JP2022078155A

JP2022078155A - パッケージ用基板

Info

Publication number: JP2022078155A
Application number: JP2022029366A
Authority: JP
Inventors: 将士澤田石; Masashi Sawadaishi; 祐幹新田; Yuki Nitta
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2017-01-16
Filing date: 2022-02-28
Publication date: 2022-05-24
Also published as: JP2018116963A; JP7066970B2

Abstract

【課題】配線基板を個片化してパッケージ用基板を作製する際に、コア基板の切断面に破壊が生じることを抑制可能なパッケージ用基板を提供する。【解決手段】ガラスで構成されているコア基板と、前記コア基板の片面又は両面上に四角錘台状に形成された絶縁層と、前記絶縁層上及び前記絶縁層内に形成された複数の配線層と、を含むパッケージ用基板であって、前記パッケージ用基板は、前記コア基板において前記絶縁層が形成されている面から見て、当該面における外周部分に、前記コア基板が露出している露出部分を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、パッケージ用基板に関する。

電子部品等のパッケージ用基板は、コア基板に配線層と絶縁層とを積層して多数の配線パターンを備えた大判の配線基板を形成した後、配線基板を所要寸法にダイシングしてパッケージ用基板に個片化することにより製造される。

また、配線基板を作成する際に、コア基板上にコア基板とは線膨張係数の異なる樹脂層（絶縁層）と配線層とを複数積層するため、温度変化があると、線膨張係数の差により樹脂層、配線層、コア基板で膨張差が大きくなり、コア基板外周部に応力が発生することが知られている。

また、近年のパッケージ用基板で用いられるコア基板には、電気的特性には優れるものの脆弱な材料により形成されたものがある。コア基板が割れの起きやすい脆性材料で構成されている場合、ダイシングによってコア基板を切断する際に発生する衝撃によりコア基板の切断面に微小なクラックが生じることがある。このコア基板断面の微小なクラックにより、ダイシング直後またはその後の工程での温度変化により、クラック部分からコア基板内部に蓄積された内部応力が開放されるため、コア基板が裂ける方向に割れが広がる可能性がある。コア基板をガラス基板とする積層体の場合、数十μｍより厚いガラス基板では、その端面から割れる問題が起き易い。

このような割れを発生させない個片化法としては、例えばコア基板のパッケージ用基板外周部にあたる部分に金属層を形成し、個片化後に露出した金属層をエッチング処理により取り除き、コア基板と絶縁層で確定される溝部を作製する方法がある。この溝部により、コア基板の外周付近に応力が加わることを抑制することができるため、コア基板に破壊が生じることを、簡易な構成によって効果的に抑制することができる。（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、この方法では、コア基板上の金属層をダイシングブレードで切断するため、ダイシングブレードの目詰まりによる切削力の低下から、コア基板断面にかえって多くのクラックを発生させてしまう懸念がある。そのため、ダイシング工程により個片化した直後にコア基板の破壊が発生する懸念があった。

特開２０１５－２３１００５号公報

そこで、本発明は、コア基板上に、絶縁層と配線層とを積層した配線基板を個片化してパッケージ用基板を作製する際または作製後に、温度変化によってコア基板の切断面に破壊が生じることを抑制可能なパッケージ用基板を提供することを目的としている。

本発明の一態様は、ガラスで構成されているコア基板と、前記コア基板の片面又は両面上に四角錘台状に形成された絶縁層と、前記絶縁層上及び前記絶縁層内に形成された１又は複数の配線層と、を含むパッケージ用基板であって、前記パッケージ用基板は、前記コア基板において前記絶縁層が形成されている面から見て、当該面における外周部分に、前記コア基板が露出している露出部分を有する、パッケージ用基板である。

本発明の他の態様に係るパッケージ用基板では、前記露出部分における前記コア基板の端部から前記絶縁層の端部までの幅は、５０μｍ以上である。

本発明に係るパッケージ用基板によれば、配線基板を個片化することにより作製されたパッケージ用基板に対し、作製時や実装時において大きな温度変化がかかっても、コア基板断面の割れが発生することを抑制可能な信頼性の高いパッケージ用基板を提供することができる。

本発明に係るパッケージ用基板を示す図である。本発明に係る配線基板の断面図である。本発明に係るパッケージ用基板を製造する工程を説明する模式図である。本発明に係るパッケージ用基板を製造する工程を説明する模式図である。本発明に係るパッケージ用基板を製造する工程を説明する模式図である。本発明に係るパッケージ用基板を製造する工程の他の例を説明する模式図である。本発明に係るパッケージ用基板を製造する工程を説明する模式図である。

以下、本発明に係るパッケージ用基板とその製造方法の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態は、本発明の単なる一例であって、当業者であれば、適宜設計変更可能である。

本明細書において、「パッケージ用基板」とは、配線基板を個片化した積層体をいう。また、「配線基板」とは、個片化される前のパッケージ用基板が連結された状態のものをいう。

上述のように、コア基板上に絶縁層及び配線層を形成し、ダイシングを行った場合、ダイシングの際に発生する衝撃によりコア基板の切断面に微小なクラックが発生し易いことが知られている。絶縁層及び配線層の熱応力がコア基板に引っ張り応力を発生させ、この引っ張り応力がコア基板のクラックを拡大させることでコア基板の割れにつながる。

そこで、本発明者は、コア基板の切断面付近においてコア基板上に形成された絶縁層を除去することでコア基板の表面上に露出部分を設けることにより、コア基板に加わる引っ張り応力を軽減してコア基板に割れが発生することを抑制できることを見出し、本発明に至った。

（パッケージ用基板）
図１（ａ）は、本発明に係るパッケージ用基板の断面図である。図１（ａ）に示されるように、パッケージ用基板２００は、コア基板１０と、コア基板１０の厚さ方向の両面に積層された１又は複数の配線層３０と、コア基板１０上および配線層３０上に形成された１又は複数の絶縁層２０とを含む。パッケージ用基板２００は、コア基板１０において絶縁層２０が設けられている表面上に、コア基板１０が露出した露出部分１１を有する。図１（ｂ）におけるパッケージ用基板２００の上面図に示すように、露出部分１１は、コア基板１０の外周部分に設けられている。なお、図１（ｂ）では、配線層３０は簡略化のため省略している。

図２は、本発明に係る配線基板の断面図である。図２に示す配線基板１００を、後述の方法によって個片化することにより、パッケージ用基板２００を作製することができる。

（コア基板）
コア基板１０は、配線基板１００および配線基板１００を個片化した後のパッケージ用基板２００の電気特性を向上させる材料で構成することができる。例えば、コア基板１０としては、ガラス基板、シリコン基板、セラミック基板、プラスチック板、プラスチックテープ等の脆性材料を用いることができ、好ましくはガラス基板を用いることができる。本発明のコア基板１０に用いるガラス基板としては、例えば、ソーダライムガラスやアルミノ珪酸塩ガラスが挙げられる。本発明のコア基板１０に用いるガラス基板は、表面を当分野で一般的に行われている方法により処理されたものであってもよく、例えば、表面に粗化処理を行ったもの、フッ酸で処理したもの、または、ガラス基板表面にシリコン処理を施したものであってもよい。本発明の一態様において、コア基板１０に用いるガラス基板は表面に下地層（図示せず）を形成してもよい。コア基板１０の厚さは、特に限定されないが、好ましくは５０μｍ～８００μｍである。

（配線層）
配線層３０は、コア基板１０の厚さ方向の表面上並びに／または絶縁層２０の表面上及び／若しくは内部に形成される。本発明の一態様において、少なくとも一部の配線層３０はコア基板１０に接するように形成される。また、本発明の他の態様において、配線層３０はコア基板と接しなくてもよい。配線層３０は一層であってもよく、また複数の層であってもよい。

配線層３０は、当分野で通常用いられる導電性材料を用いて形成することができる。具体的には、配線層３０は、銅、銀、すず、金、タングステン、導電性樹脂などを用いて形成することができ、好ましくは銅が用いられる。

また、配線層３０は、当分野で一般的に行われている方法により形成することができる。配線層３０の形成方法は、これらに限定されないが、サブトラクティブ法、セミアディティブ法、インクジェット法、スクリーン印刷、グラビアオフセット印刷を用いることができ、好ましくはセミアディティブ法を用いることができる。配線層３０の厚さの合計は、形成方法によるが、例えば、１μｍ～１００μｍである。

（絶縁層）
本発明の一態様において、絶縁層２０は配線層３０を埋め込むようにコア基板１０及び配線層３０上に形成される。絶縁層２０は一層であってもよく、また複数の層であってもよい。

絶縁層２０は、当分野で通常用いられる絶縁性材料を用いて形成することができる。具体的には、絶縁層２０は、エポキシ樹脂系材料、エポキシアクリレート系樹脂、ポリイミド系樹脂などを用いて形成することができる。これらの絶縁性材料は、充填剤を含んでもよい。絶縁層２０を形成する絶縁性材料としては、線膨張係数が７～１３０ｐｐｍ／Ｋのエポキシ配合樹脂が一般的に入手し易く好ましい。

また、絶縁層２０を形成する絶縁性材料は、液状であっても、フィルム状であってもよい。絶縁性材料が液状の場合、絶縁層２０は、スピンコート法、ダイコータ法、カーテンコータ法、ロールコータ法、ドクターブレード法、スクリーン印刷などの当分野で一般的に行われている方法により形成することができる。絶縁性材料がフィルム状の場合、例えば真空ラミネート法により絶縁層２０を形成することができる。上記のように形成された絶縁層２０は、加熱または光照射により硬化させてもよい。絶縁層２０の厚さの合計は、形成方法によるが、例えば、１μｍ～２００μｍである。

［パッケージ用基板の形成］
本発明の一態様のパッケージ用基板２００は、これらに限定されるものではないが、図２～図６に示す工程にしたがって形成することができる。

まず、図２に示すように、コア基板１０の厚さ方向の表面に、上述した方法を用いて配線層３０と絶縁層２０を形成する。

次いで、図３に示すように、配線基板１００における絶縁層２０の所定の位置に、レーザ加工を用いて片側面から、コア基板１０が部分的に露出するように分離溝４０を形成する。次に、図４に示すように、裏面も同様にして、分離溝４０を形成する。

その後、図５に示すように、分離溝４０の底面部分の溝幅内の中央部分の位置で、スクライバー５０によってコア基板１０をスクライブして配線基板１００を個片化することにより、パッケージ用基板２００を形成する。スクライバー５０の先端の幅は、分離溝４０の底面の溝幅よりも小さい。スクライブはダイシングよりも加工速度が速いため、スクライブにより配線基板１００を個片化することにより、ダイシングにより配線基板１００を個片化する場合と比較して低コストにパッケージ用基板２００を作製することができる。

分離溝４０の底面はコア基板１０が露出しているため、分離溝４０の中央部分で配線基板１００を切断することにより作製されたパッケージ用基板２００は、コア基板１０の外周部分の表面上にコア基板１０が部分的に露出した露出部分１１を有する。露出部分１１におけるコア基板１０の端部から絶縁層２０の端部までの幅ｗ₁は、絶縁層２０及び配線層３０の厚みや材質によって変わるが、実験的に５０μｍ以上が好ましいことが分かった。ここで、表裏面で、露出部分１１におけるコア基板１０の端部から絶縁層２０までの幅ｗ₁が異なるように構成してもよい。

または、図５に示すようなスクライバー５０によるスクライブに代えて、図６に示すように、分離溝４０の溝幅内の中央部分の位置で、ダイシングブレード６０によって配線基板１００をダイシングして個片化することにより、パッケージ用基板２００を形成してもよい。ダイシングブレード６０の先端の幅は、分離溝４０の底面の幅よりも小さい。ダイシングブレード６０の先端の幅分だけ分離溝４０の底面におけるコア基板１０が削り切られるため、露出部分の幅ｗ₁が所望の幅、好ましくは５０μｍ以上となるように、ダイシングブレード６０の先端の幅及び分離溝４０の底面部分の溝幅の寸法を決定するとよい。ダイシングはスクライブよりも寸法精度が高いため、ダイシングにより配線基板１００を個片化することにより、スクライブにより配線基板１００を個片化する場合と比較して高精度にパッケージ用基板２００を作製することができる。

以上のようにして、配線基板１００が分離溝４０の中央部分でスクライブ又はダイシングして個片化することにより、図７に示すようなパッケージ用基板２００が複数形成されることになる。

このようなパッケージ用基板２００とすることにより、露出部分１１においてコア基板１０上に絶縁層２０が形成されていない分だけ線膨張係数の差によるコア基板１０と絶縁層２０との膨張差を緩和できるため、コア基板１０と、絶縁層２０と、配線層３０の熱応力差による、コア基板１０の端面に対する引っ張り応力を低減し、応力によるコア基板１０の割れの発生を低減することができる。

ここで、コア基板１０の両面に分離溝４０を形成する例を示したが、これに限定されず、片面のみに分離溝４０を形成するように構成してもよい。

＜実施例＞
以下、本発明の各実施例について説明するが、以下の実施例は本発明の適用範囲を限定するものではない。

（実施例１）
コア基板１０をアルミノ珪酸塩ガラスで構成し、コア基板１０の板厚寸法を３００μｍとした。コア基板１０の厚さ方向の両面に、セミアディティブ法を使用して銅めっきにより５μｍの厚みの配線層３０を形成した。コア基板１０に配線層３０を積層した後は、コア基板１０の両面から線膨張係数が２３ｐｐｍ／Ｋのエポキシ配合樹脂である絶縁性材料を１００℃で真空ラミネートすることにより積層し、絶縁層２０を形成した。さらに配線層３０の形成と絶縁層２０の形成を繰り返すことで、図２に示すように、コア基板１０の両面に、４層の配線層３０と３層の絶縁層２０を積層して、配線基板１００を作製した。

次に、図３に示すように、配線基板１００を個片化するための所定の切断ライン上に、レーザ加工により、片面側から、底面の溝幅１００μｍ、深さ６０μｍの分離溝４０を絶縁層２０に設けた。次に、図４に示すように、裏面側からも、底面の溝幅１００μｍ、深さ６０μｍの分離溝４０を絶縁層２０に設けた。

図５に示すように分離溝４０の底面の溝幅内の中央部分の位置で、スクライバー５０によってコア基板１０をスクライブして配線基板１００を個片化することにより、図７に示すようなパッケージ用基板２００を得た。パッケージ用基板２００の大きさは１０ｍｍ×１０ｍｍとした。コア基板１０の露出部分１１におけるコア基板１０の端部から絶縁層２０の端部までの幅ｗ₁は５０μｍとした。

実施例１において作製した１０個のパッケージ用基板２００に対し、１２５℃から－５５℃の温度変化を与える試験ＭＩＬ－ＳＴＤ－８８３Ｈを１０００サイクル行った。その結果、作製したパッケージ用基板２００においてコア基板１０の割れなど信頼性の低下は起きなかった。

（実施例２）
実施例１と同様の手法により配線基板１００を作製した後に、図３に示すように、配線基板１００を個片化するための所定の切断ライン上に、レーザ加工により、片面側から、底面の溝幅２５０μｍ、深さ６０μｍの分離溝４０を絶縁層２０に設けた。次に、図４に示すように、裏面側からも、底面の溝幅２５０μｍ、深さ６０μｍの分離溝４０を設けた。

次に、図６に示すように分離溝４０の底面の溝幅内の中央部分の位置で、ダイシングブレード６０によってコア基板１０をダイシングして配線基板１００を個片化することにより、図７に示すようなパッケージ用基板２００を得た。パッケージ用基板２００の大きさは１０ｍｍ×１０ｍｍとした。ダイシングブレード６０の先端の幅は、１５０μｍとした。コア基板１０の露出部分１１におけるコア基板１０の端部から絶縁層２０の端部までの幅ｗ₁は５０μｍとした。

実施例２において作製した１０個のパッケージ用基板２００に対し、１２５℃から－５５℃の温度変化を与える試験ＭＩＬ－ＳＴＤ－８８３Ｈを１０００サイクル行った。その結果、作製したパッケージ用基板２００においてコア基板１０の割れなど信頼性の低下は起きなかった。

以上のように、本発明に係るパッケージ用基板は、コア基板１０上に形成された絶縁層２０の一部を除去することによりコア基板１０の端部付近にコア基板１０が露出した露出部分１１を有している。それにより、露出部分１１においてコア基板１０上に絶縁層２０が形成されていない分だけ線膨張係数の差によるコア基板１０と絶縁層２０との膨張差を緩和できるため、コア基板１０の端部に発生した微小なクラックが、絶縁層２０と配線層３０の熱応力によって拡大することを抑制し、コア基板１０に割れが発生することを抑制することができたと考えられる。

１０コア基板
２０絶縁層
３０配線層
４０分離溝
５０スクライバー
６０ダイシングブレード
１００配線基板
２００パッケージ用基板

Claims

ガラスで構成されているコア基板と、
前記コア基板の片面又は両面上に四角錘台状に形成された絶縁層と、
前記絶縁層上及び前記絶縁層内に形成された複数の配線層と、
を含むパッケージ用基板であって、
前記パッケージ用基板は、前記コア基板において前記絶縁層が形成されている面から見て、当該面における外周部分に、前記コア基板が露出している露出部分を有する、パッケージ用基板。
前記露出部分における前記コア基板の端部から前記絶縁層の端部までの幅は、５０μｍ以上である、請求項１に記載のパッケージ用基板。