(57)【要約】【課題】数十μｍの微細な間隔で貫通電極（ＶＩＡ）を形成することが困難であるという課題を解決する上で好適な、高密度の配線パターンを有する新規な配線基板の製造方法を提案することを目的とし、特にガラスを基材とする配線基板へ適用する。【解決方法】ガラス板の少なくとも片面に、フォトリソグラフィーあるいは印刷手法などにより、導電性材料からなるストライプが並列する配線パターンを形成して、同様な他のガラス板を積層圧着する工程を、ガラス板同士での配線パターンのストライプ並列方向が揃うように、且つ、ガラス板同士の間で空隙が発生しないように、複数枚積層した後、積層されたガラス板を、積層方向に対して垂直方向であり、かつ前記ストライプの並列方向に平行して隣接する２本の断面線で機械的にスライスして、板状の部材とする工程を具備することを特徴とする。【選択図】図２
2013062473.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性基板の少なくとも片面に、フォトリソグラフィーあるいは印刷手法などにより、導電性材料からなるストライプが並列する配線パターンを形成する工程と、
同様に配線パターンの形成された他の絶縁性基板を、接着剤を介して圧着することにより、絶縁性基板間での空隙が発生しないように、複数枚積層する工程と、
得られた積層体を、積層方向に対して垂直方向であり、かつ前記ストライプの並列方向に沿う方向の断面線で機械的にスライスする工程と、
前記スライス工程を、断面線が平行して隣接する間隔で繰り返す工程、
を具備することを特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項２】
機械的にスライスされた板状部材の断面に、搭載する半導体素子との電気信号の入出力を行なうための回路を構成する配線パターンを形成する工程、
を更に具備する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】
配線パターンの形成された複数枚の板状部材を積層圧着する工程、
を更に具備す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。
【請求項４】
導電性材料からなるストライプが並列する配線パターンを形成した絶縁性基板における前記ストライプ間の凹部を、ＣＶＤ法によりＳｉＯ2で充填する工程、
を更に具備することを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の配線基板の製造方法。
【請求項５】
絶縁性基板がガラスであることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の配線基板の製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載の配線基板の製造方法により得られる配線基板であって、
スリット状のガラス部材が隙間なく一方向に連結されてなる板状のガラス基板の少なくとも片面に、搭載される半導体素子との電気信号の入出力を行なうための回路を構成する配線パターンを形成してなる配線基板であり、
配線基板の表裏面には、板状部材を貫通するＶＩＡ（貫通電極）となる導電部が点在する構成の配線基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配線基板およびその製造方法に関するものであり、特にビア間隔の狭いガラス配線基板，ガラスインターポーザ基板の製造に好適な製造方法およびそれにより得られる配線基板を提供するものである。
【背景技術】
【０００２】
高度情報化時代を迎え、情報通信技術が急速に発達し、それに伴って各種半導体素子の高密度化が図られている。
それに伴い、半導体パッケージにおいて、半導体素子を実装するためのインターポーザ基板や半導体素子を含む電子部品を実装するプリント基板を総称するプリント配線板には、高密度化と高速対応が要求されている。
一方、エレクトロ二クス機器には，小型・薄型化・軽量化が要求されることが多いため、高密度化，高速対応，小型化，薄型化をバランスよく併存させることが必要となっている。
【０００３】
これらの実現のために、プリント配線板に対しては、配線ルールの微細化や、配線層の多層化，さらには、高速対応のための物性を有する絶縁材料の採用，絶縁層の層間を接続する接続ビアホールの微細化，絶縁層の薄型化などが要求されている。
【０００４】
チップサイズパッケージやインターポーザの分野において、シリコンを基材とし、配線長を短くすることが可能になるといわれているシリコン貫通電極に関する研究開発が盛んに行われている。これは、基材がシリコンであるためにプロセスが比較的容易であることがひとつの要因である。
【０００５】
しかし、研究が進むにつれて、基材がシリコンであることにより、従来の有機基板に比べて電気特性が悪いことが明るみになっている。
これは、一般的に使用されるシリコン基材は導電性をもつため配線との絶縁を得るためにシリコン基板表面にごく薄い絶縁層（例えば、ポリイミド樹脂やＳｉＯ２）を付与することによって絶縁性を保っている。
このため、導体である配線とシリコン基板の間にごく薄い絶縁層が挟まれるという構造からなるコンデンサが形成され、これが高周波信号に対して悪影響をおよぼすことに起因している。
この問題を解決する方法の一つとして、高抵抗シリコンを基材にするという方法もあるが、高抵抗シリコンを使用するとコスト高になってしまうという問題があった。
【０００６】
また、複数枚のセラミックグリーンシートを積層圧着して多層化した後、グリーンシートを焼成して、多層構造のセラミック基板を得る各種手法も公知であるが、セラミックを基材とする場合には、セラミック基板はポーラスな素材であるので、気密性を要求される電子部品の搭載には、気密性の点で信頼性が十分でないという問題が生じている。
そこで、緻密で絶縁性の十分な素材であり、電気特性の面で非常に有利なガラスを基材とするガラス基板の開発が始まっている。
【０００７】
ガラス基板に貫通電極を設ける方法として、ガラス基板にドリルや乾式ブラスト法などで物理的に穴を開け、金属柱を埋め込む方法や、感光性ガラスを用いてガラス基板に貫通孔を設ける方法が提案されている。
しかし、これらの方法では、例えば乾式ブラストを用いる場合は機械的精度による限界、さらに貫通電極の表裏で開口径が異なる問題や、感光性ガラスを用いた場合はその形状による限界によって貫通電極の間隔を狭めることができず、せいぜい数百μｍ間隔が限界であった。
硼珪酸ガラスなどからなるガラス基板にアルミナや炭化珪素などの細粒状メディアを用いた乾式ブラスト法、或いはエッチング法などによりスルーホールを形成する手法が開示された先行技術文献は、特許文献１，２などに例示される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許４２１４０６８号
【特許文献２】特許４７０２７９４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
一方で、レーザーやガスエッチングを使用したガラスの穴あけ方法も提案されているが、エッチングレートが遅すぎたり、異方性エッチングが行なえないなど課題が多く、実用にはまだまだ時間がかかると考えられる。
このような現状から、シリコン配線基板では既に実現されている数十μｍ間隔の貫通電極がガラス基板では実現できず、微細配線化・小型化が困難とされインターポーザ用途などでのガラス基板の採用については、報告例が殆ど見られていない。
本発明では、微細な間隔で貫通電極（ＶＩＡ）を形成することが困難であるという課題を解決する上で好適な新規な製造方法を提案することを目的とし、特にガラスを基材とする配線基板への適用を主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明による製造方法では、ガラス板に対して厚さ方向に貫通孔を形成する手法ではなく、最終的に貫通電極（ＶＩＡ）となる導電パターンをガラス板の表面に形成する手法を採用する。
【００１１】
即ち、本発明による配線基板の製造方法は、
ガラス板の少なくとも片面に、フォトリソグラフィーあるいは印刷手法などにより、導電性材料からなるストライプが並列する配線パターンを形成して、同様な他のガラス板を積層圧着する工程を、ガラス板同士での配線パターンのストライプ並列方向が揃うように、且つ、ガラス板同士の間で空隙が発生しないように、複数枚積層した後、
積層されたガラス板を、積層方向に対して垂直方向であり、かつ前記ストライプの並列方向に平行して隣接する２本の断面線で機械的にスライスして、板状の部材とする工程を具備することを特徴とする。
【００１２】
得られたスライス体（板状の部材）は、表裏面まで貫通するように、前記ストライプの断面がスライス面に点在する構成である。
前記スライス面に半導体素子などを搭載し、新たな配線パターンを形成するなどして、スライス体が配線基板となる。
【００１３】
上記方法により得られる配線基板は、スリット状のガラスが隙間なく一方向に連結され、結果的に、板状のガラス基板と同様な構造となり、板状部材の表面に点在する前記ストライプにあたる部分は、板状部材を貫通するＶＩＡ（貫通電極）として機能することになる。
更に、上記で得られた配線基板を、必要に応じて複数枚積層することにより、多層構成の配線板が得られる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の手法によれば、ドリル，乾式ブラスト，レーザー，ガスエッチングなどによりガラス板に貫通孔を形成する従来
0.手法では実現できなかった数十μｍ前後の微細な間隔の貫通電極を有する配線基板向けガラス基板を安定して製造することが可能となる。
本発明の配線基板では、気密性，電気特性に優れ、多層化により高密度の配線パターンの形成された配線基板が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】絶縁体（ガラス）１の表面に導体層２（ストライプパターン）を形成してなる積層体１００を示す説明図。
【図２】図１の積層体１００に、同様に絶縁体１に導体層２が形成されてなる他の積層体１００を、接着剤を介して積層圧着してなる積層構造を示す説明図。
【図３】図２の積層構造を、Ａ−Ａ’線およびＢ−Ｂ’線でスライスしてなる配線基板用部材２００を示す説明図。
【図４】図３の配線基板用部材２００のＣ−Ｃ’における断面図。
【図５】図４の配線基板用部材２００の表裏に、配線パターンを形成してなる配線基盤３００を示す説明図。
【図６】図５の配線基板３００をインターポーザ基板として、外部回路基板や機器に接続実装した状態を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態に係わるガラス配線基板を、図面を参照して詳細に説明する。
【００１７】
＜第１実施形態＞
第１工程：複数枚の積層体の積層構造
積層体１００は、絶縁体１と導体層２を積層することで得られる。
絶縁体１としては、主に酸化シリコン，ガラス，有機物を材料とするもの使用でき、これらを板状に加工したものや、他の絶縁性材料からなるシート表面に気相蒸着法やコーティング法等によって成膜したものが使用できるが、これらに限定されるものではない。
導体層２（ストライプが並列した配線層）の材料では、銅，ニッケル，タングステン，アルミニウムなどが使用でき、蒸着法やめっき法，接着剤を用いて箔を貼り合わせる方法などが選択できるが、これに限定されるものではない。
導体層２（配線パターン）は、湿式／乾式を問わず、一般的なフォトリソグラフィー技術を用いて配線パターン形成を行なうことで、最終的には微細な間隔で配置されたＶＩＡ（貫通電極）となる。
導体層２の形成にあたっては、導電性インキを用いた印刷手法により、絶縁体１表面に配線パターンを形成しても良い。（図１）
【００１８】
図１に示す積層体１００に、上記と同様に絶縁体１に導体層２が形成されてなる積層体１００を、接着剤を介して積層圧着することにより、図２に示す積層構造を得る。
図２では、同図下から１層目の積層体，２層目の積層体，導体層２の形成されていない絶縁体１のみからなる３層目の複数枚が積層圧着されている。
また、同図では、図１で確認されるストライプ間の隙間にあたる凹部が存在せず埋められたように図示されているが、接着剤を介しての積層体１００の積層圧着にあたり、絶縁性基板間での空隙が発生しないように、前記凹部を接着剤で充填する。
あるいは、接着剤を介しての積層体１００の積層圧着に先駆けて、前記ストライプ間の凹部をＣＶＤ法によりＳｉＯ2で充填する工程を行なっても良い。
【００１９】
ＣＶＤ法によるＳｉＯ2の供給は、ストライプ間の凹部を十分に充填するように行なっても良いし、ストライプ（導体層２）の全面を覆うように行なっても良い。
後者の場合、ストライプ（導体層２）の表面にＳｉＯ2が直接的に接触した状態となるため、接着剤が接触した状態よりも、電気特性上の優位性が確保される。
【００２０】
積層体１００の積層圧着は、図２の構成に限らず、それを多数回繰り返して良い。
ただし、積層体に形成されるストライプ（導体層２）が、積層体間で直接的に接触してはならない点と、ストライプの並列方向がほぼ揃うようにしなければならない点に注意を要することになる。
以上により、単位構造である積層体を複数枚組み合わせてなる積層構造が得られる。
【００２１】
第２工程：機械的スライス
図２に示される積層構造を、同図に示すＡ−Ａ’およびＢ−Ｂ’の断面線でスライスすることにより、図３に示す配線基板用部材２００が得られる。（図２では右側側面の断面を、図３では正面に図示している。）
Ａ−Ｂ間およびＡ’−Ｂ’間の幅は任意で設定することが可能であるが、後に配線基板となる板厚に相当するため、平行度・間隔を適切に設定する必要がある。
【００２２】
切断（スライス）方法としては、絶縁体がガラスや酸化シリコンであった場合は、一般的なウエハの切削方法，積層体が薄ければダイシングを使用することができる。
また、有機絶縁体の場合は、ルーターによる切断方法を使うことが可能である。
切断後は、必要に応じて断面に化学的機械研磨を行なうことで、半導体素子の搭載箇所あるいは配線パターンの形成箇所となる切断面を平滑にする。
切断（スライス）を繰り返すことによって、１つの積層構造から複数の配線基板用部材２００を得ることができる。
【００２３】
第３工程：配線パターンの形成→配線基板の作製
図４は、図３のＣ−Ｃ’における断面図である。
配線基板用部材２００の少なくとも片面（同図中で、上面と下面の少なくとも何れか）に一般的に用いられているめっき法やフォトリソグラフィー法を用いて配線パターン３を形成することで、図５に示す配線基板３００が作製される。
図５に示すように、配線パターンを上下両面に形成した場合は、導体層２は上下の配線パターンを接続するＶＩＡとして機能する。
配線パターンを上面のみに形成した場合は、導体層２の下側は外部回路基板や機器との接続のためのＶＩＡとして機能する。
【００２４】
第４工程：インターポーザ基板の作製
第３工程で得られた配線基板３００に半導体素子５を実装し、半導体素子５の接続端子と配線基板３００の上面に形成された配線パターンの接続部と電気的に接続し、樹脂封止などその他の各種処理を施すことにより、インターポーザ基板として外部回路基板や機器に接続実装することが可能になる。（図６）
同図は、半導体素子５をフリップチップ実装した場合の図示であるが、ワイヤボンディング実装する方式での実装にも、本発明は適用可能である。
【００２５】
＜第２実施形態＞
また、第１実施形態の第１工程において、導体層をサブトラクティブ法によって形成することも可能である。
【００２６】
＜第３実施形態＞
また、第１実施形態の第１工程において、導体層を導電性ペーストを用いた印刷法により形成することも可能である。
導電性ペーストとしては銀ペーストや銅ペースト，カーボンペーストが使用できるが、これらに限定されるものではない。
【００２７】
以上の方法により、ガラス基板に既存のフォトリソグラフィー法によって形成できる配線間隔と同等の間隔をもつ貫通電極の製造が可能となる。
これは、例えばサブトラクティブ法であれば２０μｍ程度の間隙から、ガスエッチング法を用いれば１μｍの間隙も可能となる。
【実施例１】
【００２８】
厚さ1ｍｍのガラス基材に化学気相蒸着法によって銅皮膜を100ｎｍ厚で形成し、これをシード層として電解銅めっきによって厚さ30μｍの銅による導体層を形成した。
この導体層に、フォトリソグラフィー法を用いてレジストのパターニングを行い、塩化鉄溶液を用いて銅のエッチングを行い、配線幅30μｍ，配線間隔６０μｍの縞状の配線パターンを形成した。
【００２９】
配線パターン上に、化学気相蒸着法によって二酸化ケイ素膜を形成し、平坦化後に厚さ１００μｍのガラス板を張り合わせることで絶縁層を形成した。
【００３０】
再び、銅による導体層を形成し、パターニングを行って再度に酸化ケイ素膜、ガラス基板の積層をことをくりかえし、これを２３回繰り返したところで最後に厚さ１ｍｍのガラス基材を積層し、総厚さ５ｍｍの積層体を完成させた。
【００３１】
完成した積層体をダイシングを行い、配線層の縞状のパターンに対して直角方向で幅１ミリメートルに切り出し、両面を化学的機械研磨により厚さが７５０μｍになるまで表面研磨をおこなった。
【００３２】
切り出した基板に、めっきによって銅を析出させ、フォトリソグラフィー法によって、断面部分に配線形成を行った。
【００３３】
配線形成を行った基板をさらに一辺を５ｍｍのチップ状に切り出して、配線基板とした。これによって、配線間隙が、３０μｍの貫通電極を有するガラス配線基板を作製することができた。
【００３４】
完成した貫通電極を有するガラス配線基板の表裏の導通試験を実施したところ、貫通電極によって表裏を接続されている電極間では導通を、配線間で接続されていない部分は絶縁を示した。
【００３５】
上記実施形態によれば、貫通電極の間隔を狭く、微細配線可能な、ガラス配線基板を提供することが出来る。
【００３６】
この基板を片面に半導体装置を実装して、もう一方の面を別の配線基板に実装することで、インターポーザ基板として使用することが可能になる。
【符号の説明】
【００３７】
１…絶縁層
２…導体層、貫通電極
３…配線
４…配線基板
５…半導体装置
６…はんだ
１００…積層体
２００…配線基板用部材
３００…配線基板
Ａ−Ａ’…基板切断面
Ｂ−Ｂ’…基板切断面
Ｃ−Ｃ’…基板断面
【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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