(57)【要約】      （修正有）【課題】第１樹脂層に形成されたパッドを覆う第２樹脂層に炭酸ガスレーザのレーザビームを照射し、第２樹脂層を部分的に除去してパッド表面を露出する開口部を形成する際に、形成された開口部の底面を形成する第１樹脂層の露出面を平坦面に形成し得る炭酸ガスレーザによるザグリ加工方法を提供する。【解決手段】樹脂基板３０の表面に形成された導体パターン３２に電気的に接続されたパッドを覆う樹脂層３４に炭酸ガスレーザのレーザビームを照射し、樹脂層３４を部分的に除去してパッド表面を露出するザグリ加工を施す際に、該樹脂基板３０の炭酸ガスレーザのレーザビームに対する耐久性を樹脂層３４よりも高くなるように、樹脂基板３０中のフィラーの配合比率を樹脂層３４中よりも高くし、且つ樹脂層３４に照射する炭酸ガスレーザのレーザビームのエネルギーを、樹脂基板３０にレーザ加工を施すことができないように調整して行う。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１樹脂層の表面に形成された導体パターンに電気的に接続されたパッドを覆う第２樹脂層に炭酸ガスレーザのレーザビームを照射し、前記第２樹脂層を部分的に除去してパッド表面を露出するザグリ加工を施す際に、
該第１樹脂層を、前記第２樹脂層を形成する樹脂に比較して、前記炭酸ガスレーザのレーザビームに対して耐久性を呈する樹脂によって形成し、
且つ前記第２樹脂層に照射する炭酸ガスレーザのレーザビームのエネルギーを、前記第１樹脂層にレーザ加工を施すことができないように調整することを特徴とする炭酸ガスレーザによるザグリ加工方法。
【請求項２】
第１樹脂層を形成する樹脂として、炭酸ガスレーザのレーザビームに対して耐久性を呈するフィラーが、第２樹脂層を形成する樹脂に配合された前記フィラーよりも高配合比率で配合されている樹脂を用いる請求項１記載の炭酸ガスレーザによるザグリ加工方法。
【請求項３】
第２樹脂層を形成する樹脂中のフィラーの配合比率を、１０〜２５重量％とする請求項２記載の炭酸ガスレーザによるザグリ加工方法。
【請求項４】
第１樹脂層を形成する樹脂中のフィラーの配合比率を、第２樹脂層を形成する樹脂中のフィラーの配合比率の１．５〜３倍とする請求項２又は請求項３記載の炭酸ガスレーザによるザグリ加工方法。
【請求項５】
フィラーとして、シリカ系のフィラーを用いる請求項２〜４のいずれか一項記載の炭酸ガスレーザによるザグリ加工方法。
【請求項６】
第２樹脂層に照射する炭酸ガスレーザのレーザビームのエネルギー調整を、前記第２樹脂層をレーザビームの焦点からずれたディフォーカスの位置とすることによって行う請求項１〜５のいずれか一項記載の炭酸ガスレーザによるザグリ加工方法。
【請求項７】
第２樹脂層のザグリ加工を施す所定部分の表面のみが露出するように、前記第２樹脂層の他の表面を、炭酸ガスレーザのレーザビームに対して耐久性を呈する材料から成るマスクによって覆った後、前記炭酸ガスレーザのレーザビームを照射する請求項１〜６のいずれか一項記載の炭酸ガスレーザによるザグリ加工方法。
【請求項８】
マスクとして、金属皮膜から成るマスクを形成する請求項７記載の炭酸ガスレーザによるザグリ加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は炭酸ガスレーザによるザグリ加工方法に関し、更に詳細には第１樹脂層の表面に形成された導体パターンに電気的に接続されたパッドを覆う第２樹脂層に炭酸ガスレーザのレーザビームを照射し、前記第２樹脂層を部分的に除去してパッド表面を露出する炭酸ガスレーザによるザグリ加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には、図４に示す様に、配線基板１０を構成する樹脂層１２の一面側に積層されたソルダレジスト層１２０に環状開口部１４が形成され、この環状開口部１４の底面に露出する導体パターンのパッド１６，１６・・に、半導体素子１８をフリップチップ実装して製造する半導体装置の製造方法が提案されている。
かかる環状開口部１４を樹脂層１２の一面側に積層されたソルダレジスト層１２０に形成するには、従来、図５に示すザグリ加工方法が採用されていた。この図５において、［Ｉ］は樹脂層１２の一面側に形成した導体パターンに対して平行方向の縦断面図であり、［II］は導体パターンに対して直角方向の横断面図である。
先ず、図５（ａ）に示す様に、樹脂層１２の一面側に導体パターン２０，２０・・を形成した後、導体パターン２０，２０・・を覆うようにソルダレジストを塗布してソルダレジスト層１２０を形成する［図５（ｂ）］。このソルダレジストには、感光性材料が配合されている。
次いで、感光性材料が配合されているソルダレジスト層１２０を感光及び現像処理を施すことによって、図５（ｃ）に示す様に、ソルダレジスト層１２０に環状開口部１４を形成でき、環状開口部１４の底面には、導体パターン２０，２０・・の各々に形成したパッド面が露出している。
【特許文献１】特開平１１−１８６３２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
図５に示すザグリ加工によれば、ソルダレジスト層１２０に環状開口部１４を容易に形成できる。
しかし、ソルダレジスト層１２０を形成するソルダレジストには感光性材料が配合されている。一般的に、かかる感光性材料が配合されているソルダレジスト層１２０の電気特性は、感光性材料が配合されていない樹脂層１２よりも劣る。
このため、ソルダレジスト層１２０を、感光性材料が配合されていない樹脂によって形成することが要請されている。
かかる要請に応えるべく、本発明者は、図６に示すレーザを用いたザグリ加工方法によって、環状開口部を形成できないか試みた。
この図６に示すザグリ加工方法では、先ず、図６（ａ）に示す様に、樹脂基板１００の一面側に公知の方法で導体パターンに接続されたパッド１０２，１０２・・を形成した後、樹脂基板１００を形成する樹脂と同一樹脂によって導体パターン及びパッド１０２，１０２・・を覆う樹脂層１００′を形成した［図６（ｂ）］。
次いで、樹脂をレーザ加工できるものの、金属をレーザ加工できない炭酸ガスレーザのレーザビームを、樹脂層１００′の上面に照射して、樹脂層１００′にパッド１０２，１０２・・のパッド面が底面に露出する開口部を形成した。
しかし、形成した開口部の底面では、図６（ｃ）に示す如く、パッド１０２，１０２・・の各サイド側に食込部１０４が形成され、開口部の底面を形成する樹脂層１００の露出面が凹凸面に形成される。
かかる凹凸面が樹脂層１００の露出面に形成されると、パッド１０２，１０２・・に半導体素子１８をフリップチップ実装すると、パッド１０２上のはんだが不用部分に流出したり、半導体素子１８と樹脂層１００との間にアンダーフィルの充填が気泡の存在等により困難となることがある。
【０００４】
この様に、樹脂層１００′に開口された開口部の底面を形成する樹脂層１００の露出面が凹凸面に形成されることを除いて、パッド１０２，１０２・・の各々に接続された導体パターンは、樹脂層１００を形成する樹脂と同一組成の樹脂によって覆われているため、感光性材料が配合されたソルダレジストによって覆われている場合に比較して、その電気特性を向上できる。
そこで、本発明の課題は、第１樹脂層の表面に形成された導体パターンに電気的に接続されたパッドを覆う第２樹脂層に炭酸ガスレーザのレーザビームを照射し、第２樹脂層を部分的に除去してパッド表面を露出する開口部を形成する際に、形成された開口部の底面を形成する第１樹脂層の露出面を可及的に平坦面に形成し得る炭酸ガスレーザによるザグリ加工方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者は、前記課題を解決すべく、先ず、図６（ｃ）に示す如く、樹脂層１００′に開口された開口部の底面を形成する樹脂層１００の露出面が凹凸面に形成される原因について検討したところ、図７に示す様に、樹脂層１００′にザグリ加工を施す炭酸ガスレーザのレーザビーム１０６のビーム径をパッド１０２のパッド幅よりも小径に絞りきれないところにある。
つまり、パッド１０２のパッド幅よりも大径のレーザビーム１０６を樹脂層１００′に照射してパッド１０２のパッド面を露出したとき、直ちにレーザビーム１０６の照射を停止できれば、レーザビーム１０６の照射によるレーザ加工を停止できる。
しかしながら、かかるレーザビーム１０６の照射の停止時期を見極めることは高度な熟練を必要とするため、パッド１０２のパッド面を露出した後、引き続いてレーザビーム１０６を照射する場合が多い。この場合、パッド面から洩れたレーザビーム１０６が樹脂層１００の露出面に照射され、樹脂層１００の露出面にレーザ加工が施され、樹脂層１００′に開口された開口部の底面を形成する樹脂層１００の露出面が凹凸面に形成される。
【０００６】
本発明者は、パッド１０２のパッド幅よりも大径のレーザビーム１０６を樹脂層１００′に照射してパッド１０２のパッド面を露出した後、引き続いてレーザビーム１０６を照射したとき、樹脂層１００の露出面がレーザ加工され難い樹脂層を形成することによって、樹脂層１００′に開口された開口部の底面に露出する樹脂層１００の露出面を平坦にできるものと考え検討した結果、本発明に到達した。
すなわち、本発明は、基板を構成する第１樹脂層の表面に形成された導体パターンに電気的に接続されたパッドを覆う第２樹脂層に炭酸ガスレーザのレーザビームを照射し、前記第２樹脂層を部分的に除去してパッド表面を露出するザグリ加工を施す際に、該第１樹脂層を、前記第２樹脂層を形成する樹脂に比較して、前記炭酸ガスレーザのレーザビームに対して耐久性を呈する樹脂によって形成し、前記第２樹脂層に照射する炭酸ガスレーザのレーザビームのエネルギーを、前記第１樹脂層にレーザ加工を施すことができないように調整することを特徴とする炭酸ガスレーザによるザグリ加工方法にある。
【０００７】
かかる本発明において、第１樹脂層を形成する樹脂として、炭酸ガスレーザのレーザビームに対して耐久性を呈するフィラーが、第２樹脂層を形成する樹脂に配合された前記フィラーよりも多量に配合されている樹脂を用いることによって、炭酸ガスレーザのレーザビームに対して耐久性を呈する第１樹脂層を容易に形成できる。
この第２樹脂層を形成する樹脂中のフィラーの配合比率を、１０〜２５重量％とすることによって、第２樹脂層の絶縁層としての特性及び炭酸ガスレーザによるレーザ加工性の観点から好ましい。
かかる第２樹脂層と接する第１樹脂層を形成する樹脂中のフィラーの配合比率を、第２樹脂層を形成する樹脂中のフィラーの配合比率の１．５〜３倍とすることにより、炭酸ガスレーザによって第２樹脂層を除去しても、炭酸ガスレーザによる第１樹脂層の露出面の損傷を可及的に少なくできる。
この第１樹脂層及び第２樹脂層を形成する樹脂中に配合するフィラーとしては、シリカ系のフィラーを好適に用いることができる。
また、第２樹脂層に照射する炭酸ガスレーザのレーザビームのエネルギー調整は、前記第２樹脂層をレーザビームの焦点からずれたディフォーカスの位置に載置することによって容易に行うことができる。
更に、第２樹脂層のザグリ加工を施す所定部分の表面のみが露出するように、前記第２樹脂層の他の表面を、炭酸ガスレーザのレーザビームに対して耐久性を呈する材料から成るマスクによって覆った後、前記炭酸ガスレーザのレーザビームを照射することにより、第２樹脂層の所定部分に炭酸ガスレーザによって容易にザグリ加工を施すことができる。このマスクとしては、金属皮膜から成るマスクを好適に用いることができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、第１樹脂層を、第１樹脂層に積層する第２樹脂層を形成する樹脂に比較して、炭酸ガスレーザのレーザビームに対して耐久性を呈する樹脂によって形成し、且つ第２樹脂層に照射する炭酸ガスレーザのレーザビームのエネルギーを、第１樹脂層にレーザ加工を施すことができないように調整する。
このため、第２樹脂層の所定箇所に炭酸ガスレーザのレーザビームを照射してザグリ加工を施し第１樹脂層が露出した後、引き続いて第１樹脂層の露出面にレーザビームを照射しても、第１樹脂層の露出面に対するレーザビームの照射による損傷を可及的に少なくできる。
その結果、第１樹脂層上に、感光性材料が配合されていない樹脂によって形成した第２樹脂層を積層し、この第２樹脂層の所定部分に炭酸ガスレーザによるザグリ加工を施して、第１樹脂層の平坦面によって底面が形成された開口部を第２樹脂層に形成できる。
この様に、第２樹脂層を感光性材料が配合されていない樹脂によって形成できると共に、第２樹脂層を電気特性が良好な樹脂によって形成できるため、電気特性が良好な配線基板を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明に係る炭酸ガスレーザによるザグリ加工方法の一例を図１に示す。図１において、［Ｉ］は第１樹脂層の一面側に形成した導体パターンに対して平行方向の縦断面図であり、［II］は導体パターンに対して直角方向の横断面図である。
先ず、図１（ａ）に示す様に、炭酸ガスレーザのレーザビームに対して耐久性を呈するフィラーが配合されたエポキシ樹脂によって形成した第１樹脂層としての樹脂基板３０の一面側に、導体パターン３２，３２・・を形成した後、樹脂基板３０の一面側に導体パターン３２，３２・・を覆うエポキシ樹脂から成る第２樹脂層としての樹脂層３４を形成する［図１（ｂ）］。この樹脂基板３０は、炭酸ガスレーザのレーザビームに対して耐久性を呈するフィラーが添加されたエポキシ樹脂によって形成しており、樹脂基板３０中のフィラーの配合比率を、樹脂層３４中のフィラーの配合比率よりも高くしている。
樹脂層３４中のフィラーの配合比率は、炭酸ガスレーザのレーザ加工性及び絶縁層の特性上から１０〜２０重量％とすることが好ましい。また、樹脂基板３０中のフィラーの配合比率は、樹脂層３４中のフィラーの配合比率の１．５〜３倍程度、好ましくは２倍程度とすることによって、後述する様に、樹脂層３４の炭酸ガスレーザによるレーザ加工が終了したとき、樹脂基板３０の露出面がレーザ加工による損傷を可及的に少なくできる。
かかるフィラーとしては、SiO2から成る平均粒径１．０μｍ（最大径５μｍ）のフィラーを好適に用いることができる。
【００１０】
次いで、樹脂層３４の表面に無電解銅めっきによって銅皮膜３６を形成した後、銅皮膜３６にエッチングを施して炭酸ガスレーザによるザグリ加工を施す樹脂層３４の表面を露出する［図１（ｃ）］。
樹脂層３４の露出した表面に、炭酸ガスレーザのレーザビームを照射し、樹脂層３４を部分的に除去して導体パターン３２に形成したパッド表面を露出するザグリ加工を施す。この際に、樹脂基板３０は、樹脂層３４よりもフィラーが多く配合されており、炭酸ガスレーザのレーザビームに対して耐久性を有している。このため、樹脂層３４に照射する炭酸ガスレーザのレーザビームのエネルギーを調整することによって、樹脂層３４のみにレーザ加工を施し、樹脂基板３０にレーザ加工を実質的に施すことがないようにできる。
かかる炭酸ガスレーザのレーザビームのエネルギー調整は、レーザパワーを調整することによっても行うことができるが、図２に示す様に、樹脂層３４の露出した表面をレーザビーム４０の焦点からずれたディフォーカスの位置となるように位置調整することによって容易に行うことができる。このディフォーカスの位置は、図２（ａ）に示す様に、レーザビーム４０の焦点よりも下方側としてもよく、図２（ｂ）に示す様に、レーザビーム４０の焦点よりも上方側としてもよい。
尚、ディフォーカスの量は、レーザパワー、樹脂材料やザグリ加工面積等によって調整する。
【００１１】
この様に、樹脂層３４の露出した表面をレーザビーム４０の焦点からずれたディフォーカスの位置とすることによって、レーザビーム４０の樹脂層３４の照射面積が、樹脂層３４の露出面よりも拡大しても、樹脂層３４のザグリ加工を施さない部分は銅皮膜３６によって被覆されているため、樹脂層３４の露出面のみにレーザ加工を施すことができる。
また、樹脂層３４に照射する炭酸ガスレーザのレーザビームのエネルギーを、樹脂層３４のみにレーザ加工を施し、樹脂基板３０にレーザ加工を実質的に施すことがないように調整することによって、樹脂層３４のレーザ加工を終了して樹脂基板３０の表面が露出した直後に炭酸ガスレーザの照射を停止せず、炭酸ガスレーザの照射を多少続行しても、樹脂基板３０の露出面は殆どレーザ加工されず、樹脂基板３０の露出面を平坦面に保持できる。このため、炭酸ガスレーザを用いた樹脂層のザグリ加工を容易に行うことができる。
その後、銅皮膜３６をエッチングによって除去すると共に、必要に応じて露出したパッドのパッド面のデスミヤ処理を施す［図１（ｅ）］。
【００１２】
ここで、SiO2から成る平均粒径１．０μｍ（最大径５μｍ）のフィラーを３８重量％配合したエポキシ樹脂によって形成した樹脂基板３０の一面側に、導電パターン３２，３２・・を形成した後、下記表１に示す様に、エポキシ樹脂中のフィラーの配合比率及び厚さを変更して樹脂層３４を形成した。この樹脂層３４に、下記表１に示す様に、エネルギーの調整を行った炭酸ガスレーザのレーザビームを照射し、導体パターン３２のサイド部に形成される図３に示す食込部４２の深さｄを測定して下記表１に併せて示した。
かかる炭酸ガスレーザのレーザビームのエネルギー調整は、そのディフォーカス量を樹脂基板３０の露出面から２０μｍと一定にして、炭酸ガスレーザ装置のレーザパワーを調整し、その値を表１に示した。
【表１】
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表１から明らかな様に、フィラーの配合比率が樹脂基板３０と樹脂層３４とで等しいＮｏ．１及びＮｏ．２の水準（比較例）では、樹脂層３４のフィラーの配合比率を樹脂基板３０よりも低くした水準（実施例）に比較して、食込部４２の深さｄが深い。
また、樹脂層３４のフィラーの配合比率を樹脂基板３０よりも低くした水準では、樹脂基板３０のフィラーの配合比率に対して約１／２としたＮｏ．５及びＮｏ．６の水準が、食込部４２の深さｄを最も浅くできた。
【００１３】
図１に示す本発明に係る炭酸ガスレーザによるザグリ加工方法の一例では、樹脂基板３０及び樹脂層３４を共にエポキシ樹脂によって形成でき、炭酸ガスレーザによるザグリ加工を樹脂層３４に施しても、露出した樹脂基板３０の露出面に対する炭酸ガスレーザによる損傷を可及的に少なくできる。
更に、樹脂基板３０の一面側に形成された導体パターン３２，３２・・等を覆う樹脂層３４を、感光性材料が配合されていないエポキシ樹脂によって形成でき、その電気的特性は樹脂基板３０と実質的に同一とすることができる。
このため、図４に示す配線基板１０として、図１に示す炭酸ガスレーザによるザグリ加工方法によって得られた配線基板を用いることによって、電気特性に優れた半導体装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る炭酸ガスレーザによるザグリ加工方法の一例を説明する工程図である。
【図２】図１に示すザグリ加工方法で採用し得る、炭酸ガスレーザのレーザビームのエネルギーの調整方法を説明する説明図である。
【図３】炭酸ガスレーザによるザグリ加工によって露出した樹脂基板の露出面の損傷程度を説明する部分拡大断面図である。
【図４】半導体装置の製造方法の一例を説明する説明図である。
【図５】図４に示す基板の従来の製造方法を説明する工程図である。
【図６】炭酸ガスレーザを用いてザグリ加工を試みた状況を説明する説明図である。
【図７】図６に示すザグリ加工において、炭酸ガスレーザのレーザビームの照射状況を説明する説明図である。
【符号の説明】
【００１５】
１０  配線基板
１２  樹脂層
１４  環状開口部
１６  パッド
１８  半導体素子
２０，３２  導体パターン
３０  樹脂基板
３４  樹脂層
４０  レーザビーム
４２  食込部
【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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