(57)【要約】【課題】ビア内部のボイドの発生および基材と接着剤との剥離を防止し、同時に接着剤と導体層との接合強度および導体層のエッチング性を同時に向上させることができる、２メタルテープの製造方法を提供する。【解決手段】基材の一方の面のみに導体箔のラミネートによる第１導体層を形成し、上記導体層を底面とするビア穴を形成し、ビア穴内を乾式クリーニングしてから上記導体層を給電層とする電解めっきによるか導電性ペーストの充填によりビア穴全体を導体で充填してビアを形成する。その後、基材の他方の面にウェットデスミア＋無電解めっき＋電解めっきによるか導体箔のラミネートにより第２導体層を形成する。【選択図】　　　図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性樹脂基材の両面にそれぞれ第１、第２の接着剤を介して第１、第２の導体層を備え、上記基材と上記第１、第２の接着剤とを貫通するビアにより上記第１、第２の導体層が相互に電気的に接続されている２メタルテープの製造方法において、下記の工程〔１〕〜〔１２〕：
〔１〕絶縁性樹脂基材を準備する工程、
〔２〕絶縁性樹脂基材の一方の面に第１接着剤を塗布する工程、
〔３〕上記第１接着剤の上に第１導体層として導体箔をラミネートする工程、
〔４〕上記第１接着剤を硬化させることにより、上記基板の一方の面に上記第導体箔を接合して第１導体層とする工程、
〔５〕上記基材の他方の面に第２接着剤を塗布する工程、
〔６〕上記導体箔の自由表面に保護皮膜を被覆する工程、
〔７〕上記第２接着剤、上記基材および上記第１接着剤を貫通して上記導体箔により底部が確定されたビア穴を形成する工程、
〔８〕上記ビア穴の内部を乾式クリーニングする工程、
〔９〕上記ビア穴の底部に露出した上記導体箔を給電層とする電解めっきにより上記ビア穴内全体に導体を充填して、該導体箔で底面が画定されたビアを形成する工程、
〔１０〕上記第２接着剤の表面および上記ビアの露出面に、表面粗化処理を施した後に、無電解めっきにより導体の薄層を形成する工程、
〔１１〕上記導体薄層を給電層とする電解めっきにより該導体薄層上に第２導体層を形成する工程、および
〔１２〕上記第２接着剤を硬化させることにより上記基板の他方の面に上記第２導体層を接合する工程
を順次行なうことを特徴とする２メタルテープの製造方法。
【請求項２】
上記工程〔９〕に代えて、上記ビア穴内に導電性ペーストを充填することにより、上記ビアを形成することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
上記工程〔１０〕および〔１１〕に代えて、上記第２接着剤の表面および上記ビアの露出面に導体箔をラミネートすることにより、上記第２導体層を形成することを特徴とする請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
請求項１から３までのいずれか１項記載の方法により製造された２メタルテープの前記第１、第２の導体層をそれぞれパターニングして配線パターンを形成することを特徴とする配線基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体パッケージの配線基板に適した２メタルテープ（２ｍｅｔａｌテープ）の製造方法に関し、詳しくは、絶縁性樹脂基材の両面にそれぞれ第１、第２の接着剤を介して第１、第２の導体層を備え、上記基材と上記第１、第２の接着剤とを貫通するビアにより上記第１、第２の導体層が相互に電気的に接続されている２メタルテープの製造方法に関する。
【０００２】
本発明は更に、上記の２メタルテープを用いて配線基板を製造する方法に関する。
【０００３】
【従来の技術】
半導体パッケージ、特にＣＳＰ（チップサイズパッケージ）やＢＧＡ（ボールグリッドアレー）等の半導体パッケージの配線基板に上記の構造を有する２メタルテープが用いられている。
【０００４】
図１（１）に示すように、２メタルテープ１００は、絶縁性樹脂基材１０の両面に接着剤層１２ａ、１２ｂを介して導体層１４ａ、１４ｂを被覆し、所定箇所に基材１０を貫通して設けたビア１６により両面の導体層１４ａと１４ｂを電気的に接続したものである。各構成部分の材質は、樹脂基材１０としてポリイミドやアラミド等の樹脂フィルム、接着剤１２ａ、１２ｂとしてポリイミド系接着剤、導体層１４ａ、１４ｂとして銅が、それぞれ代表的である。
【０００５】
図１（２）に、２メタルテープを用いた半導体パッケージの構造例を示す。半導体パッケージ１０２は、図１（１）の２メタルテープ１００を用いて作製した配線基板１０４に半導体チップ１０６を搭載した構成である。配線基板１０４の主部１００’は、２メタルテープ１００の両面の導体層１４ａ、１４ｂをパターニングすることによりそれぞれ所定の配線パターン１４Ａ、１４Ｂを形成したものである。
【０００６】
下面の配線パターン１４Ｂは一部が端子用ランドとして形成されており、そこに外部接続端子１８が接合されている。配線基板１０４の下面は外部接続端子１８を除く全面がソルダレジスト２１により覆われている。
【０００７】
上面の配線パターン１４Ａは一部が接続用パッドとして形成されており、そこに接続バンプ２０が接合されている。配線基板１０４の上面は接続バンプ２０を除く全面がソルダレジスト２２により覆われている。半導体チップ１０６はその電極端子２４が接続バンプ２０に接合されて配線基板１０４上に搭載され、封止樹脂２６により封止されて、半導体パッケージ１０２を構成する。
【０００８】
なお、図１（２）に示した半導体パッケージ１０２は配線基板１０４上に直接半導体チップ１０６を搭載した最も単純な構造例であるが、配線基板主部１００’上にビルトアップによる多層配線を形成した回路基板としての半導体パッケージや、更にその上に半導体チップ１０６を搭載した半導体パッケージもある。
【０００９】
従来、２メタルテープ１００の製造は図２に示す工程１〜７を順次行なう方法により行なわれていた。
【００１０】
〔工程１〕樹脂基材の準備（図２（１））
ポリイミドやアラミド等の樹脂フィルムから成る樹脂基材１０を準備する。樹脂基材１０の厚さは、例えば２５μｍ、１２．５μｍ等である。
【００１１】
〔工程２〕接着剤の塗布（図２（２））
樹脂基材１０の一方の面にポリイミド系等の接着剤１２ａ’を塗布する。塗布厚さは、例えば１０μｍ程度である。接着剤１２ａ’は未硬化のままとする。
【００１２】
〔工程３〕接着剤の塗布（図２（３））
樹脂基材１０の他方の面にもポリイミド系等の接着材１２ｂ’を塗布する。塗布厚さは、例えば１０μｍ程度である。接着剤１２ｂ’も未硬化のままとする。
【００１３】
〔工程４〕接着剤の硬化処理（図２（４））
両面の接着剤１２ａ’、１２ｂ’を硬化させる（硬化後の接着剤を１２ａ、１２ｂで示す）。この硬化は、例えば１００〜１５０℃に１〜２時間加熱することにより行なう。
【００１４】
〔工程５〕ビア穴の形成（図２（５））
レーザ加工等により貫通孔としてのビア穴１６’を形成する。ビア穴の径は、例えば２０〜３０μｍである。
【００１５】
〔工程６〕デスミアと無電解めっき（図２（６））
酸素プラズマや反応性ガス（ＣＦ４）等を用いたドライデスミアによる表面クリーニングと、ＫＭｎＯ４水溶液に例えば１０分浸漬する等のウェットデスミアによる表面粗化とを順次行なった後に、無電解めっきにより、硬化接着剤１２ａ、１２ｂの表面全体およびビア穴１６’の壁面に銅の薄層１４’を形成する。
【００１６】
〔工程７〕電解めっき（図２（７））
銅薄層１４’を給電層とする電解めっきにより、硬化接着剤１２ａ、１２ｂの表面全体およびビア穴１６’内全体に、薄層１４’を含む銅の導体層１４ａ、１４ｂおよびビア１６を形成して、２メタルテープ１００が完成する。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来の２メタルテープの製造方法には、下記の点で問題があった。
【００１８】
（１）前記の工程７において、電解めっきによるビア１６の形成は、ビア穴１６’の両端から導体の充填が進行することにより行なわれる。その際、ビア穴１６’の内部が完全に充填される前にビア穴１６’の端部が導体で閉塞されると、形成されたビア１６の内部に未充填部すなわち空洞（ボイド）が発生する。
【００１９】
（２）前記の工程６において、ウェットデスミア処理の際に、基材１０と接着剤１２ａ、１２ｂとの界面がビア穴１６の壁面に露出しているため、この界面に処理液が浸透し、基材１０と接着剤１２ａ、１２ｂとの界面で剥離が発生する原因になる。
【００２０】
また、従来方法の下記の点を改良すれば更に有利である。
【００２１】
前記の工程６〜７において、ウェットデスミア＋導体無電解めっき＋導体電解めっきにより、接着剤１２ａ、１２ｂの表面に導体層１４ａ、１４ｂを形成している。このような形成方法の場合、接着剤１２ａ、１２ｂと導体層１４ａ、１４ｂとの接合強度（ピール強度）の向上と、導体層１４ａ、１４ｂのエッチング性の向上とが相反する関係にあるため、両者を共に向上させることができない。
【００２２】
そこで本発明は、ビア内部のボイドの発生および基材と接着剤との剥離を防止し、同時に接着剤と導体層との接合強度および導体層のエッチング性を同時に向上させることができる、２メタルテープの製造方法を提供することを目的とする。
【００２３】
本発明は更に、上記の２メタルテープを用いて配線基板を製造する方法を提供することを目的とする。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の２メタルテープの製造方法は、絶縁性樹脂基材の両面にそれぞれ第１、第２の接着剤を介して第１、第２の導体層を備え、上記基材と上記第１、第２の接着剤とを貫通するビアにより上記第１、第２の導体層が相互に電気的に接続されている２メタルテープの製造方法において、下記の工程〔１〕〜〔１２〕：
〔１〕絶縁性樹脂基板を準備する工程、
〔２〕絶縁性樹脂基材の一方の面に第１接着剤を塗布する工程、
〔３〕上記第１接着剤の上に第１導体層として導体箔をラミネートする工程、
〔４〕上記第１接着剤を硬化させることにより、上記基板の一方の面に上記導体箔を接合して第１導体層とする工程、
〔５〕上記基材の他方の面に第２接着剤を塗布する工程、
〔６〕上記導体箔の自由表面に保護皮膜を被覆する工程、
〔７〕上記第２接着剤、上記基材および上記第１接着剤を貫通して上記導体箔により底部が確定されたビア穴を形成する工程、
〔８〕上記ビア穴の内部を乾式クリーニングする工程、
〔９〕上記ビア穴の底部に露出した上記導体箔を給電層とする電解めっきにより上記ビア穴内全体に導体を充填して、該導体箔で底面が画定されたビアを形成する工程、
〔１０〕上記第２接着剤の表面および上記ビアの露出面に、表面粗化処理を施した後に、無電解めっきにより導体の薄層を形成する工程、
〔１１〕上記導体薄層を給電層とする電解めっきにより該導体薄層上に第２導体層を形成する工程、および
〔１２〕上記第２接着剤を硬化させることにより上記基板の他方の面に上記第２導体層を接合する工程
を順次行なうことを特徴とする。
【００２５】
上記工程〔９〕に代えて、上記ビア穴内に導電性ペーストを充填することにより、上記ビアを形成することもできる。
【００２６】
上記工程〔１０〕および〔１１〕に代えて、上記第２接着剤の表面および上記ビアの露出面に導体箔をラミネートすることにより、上記第２導体層を形成することもできる。
【００２７】
更に、上記の方法により製造された２メタルテープの前記第１、第２の導体層をそれぞれパターニングして配線パターンを形成することにより配線基板を製造することができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
本発明の２メタルテープの製造方法によれば、前記従来方法の問題点（１）および（２）を下記のように解消できる。
【００２９】
（１）ビア内のボイド発生防止
従来法においてビア内にボイド（導体未充填部）が発生したのは、ビア穴への導体の充填を基材両面から進行させたことが原因である。
【００３０】
これに対して本発明の方法においては、まず工程〔１〕〜〔４〕で基材の一方の面のみに導体層（導体箔のラミネートによる第１導体層）を形成し、工程〔５〕〜〔７〕で上記導体層を底面とするビア穴を形成し、工程〔８〕でビア穴内を乾式クリーニングしてから、工程〔９〕で上記導体層を給電層とする電解めっきを行なうことによりビア穴全体を導体で充填してビアを形成する。
【００３１】
このようにビア穴全体の充填を基材の一方の面側からのみ行なうので、従来のようにビア内に未充填によるボイドが発生することがない。
【００３２】
本発明の方法においてビアの形成は、上記の工程〔９〕に代えて、ビア穴への導電性ペーストの充填によっても行なうことができる。この場合にも、底面が導体層（導体箔）で画定されているビア穴へ、ビア穴開口端側から導電性ペーストを供給して充填するので、充填により形成されたビア内部に未充填によりボイドが発生することはない。
【００３３】
（２）基材／接着剤界面での剥離防止
従来法において基材／接着剤界面で剥離が発生したのは、基材両面からの電解めっきによりビア穴の充填と両面の導体層とを一括して形成していたため、電解めっきのための給電層として無電解めっきによる導体の薄層を前もって形成する必要があり、無電解めっきに必要な表面粗化を、基材／接着剤界面がビア穴の壁面に露出している状態でウェットデスミアによって行なっていたことが原因である。
【００３４】
これに対して本発明においては、工程〔７〕で形成したビア穴の内部を工程〔８〕で乾式クリーニングした後に、工程〔９〕でビア穴の底面を構成する導体箔を給電層する電解めっきによりビア穴を導体で充填する。
【００３５】
すなわち、ビア穴を導体で充填するための電解めっきは、ビア穴底面の導体箔を給電層として行なえるので、従来のようにウェットデスミアと無電解めっきによる給電層の形成を行なう必要がないため、ウェットデスミアの際の処理液浸透に起因する基材／接着剤界面での剥離は発生することがない。また、電解めっき前に行なうビア穴内部のクリーニングは乾式で行なうので、ビア穴壁面から処理液が浸透することはない。
【００３６】
本発明は、従来方法に比べて更に下記の点で有利である。
【００３７】
すなわち、従来方法では基材両面の導体層はいずれも接着剤上への導体電解めっきによって行なっていたので、配線パターン形成のために導体層をエッチングする際に、接着剤による接合強度とエッチング性と同時に向上させることができなかった。
【００３８】
これに対して本発明においては、基材両面の導体層のうち少なくとも一方は導体箔のラミネートにより形成する。すなわち、最初に形成する第１導体層は導体箔のラミネートにより形成し、後で形成する第２導体層は、工程〔１０〕の前処理と工程〔１１〕の電解めっきで形成するか、あるいは工程〔１０〕〜〔１１〕の代わりに導体箔のラミネートで形成する。したがって、ラミネートにより形成した導体層（第１導体層のみ、または第１、第２導体層の両者）については接合強度とエッチング性とを独立に向上させることが可能である。
【００３９】
以下に、本発明の各実施形態により２メタルテープを製造する手順を具体的に説明する。
【００４０】
〔実施形態１〕
図３を参照して、本発明による２メタルテープの製造方法の一実施形態を説明する。
【００４１】
〔工程１〕樹脂基材の準備（図３（１））
ポリイミドやアラミド等の樹脂フィルムから成る樹脂基材１０を準備する。樹脂基材１０の厚さは、例えば２５μｍ、１２．５μｍ等である。
【００４２】
〔工程２〕第１接着剤の塗布（図３（２））
樹脂基材１０の一方の面にポリイミド系等の第１接着剤１２ａ’を塗布する。塗布厚さは、例えば１０μｍ程度である。第１接着剤１２ａ’は未硬化のままとする。
【００４３】
〔工程３〕導体箔のラミネート（第１導体層形成）（図３（３））
第１接着剤１２ａ’上に第１導体層として銅箔等の導体箔１４ａをラミネートする。銅箔は例えば厚さ１８μｍである。ラミネートは例えば温度１３０℃にて行なう。これにより、第１接着剤１２ａ’が半硬化状態になり、導体箔１４ａが仮接合される。
【００４４】
〔工程４〕第１接着剤の硬化処理（第１導体層接合）（図３（４））
第１接着剤１２ａ’を硬化させる（硬化後の第１接着剤を１２ａで示す）。この硬化は、例えば１７０℃に１〜２時間加熱することにより行なう。これにより、基板１０の一方の面に第１導体層としての導体箔１４ａが接合される。
【００４５】
〔工程５〕第２接着剤の塗布（図３（５）（注：図３（４）に対して上下を逆転して図示。以下同様。））
基材１０の他方の面に、ポリイミド系等の第２接着剤１２ｂ’を塗布する。塗布厚さは、例えば１０μｍ程度である。第２接着剤１２ｂ’は未硬化のままとする。
【００４６】
〔工程６〕保護皮膜の被覆（図３（６））
導体箔１４ａの自由表面をＰＥＴ等の保護皮膜１５で被覆する。これにより、導体箔１４ａの自由表面が、以降の工程における処理の際に保護される。
【００４７】
〔工程７〕ビア穴の形成（図３（７））
第２接着剤１２ｂ’、基材１０および第１接着剤１２ａを貫通して第１導体層（導体箔）１４ａにより底部が確定されたビア穴１６’を形成する。ビア穴１６’の径は、例えば２０〜３０μｍである。
【００４８】
〔工程８〕ビア穴内のクリーニング（図３（８））
形成したビア穴１６’内をクリーニングする。このクリーニングは、ＣＯ２プラズマ処理あるいは反応性ガス（例えばＣＦ４）等によるドライデスミアによって行なう。これによりビア穴１６’内の残留物１７（図３（７））を気化させて除去する。
【００４９】
〔工程９〕ビアの形成（図３（９））
ビア穴１６’の底部に露出した第１導体層（導体箔）１４ａを給電層とする電解めっきにより、ビア穴１６’内全体に銅等の導体を充填してビア１６を形成する。電解めっきに際しては、ビア穴１６’内へ噴流、超音波等により常に新鮮なめっき液を供給する。
【００５０】
〔工程１０〕デスミアと無電解めっき（図３（１０））
未硬化第２接着剤１２ｂ’の表面およびビア１６の露出面に、酸素プラズマや反応性ガス（例えばＣＦ４）等を用いたドライデスミアによるクリーニングと、ＫＭｎＯ４水溶液に例えば１０分浸漬する等のウェットデスミアによる表面粗化とを順次行なった後に、無電解めっきにより銅等の導体の薄層１４’を形成する。
【００５１】
〔工程１１〕第２導体層の形成（図３（１１））
銅等の薄層１４’を給電層とする電解めっきにより、この薄層１４’を含めて銅等の導体から成る第２導体層１４ｂを形成する。
【００５２】
〔工程１２〕第２接着剤の硬化処理（図３（１２））
第２接着剤１２ｂ’を硬化させる（硬化後の第２接着剤を１２ｂで示す）。この硬化は、例えば１７０℃に１〜２時間加熱することにより行なう。これにより、基板の他方の面に第２導体層が接合される。
【００５３】
以上の工程により、絶縁性樹脂基材１０の両面にそれぞれ第１、第２の接着剤１２ａ、１２ｂを介して導体層１４ａ、１４ｂが接合され、導体層１４ａ、１４ｂがビア１６により電気的に接続された２メタルテープ１００（図１（１））が完成する。
【００５４】
保護皮膜１５は、途中の処理工程において導体箔１４ａの自由表面を保護するために設けたが、完成した２メタルテープを使用までの搬送等において保護するためにも利用できるので、実際に使用するまでに適宜除去すればよい。
【００５５】
〔実施形態２〕
本実施形態においては、実施形態１の工程の一部を変更して２メタルテープを製造する。
【００５６】
図３（７）のビア穴１６’を導体で充填して図３（８）のビア１６を形成する際に、実施形態１の工程〔９〕に代えて、ビア穴１６’に導電性ペーストを充填することによりビア１６を形成する。これは、はんだペーストやペースト状導電性樹脂等の導電性ペーストを、スクリーン印刷によりビア穴１６’に選択的に充填することによって行なうことができる。ビア形成以前および以後の工程、すなわち工程〔１〕〜〔８〕および工程〔１０〕〜〔１２〕は、実施形態１と同様に行なう。
【００５７】
本実施形態によっても、実施形態１と同等の作用効果が得られる。
【００５８】
〔実施形態３〕
本実施形態においても、実施形態１の工程の一部を変更して２メタルテープを製造する。
【００５９】
図３（１０）の第２導体層１４ｂを形成する際に、実施形態１の工程〔１０〕〜〔１１〕に代えて、第２接着剤１２ｂの表面およびビア１６の露出面に銅箔等の導体箔をラミネートすることにより第２導体層１４ｂを形成する。第２導体層形成以前および以後の工程、すなわち工程〔１〕〜〔９〕および工程〔１２〕は、実施形態１と同様に行なう。
【００６０】
本実施形態によっても、実施形態１と同等の作用効果が得られる。
【００６１】
図４に、実施形態１、２、３のプロセスのフローチャートを一括して示す。
【００６２】
なお、実施形態２および３の工程変更はそれぞれ単独で行なってもよいし、両者を組み合わせて行なってもよい。
【００６３】
例えば、実施形態３を採用して導体箔のラミネートにより第２導体層１４ｂを形成する場合に、それより前の工程であるビア１６の形成を、実施形態２を採用してはんだペーストやペースト状導電性樹脂等の導電性ペーストの充填により行なうことが好適である。このようにすると、導体箔をラミネートする際の加熱・加圧により、はんだペーストが溶融して導体箔と接合したり、あるいはペースト状導電性樹脂が硬化して導体箔と接合したりするので、ビアと導体箔との接合を更に良好に行なうことができる。
【００６４】
本発明によれば、上記実施形態１、２、３のいずれかにより又は実施形態２と実施形態３との組合せにより製造された２メタルテープ１００の第１、第２の導体層１４ａ、１４ｂをそれぞれパターニングすることにより配線基板を製造することができる。
【００６５】
【発明の効果】
本発明によれば、ビア内部のボイドの発生および基材と接着剤との剥離を防止し、同時に接着剤と導体層との接合強度および導体層のエッチング性を同時に向上させることができる、２メタルテープの製造方法およびこの２メタルテープを用いた配線基板の製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、（１）本発明による製造対象である２メタルテープの基本構造を示す断面図および（２）２メタルテープを用いた半導体パッケージの構造例を示す断面図である。
【図２】図２は、従来法による２メタルテープの製造工程を示す断面図である。
【図３】図３は、本発明による２メタルテープの製造工程を示す断面図である。
【図４】図４は、本発明の各実施形態による２メタルテープの製造工程を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１００…２メタルテープ
１０２…半導体パッケージ
１０４…配線基板
１０６…半導体チップ
１０…絶縁性樹脂基材
１２ａ、１２ｂ…接着剤層（硬化後）
１２ａ’、１２ｂ’…接着剤層（硬化前）
１４ａ、１４ｂ…導体層
１４Ａ、１４Ｂ…配線パターン
１４’…導体薄層（無電解めっき層）
１５…保護皮膜
１６…ビア
１６’…ビア穴
１７…残留物
１８…外部接続端子
２０…接続バンプ
２１、２２…ソルダレジスト
２４…電極端子
２６…封止樹脂
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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