(57)【要約】【課題】はんだボリュームや実装するチップ側のバンプ径によって異なるソルダーレジスト層のテーパー形状の最適角度を、プロセス条件によって任意にコントロールする事が可能な多層配線基板の製造方法を提供することを課題とする。【解決手段】２層からなるソルダーレジスト層を使用した多層配線基板の製造方法であって、コア基板７の表裏面に多層配線を形成後、その表裏面に第１の感光性ソルダーレジスト層５を形成する工程と、第１の感光性ソルダーレジスト層の上に、第２の感光性ソルダーレジスト層６を形成する工程と、を備えており、第１の感光性ソルダーレジスト層と第２の感光性ソルダーレジスト層の吸収波長ピークまたは吸光度が異なることを特徴とする多層配線基板の製造方法。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２層からなるソルダーレジスト層を使用した多層配線基板の製造方法であって、
コア基板の表裏面に多層配線を形成後、その表裏面に第１の感光性ソルダーレジスト層を形成する工程と、
第１の感光性ソルダーレジスト層の上に、第１の感光性ソルダーレジスト層とは吸収波長ピークまたは吸光度が異なる第２の感光性ソルダーレジスト層を形成する工程と、を備えていることを特徴とする多層配線基板の製造方法。
【請求項２】
前記第１の感光性ソルダーレジスト層の波長λ１、λ２における吸光度Ａ１、Ａ２と前記第２の感光性ソルダーレジスト層の波長λ１、λ２における吸光度Ｂ１、Ｂ２が、Ａ１＞Ｂ１、Ａ２＜Ｂ２であることを特徴とする請求項１に記載の多層配線基板の製造方法。
【請求項３】
前記波長λ１、λ２における照度Ｅ１、Ｅ２をＥ１＞Ｅ２とし露光、現像することにより順テーパー形状（ＴＯＰ径＞ＢＯＴＴＯＭ径）を形成することを特徴とする請求項２に記載の多層配線基板の製造方法。
【請求項４】
支持フィルム上に、第２の感光性ソルダーレジスト層と、第１の感光性ソルダーレジスト層と、をこの順に備えているフィルム状ソルダーレジストであって、
第１の感光性ソルダーレジスト層の波長λ１、λ２における吸光度Ａ１、Ａ２と第２の感光性ソルダーレジスト層の波長λ１、λ２における吸光度Ｂ１、Ｂ２が、Ａ１＞Ｂ１、Ａ２＜Ｂ２であることを特徴とするフィルム状ソルダーレジスト。
【請求項５】
前記第１の感光性ソルダーレジスト層と前記第２の感光性ソルダーレジスト層とは、異なる光重合開始剤を含有しており、その他の成分は同様であることを特徴とする請求項４に記載のフィルム状ソルダーレジスト。
【請求項６】
前記第１の感光性ソルダーレジスト層と前記第２の感光性ソルダーレジスト層とは、異なる光重合開始剤を含有しており、その他の成分も異なることを特徴とする請求項４に記載のフィルム状ソルダーレジスト。
【請求項７】
多層配線基板の表面側から第２の感光性ソルダーレジスト層および第１の感光性ソルダーレジスト層を備えている多層配線基板であって、
それらの感光性ソルダーレジスト層は、異なる光重合開始剤を含有しており、その他の成分は同様であることを特徴とする多層配線基板。
【請求項８】
多層配線基板の表面側から第２の感光性ソルダーレジスト層および第１の感光性ソルダーレジスト層を備えている多層配線基板であって、
それらの感光性ソルダーレジスト層は、異なる光重合開始剤を含有しており、その他の成分も異なることを特徴とする多層配線基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多層配線基板の製造方法に係り、特にＩＣチップを搭載するためのはんだバンプの形成等に適した開口形状のソルダーレジスト層を備えた多層配線基板の製造方法及びこれに用いるフィルム状ソルダーレジストに関する。
【背景技術】
【０００２】
多層配線基板においては、はんだバンプ同士が融着しないようにソルダーレジスト層が設けられる。このソルダーレジスト層に開口部を設け、この開口部直下に露出した配線部をＦＣパッドとして、該ＦＣパッド上にはんだバンプを敷設しＩＣチップとの半田溶融接続を行う。
【０００３】
近年、ＩＣチップの微細化に伴い、ＩＣチップのパッド電極の数が増加し、多層配線基板に形成するバンプも高密度化かつ小径化に向けた動きが拡がっている。このような中で、該多層配線基板で形成されるソルダーレジスト層の開口形状が逆テーパー（ＴＯＰ径＜ＢＯＴＴＯＭ径）形状であると、はんだ実装性低下やその後の工程でのはんだ脱落、さらにはチップ実装後の信頼性低下といった問題がある。このため、ソルダーレジストの開口形状は順テーパー形状（ＴＯＰ径＞ＢＯＴＴＯＭ径）であることが求められる。なお、ここではＴＯＰ径＜ＢＯＴＴＯＭ径なる場合を逆テーパー形状、その逆を順テーパー形状と呼ぶことにする。
【０００４】
プリベーク、露光、現像などのプロセス条件を調整する事でテーパー形状のソルダーレジストを形成する事が可能であるが、装置や条件によっては形成が困難な場合がある。
【０００５】
レジストにテーパー形状を形成する方法として、例えば特許文献１には、テーパー形状レジストパターンを高精細に形成できる、基板上に感光層が積層されてなる積層体の製造方法を提供するための技術として、感度が異なる２層以上のネガ型感光層を積層した積層体の製造方法が開示されている。
【０００６】
しかしながらこの技術においては、はんだボリュームや実装するチップ側のバンプ径によって異なるテーパー形状の最適角度を実現するために、感度が異なる多数のネガ型感光性レジストを常に備えて置く必要があり、製造面では必ずしも有利とは言えなかった。そのため、多種類の異なる感度を持つネガ型感光性レジストを備えて置く必要が無い技術が待望されていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１２−１６８２１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記の事情に鑑み、本発明は、はんだボリュームや実装するチップ側のバンプ径によって異なるソルダーレジスト層のテーパー形状の最適角度を、プロセス条件によって任意にコントロールする事が可能な多層配線基板の製造方法およびそれに用いるフィルム状ソルダーレジストを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を達成するための手段として、請求項1に記載の発明は、２層からなるソルダーレジスト層を使用した多層配線基板の製造方法であって、
コア基板の表裏面に多層配線を形成後、その表裏面に第１の感光性ソルダーレジスト層を形成する工程と、
第１の感光性ソルダーレジスト層の上に、第１の感光性ソルダーレジスト層とは吸収波長ピークまたは吸光度が異なる第２の感光性ソルダーレジスト層を形成する工程と、を備えていることを特徴とする多層配線基板の製造方法である。
【００１０】
また、請求項２に記載の発明は、前記第１の感光性ソルダーレジスト層の波長λ１、λ２における吸光度Ａ１、Ａ２と前記第２の感光性ソルダーレジスト層の波長λ１、λ２における吸光度Ｂ１、Ｂ２が、Ａ１＞Ｂ１、Ａ２＜Ｂ２であることを特徴とする請求項１に記載の多層配線基板の製造方法である。
【００１１】
また、請求項３に記載の発明は、前記波長λ１、λ２における照度Ｅ１、Ｅ２をＥ１＞Ｅ２とし露光、現像することにより順テーパー形状（ＴＯＰ径＞ＢＯＴＴＯＭ径）を形成することを特徴とする請求項２に記載の多層配線基板の製造方法である。
【００１２】
また、請求項４に記載の発明は、支持フィルム上に、第２の感光性ソルダーレジスト層と、第１の感光性ソルダーレジスト層と、をこの順に備えているフィルム状ソルダーレジストであって、
第１の感光性ソルダーレジスト層の波長λ１、λ２における吸光度Ａ１、Ａ２と第２の感光性ソルダーレジスト層の波長λ１、λ２における吸光度Ｂ１、Ｂ２が、Ａ１＞Ｂ１、Ａ２＜Ｂ２であることを特徴とするフィルム状ソルダーレジストである。
【００１３】
また、請求項５に記載の発明は、前記第１の感光性ソルダーレジスト層と前記第２の感光性ソルダーレジスト層とは、異なる光重合開始剤を含有しており、その他の成分は同様であることを特徴とする請求項４に記載のフィルム状ソルダーレジストである。
【００１４】
また、請求項６に記載の発明は、前記第１の感光性ソルダーレジスト層と前記第２の感光性ソルダーレジスト層とは、異なる光重合開始剤を含有しており、その他の成分も異なることを特徴とする請求項４に記載のフィルム状ソルダーレジストである。
【００１５】
また、請求項７に記載の発明は、多層配線基板の表面側から第２の感光性ソルダーレジスト層および第１の感光性ソルダーレジスト層を備えている多層配線基板であって、
それらの感光性ソルダーレジスト層は、異なる光重合開始剤を含有しており、その他の成分は同様であることを特徴とする多層配線基板である。
【００１６】
また、請求項８に記載の発明は、多層配線基板の表面側から第２の感光性ソルダーレジスト層および第１の感光性ソルダーレジスト層を備えている多層配線基板であって、
それらの感光性ソルダーレジスト層は、異なる光重合開始剤を含有しており、その他の成分も異なることを特徴とする多層配線基板である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の方法によれば、露光機の光源の各波長の照度比率（分布）を請求項１に記載の第１の感光性ソルダーレジスト層の開始剤の吸収ピーク波長λ１近傍の照度は低減させず、請求項１に記載の第２の感光性ソルダーレジスト層の開始剤の吸収ピーク波長λ２近傍の照度は低減させて露光する事で、波長λ１の光は吸光度が低い第２の感光性ソルダーレジスト層ではほとんど吸収されずに第１の感光性ソルダーレジスト層まで届き、表面よりも底部の硬化度を上昇させ順テーパー形状を形成する事が可能となる。
【００１８】
さらには、上記の積層ソルダーレジストを、ＬＥＤ（発光ダイオード）やＬＤ（レザーダイオード）を光源とする露光機では各波長の照度比率を任意にコントロールし、超高圧水銀ランプ等のランプ光源の露光機においては波長カットフィルター等を用いて各波長の照度比率を任意にコントロールすることで、第１の感光性ソルダーレジスト層と第２の感光性ソルダーレジスト層への光硬化の寄与率をコントロールし、テーパー角度を任意に調整する事が可能となる。
【００１９】
場合によっては、露光機の光源の各波長の照度比率を請求項１に記載の第１の感光性レジスト層の開始剤の吸収ピーク波長に近い波長の出力比率を減少させ、請求項１に記載の第２の感光性レジスト層の開始剤の吸収ピーク波長に近い波長の出力比率を増加させる事で逆テーパー形状を形成する事も可能である。部分的に逆テーパー形状が必要な場合は２回露光などエリアを分けて露光する事で各種テーパー形状の混在する多層配線基板の製造も可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の多層配線基板の製造方法による多層配線基板にＩＣチップを実装した場合の一例を示す断面図である。
【図２】本発明の多層配線基板の製造方法を例示する説明図である。
【図３】本発明の多層配線基板の製造方法を例示する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明は、はんだバンプの形成等に適した開口形状のソルダーレジスト層を備えた多層配線基板の製造方法であって、吸収波長ピークの異なる２層のネガ型のソルダーレジスト層を備えることを特長とする。本発明に関して以下に具体的に説明する。
【００２２】
本発明において製造される多層配線基板は、第１の感光性レジスト層の波長λ１、λ２における吸光度Ａ１、Ａ２と第２の感光性レジスト層の波長λ１、λ２における吸光度Ｂ１、Ｂ２が、Ａ１＞Ｂ１、Ａ２＜Ｂ２、またはＡ１＜Ｂ１、Ａ２＞Ｂ２、となることを特徴とする。波長がλ１＜λ２の場合、波長が短いほどソルダーレジスト材料等の他の要因による吸収がわずかに高くなり底部まで光が届きにくくなることから、より好ましいのはＡ１＜Ｂ１、Ａ２＞Ｂ２である。また、このときの波長の差（λ１-λ２）は１０ｎｍ以上が好ましく、さらには２０ｎｍ以上であることが好ましい。
【００２３】
前述の吸収波長ピークの異なる２層のソルダーレジスト層を有する多層配線基板の製造工程の一例を、図を参照して説明する。
【００２４】
図１に本発明の多層配線基板製造方法による積層配線基板にＩＣチップを搭載した状態の断面図を示したが、コアとなるコア基板７には貫通孔１２が設けられ、該貫通孔１２の側壁面が銅めっきされることによりコア基板７の表裏の配線導体８との導通がとられ、貫通孔１２自体は絶縁樹脂により埋設されている。コア基板７の表裏両面に形成された導体層の上にレジストを塗布するなど定法のフォトリソ工法（レジスト層形成・露光・現像・エッチング・レジスト剥離、等）を適用して銅層をエッチングして導体パターン８（配線導体８とも記す。）を形成する。
【００２５】
次に、導体パターン８が形成されたコア基板７の表裏両面にフィルム状絶縁樹脂１０をラミネートし、レーザー加工にて下層と導通させるためのビア孔９と呼ばれる開口を設ける。次に、フィルム状絶縁樹脂１０上に無電解銅めっきを施し、その後再びレジストを塗布し露光・現像することでそのレジストに導体パターンに対応する開口部を形成する。次いで、電解銅めっきを行い、開口部をめっき銅で埋設し、その後レジストを剥離してから無電解銅めっきをフラッシュエッチングにより除去して導体パターン１１を形成する。上
記のフィルム状絶縁樹脂１０のラミネートから無電解銅めっきのフラッシュエッチングまでの工程を必要な回数繰り返すことにより多層配線基板１３を形成することができる。
【００２６】
次に、多層配線板１３の表面に第１のソルダーレジスト５と第２のソルダーレジスト６の２層からなるソルダーレジスト層２０を塗布し（詳細は図２を参照して別途説明する）、露光・現像を行うことでソルダーレジスト層２０の所定の位置に開口部を形成して開口底部の導体を露出させ、ＦＣパッド３ａを形成する。このＦＣパッド３ａに、ＩＣチップ１のＦＣパッド３ｃと接続するためのはんだバンプ２を形成する。
【００２７】
最後に、多層配線基板に、ＩＣチップ１側の金属端子と多層配線基板のはんだバンプとを位置合わせしてＩＣチップ１を搭載し、その後はんだバンプ２を溶融してＩＣチップ１を多層配線基板に実装する。その後、ＩＣチップ１と多層配線基板の間にアンダーフィル４を注入後、アンダーフィル４を硬化させる。
【００２８】
次に、図２を参照しながら、多層配線基板１３の表面にソルダーレジスト層を形成する工程を説明する。まず、ロールコートもしくはスクリーン印刷にて、多層配線基板１３の表面に液状のソルダーレジストを塗布し、仮乾燥（プリベーク）を行い、第１の感光性ソルダーレジスト層５を形成する。その上にロールコートもしくはスクリーン印刷にて、更に液状のソルダーレジストを塗布し、仮乾燥（プリベーク）を行い、第２の感光性ソルダーレジスト層６を形成し、ソルダーレジスト層２０を完成させる。
【００２９】
上記手順にて形成したソルダーレジスト層２０に必要に応じてＰＥＴフィルムをロールラミネーターにてラミネートし露光する。ＰＥＴフィルムをラミネートした場合は露光後に剥離し、現像を行うことでソルダーレジスト層２０の所定の位置に開口部を形成して開口底部の導体を露出させ、ＦＣパッド１４ａとＢＧＡパッド１４ｂを形成する。
【００３０】
次に、図３を参照しながら、コア基板１２の一方の面にＦＣパッド３ａが、もう一方の面にＢＧＡパッド３ｂが形成された基板の表裏面にフィルムタイプのソルダーレジストを用いてソルダーレジスト層を形成する工程を説明する。使用するフィルムタイプのソルダーレジストは、ＰＥＴフィルムから順に第２の感光性ソルダーレジスト層６´、第１の感光性ソルダーレジスト層５´の順に積層されたフィルム状ソルダーレジスト層１６が半硬化状態で形成されている。これを真空ラミネートもしくはロールラミネートにて、コア基板１２の一方の面にＦＣパッド３ａが、もう一方の面にＢＧＡパッド３ｂが形成された基板の表裏面にラミネートする。
【００３１】
上記手順にて形成したフィルム状ソルダーレジスト層１６を露光し、ＰＥＴフィルムを剥離した後に現像を行うことでフィルム状ソルダーレジスト層１６の所定の位置に開口部を形成して開口底部の導体を露出させ、図２（ｄ）と同様に、ＦＣパッド１４ａとＢＧＡパッド１４ｂを形成することができる。
【００３２】
以上の様にしてソルダーレジスト層２０に形成した開口部であるＦＣパッド１４ａとＢＧＡパッド１４ｂの断面形状は、順テーパー形状（ＴＯＰ径＞ＢＯＴＴＯＭ径）となる。それは、波長がλ１＜λ２の場合、第１の感光性レジスト層である第１の感光性ソルダーレジスト層５の波長λ１、λ２における吸光度Ａ１、Ａ２と第２の感光性レジスト層である第２の感光性ソルダーレジスト層６の波長λ１、λ２における吸光度Ｂ１、Ｂ２が、Ａ１＜Ｂ１、Ａ２＞Ｂ２となるため、下地の層が露光不足となるためである。図３に示したソルダーレジスト層２０の代わりに、フィルム状ソルダーレジスト層１６を使用した場合も同様である。
【実施例】
【００３３】
＜実施例１＞
３８５ｎｍの波長に対する吸光度を１としたときに、３６５ｎｍの波長に対する吸光度が０．５となるネガ型の液状ソルダーレジストを、表面にＣＺ処理（算術平均粗さＲａ＝０．５〜１．５ｎｍ）を施した銅張積層板の表面にロールコート後、プリベークして約１０μｍの第１の感光性ソルダーレジスト層を形成した。
【００３４】
この第１の感光性ソルダーレジスト層形成に用いたソルダーレジストの３８５ｎｍの波長に対する吸光度を１．０としたときに、３８５ｎｍの波長に対する吸光度が１．０、３６５ｎｍの波長に対する吸光度が０．５となるネガ型の液状ソルダーレジストを、第１のソルダーレジスト上にロールコート後、プリベークして約１０ｎｍの第２の感光性ソルダーレジスト層を形成した。
【００３５】
このソルダーレジスト層を形成した基板にＰＥＴフィルムをロールラミネーターにてラミネートした。
【００３６】
作製した基板を、３６５ｎｍと３８５ｎｍピークのＬＥＤ光源を搭載し各光源の出力を任意に変更可能な直描露光装置をもちいて、各光源の照度比率３６５ｎｍ：３８５ｎｍが１：０、２：１、１：１、１：２、０：１となる５条件にて、日立４１段ステップタブレットにて各条件での段数が１０〜１５段の間で同じ段数となるように露光を実施した。露光パターンは光を遮蔽する直径１００μｍφ（データ上での寸法）の円形パターンをアレイ状に配置したパターンを用いた。
【００３７】
その後、ＰＥＴフィルムを手で剥離し、３０℃／１％Ｎａ２ＣＯ３水溶液をスプレー圧０．１ＭＰａでブレイクポイント（未露光部が完全溶解するまでの時間）の３倍の時間スプレーし、未露光部分を溶解除去した。
【００３８】
現像した基板を、１〜２ＪでＵＶ硬化した後、１６０〜１８０℃／１時間ベークして完全硬化させ、ソルダーレジスト開口部形状の断面観察を実施した。
【００３９】
断面観察の結果、５種の露光条件において、照度比率が３６５ｎｍ＞３８５ｎｍの傾向が強い条件ほど、ソルダーレジスト開口部の空間の形状は順テーパー傾向（ＴＯＰ径＜ＢＯＴＴＯＭ径）が高くなり、照度比率が３６５ｎｍ＜３８５ｎｍの傾向が強い条件ほど、逆テーパー傾向（ＴＯＰ径＞ＢＯＴＴＯＭ径）が高くなった。
【００４０】
この結果より、本発明の製造方法にて順テーパー形状のソルダーレジスト層を形成可能であることがわかった。また露光機の波長比率を調整する事でソルダーレジスト層のテーパー形状を任意にコントロール可能であることが分かった。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
はんだ実装性の向上、チップ実装後の信頼性の向上に最適な開口形状を有する多層配線基板を提供できる。
【符号の説明】
【００４２】
１…ＩＣチップ
２…はんだバンプ
３ａ…ＦＣパッド（多層配線板）
３ｂ…ＢＧＡパッド
３ｃ…ＦＣパッド（ＩＣチップ）
４…アンダーフィル
５、５´…第１の感光性ソルダーレジスト層
６、６´…第２の感光性ソルダーレジスト層
７…コア基板
８、１１…配線導体（導体パターン）
９…ビア孔（開口）
１０…フィルム状絶縁層（絶縁樹脂）
１２…貫通孔（スルーホール）
１３…多層配線基板（内層）
１４ａ…ＦＣパッド
１４ｂ…ＢＧＡパッド
１５…ＰＥＴフィルム
１６…フィルム状ソルダーレジスト
２０…ソルダーレジスト層（第１の感光性ソルダーレジスト層＋第２の感光性ソルダーレジスト層）
【図１】
2018113391.tif 000003
【図２】
2018113391.tif 000004
【図３】
2018113391.tif 000005