(57)【要約】【課題】信頼性と電気特性が優れた両面配線基板を提供可能な両面配線基板の製造方法を提供する。【解決手段】二枚の金属箔付き基板を積層して接着・固定してコア基板を作製し、ベース基板に形成したブラインドビア内に導通電極を形成し、ベース基板に導通電極と導通する位置に第一配線パターンを形成し、第一配線パターンの上に形成した第一絶縁樹脂層に第一配線パターンと導通を取るブラインドビアを形成し、ブラインドビア内に導通電極を形成し、第一配線パターンと導通を取るブラインドビア内に形成した導通電極と導通する位置に配線パターンを形成し、第一配線パターンの上に絶縁樹脂層を形成する工程を必要な層の回数繰り返して配線層を形成し、コア基板に設定した切断位置で接着剤の塗工領域を切断することで、二枚の金属箔付き基板を分離して作成する。【選択図】図１
2015070186.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース基板の上に絶縁層と配線層とが交互に複数積層されて形成された両面配線基板の製造方法であって、
前記ベース基板の一方の面に金属箔からなる金属箔層を形成した二枚の金属箔付き基板を、前記金属箔同士を対向させた状態で金属箔よりも面積の小さい剥離層を介して積層し、二枚の前記ベース基板の間、且つ前記金属箔及び前記剥離層よりも外周側に接着剤を塗工して接着層を形成して、前記二枚の金属箔付き基板を接着・固定してコア基板を作製する第１工程と、
前記コア基板を形成する前記ベース基板に、当該ベース基板の他方の面に開口して前記金属箔に達するとともに金属箔を貫通しないブラインドビアを形成し、前記ブラインドビア内に導通電極を形成し、さらに、前記ベース基板の他方の面上において前記導通電極と導通する位置に第一配線パターンを形成する第２工程と、
前記第一配線パターンの上に第一絶縁樹脂層を形成する第３工程と、
前記第一絶縁樹脂層に前記第一配線パターンと導通を取るブラインドビアを形成し、当該ブラインドビア内に導通電極を形成し、さらに、前記第一絶縁樹脂層上において前記第一配線パターンと導通を取るブラインドビア内に形成した導通電極と導通する位置に配線パターンを形成し、当該第一配線パターンの上に絶縁樹脂層を形成する工程を必要な層の回数繰り返して配線層を形成する第４工程と、
前記コア基板に設定した切断位置で前記接着剤の塗工領域を切断することで、二枚の前記金属箔付き基板を分離して作成する第５工程と、
前記第５工程で作成した金属箔付き基板を用いて形成した片面配線基板に対し、前記金属箔を使用して導通電極に接続した配線パターンを形成して基板中間体とする第６工程と、
前記第６工程で形成した基板中間体の両面の最表面において絶縁樹脂層と配線パターンのランド部に開口部を形成し、当該開口部に接続パッドを形成する第７工程と、を有することを特徴とする両面配線基板の製造方法。
【請求項２】
ベース基板の上に絶縁層と配線層とが交互に複数積層されて形成された両面配線基板の製造方法であって、
前記ベース基板の一方の面に金属箔からなる金属箔層を形成した二枚の金属箔付き基板を、前記金属箔同士を対向させた状態で金属箔よりも面積の小さい剥離層を介して積層し、二枚の前記ベース基板の間、且つ前記金属箔及び前記剥離層よりも外周側に接着剤を塗工して接着層を形成して、前記二枚の金属箔付き基板を接着・固定してコア基板を作製する第１工程と、
前記コア基板を形成する前記ベース基板に、当該ベース基板の他方の面に開口して前記金属箔に達するとともに金属箔を貫通しないブラインドビアを形成し、前記ブラインドビア内に導通電極を形成し、さらに、前記ベース基板の他方の面上において前記導通電極と導通する位置に第一配線パターンを形成する第２工程と、
前記第一配線パターンの上に第一絶縁樹脂層を形成する第３工程と、
前記第一絶縁樹脂層に前記第一配線パターンと導通を取るブラインドビアを形成し、当該ブラインドビア内に導通電極を形成し、さらに、前記第一絶縁樹脂層上において前記第一配線パターンと導通を取るブラインドビア内に形成した導通電極と導通する位置に配線パターンを形成し、当該第一配線パターンの上に絶縁樹脂層を形成する工程を必要な層の回数繰り返して配線層を形成する第４工程と、
前記コア基板に設定した切断位置で前記接着剤の塗工領域を切断することで、二枚の前記金属箔付き基板を分離して作成する第５工程と、
前記金属箔をパターニングした配線パターンを形成することで配線基板中間体を形成する第６工程と、
前記第６工程で形成した配線基板中間体の両面の絶縁樹脂層に、接続パッドを形成する開口部と当該開口部に繋がった配線パターンを形成する第７工程と、を有することを特徴とする両面配線基板の製造方法。
【請求項３】
前記接続パッドを形成する開口部の配線パターンの表面に、ニッケル、金、錫、錫銀、錫銀銅、錫銅、錫ビスマス、錫鉛の単体金属、または、前記単体金属を積層してなる金属層を形成することを特徴とする請求項２に記載した両面配線基板の製造方法。
【請求項４】
前記金属箔は、金属からなり、その厚さが１０μｍ以下であることを特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれか１項に記載した両面配線基板の製造方法。
【請求項５】
前記導通電極及び前記配線パターンを形成する導通材料は、銅、銀、金、ニッケル、白金、パラジウム、ルテニウム、鉄、または、これらの金属を含む化合物のうちいずれか一つであることを特徴とする請求項１から請求項４のうちいずれか１項に記載した両面配線基板の製造方法。
【請求項６】
前記ベース基板は、ガラス基板または有機基板からなり、
前記ベース基板の厚さは、０．０５ｍｍ以上０．４ｍｍ以下の範囲内であることを特徴とする請求項１から請求項５のうちいずれか１項に記載した両面配線基板の製造方法。
【請求項７】
前記ベース基板の熱膨張率は、１５ｐｐｍ／℃以下であることを特徴とする請求項１から請求項６のうちいずれか１項に記載した両面配線基板の製造方法。
【請求項８】
請求項１から請求項７のうちいずれか１項に記載した両面配線基板の製造方法を用いて製造されたことを特徴とする両面配線基板。
【請求項９】
請求項８に記載した両面配線基板と、前記配線基板表面の最上層部に搭載した半導体素子と、を備えることを特徴とする半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子等をプリント基板に接続する際に中間媒体として使用するインターポーザであって、プロセスの作業性と生産性を向上させ、且つボイドの発生を抑え信頼性と電気特性の優れた、板厚の薄い基材を使用した導通電極付き両面配線基板と、その簡便な製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ウェハープロセスで製造される各種のメモリー、ＣＭＯＳ、ＣＰＵ等の半導体素子は、電気的接続用の端子を有する。半導体素子が有する電気的接続用の端子のピッチと、半導体素子と電気的な接続がなされるべきプリント基板側の接続部のピッチとは、通常、そのスケールが数倍から数十倍程度異なる。
そのため、半導体素子とプリント基板を電気的に接続しようとする場合、インターポーザと称されるピッチ変換のための仲介用基板（半導体素子実装用基板）が使用される。仲介用基板を使用する際には、インターポーザの一方の面に半導体素子を実装し、他方の面または基板の周辺で、プリント基板との接続がとられる。
【０００３】
半導体素子をプリント板に実装するためのインターポーザとしては、これまで、有機基板や有機ビルドアップ基板が用いられてきた。しかしながら、昨今のスマートフォンに代表されるような急速な電子機器の高性能化により、半導体素子を縦に積層する技術や、メモリーやロジックといった異なる半導体素子を同一基板上に並べて実装する３次元実装技術や、２．５次元実装技術の開発が必要不可欠となりつつある。これらの開発により、電子機器類のさらなる高速化・大容量化・低消費電力化等の実現が可能と考えられているが、半導体素子の高密度化に伴い、インターポーザにも、より微細な配線と狭ピッチの貫通電極の形成が求められている。
【０００４】
しかしながら、従来の有機材料を用いた基板では、樹脂の吸湿や熱膨張率（ＣＴＥ）による伸縮が大きいため、貫通電極が狭ピッチになると、メモリーやロジックといった半導体チップとスケールを合わせた導通接続が難しいという問題があった。
そこで、近年では、基材にシリコンやガラスを用いるインターポーザの開発に大きな注目が集まっている。このインターポーザは、共に、有機基板を用いた際に問題となっていた吸湿やＣＴＥの影響が小さくなるため、微細配線の形成に有利であり、また、高い加工性を有するため、内部に形成した微細な貫通穴を導電性物質で充填して、ＴＳＶ（Ｔｈｒｏｕｇｈ−Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｖｉａ）や、ＴＧＶ（Ｔｈｒｏｕｇｈ−Ｇｌａｓｓ  Ｖｉａ）と呼ばれる貫通電極が形成できる。
【０００５】
なお、基材にガラスを用いるインターポーザに関する技術としては、例えば、特許文献１に記載されているように、インターポーザ用のガラス基板の組成を規定して、ガラス基板自体の強度を向上させる技術がある。
また、上記のＴＧＶに関する技術としては、例えば、特許文献２に記載されているように、ＴＧＶを導電性ペーストで充填し、ボイド発生を回避して導通電極を形成する技術がある。
【０００６】
上記の貫通電極は、配線長を短縮して、基板の表裏面の配線同士を最短距離で接続可能とするため、信号伝送速度の高速化等、優れた電気特性を実現することが可能となる。さらに、内部に配線を形成する構造のため、電子デバイスの小型化や高密度化にも有効な実装方法であることや、貫通電極の採用により多ピン並列接続が可能となり、様々な電子デバイスへの展開により、高速化や低消費電力化等を実現することが可能となる等、多数の利点を有する。
【０００７】
両者を比較すると、シリコンインターポーザはガラスインターポーザよりも微細化が可能であり、また、配線やＴＳＶ形成プロセスが確立されている。一方、丸いシリコンウェハに四角いチップを配置するため、ウェハ周辺部が使用できないことや、真空装置のチャンバーに入るウェハサイズに制限があるため、１チップあたりの生産コストが高くなるという課題を有する。
【０００８】
また、ＴＳＶは、反応性ガスによるドライエッチングにより貫通穴を掘っていくため、加工時間が長いことや、非貫通で開けた穴に対し、裏面よりウェハを薄く削って貫通穴とする工程を含むこと等も、コストを上げる要因となっている。
また、ガラスインターポーザでは、シリコンウェハよりも大面積のガラス基板を使用することにより、有機基板の生産で使用されているプロセスにて生産が可能であり、１チップあたりの生産コストを安く抑える事が可能となる。
【０００９】
また、ＴＧＶは、放電加工やレーザー加工等で、短時間で貫通穴を形成できることが有利な点である。
さらに、電気特性の面では、ガラスインターポーザは、基板自体がシリコンインターポーザと違って絶縁体のため、高速回路においても寄生素子発生の懸念が無く、より電気特性に優れる。そもそも、基板にガラスを用いると、絶縁膜を形成させる工程自体が必要ないため、絶縁信頼が高く工程の短縮も可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特許第４８０３６４３号公報
【特許文献２】特開２０１２−２２７２５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上記のガラス基板は、シリコンウェハよりも低コストでインターポーザを生産可能となることが期待されるが、表面キズや端部のカケを起点としてガラスが破損し易く、ハンドリングが難しいという課題がある。また、インターポーザとしてのガラス基板は、厚みが薄くなり、さらに、基板全面に貫通穴が形成され、基板の強度が低下し、さらに、破損しやすくなっている。
【００１２】
また、上記のＴＧＶにて、電解金属めっきによりスルーホールビアフィリングを行う際には、基板の厚さとビア径の比（アスペクト比）が大きくなると、電解金属めっき内にボイドが発生し易く、信頼性や電気特性が低くなるとった課題を抱えている。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、配線基板の製造であって、板厚の薄い基板に対する、めっきや洗浄乾燥等のプロセスの作業性と生産性を向上させ、且つボイドの無い貫通電極形成により、信頼性と電気特性が優れた両面配線基板を提供可能な製造方法と、その製造方法により製造した両面配線基板と、両面配線基板を使用した半導体装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の目的を達成するために、本発明の一態様は、ベース基板の上に絶縁層と配線層とが交互に複数積層されて形成された両面配線基板の製造方法であって、
前記ベース基板の一方の面に金属箔からなる金属箔層を形成した二枚の金属箔付き基板を、前記金属箔同士を対向させた状態で金属箔よりも面積の小さい剥離層を介して積層し、二枚の前記ベース基板の間、且つ前記金属箔及び前記剥離層よりも外周側に接着剤を塗工して接着層を形成して、前記二枚の金属箔付き基板を接着・固定してコア基板を作製する第１工程と、
前記コア基板を形成する前記ベース基板に、当該ベース基板の他方の面に開口して前記金属箔に達するとともに金属箔を貫通しないブラインドビアを形成し、前記ブラインドビア内に導通電極を形成し、さらに、前記ベース基板の他方の面上において前記導通電極と導通する位置に第一配線パターンを形成する第２工程と、
前記第一配線パターンの上に第一絶縁樹脂層を形成する第３工程と、
前記第一絶縁樹脂層に前記第一配線パターンと導通を取るブラインドビアを形成し、当該ブラインドビア内に導通電極を形成し、さらに、前記第一絶縁樹脂層上において前記第一配線パターンと導通を取るブラインドビア内に形成した導通電極と導通する位置に配線パターンを形成し、当該第一配線パターンの上に絶縁樹脂層を形成する工程を必要な層の回数繰り返して配線層を形成する第４工程と、
前記コア基板に設定した切断位置で前記接着剤の塗工領域を切断することで、二枚の前記金属箔付き基板を分離して作成する第５工程と、
前記第５工程で作成した金属箔付き基板を用いて形成した片面配線基板に対し、前記金属箔を使用して導通電極に接続した配線パターンを形成して基板中間体とする第６工程と、
前記第６工程で形成した基板中間体の両面の最表面において絶縁樹脂層と配線パターンのランド部に開口部を形成し、当該開口部に接続パッドを形成する第７工程と、を有することを特徴とする両面配線基板である。
【００１４】
また、本発明の一態様は、ベース基板の上に絶縁層と配線層とが交互に複数積層されて形成された両面配線基板の製造方法であって、
前記ベース基板の一方の面に金属箔からなる金属箔層を形成した二枚の金属箔付き基板を、前記金属箔同士を対向させた状態で金属箔よりも面積の小さい剥離層を介して積層し、二枚の前記ベース基板の間、且つ前記金属箔及び前記剥離層よりも外周側に接着剤を塗工して接着層を形成して、前記二枚の金属箔付き基板を接着・固定してコア基板を作製する第１工程と、
前記コア基板を形成する前記ベース基板に、当該ベース基板の他方の面に開口して前記金属箔に達するとともに金属箔を貫通しないブラインドビアを形成し、前記ブラインドビア内に導通電極を形成し、さらに、前記ベース基板の他方の面上において前記導通電極と導通する位置に第一配線パターンを形成する第２工程と、
前記第一配線パターンの上に第一絶縁樹脂層を形成する第３工程と、
前記第一絶縁樹脂層に前記第一配線パターンと導通を取るブラインドビアを形成し、当該ブラインドビア内に導通電極を形成し、さらに、前記第一絶縁樹脂層上において前記第一配線パターンと導通を取るブラインドビア内に形成した導通電極と導通する位置に配線パターンを形成し、当該第一配線パターンの上に絶縁樹脂層を形成する工程を必要な層の回数繰り返して配線層を形成する第４工程と、
前記コア基板に設定した切断位置で前記接着剤の塗工領域を切断することで、二枚の前記金属箔付き基板を分離して作成する第５工程と、
前記金属箔をパターニングした配線パターンを形成することで配線基板中間体を形成する第６工程と、
前記第６工程で形成した配線基板中間体の両面の絶縁樹脂層に、接続パッドを形成する開口部と当該開口部に繋がった配線パターンを形成する第７工程と、を有することを特徴とする両面配線基板の製造方法である。
【００１５】
また、本発明の一態様は、前記接続パッドを形成する開口部の配線パターンの表面に、ニッケル、金、錫、錫銀、錫銀銅、錫銅、錫ビスマス、錫鉛の単体金属、または、前記単体金属を積層してなる金属層を形成することを特徴とする両面配線基板の製造方法である。
また、本発明の一態様は、前記金属箔は、金属からなり、その厚さが１０μｍ以下であることを特徴とする両面配線基板の製造方法である。
【００１６】
また、本発明の一態様は、前記導通電極及び前記配線パターンを形成する導通材料は、銅、銀、金、ニッケル、白金、パラジウム、ルテニウム、鉄、または、これらの金属を含む化合物のうちいずれか一つであることを特徴とする両面配線基板の製造方法である。
また、本発明の一態様は、前記ベース基板は、ガラス基板または有機基板からなり、
前記ベース基板の厚さは、０．０５ｍｍ以上０．４ｍｍ以下の範囲内であることを特徴とする両面配線基板の製造方法である。
【００１７】
また、本発明の一態様は、前記ベース基板の熱膨張率（ＣＴＥ）は、１５ｐｐｍ／℃以下であることを特徴とする両面配線基板の製造方法である。
また、本発明の一態様は、上述した両面配線基板の製造方法のうちいずれか一つを用いて製造されたことを特徴とする両面配線基板である。
また、本発明の一態様は、上述した両面配線基板と、前記配線基板表面の最上層部に搭載した半導体素子と、を備えることを特徴とする両面配線基板である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の一態様であれば、配線基板の製造であって、板厚の薄い基板において、製造工程のハンドリング性を向上させることが可能であるとともに、作業性と生産性が高く、且つ信頼性と電気特性が優れた導通電極を有する両面配線基板を簡便に提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態の両面配線基板の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の実施形態の半導体装置の概略構成を示す図である。
【図３】両面配線基板の製造方法の概念図であり、第１工程を示す図である。
【図４】両面配線基板の製造方法の概念図であり、第２工程において、ベース基板にブラインドビアを形成した状態を示す図である。
【図５】両面配線基板の製造方法の概念図であり、第２工程において、ベース基板の他方の面に感光性レジストを形成した状態を示す図である。
【図６】両面配線基板の製造方法の概念図であり、第２工程において、導通電極と第一配線パターンを形成した状態を示す図である。
【図７】両面配線基板の製造方法の概念図であり、第３工程を示す図である。
【図８】両面配線基板の製造方法の概念図であり、第４工程を示す図である。
【図９】両面配線基板の製造方法の概念図であり、第５工程を示す図である。
【図１０】コア基板を切断する方法を示す図であり、ベース基板及び金属箔のうちベース基板のみを切断する場合の概念図である。
【図１１】コア基板を切断する方法を示す図であり、ベース基板及び金属箔を切断する場合の概念図である。
【図１２】両面配線基板の製造方法の概念図であり、第６工程を示す図である。
【図１３】両面配線基板の製造方法の概念図であり、第６工程を示す図である。
【図１４】両面配線基板の製造方法の概念図であり、第７工程を示す図である。
【図１５】比較例の両面配線基板の製造方法の概念図である。
【図１６】比較例の両面配線基板の製造方法の概念図である。
【図１７】比較例の両面配線基板の製造方法の概念図である。
【図１８】比較例の両面配線基板の製造方法の概念図である。
【図１９】比較例の両面配線基板の製造方法の概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態（以下、「本実施形態」と記載する）について、図面を参照しつつ説明する。
（両面配線基板の構成）
図１は、本実施形態の両面配線基板の概略構成を示す図であり、両面配線基板を側方から見た断面模式図である。
【００２１】
図１中に示すように、両面配線基板１００は、ベース基板１１の両面に、金属箔を使用して形成した第一配線パターン１７ａを有しており、ベース基板１１の両面に対し、ベース基板１１を貫通して形成した第一ブラインドビア４６ａ内に形成した第一導通電極１５ａによって、導通を確保している。
ベース基板１１の両面に形成した第一配線パターン１７ａ上には、それぞれ、絶縁樹脂層１９と、第二配線パターン１７ｂが積層形成され、第一配線パターン１７ａと第二配線パターン１７ｂは、絶縁樹脂層１９内に形成した第二ブラインドビア４６ａ内に形成した第二導通電極１５ｂを介して、導通を有している。
【００２２】
さらに、両面配線基板１００は、必要に応じて、配線パターン１７と絶縁樹脂層１９を必要な層数で積層し、最表面にソルダーレジスト１１１からなる接続パッドを形成している。なお、図１中には、両面配線基板１００の一例を図示しており、両面配線基板１００の構成は、図１中に示す構成で特に規定するものではない。
【００２３】
（半導体装置の構成）
次に、図１を参照しつつ、図２を用いて、両面配線基板１を用いて形成した半導体装置の構成について説明する。
図２は、本実施形態の半導体装置の概略構成を示す図であり、半導体装置を側方から見た断面模式図である。
【００２４】
図２中に示すように、半導体装置２００は、両面配線基板１００の一方の面（図２中では、上側の面）に、ハンダボール２１２により接続して、半導体素子２１５を搭載している。また、両面配線基板１００は、他方の面（図２中では、下側の面）をハンダボール２１２により接続して、プリント基板（図示せず）に搭載する。
なお、図２中には、半導体装置２００一例を図示しており、半導体装置２００の構成（半導体素子２１５の形状、両面配線基板１００と半導体素子２１５及びプリント基板との接続方式）は、図２中に示す構成で特に規定するものではない。
【００２５】
（両面配線基板１の製造方法）
以下、図１及び図２を参照しつつ、図３から図１４を用いて、両面配線基板１の製造方法について説明する。
両面配線基板１の製造方法は、第１工程から第７工程を有する。
・第１工程
第１工程では、図３中に示すように、ベース基板１１の一方の面に金属箔３２で金属箔層を形成した金属箔付き基板４１８を二枚用い、二枚の金属箔付き基板４１８を、金属箔３２同士を対向させた状態で、金属箔３２よりも面積の小さい剥離層３３を介して積層する。さらに、二枚のベース基板１１の間、且つ金属箔３２及び剥離層３３よりも外周側の空間に接着剤を塗工して接着層３４を形成し、二枚の金属箔付き基板４１８を接着・固定して、コア基板３００を作製する。なお、図３は、両面配線基板１の製造方法の概念図であり、第１工程を示す図である。
【００２６】
ここで、金属箔層は、金属箔３２を、接着剤や有機樹脂を介してベース基板１１に貼り合わせる方法や、スパッタやめっきによりベース基板１１に成膜する方法を用いて形成する。
第１工程によりコア基板３００を作製することで、板厚の薄いベース基板１１の強度を上げて、ハンドリング性を向上することができる。
【００２７】
また、第１工程により作製するコア基板３００は、後工程において、コア基板３００の両面に配線パターンと絶縁樹脂層とを必要層数積層した配線層を形成した後、金属箔層の間で二枚の金属箔付き基板４１８同士を容易に分離させて、一枚の金属箔付き基板４１８を得る必要がある。
このため、接着層３４を形成する際には、二枚のベース基板１１の間、且つ金属箔３２及び剥離層３３よりも外周側の空間に接着剤を塗工、すなわち、金属箔３２の外周の領域に接着剤を塗工し、二枚の金属箔付き基板４１８を、金属箔３２同士を対向させた状態で積層して接着・固定し、コア基板３００を作製する。
【００２８】
なお、ベース基板１１に対する金属箔３２の大きさは、特に規定する必要は無く、ベース基板１１の大きさと、接着層３４を形成する接着剤の塗工領域に合わせて設定すればよい。
また、接着層３４を形成する接着剤の塗工領域は、第５工程で切断して残す領域よりも外側の領域に設ければよい。これは、コア基板３００の両面に配線層を形成した後、コア基板３００の接着剤を塗工した領域よりも内側で切断することで、容易に二枚の金属箔付き基板４１８を作成することが可能となるためである。
【００２９】
また、剥離層３３の大きさは、第５工程で切断して残す領域よりも大きく、接着剤の塗工領域より内側の領域に相当する大きさとする。また、剥離層３３の材料は、コア基板３００の状態では、金属箔３２同士を保持する粘着性を有し、コア基板３００を断裁した後、容易に剥離できる材料を選定すればよい。また、剥離層３３の材料は、特に規定しないが、配線層のプロセス温度で変性しない材料が望ましく、シリコーン系離形材やフッ素離形材等が使用可能である。
【００３０】
・第２工程
第２工程では、図４から図６中に示すように、コア基板３００を形成するベース基板１１に、ベース基板１１の他方の面に開口して金属箔３２に達するとともに金属箔３２を貫通しないブラインドビア４６を形成した後、ブラインドビア４６内に導通電極１５を形成する。さらに、ベース基板１１の他方の面上において、導通電極１５と導通する位置に第一配線パターン１７ａを形成する。なお、図４は、両面配線基板１の製造方法の概念図であり、第２工程において、ベース基板１１にブラインドビア４６を形成した状態を示す図である。
【００３１】
ベース基板１１へのブラインドビア４６の形成方法は特に規定しないが、放電加工、炭酸ガスやＹＡＧやエキシマ等のレーザー加工、サンドブラスト加工、ドライエッチング加工、ウェットエッチング加工等が使用可能である。
なお、ベース基板１１へブラインドビア４６を形成した後、ビアボトム部の接着剤成分を除去して導通電極との電気的接続性を得るために、プラズマによるドライ洗浄や、アルカリ溶液を使用したウェット法により、ビアボトム部のデスミアを行うことが好適である。
【００３２】
また、図５中に示すように、ベース基板１１へブラインドビア４６を形成した後、ベース基板１１の他方の面に感光性レジスト４８を形成する。なお、図５は、両面配線基板１の製造方法の概念図であり、第２工程において、ベース基板１１の他方の面に感光性レジスト４８を形成した状態を示す図である。
【００３３】
ベース基板１１の他方の面に感光性レジスト４８を形成した後、図６中に示すように、導通電極１５と第一配線パターン１７ａを形成する。なお、図６は、両面配線基板１の製造方法の概念図であり、第２工程において、導通電極１５と第一配線パターン１７ａを形成した状態を示す図である。
ここで、第一配線パターン１７ａの形成方法は、特に規定しないが、セミアディティブ法や、導電性インキを使用した印刷法等を用いることが可能である。
【００３４】
・第３工程
第３工程では、図７中に示すように、第一配線パターン１７ａの上に、第一絶縁樹脂層１９ａを形成する。なお、図７は、両面配線基板１の製造方法の概念図であり、第３工程を示す図である。
第３工程において、導通電極１５と第一配線パターン１７ａの上に、第一絶縁樹脂層１９ａを形成することにより、第４工程で第一絶縁樹脂層１９ａの表面に形成する第二配線パターン１７ｂとの絶縁性を確保することが可能となる。
【００３５】
・第４工程
第４工程では、図８中に示すように、第一絶縁樹脂層１９ａに、第一配線パターン１７ａと導通を取るブラインドビアを形成し、このブラインドビア内に導通電極を形成する。さらに、第一絶縁樹脂層１９ａ上において、第一配線パターン１７ａと導通を取るブラインドビア内に形成した導通電極と導通する位置に、配線パターンを形成する。そして、これらの上に絶縁樹脂層を形成することを必要層数繰り返して、配線層を形成する。なお、図８は、両面配線基板１の製造方法の概念図であり、第４工程を示す図である。
【００３６】
第４工程では、第一配線パターン１７ａと、第一絶縁樹脂層１９ａ上に形成した配線パターンとの導通を確保する必要があるため、第一絶縁樹脂層１９ａのうち第一配線パターン１７ａ上となる位置に、ブラインドビアを形成する。
また、第４工程では、図８中に示すように、コア基板３００の最表面を、絶縁性の樹脂層で被覆する。ここで、本実施形態では、図８中に示すように、最表面の樹脂層としてソルダーレジスト１１１を用いるが、最表面の樹脂層としては、第一絶縁樹脂層１９ａと同じもの等を、製品に合わせて選定してもよい。
【００３７】
また、ブラインドビアと導通電極と配線パターンと絶縁樹脂層からなる層の層数は、製品に合わせて必要層数繰り返して形成するものとする。
なお、図８中では、導通電極がオフセットしているが、ブラインドビアをフィリングして、直上に配線パターン同士を接続する構成とすることも可能である。
【００３８】
・第５工程
第５工程では、図９中に示すように、コア基板３００に設定した切断位置で、接着層３４を形成する接着剤の塗工領域を切断することで、二枚の金属箔付き基板４１８を分離して作成する。なお、図９は、両面配線基板１の製造方法の概念図であり、第５工程を示す図である。また、図９中には、最表面に配置した保護フィルムを、符号「４１４」で示す。
【００３９】
コア基板３００を切断位置３１６で切断する際には、接着層３４と金属箔３２を切断し、金属箔３２の間の剥離層３３より分離することで、ベース基板１１の一方の面に配線層を形成した二枚の金属箔付き基板４１８を製造する。
コア基板３００の切断方法としては、打ち抜き加工機や、レーザー加工機、ダイシング加工機等、ベース基板１１や金属箔３２を切断加工可能な工法を選定すればよい。
【００４０】
この場合、例えば、ベース基板１１をガラス基板とすると、打ち抜き加工方式とガラス基板の組み合わせでは、ガラス基板が割れてしまう為、金属箔３２の面積をガラス基板よりも大きくし、金属箔３２部分で切断すればよい。
また、コア基板３００の切断位置３１６としては、ベース基板１１及び金属箔３２のうちベース基板１１のみを切断する位置と、ベース基板１１及び金属箔３２を切断する位置を、切断方法とベース基板１１の加工性に応じて設定すればよい。
【００４１】
コア基板３００の切断位置３１６を、ベース基板１１及び金属箔３２のうちベース基板１１のみを切断する位置に設定した場合とは、例えば、図１０中に示すように、金属箔付き基板４１８の製品外形より大きいベース基板１１を使用してコア基板３００を形成した場合であり、製品外形の大きさにコア基板３００を切断する場合である。この場合、製品外形より大きい剥離層３３を使用し、剥離層３３よりも外の領域を、接着層３４がロの字に囲む状態で、コア基板３００を切断する。なお、図１０は、コア基板３００を切断する方法を示す図であり、ベース基板１１及び金属箔３２のうちベース基板１１のみを切断する場合の概念図である。
【００４２】
一方、コア基板３００の切断位置３１６を、ベース基板１１及び金属箔３２を切断する位置に設定した場合とは、例えば、図１１中に示すように、ベース基板１１の大きさが金属箔付き基板４１８の製品外形に相当する場合である。この場合、ベース基板１１よりも大きい金属箔３２を使用してコア基板３００を形成しており、ベース基板１１よりも大きい剥離層３３を使用し、金属箔３２の剥離層３３よりも外の領域を、接着層３４がロの字に囲む状態で、コア基板３００を切断する。すなわち、コア基板３００の切断位置３１６は、金属箔３２の剥離層３３の上の部分になる。なお、図１１は、コア基板３００を切断する方法を示す図であり、ベース基板１１及び金属箔３２を切断する場合の概念図である。
【００４３】
・第６工程
第６工程では、図１２及び図１３中に示すように、第５工程で製造した金属箔付き基板４１８を用いて形成した片面配線基板４１７に対し、金属箔３２を使用して導通電極に接続した配線パターン１７を形成して、基板中間体とする。
また、第６工程では、特に図示しないが、金属箔３２をパターニングした配線パターン１７を形成することで、配線基板中間体を形成してもよい。
【００４４】
具体的には、第５工程でベース基板１１の一方の面に配線層を形成した金属箔付き基板４１８を製造した後、図１２中に示すように、ベース基板１１の他方の面に感光性レジスト４８を形成する。そして、図１３中に示すように、金属箔３２を使用して、第５工程でベース基板１１の他方の面に配線パターン１７を形成する。このとき、ベース基板１１のブラインドビア４６内の導通電極１５と電気的に接続した配線パターン１７を形成することで、ベース基板１１の両面で導通のとれた配線基板中間体を形成することが可能となる。なお、図１２及び図１３は、両面配線基板１の製造方法の概念図であり、第６工程を示す図である。
【００４５】
ここで、金属箔３２を使用した配線パターン１７の形成方法としては、サブトラクティブ法やセミアディティブ法等が使用可能である。
また、金属箔３２の材質は、導電性や加工性や入手の容易さにより、銅、錫銅、ニッケル等の金属、または、その積層物が使用可能である。この場合、金属箔３２を使用した配線パターン１７の形成方法としては、金属材料の圧延やスパッタ法や蒸着法等のドライ成膜が使用可能である。
【００４６】
また、金属箔３２を使用した配線パターン１７の厚さは、サブトラクティブ法にて細線の形成が可能な１０μｍ以下、セミアディティブ法に対しては１μｍ程度が望ましい。また、セミアディティブ法にて、より厚い金属箔をエッチングにより１μｍ程度まで薄くして使用することも可能である。
なお、金属箔３２の面の配線層としては、裏面と同様に、製品に合わせた必要層数、絶縁樹脂層とブラインドビアと導通電極と配線パターンを形成すれば良い。
【００４７】
・第７工程
第７工程では、図１４中に示すように、第６工程で形成した基板中間体の両面の最表面において、絶縁樹脂層と配線パターンのランド部に開口部を形成し、この開口部に接続パッドを形成する。
また、第７工程では、第６工程で配線基板中間体を形成した場合、特に図示しないが、配線基板中間体の両面の絶縁樹脂層に、接続パッド用開口部と接続パッド用開口部に繋がった配線パターンを形成してもよい。なお、図１４は、両面配線基板１の製造方法の概念図であり、第７工程を示す図である。
【００４８】
また、金属箔３２の面の配線基板の最表面は、絶縁性の樹脂層で被覆し、最表面の樹脂層は絶縁樹脂と同じでも、ソルダーレジストでも製品に合わせて選定すればよい。なお、図１４中には、一例として、最表面の樹脂層としてソルダーレジスト１１１を選定した場合を示す。
また、第７工程では、両面配線基板の絶縁樹脂に、下層の配線電極と導通を取る為の開口部である導通パッド４１３と、半導体素子接続パッドを形成する。
この場合、接続パッド用開口部の配線パターン表面に、ニッケル、金、錫、錫銀、錫銀銅、錫銅、錫ビスマス、錫鉛の単体金属、または、単体金属を積層してなる金属層を形成する。ここで、金属層を形成する金属としては、被接合材料側の接続パッドや接続方式に合わせて、電気的に接続安定性の高い材料を選定すればよい。
【００４９】
なお、ブラインドビア４６内の導通電極１５及び配線パターン１７を形成する導通材料としては、例えば、銅、銀、金、ニッケル、白金、パラジウム、ルテニウム、鉄またはこれらの金属を含む化合物のいずれかから選択することが可能である。
また、導通電極１５や配線パターン１７の形成方式は、スパッタ等のドライ法や、化学めっきや電解めっき等のウェット法や、導電性インキを使用した印刷法等を用いることが可能である、各工法に応じた導電材料を使用すればよい。
【００５０】
また、電解めっき法では、基板のスルーホール部にめっき形成する場合に、アスペクト比が高い場合、スルーホールの両端が先に塞がり、ボイドを生じてしまう。
本発明のブラインドビア４６の場合、高アスペクト比の穴に対し、ボイドを発生を抑制してめっきアップする事が可能であり、ボイドのない導通電極１５を得ることが可能である。ここで、ボイドは、抵抗の上昇による電気特性が悪化や断線などを引き起こす原因となり、ボイドのない導通電極１５の形成が重要である。
【００５１】
また、ベース基板１１の材料としては、例えば、ガラス基板や、アクリル樹脂やポリイミド樹脂やプリプレグなどの有機基板等が使用可能である。
また、ベース基板１１の厚さは、０．０５ｍｍ以上０．４５ｍｍ以下の範囲内とすることが好適である。その理由を、以下に示す。
ベース基板１１の厚さが０．４５ｍｍよりも厚くなると、両面配線基板１００の剛性が高くなるため、基板単体で製造時のハンドリングが容易になり、本発明の技術を展開する必要が無いためである。また、ベース基板１１の厚さが０．４ｍｍ以下になると、ベース基板１１の撓みが大きくなる為、基板単体ではハンドリングが難しくなる。また、二枚の金属箔付き基板４１８を貼り合せることで、コア基板３００として剛性が高くなり、製造時のハンドリングが容易になる。
【００５２】
また、コア基板３００の端部を切断し分離する際、剥離層３３を境に二枚の片面配線形成基板の端部を外側に反らせて、徐々に剥離する必要がある。このとき、ベース基板１１の厚さが０．４５ｍｍよりも厚くなると、剛性が高く反らせにくくなるため、この観点からも、ベース基板１１の厚さは０．４ｍｍ以下が望ましい。
また、両面配線基板１００のコア基板３００に形成するブラインドビア４６内の導通電極１５の距離は、短いことが求められており、この点においても、ベース基板１１の厚さは薄いものが必要である。
【００５３】
また、金属箔付き基板４１８を形成するまでは、コア基板３００を単体でハンドリングする必要があり、剛性の得られる基板の厚みが必要である。また、接着層３４を介して金属箔３２と貼り合せる際、接着層３４や有機樹脂の厚みが約０．００５ｍｍ程度、接着層３４や有機樹脂の熱膨張率がベース基板１１の１０倍程度であり、接着層３４や有機樹脂の硬化収縮でベース基板１１の変形を回避するためにも、ベース基板１１の厚さは接着層３４の厚みの１０倍である０．０５ｍｍ以上は必要である。
【００５４】
また、本発明は、剛性が低く、厚さの薄い両面配線基板１００への展開を想定している。
以上により、ベース基板１１の厚さは、０．０５ｍｍ以上０．４５ｍｍ以下の範囲内とすることが好適である。なお、ベース基板１１の厚さは、例えば、マイクロメータにて測定する。
【００５５】
また、本実施形態の両面配線基板１００は、シリコン基板からなる半導体素子や、プリント基板と接続して使用することを想定している。半導体素子とプリント基板の熱膨張率は、それぞれ、２−３ｐｐｍ／℃、１０−１５ｐｐｍ／℃であり、実装する際の熱膨張による反りによる導通破壊を回避するためには、ベース基板１１の熱膨張率は、半導体素子とプリント基板の間にあることが望ましい。これは、プリント基板の熱膨張率の上限が１５ｐｐｍ／℃であることより、ベース基板１１の熱膨張率は、１５ｐｐｍ／℃以下、望ましくは、接続するプリント基板より低い熱膨張率であればよい。また、ベース基板１１の熱膨張率の下限は、半導体素子の上限の３ｐｐｍ／℃よりも高ければよい。なお、ベース基板１１の熱膨張率は、例えば、ベース基板１１をガラス基板とした場合は、ＪＩＳ  Ｒ３１０２に従い、ＴＭＡにて測定する。一方、ベース基板１１を有機基板とした場合は、ＪＩＳ  Ｋ７１９７に従い、ＴＭＡにて測定する。
【００５６】
上記の工程（第１〜第７工程）で製造した両面配線基板１００は、両面の配線パターン間で、高い導通信頼性を実現することが可能となる。
また、両面配線基板１００に半導体素子２１５を搭載して形成した半導体装置２００は、接続対象である半導体素子やプリント基板との間で金属材料を最適化することで、高い接続強度を得るとともに、実装時の熱変形の最適化により、高い接続信頼性を実現することが可能となる。
【実施例１】
【００５７】
以下、本発明の実施例について、図１から図１４を参照しつつ、図１５から図１９を用いるとともに、比較例に基づく比較結果を用いて説明する。なお、以下に、本発明の実施例及び比較例を示すが、本発明は、これに限定されるものではない。また、図１５から図１９は、比較例の両面配線基板１の製造方法の概念図である。
【００５８】
（実施例）
ベース基板１１は、厚さ０．２ｍｍｔ、大きさ３００×４００ｍｍ、熱膨張率４ｐｐｍ／℃の低膨張ガラスにて設計した。
金属箔３２は、スパッタにて、Ｔｉ膜とＣｕ膜を、それぞれ、０．１μｍ厚、０．２μｍ厚にて積層して形成し、ベース基板１１の周辺部より３ｍｍずつ内側の領域にて設計した。
片面配線基板４１７の製品外形は、２７０×３７０ｍｍとし、この位置をコア基板３００の切断位置３１６として設計した。そして、コア基板３００の両面を保護フィルム４１４でラミネートした後、ダイシング装置でコア基板３００の切断位置３１６を断裁し、二枚の片面配線基板４１７を得た。その後、片面配線基板４１７の金属箔層のＴｉ／Ｃｕスパッタ膜をシード層として使用し、ポジ型の感光性レジスト４８を塗工、露光、現像して、配線パターン１７の部分が開口したレジストパターンを形成した。
【００５９】
剥離層３３には、５０μｍ厚のシリコーン樹脂フィルムを使用した。また、片面配線基板４１７の製品外形に対し、５ｍｍずつ広いものにて設計した。
接着層３４は、アクリル系接着剤にて設計した。
絶縁樹脂層１９には、エポキシ系樹脂からなるＡＢＦを使用し、銅配線上で１０μｍ厚にて設計した。
【００６０】
配線パターン１７は、シード層に、Ｔｉ／Ｃｕスパッタ膜、または、無電解銅めっきを使用し、配線パターン１７の厚付けには電解銅めっきを行い、セミアディティブ法により設計した。このとき、ブラインドビア４６内の導通電極１５は、コンフォーマルめっきにて設計した。
また、配線パターン１７は、ベース基板１１に電解銅めっきを９μｍ厚で形成し、感光性レジスト４８を溶解除去し、Ｔｉ／Ｃｕスパッタ膜をエッチング除去して形成した。
【００６１】
また、配線パターン１７のＬＳ値は１０μｍ、銅配線の厚みは８μｍにて設計した。
感光性レジスト４８はポジ型とし、塗工、露光、現像して、配線パターン１７に相当する部分が開口したレジストパターンを形成した。
ブラインドビア４６の形成には、ＵＶ−ＹＡＧレーザーを使用し、ガラス基板（ベース基板１１）に対してはピコ秒レーザーを使用した。ブラインドビア４６のＴｏｐ径は、５０μｍφにて設計した。また、レーザー加工にて生じたブラインドビア４６内の塵は、アルカリ水溶液系の処理液でデスミアしてクリーニングした。
【００６２】
導通パッド部４１３はＮｉ／Ａｕめっきにて設計し、半導体素子２１５とはハンダによる接続を想定した。また、導通パッド部４１３は、ベース基板１１に無電解銅めっきにてシード層を形成し、セミアディティブ法により配線パターン１７を形成した後、感光性のソルダーレジスト１１を積層し露光、現像を行って形成した。なお、実施例では、片面の配線パターン１７の層数を二層としたが、特に限定するものではない。
また、両面の導通パッド４１３の表面には、それぞれ、Ｎｉ／Ａｕの表面処理を行い、実施例の両面配線基板１００を製造した。
【００６３】
（実施例の評価）
実施例の両面配線基板１００では、ベース基板１１として０．２ｍｍｔ厚のガラス基板を使用し、両面の配線パターン１７間で導通信頼性が高く、且つ、両面配線基板１００のセミアディティブ法や洗浄乾燥等、基板が破損し易い工程での加工を可能とする両面配線基板１００の製造方法と、両面配線基板１００を得ることが可能であることが確認された。
【００６４】
（比較例）
ベース基板１１としては、厚さ０．５ｍｍｔ、大きさ３００×４００ｍｍ、熱膨張率４ｐｐｍ／℃の低膨張ガラスを使用した。
絶縁樹脂層１９には、エポキシ系樹脂からなるＡＢＦを使用し、銅配線上で１０μｍ厚にて設計した。
ガラス基板のスルーホール形成には、ピコ秒レーザーを使用し、ブラインドビア４６の形成には、ＵＶ−ＹＡＧレーザーを使用した。スルーホールとブラインドビア４６のＴｏｐ径、はそれぞれ、８０μｍφと５０μｍφにて設計した。
【００６５】
配線パターン１７は、シード層に、Ｔｉ／Ｃｕスパッタ膜または無電解銅めっきを使用し、配線パターン１７の厚付けには、電解銅めっきを行い、セミアディティブ法により形成した。
スパッタ膜は、Ｔｉ膜とＣｕ膜を、それぞれ、０．１μｍ厚、０．２μｍ厚にて設計した。このとき、ブラインドビア４６内の導通電極１５は、ＴＨコンフォーマルめっきにて形成した。
配線パターン１７のＬＳ値は１０μｍ、銅配線の厚みは８μｍにて設計した。
【００６６】
（比較例の製造方法）
比較例の両面配線基板１００を製造する際には、まず、図１５中に示すように、ガラス基板（ベース基板１１）にスルーホールを形成した。この際、レーザーの加工定盤５１８をレーザー光にて加工しない様に、ガラス基板を３ｍｍ浮かせ、多点で保持する専用治具で保持した為、専用治具の接触する部分にはスルーホールを配置できない領域を生じた。また、ガラス基板が厚い為、加工時間が長くなった。
【００６７】
次に、図１６中に示すように、ベース基板１１の両面に、Ｔｉ／Ｃｕスパッタ膜をシード層として形成し、ポジ型の感光性レジスト４８を塗工、露光、現像して、配線パターンに相当する部分が開口したレジストパターンを形成した。
そして、図１７中に示すように、ベース基板１１の両面に電解銅めっきを９μｍ厚で形成し、さらに、感光性レジスト４８を溶解除去し、Ｔｉ／Ｃｕスパッタ膜をエッチング除去し、配線パターン１７を形成した。
【００６８】
次に、図１８中に示すように、ベース基板１１の両面に絶縁樹脂層１９を積層形成し、その形成した絶縁樹脂層１９にＵＶ−ＹＡＧにてブラインドビア４６を形成し、レーザー加工にて生じたブラインドビア４６内の塵を，アルカリ水溶液系の処理液でデスミアしてクリーニングした。
最後に、図１９中に示すように、ベース基板１１の両面に、無電解銅めっきにてシード層を形成し、セミアディティブ法により配線パターン１７を形成した後、感光性のソルダーレジスト１１を積層して露光、現像を行い、導通パッド部４１３を形成した。なお、両面の導通パッド４１３の表面には、Ｎｉ／Ａｕの表面処理を行い、比較例の両面配線基板１００を製造した。
【００６９】
（比較例の評価）
比較例の製造方法では、両面の配線パターン１７間で導通の取れた配線パターン１７を得ることはできた。しかしながら、両面配線板のセミアディティブ法や洗浄乾燥など、ベース基板１１が破損しないガラス基板の剛性を得るために、ベース基板１１が厚くなり、また、スルーホールの穴径が大きくなったため、高密度、高精細を実現できなかったことが確認された。また、配線パターン１７を配置できない領域を生じ、一枚のコア基板３００から取れる製品の面積比率が低くなるといった不具合を生じたことが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明は、３次元実装や２．５次元実装における電子機器の高機能化、高速化に対応可能な両面配線基板の製造方法として利用可能である。
【符号の説明】
【００７１】
１１  ベース基板
１５  導通電極
１７  配線パターン
１９  絶縁樹脂層
３２  金属箔
３３  剥離層
３４  接着層
４６  ブラインドビア
４８  感光性レジスト
１００  両面配線基板
１１１  ソルダーレジスト
２００  半導体装置
２１２  ハンダボール
２１５  半導体素子
３００  コア基板
３１６  切断位置
４１３  導通パッド
４１４  保護フィルム
４１７  片面配線基板
４１８  金属箔付き基板
【図１】
2015070186.tif 000003
【図２】
2015070186.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
2015070186.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
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