专利名称：用于小电子部件的布线基板及其制造方法
技术领域：
本发明一般地说涉及用于小电子部件的布线基板，其制造方法以及使用该布线基板的电子部件。
因此，为了减小电子部件的尺寸，须要减小用在电子部件中的电子元件比如半导体芯片等的尺寸。在其他方面，还可以将各种周边电路模块集成在电子元件中以实质性减小电子部件的尺寸，尽管电子元件的尺寸略微变大。
一般地说，为了提高产率，小电子部件具有其中使用的引线框，并使用树脂加以封装。另外，存在不使用引线框并且其中电子元件尺寸也减小的小尺寸电子部件。在这种电子部件中，改进了其封装结构以进一步减小该电子部件的尺寸。
图9为表示在这种传统小尺寸电子部件制造过程中得到的工件的局部剖开的平面图。图9的工件包括一个布线基板1，具有分割成多个各与一个电子部件相对应区域的矩形绝缘基板2。在绝缘基板2各分割区域的两侧，形成有具有预定图案的导电脊部分3(3a、3b和3c)和4(4a、4b和4c)。在图9所示的结构中，位于绝缘基板2表面上的导电脊部分3包括具有矩形形状的大尺寸导电脊部分3a和一对分开地导电脊部分3a附近的小尺寸导电脊部分3b和3c。而且，位于绝缘基板2背面的导电脊部分4包括大尺寸导电脊部分4a和小尺寸导电脊部分4b和4c，分别与位于绝缘基板2表面上的导电脊部分3a、3b和3c具有近似相同的形状。尽管图中没有画出，但是位于绝缘基板2表面上的导电脊部分3以及位于绝缘基板2背表面上的对应导电脊部分4经过穿过绝缘基板2形成的通孔互相电连接。
若绝缘基板2由耐高温的材料比如陶瓷等制成，则导电脊部分3和4可以通过在绝缘基板2上丝网印刷导电胶并烧结该导电胶而形成。若绝缘基板2由树脂制成，则使绝缘基板2的表面粗糙化。然后，将电镀催化剂施加在该糙化表面上，用无电电镀淀积电镀金属。另外，在淀积的金属层进行无电电镀或有电电镀以形成具有足够厚度的镀层。
标号5表示电子元件例如半导体片状件。电子元件5具有一个形成在其背表面上的电极，图中没有画出，并且具有两个形成其表面一侧上的电极。电子元件5的背部电极安装在大尺寸导电脊部分3a上并且经由导电粘合剂6与之电连接。电子元件5表面一侧上的电极分别经由导线7和8与小尺寸导电脊部分3b和3c连接。标号9表示封装树脂部分，用于覆盖绝缘基板2等使得该电子部件具有大致均匀的厚度。
图9中所示电子部件的工件经过切割加工，其中沿分割线部分(图9虚线所示部分)用旋转刀片(图中未画出)对布线基板1进行切割。从而获得
图10中所示的单个电子部件。
上述类型的电子部件公开在例如日本专利公开说明书No.11-265964中。在这种电子部件中，由于导电脊部分3a、3b和3c以及导电脊部分4a、4b和4c彼此靠近地位于绝缘基板上，所以与用引线框的电子部件相比可以减小并降低电子部件的尺寸。另外，可以由一块绝缘基板2同时制造十至数百个半导体装置。
在制造上述电子部件时，电子元件5一般用吸附夹头(图中未画出)提供在大尺寸导电脊部分3a。
另外，导电胶6通过使用注射器的散布方法或通过丝网印刷方法施加在导电脊部分3a上。在散布方法中，粘性导电胶的供给量变化较大。在电子元件5边长为0.5mm以下的情况下，若施加过多的导电胶6，则电子元件5被埋在导电胶6中，从而可能使部分导电胶6附着在吸附夹头上。
再者，由电子元件5推开的过量导电粘合剂6会附着在相邻的导电脊部分3a、3b和3c上。若该过量导电粘合剂6附着在同一电子部件的导电脊部分之间，则导电脊部分会发生短路，从而该电子部件变为废品。另外，若该过量导电粘合剂6附着在不同电子部件例如相邻电子部件的导电脊部分之间，则导电粘合剂6从封装树脂部分9露出，如图11中所示。在这种情况下，电子部件不仅从外形或外剖条件方面看变得有缺陷，而且也会产生如下缺点。也就是说，有可能湿气通过封装树脂部分9与导电粘合剂6之间的交界面渗入电子部件从而降低抗潮湿性。因此，在靠近设置的电子部件等之间会发生短路。还可能降低电子器件的耐压，另外，在这种情况下，用于切割电子部件工件的旋转刀片的切割性能有可能在短时间内恶化。
另一方面，若采用丝网印刷方法，就导电粘合剂6的施敷量及其施敷位置而言，可以稳定地施加导电粘合剂6。
然而，在此方法中，在将导电粘合剂同时施加至多个导电脊部分3时，电子元件5需要较长的时间施加至相应的导电脊部分3a上。施加至各导电脊部分3a上的导电粘合剂6的量大于施加至其他各导电脊部分3b和3c上的导电粘合剂6的量。因此，提供至各导电脊部分3a上的导电粘合剂6会随着时间过去而流动，从而导电粘合剂6有可能到达其他的导电脊部分3b和3c或者使导电脊部分3a与靠近设置的导电脊部分3b和3c发生短路。
为了避免这些缺点，可以减少导电粘合剂6的施敷并且降低导电粘合剂6的厚度。然而，在供给导电粘合剂6之后，导电粘合剂6随着时间过去变干燥并固化，并且导电粘合剂6的粘结力逐渐降低。因此，其粘结力在最初供给的电子元件5与最后供给的电子元件5之间具有很大的变化。
本发明的另一个目的在于提供一种布线基板，其中可以将预定量的导电粘合剂容易且迅速地施加至导电脊部分上并且稳定地保持在其上，从而导电粘合剂不会附着在用于将电子元件施加至导电脊部分上的吸附夹头等之上。
本发明的再一个目的在于提供一种布线基板，其中供给至导电脊部分上的导电粘合剂不会超出导电脊部分，从而可以确保避免导电脊部分等之间的短路。
本发明的再一个目的在于提供一种布线基板，其中施加至导电脊部分上的导电粘合剂不会超出导电脊部分并且不会从封装树脂部分露出，从而可以避免耐压特性等的恶化。
本发明的再一个目的在于提供一种布线基板，其中供给至导电脊部分上的导电粘合剂不会超出导电脊部分并且不会暴露于封装树脂部分，从而可以避免切割刀片的迅速退化。
本发明的再一个目的在于提供一种制造达到本发明上述目的布线基板的方法。
本发明的再一个目的在于提供一种采用达到本发明上述目的布线基板的电子部件。
本发明的再一个目的在于消除传统布线基板和电子部件的缺点。
根据本发明的一个方面，提供了一种布线基板，包括绝缘基板；和导电脊部分，形成在所述绝缘基板的第一表面上，并且其上经由导电粘合剂安装有一个电子元件以将该电子元件的电极与导电脊部分电连接；其中围绕电子元件的导电脊部分的周边部分的厚度厚于该导电脊部分中央部分的厚度。
在此情况下，优选所述绝缘基板进一步具有一个导电脊部分，形成在所述绝缘基板的第二表面上，并且经由穿过绝缘基板的通孔与所述形成在绝缘基板第一表面上的导电脊部分电连接，所述第二表面与第一表面对置。
还优选地，形成在绝缘基板第二表面上的导电脊部分用于表面贴装由该布线基板制作的电子部件。
进一步优选地，所述绝缘基板具有一个其上安装所述电子元件的大尺寸导电脊部分和至少一个经由导线与该电子元件电连接的小尺寸导电脊部分。
根据本发明的另一个方面，提供了一种制造布线基板的方法，包括制备一个绝缘基板；将光刻胶薄膜施加在该绝缘基板上，并且将光刻胶薄膜形成图案以形成开口部分用于暴露其上要形成导电脊部分的绝缘基板的部分；用无电电镀在绝缘基板经由开口部分暴露的部分上形成导电薄膜；以及在含有提高嵌入特性的助镀添加剂的电镀液中，对已经无电电镀的绝缘基板进行有电电镀，并且在无电电镀形成的导电薄膜部分上形成有电电镀的导电薄膜部分；其中有电电镀导电薄膜部分的周边部分的厚度厚于其中央部分的导电薄膜的厚度。
根据本发明的再一个方面，提供了一种制造布线基板的方法，包括制备一个绝缘基板；在该绝缘基板上形成导电脊区域；沿厚度方向部分地刻蚀导电脊区域的中央部分，从而形成在其周边部分具有一隆起部分的导电脊部分。
在此情况下，优选地形成导电脊区域，包括在绝缘基板上形成厚导电薄膜；将光刻胶薄膜施加在该绝缘基板上所述厚导电薄膜上，并且将光刻胶薄膜形成图案以暴露绝缘基板上厚导电薄膜的不需形成导电脊部分的部分；并且用所述形成图案的光刻胶薄膜作为掩模刻蚀所述厚导电薄膜，并且在绝缘基板上形成导电脊部分；以及其中所述形成在其周边部分具有一隆起部分的导电脊部分包括形成在导电脊部分上具有一开口的第二光刻胶薄膜，但是该开口的尺寸略小于所述导电脊部分的尺寸，并且用该第二光刻胶薄膜覆盖所述导电脊部分的周边部分；并且用第二光刻胶薄膜作为掩模刻蚀所述导电脊部分使得该导电脊部分沿厚度方向被部分刻蚀掉。
根据本发明的再一个方面，提供了一种电子部件，包括一个布线基板，具有一绝缘基板，和一个形成在该绝缘基板第一表面上的导电脊部分，所述导电脊部分周边部分的厚度厚于该导电脊部分中央部分的厚度；和一个电子元件，经由导电粘合剂安装在所述导电脊部分的中央部分上，以将该电子元件的电极与导电脊部分电连接。
在此情况下，优选所述绝缘基板进一步具有一个导电脊部分，形成在所述绝缘基板的第二表面上，并且经由穿过绝缘基板的通孔与所述形成在绝缘基板第一表面上的导电脊部分电连接。
还优选其中形成在绝缘基板第二表面上的导电脊部分用于表面贴装由该布线基板制作的电子部件。
进一步优选所述绝缘基板具有一个其上安装所述电子元件的大尺寸导电脊部分和至少一个经由导线与该电子元件电连接的小尺寸导电脊部分。
最好所述绝缘基板在安装电子元件的一侧由封装树脂部分覆盖。
图10表示由图9中所示工件获得的传统电子部件的剖面图；以及图11表示其中导电粘合剂从封装树脂部分露出的传统缺陷电子部件的剖面图。
优选实施例的说明参照附图，下面详细说明本发明的实施例。
图1表示根据本发明实施例的电子部件19的示意侧剖面图。图2为图1所示电子部件19的示意平面图。图3表示用在图1和2所示电子部件19中的绝缘基板11的示意侧剖面图。图4为图3中所示绝缘基板11的示意平面图。
如图1和图2中所示，电子部件19通常包括布线基板10、电子元件14和封装树脂部分18。
并且如图3和图4中所示，布线基板10具有绝缘基板11，由例如树脂制成。在绝缘基板11的表面上，形成导电脊部分12，包括导电脊部分12a、12b和12c。在绝缘基板11的背侧表面上，形成导电脊部分13，包括分别与导电脊部分12a、12b和12c对应的导电脊部分13a、13b和13c。更具体地说，导电脊部分12包括大尺寸导电脊部分12a，和一对沿导电脊部分12a一侧设置并位于导电脊部分12a附近的小尺寸导电脊部分12b和12c。在本实施例中各导电脊部分12a、12b和12c具有矩形形状。而且，在本实施例中，对应的导电脊部分12a与13a、导电脊部分12b与13b、以及导电脊部分12c与13c分别经由穿透绝缘基板11的通孔11a、11b和11c互相电连接。
导电脊部分12和13例如通过镀层形成，具有大致为扁平的构形。然而，至少形成在绝缘基板11表面上的大尺寸导电脊部分12a具有的构形是，其上安装有电子元件14的中央部分的导电脊部分12a厚度小于其周边部分的厚度。例如，在导电脊部分12a的周边部分形成一个隆起部分A，隆起部分A的侧剖面由内向外逐渐加厚，并且具有例如大致为直角三角形的形状。
例如，在用于小尺寸半导体装置的布线基板10中，若布线基板10的外部尺寸为1.0×1.5×0.25mm，则大尺寸导电脊部分12a的中央部分定为20-30μm，并且隆起部分A的底长“a”约为30-100μm，其高度“h”约为5-20μm。
再参照图1，电子元件14例如为半导体片状件比如晶体管，具有流过主电流的大尺寸主电极14a和14b，形成在该半导体片状件的两侧。电子元件14还具有小尺寸控制电极14c，控制信号施加其上用于控制主电流的流过。主电极14a形成在电子元件14的下表面上，主电极14b和控制电极14c形成在电子元件14的上表面上。电子元件14安装在大尺寸导电脊部分12a上。也就是说，电子元件14底部上的大尺寸主电极14a经由导电粘合剂15比如银膏等与大尺寸导电脊部分12a电子连接和机械连接。而且，电子元件14顶部的主电极14b和控制电极14c分别经由导线16和17与小尺寸导电脊部分12b和12c电连接。封装树脂部分18覆盖并封装含有电子元件14等的布线基板10的上表面。
可以使电子部件19外部尺寸中的厚度等于或小于0.5mm。因此，电子部件19适合用作可表面贴装的小尺寸电子部件。当电子部件19的厚度小于例如1.0mm时，还必须减小布线基板10上导电脊部分12a的尺寸。根据本发明的电子部件19在大尺寸导电脊部分12的周围具有高度约5-20μm的隆起部分A。因此，可以在隆起部分A与电子元件14之间形成一个滞留空间，从而可以将导电粘合剂15保持在该空间中。因此，可以避免导电粘合剂15接近和/或达到绝缘基板11上的其他导电脊部分12b、12c等。
作为一个实际例子，假定大尺寸导电脊部分12a具有正方形形状，其边长为750μm，隆起部分“A”的底部边长为50μm，高度“h”为10μm。在此情况下，由隆起部分“A”围绕的扁平部分的体积为大约4.2×106μm3，隆起部分“A”的体积为大约7×105μm3。因此，隆起部分“A”的体积为由隆起部分“A”所围绕扁平部分体积的1/6(约16％)。当把电子元件14安装在导电脊部分12a上时，施加至导电脊部分12a上的导电粘合剂15由电子元件14挤压，部分导电粘合剂15被挤出电子元件14的底部。然而，从电子元件14底部挤出的导电粘合剂15可以由隆起部分A滞留在导电脊部分12a上。
即使从电子元件14底部挤出的导电粘合剂15超出隆起部分A，也可以使超出隆起部分A的导电粘合剂的量较少。因此，可以防止导电粘合剂15接近相邻的导电脊部分12b、12c等，避免短路、耐压特性恶化等缺点。而且，可以防止导电粘合剂15从封装树脂部分18露出并且避免电子部件19与位于靠近电子部件19处的其他电子部件发生短路。
下面说明用于制造根据本发明的电子部件的布线基板的制造方法。
首先，如图5中所示，制备绝缘基板11，由例如树脂制成，并且其中使其两个表面变粗糙。然后，将光敏抗蚀剂薄膜或光刻胶薄膜20施加在绝缘基板11的双侧。用光刻技术将光刻胶20形成为预定的图案，从而使绝缘基板11在预定的开口部分20a暴露。
如图6中所示，在绝缘基板11暴露的开口部分20a处，形成穿透绝缘基板11的通孔11a。
尽管在图中没有画出，但是绝缘基板11随后被浸泡在液体电镀催化剂中，并且将电镀催化剂施加在开口部分20a和绝缘基板11的通孔11a处。接着，将这种绝缘基板11浸泡在无电电镀溶液中，并且如图7中所示，形成覆盖各通孔11a和开口部分20a的内壁的镀层21。
从而，绝缘基板11两侧上的镀层21部分经由覆盖通孔11a内壁的镀层21部分而彼此电连接。然后，将绝缘基板11浸泡在电镀溶液中，并且在无电电镀层21上进行有电电镀。通过将均平剂型(leveler)硫酸铜助镀添加剂加入以硫酸铜为主要成分的有电电镀溶液中，可以用镀层材料填充通孔11a，并且用有电电镀层覆盖镀层21部分以增加其厚度。添加剂提高了盲孔等的嵌入特性。电镀溶液通过混合160-240g/L的硫酸铜、40-80g/L的硫酸、30-70mg/L氯离子、2-10mL/L的添加剂(OKUNO CHEMICAL INDUSTRIE CO.，LTD/产品名“TOPLUCINA BVF)而获得。在电解液温度为18-30℃并且阴极电流密度为1-5A/dm2的条件下进行电镀。
通过使用上述的镀层条件，将通孔11a填充以镀层材料。另外，镀层21由于镀层材料覆盖并变厚。在此情况下，如图8中所示，在每个开口部分20a中，其周边部分的镀层材料厚于其中央部分的电镀材料。因此，当去除光刻胶薄膜20时，可以获得具有其中每个的周边部分厚度厚于中央部分的导电脊部分12的布线基板10。以此方式，仅通过将添加剂加入电镀溶液以填充通孔11a，可以形成其中周边部分厚度厚于中央部分的导电脊部分12，并且可以使用具有这种导电脊部分的绝缘基板作为用在小尺寸电子部件中的布线基板。
在上述制造布线基板10的方法中，电镀层21形成在绝缘基板11的双侧上，并且用填充通孔11a的镀层材料将这些电镀层21互相电连接。然而，还可以只在绝缘基板11的一侧形成电镀层21。在此情况下，不必形成象通孔11a那样的通孔。
本发明并不限于上述结构和方法。例如，根据本发明的布线基板可以用其他方式制造。也就是说，可以用光刻胶薄膜镀覆其上形成有足够厚电镀层的绝缘基板。将光刻胶薄膜形成图案得使预定部分被去除。将光刻胶薄膜的去除部分刻蚀掉，从而形成具有预定图案的导电脊部分。然后，形成另一光刻胶薄膜并形成图案使得该光刻胶薄膜在导电脊部分上具有开口。个开口的尺寸略小于对应导电脊部分的开口尺寸，并且用光刻胶薄膜覆盖导电脊部分的周围部分。通过用这种光刻胶薄膜作为掩模，将导电脊部分刻蚀掉使得其中央部分薄于周边部分。从而，可以形成在其周边具有隆起部分的导电脊部分。
如上所述，在根据本发明的布线基板中，其上安装有电子元件的导电脊部分的周边部分厚度厚于其中央部分的厚度。因此，即使用丝网印刷方法等将导电粘合剂同时施加在许多导电脊部分上时，变得可以防止粘性导电粘合剂流出导电脊部分，并且可以将预定量的导电粘合剂稳定地滞留在每个导电脊部分上。
还可以防止导电粘合剂附着在用于把电子元件提供到导电脊部分上的吸附夹头上。
另外，可以防止过量的导电粘合剂到达相邻的导电脊部分和从封装树脂部分露出。从而，可以确保避免导电脊部分之间的短路、耐压特性的恶化等。
而且，在用切割刀片切割封装树脂部分时，可以避免切割刀片的迅速退化。
在前述说明中，已经参照具体的实施例对本发明进行了说明。然而，本领域普通技术人员应当理解，可以作出多种改型和变化而不偏离由下面权利要求所给出的本发明的范围。因此，应当认为说明和图示只是例示性的而非限制性的，并且所有这些改型都应当包含在本发明的范围内。因此，本发明意在涵盖落入所附权利要求范围内的所有变化和改型。
权利要求
1.一种布线基板，包括绝缘基板；和导电脊部分，形成在所述绝缘基板的第一表面上，并且其上经由导电粘合剂安装有电子元件以将该电子元件的电极与导电脊部分电连接；其中导电脊部分围绕电子元件的周边部分的厚度厚于该导电脊部分中央部分的厚度。
2.如权利要求1所述的布线基板，其中所述绝缘基板进一步具有一个导电脊部分，形成在所述绝缘基板的第二表面上，并且经由穿过绝缘基板的通孔与所述形成在绝缘基板第一表面上的导电脊部分电连接，所述第二表面与第一表面相对置。
3.如权利要求2所述的布线基板，其中形成在绝缘基板第二表面上的导电脊部分用于将由该布线基板制作的电子部件进行表面贴装。
4.如权利要求1所述的布线基板，其中所述绝缘基板具有一个其上安装所述电子元件的大尺寸导电脊部分和至少一个经由导线或布线与该电子元件电连接的小尺寸导电脊部分。
5.一种制造布线基板的方法，包括制备绝缘基板；将光刻胶薄膜施加在该绝缘基板上，并且将光刻胶薄膜形成图案以形成开口部分，用于暴露其上要形成导电脊部分的绝缘基板的部分；用无电电镀在绝缘基板经由开口部分暴露的部分上形成导电薄膜；以及在含有助镀添加剂以提高嵌入特性的电镀液中，对已经过无电电镀的绝缘基板进行有电电镀，并且在无电电镀形成的导电薄膜部分上形成有电电镀的导电薄膜部分；其中有电电镀导电薄膜部分的周边部分的厚度厚于其中央部分的厚度。
6.一种制造布线基板的方法，包括制备绝缘基板；在该绝缘基板上形成导电脊区域；沿厚度方向部分刻蚀导电脊区域的中央部分，从而形成在其周边部分具有隆起部分的导电脊部分。
7.如权利要求6所述的布线基板制造方法，其中形成导电脊区域包括在绝缘基板上形成厚导电薄膜；将光刻胶薄膜施加在该绝缘基板上的所述厚导电薄膜上，并且将光刻胶薄膜形成图案以暴露绝缘基板上厚导电薄膜的不要形成导电脊部分的部分；并且用所述形成图案的光刻胶薄膜作为掩模刻蚀所述厚导电薄膜并且在绝缘基板上形成导电脊部分；以及其中所述形成在其周边部分具有隆起部分的导电脊部分包括形成在导电脊部分上具有开口的第二光刻胶薄膜，但是该开口的尺寸略小于所述导电脊部分的尺寸，并且用该第二光刻胶薄膜覆盖所述导电脊部分的周边部分；并且用第二光刻胶薄膜作为掩模刻蚀所述导电脊部分，使得该导电脊部分沿厚度方向被部分刻蚀掉。
8.一种电子部件，包括布线基板，具有绝缘基板，和形成在该绝缘基板第一表面上的导电脊部分，所述导电脊部分周边部分的厚度厚于该导电脊部分中央部分的厚度；和电子元件，经由导电粘合剂安装在所述导电脊部分的中央部分上以将该电子元件的电极与导电脊部分电连接。
9.如权利要求8所述的电子部件，其中所述绝缘基板进一步具有导电脊部分，形成在所述绝缘基板的第二表面上，并且经由穿过绝缘基板的通孔与所述形成在绝缘基板第一表面上的导电脊部分电连接，所述第二表面与第一表面相对置。
10.如权利要求9所述的电子部件，其中形成在绝缘基板第二表面上的导电脊部分用于将由该布线基板制作的电子部件进行表面贴装。
11.如权利要求8所述的电子部件，其中所述绝缘基板具有其上安装所述电子元件的大尺寸导电脊部分和至少一个经由导线或布线与该电子元件电连接的小尺寸导电脊部分。
12.如权利要求8所述的电子部件，其中所述绝缘基板在安装电子元件的一侧由一封装树脂部分覆盖。
全文摘要
一种用在小电子部件中的布线基板。该布线基板包括绝缘基板；和导电脊部分，形成在所述绝缘基板的第一表面上，并且其上要经由导电粘合剂安装一个电子元件以将该电子元件的电极与导电脊部分电连接。导电脊部分围绕电子元件的周边部分的厚度厚于该导电脊部分中央部分的厚度。所述绝缘基板还可以具有一个导电脊部分，形成在所述绝缘基板的第二表面上，并且经由穿过绝缘基板的通孔与所述形成在绝缘基板第一表面上的导电脊部分电连接，所述第二表面与第一表面相对置。
文档编号H01L23/12GK1411055SQ02143438
公开日2003年4月16日 申请日期2002年9月25日 优先权日2001年9月25日
发明者平井太郎, 池上五郎 申请人:日本电气株式会社