JP5015065B2 - 配線基板 - Google Patents

Description

本発明は、半導体チップ等の被実装体を実装するのに用いられる配線基板に関し、より詳細には、半導体チップ等をフリップチップ接合により実装したときに当該チップ等との間に樹脂が充填される構造の配線基板に関する。

なお、以下の記述において「配線基板」は、半導体チップ等を実装する役割を果たすことから、便宜上、「半導体パッケージ」もしくは単に「パッケージ」ともいう。

近年、半導体装置は種々の電子機器に組み込まれており、電子機器の小型化及び高機能化に伴い、それに組み込まれる半導体装置の小型化、高密度化、多ピン化（多端子化）が進んでおり、その半導体装置に要求される信頼性も益々増大する傾向にある。半導体装置は、一般に半導体チップを配線基板（パッケージ）に実装した構造を有しており、実装される半導体チップの小型化及び高密度化に伴い、実装方法としてはフリップチップ実装が多く用いられている。

これは、半導体チップに突起状の電極端子（典型的には金（Ａｕ）バンプ）を形成しておき、パッケージのチップ実装面側に形成された保護膜から露出させた配線層の一部であるパッド部に、はんだ等の導電性材料を用いてチップの電極端子を接合する方法である。さらに、その接合部位を外部から絶縁し、かつ接合強度を高めるために、パッケージとチップの間隙にアンダーフィルと呼ばれる樹脂（エポキシ系の熱硬化性樹脂等）を充填し、硬化させて固めている。

このようにフリップチップ実装ではチップの電極端子と配線基板の配線層（パッド部）を電気的に接続する必要があるため、配線基板の表面を覆って形成される保護膜（典型的にはソルダレジスト層）には、パッド部を露出させるための開口部が形成されている。配線基板に形成されるパッド部の配置は、実装されるチップの電極端子の配列に応じて決まるため、それに応じて必要とされる開口部の形状も決まる。例えば、実装されるチップの電極端子がペリフェラル状（チップ外周に沿った環状の形態）に配設されている場合、それに応じて配線基板に形成される各パッド部も配線基板の外周に沿って環状に配列されるので、各パッド部を露出させるために開口部は少なくとも環状に形成する必要がある。

このようにソルダレジスト層には所要の開口部を形成しておく必要があるが、この開口部のエッジ部（環状に形成されている場合には、外側の周縁部）が配線基板上でのチップの実装エリアの内側（チップのエッジ部の内側）に位置していると、以下の問題点があった。すなわち、この形態では、開口部よりもソルダレジスト層の方がチップとの距離が近いため、チップと配線基板の間にアンダーフィル樹脂を充填すると、毛細管現象によりソルダレジスト層の方が開口部よりもアンダーフィル樹脂の濡れ広がりが早く、その結果、アンダーフィル樹脂は開口部の外周から先に充填され、これに遅れて開口部の内側に充填された樹脂内にボイド（気泡）が形成されてしまうという問題があった。ボイドが形成されると、その隙間に水分が溜まる等の現象が生じ、耐湿性が低下するため、チップとパッケージとの接続信頼性が低下する。また、樹脂充填後の熱処理によりボイド内に溜まった水分が気化膨張し、アンダーフィル樹脂にクラックが生じたり、場合によってはチップの電極端子と配線層とが断線したりするおそれもある。

そこで、このようなボイドが発生しないように防止するための手法として、ソルダレジスト層に形成すべき開口部のエッジ部がチップの実装エリアの外側（チップのエッジ部の外側）に位置するように開口部を形成することが考えられる。かかる開口部の形状については特に図示はしないが、その概略形状は、概ね図４に示す開口部１８ａと同等の形状である。すなわち、開口部１８ａは、そのエッジ部ＥＰ１がチップ２０のエッジ部の外側に位置するように形成されている。さらに、アンダーフィル樹脂の注入性を向上させるために、四隅のコーナー部Ｐ５、Ｐ６、Ｐ７、Ｐ８を局所的に広く開口している。

アンダーフィル樹脂の充填（注入）は、例えば、液状のエポキシ系樹脂の入ったディスペンサのノズルを、チップ２０と配線基板１０ａの隙間の開口部１８ａの辺に沿って移動させることで行われる。例えば、開口部１８ａのいずれかのコーナー部（仮に、Ｐ５とする）から樹脂の充填（注入）を開始し、開口部１８ａの辺に沿って隣のコーナー部（例えば、Ｐ６）までノズルを移動させることで、開口部１８ａへの樹脂の充填が行われる。このような樹脂充填は、さらに隣のコーナー部（この場合、Ｐ７）までノズルを移動させることによって行ってもよい。あるいは、開口部１８ａのいずれかの辺の中間部分から樹脂の注入を開始し、上記と同様に当該辺に沿ってノズルを移動させることで樹脂の充填を行うようにしてもよい。このように開口部１８ａにおいてアンダーフィル樹脂を注入する側の辺を、以下の記述では便宜上、「樹脂注入辺」ともいう。

図４にその概略形状を示したように、ソルダレジスト層に形成すべき開口部１８ａのエッジ部ＥＰ１がチップ２０のエッジ部の外側に位置するように当該開口部を形成することにより、アンダーフィル樹脂をチップ２０と配線基板１０ａの隙間に早く浸透させることができる。すなわち、開口部１８ａにおいていずれかの樹脂注入辺からアンダーフィル樹脂の充填を開始すると、そのアンダーフィル樹脂が毛細管現象により開口部１８ａの内部側に充填されると共に、樹脂注入辺と反対側（樹脂が流動する下流側）の開口部分及びコーナー部から空気を抜き出すことができるので、アンダーフィル樹脂がチップ２０と配線基板１０ａの隙間に早く浸透することができる。かかる作用により、開口部１８ａに充填される樹脂内にボイドが発生するのを防ぐことができる。

かかる従来技術に関連する技術としては、例えば、特許文献１に記載されるように、実装状態において半導体チップとの間に樹脂が充填される構造のフリップチップ実装用基板がある。

また、特許文献２に記載されるように、配線基板においてその表面に被着したソルダレジスト層の開口部に、半導体チップのバンプとフリップチップ接合するための電極を露出させるとともに、半導体チップの投影面積外に延びる延設開口部を設けたものがある。また、特許文献３に記載されるように、実装状態においてＩＣチップと基板本体との間に樹脂が充填される構造のフリップチップ実装用プリント配線基板がある。
特開平１１−１１１８９４号公報 実用新案登録第３１１５８２８号公報 特開２００５−１７５１１３号公報

上述したように従来のフリップチップ実装に用いられる配線基板（パッケージ）では、パッケージを保護するソルダレジスト層に形成すべき開口部のエッジ部がチップのエッジ部の外側に位置するように当該開口部を形成することで、チップ実装後の樹脂充填の際にその樹脂内にボイドを発生させないようにしていた。

ちなみに、本発明者が試作しているパッケージでは、ソルダレジスト層に形成される開口部のエッジ部がチップのエッジ部から１００μｍ程度外側になるようにデザインすることで、樹脂充填の際のボイドの発生を防いでいる。また、このパッケージでは、実装されるチップの電極端子と接続されるパッド部の位置が、チップのエッジ部から１３０μｍ程度内側になるようにデザインされている。

上述したように、パッケージに設けられるパッド部の配置はチップの電極端子の配列に応じて決まるため、客先でのチップのデザイン（形状や電極端子の配列等）によっては、パッド部の位置が現行（チップのエッジ部から内側に１３０μｍ程度の位置）より更に内側になる場合も起こり得る。この場合、パッド部の位置の内側への移行に伴い、それに合わせて開口部のエッジ部をチップのエッジ部より内側にせざるを得ないデザインも出現する。かかるデザインのパッケージでは、上述したように樹脂充填の際にボイドが発生し易く、チップとの接続信頼性が低下する。ちなみに、本発明者の試作では、パッド部の位置が現行（チップのエッジ部から内側に１３０μｍ程度の位置）より更に５０μｍ以上内側になると、ボイドの発生率が高まり、信頼性要求を満足できないことが判明している。

このようなデザインのパッケージに対し、ボイド発生の防止の一策として、開口部のコーナー部（図４に示したＰ５〜Ｐ８の開口部分）を拡張することが考えられる。しかし、コーナー部を広くしすぎると、配線のひき回しの自由度が損なわれるといった別の問題が生じるため、この方策は好ましいとはいえない。

このような問題点は、ＢＧＡ（ボール・グリッド・アレイ）やＬＧＡ（ランド・グリッド・アレイ）、ＰＧＡ（ピン・グリッド・アレイ）等に代表される半導体パッケージに限らず、他の形態のパッケージ、例えば、パッケージの上に別のパッケージが積み重ねられた構造を有するフリップチップ実装タイプのパッケージ（「パッケージ・オン・パッケージ」とも呼ばれる）においても同様に起こり得る。すなわち、この構造において下側パッケージ（配線基板）に半導体チップをフリップチップ実装し、この下側パッケージ上でチップの周辺領域に形成されたパッド部に、上側パッケージの実装面側に形成されたバンプをはんだ等を介して接合した後、両パッケージ間にアンダーフィル樹脂を充填する場合にも上記のボイド発生の問題は起こり得る。

本発明は、上記の従来技術における課題に鑑み創作されたもので、配線層の一部（パッド部）を露出させるための開口部のエッジ部が半導体チップ等の被実装体のエッジ部より内側に位置するようなパッケージデザインに対しても、当該被実装体との間隙に樹脂を充填する際にボイドの発生を実質的に無くすことができ、接続信頼性の向上に寄与することができる配線基板を提供することを目的とする。

上記した従来技術の課題を解決するため、本発明の一形態によれば、平面的に見て多角形状で、かつ実装面側にバンプ状の電極端子を有する被実装体を実装するのに用いられる配線基板であって、前記被実装体の電極端子と接続される配線層が形成された配線基板本体と、前記配線基板本体の最表層に設けられ、コーナー部を除いて前記被実装体の実装エリアの外周に沿ってエッジ部が位置するように形成され、かつ前記コーナー部において局所的に広く開口されるように形成され、前記実装エリアにおいて少なくとも前記配線層の一部を露出させた開口部を有する絶縁性の保護膜とを備え、前記保護膜は、前記開口部の外側の領域と内側のランド状の領域とに分断され、前記開口部の外側の領域において前記被実装体を実装したときに該被実装体と前記保護膜の付いた配線基板本体との間に充填される樹脂を一時的に貯留させておくための樹脂貯留部を備え、前記樹脂貯留部は、前記開口部のエッジ部近傍の部分が前記実装エリアの内側に向かって大きく開口されるよう、前記開口部のエッジ部に接する側の前記保護膜の薄い部分と該保護膜の薄い部分の外側に延在する前記保護膜の厚い部分とから構成された段差部を前記開口部のエッジ部に沿って有することを特徴とする配線基板が提供される。

本発明の一実施形態にかかる配線基板の構成によれば、被実施体（例えば、半導体チップ）の電極端子と接続される配線層の一部を露出させるために保護膜（例えば、ソルダレジスト層）に形成された開口部のエッジ部近傍に、実装エリアの内側に大きく開口された形状を有する樹脂貯留部が設けられている。これにより、本配線基板に被実装体を実装して当該実装体との間隙に樹脂を充填する再に、開口部のエッジ部近傍（樹脂注入辺）から注入された樹脂は、この樹脂貯留部において一時的に貯留され、その間隙に一気に流し込まれることはない。そして、この樹脂貯留部に樹脂が貯留されつつ徐々にその間隙に流し込まれていく。

このように樹脂注入辺に沿った部分に樹脂貯留部が設けられているので、開口部のエッジ部が被実装体のエッジ部より内側に位置するようなパッケージデザインに対しても、注入された樹脂を貯留しながら徐々にその間隙に流し込むことができる。これにより、間隙に流し込まれた樹脂は、毛細管現象により開口部の内部側に充填されると共に、樹脂注入辺と反対側（樹脂が流動する下流側）の開口部分から空気を抜き出すことができるので、充填される樹脂内にボイドが形成されることなく被実装体と配線基板との間隙に樹脂を充填することができる。このようにボイドの発生を実質的に無くすことができるので、接続信頼性の向上に寄与することができる。

本発明に係る配線基板の他の構成上の特徴及びそれに基づく有利な利点等については、以下に記述する発明の実施の形態を参照しながら説明する。

以下、本発明の好適な実施の形態について、添付の図面を参照しながら説明する。

図１は本発明の一実施形態に係るフリップチップ実装用の配線基板（パッケージ）の構成を平面図の形態で示したものである。また、図２はその配線基板に半導体チップを実装したときの状態を示したものであり、（ａ）はその実装状態を平面的に見たときの構成を示し、（ｂ）は（ａ）においてＡ−Ａ’線に沿って見たときのソルダレジスト層の開口部周辺（エッジ部近傍の部分）の断面構造を示している。

先ず図２を参照すると、本実施形態に係る配線基板（パッケージ）１０は、基本的には配線基板本体を構成する樹脂基板１１と、この樹脂基板１１の両面にそれぞれ所要の形状にパターニングされた配線層１２及び１３と、各配線層１２，１３のそれぞれ所要の箇所に画定されたパッド部１２Ｐ、１３Ｐを露出させて両面を覆うように形成された絶縁性の保護膜（ソルダレジスト層）１４及び１５とを備えて構成されている。配線層１２，１３の材料としては典型的に銅（Ｃｕ）が用いられ、ソルダレジスト層１４，１５の材料としてはエポキシ系の絶縁性樹脂が用いられる。

ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ２０を実装する側（チップ実装面側）のソルダレジスト層１４には、チップ実装面側に設けた配線層１２のパッド部１２Ｐを露出させるために必要な開口部１８が形成されている。この開口部１８の形状及びこれを有するソルダレジスト層１４の詳細については後で説明する。

パッケージ１０の配線基板本体を構成する樹脂基板１１の形態としては、少なくとも最表層に配線層１２，１３が形成された基板であって、各配線層１２，１３が基板内部を通して電気的に接続されている形態のものであれば十分である。樹脂基板１１の内部には配線層が形成されていてもよいし、形成されていなくてもよい。本発明を特徴付ける部分ではないので詳細な図示を省略しているが、樹脂基板１１の内部に配線層が形成されている形態の場合には、基板内部で絶縁層を介在させて形成された各配線層及び各配線層間を相互に接続するビアホール（に充填された導体）を介して最表層の配線層１２，１３が相互に電気的に接続されている。この形態の基板としては、例えば、ビルドアップ法により形成され得る多層配線基板がある。これは、ガラス−エポキシ基板等のコア基板を中心としてその両面に、導体パターン（配線層）の形成、絶縁層の形成、絶縁層におけるビアホールの形成を順次繰り返して多層配線構造とし、最終的に最表層の配線層を保護膜（ソルダレジスト層）で被覆し、その所要箇所を開口して導体パターンの一部（パッド部）を露出させるものである。一方、樹脂基板１１の内部に配線層が形成されていない形態の場合には、この樹脂基板１１の所要の箇所に適宜形成されたスルーホール（に充填された導体）を介して最表層の配線層１２，１３が相互に電気的に接続されている。

また、チップ実装面側のソルダレジスト層１４から露出するパッド部（Ｃｕ）１２Ｐには、チップ２０を実装する際にその電極端子２３と接続し易いように予めプリソルダ等によりはんだ１６が被着されている。このはんだ１６には、例えば、共晶はんだ、あるいは鉛フリーはんだ（Ｓｎ（錫）−Ａｇ（銀）系、Ｓｎ−Ｃｕ（銅）系、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系など）が使用される。ただし、このようなチップ実装用のはんだ１６は必ずしも設けておく必要はなく、後で必要なときに（例えば、出荷先において）チップの電極端子を接続できるように当該パッド部１２Ｐを露出させた状態のままにしておいてもよい。この場合、当該パッド部の表面にニッケル（Ｎｉ）めっき及び金（Ａｕ）めっきをこの順に施しておくのが望ましい。

同様に、チップ実装面側と反対側のソルダレジスト層１５から露出するパッド部１３Ｐにも、図中破線で示すように、本配線基板１０をプリント配線板等のマザーボードに実装する際に使用されるはんだボール等の外部接続端子１７が接合されるので、パッド部１３Ｐ上にＮｉ／Ａｕめっきを施しておくのが望ましい。このような外部接続端子は基板製造時に設けておいてもよいし、後で必要なときに外部接続端子を接合できるように当該パッド部１３Ｐを露出させた状態のままにしておいてもよい。

一方、配線基板（パッケージ）１０に実装されるチップ２０は、その回路形成面（図示の例では、下側の面）に複数の突起状の電極端子（バンプ）２３を備えている。本実施形態では、チップ２０の電極端子２３はペリフェラル状（チップ外周に沿った環状の形態）に配設されているものとし、その形態としては、例えば、ワイヤボンディング技術を利用して形成することができる金（Ａｕ）バンプである。また、２１は回路形成面側に被覆された保護膜、２２は保護膜２１から露出するよう形成された電極パッドを示し、この電極パッド２２に電極端子（Ａｕバンプ）２３が接合されている。

このチップ２０は、配線基板１０に対しフリップチップ接合される。このフリップチップ接合は、チップ２０の電極端子（Ａｕバンプ）２３を、配線基板１０のチップ実装面側のパッド部（Ｃｕ）１２Ｐ上に被着されたはんだ１６を介して接続することにより実現される。

このようにしてフリップチップ接合されたチップ２０と配線基板１０との間隙には、アンダーフィル樹脂（図示せず）が充填される。このアンダーフィル樹脂の材料としては、代表的にエポキシ系の熱硬化性樹脂が使用され、これは、硬化前の状態においては流動性のある低い粘性を有したものである。このようなアンダーフィル樹脂をチップ２０と配線基板１０の間隙に流し込み、その後に加熱処理により硬化させて固めることにより、チップ２０と配線基板１０の熱膨張係数の差に起因して発生する応力を緩和することができ、さらに電極端子２３と配線層１２（パッド部１２Ｐ）との接合部位を外部から保護し、実装の信頼性を高めることができる。

次に、ソルダレジスト層１４に形成される開口部１８の形状及びソルダレジスト層１４の構造について、図２と併せて図１を参照しながら説明する。

図１において、破線で囲まれた四角形状の部分ＭＡは、半導体チップ２０が実装される領域（実装エリア）を示しており、その形状は当該チップ２０の外形に対応している。本実施形態では、上述したようにチップ２０の電極端子２３はペリフェラル状に配設されたものを想定しているので、この配設形態に対応させて配線基板１０に形成されるチップ接続用のパッド部１２Ｐも環状に配列されている。

このため、これら各パッド部１２Ｐを露出させるためにソルダレジスト層１４に形成すべき開口部１８は、図示のようにチップ２０の外形（実装エリアＭＡ）に沿って環状に開口されるよう形成されている。この開口部１８は、その四隅のコーナー部Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４を除いて、そのエッジ部ＥＰが実装エリアＭＡの外周に沿ってその内側（チップ２０のエッジ部の内側）に位置するよう形成されており、さらに各コーナー部Ｐ１〜Ｐ４において局所的に広く開口されるよう形成されている。局所的に広く開口されたコーナー部Ｐ１〜Ｐ４は、アンダーフィル樹脂の注入性を向上させるために設けられている。

このように開口部１８は環状に開口されているので、ソルダレジスト層１４は、この開口部１８の外側の領域（実装エリアＭＡの外側に形成された領域）と、開口部１８の内側にランド状に残された領域（実装エリアＭＡの内側に形成された領域）とに分断された形となっている。

また、このような開口部１８を有したソルダレジスト層１４は、図２（ｂ）に明示されるように、その開口部１８のエッジ部ＥＰ近傍の部分がチップ２０（実装エリアＭＡ）の内側に大きく開口されるよう段差状に形成された構造を有している。つまり、開口部１８の外側の領域においてエッジ部ＥＰ近傍の部分のソルダレジスト層１４は、段差部ＳＰ１を備えるように形成されている。この段差部ＳＰ１は、開口部１８のエッジ部ＥＰに接する側の「薄い部分」のソルダレジスト層１４と、この薄いソルダレジスト層１４の外側に延在する「厚い部分」のソルダレジスト層１４とから構成されている。本実施形態では、内側の薄いソルダレジスト層１４を１層構造とし、外側の厚いソルダレジスト層１４を２層構造としている。

このソルダレジスト層１４の開口部１８のエッジ部ＥＰ近傍に設けられた段差部ＳＰ１は、本発明を特徴付ける「樹脂貯留部」としての役割を果たす。すなわち、配線基板１０に半導体チップ２０を実装してその間隙にアンダーフィル樹脂を充填する際に、この段差部ＳＰ１は、開口部１８のエッジ部ＥＰ近傍において注入された樹脂を一時的に貯留させながら、その貯留された樹脂を徐々にその間隙に流し込んでいく機能を有している。

アンダーフィル樹脂の充填は、例えば、液状のエポキシ系樹脂の入ったディスペンサのノズルを樹脂注入辺（チップ２０と配線基板１０の隙間の開口部１８の辺）に沿って移動させることで行われる。その充填方法としては、開口部１８のいずれかのコーナー部Ｐ１〜Ｐ４から樹脂の注入を開始し、開口部１８の辺（樹脂注入辺）に沿って隣のコーナー部までノズルを移動させる方法でもよいし、開口部１８の樹脂注入辺の中間部分から樹脂の注入を開始し、同様に当該辺に沿ってノズルを移動させる方法でもよい。

以上説明したように、本実施形態に係る配線基板（パッケージ）１０の構成によれば、チップ実装面側のパッド部１２Ｐを露出させるためにソルダレジスト層１４に形成した開口部１８のエッジ部ＥＰ近傍に段差部ＳＰ１が設けられているので、本パッケージに半導体チップ２０をフリップチップ実装してその間隙にアンダーフィル樹脂を充填する際に、開口部１８のエッジ部ＥＰ近傍（樹脂注入辺）から注入された樹脂は、この段差部ＳＰ１に一時的に貯留され、その間隙に一気に流し込まれることはない。そして、段差部ＳＰ１に樹脂が貯留されつつ徐々にその間隙に流し込まれていく。

このように樹脂注入辺に沿った部分に「樹脂貯留部」として機能する段差部ＳＰ１を設けることにより、本実施形態のように開口部１８のエッジ部ＥＰがチップ２０のエッジ部より内側に位置するようなパッケージデザインに対しても、樹脂注入辺から注入されたアンダーフィル樹脂を貯留しながら徐々に（ゆっくりと）チップ２０と配線基板２０との間隙に流し込むことができる。これにより、間隙に流し込まれたアンダーフィル樹脂は毛細管現象により開口部１８の内部側に充填され、その一方で、樹脂注入辺と反対側（樹脂が流動する下流側）の開口部分及びコーナー部から空気を抜き出すことができるので、アンダーフィル樹脂がソルダレジスト層１４（ランド状に残された内側の領域）から先に濡れ広がっても、充填される樹脂内にボイド（気泡）が形成されることなくチップ２０と配線基板１０との間隙に樹脂を充填することができる。このようにボイドの発生を実質的に無くすことができるので、チップ２０とパッケージ１０との接続信頼性を向上させることが可能となる。

また、本実施形態では開口部１８が環状に形成されているので、この開口部１８の内側にはソルダレジスト層１４の一部がランド状に残された領域が形成される。このため、このランド状のソルダレジスト層１４の下部にも配線層１２を形成することができる。仮にこの領域にソルダレジスト層を設けることなく配線層１２を形成した構成を想定すると、実装時においてチップ２０の回路形成面は配線層１２と直接対向することになり、チップ２０の保護及び絶縁性の面から望ましくない。これに対し、本実施形態のようにランド状のソルダレジスト層１４が形成されていると、このソルダレジスト層１４の下部に配線層１２を形成してもチップ２０の保護及び絶縁性を維持することが可能である。また、配線層１２の配設領域を広くとることができ、配線パターンの設計の自由度を高めることにも寄与する。

上述した実施形態に係る配線基板１０の構成（図１、図２）では、パッド部１２Ｐを露出させるための開口部１８をそのエッジ部ＥＰがチップ２０のエッジ部の内側に位置するように形成した場合を例にとって説明したが、本発明の要旨（注入された樹脂を一時的に貯留させながらチップ２０とパッケージ１０との間隙に徐々に樹脂を充填すること）からも明らかなように、形成すべき開口部のエッジ部は必ずしもチップのエッジ部の内側に位置している必要はない。前述したように樹脂充填の際のボイド発生の防止という点では、むしろ、開口部のエッジ部がチップのエッジ部の外側に位置するようなパッケージデザインの方が好ましい。図３及び図４はその場合の一例を示したものである。

図３は本発明の他の実施形態に係るフリップチップ実装用の配線基板（パッケージ）の構成を平面図の形態で示したものであり、図４はそのパッケージに半導体チップを実装したときの状態を示したものである。図４において、（ａ）はその実装状態を平面的に見たときの構成を示し、（ｂ）は（ａ）においてＡ−Ａ’線に沿って見たときのソルダレジスト層の開口部周辺（エッジ部近傍の部分）の断面構造を示している。

本実施形態に係るフリップチップ実装用の配線基板１０ａ（図３、図４）は、上述した実施形態に係る配線基板１０（図１、図２）と比べて、チップ実装面側のパッド部１２Ｐを露出させるためにソルダレジスト層１４ａに形成すべき開口部１８ａを、そのエッジ部ＥＰ１がチップ２０のエッジ部の外側に位置するように形成した点で相違している。他の構成（特に、開口部１８ａのエッジ部ＥＰ１近傍に同様の段差部ＳＰ２を設けた点）については、上述した実施形態に係る配線基板１０の場合と基本的に同じであるのでその説明は省略する。

本実施形態に係る配線基板１０ａの構成においても、上述した実施形態に係る配線基板１０の場合と同様に、パッケージ（配線基板１０ａ）に実装したチップ２０との間隙にアンダーフィル樹脂を充填する際に、開口部１８ａのエッジ部ＥＰ１近傍において注入された樹脂を一時的に貯留させながら徐々にその間隙に樹脂が充填されるような構造（樹脂貯留部として機能する段差部ＳＰ２）を有しているので、上述した実施形態に係る配線基板１０の場合と同様の効果を奏することができる。特に本実施形態では、開口部１８ａのエッジ部ＥＰ１がチップ２０のエッジ部の外側に位置するように構成されているので、本来的にボイドが形成され難く、上述した実施形態の場合よりも確実にボイドの発生を無くすことが可能となる。

上述した各実施形態では、本発明を特徴付ける「樹脂貯留部」の形態として、チップ実装面側のソルダレジスト層１４，１４ａの開口部１８，１８ａのエッジ部ＥＰ，ＥＰ１近傍の部分を実装エリアＭＡの内側に大きく開口するよう段差状に形成した構造（図２の段差部ＳＰ１、図４の段差部ＳＰ２）を例にとって説明したが、樹脂貯留部の形態がこの段差状構造に限定されないことはもちろんである。要は、パッケージ（配線基板）に半導体チップ等を実装してその間隙にアンダーフィル樹脂を充填する際に、その間隙に樹脂を一気に流し込むのではなく、開口部のエッジ部近傍において注入された樹脂を一時的に貯留させながら徐々にその間隙に樹脂が流し込まれる（充填される）ような構造を有していれば十分である。図５はその一例を示したものである。

図５は本発明の更に他の実施形態に係るフリップチップ実装用の配線基板に半導体チップを実装したときの構成を示しており、（ａ）は図２の配線基板１０に対応したレイアウトで配線基板１０ｂのソルダレジスト層１４ｂに開口部１８ｂを形成した場合の開口部周辺（エッジ部ＥＰ２近傍の部分）の断面構造、（ｂ）は図４の配線基板１０ａに対応したレイアウトで配線基板１０ｃのソルダレジスト層１４ｃに開口部１８ｃを形成した場合の開口部周辺（エッジ部ＥＰ３近傍の部分）の断面構造をそれぞれ示したものである。

図５（ａ）に示す配線基板１０ｂは、図２に示した配線基板１０と比べて、ソルダレジスト層１４ｂの開口部１８ｂのエッジ部ＥＰ２近傍の部分がチップ２０の内側に大きく開口されるようテーパ状に形成された構造（テーパ部ＴＰ１）を有している点で相違している。他の構成については、図２の配線基板１０の場合と基本的に同じであるのでその説明は省略する。

本実施形態を特徴付けるテーパ部ＴＰ１は、ソルダレジスト層１４ｂの面方向２００μｍの長さに対し、概ね１５°程度のテーパ角度をもって形成されている。このテーパ部ＴＰ１も上記の段差部ＳＰ１と同様に、「樹脂貯留部」として機能する。従って、図２に示した配線基板１０の場合と同様の効果を奏することができる。

一方、図５（ｂ）に示す配線基板１０ｃは、図４に示した配線基板１０ａと比べて、ソルダレジスト層１４ｃの開口部１８ｃのエッジ部ＥＰ３近傍の部分がチップ２０の外側に大きく開口されるようテーパ状に形成された構造（テーパ部ＴＰ２）を有している点で相違している。他の構成については、図４の配線基板１０ａの場合と基本的に同じであるのでその説明は省略する。

本実施形態を特徴付けるテーパ部ＴＰ２は、ソルダレジスト層１４ｃの面方向５０μｍの長さに対し、概ね３０°程度のテーパ角度をもって形成されている。このテーパ部ＴＰ２も上記の段差部ＳＰ２と同様に、「樹脂貯留部」として機能する。従って、図４に示した配線基板１０ａの場合と同様の効果を奏することができる。

上述した各実施形態では、ソルダレジスト層１４（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ）に形成された開口部１８（１８ａ、１８ｂ、１８ｃ）のエッジ部ＥＰ（ＥＰ１，ＥＰ２，ＥＰ３）近傍の部分に「樹脂貯留部」として機能する段差部ＳＰ１（ＳＰ２）もしくはテーパ部ＴＰ１（ＴＰ２）を設けた場合を例にとって説明したが、本発明の要旨からも明らかなように、かかる樹脂貯留部は必ずしも当該開口部の各辺全て（４辺）に沿って設けておく必要はない。要は、当該開口部においてアンダーフィル樹脂を注入する辺として選定された樹脂注入辺（例えば、図２（ａ）の例では、コーナー部Ｐ１とＰ２の間に対応する部分の辺と、コーナー部Ｐ２とＰ３の間に対応する部分の辺の２辺）に沿った部分にのみ樹脂貯留部が設けられていれば十分である。

また、上述した各実施形態では、当該配線基板（パッケージ）のチップ実装面側のパッド部１２Ｐを露出させるためにソルダレジスト層１４（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ）に形成すべき開口部１８（１８ａ、１８ｂ、１８ｃ）の形状として、実装されるチップ２０の外形（実装エリアＭＡ）に沿って環状に開口されるよう形成した場合を例にとって説明したが、開口部の形状がこれに限定されないことはもちろんである。例えば、チップ２０の実装エリアＭＡの全域にわたり開口されるように当該開口部を形成してもよい。

また、上述した各実施形態では、パッケージとしての配線基板１０（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ）に被実装体としての半導体チップ２０を搭載した場合を例にとって説明したが、被実装体の形態がチップに限定されないことはもちろんである。例えば、パッケージ（配線基板）の上に別のパッケージ（配線基板）が積み重ねられた構造を有するフリップチップ実装タイプのパッケージ（パッケージ・オン・パッケージ）にも、本発明は同様に適用することが可能である。

また、上述した各実施形態では、パッケージの配線基板本体として樹脂基板１１を使用した場合を例にとって説明したが、使用する配線基板本体が樹脂基板に限定されないことはもちろんである。要は、フリップチップ実装タイプの構造を有したパッケージ基板であれば十分であり、例えば、セラミックパッケージにおいて用いられているセラミック基板や、ＣＳＰ（チップサイズパッケージ）において用いられているシリコン基板の形態であってもよい。

本発明の一実施形態に係るフリップチップ実装用の配線基板（パッケージ）の構成を示す平面図である。 図１の配線基板に半導体チップを実装したときの状態を示す図で、（ａ）はその実装状態を示す平面図、（ｂ）はその平面図においてＡ−Ａ’線に沿って見たときのソルダレジスト層の開口部周辺（エッジ部近傍の部分）の断面構造を示す図である。 本発明の他の実施形態に係るフリップチップ実装用の配線基板の構成を示す平面図である。 図３の配線基板に半導体チップを実装したときの状態を示す図で、（ａ）はその実装状態を示す平面図、（ｂ）はその平面図においてＡ−Ａ’線に沿って見たときのソルダレジスト層の開口部周辺（エッジ部近傍の部分）の断面構造を示す図である。 本発明の更に他の実施形態に係るフリップチップ実装用の配線基板に半導体チップを実装したときの構成を示したもので、（ａ）は図２の配線基板に対応したレイアウトで開口部を形成した場合のソルダレジスト層の開口部周辺の断面図、（ｂ）は図４の配線基板に対応したレイアウトで開口部を形成した場合のソルダレジスト層の開口部周辺の断面図である。

符号の説明

１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ…配線基板（パッケージ）、
１１…樹脂基板（配線基板本体）、
１２，１３…配線層、
１２Ｐ，１３Ｐ…パッド部（配線層の一部）、
１４，１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１５…ソルダレジスト層（保護膜／絶縁層）、
１８，１８ａ，１８ｂ，１８ｃ…開口部、
２０…半導体チップ（被実装体）、
２３…バンプ（電極端子）、
ＭＡ…チップの実装エリア、
ＥＰ，ＥＰ１，ＥＰ２，ＥＰ３…（開口部の）エッジ部、
Ｐ１〜Ｐ８…（開口部の）コーナー部、
ＳＰ１，ＳＰ２…段差部（樹脂貯留部）、
ＴＰ１，ＴＰ２…テーパ部（樹脂貯留部）。

Claims (7)

1. 平面的に見て多角形状で、かつ実装面側にバンプ状の電極端子を有する被実装体を実装するのに用いられる配線基板であって、
   前記被実装体の電極端子と接続される配線層が形成された配線基板本体と、
   前記配線基板本体の最表層に設けられ、コーナー部を除いて前記被実装体の実装エリアの外周に沿ってエッジ部が位置するように形成され、かつ前記コーナー部において局所的に広く開口されるように形成され、前記実装エリアにおいて少なくとも前記配線層の一部を露出させた開口部を有する絶縁性の保護膜とを備え、
   前記保護膜は、前記開口部の外側の領域と内側のランド状の領域とに分断され、前記開口部の外側の領域において前記被実装体を実装したときに該被実装体と前記保護膜の付いた配線基板本体との間に充填される樹脂を一時的に貯留させておくための樹脂貯留部を備え、
   前記樹脂貯留部は、前記開口部のエッジ部近傍の部分が前記実装エリアの内側に向かって大きく開口されるよう、前記開口部のエッジ部に接する側の前記保護膜の薄い部分と該保護膜の薄い部分の外側に延在する前記保護膜の厚い部分とから構成された段差部を前記開口部のエッジ部に沿って有することを特徴とする配線基板。
2. 前記開口部のエッジ部が、前記コーナー部を除いて前記被実装体の実装エリアの内側に位置していることを特徴とする請求項１に記載の配線基板。
3. 前記開口部のエッジ部が、前記被実装体の実装エリアの外側に位置していることを特徴とする請求項１に記載の配線基板。
4. 平面的に見て多角形状で、かつ実装面側にバンプ状の電極端子を有する被実装体を実装するのに用いられる配線基板であって、
   前記被実装体の電極端子と接続される配線層が形成された配線基板本体と、
   前記配線基板本体の最表層に設けられ、コーナー部を除いて前記被実装体の実装エリアの外周に沿ってエッジ部が位置するように形成され、かつ前記コーナー部において局所的に広く開口されるように形成され、前記実装エリアにおいて少なくとも前記配線層の一部を露出させた開口部を有する絶縁性の保護膜とを備え、
   前記保護膜は、前記開口部の外側の領域と内側のランド状の領域とに分断され、前記開口部の外側の領域において前記被実装体を実装したときに該被実装体と前記保護膜の付いた配線基板本体との間に充填される樹脂を一時的に貯留させておくための樹脂貯留部を備え、
   前記樹脂貯留部は、前記開口部のエッジ部近傍の部分が前記実装エリアの内側に向かって大きく開口されるようテーパ状に形成された構造を有していることを特徴とする配線基板。
5. 前記開口部のエッジ部が、前記コーナー部を除いて前記被実装体の実装エリアの内側に位置していることを特徴とする請求項４に記載の配線基板。
6. 前記開口部のエッジ部が、前記被実装体の実装エリアの外側に位置していることを特徴とする請求項４に記載の配線基板。
7. 前記絶縁性の保護膜は、ソルダレジスト層であり、
   前記被実装体は、前記配線基板にフリップチップ接合され、
   前記被実装体と前記配線基板との間に充填される樹脂は、アンダーフィル樹脂であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の配線基板。

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