layer, the surface of the insulating resin layer is not deteriorated. Therefore, a package substrate having excellent insulation reliability can be created.

続いて図2(f)に示すように、第一主面側には5μm以上40μm以下の小径ビア206を形成し、第二主面側には第一主面に形成されるビアよりも径の大きいビア209を形成する。本発明による半導体パッケージ基板の構造では、第二主面上に形成されるビア209は、複数層の絶縁樹脂層を貫通して所定のビア受けパッド表面まで達することになる。図2(f)では、4層分を一例として記載するが、総数は本例に限定されるものではない。第二主面側のビア209の径は第一主面側のビア206の径よりも大きくかつ20μm以上100μm以下のビア径で形成することが望ましい。ビア209の径が20μmより小さい場合、第二主面に積層する樹脂厚にもよるが、所望のビア受けパッドまで貫通できなくなる可能性がある。ビア209の径が100μmより大きい場合、後の電解銅めっき工程において径が大きすぎてビア内に金属めっきを充填できない可能性がある。よって20μm以上100μm以下であることが望ましい。第二主面のビア形成方法であるが、レーザー加工であることが望ましい。レーザーは炭酸ガスレーザー、紫外線レーザーより選ぶことができる。本発明による半導体パッケージ基板によれば、L/S5μm以下の微細回路を片面のみに形成すればよく、工程を簡略化することが可能となる。特に数回の裏面のパターン露光工程を削除することが可能となるので微細回路を効率的に歩留まり良く製造することができる。続いてビア形成後に過マンガン酸溶液への浸漬処理によるデスミア、あるいはプラズマ処理によりビア内部のクリーニング工程を経る。続いて絶縁樹脂層205の表面に無電解めっき、あるいはスパッタ成膜法によってシード金属層(図示せず)を形成する。シード金属層の厚みは本発明により規定されないが、先と同様に好ましくは0.02μm以上1μm以下であることが望ましい。   Subsequently, as shown in FIG. 2 (f), a small diameter via 206 having a diameter of 5 μm or more and 40 μm or less is formed on the first main surface side, and a diameter larger than that of the via formed on the first main surface is formed on the second main surface side. A large via 209 is formed. In the structure of the semiconductor package substrate according to the present invention, the via 209 formed on the second main surface passes through the plurality of insulating resin layers and reaches the surface of a predetermined via receiving pad. In FIG. 2F, four layers are described as an example, but the total number is not limited to this example. The diameter of the via 209 on the second main surface side is preferably larger than the diameter of the via 206 on the first main surface side and has a via diameter of 20 μm to 100 μm. When the diameter of the via 209 is smaller than 20 μm, it may not be possible to penetrate to a desired via receiving pad depending on the resin thickness laminated on the second main surface. When the diameter of the via 209 is larger than 100 μm, the diameter may be too large in the subsequent electrolytic copper plating process, and the metal plating may not be filled in the via. Therefore, it is desirable to be 20 μm or more and 100 μm or less. Although it is a via formation method of the 2nd principal surface, it is desirable that it is laser processing. The laser can be selected from a carbon dioxide laser and an ultraviolet laser. According to the semiconductor package substrate of the present invention, a fine circuit having an L / S of 5 μm or less has only to be formed on one side, and the process can be simplified. In particular, since it becomes possible to eliminate several times of pattern exposure processes on the back surface, a fine circuit can be efficiently manufactured with a high yield. Subsequently, after the via is formed, a cleaning process inside the via is performed by desmearing by immersion in a permanganic acid solution or by plasma processing. Subsequently, a seed metal layer (not shown) is formed on the surface of the insulating resin layer 205 by electroless plating or sputtering film formation. The thickness of the seed metal layer is not defined by the present invention, but it is preferably 0.02 μm or more and 1 μm or less as in the above.

続いて、図2(g)に示すように、シード金属層上にレジスト層207を形成し、フォトリソグラフィーによってパターン形成した後、さらに電解めっきにより、第一主面には半導体チップとの接続端子である突起電極210a、第二主面であれば、プリント配線板との接続端子となるBGAパッド210b及び/または配線(図示せず)を形成する。図2(g)に示すように本発明による方法によれば、第二主面に形成される配線は、第一主面側に形成される配線層204よりも粗く、ビア209の径も大きいため、ビア209の内部をめっき皮膜で充填するためにはめっき厚も必然的に厚くなる。ビア209の径が20μm以上100μm以下である場合、第二主面の回路パターンの厚みは10μm以上40μm以下であることが望ましく、10μm以上25μm以下であることがより望ましい。一方で半導体チップとの接続端子である突起電極210aは突起高さが高い程、基板の冷熱衝撃による伸縮を吸収することができることから、現実的な高さの範囲でなるべく高く形成できることが望ましい。より好ましくは、第二主面の配線と同様な厚みであることが工程的にも同時に形成できることから好適である。すなわち、第一主面に形成される突起電極210aは10μm以上40μm以下であることが望ましい。本発明によると、厚いめっき厚が必要な第一主面の突起電極と、第二主面の回路とを同時に形成するために効率が良い。さらに、図2(g)の電解めっき後の状態で突起電極上あるいはBGAパッド上に表面処理層を形成しても良い。表面処理の種類としてはNi−Auめっき、Ni−Pd−Auめっき、OSP、錫めっき、Sn−Agめっき、溶融半田めっき等を行っても良い。さらに表面処理後に半田層を形成しても良く。表面処理および半田形成方法は従来の公知技術を用いることができる。   Subsequently, as shown in FIG. 2 (g), a resist layer 207 is formed on the seed metal layer, a pattern is formed by photolithography, and then the first main surface is connected to a semiconductor chip by electrolytic plating. If the protruding electrode 210a is the second main surface, a BGA pad 210b and / or wiring (not shown) serving as a connection terminal to the printed wiring board is formed. As shown in FIG. 2G, according to the method of the present invention, the wiring formed on the second main surface is rougher than the wiring layer 204 formed on the first main surface side, and the diameter of the via 209 is also large. Therefore, in order to fill the inside of the via 209 with the plating film, the plating thickness is inevitably increased. When the diameter of the via 209 is 20 μm or more and 100 μm or less, the thickness of the circuit pattern on the second main surface is desirably 10 μm or more and 40 μm or less, and more desirably 10 μm or more and 25 μm or less. On the other hand, the protruding electrode 210a, which is a connection terminal to the semiconductor chip, can absorb the expansion and contraction due to the thermal shock of the substrate as the protruding height is higher. Therefore, it is desirable that the protruding electrode 210a can be formed as high as possible within the practical height range. More preferably, the thickness is the same as that of the wiring on the second main surface because it can be formed simultaneously in the process. That is, the protruding electrode 210a formed on the first main surface is desirably 10 μm or more and 40 μm or less. According to the present invention, the projecting electrode on the first main surface, which requires a thick plating thickness, and the circuit on the second main surface are formed at the same time, which is efficient. Furthermore, a surface treatment layer may be formed on the bump electrode or the BGA pad in the state after the electrolytic plating in FIG. As the type of surface treatment, Ni—Au plating, Ni—Pd—Au plating, OSP, tin plating, Sn—Ag plating, molten solder plating, or the like may be performed. Further, a solder layer may be formed after the surface treatment. Conventionally known techniques can be used for the surface treatment and the solder forming method.

続いて、図2(h)に示すように、レジスト層207の剥離後、不要となった金属シード層をエッチングによって除去し、基板表裏にソルダーレジスト層を形成し、フォトリソグラフィー法によってソルダーレジストパターン211を形成することにより、本発明による半導体パッケージ基板が製造される。   Subsequently, as shown in FIG. 2 (h), after peeling off the resist layer 207, the unnecessary metal seed layer is removed by etching, a solder resist layer is formed on the front and back of the substrate, and a solder resist pattern is formed by photolithography. By forming 211, the semiconductor package substrate according to the present invention is manufactured.

さらに、図2(i)に示すように、第一主面に複数の半導体チップ212を実装し、BGAパッド210b上に半田ボール213を形成することによって、半導体パッケージ製品が完成する。   Further, as shown in FIG. 2I, a plurality of semiconductor chips 212 are mounted on the first main surface, and solder balls 213 are formed on the BGA pads 210b, thereby completing a semiconductor package product.

(実施例1)
本発明の実施例を以下に示す。本発明実施例は図2の説明に示すように4−4−1構造の基板を製造した。本発明の実施例を図2(a)〜(d)までの工程の実施例を説明する。従来のプリント配線板製造方法により製造される4層の回路配線が形成されているコア基板上両面に15μm厚の絶縁樹脂を真空ラミネート法にてラミネートし、熱硬化させることによって絶縁樹脂層を形成した。続いて半導体パッケージ基板の第一主面側のみにUV−YAGレーザーによって、ビア径20μmでビアホールを形成した。このとき第二主面側の樹脂には層間接続用ビアホールは形成しない。続いて本基板をアルカリ性過マンガン酸浴に浸漬してレーザースミア除去後、無電解めっき層を0.5μmで形成した。続いて厚さ10μmのドライフィルムレジストを第一および第二主面にラミネート法で形成した。続いて第一主面のみに最小回路パターンがL/S=5/5となるフォトマスクを用いてステッパー露光機で露光した。第二主面のドライフィルムレジストは全面露光を行い、第二主面前面にレジスト層を形成した。続いて、1%炭酸ソーダ溶液でスプレー現像を行った。さらに電解めっきによって回路厚を7μmにて回路配線を作成した。
Example 1
Examples of the present invention are shown below. In the embodiment of the present invention, a substrate having a 4-4-1 structure was manufactured as shown in FIG. An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 2A to 2D. An insulating resin layer is formed by laminating a 15 μm-thick insulating resin on both surfaces of a core substrate on which a four-layer circuit wiring manufactured by a conventional printed wiring board manufacturing method is formed, and then thermosetting it. did. Subsequently, via holes with a via diameter of 20 μm were formed only on the first main surface side of the semiconductor package substrate by a UV-YAG laser. At this time, no interlayer connection via hole is formed in the resin on the second main surface side. Subsequently, the substrate was immersed in an alkaline permanganate bath to remove laser smear, and an electroless plating layer was formed at 0.5 μm. Subsequently, a dry film resist having a thickness of 10 μm was formed on the first and second main surfaces by a laminating method. Subsequently, only the first main surface was exposed with a stepper exposure machine using a photomask having a minimum circuit pattern of L / S = 5/5. The dry film resist on the second main surface was exposed to the whole surface, and a resist layer was formed on the front surface of the second main surface. Subsequently, spray development was performed with a 1% sodium carbonate solution. Furthermore, circuit wiring was prepared with a circuit thickness of 7 μm by electrolytic plating.

続いて図2(e)〜(f)の工程を経て本発明の半導体パッケージ基板の作成を説明する。図2(e)に示すように上記ビルトアップ工程を3回繰り返し、4層目の樹脂ラミネートまで完成させた。続いて図2(f)に記載するように第一主面にはUV−YAGレーザーを用いて20μmのビアホールを形成し、第二主面には同レーザー加工機を用いて、60μmのビア径でビアホールを形成した。続いて過マンガン酸溶液に浸漬し、スミア除去後に無電解めっきを1μmの厚みで形成した。さらに両面にドライフィルムレジストを25μmの厚みで形成した。第一主面側は直径30μm、ピッチ50μmで突起電極パターンを形成し、第二主面は直径150μm、ピッチ500μmピッチにて突起電極パターンを形成した。続いて表裏に電解銅めっきを表裏20μmで形成した。続いて両面に電解Ni−Agめっき後にSn−Ag半田めっきを3μmの高さで行った。レジスト剥離後にシード層をエッチング除去した。   Subsequently, the production of the semiconductor package substrate of the present invention will be described through the steps of FIGS. As shown in FIG. 2E, the above build-up process was repeated three times to complete the fourth layer of resin laminate. Subsequently, as shown in FIG. 2 (f), a via hole of 20 μm is formed on the first main surface using a UV-YAG laser, and a via diameter of 60 μm is formed on the second main surface using the same laser processing machine. A via hole was formed. Subsequently, it was immersed in a permanganic acid solution, and after removing smear, electroless plating was formed to a thickness of 1 μm. Further, a dry film resist was formed on both sides with a thickness of 25 μm. A protruding electrode pattern was formed on the first main surface side with a diameter of 30 μm and a pitch of 50 μm, and a protruding electrode pattern was formed on the second main surface with a diameter of 150 μm and a pitch of 500 μm. Subsequently, electrolytic copper plating was formed on the front and back surfaces with a thickness of 20 μm. Subsequently, Sn—Ag solder plating was performed at a height of 3 μm after electrolytic Ni—Ag plating on both surfaces. After removing the resist, the seed layer was removed by etching.

(比較例1)
比較例1では、実施例1に記載した第二主面に4層の樹脂をラミネートせずに1層のみ形成した。コア基板上両面に15μmの絶縁樹脂をラミネートした後に、第一主面のみにビアを20μmで形成し、デスミア処理、無電解めっき、フォトレジストパターニングを行う。第一主面は回路形成し、第二種面はレジストを前面露光することでレジスト層を形成した。レジスト剥離、電解めっき後、シード層除去を行った。さらに第一主面のみに樹脂層を形成し、第二主面には樹脂を形成せずに実施例1と同様に行い、最外層の形成方法は実施例1と同方法で行った。
(Comparative Example 1)
In Comparative Example 1, only one layer was formed without laminating four layers of resin on the second main surface described in Example 1. After laminating an insulating resin of 15 μm on both surfaces on the core substrate, vias are formed on the first main surface with a thickness of 20 μm, and desmear treatment, electroless plating, and photoresist patterning are performed. A circuit was formed on the first main surface, and a resist layer was formed on the second seed surface by exposing the resist to the front surface. After removing the resist and electrolytic plating, the seed layer was removed. Further, a resin layer was formed only on the first main surface, and no resin was formed on the second main surface, and the same procedure as in Example 1 was performed. The outermost layer was formed in the same manner as in Example 1.

(比較例2)
比較例2では、第一主面に突起電極を形成せずに従来のボール搭載工法により半田バンプを形成した。半田バンプはピッチ50μm、直径30μmの半田ボールをボール搭載工法により搭載しバンプ形成した。
(Comparative Example 2)
In Comparative Example 2, solder bumps were formed by a conventional ball mounting method without forming protruding electrodes on the first main surface. The solder bumps were formed by mounting solder balls having a pitch of 50 μm and a diameter of 30 μm by a ball mounting method.

(比較例3)
比較例3では、第二主面にも最小パターン幅がLS=5μmの配線を形成した。層構造は2−4−2の対象な構成とした。第二主面の配線を第一主面と同じ工法・配線幅で作成した以外は実施例1と同じ方法で比較例3の配線基板を作成した。
(Comparative Example 3)
In Comparative Example 3, a wiring having a minimum pattern width LS = 5 μm was also formed on the second main surface. The layer structure is the target structure of 2-4-2. A wiring board of Comparative Example 3 was prepared in the same manner as in Example 1 except that the wiring on the second main surface was prepared with the same construction method and wiring width as the first main surface.

本発明の実施例1および比較例による半導体パッケージ基板の評価結果を表1に記載する。表1における反り量は、半導体パッケージ基板を平坦面上に載置した場合の平坦面からの浮き上がり高さであり、周辺部が平坦面より浮き上がる場合(平坦面側が凸面となる場合)を正の値で表し、中央部が平坦面より浮き上がる場合(平坦面側が凹面となる場合)を負の値で表した。また、1次実装評価は、第一主面への半導体チップを実装した場合の良品率(電気的に正常に接続される割合)を表し、2次実装評価は、半導体パッケージ基板を印刷配線板に実装した場合の良品率(電気的に正常に接続される割合)を表す。
Table 1 shows the evaluation results of the semiconductor package substrates according to Example 1 and the comparative example of the present invention. The amount of warpage in Table 1 is the lifting height from the flat surface when the semiconductor package substrate is placed on the flat surface, and is positive when the peripheral portion is lifted from the flat surface (when the flat surface side is a convex surface). The case where the center part floats from the flat surface (when the flat surface side becomes a concave surface) is expressed by a negative value. In addition, the primary mounting evaluation represents a non-defective product ratio (ratio of electrical normal connection) when the semiconductor chip is mounted on the first main surface, and the secondary mounting evaluation is performed using the semiconductor package substrate as a printed wiring board. The percentage of non-defective products when mounted on (the ratio of electrical connection normally).

本発明の実施例1では、製造の収率も良く作成可能である。比較例1では第二主面の樹脂層1層に対してデスミア処理が4回分多く入ることから、第二主面側の配線およびBGAパットの剥離が観測され、収率が低い結果となった。比較例2は、第一主面に突起電極を形成しない以外は実施例1と同じ工程であるため、収率が良好であったが、第一主面と半導体チップとの接続端子を半田バンプとしたため、半導体チップと半導体パッケージ基板との熱膨張率の差を吸収できず、1次実装評価の合格率が低くなった。比較例3は、第一主面および第二主面のビルトアップ層構成が対称な構造であり、両面共に微細配線が形成される構成となっているが、比較例3では、装置搬送コンベアの接触に起因する配線剥離が観測されることが原因で2次実装評価が低くなっている。   In Example 1 of the present invention, the production yield can be made well. In Comparative Example 1, since desmear treatment is performed four times more than one resin layer on the second main surface, peeling of the wiring on the second main surface side and the BGA pad was observed, resulting in a low yield. . Since Comparative Example 2 was the same process as Example 1 except that no protruding electrode was formed on the first main surface, the yield was good, but the connection terminals between the first main surface and the semiconductor chip were solder bumps. Therefore, the difference in thermal expansion coefficient between the semiconductor chip and the semiconductor package substrate could not be absorbed, and the pass rate of the primary mounting evaluation was low. Comparative Example 3 is a structure in which the built-up layer configuration of the first main surface and the second main surface is symmetric, and has a configuration in which fine wiring is formed on both surfaces. The secondary mounting evaluation is low due to the observation of wiring separation caused by contact.

本発明の実施例および比較例の結果、本発明による半導体パッケージ基板によれば、半導体チップの微細化、高信頼化に寄与することが可能となる。すなわち、第一主面のみに必要となる微細多層配線を効率よくかつ歩留まり良く形成することができる。さらには第二主面には今までどおりの比較的太い配線を形成することによって、2次実装信頼性を確保することが可能となる。表裏の配線総数が非対称であるのにもかかわらず、積層樹脂総厚が対称になることから、反りを効果的に抑制することができる。よって、反りに起因する実装性の低下による歩留まり低下、さらには信頼性の低下を阻止することが可能となる。   As a result of the examples and comparative examples of the present invention, the semiconductor package substrate according to the present invention can contribute to miniaturization and high reliability of the semiconductor chip. That is, it is possible to efficiently form a fine multilayer wiring required only on the first main surface with a high yield. Furthermore, it is possible to ensure the secondary mounting reliability by forming the relatively thick wiring as before on the second main surface. Although the total number of wirings on the front and back sides is asymmetric, the total thickness of the laminated resin is symmetric, so that warpage can be effectively suppressed. Therefore, it is possible to prevent a decrease in yield due to a decrease in mountability due to warpage, and further a decrease in reliability.

本発明は、半導体チップを複数実装した半導体パッケージに利用できる。   The present invention can be used for a semiconductor package in which a plurality of semiconductor chips are mounted.

101・・・メモリチップ
102・・・TSV;Through Silicon Via
103・・・バンプ
104・・・パッケージ基板
105・・・ロジックチップ
106・・・シリコンインターポーザー
107・・・ガラスインターポーザーまたは有機インターポーザーをコアに持つパッケージ基板
201・・・コア基板
202・・・スルーホール
203・・・ビア
204・・・配線層
205・・・絶縁樹脂層
206・・・ビア
207・・・レジスト層
208・・・配線層
209・・・ビア
210a・・・突起電極
210b・・・BGA(Ball Grid Aray)パッド
211・・・ソルダーレジストパターン
212・・・半導体チップ
213・・・半田ボール
101 ... Memory chip 102 ... TSV; Through Silicon Via
103 ... Bump 104 ... Package substrate 105 ... Logic chip 106 ... Silicon interposer 107 ... Package substrate 201 having a glass interposer or an organic interposer as a core ... Core substrate 202 ... Through hole 203 ... via 204 ... wiring layer 205 ... insulating resin layer 206 ... via 207 ... resist layer 208 ... wiring layer 209 ... via 210a ... projection electrode 210b ... BGA (Ball Grid Array) pad 211 ... Solder resist pattern 212 ... Semiconductor chip 213 ... Solder ball

Claims (4)

半導体チップが搭載される第一主面と、印刷配線板と電気的に接続するための外部接続端子が形成される第二主面とを有する半導体パッケージ基板であって、
コア基板と、
前記コア基板の前記第一主面側及び前記第二主面側に設けられ、配線層及び絶縁樹脂層よりなる回路配線層とを備え、
前記第一主面側に形成された配線層の層数が、前記第二主面側に形成された配線層の層数よりも多く、
前記第一主面側の配線層の厚みが、前記第二主面の配線層の厚みよりも薄く、
前記第一主面側に形成された回路配線層の層間を導通するためのビア径が、前記第二主面側に形成されたビア径よりも小さく、
前記第一主面側に形成された絶縁樹脂層の層数と、前記第二主面側に形成された絶縁樹脂層の層数とが等しく、
前記第一主面側には、前記第一主面の最表面から突出する突起状電極が設けられることを特徴とする、半導体パッケージ基板。
A semiconductor package substrate having a first main surface on which a semiconductor chip is mounted and a second main surface on which external connection terminals for electrical connection with a printed wiring board are formed,
A core substrate;
A circuit wiring layer provided on the first main surface side and the second main surface side of the core substrate, comprising a wiring layer and an insulating resin layer;
The number of wiring layers formed on the first main surface side is larger than the number of wiring layers formed on the second main surface side,
The thickness of the wiring layer on the first main surface side is thinner than the thickness of the wiring layer on the second main surface,
The via diameter for conducting between the layers of the circuit wiring layer formed on the first main surface side is smaller than the via diameter formed on the second main surface side,
The number of insulating resin layers formed on the first main surface side is equal to the number of insulating resin layers formed on the second main surface side,
A projecting electrode protruding from the outermost surface of the first main surface is provided on the first main surface side.
前記コア基板が、少なくとも2層以上の回路配線層が形成された、ガラス基板あるいはガラス繊維強化樹脂基板であることを特徴とする、請求項1に記載の半導体パッケージ基板。   The semiconductor package substrate according to claim 1, wherein the core substrate is a glass substrate or a glass fiber reinforced resin substrate on which at least two circuit wiring layers are formed. 前記第一主面及び前記第二主面の最外層に設けられる金属層の厚みは、前記第一主面及び前記第二主面の内層に設けられる金属層の厚みよりも厚いことを特徴とする、請求項1に記載の半導体パッケージ基板。   The thickness of the metal layer provided on the outermost layer of the first main surface and the second main surface is greater than the thickness of the metal layer provided on the inner layer of the first main surface and the second main surface. The semiconductor package substrate according to claim 1. 半導体チップが搭載される第一主面と、印刷配線板と電気的に接続するための外部接続端子が形成される第二主面とを有する半導体パッケージ基板の製造方法であって、
コア基板の両面に同じ厚みの絶縁樹脂層を積層する第1工程と、
前記コア基板の前記第一主面側の面にのみビア及び配線層を形成する第2工程と、
形成したビア及び配線層を覆うように、前記第一主面側及び前記第二主面側の最表面に同じ厚みの絶縁樹脂層を積層する第3工程と、
前記第2工程及び前記第3工程を複数回繰り返して、前記コア基板の前記第一主面側に、前記配線層及び前記絶縁樹脂層よりなる回路配線層を形成する第4工程と、
前記第一主面側にビア及び接続電極を形成すると共に、前記第二主面側にビア及び配線層を形成する第5工程とを備える、半導体パッケージ基板の製造方法。
A method for manufacturing a semiconductor package substrate having a first main surface on which a semiconductor chip is mounted and a second main surface on which external connection terminals for electrical connection with a printed wiring board are formed,
A first step of laminating insulating resin layers of the same thickness on both sides of the core substrate;
A second step of forming a via and a wiring layer only on the first main surface side of the core substrate;
A third step of laminating an insulating resin layer of the same thickness on the outermost surfaces of the first main surface side and the second main surface side so as to cover the formed via and wiring layer;
A fourth step of repeating the second step and the third step a plurality of times to form a circuit wiring layer comprising the wiring layer and the insulating resin layer on the first main surface side of the core substrate;
And a fifth step of forming a via and a connection electrode on the first main surface side and forming a via and a wiring layer on the second main surface side.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114420667A (en) * 2022-01-24 2022-04-29 无锡中微高科电子有限公司 High-density substrate structure and processing method thereof
US20230063204A1 (en) * 2021-09-01 2023-03-02 Kioxia Corporation Method for manufacturing semiconductor device
WO2023210815A1 (en) * 2022-04-28 2023-11-02 凸版印刷株式会社 Wiring board, semiconductor device, and method for producing wiring board
CN118553621A (en) * 2023-02-17 2024-08-27 芯爱科技(南京)有限公司 Method for manufacturing package substrate

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20230063204A1 (en) * 2021-09-01 2023-03-02 Kioxia Corporation Method for manufacturing semiconductor device
US12341024B2 (en) * 2021-09-01 2025-06-24 Kioxia Corporation Method for manufacturing semiconductor device including resin layers
CN114420667A (en) * 2022-01-24 2022-04-29 无锡中微高科电子有限公司 High-density substrate structure and processing method thereof
WO2023210815A1 (en) * 2022-04-28 2023-11-02 凸版印刷株式会社 Wiring board, semiconductor device, and method for producing wiring board
CN118553621A (en) * 2023-02-17 2024-08-27 芯爱科技(南京)有限公司 Method for manufacturing package substrate

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