(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子を内蔵した基板上に層間絶縁層と導体層とが繰り返し形成され、前記層間絶縁層には、バイアホールが形成され、前記バイアホールを介して電気的接続される多層プリント配線板において、
前記基板内の半導体素子の直上以外の領域において、前記バイアホールに接続された複数の外部接続端子が、グリッド状または千鳥状に形成され、
前記バイアホールは銅で構成され、
前記半導体素子のパッド部分には、銅で構成された層を含む複数の層を有し、最下層の前記層間絶縁層に形成された前記バイアホールと接続するための、前記半導体素子のパッドの径よりも径の大きな仲介層が形成され、
前記銅で構成された層と前記バイアホールとが接続されていることを特徴とする多層プリント配線板。
【請求項２】
前記銅で構成された層は、めっきにより形成されることを特徴とする請求項１に記載の多層プリント配線板。
【請求項３】
前記銅で構成された層の厚みは、１〜２０μｍであることを特徴とする請求項２に記載の多層プリント配線板。
【請求項４】
半導体素子を内蔵する前記基板の凹部または通孔と、前記半導体素子との間に、樹脂充填材料を充填したことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の多層プリント配線板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ビルドアップ多層プリント配線板に関し、特にＩＣチップなどの電子部品を内蔵する多層プリント配線板に関するのもである。
【０００２】
【従来の技術】
ＩＣチップは、ワイヤーボンディング、ＴＡＢ、フリップチップなどの実装方法によって、プリント配線板との電気的接続を取っていた。
ワイヤーボンディングは、プリント配線板にＩＣチップを接着剤によりダイボンディングさせて、該プリント配線板のパッドとＩＣチップのパッドとを金線などのワイヤーで接続させた後、ＩＣチップ並びにワイヤーを守るために熱硬化性樹脂あるいは熱可塑性樹脂などの封止樹脂を施していた。
ＴＡＢは、ＩＣチップのバンプとプリント配線板のパッドとをリードと呼ばれる線を半田などによって一括して接続させた後、樹脂による封止を行っていた。
フリップチップは、ＩＣチップとプリント配線板のパッド部とをバンプを介して接続させて、バンプとの隙間に樹脂を充填させることによって行っていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、それぞれの実装方法は、ＩＣチップとプリント配線板の間に接続用のリード部品（ワイヤー、リード、バンプ）を介して電気的接続を行っている。それらの各リード部品は、切断、腐食し易く、これにより、ＩＣチップとの接続が途絶えたり、誤作動の原因となることがあった。
また、それぞれの実装方法は、ＩＣチップを保護するためにエポキシ樹脂等の熱可塑性樹脂によって封止を行っているが、その樹脂を充填する際に気泡を含有すると、気泡が起点となって、リード部品の破壊やＩＣパッドの腐食、信頼性の低下を招いてしまう。熱可塑性樹脂による封止は、それぞれの部品に合わせて樹脂装填用プランジャー、金型を作成する必要が有り、また、熱硬化性樹脂であってもリード部品、ソルダーレジストなどの材質などを考慮した樹脂を選定しなくては成らないために、それぞれにおいてコスト的にも高くなる原因にもなった。
【０００４】
このため基板内に半導体素子を埋め込む技術が種々提案されている。基板に半導体素子を埋め込んで、その上層にビルドアップ層を形成させることにより電気的接続を取る技術としては、特開平９−３２１４０８号（ＵＳＰ５８７５１００）、特開平１０−２５６４２９号、特開平１１−１２６９７８号、などが提案されている。
【０００５】
特開平９−３２１４０８号（ＵＳＰ５８７５１００）では、ダイパッド上にスタッドバンプを形成した半導体素子をプリント配線板に内蔵して、スタッドバンプ上に配線を形成して電気的接続を取っていた。しかし、このスタッドバンプの高さのばらつきが大きいため、接続性に問題があった。また、このスタッドバンプをボンディングにより一つ一つ植設しており、生産性にも問題があった。
【０００６】
特開平１０−２５６４２９号では、セラミック基板に半導体素子を内蔵して、フリップチップ形態により電気的接続を取っていた。しかし、セラミックは外形加工性が悪く、半導体素子の納まりがよくない。また、該バンプの高さのばらつきが大きいため、接続性に問題があった。
【０００７】
特開平１１−１２６９７８号では、バイアホールを介して積蔵された多層プリント配線板の空隙の収容部に半導体素子を内蔵して、導体回路と接続を取っていた。しかし、収容部が空隙であるため、位置ずれを引き起こしやすく、接続性に問題があった。また、ダイパッドと導体回路とを直接接続させているため、ダイパッドに酸化被膜ができやすく、絶縁抵抗が上昇する問題もあった。
【０００８】
また、半導体素子を内蔵した基板で構成された多層プリント配線板をパッケージ基板、チップセットなどとして用いる場合には、外部基板（いわゆるマザーボード、ドータボードと呼ばれるもの）と電気接続させることによって、機能を発揮することができる。そのため、該多層プリント配線板には、ＢＧＡや導電性接続ピン（ＰＧＡ）を配設することが必要となる。このＢＧＡ、ＰＧＡは、多層プリント配線板の表層のソルダーレジスト層に、半田パッドを配設することで形成される。
【０００９】
しかしながら、半導体素子を埋め込んだ基板で表層に半田バンプを配設して、外部基板と電気的に接続させて機能試験や信頼性試験を行うと、層間絶縁層、ソルダーレジスト層、層間樹脂絶縁層やソルダーレジスト、半田バンプおよび半田バンプの周囲（半田層や耐食金属などを意図する）にクラック、剥離が発生して、半田バンプの脱落や位置ずれが確認された。特に、層間絶縁層を貫通して、半導体素子のパッドにクラックが発生しているものも確認された。したがって、半導体素子を内蔵する多層プリント配線板においては、半田バンプと導体回路との電気的接続性や信頼性の低下が明らかになった。
【００１０】
本発明は上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、電気的接続性や信頼性の高い多層プリント配線板、特に、半導体素子が内蔵された多層プリント配線板を提案することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するため、請求項１に記載の多層プリント配線板では、半導体素子を内蔵した基板上に層間絶縁層と導体層とが繰り返し形成され、前記層間絶縁層には、バイアホールが形成され、前記バイアホールを介して電気的接続される多層プリント配線板において、前記基板内の半導体素子の直上以外の領域において、前記バイアホールに接続された複数の外部接続端子（ＢＧＡ／ＰＧＡ）が、グリッド状または千鳥状に形成され、前記バイアホールは銅で構成され、前記半導体素子のパッド部分には、銅で構成された層を含む複数の層を有し、最下層の前記層間絶縁層に形成された前記バイアホールと接続するための、前記半導体素子のパッドの径よりも径の大きな仲介層が形成され、前記銅で構成された層と前記バイアホールとが接続されていることを技術的特徴とする。
【００１２】
請求項１の発明では、多層プリント配線板の半導体素子が内蔵された基板上の領域と、半導体素子が内蔵されていない基板上の領域とを区別する。そして、半導体素子が内蔵されていない基板上の領域に外部接続端子（ＢＧＡ／ＰＧＡ）を配設する。
上述した外部接続端子（ＢＧＡ／ＰＧＡ）の周囲などに発生した剥離、クラックは、半導体素子、外部基板、層間絶縁層およびソルダーレジスト層の熱膨張係数の差から生じている。即ち、セラミックから成る半導体素子および外部基板は、熱膨張係数が小さく、熱膨張による伸びは小さい。一方、樹脂から成る層間絶縁層およびソルダーレジスト層は、半導体素子および外部基板と比較して熱膨張係数が大きいため、熱膨張による伸びは大きい。この熱膨張係数の差によって、外部接続端子（ＢＧＡ／ＰＧＡ）の周囲などに応力が集中して剥離、クラックが発生する。
つまり、半導体素子の内蔵されていない基板上の領域に外部接続端子（ＢＧＡ／ＰＧＡ）を配設することによって、熱膨張による影響を小さくできるため、外部接続端子（ＢＧＡ／ＰＧＡ）の周囲などに発生する剥離、クラックを防止できる。したがって、外部接続端子（ＢＧＡ／ＰＧＡ）の脱落や位置ずれを防止して、電気的接続性や信頼性を向上させることが可能となる。
【００１３】
ここで、外部接続端子とは、ＩＣチップを実装した基板において、外部基板、いわゆるマザーボード、ドータボードとの接続を取るための端子を意味する。懸案の端子とは、ＢＧＡ、ＰＧＡ及び半田バンプを言う。
【００１５】
また、請求項１の発明では、半導体素子のパッドを覆うようにして仲介層を形成させている。ＩＣチップのパッドに仲介層を設ける理由は、次の通りである。ＩＣチップのパッドは一般的にアルミニウムなどで製造されている。仲介層を形成させていないパッドのままで、フォトエッチングにより層間絶縁層のバイアホールを形成させた時、パッドのままであれば露光、現像後にパッドの表層に樹脂が残りやすかった。それに、現像液の付着によりパッドの変色を引き起こした。一方、レーザの場合、ビア径がパッド径より大きいときには、パッド及びパシベーション（ＩＣの保護膜）がレーザによって破壊される。また、後工程に、酸や酸化剤あるいはエッチング液に浸漬させたり、種々のアニール工程を経ると、ＩＣチップのパッドの変色、溶解が発生した。更に、ＩＣチップのパッドは、２０〜６０μｍ程度の径で作られており、バイアホールはそれより大きいので位置ずれの際に未接続が発生しやすい。
【００１６】
これに対して、パッド上に銅等からなる仲介層を設けることで、溶剤の使用が可能となりパッド上の樹脂残りを防ぐことができる。また、後工程の際に酸や酸化剤あるいはエッチング液に浸漬させたり、種々のアニール工程を経てもパッドの変色、溶解が発生しない。パッドの酸化皮膜の形成を防げる。これにより、パッドとバイアホールとの接続性や信頼性を向上させる。更に、ＩＣチップのパッド上に２０μｍよりも大きな径の仲介層を介在させることで、バイアホールを確実に接続させることができる。望ましいのは、仲介層は、バイアホール径と同等以上のものがよい。
【００１７】
また、パッドより大きい仲介層を形成させることによって、検査用プローブピンが接触しやすくなり、検査を容易に行える。即ち、半導体素子を基板に内蔵する前もしくはその後に検査を行えるため、予め製品の可否を判定することができる。したがって、生産性の向上やコストの低減が可能となる。つまり、仲介層を備える半導体素子は、プリント配線板に内蔵するための半導体素子であるといえる。
【００１８】
本発明で定義されている仲介層について説明する。仲介層は、半導体素子であるＩＣチップとプリント配線板とを直接に接続を取るため、設けられた中間の仲介層を意味する。その特徴として、パッド上に薄膜層を形成し、その上に厚付け層が形成されてなる、少なくとも２層以上の金属層で形成されている。そして、半導体素子であるＩＣチップのパッドよりも大きくさせる。それによって、電気的接続や位置合わせ性を向上させるものであり、かつ、パッドにダメージを与えることなくレーザやフォトエッチングによるバイアホール加工を可能にするものである。そのため、ＩＣチップのプリント配線板への内蔵や接続を確実にすることができる。また、仲介層には、直接、プリント配線板の導体回路である金属を形成することを可能にする。その導体回路の一例としては、層間絶縁層のバイアホールや基板上のスルーホールなどがある。
【００１９】
仲介層は、次のように形成される。ＩＣチップの全面に蒸着、スパッタリングなどを行い、全面に導電性の金属膜（第１薄膜層）を形成させる。その金属としては、スズ、クロム、チタン、ニッケル、亜鉛、コバルト、金、銅などがよい。厚みとしては、０．００１〜２．０μｍの間で形成させるのがよい。０．００１μｍ未満では、全面に均一に積層できない。２．０μｍを越えるものを形成させることは困難であり、効果が高まるのもでもなかった。クロムの場合には０．１μｍの厚みが望ましい。特に、０．０１〜１．０μｍが望ましい。特に、ニッケル、クロム、チタンで形成するのがよい。界面から湿分の侵入がなく、金属密着性に優れるからである。
【００２０】
第１薄膜層により、パッドの被覆を行い、仲介層とＩＣチップにパッドとの界面の密着性を高めることができる。また、これら金属でパッドを被覆することで、界面への湿分の侵入を防ぎ、パッドの溶解、腐食を防止し、信頼性を高めることができる。また、この第１薄膜層によって、リードのない実装方法によりＩＣチップとの接続を取ることができる。ここで、クロム、チタンを用いることが、界面への湿分の侵入を防ぐために望ましい。
【００２１】
第１薄膜層上に、スパッタ、蒸着、又は、無電解めっきにより第２薄膜層を形成させる。その金属としてはニッケル、銅、金、銀などがある。電気特性、経済性、また、後程で形成される厚付け層は主に銅であることから、銅を用いるとよい。
【００２２】
ここで第２薄膜層を設ける理由は、第１薄膜層では、後述する厚付け層を形成するための電解めっき用のリードを取ることができないためである。第２薄膜層３６は、厚付けのリードとして用いられる。その厚みは０．０１〜５μｍの範囲で行うのがよい。０．０１μｍ未満では、リードとしての役割を果たし得ず、５μｍを越えると、エッチングの際、下層の第１薄膜層がより多く削れて隙間ができてしまい、湿分が侵入し易くなり、信頼性が低下するからである。
【００２３】
第２薄膜層上に、無電解あるいは電解めっきにより厚付けさせる。形成される金属の種類としては銅、ニッケル、金、銀、亜鉛、鉄などがある。電気特性、経済性、仲介層としての強度や構造上の耐性、また、後程で形成されるビルドアップである導体層は主に銅であることから、銅を用い電解めっきで形成するのが望ましい。その厚みは１〜２０μｍの範囲で行うのがよい。１μｍより薄いと、上層のバイアホールとの接続信頼性が低下し、２０μｍよりも厚くなると、エッチングの際にアンダーカットが起こってしまい、形成される仲介層とバイアホールと界面に隙間が発生するからである。また、場合によっては、第１薄膜層上に直接厚付けめっきしても、さらに、多層に積層してもよい。
【００２４】
その後、エッチングレジストを形成して、露光、現像して仲介層以外の部分の金属を露出させてエッチングを行い、ＩＣチップのパッド上に第１薄膜層、第２薄膜層、厚付け層からなる仲介層を形成させる。
【００２５】
また、上記仲介層の製造方法以外にも、ＩＣチップ上に形成した金属膜上に電解めっきによって厚付けした後、ドライフィルムレジストを形成して仲介層に該当する以外の部分を除去させて、パッド上に仲介層を形成させることもできる。更に、ＩＣチップをコア基板に取り付けた後に、同様にしてＩＣチップのパッド上に仲介層を形成させることもできる。
【００２６】
請求項２の発明では、請求項１に記載の多層プリント配線板において、前記銅で構成された層は、めっきにより形成されることを特徴とする。
請求項３の発明では、請求項２に記載のプリント配線板において、前記銅で構成された層の厚みは、１〜２０μｍであることを特徴とする。
請求項４の発明では、請求項１〜３のいずれかに記載の多層プリント配線板において、半導体素子を内蔵する前記基板の凹部または通孔と、前記半導体素子との間に、樹脂充填材料を充填したことを技術的特徴とする。
【００２７】
請求項４の発明では、基板の凹部または通孔と、半導体素子との間に、樹脂充填材料を充填することにより、基板と半導体素子との接着性を向上させる。また、この樹脂充填材料は、熱膨張によって発生した応力を緩和するため、コア基板のクラック、層間樹脂絶縁層及びソルダーレジスト層のうねりを防止することが可能となる。このため、半田バンプの周囲などに発生する剥離、クラックを防止できる。したがって、半田パンプの脱落や位置ずれを防止できるため、電気的接続性や信頼性を向上させることが可能となる。樹脂充填材料は、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、もしくはそれらの複合体を用いることができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図を参照して説明する。
[第１実施形態]
先ず、本発明の第１実施形態に係る多層プリント配線板の構成について、多層プリント配線板１０の断面を示す図１４を参照して説明する。
【００２９】
図１４に示すように多層プリント配線板１０は、ＩＣチップ２０を収容するコア基板３０と、層間樹脂絶縁層５０、層間樹脂絶縁層１５０、層間樹脂絶縁層２５０とからなる。層間樹脂絶縁層５０には、バイアホール６０および導体回路５８が形成され、層間樹脂絶縁層１５０には、バイアホール１６０および導体回路１５８が形成され、層間樹脂絶縁層２５０には、バイアホール２６０および導体回路２５８が形成されている。
【００３０】
層間樹脂絶縁層２５０の上には、ソルダーレジスト層７０が配設されている。ソルダーレジスト層７０の開口部７１下の導体回路２５８には、図示しないドータボード、マザーボード等の外部基板と接続するためのＢＧＡ７６が設けられている。ＢＧＡ７６は、ＩＣチップ２０の直上の領域Ｒ１以外の領域Ｒ２に配設されている。
【００３１】
ＩＣチップ２０には、ＩＣチップ２０を保護するパッシベーション膜２４が被覆され、該パッシベーション膜２４の開口内に入出力端子を構成するパッド２２が配設されている。パッド２２の上には、主として銅からなる仲介層３８が形成されている。
【００３２】
ＩＣチップ２０と、基板３０の凹部３２内との間には、樹脂材料である接着材料３４が充填されている。接着材料３４によって、ＩＣチップ２０は基板３０の凹部内で固定されている。この樹脂充填材料３４は、熱膨張によって発生した応力を緩和するため、コア基板３０のクラック、層間樹脂絶縁層５０、１５０、２５０及びソルダーレジスト層７０のうねりを防止することが可能となる。このため、ＢＧＡ７６の周囲などに発生する剥離、クラックを防止できる。したがって、半田パンプ７６の脱落や位置ずれを防止できるため、電気的接続性や信頼性を向上させることが可能となる。
【００３３】
図１４中の多層プリント配線板１０のＥ−Ｅ断面を図１６に示す。図１６の点線で示される内側の領域は、ＩＣチップ２０が内蔵されている領域Ｒ１である。図１６の点線の外側から実線の内側の領域は、ＩＣチップ２０が内蔵されていない領域Ｒ２である。導体回路２５８は、放射線状に領域Ｒ１から領域Ｒ２へ広がるように形成されている。ＢＧＡ７６と接続するための半田パッド７５は、領域Ｒ２内でグリッド状に配置されている。
【００３４】
図１７（Ａ）は、図１４中の多層プリント配線板１０の平面図を示している。ＢＧＡ７６は、領域Ｒ２内でグリッド状に配置されて、図示しないドータボード、マザーボード等の外部基板と接続される。なお、ＢＧＡ７６は、図１７（Ｂ）に示すように領域Ｒ２内で千鳥状に形成されてもよい。
【００３５】
本実施形態の多層プリント配線板では、ＩＣチップ２０が内蔵されていない基板上の領域Ｒ２にＢＧＡ７６を配設する。
つまり、ＩＣチップ２０の直上外の領域Ｒ２にＢＧＡ７６を配設することによって、セラミックから成り熱膨張係数の小さなＩＣチップ２０と、樹脂から成る熱膨張係数の大きな層間絶縁層５０、１５０、２５０およびソルダーレジスト層７０との熱膨張による影響を小さくできるため、ＢＧＡ７６の周囲などに発生する剥離、クラックを防止できる。したがって、半田パンプ７６の脱落や位置ずれを防止して、電気的接続性や信頼性を向上させることが可能となる。
【００３６】
また、本実施例の多層プリント配線板１０では、コア基板３０にＩＣチップ２０を内蔵させて、該ＩＣチップ２０のパッド２２には仲介層３８を配設させている。このため、リード部品や封止樹脂を用いず、ＩＣチップと多層プリント配線板（パッケージ基板）との電気的接続を取ることができる。また、ＩＣチップ部分に仲介層３８が形成されていることから、ＩＣチップ部分には平坦化されるので、上層の層間絶縁層５０も平坦化されて、膜厚みも均一になる。更に、仲介層によって、上層のバイアホール６０を形成する際も形状の安定性を保つことができる。
【００３７】
更に、パッド２２上に銅製の仲介層３８を設けることで、パッド２２上の樹脂残りを防ぐことができ、また、後工程の際に酸や酸化剤あるいはエッチング液に浸漬させたり、種々のアニール工程を経てもパッド２２の変色、溶解が発生しない。これにより、ＩＣチップのパッドとバイアホールとの接続性や信頼性を向上させる。更に、４０μｍ径パッド２２上に６０μｍ径以上の仲介層３８を介在させることで、６０μｍ径のバイアホールを確実に接続させることができる。
【００３８】
Ａ．半導体素子先ず、図１８を参照して上述した多層プリント配線板１０に内蔵する半導体素子（ＩＣチップ）の構成について、半導体素子２０の断面を示す図３（Ｂ）、及び、平面図を示す図４（Ｂ）を参照して説明する。
【００３９】
図３（Ｂ）に示すように半導体素子２０の上面には、パッド２２及び配線（図示せず）が配設されており、該パッド２２及び配線の上に、パッシベーション膜２４が被覆され、該パッド２２には、パッシベーション膜２４の開口が形成されている。パッド２２の上には、主として銅からなる仲介層３８が形成されている。仲介層３８は、薄膜層３３と電解めっき膜（厚付け膜）３７とからなる。言い換えると、２層以上の金属膜で形成されている。
【００４０】
[第１の製造方法]
引き続き、図３（Ｂ）を参照して上述した半導体素子の第１の製造方法について、図１〜図４を参照して説明する。
【００４１】
（１）先ず、図１（Ａ）に示すシリコンウエハー２０Ａに、定法により配線２１及びパッド２２を形成する（図１（Ｂ）及び図１（Ｂ）の平面図を示す図４（Ａ）参照、なお、図１（Ｂ）は、図４（Ａ）のＢ−Ｂ断面を表している）。
（２）次に、パッド２２及び配線２１の上に、パッシベーション膜２４を形成し、パッド２２上に開口２４ａを設ける（図１（Ｃ））。
【００４２】
（３）シリコンウエハー２０Ａに蒸着、スパッタリングなどの物理的な蒸着を行い、全面に導電性の金属膜（薄膜層）３３を形成させる（図２（Ａ））。その厚みは、０．００１〜２μｍの範囲で形成させるのがよい。その範囲よりも下の場合は、全面に薄膜層を形成することができない。その範囲よりも上の場合は、形成される膜に厚みのバラツキが生じてしまう。最適な範囲は０．０１〜１．０μｍである。形成する金属としては、スズ、クロム、チタン、ニッケル、亜鉛、コバルト、金、銅の中から、選ばれるものを用いることがよい。それらの金属は、パッドの保護膜となり、かつ、電気特性を劣化させることがない。第１の製造方法では、薄膜層３３は、スパッタを用いてクロムにより形成される。また、クロム薄膜層３３の上に銅薄膜層をスパッタを用いて形成してもよい。クロム、銅の２層を真空チャンバー内で連続して形成することもできる。このとき、クロム０．０５μｍ−０．１μｍ、銅０．５μｍ程度の厚みである。
【００４３】
（４）その後、液状レジスト、感光性レジスト、ドライフィルムのいずれかのレジスト層を薄膜層３３上に形成させる。仲介層３８を形成する部分が描画されたマスク（図示せず）を該レジスト層上に、載置して、露光、現像を経て、メッキレジスト３５に非形成部３５ａを形成させる。電解メッキを施してレジスト層の非形成部３５ａに厚付け層（電解めっき膜）３７を設ける（図２（Ｂ））。形成されるメッキの種類としては銅、ニッケル、金、銀、亜鉛、鉄などがある。電気特性、経済性、また、後程で形成されるビルドアップである導体層は主に銅であることから、銅を用いるとよく、第１の製造方法では、銅を用いる。その厚みは１〜２０μｍの範囲で行うのがよい。
【００４４】
（５）メッキレジスト３５をアルカリ溶液等で除去した後、メッキレジスト３５下の金属膜３３を硫酸−過酸化水素水、塩化第二鉄、塩化第二銅、第二銅錯体−有機酸塩等のエッチング液によって除去することで、ＩＣチップのパッド２２上に仲介層３８を形成する（図２（Ｃ））。
【００４５】
（６）次に、基板にエッチング液をスプレイで吹きつけ、仲介層３８の表面をエッチングすることにより粗化面３８αを形成する（図３（Ａ）参照）。無電解めっきや酸化還元処理を用いて粗化面を形成することもできる。
【００４６】
（７）最後に、仲介層３８が形成されたシリコンウエハー２０Ａを、ダイシングなどによって個片に分割して半導体素子２０を形成する（図３（Ｂ）及び図３（Ｂ）の平面図である図４（Ｂ）参照）。その後、必要に応じて、分割された半導体素子２０の動作確認や電気検査を行なってもよい。半導体素子２０は、パッド２２よりも大きな仲介層３８が形成されているので、プローブピンが当てやすく、検査の精度が高くなっている。
【００４７】
[第２の製造方法]
第２の製造方法に係る半導体素子２０の製造方法について図５及び図６を参照して説明する。
（１）第１の製造方法で図２（Ｂ）を参照して上述したように、シリコンウエハー２０Ａに蒸着、スパッタリングなどの物理的な蒸着を行い、全面に導電性の金属膜（第１薄膜層）３３を形成させる（図５（Ａ））。その厚みは、０．００１〜２μｍの範囲がよい。その範囲よりも下の場合は、全面に薄膜層を形成することができない。その範囲よりも上の場合は、形成される膜に厚みのバラツキが生じてしまう。最適な範囲は０．０１〜１．０μｍで形成されることがよい。形成する金属としては、スズ、クロム、チタン、ニッケル、亜鉛、コバルト、金、銅の中から、選ばれるものを用いることがよい。それらの金属は、パッドの保護膜となり、かつ、電気特性を劣化させることがない。第２の製造方法では、薄膜層３３は、クロムにより形成される。
【００４８】
（２）第１薄膜層３３の上に、スパッタ、蒸着、無電解めっきによって第２薄膜層３６を積層する（図５（Ｂ））。その場合積層できる金属は、ニッケル、銅、金、銀の中から選ばれるものがよい。特に、銅、ニッケルのいずれかで形成させることがよい。銅は、廉価であることと電気伝達性がよいからである。ニッケルは、薄膜との密着性がよく、剥離やクラックを引き起こし難い。第２の製造方法では、第２薄膜層３６を無電解銅めっきにより形成する。厚みは、０．０１〜５μｍがよく、特に、０．１〜３μｍが望ましい。
なお、望ましい第１薄膜層と第２薄膜層との組み合わせは、クロム−銅、クロム−ニッケル、チタン−銅、チタン−ニッケルである。金属との接合性や電気伝達性という点で他の組み合わせよりも優れる。
【００４９】
（３）その後、レジスト層を厚付け層上に形成させる。仲介層３８を形成する部分が描画されたマスク（図示せず）を該レジスト層上に、載置して、露光、現像を経て、メッキレジスト３５に非形成部３５ａを形成させる。電解メッキを施してレジスト層の非形成部３５ａに厚付け層（電解めっき膜）３７を設ける（図５（Ｃ））。形成されるメッキの種類としては銅、ニッケル、金、銀、亜鉛、鉄などがある。電気特性、経済性、また、後程で形成されるビルドアップである導体層は主に銅であることから、銅を用いるとよく、第２の製造方法では、銅を用いる。その厚みは１〜２０μｍの範囲で行うのがよい。
【００５０】
（４）メッキレジスト３５をアルカリ溶液等で除去した後、メッキレジスト３５下の金属膜３３、金属膜３６を硫酸−過酸化水素水、塩化第二鉄、塩化第二銅、第二銅錯体−有機酸塩等のエッチング液によって除去することで、ＩＣチップのパッド２２上に仲介層３８を形成する（図６）。
【００５１】
（５）次に、基板にエッチング液をスプレイで吹きつけ、仲介層３８の表面をエッチングすることにより粗化面を形成する。以降の工程は、第１の製造方法と同様であるため説明を省略する。
【００５２】
[第３の製造方法]
第３の製造方法に係る半導体素子２０の製造方法について図７及び図８を参照して説明する。第３の製造方法の半導体素子の構成は、図３（Ｂ）を参照して上述した第１の製造方法とほぼ同様である。但し、第１の製造方法では、セミアディテブ工程を用い、レジスト非形成部に厚付け層３７を形成することで仲介層３８を形成した。これに対して、第３の製造方法では、フルアディテブ工程を用い、厚付け層３７を均一に形成した後、レジストを設け、レジスト非形成部をエッチングで除去することで仲介層３８を形成する。
【００５３】
この第３の製造方法の製造方法について参照して説明する。
（１）第１の製造方法で図２（Ｂ）を参照して上述したように、シリコンウエハー２０Ａに蒸着、スパッタリングなどの物理的な蒸着を行い、全面に導電性の金属膜３３を形成させる（図７（Ａ））。その厚みは、０．００１〜２．０μｍの範囲がよい。その範囲よりも下の場合は、全面に薄膜層を形成することができない。その範囲よりも上の場合は、形成される膜に厚みのバラツキが生じてしまう。最適な範囲は０．０１〜１．０μｍで形成されることがよい。形成する金属としては、スズ、クロム、チタン、ニッケル、亜鉛、コバルト、金、銅の中から、選ばれるものを用いることがよい。それらの金属は、パッドの保護膜となり、かつ、電気特性を劣化させることがない。第３の製造方法では、薄膜層３３は、クロムにより形成される。さらに、その上に、薄膜層を積層してもよい。その場合積層できる金属は、ニッケル、銅、金、銀の中から選ばれるものがよい。特に、銅、ニッケルのいずれかで形成させるとことがよい。銅は、廉価であることと電気伝達性がよいからである。ニッケルは、薄膜との密着性がよく、剥離やクラックを引き起こし難い。
なお、望ましい第２薄膜層との組み合わせは、クロム−銅、クロム−ニッケル、チタン−銅、チタン−ニッケルである。金属との接合性や電気伝達性という点で他の組み合わせよりも優れる。また、薄膜の形成には、スパッタ、蒸着、無電解めっきによって行うことができる。
【００５４】
ＩＣチップ２０Ａの全面に蒸着、スパッタリングなどの物理的な蒸着を行い、全面に導電性の金属膜３６を形成させる（図７（Ｂ））。その金属としては、スズ、クロム、チタン、ニッケル、亜鉛、コバルト、金、銅などの金属を１層以上形成させるものがよい。厚みとしては、０．００１〜２．０μｍの間で形成させるのがよい。
【００５５】
該金属膜３６の上に、更に無電解めっき等により金属膜を設けることもできる。上側の金属膜は、ニッケル、銅、金、銀などの金属を１層以上形成させるものがよい。
【００５６】
その金属膜３６上に、無電解あるいは電解めっきにより、厚付けしめっき膜３７を形成させる（図７（Ｃ））。形成されるめっきの種類としてはニッケル、銅、金、銀、亜鉛、鉄などがある。電気特性、経済性、また、後程で形成されるビルドアップである導体層は主に銅であることから、銅を用いることがよい。その厚みは１〜２０μｍの範囲で行うのがよい。それより厚くなると、エッチングの際にアンダーカットが起こってしまい、形成される仲介層とバイアホールと界面に隙間が発生することがある。その後、エッチングレジストを形成して、露光、現像して仲介層以外の部分の金属を露出させてエッチングを行い、ＩＣチップのパッド上に仲介層を形成させる。
【００５７】
（３）その後、レジスト層３５を厚付け層３７上に形成させる（図８（Ａ））。
【００５８】
（４）メッキレジスト３５の非形成部の金属膜３３及び厚付け層３７を硫酸−過酸化水素水、塩化第二鉄、塩化第二銅、第二銅錯体−有機酸塩等のエッチング液によって除去した後、メッキレジスト３５を剥離することで、ＩＣチップのパッド２２上に仲介層３８を形成する（図８（Ｂ））。以降の工程は、第１の製造方法と同様であるため説明を省略する。
【００５９】
引き続き、図１４を参照して上述した多層プリント配線板の製造方法について、図９〜図１３を参照して説明する。
【００６０】
（１）先ず、ガラスクロス等の心材にエポキシ等の樹脂を含浸させたプリプレグを積層した絶縁樹脂基板（コア基板）３０を出発材料として用意する（図９（Ａ）参照）。次に、コア基板３０の片面に、ザグリ加工でＩＣチップ内蔵用の凹部３２を形成する（図９（Ｂ）参照）。ここでは、ザグリ加工により凹部を設けているが、開口を設けた絶縁樹脂基板と開口を設けない樹脂絶縁基板とを張り合わせることで、内蔵部を備えるコア基板を形成できる。
【００６１】
ＩＣチップなどの電子部品を内蔵させる樹脂製基板としては、エポキシ樹脂、ＢＴ樹脂、フェノール樹脂などにガラスエポキシ樹脂などの補強材や心材を含接続接続引用文献に対する技術的特徴は浸させた樹脂、エポキシ樹脂を含浸させたプリプレグを積層させたものなどが用いられるが、一般的にプリント配線板で使用されるものを用いることができる。それ以外にも両面銅張積層板、片面板、金属膜を有しない樹脂板、樹脂シートを用いることができる。ただし、３５０℃以上の温度を加えると樹脂は、溶解、炭化をしてしまう。
【００６２】
（２）その後、凹部３２に、印刷機を用いて接着材料３４を塗布する。このとき、塗布以外にも、ポッティングなどをしてもよい。次に、図１〜図８を参照して上述した製造方法に係るＩＣチップ２０を接着材料３４上に載置する（図９（Ｃ）参照）。接着材料３４は、コア基板３０よりも熱膨張係数の大きな樹脂を用いる。これにより、ＩＣチップ２０とコア基板３０との熱膨張差を吸収させる。
【００６３】
（３）そして、ＩＣチップ２０の上面を押す、もしくは叩いて凹部３２内に完全に内蔵させる（図９（Ｄ）参照）。これにより、コア基板３０を平滑にすることができる。この際に、接着材料３４がＩＣチップ２０の上面にかかることがあるが、後述するようにＩＣチップ２０の上面の樹脂層を設けてからレーザでバイアホール用の開口を設けるため、仲介層とバイアホールとの接続に影響を与えることがない。
【００６４】
（４）上記工程を経た基板３０に、厚さ５０μｍの熱硬化型樹脂シートを温度５０〜１５０℃まで昇温しながら圧力５ｋｇ／ｃｍ2で真空圧着ラミネートし、層間樹脂絶縁層５０を設ける（図１０（Ａ）参照）。真空圧着時の真空度は、１０ｍｍＨｇである。
【００６５】
層間樹脂絶縁層としては、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、感光性樹脂、熱硬化性樹脂の一部を感光基で置換した樹脂、熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂との樹脂複合体、感光性樹脂と熱可塑性樹脂との複合体などを用いることができる。
熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリオレフィン樹脂、フッ素樹脂等が挙げられる。熱可塑性樹脂としては、ポリエーテルスルフォン（ＰＥＳ）、ポリエーテルイミド、フェノキシ樹脂などを用いることができる。またそれらの樹脂複合体として用いた時でも、各１種類以上の樹脂を混合して用いてもよい。例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、フェノキシ樹脂といった組み合わせがある。
【００６６】
また、層間樹脂絶縁層５０は、上述したように、半硬化状態にした樹脂をシート状にして加熱圧着する代わりに、予め粘度を調整した樹脂組成物を、ロールコータやカーテンコータなどによって塗布することで形成することもできる。
【００６７】
（５）次に、波長１０．４μｍのＣＯ2ガスレーザにて、ビーム径５ｍｍ、トップハットモード、パルス幅５．０μ秒、マスクの穴径０．５ｍｍ、１ショットの条件で、層間樹脂絶縁層５０に直径６０μｍのバイアホール用開口４８を設ける（図１０（Ｂ）参照）。６０℃の過マンガン酸を用いて、開口４８内の樹脂残りを除去する。パッド２２上に銅製の仲介層３８を設けることで、パッド２２上の樹脂残りを防ぐことができ、これにより、パッド２２と後述するバイアホール６０との接続性や信頼性を向上させる。更に、４０μｍ径パッド２２上に６０μｍ以上の径の仲介層３８を介在させることで、６０μｍ径のバイアホール用開口４８を確実に接続させることができる。なお、ここでは、過マンガン酸を用いて樹脂残さを除去したが、酸素プラズマを用いてデスミア処理を行うことも可能である。
【００６８】
（６）次に、クロム酸、過マンガン酸塩などの酸化剤等に浸漬させることによって、層間樹脂絶縁層５０の粗化面５０αを設ける（図１０（Ｃ）参照）。該粗化面５０αは、０．０５〜５μｍの範囲で形成されることがよい。その一例として、過マンガン酸ナトリウム溶液５０ｇ／ｌ、温度６０℃中に５〜２５分間浸漬させることによって、２〜３μｍの粗化面５０αを設ける。上記以外には、日本真空技術株式会社製のＳＶ−４５４０を用いてプラズマ処理を行い、層間樹脂絶縁層５０の表面に粗化面５０αを形成することもできる。この際、不活性ガスとしてはアルゴンガスを使用し、電力２００Ｗ、ガス圧０．６Ｐａ、温度７０℃の条件で、２分間プラズマ処理を実施する。
【００６９】
（７）粗化面５０αが形成された層間樹脂絶縁層５０上に、金属層５２を設ける（図１１（Ａ）参照）。金属層５２は、無電解めっきによって形成させる。予め層間樹脂絶縁層５０の表層にパラジウムなどの触媒を付与させて、無電解めっき液に５〜６０分間浸漬させることにより、０．１〜５μｍの範囲でめっき膜である金属層５２を設ける。その一例として、
〔無電解めっき水溶液〕
ＮｉＳＯ4                 ０．００３  ｍｏｌ／ｌ
酒石酸                    ０．２００  ｍｏｌ／ｌ
硫酸銅                    ０．０３０  ｍｏｌ／ｌ
ＨＣＨＯ                  ０．０５０  ｍｏｌ／ｌ
ＮａＯＨ                  ０．１００  ｍｏｌ／ｌ
α、α′−ビピルジル          １００  ｍｇ／ｌ
ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）      ０．１０  ｇ／ｌ
３４℃の液温度で４０分間浸漬させた。
上記以外でも上述したプラズマ処理と同じ装置を用い、内部のアルゴンガスを交換した後、Ｎｉ及びＣｕをターゲットにしたスパッタリングを、気圧０．６Ｐａ、温度８０℃、電力２００Ｗ、時間５分間の条件で行い、Ｎｉ／Ｃｕ金属層５２を層間樹脂絶縁層５０の表面に形成することもできる。このとき、形成されるＮｉ／Ｃｕ金属層５２の厚さは０．２μｍである。また、スパッタの代わりに、蒸着、電着等で金属膜を形成することもできる。更に、スパッタ、蒸着、電着などの物理的な方法で薄付け層を形成した後、無電解めっきを施すことも可能である。
【００７０】
（８）上記処理を終えた基板３０に、市販の感光性ドライフィルムを貼り付け、フォトマスクフィルムを載置して、１００ｍＪ／ｃｍ2で露光した後、０．８％炭酸ナトリウムで現像処理し、厚さ１５μｍのめっきレジスト５４を設ける（図１１（Ｂ）参照）。次に、以下の条件で電解めっきを施して、厚さ１５μｍの電解めっき膜５６を形成する（図１１（Ｃ）参照）。なお、電解めっき水溶液中の添加剤は、アトテックジャパン社製のカパラシドＨＬである。
【００７１】
0004785268.tif 000002
【００７２】
（９）めっきレジスト５４を５％ＮａＯＨで剥離除去した後、そのめっきレジスト下の金属層５２を硝酸および硫酸と過酸化水素の混合液を用いるエッチングにて溶解除去し、金属層５２と電解めっき膜５６からなる厚さ１６μｍの導体回路５８及びバイアホール６０を形成する（図１２（Ａ）参照）。エッチング液としては、塩化第二銅、塩化第二鉄、過酸塩類、過酸化水素／硫酸、アルカリチャントなどを用いることができる。続いて、第二銅錯体と有機酸とを含有するエッチング液によって、粗化面５８α、６０αを形成する（図１２（Ｂ）参照）。
【００７３】
（１０）次いで、上記（７）〜（１２）の工程を、繰り返すことにより、層間樹脂絶縁層５０の上層に層間樹脂絶縁層１５０及び導体回路１５８（バイアホール１６０を含む）を、更に、層間樹脂絶縁層２５０及び導体回路２５８（バイアホール２６０を含む）を形成する（図１２（Ｃ）参照）。
【００７４】
（１１）次に、ジエチレングリコールジメチルエーテル（ＤＭＤＧ）に６０重量％の濃度になるように溶解させた、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂（日本化薬社製）のエポキシ基５０％をアクリル化した感光性付与のオリゴマー（分子量４０００）４６．６７重量部、メチルエチルケトンに溶解させた８０重量％のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（油化シェル社製、商品名：エピコート１００１）１５重量部、イミダゾール硬化剤（四国化成社製、商品名：２Ｅ４ＭＺ−ＣＮ）１．６重量部、感光性モノマーである多官能アクリルモノマー（共栄化学社製、商品名：Ｒ６０４）３重量部、同じく多価アクリルモノマー（共栄化学社製、商品名：ＤＰＥ６Ａ）１．５重量部、分散系消泡剤（サンノプコ社製、商品名：Ｓ−６５）０．７１重量部を容器にとり、攪拌、混合して混合組成物を調整し、この混合組成物に対して光重量開始剤としてベンゾフェノン（関東化学社製）２．０重量部、光増感剤としてのミヒラーケトン（関東化学社製）０．２重量部を加えて、粘度を２５℃で２．０Ｐａ・ｓに調整したソルダーレジスト組成物（有機樹脂絶縁材料）を得る。
なお、粘度測定は、Ｂ型粘度計（東京計器社製、ＤＶＬ−Ｂ型）で６０ｒｐｍの場合はローターNo.４、６ｒｐｍの場合はローターNo.３によった。なお、ソルダーレジストとして市販のソルダーレジストを用いることもできる。
【００７５】
（１２）次に、基板３０に、上記ソルダーレジスト組成物を２０μｍの厚さで塗布し、７０℃で２０分間、７０℃で３０分間の条件で乾燥処理を行った後、ソルダーレジストレジスト開口部のパターンが描画された厚さ５ｍｍのフォトマスクをソルダーレジスト層７０に密着させて１０００ｍＪ／ｃｍ2の紫外線で露光し、ＤＭＴＧ溶液で現像処理し、２００μｍの直径の開口７１を形成する（図１３（Ａ）参照）。
【００７６】
（１３）次に、ソルダーレジスト層（有機樹脂絶縁層）７０を形成した基板を、塩化ニッケル（２．３×１０-1ｍｏｌ／ｌ）、次亞リン酸ナトリウム（２．８×１０-1ｍｏｌ／ｌ）、クエン酸ナトリウム（１．６×１０-1ｍｏｌ／ｌ）を含むｐＨ＝４．５の無電解ニッケルめっき液に２０分間浸漬して、開口部７１に厚さ５μｍのニッケルめっき層７２を形成する。さらに、その基板を、シアン化金カリウム（７．６×１０-3ｍｏｌ／ｌ）、塩化アンモニウム（１．９×１０-1ｍｏｌ／ｌ）、クエン酸ナトリウム（１．２×１０-1ｍｏｌ／ｌ）、次亜リン酸ナトリウム（１．７×１０-1ｍｏｌ／ｌ）を含む無電解めっき液に８０℃の条件で７．５分間浸漬して、ニッケルめっき層７２上に厚さ０．０３μｍの金めっき層７４を形成することで、導体回路２５８に半田パッド７５を形成する（図１３（Ｂ）参照）。
【００７７】
（１４）この後、ソルダーレジスト層７０の開口部７１に、半田ペーストを印刷する。この半田ペーストには、Ｓｎ／Ｐｂ、Ｓｎ／Ｓｂ、Ｓｎ／Ａｇ、Ｓｎ／Ａｇ／Ｃｕなどを用いることができる。また、低α線タイプの半田ペーストを用いてもよい。続いて、２００℃でリフローすることにより、ＢＧＡ７６をＩＣチップ２０が内蔵されていない領域Ｒ２内にグリッド状（または千鳥状）になるように配設する（図１４、図１７（Ａ）、（Ｂ）参照）。これにより、ＩＣチップ２０を内蔵し、ＢＧＡ７６を有する多層プリント配線板１０を得ることができる（図１４参照）。なお、ＩＣチップ２０は、基板３０の中央部分ではなく、偏った位置に配設してもよい。図１４では、ＢＧＡを外部接続端子として配設しているが、図１５に示すように外部接続端子としてＰＧＡ９６を取り付ける場合にも、ＩＣチップ２０が内蔵されていない領域Ｒ２内に配置することが望ましい。
【００７８】
[第１実施形態の改変例]
第１実施形態の改変例に係る多層プリント配線板について説明する。上述した第１実施形態では、層間樹脂絶縁層にバイアホールを形成する際、レーザを用いて行った。これに対して、改変例では、露光することによってバイアホールを形成する。この改変例に係る多層プリント配線板の製造方法について、図１８を参照して説明する。
【００７９】
（４）第１実施形態と同様に、上記（１）〜（３）の工程を経た基板３０に、厚さ５０μｍの熱硬化型エポキシ系樹脂５１を塗布する（図１８（Ａ）参照）。
【００８０】
（５）次に、バイアホール形成位置に対応する黒円の描かれたフォトマスクフィルム（図示せず）を層間樹脂絶縁層５０に載置して、露光を行う。続いて、ＤＭＴＧ液でスプレー現像して、加熱処理を行うことによって直径８５μｍのバイアホール用開口４８を設ける（図１８（Ｂ）参照）。
【００８１】
（６）過マンガン酸、または、クロム酸で層間樹脂絶縁層５０の表面を粗化して、粗化面５０αを形成する（図１８（Ｃ）参照）。粗化面５０αは、０．０５〜５μｍの範囲で形成されることが望ましい。以降の工程は、上述した第１実施形態の（７）〜（１４）と同様の工程であるため説明を省略する。
【００８２】
上述した実施形態では、層間樹脂絶縁層５０、１５０、２５０に熱硬化型樹脂シートを用いた。この熱硬化型樹脂シート樹脂には、難溶性樹脂、可溶性粒子、硬化剤、その他の成分が含有されている。それぞれについて以下に説明する。
【００８３】
第１実施形態の製造方法において使用する熱硬化型樹脂シートは、酸または酸化剤に可溶性の粒子（以下、可溶性粒子という）が酸または酸化剤に難溶性の樹脂（以下、難溶性樹脂という）中に分散したものである。
なお、第１実施形態で使用する「難溶性」「可溶性」という語は、同一の酸または酸化剤からなる溶液に同一時間浸漬した場合に、相対的に溶解速度の早いものを便宜上「可溶性」と呼び、相対的に溶解速度の遅いものを便宜上「難溶性」と呼ぶ。
【００８４】
上記可溶性粒子としては、例えば、酸または酸化剤に可溶性の樹脂粒子（以下、可溶性樹脂粒子）、酸または酸化剤に可溶性の無機粒子（以下、可溶性無機粒子）、酸または酸化剤に可溶性の金属粒子（以下、可溶性金属粒子）等が挙げられる。これらの可溶性粒子は、単独で用いても良いし、２種以上併用してもよい。
【００８５】
上記可溶性粒子の形状は特に限定されず、球状、破砕状等が挙げられる。また、上記可溶性粒子の形状は、一様な形状であることが望ましい。均一な粗さの凹凸を有する粗化面を形成することができるからである。
【００８６】
上記可溶性粒子の平均粒径としては、０．１〜１０μｍが望ましい。この粒径の範囲であれば、２種類以上の異なる粒径のものを含有してもよい。すなわち、平均粒径が０．１〜０．５μｍの可溶性粒子と平均粒径が１〜３μｍの可溶性粒子とを含有する等である。これにより、より複雑な粗化面を形成することができ、導体回路との密着性にも優れる。なお、第１実施形態において、可溶性粒子の粒径とは、可溶性粒子の一番長い部分の長さである。
【００８７】
上記可溶性樹脂粒子としては、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂等からなるものが挙げられ、酸あるいは酸化剤からなる溶液に浸漬した場合に、上記難溶性樹脂よりも溶解速度が速いものであれば特に限定されない。
上記可溶性樹脂粒子の具体例としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリフェニレン樹脂、ポリオレフィン樹脂、フッ素樹脂等からなるものが挙げられ、これらの樹脂の一種からなるものであってもよいし、２種以上の樹脂の混合物からなるものであってもよい。
【００８８】
また、上記可溶性樹脂粒子としては、ゴムからなる樹脂粒子を用いることもできる。上記ゴムとしては、例えば、ポリブタジエンゴム、エポキシ変性、ウレタン変性、（メタ）アクリロニトリル変性等の各種変性ポリブタジエンゴム、カルボキシル基を含有した（メタ）アクリロニトリル・ブタジエンゴム等が挙げられる。これらのゴムを使用することにより、可溶性樹脂粒子が酸あるいは酸化剤に溶解しやすくなる。つまり、酸を用いて可溶性樹脂粒子を溶解する際には、強酸以外の酸でも溶解することができ、酸化剤を用いて可溶性樹脂粒子を溶解する際には、比較的酸化力の弱い過マンガン酸塩でも溶解することができる。また、クロム酸を用いた場合でも、低濃度で溶解することができる。そのため、酸や酸化剤が樹脂表面に残留することがなく、後述するように、粗化面形成後、塩化パラジウム等の触媒を付与する際に、触媒が付与されなたかったり、触媒が酸化されたりすることがない。
【００８９】
上記可溶性無機粒子としては、例えば、アルミニウム化合物、カルシウム化合物、カリウム化合物、マグネシウム化合物およびケイ素化合物からなる群より選択される少なくとも一種からなる粒子等が挙げられる。
【００９０】
上記アルミニウム化合物としては、例えば、アルミナ、水酸化アルミニウム等が挙げられ、上記カルシウム化合物としては、例えば、炭酸カルシウム、水酸化カルシウム等が挙げられ、上記カリウム化合物としては、炭酸カリウム等が挙げられ、上記マグネシウム化合物としては、マグネシア、ドロマイト、塩基性炭酸マグネシウム等が挙げられ、上記ケイ素化合物としては、シリカ、ゼオライト等が挙げられる。これらは単独で用いても良いし、２種以上併用してもよい。
【００９１】
上記可溶性金属粒子としては、例えば、銅、ニッケル、鉄、亜鉛、鉛、金、銀、アルミニウム、マグネシウム、カルシウムおよびケイ素からなる群より選択される少なくとも一種からなる粒子等が挙げられる。また、これらの可溶性金属粒子は、絶縁性を確保するために、表層が樹脂等により被覆されていてもよい。
【００９２】
上記可溶性粒子を、２種以上混合して用いる場合、混合する２種の可溶性粒子の組み合わせとしては、樹脂粒子と無機粒子との組み合わせが望ましい。両者とも導電性が低くいため樹脂シートの絶縁性を確保することができるとともに、難溶性樹脂との間で熱膨張の調整が図りやすく、樹脂シートからなる層間樹脂絶縁層にクラックが発生せず、層間樹脂絶縁層と導体回路との間で剥離が発生しないからである。
【００９３】
上記難溶性樹脂としては、層間樹脂絶縁層に酸または酸化剤を用いて粗化面を形成する際に、粗化面の形状を保持できるものであれば特に限定されず、例えば、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、これらの複合体等が挙げられる。また、これらの樹脂に感光性を付与した感光性樹脂であってもよい。感光性樹脂を用いることにより、層間樹脂絶縁層に露光、現像処理を用いてバイアホール用開口を形成することできる。
これらのなかでは、熱硬化性樹脂を含有しているものが望ましい。それにより、めっき液あるいは種々の加熱処理によっても粗化面の形状を保持することができるからである。
【００９４】
上記難溶性樹脂の具体例としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、フェノキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリフェニレン樹脂、ポリオレフィン樹脂、フッ素樹脂等が挙げられる。これらの樹脂は単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。
さらには、１分子中に、２個以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂がより望ましい。前述の粗化面を形成することができるばかりでなく、耐熱性等にも優れてるため、ヒートサイクル条件下においても、金属層に応力の集中が発生せず、金属層の剥離などが起きにくいからである。
【００９５】
上記エポキシ樹脂としては、例えば、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、アルキルフェノールノボラック型エポキシ樹脂、ビフェノールＦ型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、フェノール類とフェノール性水酸基を有する芳香族アルデヒドとの縮合物のエポキシ化物、トリグリシジルイソシアヌレート、脂環式エポキシ樹脂等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。それにより、耐熱性等に優れるものとなる。
【００９６】
第１実施形態で用いる樹脂シートにおいて、上記可溶性粒子は、上記難溶性樹脂中にほぼ均一に分散されていることが望ましい。均一な粗さの凹凸を有する粗化面を形成することができ、樹脂シートにバイアホールやスルーホールを形成しても、その上に形成する導体回路の金属層の密着性を確保することができるからである。また、粗化面を形成する表層部だけに可溶性粒子を含有する樹脂シートを用いてもよい。それによって、樹脂シートの表層部以外は酸または酸化剤にさらされることがないため、層間樹脂絶縁層を介した導体回路間の絶縁性が確実に保たれる。
【００９７】
上記樹脂シートにおいて、難溶性樹脂中に分散している可溶性粒子の配合量は、樹脂シートに対して、３〜４０重量％が望ましい。可溶性粒子の配合量が３重量％未満では、所望の凹凸を有する粗化面を形成することができない場合があり、４０重量％を超えると、酸または酸化剤を用いて可溶性粒子を溶解した際に、樹脂シートの深部まで溶解してしまい、樹脂シートからなる層間樹脂絶縁層を介した導体回路間の絶縁性を維持できず、短絡の原因となる場合がある。
【００９８】
上記樹脂シートは、上記可溶性粒子、上記難溶性樹脂以外に、硬化剤、その他の成分等を含有していることが望ましい。
上記硬化剤としては、例えば、イミダゾール系硬化剤、アミン系硬化剤、グアニジン系硬化剤、これらの硬化剤のエポキシアダクトやこれらの硬化剤をマイクロカプセル化したもの、トリフェニルホスフィン、テトラフェニルホスフォニウム・テトラフェニルボレート等の有機ホスフィン系化合物等が挙げられる。
【００９９】
上記硬化剤の含有量は、樹脂シートに対して０．０５〜１０重量％であることが望ましい。０．０５重量％未満では、樹脂シートの硬化が不十分であるため、酸や酸化剤が樹脂シートに侵入する度合いが大きくなり、樹脂シートの絶縁性が損なわれることがある。一方、１０重量％を超えると、過剰な硬化剤成分が樹脂の組成を変性させることがあり、信頼性の低下を招いたりしてしまうことがある。
【０１００】
上記その他の成分としては、例えば、粗化面の形成に影響しない無機化合物あるいは樹脂等のフィラーが挙げられる。上記無機化合物としては、例えば、シリカ、アルミナ、ドロマイト等が挙げられ、上記樹脂としては、例えば、ポリイミド樹脂、ポリアクリル樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリフェニレン樹脂、メラニン樹脂、オレフィン系樹脂等が挙げられる。これらのフィラーを含有させることによって、熱膨脹係数の整合や耐熱性、耐薬品性の向上などを図り多層プリント配線板の性能を向上させることができる。
【０１０１】
また、上記樹脂シートは、溶剤を含有していてもよい。上記溶剤としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、酢酸エチル、酢酸ブチル、セロソルブアセテートやトルエン、キシレン等の芳香族炭化水素等が挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、２種類以上併用してもよい。ただし、これらの層間樹脂絶縁層は、３５０℃以上の温度を加えると溶解、炭化をしてしまう。
【０１０２】
[第２実施形態]
引き続き、第２実施形態の多層プリント配線板の製造方法について、図１９〜図２１を参照して説明する。上述した第１実施形態では、ＩＣチップ２０に仲介層３８を形成してからコア基板３０に搭載した。これに対して、第２実施形態では、ＩＣチップをコア基板に搭載してから仲介層を形成する。
【０１０３】
（１）先ず、ガラスクロス等の心材にエポキシ等の樹脂を含浸させたプリプレグを積層した絶縁樹脂基板（コア基板）３０を出発材料として用意する（図１９（Ａ）参照）。次に、コア基板３０の片面に、ザグリ加工でＩＣチップ収容用の凹部３２を形成する（図１９（Ｂ）参照）。
【０１０４】
（２）その後、凹部３２に、印刷機を用いて接着材料３４を塗布する。このとき、塗布以外にも、ポッティングなどをしてもよい。次に、ＩＣチップ２０を接着材料３４上に載置する（図１９（Ｃ）参照）。
【０１０５】
（３）そして、ＩＣチップ２０の上面を押す、もしくは叩いて凹部３２内に完全に収容させる（図２０（Ａ）参照）。これにより、コア基板３０を平滑にすることができる。
【０１０６】
（４）その後、ＩＣチップ２０を収容させたコア基板３０の全面に蒸着、スパッタリングなどの物理的な蒸着を行い、全面に導電性の金属膜３３を形成させる（図２０（Ｂ））。その金属としては、スズ、クロム、チタン、ニッケル、亜鉛、コバルト、金、銅などの金属を１層以上形成させるものがよい。厚みとしては、０．００１〜２．０μｍの間で形成させるのがよい。特に、０．０１〜１．０μｍが望ましい。
【０１０７】
金属膜３３上に、無電解めっきにより、めっき膜３６を形成させてもよい（図２０（Ｃ））。形成されるメッキの種類としては銅、ニッケル、金、銀、亜鉛、鉄などがある。電気特性、経済性、また、後程で形成されるビルドアップである導体層は主に銅であることから、銅を用いるとよい。その厚みは１〜２０μｍの範囲で行うのがよい。
【０１０８】
（５）その後、レジストを塗布し、露光、現像してＩＣチップ２０のパッド２２の上部に開口を設けるようにメッキレジスト３５を設け、無電解メッキを施して無電解めっき膜３７を設ける（図２１（Ａ））。メッキレジスト３５を除去した後、メッキレジスト３５下の無電解めっき膜３６、金属膜３３を除去することで、ＩＣチップのパッド２２上に仲介層３８を形成する（図２１（Ｂ））。ここでは、メッキレジストにより仲介層を形成したが、無電解めっき膜３６の上に電解めっき膜を均一に形成した後、エッチングレジストを形成して、露光、現像して仲介層３８以外の部分の金属を露出させてエッチングを行い、ＩＣチップ２０のパッド２２上に仲介層３８を形成させることも可能である。この場合、電解めっき膜の厚みは１〜２０μｍの範囲がよい。それより厚くなると、エッチングの際にアンダーカットが起こってしまい、形成される仲介層とバイアホールと界面に隙間が発生することがあるからである。
【０１０９】
（６）次に、基板３０にエッチング液をスプレイで吹きつけ、仲介層３８の表面をエッチングすることにより粗化面３８αを形成する（図２１（Ｃ）参照）。以降の工程は第１実施形態と同様であるため説明を省略する。
【０１１０】
[比較例]
比較例に係る多層プリント配線板について説明する。上述した第１実施形態では、ＩＣチップの直上外の領域Ｒ２内にＢＧＡ７６を配置させた。これに対して比較例は、図１７（Ｃ）に示すようにソルダーレジスト層上に均一にＢＧＡ７６が配置されている。つまり、領域Ｒ１と、領域Ｒ２とを区別せずに、ソルダーレジスト層全面にＢＧＡ７６をグリッド状（フルグリッド状）に形成されている。
【０１１１】
第１実施形態に係る多層プリント配線板と、比較例の多層プリント配線板とのそれぞれを外部基板と接続させた後、電気接続させて以下の項目の評価を行った。
▲１▼外部基板との実装後のクラックや剥離の有無
▲２▼ＢＧＡの不具合の有無
▲３▼信頼性試験後の外部基板との実装後のクラックや剥離の有無
▲４▼信頼性試験後のＢＧＡの不具合の有無
▲５▼接触抵抗の測定
第１実施形態に係る多層プリント配線板では、好適な結果が得られたが、比較例では、ＢＧＡの周辺におけるクラックや剥離などが発見された。また、接触抵抗の上昇も確認された。図１５に示すように、ＢＧＡの代わりにＰＧＡを用いた場合にも同様の結果が得られた。
【０１１２】
【発明の効果】
以上記述したように発明では、多層プリント配線板の半導体素子が内蔵された基板上の領域と、半導体素子が内蔵されていない基板上の領域とを区別する。そして、半導体素子が内蔵されていない基板上の領域に外部接続端子（ＢＧＡ／ＰＧＡ）を配設する。つまり、半導体素子の内蔵されていない基板上の領域に外部接続端子（ＢＧＡ／ＰＧＡ）を配設することによって、熱膨張による影響を小さくできるため、外部接続端子（ＢＧＡ／ＰＧＡ）の周囲などに発生する剥離、クラックを防止できる。したがって、外部接続端子（ＢＧＡ／ＰＧＡ）の脱落や位置ずれを防止して、電気的接続性や信頼性を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、本発明の第１実施形態に係るＩＣチップの第１の製造方法の工程図である。
【図２】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、第１実施形態に係るＩＣチップの第１の製造方法の工程図である。
【図３】（Ａ）、（Ｂ）は、第１実施形態に係るＩＣチップの第１の製造方法の工程図である。
【図４】（Ａ）は、第１実施形態に係るシリコンウエハーの平面図であり、（Ｂ）は、個片化されたＩＣチップの平面図である。
【図５】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、第１実施形態に係るＩＣチップの第２の製造方法の工程図である。
【図６】第１実施形態に係るＩＣチップの第２の製造方法の工程図である。
【図７】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、第１実施形態に係るＩＣチップの第３の製造方法の工程図である。
【図８】（Ａ）、（Ｂ）は、第１実施形態に係るＩＣチップの第３の製造方法の工程図である。
【図９】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）は、本発明の第１実施形態に係る多層プリント配線板の製造工程図である。
【図１０】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、本発明の第１実施形態に係る多層プリント配線板の製造工程図である。
【図１１】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、本発明の第１実施形態に係る多層プリント配線板の製造工程図である。
【図１２】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、本発明の第１実施形態に係る多層プリント配線板の製造工程図である。
【図１３】（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の第１実施形態に係る多層プリント配線板の製造工程図である。
【図１４】第１実施形態に係る多層プリント配線板の断面図である。
【図１５】第１実施形態に係る多層プリント配線板の断面図である。
【図１６】図１４のＥ−Ｅ断面図である。
【図１７】（Ａ）は、本発明の第１実施形態に係る多層プリント配線板の平面図であり、（Ｂ）は、バンプが千鳥状に配置された多層プリント配線板の平面図であり、（Ｃ）は、比較例に係る多層プリント配線板の平面図である。
【図１８】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、第１実施形態の改変例に係る多層プリント配線板の製造工程図である。
【図１９】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、本発明の第２実施形態に係る多層プリント配線板の製造工程図である。
【図２０】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、第２実施形態に係る多層プリント配線板の製造工程図である。
【図２１】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、第２実施形態に係る多層プリント配線板の製造工程図である。
【符号の説明】
２０ ＩＣチップ
２２ パッド
２４ パッシベーション膜
３０ コア基板
３２ 凹部
３３ 金属膜
３４ 接着材料
３６ めっき膜
３７ 無電解めっき膜
３７ 仲介層
３８α 粗化面
５０ 層間樹脂絶縁層
５０α 粗化面
５２ 金属層
５４ めっきレジスト
５６ 電解めっき膜
５８ 導体回路
５８α 粗化面
６０ バイアホール
６０α 粗化面
７０ ソルダーレジスト層
７１ 開口部
７２ ニッケルめっき
７４ 金めっき
７５ 半田パッド
７６ 半田バンプ
１５０ 層間樹脂絶縁層
１５８ 導体回路
１６０ バイアホール
２５０ 層間樹脂絶縁層
２５８ 導体回路
２６０ バイアホール
【図１】
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【図２】
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【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】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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