(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも以下のａからｅの工程を有することを特徴とする多層基板の製造方法。
ａ．両面に銅箔を有する銅張積層板の面上に、接着性樹脂層を介して前記銅張積層板よりも寸法が小さい、二層の銅層が密着されて一体化されたピーラブル銅箔を重ねて積層することで前記ピーラブル銅箔の周囲に前記接着性樹脂層の額縁部を形成し前記ピーラブル銅箔の端部を前記額縁部に埋め込んだ支持基板を形成する工程。
ｂ．前記支持基板の両面への無電解銅めっき処理により、前記ピーラブル銅箔の表面を含む前記支持基板の表面の全面にめっき下地導電層を形成する工程。
ｃ．前記支持基板にめっきレジストのパターンを形成し、次に、第１の配線パターンをパターンめっきし、次に、前記めっきレジストのパターンを剥離する工程。
ｄ．層間絶縁樹脂層とビアホールと第２の配線パターンを前記支持基板上にビルドアップした多層構造を形成する工程。
ｅ．前記支持基板上に前記多層構造を形成して成る基板の前記ピーラブル銅箔の端部を切断して前記額縁部を切り離すことで、前記ピーラブル銅箔を剥離し前記支持基板から前記多層構造を分離する工程。
【請求項２】
請求項１に記載の多層基板の製造方法であって、前記工程ｃが、前記支持基板の前記接着性樹脂層の額縁部にアライメントマークを形成する工程と、前記支持基板に、前記アライメントマークに位置を合わせてめっきレジストのパターンを形成し、次に、第１の配線パターンをパターンめっきし、次に、前記めっきレジストのパターンを剥離する工程から成ることを特徴とする多層基板の製造方法。
【請求項３】
両面に多層構造を設ける支持基板であって、
前記支持基板が、両面に銅箔を有する銅張積層板の面上に、
前記銅張積層板の両面に接着性樹脂層を設け、
前記接着性樹脂層に埋設される状態にて設けられた、二層の銅層が密着されて一体化されたピーラブル銅箔を有し、
前記ピーラブル銅箔は前記銅張積層板及び前記接着性樹脂層より４辺のサイズが小さく、前記ピーラブル銅箔の外周部に前記接着性樹脂層からなる額縁部が形成され、
前記銅張積層板上の前記接着性樹脂層からなる額縁部と前記ピーラブル銅箔の表面とを含む全面に無電解銅めっき処理により形成しためっき下地導電層を有する
ことを特徴とする支持基板。
【請求項４】
請求項３に記載の支持基板であって、前記接着性樹脂層からなる額縁部にアライメントマークが設けられていることを特徴とする支持基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子搭載用パッケージに用いる板厚が極めて薄い多層基板の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の小型化、軽量化、多機能化が一段と進み、これに伴ない、配線の高集積化と小型化が急速に進み、配線の微細化が進んでいる。また、半導体チップとほぼ同等のサイズの、いわゆるチップサイズパッケージ（ＣＳＰ；Ｃｈｉｐ  Ｓｉｚｅ／Ｓｃａｌｅ  Ｐａｃｋａｇｅ）などの小型化したパッケージへの要求が強くなっている。一方、エッチングにより配線を形成するサブトラクティブ法で歩留り良く形成できる配線は、導体幅（Ｌ）／導体間隙（Ｓ）＝５０μｍ／５０μｍ程度である。更に微細な導体幅／導体間隙＝３５μｍ／３５μｍ程度の配線になると、基材表面に比較的薄い無電解金属めっき層を形成しておき、その上にめっきレジストを形成して、電解金属めっきで導体を必要な厚さに形成し、その後、レジスト剥離後に、その薄い金属めっき層をソフトエッチングで除去するというセミアディティブ法が必要になる。そのための技術として、特許文献１では、離脱が可能なピーラブル銅箔を２枚向かい合わせて、プリプレグと挟んで積層して支持基板を作成し、その支持基板の両面に層間絶縁樹脂層と配線パターンを順次ビルドアップして多層構造体を形成する。そして、支持基板の両面に形成した多層構造体を、ピーラブル銅箔を剥離して分離することで、微細な配線を有し、板厚が極めて薄い多層基板を製造する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１０１１３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１の技術では、支持基板の両面に貼り合せたピーラブル銅箔は、ピーラブル銅箔の剥離の境界線が支持基板の端面に露出しているため、多層基板の製造のストレスにより、その剥離の界面が製造途中で剥離し製造不良を生じる問題があった。本発明の目的は、多層基板の製造工程におけるストレスにより製造途中にピーラブル銅箔が剥離することを防止し、多層基板の製造歩留まりを向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するために、
少なくとも以下のａからｅの工程を有することを特徴とする多層基板の製造方法である。ａ．両面に銅箔を有する銅張積層板の面上に、接着性樹脂層を介して前記銅張積層板よりも寸法が小さい、二層の銅層が密着されて一体化されたピーラブル銅箔を重ねて積層することで前記ピーラブル銅箔の周囲に前記接着性樹脂層の額縁部を形成し前記ピーラブル銅箔の端部を前記額縁部に埋め込んだ支持基板を形成する工程。
ｂ．前記支持基板の両面への無電解銅めっき処理により、前記ピーラブル銅箔の表面を含む前記支持基板の表面の全面にめっき下地導電層を形成する工程。
ｃ．前記支持基板にめっきレジストのパターンを形成し、次に、第１の配線パターンをパターンめっきし、次に、前記めっきレジストのパターンを剥離する工程。
ｄ．層間絶縁樹脂層とビアホールと第２の配線パターンを前記支持基板上にビルドアップした多層構造を形成する工程。
ｅ．前記支持基板上に前記多層構造を形成して成る基板の前記ピーラブル銅箔の端部を切断して前記額縁部を切り離すことで、前記ピーラブル銅箔を剥離し前記支持基板から前記多層構造を分離する工程。
また、本発明は、上記の多層基板の製造方法であって、前記工程ｃが、前記支持基板の前記接着性樹脂層の額縁部にアライメントマークを形成する工程と、前記支持基板に、前記アライメントマークに位置を合わせてめっきレジストのパターンを形成し、次に、第１の配線パターンをパターンめっきし、次に、前記めっきレジストのパターンを剥離する工程から成ることを特徴とする多層基板の製造方法である。
【０００６】
また、本発明は、両面に多層構造を設ける支持基板であって、
前記支持基板が、両面に銅箔を有する銅張積層板の面上に、
前記銅張積層板の両面に接着性樹脂層を設け、
前記接着性樹脂層に埋設される状態にて設けられた、二層の銅層が密着されて一体化されたピーラブル銅箔を有し、
前記ピーラブル銅箔は前記銅張積層板及び前記接着性樹脂層より４辺のサイズが小さく、前記ピーラブル銅箔の外周部に前記接着性樹脂層からなる額縁部が形成され、
前記銅張積層板上の前記接着性樹脂層からなる額縁部と前記ピーラブル銅箔の表面とを含む全面に無電解銅めっき処理により形成しためっき下地導電層を有する
ことを特徴とする支持基板である。
また、本発明は、上記の指示基板であって、前記接着性樹脂層からなる額縁部にアライメントマークが設けられていることを特徴とする支持基板である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の多層基板の製造方法によると、ピーラブル銅箔の剥離の境界線を、ピーラブル銅箔より寸法が大きい接着性樹脂層で囲んで埋め込むことにより、ピーラブル銅箔の剥離の境界線が接着性樹脂層１２で保護できる効果があり、剥離の界面が製造途中で剥離する製造不良を防止できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の製造方法の実施形態を示す断面図である。
【図２】本発明の製造方法の実施形態を示す断面図である。
【図３】本発明の製造方法の実施形態を示す断面図である。
【図４】本発明の製造方法の実施形態を示す断面図である。
【図５】本発明の製造方法の実施形態を示す断面図である。
【図６】本発明の製造方法の実施形態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。図１から図６は、本発明の多層配線板の製造方法の一実施形態を工程順に示す断面図である。
（支持基板の銅箔粗化処理工程）
先ず、図１（ａ）のように、支持基板１０として、両面に厚み１８μｍの銅箔１１を有する、厚み０．４ｍｍ、サイズ６１０×５１０ｍｍのガラスエポキシの銅張積層板を用意し、その銅箔１１の表面を粗化処理する。粗化処理は、研磨材によるサンドブラスト処理または酸化還元処理による黒化処理、過水硫酸系のソフトエッチング処理でも良い。
【００１０】
（ピーラブル銅箔の積層工程）
次に、図１（ｂ）のように、支持基板１０より小さいサイズ（例えば６００×５００ｍｍ）の市販品のピーラブル銅箔１３（例えば、厚さ３μｍまたは５μｍの極薄銅箔１３ｂに厚さ１８μｍのキャリア銅箔１３ａが真空密着された二層構造のピーラブル銅箔ＭＴ１８ＳＤ−Ｈ５（三井金属鉱業株式会社製、商品名））を、キャリア銅箔を内側にして接着性樹脂層１２を介して支持基板１０にロールラミネートまたは積層プレスで両面または片面に熱圧着させ、図１（ｃ）のような支持基板１０’を形成する。例えば接着性樹脂層１２としては、サイズ６１０×５１０ｍｍで厚さが７０μｍのプリプレグを樹脂リッチに調整して成る接着性樹脂層１２を用い、その上にサイズ６００×５００ｍｍのピーラブル銅箔１３を重ね合わせ、温度上昇速度を低くした真空積層プレスで熱圧着させることで、サイズ６１０×５１０ｍｍの支持基板１０上のサイズ６００×５００ｍｍのピーラブル銅箔１３の外周部を接着性樹脂層１２による幅５ｍｍの額縁部１４で囲って保護した支持基板１０’を形成する。
【００１１】
ここで、樹脂リッチに調整して成る接着性樹脂層１２を用いることで、支持基板１０’の額縁部１４の表面の高さとピーラブル銅箔１３の表面の高さの差を１μｍ以内に合わせた同じ高さに合わせた表面を形成でき、これにより、ピーラブル銅箔１３の表面を露出させつつ、ピーラブル銅箔１３のキャリア銅箔１３ａと極薄銅箔１３ｂとの剥離の境界線を接着性樹脂層１２の額縁部１４で囲んで埋め込んで保護することができる。それにより、以降の製造工程のストレスで、ピーラブル銅箔１３の、キャリア銅箔１３ａと極薄銅箔１３ｂの剥離の境界面が剥離することを防止でき、その界面の剥離による製造不良を防止できる効果がある。また、この支持基板１０’は、両面に銅箔１１を有する支持基板１０上に接着性樹脂層１２でピーラブル銅箔１３を接着した支持基板１０’に形成したため、銅箔１１で補強される効果がある。また、銅箔１１により、支持基板１０’の表面の熱膨張係数が銅の熱膨張係数に整合され、支持基板１０’の表面に形成する銅の配線パターン４と支持基板１０’の表面の熱膨張係数の差が小さくなり、製造工程での熱処理により支持基板１０’と配線パターン４の界面に生じる熱ストレスを軽減できる効果がある。
【００１２】
接着性樹脂層１２の樹脂材料として、ガラス繊維の補強材入りの、エポキシ樹脂、ビスマレイミド−トリアジン樹脂（以下、ＢＴ樹脂と称す）、ポリイミド樹脂、ＰＰＥ樹脂、フェノール樹脂、ＰＴＦＥ樹脂、珪素樹脂、ポリブタジエン樹脂、ポリエステル樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、ＰＰＳ樹脂、ＰＰＯ樹脂などの有機樹脂を使用することができる。また、補強材は、ガラス繊維以外に、アラミド不織布やアラミド繊維、ポリエステル繊維を用いることもできる。
【００１３】
（めっき下地導電層の形成工程）
次に、図２（ｄ）のように、支持基板１０’の両面への無電解銅めっき処理により、ピーラブル銅箔１３の極薄銅箔１３ｂの表面及び、その周囲に露出する接着性樹脂層１２の幅５ｍｍの額縁部１４の表面の全面に、厚さ０．５μｍから３μｍのめっき下地導電層１を形成する。この無電解銅めっき処理は、次に配線パターン４を形成する電解銅めっきの下地の導電層を形成するものであるが、この無電解銅めっき処理を省略して、ピーラブル銅箔１３に直接に電解銅めっき用の電極を接触させて、ピーラブル銅箔１３上に直接に電解銅めっきして配線パターン４を形成しても良い。
【００１４】
（配線パターンの形成工程）
次に、図２（ｅ）のように、支持基板１０’のピーラブル銅箔１３の周囲の接着性樹脂層１２の額縁部１４に穴あけ加工してアライメントマーク２を形成する。このアライメントマーク２の形成の際には、ピーラブル銅箔１３の領域から外れた接着性樹脂層１２の額縁部１４にアライメントマーク２の穴を形成するため、その穴あけ加工のストレスがピーラブル銅箔１３に加わえることを防止できる効果がある。そのため、アライメントマーク２の形成によりピーラブル銅箔１３が剥離の境界面から剥離する不具合を防止できる効果がある。
【００１５】
次に、図２（ｆ）のように、支持基板１０’の両面に、感光性レジスト例えばドライフィルムのめっきレジストをロールラミネートで貼り付け、基板の額縁部１４に形成したアライメントマーク２に、パターン露光用フィルムのパターンを位置合せして露光・現像して、支持基板１０’の両面に配線パターン４の逆版のめっきレジストのパターン３を形成する。すなわち、めっきレジストのパターン３を、配線パターン４の部分でめっき下地導電層１を露出させた開口を有するパターンに形成する。次に、図２（ｇ）のように、ピーラブル銅箔１３側から導通をとり電解銅めっき処理により、配線パターン部分で露出しためっき下地導電層１の面上に銅めっきを１５μｍの厚さに厚付けするパターンめっきを行うことで配線パターン４を形成する。次に、図３（ｈ）のように、めっきレジストを剥離し支持基板１０’のピーラブル銅箔１３上に配線パターン４を形成する。
【００１６】
（層間絶縁樹脂層の形成工程）
次に、層間絶縁樹脂層５の形成のための前処理として、以下のように配線パターン４の表面を粗化処理する。すなわち、脂肪酸カルボン酸１モルに対して２モル以上のアルカノールアミンを含有し銅イオン源とハロゲンイオン源を含有するマイクロエッチング剤で粗化し、次に、配線パターン４の表面にアゾール化合物と有機酸を含有する水溶液を接触させ配線パターン４の表面にアゾール化合物の厚い被膜を形成させることで後記する絶縁樹脂層形成時の樹脂の接着性を向上させる処理を行う。この処理のマイクロエッチング剤は腐食性が低いため、配線パターン４を侵さずに粗化できる。あるいは、銅の配線パターン４の表面の粗化処理として、酸化還元処理による黒化処理、又は、過水硫酸系のソフトエッチング処理を行うことも可能である。
【００１７】
次に、図３（ｉ）のように、支持基板１０’と配線パターン４上に層間絶縁樹脂層５を、ロールラミネートまたは積層プレスで熱圧着させる。例えば厚さ４５μｍのエポキシ樹脂をロールラミネートする。ガラスエポキシ樹脂を使う場合は任意の厚さの銅箔を重ね合わせ積層プレスで熱圧着させる。
【００１８】
層間絶縁樹脂層５の樹脂材料として、エポキシ樹脂、ビスマレイミド−トリアジン樹脂（以下、ＢＴ樹脂と称す）、ポリイミド樹脂、ＰＰＥ樹脂、フェノール樹脂、ＰＴＦＥ樹脂、珪素樹脂、ポリブタジエン樹脂、ポリエステル樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、ＰＰＳ樹脂、ＰＰＯ樹脂などの有機樹脂を使用することができる。また、これらの樹脂単独でも、複数樹脂を混合しあるいは化合物を作成するなどの樹脂の組み合わせも使用できる。更に、これらの材料に、ガラス繊維の補強材を混入させた層間絶縁樹脂層５を用いることができる。補強材には、アラミド不織布やアラミド繊維、ポリエステル繊維を用いることができる。
【００１９】
（ビアホール及び配線パターンの形成工程）
層間絶縁樹脂層５の熱圧着に銅箔を使用した場合、ビアホール下穴６をレーザ法あるいはフォトエッチング法で形成する前処理として、その銅箔を全面エッチングするか、あるいは、ビアホール形成部分をエッチングして銅箔に開口を形成するか、あるいは、銅箔をレーザーで除去するための銅箔のレーザー吸収性を改善するために銅箔の表面処理を行う。
【００２０】
次に、図３（ｊ）のように、層間接続用のビアホール下穴６を、レーザ法あるいはフォトエッチング法で形成する。
（フォトエッチング法１）
層間絶縁樹脂層５が光硬化型の感光性樹脂からなる場合は、所定のビアホール下穴６部を遮光するパターンを形成したマスクフィルムを層間絶縁樹脂層５に密着させ、紫外線により露光し、未露光部を現像除去する。
（フォトエッチング法２）
層間絶縁樹脂層５が光分解型の感光性樹脂からなる場合は、所定のビアホール下穴６部以外を遮光するパターンを形成したマスクフィルムを層間絶縁樹脂層５に密着させ、紫外線により露光し、露光部を現像除去するフォトエッチング法によりビアホール下穴６を形成する。
（レーザ法）
層間絶縁樹脂層５が熱硬化性樹脂からなる場合は、レーザ光にてビアホール下穴６を形成する。レーザ光としては、高調波ＹＡＧレーザやエキシマレーザなどの紫外線レーザ、炭酸ガスレーザなどの赤外線レーザを用いることができる。このようにレーザの波長域としては赤外光領域から紫外光領域までが用いられる。レーザ光にてビアホール下穴６を形成した場合は、ビアホール下穴６の底に薄い樹脂膜が残る場合があり、その場合はデスミア処理を行う。このデスミア処理は、強アルカリにより樹脂を膨潤させ、その後、クロム酸、過マンガン酸塩水溶液などの酸化剤を使用して樹脂を分解除去する。また研磨材によるサンドブラスト処理やプラズマ処理にて除去してもよい。
【００２１】
層間絶縁樹脂層５にビアホール下穴６を形成した後、必要に応じて層間絶縁樹脂層５の表面を粗化する。一般的には、熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂を使用した場合、クロム酸、過マンガン酸塩の水溶液などの酸化剤による表面粗化処理などのウェットプロセスや、プラズマ処理やアッシング処理などのドライプロセスが有効である。
【００２２】
次に、ビアホール下穴６の壁面および層間絶縁樹脂層５の表面に無電解めっきを施す。
次に、表面に無電解めっきを施した層間絶縁樹脂層５の面に感光性レジスト例えばドライフィルムの感光性めっきレジストフィルムをロールラミネートで貼り付ける。その感光性めっきレジストフィルムを露光・現像することで、ビアホール下穴６の部分、及び、第２の配線パターン１９の部分を開口した第２のめっきレジストのパターンを形成する。次に、第２のめっきレジストパターンの開口部分に、厚さ１５μｍの電解銅めっきを施すことで銅めっきを厚付けする。次に、第２のめっきレジストを剥離し、層間絶縁層上に残っている無電解めっきを過水硫酸系のフラッシュエッチングなどで除去することで、図４（ｋ）のように、銅めっきで充填したビアホール７と第２の配線パターンを形成する。そして、層間絶縁樹脂層の形成工程と、ビアホール及び配線パターンの形成工程を繰り返して、前記支持基板上に、層間絶縁樹脂層５とビアホール７と第２の配線パターンを複数層ビルドアップした多層構造２０を形成する。
【００２３】
次に、ソルダーレジスト８を形成するための前処理として、以下のように多層構造２０の表面を粗化処理する。すなわち、脂肪酸カルボン酸１モルに対して２モル以上のアルカノールアミンを含有し銅イオン源とハロゲンイオン源を含有するマイクロエッチング剤で粗化し、次に、多層構造２０の表面に、アゾール化合物と有機酸を含有する水溶液を接触させてアゾール化合物の厚い被膜を形成させることで、ソルダーレジストの接着性を向上させる処理を行う。次に、感光性液状ソルダーレジスト８をスプレーコート、ロールコート、カーテンコート、スクリーン法で約２０μｍ厚に塗布し乾燥、または感光性ドライフィルム・ソルダーレジスト８をロールラミネートで貼り付ける。ソルダーレジスト８を露光・現像しパッド部分を開口させ、加熱硬化させる。
【００２４】
次に、多層構造２０の表面に、所望のサイズのエッチングレジストを張り付け、図４（ｌ）の切断線１５で多層構造２０と支持基板１０’を切断することで額縁部１４を切り離し、その切断面にピーラブル銅箔１３の剥離の境界線を露出させる。そして、図５（ｍ）のように、露出させた剥離の境界線からピーラブル銅箔１３のキャリア箔１３ａから極薄銅箔１３ｂを剥離することで、厚さ０．４ｍｍの支持基板１０’から多層構造２０を分離する。
【００２５】
次に、硫酸-過酸化水素系ソフトエッチングを用いて極薄銅箔１３ｂとめっき下地導電層１を除去することにより、図５（ｎ）のように層間絶縁樹脂層５に埋め込まれた配線パターン４が露出した多層基板を得る。
【００２６】
（ランド部分のめっき）
次に、図６（ｏ）のように、露出させた配線パターン４上に、配線パターン４のランド部分に開口部を有するパターンのソルダーレジスト９を印刷する。次に、ソルダーレジスト９及び８の開口部のランド部分に、無電解Ｎｉめっきを３μｍ以上形成し、その上に無電解Ａｕめっきを０．０３μｍ以上形成する。無電解Ａｕめっきは１μｍ以上形成しても良い。更にその上にはんだをプリコートすることも可能である。あるいは、ソルダーレジスト開口部に、電解Ｎｉめっきを３μｍ以上形成し、その上に電解Ａｕめっきを０．５μｍ以上形成しても良い。更に、ソルダーレジスト開口部に、金属めっき以外に、有機防錆皮膜を形成しても良い。
（外形加工）
次に、多層基板の外形をダイサーなどで加工して個片に分離する。
【符号の説明】
【００２７】
１・・・めっき下地導電層
２・・・アライメントマーク
３・・・めっきレジストのパターン
４・・・配線パターン
５・・・層間絶縁樹脂層
６・・・ビアホール下穴
７・・・ビアホール
８、９・・・ソルダーレジスト
１０、１０’・・・支持基板
１１・・・銅箔
１２・・・接着性樹脂層
１３・・・ピーラブル銅箔
１３ａ・・・キャリア箔
１３ｂ・・・極薄銅箔
１４・・・額縁部
１５・・・切断線
２０・・・多層構造
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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