(57)【要約】【課題】貫通孔や凹部等の空洞部を有する基板表面に微細パターンの配線導体を薄膜形成することができる多層配線基板の製造方法を提供する。【解決手段】多層配線基板１の製造方法は、セラミックグリーンシートからなる内層体１１に空洞部１０を形成する工程と、内層体１１にセラミックグリーンシートからなる表層体１２を積層して空洞部１０の開放端を塞ぐ工程と、内層体１１と表層体１２を焼成して積層基板１３を得る工程と、積層基板１３の表面にスパッタにより金属膜１４を薄膜形成する工程と、金属膜１４をフォトリソグラフィによりパターニングして配線導体５を形成する工程と、配線導体５の形成後に積層基板１３の表面にレーザー光を照射して空洞部１０に連通する開口を形成する工程と、を含んでいる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミックグリーンシートからなる内層体に少なくとも一端を開放した空洞部を形成する工程と、
前記内層体にセラミックグリーンシートからなる表層体を積層して前記空洞部の一端を塞ぐ工程と、
前記内層体と前記表層体を焼成して積層基板を得る工程と、
前記積層基板の表面に金属膜を薄膜形成する工程と、
前記金属膜をフォトリソグラフィによりパターニングして配線導体を形成する工程と、
前記積層基板の表面に前記空洞部に連通する開口を形成する工程と、
を含むことを特徴とする多層配線基板の製造方法。
【請求項２】
請求項１の記載において、前記空洞部が両端を開放した貫通孔からなり、前記積層基板が前記貫通孔の両端を塞ぐ前記表層体と裏層体とを有し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３】
請求項２の記載において、前記積層基板の裏面に前記貫通孔に連通する開口が形成され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４】
請求項１または３の記載において、前記開口はレーザー光の照射によって形成されることを特徴とする多層配線基板の製造方法。
【請求項５】
請求項１の記載において、前記内層体は複数のセラミックグリーンシートを積層した積層シート体からなり、これらセラミックグリーンシートに内部導体と接続ビアが設けられ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６】
請求項１の記載において、前記配線導体は、前記積層基板の表面にスパッタにより前記金属膜を成膜し、この金属膜上にスピンコート法により感光性樹脂を塗布した後、この感光性樹脂に対して露光・現像とエッチングを行うことによりパターニングされることを特徴とする多層配線基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層基板の表面に配線導体が薄膜形成されている多層配線基板の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
多層配線基板は複数のセラミック基板を積層したものからなり、内層を電源層やグランド層として用い、信号線である配線導体は表面層に配置する場合が多い。このような多層配線基板の一例として、特許文献１に記載されているように、キャビティ用の孔が形成されたコア基材の上面に配線導体を形成すると共に、コア基材の下面に放熱板を接着して有底形状のキャビティを形成し、このキャビティ内に収納した半導体素子とコア基材上の配線導体とをワイヤーボンディングしたものが提案されている。
【０００３】
特許文献１に記載された多層配線基板では、ガラス布基材の両面に銅箔が設けられた両面銅張基板をコア基材として用い、このコア基材にドリルで穴開けしてキャビティ孔を形成した後、コア基材の上面に感光性フィルム（ドライフィルム）を熱圧着してキャビティ孔を閉塞し、しかる後、この感光性フィルムを露光・現像してエッチングを行うことにより、コア基材の上面にキャビティ孔を露出させると共に銅箔からなる配線導体を形成するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−１７８０３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、多層配線基板は高密度化や多層化が促進されており、それに伴って配線導体を薄膜法により形成してファインパターン化する要望が高まっている。この場合、セラミック基板の表面にスパッタ等で金属膜を形成した後、フォトリソグラフィ技術を用いて金属膜をパターニングすれば、微細パターンの配線導体を形成することができる。しかしながら、特許文献１に開示された従来例のように、凹状のキャビティ孔を有する多層配線基板の場合、基板表面に金属膜を薄膜形成することが困難となる。また、フォトリソグラフィ技術で用いられる感光性レジストには、液状レジストとドライフィルムレジストが知られているが、微細パターン形成に好適な液状レジストを採用する場合、キャビティ孔が設けられた基板上にスピンコート法によって液状レジストを塗布する際に、キャビティ孔の存在によって液状レジストの塗布されない領域が発生するという問題も発生する。
【０００６】
本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、貫通孔や凹部等の空洞部を有する基板表面に微細パターンの配線導体を薄膜形成することができる多層配線基板の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、本発明による多層配線基板の製造方法は、セラミックグリーンシートからなる内層体に少なくとも一端を開放した空洞部を形成する工程と、前記内層体にセラミックグリーンシートからなる表層体を積層して前記空洞部の一端を塞ぐ工程と、前記内層体と前記表層体を焼成して積層基板を得る工程と、前記積層基板の表面に金属膜を薄膜形成する工程と、前記金属膜をフォトリソグラフィによりパターニングして配線導体を形成する工程と、前記積層基板の表面に前記空洞部に連通する開口を形成する工程と、を含むことを特徴としている。
【０００８】
このような工程を含む多層配線基板の製造方法では、内層体に設けられた空洞部の開放端を塞ぐように表層体を積層した後、これらセラミックグリーンシートからなる内層体と表層体を焼成して積層基板を得るようにしたので、積層基板の平坦な表面にスパッタ等で金属膜を成膜して微細パターンの配線導体を形成することができ、しかる後に積層基板の表面に空洞部に連通する開口を形成すれば、貫通孔や凹部を有する基板表面に配線導体が薄膜形成された多層配線基板を得ることができる。
【０００９】
上記の製造方法において、内層体に設けられた空洞部は有底形状の凹部であっても良いが、空洞部が両端を開放した貫通孔からなる場合、この貫通孔の両端を塞ぐように内層体に表層体と裏層体を積層した状態で、これらセラミックグリーンシートからなる内層体と表層体および裏層体を焼成して積層基板を得ることが好ましい。
【００１０】
この場合において、積層基板の裏面に貫通孔に連通する開口が形成されていると、多層配線基板を母基板（マザーボード）等に搭載する際に、高精度に形成された貫通孔を位置決め孔として用いることができる。
【００１１】
また、上記の製造方法において、開口をドリル等の機械加工によって形成することも可能であるが、開けたい穴の輪郭に沿ってレーザー光を照射（トレパニング穴あけ）して開口を形成すると、開口の大きさや形状にかかわらず、簡単かつ高精度に開口を形成することができる。
【００１２】
また、上記の製造方法において、内層体は単層のセラミックグリーンシートでも良いが、この内層体が複数のセラミックグリーンシートを積層した積層シート体からなり、これらセラミックグリーンシートに内部導体と接続ビアが設けられていると、多機能化や多性能化に好適な多層配線基板を実現することができる。
【００１３】
また、上記の製造方法において、配線導体は、積層基板の表面にスパッタにより金属膜を成膜し、この金属膜上にスピンコート法により感光性樹脂を塗布した後、この感光性樹脂に対して露光・現像とエッチングを行うことでパターン形成されることが好ましい。このように開口を形成する前の積層基板の平坦な表面に金属膜を成膜した後、この金属膜上にスピンコート法により感光性樹脂（液状レジスト）を塗布するようにすると、感光性樹脂のスピンコート法を用いて微細パターンの配線導体を形成することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明による多層配線基板の製造方法では、貫通孔や凹部等の空洞部を有する基板表面に微細パターンの配線導体を薄膜形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施形態例に係る多層配線基板の断面図である。
【図２】該多層配線基板の製造工程を示すフローチャートである。
【図３】該多層配線基板の製造工程を示す断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態例に係る多層配線基板の断面図である。
【図５】該多層配線基板の製造工程を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
発明の実施の形態について図面を参照して説明すると、図１に示すように、本発明の第１実施形態例に係る多層配線基板１は、複数のセラミックグリーンシートを積層・焼成して一体化した積層基板２と、積層基板２の内層に設けられた内部導体３および接続ビア４と、積層基板２の表面に設けられた配線導体５とを備えており、積層基板２には上面を平面視で矩形状に開放した凹部（キャビティ）６が設けられている。
【００１７】
この多層配線基板１は、積層基板２の底面に図示せぬ半田ボールをアレイ状に配列することにより、母基板上に表面実装可能なＢＧＡ（Ball Grid Array）タイプのパッケージとして構成されている。その際、配線導体５のランドにはチップ抵抗器等のチップ部品が半田付けされ、凹部６は半導体ベアチップ等の収納空間として用いられる。
【００１８】
次に、上記の如く構成された多層配線基板１の製造方法について、図２に示すフローチャートと図３に示す断面図を参照しながら説明する。
【００１９】
まず、図３（ａ）に示すように、複数のセラミックグリーンシートを重ね合わせることにより、上面を開放した有底形状の空洞部１０が設けられた内層体１１を形成する（図２のステップＳ１）。各セラミックグリーンシートには、導電ペーストを印刷することにより内部導体３が形成されていると共に、パンチング加工されたスルーホールに導電ペーストを充填することで接続ビア４が形成されている。また、下層のセラミックグリーンシートを除く上層側のセラミックグリーンシートには、平面視で矩形状の打抜孔がパンチング加工されており、これら打抜孔を重ね合わせることで空洞部１０が形成されている。
【００２０】
次に、図３（ｂ）に示すように、内層体１１の上面にセラミックグリーンシートからなる表層体１２を重ねて空洞部１０の開放端を塞いだ後（図２のステップＳ２）、この状態で８５０〜１０００℃の焼成温度で焼成処理を行うことにより、内層体１１と表層体１２が積層・一体化された積層基板１３を得る（図２のステップＳ３）。
【００２１】
次に、図３（ｃ）に示すように、積層基板１３の上面（表層体１２）にスパッタによってクロム、パラジウム、銀、金、白金、チタン、銅およびニッケル等の金属膜１４を形成する（図２のステップＳ４）。このとき、金属膜１４は空洞部１０を塞いで平坦面となっている表層体１２上に成膜される。
【００２２】
次に、図３（ｄ）に示すように、金属膜１４上にスピンコート法により感光性樹脂（液状レジスト）１５を塗布する（図２のステップＳ５）。このとき、感光性樹脂１５は凹部の存在しない平坦面となった表層体１２上に成膜された金属膜１４上にスピンコートされるため、膜厚の均一な感光性樹脂１５を金属膜１４の全面に満遍なく塗布することができる。
【００２３】
次に、感光性樹脂１５を露光・現像し、必要に応じて銅めっきを施した後、感光性樹脂１５を剥離してエッチングを行うことにより、図３（ｅ）に示すように、金属膜１４をパターニングして微細パターンの配線導体５を形成する（図２のステップＳ６）。
【００２４】
しかる後、図３（ｆ）に示すように、表層体１２に空洞部１０に連通する開口を形成することにより、積層基板１３に上面を開放した凹部（キャビティ）６が形成され（図２のステップＳ７）、図１に示す構成の多層配線基板１を得ることができる。ここで、開口を形成する手段としてレーザー加工が用いられており、空洞部１０の開放端の輪郭に沿ってレーザー光を照射（トレパニング穴あけ）することにより、所望形状の開口を容易に形成することができる。なお、開口を形成することに伴って、空洞部１０の開放端の輪郭にレーザー加工による照射痕が形成されても良い。
【００２５】
以上説明したように、第１実施形態例に係る多層配線基板１の製造方法では、内層体１１に設けられた空洞部１０の開放端を塞ぐように表層体１２を積層した後、これらセラミックグリーンシートからなる内層体１１と表層体１２を焼成して積層基板１３を得るようにしたので、積層基板１３の平坦な表面（表層体１２）にスパッタによって金属膜１４を形成することができ、この金属膜１４からフォトリソグラフィ技術により微細パターンの配線導体５を形成することができる。そして、このように配線導体５をパターン形成した後に、表層体１２に空洞部１０と連通する穴開け加工を施して凹部６を形成するようにしたので、凹部６を有する基板表面に配線導体５が薄膜形成された多層配線基板１を得ることができる。
【００２６】
また、第１実施形態例に係る多層配線基板１の製造方法では、表層体１２に開口を形成する手段としてレーザー加工を用い、空洞部１０の矩形状の開放端の輪郭に沿ってレーザー光を照射することにより、空洞部１０に連通する矩形状の開口を形成するようにしたので、開口の大きさや形状にかかわらず、簡単かつ高精度に開口を形成することができる。なお、空洞部１０の平面形状は矩形状に限らず、円形や楕円形であっても良い。
【００２７】
また、第１実施形態例に係る多層配線基板１の製造方法では、配線導体５をパターン形成するフォトリソグラフィ技術として、開口を穴開け加工する前の表層体１２の平坦な表面にスパッタにより金属膜１４を成膜した後、この金属膜１４上にスピンコート法により感光性樹脂１５を塗布するようにしたので、感光性樹脂（液状レジストを）１５のスピンコート法を用いて微細パターンの配線導体５を形成することができる。
【００２８】
図４は本発明の第２実施形態例に係る多層配線基板２０の断面図であり、図１に対応する部分には同一符号を付してある。
【００２９】
図４に示すように、第２実施形態例に係る多層配線基板２０は、複数のセラミックグリーンシートを焼成して積層・一体化した積層基板２と、積層基板２の内層に設けられた内部導体３および接続ビア４と、積層基板２の表面に設けられた配線導体５とを備えており、積層基板２には上下方向に貫通する貫通孔２１が設けられている。この貫通孔２１は、部品収納用の空間や位置決め孔等として用いられ、例えば、多層配線基板２０を母基板（マザーボード）等に搭載する際に、母基板に立設された図示せぬ位置決めピンに貫通孔２１を挿入するようにすれば、多層配線基板２０を母基板上に高精度に位置合わせすることができる。
【００３０】
図５はこのように構成された多層配線基板２０の製造方法を示す断面図であり、図３に対応する部分には同一符号を付してある。
【００３１】
図５（ａ）に示すように、まず、複数のセラミックグリーンシートを重ね合わせることにより、上下方向に貫通する空洞部２２が設けられた内層体１１を形成する。各セラミックグリーンシートには、導電ペーストを印刷することにより内部導体３が形成されていると共に、パンチング加工されたスルーホールに導電ペーストを充填することで接続ビア４が形成されている。
【００３２】
次に、図５（ｂ）に示すように、内層体１１の上面にセラミックグリーンシートからなる表層体１２を重ねて空洞部２２の上部開放端を塞ぐと共に、内層体１１の下面にセラミックグリーンシートからなる裏層体２３を重ねて空洞部２２の下部開放端を塞ぐ。そして、この状態で８５０〜１０００℃の焼成温度で焼成処理を行うことにより、内層体１１を挟んで表層体１２と裏層体２３が積層・一体化された積層基板２４を得る。
【００３３】
次に、図５（ｃ）に示すように、積層基板２４の上面（表層体１２）にスパッタによってクロム、パラジウム、銀、金、白金、チタン、銅およびニッケル等の金属膜１４を形成する。このとき、金属膜１４は空洞部２２を塞いで平坦面となっている表層体１２上に成膜されるため、膜厚の均一な金属膜１４を形成することができる。
【００３４】
次に、図５（ｄ）に示すように、金属膜１４上にスピンコート法により感光性樹脂１５を塗布した後、この感光性樹脂１５を露光・現像し、必要に応じて銅めっきを施す。しかる後、感光性樹脂１５を剥離してエッチングを行うことにより、図５（ｅ）に示すように、金属膜１４をパターニングして微細パターンの配線導体５を形成する。
【００３５】
次に、図５（ｆ）に示すように、積層基板２４の上面（表層体１２）に空洞部２２に連通する開口を形成すると共に、積層基板２４の下面（裏層体２３）に空洞部２２に連通する開口を形成する。これにより、積層基板２４に上下方向に貫通する貫通孔２１が形成され、図４に示す多層配線基板２０を得ることができる。本実施形態例でも開口を形成する手段としてレーザー加工が用いられており、空洞部２２の開放端の輪郭に沿ってレーザー光を照射（トレパニング穴あけ）することにより、所望形状の開口を容易に形成することができる。
【００３６】
以上説明したように、第２実施形態例に係る多層配線基板２０の製造方法では、内層体１１に設けられた上下方向に貫通する空洞部２２を塞ぐように表層体１２と裏層体２３を積層した後、これらセラミックグリーンシートからなる内層体１１と表層体１２および裏層体２３を焼成して積層基板２４を得るようにしたので、積層基板２４の平坦な表面（表層体１２）にスパッタによって金属膜１４を形成することができ、この金属膜１４からフォトリソグラフィ技術により微細パターンの配線導体５を形成することができる。そして、このように配線導体５をパターン形成した後に、表層体１２と裏層体２３にそれぞれ空洞部２２に連通する穴開け加工を施して貫通孔２１を形成するようにしたので、貫通孔２１を有する基板表面に配線導体５が薄膜形成された多層配線基板２０を得ることができる。
【００３７】
なお、上記各実施形態例では、積層基板の表面にスパッタした金属膜を配線導体にパターニングする際に、金属膜上にスピンコート法により感光性樹脂（液状レジスト）を塗布するようにしたが、スピンコート法の代わりにドライフィルムレジストを金属膜上に熱圧着するようにしても良い。この場合も、凹凸のない平坦な金属膜上にドライフィルムレジストを熱圧着することができるため、微細化という点ではスピンコート法よりも劣るが、凹部や貫通孔を有する積層基板の表面に配線導体を薄膜形成することができる。
【００３８】
また、上記各実施形態例では、表層体や裏層体にレーザー光を照射することで開口を形成する場合について説明したが、レーザー加工の代わりにドリル等の機械加工によって開口を形成することも可能である。
【００３９】
なお、上記した各実施形態例は、本発明の説明のための例示であり、他の様々な態様で本発明を実施することができる。例えば、第２実施形態例において、空洞部２２の上下両端部を塞ぐ表層体１２と裏層体２３のうち、表層体１２のみに空洞部２２と連通する開口を形成するようにしても良い。このようにすると、多層配線基板の積層基板に凹部と貫通孔の両方を形成できるため、凹部を部品収納用の空間として用い、貫通孔を位置決め用として用いることが可能となる。
【符号の説明】
【００４０】
１，２０  多層配線基板
２  積層基板
３  内部導体
４  接続ビア
５  配線導体
６  凹部
１０，２２  空洞部
１１  内層体
１２  表層体
１３，２４  積層基板
１４  金属膜
１５  感光性樹脂
２１  貫通孔
２３  裏層体
【図１】
2019102608.tif 000003
【図２】
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【図３】
2019102608.tif 000005
【図４】
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【図５】
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