[发明专利]元件搭载用基板及其制造方法、半导体模块和便携式设备

说明书

技术领域

本发明涉及元件搭载用基板，特别涉及具有焊盘电极的元件搭载用基板。

背景技术

手机、PDA、DVC、DSC等便携式电子设备在加速其高功能化的过程中，这种产品为了能被市场所接受就必须达到小型化、轻量化，为实现这一点，需要一种高集成的系统LSI。另一方面，对于这种电子设备，人们要求使用更便利，而对于在设备上使用的LSI，则要求高功能化、高性能化。为此，一方面伴随LSI芯片的高集成化，增加其I/O数量，另一方面，对于封装本身的小型化的要求更强烈，为了满足这两方面的要求，需要加强适合在基板上高密度地安装半导体产品的半导体封装的开发。为了适应这种要求，正在开发所谓的CSP(Chip Size Package：芯片尺寸封装)的各种封装技术。

作为这种封装的例子，已知BGA(Ball Grid Array：球栅阵列)。BGA是在封装用基板上安装半导体芯片，并对其进行树脂成型之后，在相反侧的表面作为外部端子以区域状形成焊锡球的技术。

图13是在专利文献1中记载的BGA型半导体模块的示意剖面图。这种半导体装置，在电路基板110的一侧表面搭载半导体元件106，在另一侧表面接合作为外部连接端子的焊锡球112。在电路基板110的一侧表面设置与半导体元件106电连接的布线图案103(焊盘电极部103a)，在电路基板110的另一侧表面设置接合外部连接端子的岛部(ランド部)103b。布线图案103和岛部103b的电连接是，通过在贯通绝缘基板101的贯通孔111的内壁面设置的导体部来进行的。阻焊层105保护电路基板110的表面。电路基板110的一侧表面搭载半导体元件106之后，用密封树脂层108进行密封。

图14是放大图13所示的半导体装置的焊盘电极部(图13中用X所示的剖面部分)的剖面图。用金线等导线107与半导体元件106进行引线连接的焊盘电极部103a，由布线部和覆盖其表面的镀金层104构成，其中布线部由铜构成。阻焊层105设置成覆盖焊盘电极部103a的铜布线部，而且覆盖镀金层104的一部分。阻焊层105的开口部，在进行半导体元件106的搭载和引线连接等之后，利用密封树脂层108与半导体元件106密封在一起。

专利文献1：(日本)特开2005-197648号公报

然而，虽然阻焊层105和密封树脂层108抑制来自外部的水分浸入这些本体，但是不能抑制水分经由各自的界面浸入。特别是，由于镀金层104的表面是平滑的，因此构成水分经由其与阻焊层105的界面容易进入布线图案103一侧的构造。因此，在镀金层104附近的布线图案103部分存在很多水分。在如此进入的水分在布线图案103的表面上进一步扩散的情况下，从半导体模块作动时布线图案103的施加正电压的部分溶出的铜离子，在与绝缘基板101的界面和与阻焊层105的界面移动，在布线图案103的施加负电压的部分析出，产生所谓因离子迁移而发生短路(绝缘击穿)的问题。这种问题是阻碍提高现有的半导体模块可靠性的大障碍。

发明内容

本发明是鉴于上述问题而做出的。本发明所要解决的技术问题是：抑制从焊盘电极部浸入的水分在布线图案表面扩散，并且提高元件搭载用基板的可靠性。

本发明的一个实施方式是元件搭载用基板。该元件搭载用基板的特征在于，包括：布线层，其由铜构成，包含布线区域和与该布线区域连接的电极区域，并在布线区域和电极区域的边界区域具有台阶部；镀金层，其在电极区域的布线层表面形成；绝缘层，其覆盖镀金层的一部分以及边界区域和布线区域的布线层，并且在电极区域具有规定的开口部。这里，所谓电极区域的电极，是指例如在封装基板或模块基板等电路基板设置的焊盘电极，或者在以LSI芯片为代表的半导体元件设置的焊盘电极。利用这种电极，或将元件搭载用基板和以LSI为代表的半导体元件进行引线接合连接，或将元件搭载用基板和外部的半导体装置进行引线接合连接。

根据该实施方式，对于经由镀金层和绝缘层的界面浸入的水分在布线层表面上扩散的距离，与现有技术那样没有设置台阶部的情况相比该扩散距离变长。因此，可以抑制水分向布线区域的布线层供给，在布线层之间难以发生离子迁移。结果，可以提高元件搭载用基板的可靠性。

在上述实施方式中，优选台阶部比布线区域的布线层的上表面下凹而形成。这样，由于在台阶部的底部侧容易积留水分，且该台阶部作为浸入台阶水分的障碍起作用，因此可以进一步抑制水分从布线层的边界区域向布线区域扩散。结果，可以进一步提高元件搭载用基板的可靠性。