(57)【要約】      （修正有）【課題】半導体チップの裏面にバンプを作製しないで搭載できるフリップチップ搭載用プリント配線板を得る。【解決手段】回路基板の半導体チップ搭載面に、硬化後に薬液で難溶性の樹脂組成物層ｃを、その上に、銅箔の片面に薬液で可溶性の樹脂組成物層ｏを対向配置し、硬化させて、半導体チップ搭載部に孔を形成させた後、孔内部を銅メッキｎで充填させ、表層銅箔及び銅メッキ部分を、薬液で厚さ方向に平面的にエッチングした後、薬液ｍで可溶性の樹脂組成物層ｏを溶解除去させ、銅メッキ充填部の先端部分ｎを薬液で難溶性の樹脂組成物層面より突出させることを特徴とする製造方法でフリップチップ搭載用プリント配線板を作製する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
（１）導体回路を形成した基板の少なくとも半導体チップ搭載面に、硬化後に薬液で難溶性の樹脂組成物(a)層を配置又は形成し、その上に、銅箔或いは離型フィルムの片面に薬液で可溶性の樹脂組成物(b)層を形成させた銅箔或いは離型フィルム付き樹脂組成物シートの樹脂組成物(b)面を樹脂組成物(a)面と対向させて配置し、加熱して硬化させて半導体チップ搭載用基板とし、
（２）半導体チップ搭載用基板の半導体チップ搭載部にブラインドビア孔及び/又は貫通孔を形成させた後、全体を銅メッキするとともに、孔内部を銅メッキで充填させ、
（３）表層銅箔及び/又は銅メッキ部分を、樹脂組成物(b)層面まで、厚さ方向に平面的にエッチングした後、
（４）樹脂組成物(b)層を、銅メッキを溶解しない薬液で、樹脂組成物(a)層面まで溶解除去させ、銅メッキ充填部の先端部分を樹脂組成物(a)層面より突出させることを特徴とするフリップチップ搭載用プリント配線板の製造方法。
【請求項２】
該(２)の工程後に、銅メッキ表面を研磨して表面を平滑にすることを特徴とする請求項１記載のフリップチップ搭載用プリント配線板の製造方法。
【請求項３】
該(４)の工程後に、（５）露出した銅メッキ充填部の先端部分を保護用金属で被覆することを特徴とする請求項１又は２記載のフリップチップ搭載用プリント配線板の製造方法。
【請求項４】
保護用金属で被覆された銅メッキ充填部の先端部分に、バンプ用金属を付着させることを特徴とする請求項請求項１〜３のいずれかに記載のフリップチップ搭載用プリント配線板の製造方法。
【請求項５】
該樹脂組成物(b)層の厚みが、1〜10μmである請求項１〜４のいずれかに記載のフリップチップ搭載用プリント配線板の製造方法。
【請求項６】
該樹脂組成物(a)層が、基材補強されている請求項１〜５のいずれかに記載のフリップチップ搭載用プリント配線板の製造方法。
【請求項７】
該樹脂組成物(a)が、シアン酸エステル樹脂を必須成分とする樹脂組成物である請求項１〜６のいずれかに記載のフリップチップ搭載用プリント配線板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フリップチップ搭載用プリント配線板の製造方法に関するものであり、特にプリント配線板側に半導体チップ搭載接続用のバンプが形成された構造を有するプリント配線板の製造方法である。本発明のフリップチップ搭載用プリント配線板は、小型、軽量で高密度な半導体プラスチックパッケージ用等に好適に使用される。
【背景技術】
【０００２】
近年、ますます小型、薄型、軽量化する電子機器において、高密度のプリント配線板が使用されるようになってきており、半導体チップをプリント配線板に搭載接続する方法は、ワイヤボンディング方式からフリップチップ方式になってきている。このフリップチップは裏面にハンダバンプ等が付いた半導体チップであり、これをバンプ接続用回路が形成されたプリント配線板上にバンプ金属を溶融させて搭載接続し、アンダーフィル樹脂で半導体チップとプリント配線板間の隙間を充填する構造となっている（例えば特許文献１〜３参照）。この場合、フリップチップを搭載するプリント配線板の表面は、一般にＵＶ選択熱硬化型レジストで被覆されているが、ＵＶ選択熱硬化型レジストを塗布、露光、現像して得られる表面は凹凸が大きいことから、半導体チップを搭載接続後にアンダーフィル樹脂で充填する際に、未充填箇所が発生し、吸湿後の耐熱性が低下する等の問題があった。更に、バンプ接続用回路間の距離は狭いため、該ＵＶ選択熱硬化型レジストでは耐マイグレーション性等の電気的信頼性が劣る問題があり、改善が必要であった。更に、フリップチップにハンダバンプ等の接続用金属を予め接着するため厳密さが要求され、作製時の不良が多い等の問題点があった。
【０００３】
【特許文献１】特開2001-007478号公報
【特許文献２】特開2001-111228号公報
【特許文献３】特開2001-111235号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、フリップチップにハンダバンプ等の接続用金属を接着することなく、半導体チップをプリント配線板に搭載接続することが可能であり、且つ、プリント配線板の半導体チップ搭載面の被覆樹脂表面が平滑な、耐熱性、信頼性等に優れるフリップチップ搭載用プリント配線板の製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、（１）導体回路を形成した基板の少なくとも半導体チップ搭載面に、硬化後に薬液で難溶性の樹脂組成物(a)層を配置又は形成し、その上に、銅箔或いは離型フィルムの片面に薬液で可溶性の樹脂組成物(b)層を形成させた銅箔或いは離型フィルム付き樹脂組成物シートの樹脂組成物(b)面を樹脂組成物(a)面と対向させて配置し、加熱して硬化させて半導体チップ搭載用基板とし、（２）半導体チップ搭載用基板の半導体チップ搭載部にブラインドビア孔及び/又は貫通孔を形成させた後、全体を銅メッキするとともに、孔内部を銅メッキで充填させ、（３）表層銅箔及び/又は銅メッキ部分を、樹脂組成物(b)層面まで、厚さ方向に平面的にエッチングした後、（４）樹脂組成物(b)層を、銅メッキを溶解しない薬液で、樹脂組成物(a)層面まで溶解除去させ、銅メッキ充填部の先端部分を樹脂組成物(a)層面より突出させることを特徴とするフリップチップ搭載用プリント配線板の製造方法であり、好ましくは、(２)の工程後に、銅メッキ表面を研磨して表面を平滑にし、(４)の工程後に、（５）露出した銅メッキ充填部分の先端部分を保護用金属で被覆し、被覆された銅メッキ充填部の先端部分に、バンプ用金属を付着させる製造方法であり、より好適には、樹脂組成物(a)が、シアン酸エステル樹脂を必須成分とする樹脂組成物であるフリップチップ搭載用プリント配線板の製造方法である。
【発明の効果】
【０００６】
本発明は、半導体チップ側でなく、プリント配線板側に半導体チップを接続するバンプを形成しておくことで、半導体チップにバンプを形成する手間が省け、作業性、経済性等に優れたフリップチップ搭載用プリント配線板を製造することができる。更に、プリント配線板の半導体チップ搭載面の樹脂組成物表面が平滑となるため、半導体チップ搭載接続後にアンダーフィル樹脂の充填不良発生がなく、また被覆樹脂として、シアン酸エステル樹脂組成物を使用することにより、耐熱性、電気的信頼性等に優れたものが得られ、今後ますます高密度化するフリップチップ搭載用プリント配線板として非常に有用なものが得られた。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明のフリップチップ搭載用プリント配線板の製造方法は、下記の製造工程によるものである。（１）導体回路を形成した基板の少なくとも半導体チップ搭載面に、硬化後に薬液で難溶性の樹脂組成物(a)層を配置又は形成し、その上に、銅箔或いは離型フィルムの片面に薬液で可溶性の樹脂組成物(b)層を形成させた銅箔或いは離型フィルム付き樹脂組成物シートの樹脂組成物(b)面を、樹脂組成物(a)面と対向させて配置し、加熱して硬化させて半導体チップ搭載用基板とし、（本発明で使用する「可溶性」、「難溶性」の意味は、同一の薬液で同一時間浸漬した場合に、相対的に溶解速度の速いものを「可溶性」、遅いものを「難溶性」と表現する。）、（２）半導体チップ搭載用基板の半導体チップ搭載部にブラインドビア孔及び/又は貫通孔を形成させた後、必要によりデスミア処理を行った後、全体を銅メッキして孔内部を銅メッキで充填させ、（３）表層銅箔及び／又は銅メッキ部分を、厚さ方向に樹脂組成物(b)層まで、平面的にエッチングし、（４）樹脂組成物(b)層を、銅メッキを溶解しない薬液で、樹脂組成物(a)層面まで溶解除去させ、銅メッキ充填部の先端部分を樹脂組成物(a)層面より突出させることを特徴とするフリップチップ搭載用プリント配線板の製造方法であり、好ましくは、(２)の工程後に、銅メッキした表面を研磨して表面を平滑にする。これにより、銅メッキ充填部の表面は同じ高さで、且つ平滑となり、バンブ形成時の不良が更に改善される。更に、(４)の工程後に、（５）露出した銅メッキ充填部の先端部分を保護用金属で被覆し、被覆された銅メッキ充填部の先端部分に、バンプ用金属を付着させる製造方法であり、以上の工程でプリント配線板を製造することにより、プリント配線板に半導体チップ搭載用バンプが形成されたフリップチップ搭載用プリント配線板が得られる。
【０００８】
本発明に使用される硬化後に薬液で難溶性の樹脂組成物(a)層に使用する樹脂組成物(a)とは、後述の薬液で可溶性の樹脂組成物(b)と比較し、硬化処理後に同一の薬液で同一時間浸漬した場合に、相対的に溶解速度が遅い性質を有する樹脂組成物であれば、特に限定されないが、プリント配線板に使用される公知の熱硬化性樹脂組成物が好適である。これらの熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、シアン酸エステル樹脂、マレイミド樹脂、２重結合付加ポリフェニレンエーテル樹脂、これらの樹脂の臭素やリン含有化合物等の樹脂組成物などが挙げられ、１種或いは２種以上が適宜組み合わせて使用される。耐マイグレーション性等の信頼性、耐熱性等の点から、シアン酸エステル樹脂を必須成分とする樹脂組成物、例えばエポキシ樹脂等との併用がより好適である。これら熱硬化性樹脂には、必要に応じて、公知の触媒、硬化剤、硬化促進剤を使用する。
【０００９】
本発明の樹脂組成物(a)層に使用される樹脂組成物(a)に好適に使用されるシアン酸エステル樹脂とは、分子内に２個以上のシアナト基を有する化合物である。具体的に例示すると、1,3-又は1,4-ジシアナトベンゼン、1,3,5-トリシアナトベンゼン、1,3-、1,4-、1,6-、1,8-、2,6-又は2,7-ジシアナトナフタレン、1,3,6-トリシアナトナフタレン、4,4-ジシアナトビフェニル、ビス(4-ジシアナトフェニル)メタン、2,2-ビス(4-シアナトフェニル)プロパン、2,2-ビス(3,5-ジブロモー4-シアナトフェニル)プロパン、ビス(4-シアナトフェニル)エーテル、ビス(4-シアナトフェニル)チオエーテル、ビス(4-シアナトフェニル)スルホン、トリス(4-シアナトフェニル)ホスファイト、トリス(4-シアナトフェニル)ホスフェート、およびノボラックとハロゲン化シアンとの反応により得られるシアネート類等である。
【００１０】
これらのほかに特公昭41-1928、同43-18468、同44-4791、同45-11712、同46-41112、同47-26853及び特開昭51-63149等に記載のフェノールノボラック型シアン酸エステル化合物類等も用い得る。又、ナフタレン型シアン酸エステル化合物類も用いられ得る。更に、これらシアン酸エステル化合物のシアナト基の三量化によって形成されるトリアジン環を有する分子量 400〜6,000 のプレポリマーが使用される。このプレポリマーは、上記のシアン酸エステルモノマーを、例えば鉱酸、ルイス酸等の酸類;ナトリウムアルコラート等、第三級アミン類等の塩基;炭酸ナトリウム等の塩類等を触媒として重合させることにより得られる。この樹脂中には一部未反応のモノマーも含まれており、モノマーとプレポリマーとの混合物の形態をしており、このような原料は本発明の用途に好適に使用される。更にはシアナト化ポリフェニレンエーテル樹脂も使用できる。これらに１官能のシアン酸エステル化合物も特性に大きく影響しない量を添加できる。好適には 1〜10重量％である。これらのシアン酸エステル化合物は上記のものに限定されず、公知のものが使用可能である。これらは１種或いは２種以上が適宜組み合わせて使用される。
【００１１】
シアン酸エステル樹脂に好適に併用されるエポキシ樹脂としては、公知のものが使用できる。具体的には、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、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、フルオレン型エポキシ樹脂、レゾルシン型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、フェノールアラルキル型エポキシ樹脂、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂、エポキシ化ポリフェニレンエーテル樹脂類;ブタジエン、ペンタジエン、ビニルシクロヘキセン、ジシクロペンチルエーテル等の二重結合をエポキシ化したポリエポキシ化合物類;ポリオール、水酸基含有シリコン樹脂類とエポハロヒドリンとの反応によって得られるポリグリシジル化合物類等が挙げられる。又、これらの公知の臭素付加樹脂、リン含有エポキシ樹脂等が挙げられる。これらは１種或いは２種類以上が適宜組み合わせて使用される。
【００１２】
本発明の樹脂組成物(a)層に使用される樹脂組成物(a)には、組成物本来の特性が損なわれない範囲で、所望に応じて種々の添加物を配合することができる。これらの添加物としては、不飽和ポリエステル等の重合性二重結合含有モノマー類及びそのプレポリマー類;ポリブタジエン、マレイン化ブタジエン、ブタジエン-アクリロニトリル共重合体、ポリクロロプレン、ブタジエン-スチレン共重合体、ポリイソプレン、ブチルゴム、フッ素ゴム、天然ゴム等の低分子量液状〜高分子量のelasticなゴム類;ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリ-4-メチルペンテン、ポリスチレン、AS樹脂、ABS樹脂、MBS樹脂、スチレン-イソプレンゴム、アクリルゴム、これらのコアシェルゴム、ポリエチレン-プロピレン共重合体、4-フッ化エチレン-6-フッ化エチレン共重合体類;ポリカーボネート、ポリフェニレンエーテル、ポリスルホン、ポリエステル、ポリフェニレンサルファイド等の高分子量プレポリマー若しくはオリゴマー;ポリウレタン等が例示され、適宜使用される。また、その他、公知の有機、無機の充填剤、染料、顔料、増粘剤、滑剤、消泡剤、分散剤、レベリング剤、光増感剤、難燃剤、光沢剤、重合禁止剤、チキソ性付与剤等の各種添加剤が、所望に応じて適宜組み合わせて用いられる。必要により、反応基を有する化合物は硬化剤、触媒が適宜配合される。特に炭酸ガスレーザーで孔あけする場合、孔形状を良好にするためは無機の充填剤が好適に添加される。例えば、シリカ、球状シリカ、アルミナ、タルク、焼成タルク、ウォラストナイト、合成雲母、酸化チタン、水酸化アルミニウム等の一般に公知のものが使用される。更に、これらの針状のもの等、公知の形状のものも使用できる。
【００１３】
本発明に使用される樹脂組成物(a)層には、全体のプリント配線板の剛性率を向上させることから、基材を使用することが好適である。使用される基材としては、プリント配線板に使用される公知の基材であれば、特に限定されない。具体的には、Ｅ、ＮＥ、Ｄ、Ｓ、Ｔガラス等の一般に公知のガラス繊維の不織布、織布；、ポリオキサゾール、全芳香族ポリアミド、液晶ポリエステル等の一般に公知の有機繊維不織布、織布；これらの混抄布；ポリイミドフィルム、全芳香族ポリアミドフィルム、ポリオキサゾールフィルム、液晶ポリエステルフィルム等が挙げられる。これらの基材は、樹脂との密着性を向上させるため、公知の表面処理等を施すことが好ましい。
【００１４】
本発明に使用される樹脂組成物(a)層の形成方法は特に限定されなく、塗料、Ｂステージ樹脂組成物シート、プリプレグいずれでも良い。塗料として使用する場合は、樹脂組成物(a)を溶剤に溶解・分散させるか、無溶剤で樹脂組成物(a)を導体回路基板の上に塗布、乾燥させ、ＢステージもしくはＣステージとする。又、Ｂステージ樹脂組成物シート、プリプレグの場合は、樹脂組成物(a)ワニスを離型フィルムの片面もしくは基材に塗布、乾燥させてＢステージ樹脂組成物シートもしくはプリプレグとするか、或いはこのＢステージ樹脂組成物シートを基材の両面に配置して加熱圧着等で一体化し、プリプレグとする方法等、公知の方法が用いられ、これを導体回路基板の上に配置し、その上に後述の銅箔或いは離型フィルム付き樹脂組成物シートを配置し、加熱して硬化させる。銅箔或いは離型フィルム付き樹脂組成物シートを配置する際の樹脂組成物(a)の硬化度は、樹脂組成物(a)層と樹脂組成物(b)層の界面での混合を防止するため、樹脂組成物(b)の硬化度がＣステージ、もしくは熱可塑性樹脂の場合はＢステージとし、樹脂組成物(b)の硬化度がＢステージの場合はＣステージとする。樹脂組成物(a)層の厚さは特に限定されないが、好適には 10〜100μmであり、積層する基板の導体回路の厚さ、銅残率等によって、導体回路を形成した基板の導体回路上を熱硬化性樹脂組成物(a)層で被覆できる厚み、好適には導体回路上1〜80μmとなるようにする。
【００１５】
本発明に使用される薬液で可溶性の樹脂組成物(b)層を形成させた銅箔或いは離型フィルム付き樹脂組成物シートに使用する樹脂脂組成物(b)とは、前述の硬化後に薬液で難溶性の樹脂組成物(a)と比較し、同一の薬液で同一時間浸漬した場合に、相対的に溶解速度が速い性質を有する樹脂組成物であれば、特に限定されないが、アディティブ用樹脂組成物、光選択熱硬化型樹脂組成物、熱可塑性樹脂組成物等が好適であり、１種或いは２種以上が適宜組み合わせて使用される。銅箔或いは離型フィルムの片面に樹脂組成物(b)層を形成する方法は特に限定はなく、溶剤に溶解した樹脂組成物(b)溶液をロール等で離型フィルムに塗布・乾燥する方法、樹脂組成物(b)を無溶剤で加熱溶融させてシート状に押し出してから離型フィルムにラミネート等で圧着させる方法等、公知の方法が用いられる。銅箔或いは離型フィルム付き樹脂組成物シートの樹脂組成物(b)面は、汚染防止上から保護フィルムを使用するのが好ましい。樹脂組成物(b)層の厚さは特に限定はないが、好適には 1〜10μmである。樹脂組成物(b)層の表面は、積層成形後に樹脂組成物(b)層を溶解除去した際に、樹脂組成物(a)層表面を平滑にするため、好ましくは表面凹凸を3μm以下とする。
【００１６】
本発明の樹脂組成物(b)に使用される熱可塑性樹脂組成物としては、特に限定されないが、軟化温度が 180℃以上のものが好適に使用される。具体的には、ポリフェニレンエーテル、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリカーボネート、ポリフェニレンサルファイド、可溶性ポリイミド樹脂、液晶ポリマー等、及びこれらの公知の変性品が使用できる。これらは、用途により１種或いは２種以上が適宜選択して使用する。これら熱可塑性樹脂組成物には、各種の公知の添加剤や銅メッキの付着を良くするために公知のメッキ付着強度向上金属、例えばパラジウム等を添加ですることも可能である。
【００１７】
本発明の樹脂組成物(b)に使用されるアディティブ用樹脂組成物としては公知のものが使用できる。アディティブ用樹脂組成物を樹脂組成物(b)に使用する場合、樹脂組成物(a)層を回路基板の上に配置又は形成し、必要に応じて加熱してＣステージとした樹脂組成物(a)層の表面を平滑にした後、銅箔或いは離型フィルム付きアディティブ用樹脂組成物シートを配置し、加熱して半硬化状態とし、その後に孔あけ、デスミア処理、銅メッキ、銅メッキ溶解し、その後に樹脂組成物(b)層を溶解除去すると、除去作業が容易となる。
【００１８】
本発明で樹脂組成物(b)に使用されるＵＶ選択熱硬化型樹脂組成物は、特に限定はなく、一般の被覆用、アディティブ用等に使用される公知のものが使用できる。ＵＶ選択熱硬化型樹脂組成物を樹脂組成物(b)に使用する場合、樹脂組成物は、カルボン酸が分子内に残った状態で、且つ樹脂組成物表面は平滑度を保つためにＵＶで硬化させておく等の工夫が必要である。又、樹脂組成物(a)を回路基板の上に配置又は形成し、必要に応じて加熱してＣステージとした樹脂組成物(a)層の表面を平滑にした後、銅箔或いは離型フィルム付きＵＶ選択熱硬化型樹脂組成物シートを配置し、加熱して硬化させ、その後に孔あけ、デスミア処理、銅メッキ、銅メッキ溶解し、その後に樹脂組成物(b)層を溶解除去することで、樹脂組成物(a)層の表面が平滑な基板が得られる。
【００１９】
銅箔或いは離型フィルム付き樹脂組成物シートの樹脂組成物(b)層が形成される銅箔は、プリント配線板に使用される公知の銅箔であれば、特に限定されないが、好適には電解銅箔、圧延銅箔、これらの銅合金が使用される。銅箔表面は平滑でも凹凸が大きくても良く、樹脂組成物(b)層が剥離しない密着度が保持できれば良い。銅箔の厚さは特に限定されないが、好適には  3〜35μmである。一方、離型フィルムとしては公知のものが使用できるが、具体的にはポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等が挙げられる。これらは、樹脂組成物(b)層との密着性が悪い場合は、離型フィルムの表面に微細な凹凸を付けることも可能である。これは積層成形等の工程で収縮、溶融のないものを選択して使用する。
【００２０】
本発明に使用される導体回路を形成する基板は、特に限定されず、プリント配線板材料用の公知の金属箔張板、好適には銅張板が使用できる。具体的には、熱硬化性樹脂組成物及び／又は熱可塑性樹脂組成物などを使用した、無機繊維及び／又は有機繊維基材銅張積層板、耐熱性フィルム基材銅張板、更にはこれらの基材の組み合わせた複合基材銅張積層板及びこれらの多層銅張板、アディティブ法等で作製した多層銅張板等、公知のものが使用できる。金属箔張板に導体回路を形成した基板の導体厚さは特に限定されないが、好適には 3〜35μmである。この導体回路上は、樹脂組成物(a)層との接着性を高める公知の処理、例えば黒色酸化銅処理、薬液処理（例えばメック社のCZ処理）等を施すのが好ましい。
【００２１】
フリップチップ搭載用プリント配線板の製造方法の（１）の工程は、上記導体回路を形成した基板の少なくとも半導体チップ搭載面に、硬化後に薬液で難溶性の樹脂組成物(a)層を配置又は形成し、その上に、銅箔或いは離型フィルムの片面に薬液で可溶性の樹脂組成物(b)層を形成させた銅箔或いは離型フィルム付き樹脂組成物シートの樹脂組成物(a)面を樹脂組成物(b)面と対向させて配置し、加熱して硬化させて半導体チップ搭載用基板とする。積層条件は特に限定されないが、好ましくは、温度 100〜250℃、圧力 5〜40kgf/ cm2、真空度 30mmHg以下で 30分〜５時間積層成形する。積層は、最初から最後までこの条件でも良いが、ゲル化までは積層成形し、その後、取り出して加熱炉で上記温度にて後硬化することも可能である。もちろん、半硬化しておいて、表層銅箔及び/又は銅メッキ部分を樹脂組成物(b)層面の位置までエッチング除去した後に、更に樹脂組成物(b)層を溶解する樹脂組成物(a)表面まで溶解して銅メッキ充填部の先端部分を露出突出させ、後硬化することも可能である。これは樹脂の薬液への耐性により、適宜選択することができる。この半導体チップ搭載用の突起は、半導体チップを裏面に搭載する場合は、同様に裏面にも形成できる。フリップチップ搭載面の裏面のハンダボールを接着する場合、好適には樹脂組成物(a)層を使用する。
【００２２】
フリップチップ搭載用プリント配線板の製造方法の（２）の工程は、半導体チップ搭載用基板に、ブラインドビア孔及び／又は貫通孔を形成する。基板に孔を形成する方法は特に限定はなく、公知の方法が使用できる。例えば、孔径 20〜100μmであればUV-YAGレーザー、UV-Vanadateレーザー等の公知のUVレーザー、孔径 60〜150μmであれば炭酸ガスレーザーを使用する。又、ブラインドビア孔においてはプラズマ等の公知の方法でも加工可能である。貫通孔は金属ドリルでも形成できる。UV-YAGレーザー、UV-Vanadateレーザーを使用した場合は、直接レーザーを照射してブラインドビア孔及び／又は貫通孔を形成できる。炭酸ガスレーザーで孔あけする場合、予め銅箔にエッチングで所定の大きさの孔をあけておいてこの孔部の樹脂を加工してブラインドビア孔を形成する方法（コンフォーマルマスク法）、銅箔を薬液で処理して凹凸を付け、この上に直接炭酸ガスレーザーを照射してブラインドビア孔、貫通孔あけする方法、銅箔表面に黒色酸化銅処理を施してからブラインドビア孔、貫通孔あけする方法、銅箔の表面に孔あけ補助材料を配置してブラインドビア孔、貫通孔あけする方法等、一般に公知の方法でブラインドビア孔を形成する。離型フィルムを使用した場合は、そのまま炭酸ガスレーザー、UVレーザーで孔が形成できる。樹脂や基材加工屑が飛散して離型フィルム上に付着するため、離型フィルムは加工後に剥離する。
【００２３】
次いで、孔あけした半導体チップ搭載用基板を銅メッキして、基板全体を銅メッキするとともに、孔内部を銅メッキで充填する。銅メッキは、無電解銅メッキ、電解銅メッキでブラインドビア孔を充填する公知の方法で行う。銅メッキ終了後に銅メッキの表面は、研磨して平滑するのが好ましい。炭酸ガスレーザーでブラインドビア孔及び／又は貫通孔をあけた場合、孔部の銅箔上に僅かに樹脂層が残存するため、デスミア処理等を行なって付着残存した樹脂組成物を除去する。この場合、孔部には銅箔バリが発生するが、これはエッチング除去しても、そのまま使用しても良い。その後に全体を銅メッキするとともにブラインドビア孔、貫通孔内部を銅メッキで充填する。
【００２４】
その後、銅メッキでブラインドビア及び／又は孔貫通孔を充填した半導体チップ搭載用基板の表層銅箔及び／又は銅メッキ部分を、樹脂組成物(b)層面まで、厚さ方向に平面的にエッチングする。エッチングする方法は、プリント配線板の製造工程で使用される公知の金属箔及び／又は銅メッキ部分のエッチング方法による。
【００２５】
フリップチップ搭載用プリント配線板の製造方法の（３）の工程は、表層金属箔及び／又は銅メッキ部分を、樹脂組成物(b)層面まで、厚さ方向に平面的にエッチングした半導体チップ搭載用基板の樹脂組成物(b)層を、銅メッキが溶解しにくい薬液を使用して、樹脂組成物(a)層面まで溶解除去させ、銅メッキ充填部の先端部分を樹脂組成物(a)層面より突出させる。使用する薬液は、樹脂組成物(a)と樹脂組成物(b)の耐薬品性により適宜選択して使用する。具体的には、樹脂組成物(b)が熱硬化性樹脂系の場合、強酸、強アルカリ等を使用する。この場合、樹脂組成物(a)には、樹脂組成物(b)より、同じ薬液で溶解しにくい熱硬化性樹脂を選択する。例えば、樹脂組成物(b)にアディティブ用樹脂組成物を使用し、樹脂組成物(a)に薬液に強い通常の熱硬化性樹脂(シアン酸エステル樹脂等）を使用する。この場合の薬液は過マンガン酸カリウム、重クロム酸溶液等のデスミア溶液等を使う。又、樹脂組成物(b)にＵＶ選択熱硬化型樹脂組成物を使用する場合は、樹脂組成物(a)を溶解しにくい溶液、例えば水酸化ナトリウム等のアルカリ水溶液を使用する。樹脂組成物(b)に熱可塑性樹脂を使用する場合は、熱可塑性樹脂を溶解させる有機溶剤等を使用する。具体的には、樹脂組成物(a)の種類にもよるが、一般にはメチルエチルケトン等のケトン類：ジメチルホルムアミド等の極性溶剤；トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類等の１種或いは２種以上が使用される。樹脂組成物(b)層を溶解する際、銅メッキが薬液により僅かに溶解しても、銅メッキ充填部の先端部分が、樹脂組成物(a)層の表面から突出していれば良い。樹脂組成物(b)層は、薬液で溶解し易い樹脂組成物であり、銅メッキ部は薬液に対し殆ど溶解しないことから、銅メッキ充填部の先端部分が、樹脂組成物(a)層面より 1〜10μm 突出した形状となり、樹脂組成物(a)層表面が平滑なプリント配線板が得られる。これら一連の工程により、本発明のフリップチップ搭載用プリント配線板が作製される。
【００２６】
次に、プリント配線板の表裏面に露出した回路を保護用金属、例えば、ニッケルメッキ及び金メッキ、ハンダメッキ等で被覆する。もちろん保護用金属で被覆しないですぐに銅メッキ充填部の先端部上に公知のバンプ用金属を付着させ、必要により加熱して銅メッキ充填部の頭頂部上に半導体チップ接続用バンプ金属を接着させることは可能であるが、裏面のハンダボール接着までには時間がかかり、回路表面が酸化される、錆が発生する等のために、公知の保護用金属で被覆する。その後、銅メッキ充填部分の先端部上にバンプ用金属を接着させ、このバンプ用金属面と半導体チップのバンプ接続面を合わせて加熱することにより搭載接続し、フリップチップ搭載プリント配線板とする。この半導体チップとプリント配線板の表層との隙間には、アンダーフィル樹脂で充填することが好適である。プリント配線板表面の樹脂組成物(a)面は平滑なため、アンダーフィル樹脂は確実に充填される。又、導体回路を被覆するのにＵＶ選択熱硬化型レジストを使用しないため、耐熱性、信頼性等に優れたフリップチップ搭載プリント配線板が得られる。
【実施例】
【００２７】
以下に実施例、比較例で本発明を具体的に説明する。尚、『部』は重量部を表す。
実施例１
2,2-ビス(4-シアナトフェニル)プロパンモノマー  400部を、150℃に溶融させ、撹拌しながら４時間反応させ、モノマーとプレポリマーの混合物を得、これをメチルエチルケトンに溶解し、ワニスＡとした。これにビスフェノールＡ型エポキシ樹脂(エピコート1001、ジャパンエポキシレジン<株>製) 300部、ビフェニル型エポキシ樹脂(NC3000、日本化薬＜株＞製) 100部、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂(ESCN220F、住友化学工業<株>製) 100部を配合し、アセチルアセトン鉄 0.3部、緑色顔料 5部をメチルエチルケトンに溶解混合し、更に焼成タルク(BST200、日本タルク<株>製) 500部加え、均一に攪拌混合してワニスＢとした。又、ワニスＡにビスフェノールＡ型エポキシ樹脂(エピコート1001) 300部、同 (エピコート828) 200部、ポリブタジエン(B-2000、日本石油化学<株>製）200部、オクチル酸亜鉛 0.1部を添加して溶解混合し、ワニスＣとした。これを厚さ 25μmのPETフィルム（表面凹凸Max.2.2μm）の片面に塗布、乾燥して、厚さ 8μm、ゲル化時間(at170℃、以下同じ) 50秒のアディティブ用樹脂組成物層を形成した離型フィルム付き樹脂組成物シートＤを作製した。次に上記ワニスＢを、厚さ 30μmの液晶ポリエステル不織布基材に含浸、乾燥して、厚さ 40μmでゲル化時間 125秒の樹脂組成物シート(プリプレグ）Ｅを作製した。一方、厚さ 0.2mmのＢＴレジン銅張積層板(CCL-HL832、三菱ガス化学<株>)の表層銅箔(12μm)をエッチングして 3μmとした後に、金属ドリルで孔径 75μmの貫通孔を全体に形成し、デスミア処理後に銅メッキを全体に付着させるとともに貫通孔内を銅メッキで充填した。表裏を研磨して平滑にした後、回路を形成し、表層回路に黒色酸化銅処理を施して回路基板Ｆとした。この基板Ｆの半導体チップ搭載面側及び裏面に、樹脂組成物シートＥを各１枚配置し、その外側に離型PETフィルムを配置して、温度 200℃、圧力 30kgf/cm2、10mmHg以下真空下で 30分積層成形して基板Ｆの表面を平滑にした後、表面の離型PETフィルムを剥離し、その外側に離型フィルム付き樹脂組成物シートＤを配置し、170℃、20kgf/cm2、10mmHgの真空下で 30分積層成形して半導体チップ搭載用基板Ｇを作製した。この基板Ｇに炭酸ガスレーザーを片面ずつ照射して、半導体チップ搭載部の表面に孔径 60μmの半導体チップバンプ形成用ブラインドビア孔だけをあけた。反対の裏面は同様に孔径 150μmのブラインドビア孔をあけた。PETフィルムを剥離後にデスミア溶液でブラインドビア孔部に残存する樹脂残を除去し、その後ブラインドビア孔内部を銅メッキで充填するとともに基板全体に銅メッキを施した。その後、表層の銅メッキ部分を厚さ方向にエッチングして、表面のアディティブ用樹脂組成物層、裏面の熱硬化性樹脂組成物層を露出させた後、過マンガン酸カリウム溶液で表面のアディティブ用樹脂組成物層を溶解除去して表面の銅メッキ充填部の先端部分を突出させ、良く水で洗浄してから加熱炉に入れ、180℃で２時間加熱して表層の熱硬化性樹脂組成物を硬化した後、ニッケルメッキ、金メッキを施し、フリップチップ搭載用プリント配線板を作製した。その後、銅メッキ充填部で貴金属メッキされた先端部分にバンプ用ハンダを付着させて、この上にバンプ接続用の回路を裏面に形成した半導体チップを置き、加熱して半導体チップを搭載接着した。次いで半導体チップと表層樹脂���成物層の間にアンダーフィル樹脂を充填し、硬化させ、裏面にはハンダボールを接合し、フリップチップ搭載プリント配線板とした。評価結果を表１に示す。
【００２８】
実施例２
2,2-ビス(4-シアナトフェニル)プロパンモノマー 450部、ビス(4-マレイミドフェニル)メタンモノマー 50部を 150℃で溶融させ、撹拌しながら ５時間反応させてモノマーとプレポリマーの混合物とした後、メチルエチルケトンとN,N’-ジメチルホルムアミドに溶解混合し、ワニスＨとした。これにビスフェノールＡ型エポキシ樹脂(エピコート1001) 300部、クレゾノールノボラック型エポキシ樹脂(ESCN220F) 100部、ナフタレン型エポキシ樹脂(ESN-175S、新日鐵化学<株>製) 100部、オクチル酸亜鉛 0.3部、緑色顔料 5部をメチルエチルケトンに溶解混合し、ワニスＩとした。又、ポリフェニレンエーテル樹脂をトルエンに溶解した溶液を、表面をニッケル処理した厚さ 20μmの圧延銅箔(表面凹凸Max.0.9μm）の片面に塗布、乾燥して、厚さ 7μmの樹脂組成物層を形成した銅箔付き樹脂組成物シートＪを作製した。次に、上記ワニスＩを、厚さ 30μmのガラス織布に含浸、乾燥して、厚さ 40μmでゲル化時間 123秒の樹脂組成物シート(プリプレグ）Ｋを作製した。一方、厚さ 0.2mm、両面 3μm銅箔のＢＴレジン銅張積層板（CCL-HL830、三菱ガス化学<株>製）に金属ドリルで孔径 75μmの貫通孔を半導体チップ搭載部の外側にあけ、デスミア処理後に全体を銅メッキするとともに貫通孔内を銅メッキで充填し、表面を研磨して平滑にした後、回路を形成し、表層回路にメック社のＣＺ処理を施して回路基板Ｌとした。この回路基板Ｌの半導体チップ搭載面側に、上記樹脂組成物シートＫを置き、更にその外側には銅箔付き樹脂組成物シートＪを配置し、裏面には樹脂組成物シートＫを置き、その外側には表面をニッケル処理した厚さ 20μmの圧延銅箔を置き、温度 190℃、20kgf/cm２、10mmHg以下の真空下で ２時間積層成形し、半導体チップ搭載用基板Ｍを得た。この半導体チップ搭載用基板Ｍの表面にレーザー孔あけエントリーシート(LSE30、三菱ガス化学<株>製)を配置し、裏面にはレーザー孔あけバックアップシート(LSB90、三菱ガス化学<株>製)を配置し、100℃、7kgf/cmの圧力でラミネート接着してから、半導体チップ搭載部内の表面にUV-Vanadateレーザーを照射して孔径 40μmのブラインドビア孔及び貫通孔をあけ、表裏の孔あけ補助シートを剥離後に、裏面の銅箔上にUV-Vanadateレーザーを照射して、ハンダボール接続用孔を同様にブラインドビア孔の孔径 150μmで形成した。デスミア処理後に基板全体を銅メッキするとともにブラインドビア孔及び貫通孔内を銅メッキで充填してから、表層銅メッキ部を研磨して平滑にした後、表層の銅メッキ部分及び銅箔をエッチングして除去し、表面の熱可塑性樹脂組成物層、裏面の熱硬化性樹脂組成物層を露出した。表面の熱可塑性樹脂組成物層をトルエンで溶解除去して、表面の銅メッキ充填部の先端部分を突出させ、ニッケルメッキ、金メッキを施しフリップチップ搭載用プリント配線板を作製した。その後、実施例１と同様にして、半導体チップを搭載接着し、アンダーフィル樹脂を充填し、硬化させ、ハンダボールを接合してフリップチップ搭載プリント配線板とした。評価結果を表１に示す。
【００２９】
実施例３
ブロム化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂(エピコート5045、ジャパンエポキシレジン<株>製) 800部、フェノールノボラック型エポキシ樹脂(DEN431）200部、緑色顔料 5部、ジシアンジアミド 35部、2-エチル-4-メチルイミダゾール 1部をメチルエチルケトンとジメチルホルムアミド混合溶剤に溶解混合し、ワニスＮとした。次に、厚さ 0.8mm、両面 3μm銅箔のＢＴレジン銅張積層板(CCL-HL832)に回路を形成し、黒色酸化銅処理を施した回路基板Ｏの両面に、ワニスＮを、交互に塗布、乾燥して、銅箔上厚さ 15μmで、ゲル化時間 120〜143秒の熱硬化性樹脂組成物層を形成した基板Ｐを作製した。一方、ＵＶ選択熱硬化性樹脂組成物(PSR303、太陽インキ製造<株>製)を、厚さ 20μmのニッケルメッキ処理した圧延銅箔の片面に塗布、乾燥し、ＵＶ光を 2000mJ照射して、樹脂組成物層厚さ 5μmで、ゲル化時間 0秒の銅箔付き樹脂組成物シートＱを作製した。この銅箔付き樹脂組成物シートＱの樹脂組成物面を、基板Ｐの半導体チップ搭載面側に、対向させて配置し、基板Ｐの裏面には厚さ 20μmのニッケルメッキ処理した圧延銅箔を配置し、175℃、20kgf/cm２、10mmHg以下の真空下で １.5時間積層成形し、半導体チップ搭載用基板Ｒを得た。この半導体チップ搭載用基板Ｒを用いて実施例１と同様にしてブラインドビア孔あけ加工を行い、デスミア処理後に全体を銅メッキするとともに孔内を銅メッキで充填した後、表層を研磨して平滑にし、エッチングして銅メッキ及び銅箔を除去して、表層のＵＶ選択熱硬化性樹脂組成物層、裏面の熱硬化性樹脂組成物層を露出させた後、水酸化ナトリウム水溶液で表層のＵＶ選択熱硬化性樹脂組成物層を溶解除去し、その後、実施例１と同様にして、フリップチップ搭載用プリント配線板を作製し、半導体チップを搭載接続し、アンダーフィル樹脂を充填して硬化させ、ハンダボールを接合してフリップチップ搭載プリント配線板とした。評価結果を表１に示す。
【００３０】
比較例１
実施例１において、樹脂組成物シートＥ、離型フィルム付きアディティブ用樹脂組成物シートＤの代わりに、ＵＶ選択熱硬化型レジストを使用し、回路基板表面に塗布し、露光、現像し、ニッケルメッキ、金メッキを施してプリント配線板とした。このプリント配線板に半導体チップを搭載し、同様に接着し、アンダーフィル樹脂を充填し、硬化させ、ハンダボールを接合し、フリップチップ搭載プリント配線板とした。評価結果を表１に示す。
【００３１】
比較例２
実施例２において、樹脂組成物シートＫ、銅箔付き樹脂組成物シートＪの代わりに、パターンメッキレジストを使用し、回路基板の上に回路上から厚さ 14μmとなるように塗布し、回路の上に孔径 40μmの孔を現像してあけ、この孔を銅メッキでメッキレジストと同じ高さになるように充填し、フリップチップ搭載用プリント配線板を作製した。その後、突起上にハンダを接着し、実施例２と同様にして、半導体チップを搭載接続してからアンダーフィル樹脂を充填し、硬化させ、ハンダボールを接合し、フリップチップ搭載プリント配線板とした。評価結果表１に示す。
【００３２】
表１
実      施      例          比    較    例
項    目              １        2        3           1        2     
半導体バンプ接続度
(n/500)                0/       0/       0/          0/       55/
アンダーフィル樹脂充填度
(m/100)                0/       0/       0/          22/      6/
熱硬化性樹脂層表面凹凸      <3       <3       <3          14       10
（μm）  
吸湿耐熱性              異常なし  異常なし  異常なし    膨れ発生  膨れ発生
耐マイグレーション性
常態               6x1014    7X1014    6X1014      6x1014    5X1014
200hrs.            2x1011    4x1011    2x1010      3x109     8x109
500hrs.            3x1010    5x1010    <108         <108      <108
700hrs.            2x1010    5x1010     −           −        −
1000hrs.            2x1010    4x1010     −           −        −
弾性率  (kgf/mm２)        2341     2429      2130          −      1950
【００３３】
＜測定方法＞
1)半導体バンプ接続度：半導体チップの接続不良の有無を電気的に確認した。（分母に検査数、分子に接続不良が見られた数を示す）
2)樹脂充填度：アンダーフィル樹脂の半導体チップと基板間の充填状態を超音波探査機で確認した。（分母に検査数、分子に充填不良が見られた数を示す）
3)表面凹凸： プリント配線板の半導体チップ搭載面の表面凹凸を粗さ計で測定し、最大凹凸を示した。
4)吸湿耐熱性：ハンダボールの接合していないプリント配線板を用い、JEDEC LevelIIで、鉛リフローハンダ温度 Max.260℃での外観異常の有無を観察した。
5)耐マイグレーション性：表層のバンプパッド導体間距離を 50μｍとした半導体チップを搭載しないプリント配線板を用い、85℃・85%RH、100VDC  印加して回路間の絶縁抵抗値を測定した。
6)弾性率：  回路導体及び孔の形成を行わずに、同様の構成で絶縁体だけの積層板を作製し、JIS C6481のDMA法に準じて弾性率を測定し、25℃の弾性率を示した。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】実施例２のフリップチップ搭載プリント配線板の製造工程図である。(1)回路形成基板の上に樹脂組成物層及び銅箔付き樹脂組成物シートを配置した図（上側のみ）(2)レーザー(f)によるブラインドビア及び貫通孔あけのイメージ図(3)形成されたブラインドビア孔(g) 及び貫通孔(h)(4)表面研磨した銅メッキ(i)をエッチング液(j)でエッチングするイメージ図
【図２】実施例２のフリップチップ搭載プリント配線板の製造工程図である。(5)薬液(m)で樹脂組成物層(o)を溶解するイメージ図(6)樹脂組成物層(o)が溶解され銅メッキ充填部の先端部分(p)が突出した図(7)バンプ用金属(q)が付着した図(8)半導体チップ(r)が接続搭載された図
【図３】比較例２のプリント配線板の製造工程である。(1)パターンメッキレジストを塗布、乾燥、露光、現像した図(2)銅メッキで現像除去した箇所に銅メッキをパターンメッキレジストの高さまで充填した図(3)バンプ用金属が付着した図
【符号の説明】
【００３５】
ａ   銅箔
ｂ   熱可塑性樹脂組成物
ｃ   熱硬化性樹脂組成物シート
ｄ   導体回路
ｅ   積層板
ｆ   レーザービーム
ｇ   レーザーで加工されたブラインドビア孔    
ｈ   レーザーで加工された貫通孔
ｉ   研磨して平滑となった銅メッキ表面
ｊ   エッチング液
ｋ   銅メッキで充填した貫通孔
ｌ   銅メッキで充填したブラインドビア孔
ｍ   樹脂組成物(b)層溶解溶液
ｎ   樹脂組成物(b)層までエッチングされた銅メッキ表面
ｏ   露出した樹脂組成物(a)層
ｐ   銅メッキ充填部の突出した先端部分   
ｑ   バンプ用金属
ｒ   半導体チップ
ｓ   アンダーフィル樹脂
ｔ   半導体チップのバンプ接続用回路  
ｕ   導体回路基板に金属ドリルで貫通孔あけし、銅メッキで充填された貫通孔
ｖ   半導体チップ下に存在する銅メッキ充填貫通孔（表面に導体回路接続）
ｗ   ハンダボール
ｘ   現像で除去した孔
ｙ   パターンメッキレジスト
ｚ   パターンメッキレジスト表面までメッキされた銅メッキの窪み
【図１】
2005183792.tif 000003
【図２】
2005183792.tif 000004
【図３】
2005183792.tif 000005