(57)【要約】      （修正有）【課題】内蔵された半導体素子と上層との接続を短くし、更に電極がスズ、ニッケル、銅で形成された一般市販品の安価なチップ部品および、銅バンプ等の安価なバンプ付半導体素子までも内蔵可能な配線基板の製造方法を提供する。【解決手段】半導体素子３及びチップ部品４の電子部品が実装される配線基板１において、電子部品の電極に対応する位置の銅箔上にエッチング液に対するストッパ材２を形成し、電子部品を実装後、絶縁層５を介し積層し、銅箔をエッチング除去した後、配線を形成する。【選択図】図１
2008282953.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品が実装される配線基板の製造方法において、少なくとも以下の工程を含むことを特徴とする配線基板の製造方法。
（１）電子部品を実装する際、電子部品の電極又は電極上のバンプが位置する部分の第１
の金属板上に、ウエットエチング液に耐性のあるストッパ材を形成する工程。
（２）電極又は電極上にバンプが形成された電子部品を、電極又はバンプが該ストッパ材
と重なるように、第１の金属板上に実装する工程。
（３）電子部品が実装された第１の金属板上に、少なくとも絶縁層となる未硬化樹脂層を
設け、熱硬化させる工程。
（４）ウエットエチング液により、第１の金属板を剥離する工程。
（５）絶縁層表面に無電解めっき及び電解めっき法により、導体層を形成する工程。
（６）基板の両面に配線を形成する工程。
【請求項２】
（５）の工程の前に、ストッパ材を除去する工程を含むことを特徴とする請求項１記載の配線基板の製造方法。
【請求項３】
（２）の工程において、電極又は電極上にバンプが形成された電子部品を、接着剤を介して、バンプが該ストッパ材と重なるように、第１の金属板上に実装することを特徴とする請求項１、２記載の配線基板の製造方法。
【請求項４】
ブラスト法によりストッパ材を除去することを特徴とする請求項２及び３記載の配線基板の製造方法。
【請求項５】
ストッパ材を除去すると同時に、ストッパ材が存在する面とは反対側の面より、少なくとも電子部品の一部表面を露出させることを特徴とする請求項２〜４いずれか1項記載の配線基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は各種電子機器の配線基板の製造方法に係わり、さらに詳しくは半導体素子等の電子部品が内蔵される配線基板の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子部品の高密度実装が可能な配線基板として、特許文献１に、内部に空孔を設け該空孔に半導体チップを内蔵する配線基板が提案されている。これら電子部品が内蔵される配線基板の第一の製造方法を、図５（ａ）及び（ｂ）に示す。配線基板の途中工程である基板１５の配線８上に、半導体素子３のフリップチップ実装を行い、チップ部品４の半田接続実装を行う（図示せず）。次に、基板表面を絶縁層及び銅箔で順次覆い、銅箔を除去後、レーザー等でビア穴を形成し、更にその絶縁層上に導体層を形成し、配線８を形成するといった工程を行い、電子部品を内蔵している。
【０００３】
ここで、配線基板に内蔵される半導体素子等の電子部品の形態は、接続用として電極上に金バンプや銅バンプが形成された半導体素子や、外装がスズや銅等で形成された電極であるキャパシタや抵抗体等のチップ部品である。
【０００４】
また、第２の製造方法としては、図６（ａ）に示すように、まず、半導体素子３やチップ部品４を配線基板の途中工程である基板１５上に接着させる。更に、図６（ｂ）に示すように、基板表面を絶縁層５及び銅箔１０１で覆うといった積層工程を行う。次いで、図６（ｃ）に示すように、銅箔１０１を除去後、レーザーにて、半導体素子３上のバンプ表面やチップ部品４の電極表面を露出させ、またビア穴１６を形成する。次いで、無電解めっき及び電解めっきを行うことで、上層と内蔵された電子部品を接続するビア１４を形成し、次いで、上層の配線８を形成することにより、図６（ｄ）に示すように電子部品を内蔵する方法が、特許文献２に公開されている。
【０００５】
第３の製造方法としては、図７（ａ）に示すように、金バンプ付半導体素子３及び金バンプ付チップ部品４を、銅箔１０１に絶縁樹脂や非導電性接着剤１８NCＦ（Non-conductive Film）等の接着剤１０を介して接着させ、実装基板１１を作製する。次いで、図７（ｂ）に示すように、途中工程である基板１５上に絶縁層５を介して実装基板11の積層工程を行う。次いで、銅箔１０１をエッチングにて除去することにより、図７（ｃ）に示すように、半導体素子３及びチップ部品４上のバンプ表面を露出させる。次いで、図７（ｄ）に示すように、ビア穴１６を形成し、無電解めっき及び電解めっきを行うことで、導体層７及びビア１４を形成する。次いで、上層の配線８をエッチング形成することにより図７（ｅ）に示すように、電子部品を内蔵する方法が、特許文献３に公開されている。
【０００６】
しかしながら、第１の製造方法の場合、上層との接続を図る際、全て、半導体素子およびチップ部品の実装面から放射状に長い配線を形成し、上層とビアで導通を図る必要がある為、配線基板が大きくなるといった問題や、配線設計の自由度が小さいといった問題、更には他の部品接続の配線長が長くなるため電気的特性が悪いといった問題がある。
【０００７】
また、第２の製造方法の場合、半導体素子の種類、また、チップ部品の種類によってビア穴の深さが異なるため、レーザーの焦点、パルスのエネルギー、ショット数等を複数条件設定することになる他、各レーザー条件設定に対応して配線基板への複数回の加工が必要となり、ビア穴加工の生産性が悪くなるといった問題がある。更に、半導体素子の場合は、近年、バンプ径が小さくなっているため、レーザー加工の位置ズレにより、半導体素子上の配線等を破壊してしまうといった問題もある。
【０００８】
また、第３の製造方法においては、半導体素子と同時に、又は、単独で、チップ部品を内蔵する場合、市販品のチップ部品の電極は、スズ、ニッケル、銅で形成されたものであり、エッチング液に腐食されてしまう。この為、特注として、金めっき等のエッチング液に耐腐食性のあるめっきを施す、あるいは金バンプ等を電極上に設ける等の新しい技術が必要となり、また、チップ部品自体も高価なものとなるといった問題があった。
【特許文献１】特開平６−４５７６３号公報
【特許文献２】特開２００５−３３２８８７号公報  特開２００６−４９７６２号公報
【特許文献３】特開２００５−１５９２２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、前記問題点を鑑みなされたものであり、その目的とするところは、内蔵された半導体素子と上層との接続を短くし、更に電極がスズ、ニッケル、銅で形成された一般市販品の安価なチップ部品および、銅バンプ等の安価なバンプ付半導体素子までも内蔵可能な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】
【００１０】
本発明は、半導体素子等の電子部品が実装される配線基板の製造方法において、少なくとも以下の工程を含むことを特徴とする配線基板の製造方法である。
（１）電子部品を実装する際、電子部品の電極又は電極上のバンプが位置する部分の第１の金属板上に、ウエットエチング液に耐性のあるストッパ材を形成する工程。
（２）電極又は電極上にバンプが形成された電子部品を、電極又はバンプが該ストッパ材と重なるように、第１の金属板上に実装する工程。
（３）電子部品が実装された第１の金属板上に、少なくとも絶縁層となる未硬化樹脂設け、熱硬化させる工程。
（４）ウエットエチング液により、第１の金属板を剥離する工程。
（５）絶縁層表面に無電解めっき及び電解めっき法により、導体層を形成する工程。
（６）基板の両面に配線を形成する工程。
【００１１】
また本発明は、半導体素子等の電子部品が実装される配線基板の製造方法において、上記請求項１の「（５）絶縁層表面に無電解めっき及び電解めっき法により、導体層を形成する工程」の前に、ストッパ材を除去する工程を含むことを特徴とする請求項１記載の配線基板の製造方法である。
【００１２】
また本発明は、上記請求項１「（２）電極又は電極上にバンプが形成された電子部品を、電極又はバンプが該ストッパ材と重なるように、第１の金属板上に実装する工程」において、電極又は電極上にバンプが形成された電子部品を、接着剤を介して、バンプが該ストッパ材と重なるように、第１の金属板上に実装することを特徴とする請求項１、２記載の配線基板の製造方法である。
【００１３】
また本発明は、ブラスト法によりストッパ材を除去することを特徴とする請求項１、２及び３記載の配線基板の製造方法である。
【００１４】
本発明は、ストッパ材を除去すると同時に、ストッパ材が存在する面とは反対側の面より、少なくとも部品の一部表面を露出させることを特徴とする請求項２記載の配線基板の
製造方法である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の配線基板の製造方法では以上のような構成であるから、半導体素子およびチップ部品は上層との接続構造となる。これによって、上層と最短距離で接続を図ることが可能となり、配線設計の自由度が大きく、配線基板を小さくでき、また、他の部品接続の配線長が短いことから、電気的特性を向上させることが可能となる。
【００１６】
また、本発明の配線基板の製造方法では、上層配線と直接接続する事より、従来複数の加工条件があったレーザービア加工や、深さの異なるビアめっき制御の必要がなくなり、生産性が向上し、また、バンプ径が小さくなっても、レーザー加工の位置ズレにより起こっていた半導体素子上の配線等を破壊してしまうといった問題がなくなる。
【００１７】
また、本発明の配線基板の製造方法では、エッチング液による腐食を防止するストッパ材があるため、電極がスズ、ニッケル、銅で形成された一般市販品の安価なチップ部品および、銅バンプ等の安価なバンプ付半導体素子を使用することが可能となり、低コストで内蔵することが可能となる。
【００１８】
更に、本発明の配線基板の製造方法では、金属等のマスクを用いて、ストッパ材が存在する面とは反対側の面より部品の一部を露出させる。部品の露出した面に銅めっきすることで、放熱性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に本発明に係る配線板の製造方法の一実施形態について、図面（図１及び図２）に基づいて詳細に説明する。
【００２０】
図１及び図２は本発明による配線基板の製造方法における一例の説明図である。
【００２１】
図１（ａ）に示すように、第１の金属板１、例えば、３５μｍ厚の銅箔１０１の粗化面側にストッパ材２を設ける。粗化面側にストッパ材２を設けるのは、銅箔１０１のストッパ材２側になる半導体素子３やチップ部品４の内蔵時の絶縁層５と銅箔１０１の接着力を上げて、工程中に剥離が起こらないためである。また、銅箔エッチング後の絶縁層表面が粗れていることにより、絶縁層上の銅めっきの密着性を確保する目的である。
【００２２】
ストッパ材２の形成方法としては、銅箔１０１の両面にフォトレジストを形成し、露光、現像を行い、少なくともストッパ材２となる部分の銅箔１０１表面を露出させた後、金等の、エッチング液に耐腐食性のある金属を電解めっきにて形成した後フォトレジストを剥離する方法や、スクリーン印刷によりエポキシ系樹脂等を印刷する方法が挙げられる。ここで、エッチング液は塩化第２鉄液や塩化第２銅液等である。
【００２３】
次に、図１（ｂ）に示すように、金バンプ、銅バンプが形成された半導体素子３や、電極がスズ、ニッケル、銅で形成された安価な市販品のチップ部品４等の電子部品をＮＣＦ（Non-conductive Film）等の接着剤を介して、電極やバンプが所望のストッパ材２と接するように、銅箔１０１上に実装する。
【００２４】
次に、図１（ｃ）に示すように、電子部品が内蔵される絶縁層５となる未硬化な絶縁樹脂、例えば、エポキシ系樹脂を介し、第２の金属板６、例えば、銅箔１０１との積層を行う。
【００２５】
次に、図１（ｄ）に示すように、エッチング液により、少なくとも第１の金属板１の一
部を除去し、ストッパ材２を露出させる。
【００２６】
なお、ストッパ材２が非金属の場合は、図２に示すように、必ず、ウエットブラスト等の物理的方法、或いは、電極やバンプが腐食されない薬液でストッパ材２を剥離する。
【００２７】
次に、図１（ｅ）に示すように、炭酸ガスレーザーにて、所望のビア穴を開け、無電解銅めっき及び電解銅めっき法により、両面の導通を図るビア１４、及び絶縁層５表面に導体層７を形成する。
【００２８】
次いで、図１（ｆ）に示すように、フォトレジストを形成し、露光、現像を行い、配線８として残す部分以外の導体層７表面を露出させ、次に塩化第２鉄液等にて露出した銅を除去し、フォトレジストを剥離することで上層配線８層を形成する。
【００２９】
次いで、絶縁層及び導体層を積層し多層化することで、電子部品を内蔵した配線基板を作製する。
【実施例】
【００３０】
以下に、本発明に係る具体的実施例について説明する。
【００３１】
＜実施例１＞
図３に従って、実施例１を説明する。まず、１８μｍ厚の銅箔１０１の平滑面側に、粘着材（強度０.６Ｎ／ｃｍ）が形成された工程耐性のある５０μｍ厚のペンフィルム（ポリエチレンナフタレートフィルム）９を、銅箔１０１の粗化面には解像度２０μｍ、厚さ１５μｍのめっき液耐性のあるドライフィルムフォトレジストを形成し、所望の露光現像を行い、ストッパ材を形成する銅箔１０１表面を露出させた。ここで、ペンフィルム９は、工程を流す際の補強材となるものであり、本発明において必ず必要なものではない。
【００３２】
次いで、図３（ａ）に示すように、電解めっきにより、ニッケルを１μｍ、金を０.０１μｍ程度設けてストッパ材を形成し、ドライフィルムフォトレジストを剥離した。
【００３３】
次に、ボールボンディング装置で形成された高さ４０μｍの金バンプを有する厚さ１５０μｍの半導体素子３および、電極がスズ、ニッケル、銅で形成された低背位０６０３、高さ１５０μｍのキャパシタのチップ部品４の電子部品をＮＣＦ（Non-conductive Film）の接着剤１０を介して、バンプや電極が所望のストッパ材２である金と接するように、銅箔１０１上に実装し、図３（ｂ）に示すように、実装基材１１を作製した。
【００３４】
次いで、図３（ｃ）及び（ｄ）に示すように、実装基材１１と、電子部品に位置する所望の窓が開いた１００μｍ厚ガラスクロス入りプリプレグ材１２と、電子部品に位置する所望の窓が開いた１００μｍ厚の両面配線基板１３と、１００μｍ厚ガラスクロス入りプリプレグ材１２と、１８μｍ厚の銅箔１０１の構成でピンラミネーション積層を行った。
【００３５】
次に、図３（ｅ）に示すように、ペンフィルム９を剥がし、更に図３（ｆ）に示すように、両面の銅箔１０１及びストッパ材２部のニッケルを塩化第２鉄液を用いてエッチングにより、除去した。
【００３６】
次いで、炭酸ガスレーザーにて、所望のビア穴を開け、無電解銅めっきおよび電解銅めっきを行い、図３（ｇ）に示すように、両面配線基板１３との導通を図るビア１４、及び導体層７を形成した。
【００３７】
次いで、ドライフィルムフォトレジストを形成し、所望の露光現像を行い、配線８とし
て残す部分以外の導体層７表面を露出させ、次に塩化第２鉄液にて露出した導体層７を除去し、ドライフィルムフォトレジストを剥離することで、図３（ｈ）に示すように、上層配線８層を形成した。
次いで、絶縁層５及び導体層７を積層し多層化する積層工程等の残された一連の配線基板の製造工程を行う事で、本発明に係る電子部品を内蔵した配線基板を作製した。
【００３８】
＜実施例２＞
まず、実施例１と同様にして、１８μｍ厚の銅箔１０１の平滑面側に、粘着材（強度０.６Ｎ／ｃｍ程度）が形成された工程耐性のある５０μｍ厚のペンフィルム（ポリエチレンナフタレートフィルム）９を、銅箔１０１の粗化面には解像度２０μｍ、厚さ１５μｍのめっき液耐性のあるドライフィルムフォトレジストを形成し、所望の露光現像を行い、ストッパ材２を形成する銅箔１０１表面を露出させた。
【００３９】
次いで、電解めっきにより、ニッケルを１μｍ、金を０.０１μｍ程度設け、ドライフィルムフォトレジストを剥離した。
【００４０】
次に、ボールボンディング装置で形成された高さ４０μｍの金バンプを有する厚さ１５０μｍの半導体素子３および、電極がスズ、ニッケル、銅で形成された低背位０６０３、高さ１５０μｍのキャパシタのチップ部品４の電子部品をＮＣＦ（Non-conductive Film）の接着剤１０を介して、バンプや電極が所望のストッパ材２である金と接するように、銅箔１０１上に実装し、実装基材１１を作製した。
【００４１】
次いで、実装基材１１と、電子部品に位置する所望の窓が開いた１００μｍ厚ガラスクロス入りプリプレグ材１２と、電子部品に位置する所望の窓が開いた１００μｍ厚の両面配線基板１３と、１００μｍ厚ガラスクロス入りプリプレグ材１２と、１８μｍ厚の銅箔１０１の構成でピンラミネーション積層を行った。
【００４２】
次に、ペンフィルム９を剥がし、両面の銅箔１０１及びストッパ材２部のニッケルを塩化第２鉄液により、除去した。ここまでの工程は、実施例１と同様である。
【００４３】
ここで、約６μｍ径のアルミナの微細砥粒をエアー圧０.２ＭＰａで、幅広ノズルから噴出させ、対象物の表面を削るウエットブラスト法により物理的にストッパ材２を除去することで、図４に示すように、半導体素子３上の金バンプ及びキャパシタのチップ部品４上のスズ電極を露出させた。これによって、電子部品と上層配線の接続はめっき接続となる。なおこの際、絶縁層も１μｍ程度削れた。
【００４４】
次いで実施例１と同様に、炭酸ガスレーザーにて、所望のビア穴を開け、無電解銅めっきおよび電解銅めっきを行い、両面配線基板１３との導通を図るビア１４、及び導体層７を形成した。次いで、ドライフィルムフォトレジストを形成し、所望の露光現像を行い、配線８となる導体層７以外の導体層７表面を露出させた。次に、塩化第２鉄液等にて露出した導体層７を除去し、ドライフィルムフォトレジストを剥離することで上層配線８層を形成した。
【００４５】
次いで、絶縁層５及び導体層７を積層し多層化する積層工程等の残された一連の配線基板の製造工程を行う事で、本発明に係る電子部品を内蔵した配線基板を作製した。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明の配線基板の製造方法は、特に、携帯機器等の配線基板を小型化させ、電気的特性を向上させるといった、能動素子や受動素子を内蔵する配線基板の製造に利用でき、低コストの内蔵配線基板の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の配線基板の製造方法の一例を断面で示す説明図である。
【図２】本発明の配線基板の製造方法の一例において、ストッパ材を除去した後の様子を断面で示す説明図である。
【図３】本発明の配線基板の製造方法の実施例を断面で示す説明図である。
【図４】本発明の配線基板の製造方法の実施例において、ストッパ材を除去した後の様子をで示す説明図である。
【図５】従来の配線基板の製造方法の第１の例を断面で示す説明図である。
【図６】従来の配線基板の製造方法の第2の例を断面で示す説明図である。
【図７】従来の配線基板の製造方法の第3の例を断面で示す説明図である。
【符号の説明】
【００４８】
１・・・第１の金属板
１０１・・・銅箔
２・・・ストッパ材
３・・・半導体素子
４・・・チップ部品
５・・・絶縁層
６・・・第２の金属板
７・・・導体層
８・・・配線
９・・・ペンフィルム
１０・・・接着剤
１１・・・実装基板
１２・・・プリプレグ材
１３・・・両面配線基板
１４・・・ビア
１５・・・途中工程である基板
１６・・・ビア穴
【図１】
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【図２】
2008282953.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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