(57)【要約】      （修正有）【課題】ビアホール同士の絶縁信頼性の高い配線基板の製造方法を提供する。【解決手段】表面に下層導体２が形成された下層絶縁層１上に、ガラスクロス非含有の中層絶縁層３を積層する工程と、中層絶縁層３に下層導体２を底面とする中層ビアホール９を形成する工程と、中層絶縁層３の表面および中層ビアホール９内に中層導体４を形成する工程と、中層絶縁層３上に、ガラスクロス含有の上層絶縁層５を形成する工程と、上層絶縁層５に中層導体４を底面とする上層ビアホール１０を形成する工程と、上層絶縁層５の表面および上層ビアホール１０内に、上層ビアホール１０上に半導体素子接続パッド１１を有する上層導体６を形成する工程と、を含む配線基板Ａの製造方法であって、中層ビアホール９をレーザー加工により上層ビアホール１０よりも小さい径で形成するととともに、上層ビアホール１０をブラスト加工により形成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に下層導体が形成された下層絶縁層上に、ガラスクロス非含有の絶縁樹脂層から成る中層絶縁層を積層する工程と、前記中層絶縁層に前記下層導体を底面とする中層ビアホールを形成する工程と、前記中層絶縁層の表面および中層ビアホール内に中層導体を形成する工程と、前記中層導体が形成された中層絶縁層上に、ガラスクロス含有の絶縁樹脂層から成る上層絶縁層を形成する工程と、前記上層絶縁層に前記中層導体を底面とする上層ビアホールを形成する工程と、前記上層絶縁層の表面および上層ビアホール内に、該上層ビアホール上に半導体素子接続パッドを有する上層導体を形成する工程と、を含む配線基板の製造方法であって、前記中層ビアホールをレーザー加工により前記上層ビアホールよりも小さい径で形成するととともに、前記上層ビアホールをブラスト加工により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】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子等を搭載するための配線基板の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図４に、半導体素子Ｓを搭載するための従来の配線基板Ｂの一例を示す。
配線基板Ｂは、コア用の下層絶縁層２１と、下層導体２２と、ビルドアップ用の中層絶縁層２３と、中層導体２４と、ビルドアップ用の上層絶縁層２５と、上層導体２６と、ソルダーレジスト層２７とから成る。
【０００３】
下層絶縁層２１は、ガラスクロス入りの絶縁樹脂層から成る。下層絶縁層２１には、スルーホール２８が複数形成されている。そして、下層絶縁層２１の上下面およびスルーホール２８内には下層導体２２が被着されている。
【０００４】
中層絶縁層２３は、下層絶縁層２１の上下面に積層されている。中層絶縁層２３は、ガラスクロスが入っていないガラスクロス非含有の絶縁樹脂層から成る。中層絶縁層２３には、下層導体２２を底面とする中層ビアホール２９が複数形成されている。中層絶縁層２３上および中層ビアホール２９内には中層導体２４が被着されている。
【０００５】
上層絶縁層２５は、中層絶縁層２３上に積層されている。上層絶縁層２５は、ガラスクロスが入っていないガラスクロス非含有の絶縁樹脂層から成る。そして、中層導体２４を底面とする上層ビアホール３０が複数形成されている。さらに、上層絶縁層２５上および上層ビアホール３０内には上層導体２６が被着されている。
【０００６】
上層絶縁層２５の上面に被着されたソルダーレジスト層２７には、上層ビアホール３０上の上層導体２６の一部を半導体素子接続パッド３１として露出させる開口部２７ａが形成されている。半導体素子接続パッド３１には、半導体素子Ｓの電極端子Ｔが半田を介して接続される。なお、半導体素子接続パッド３１は、高密度な微細配線２４ａよりも低い密度で配設されている。
【０００７】
上層絶縁層２５の下面に被着されたソルダーレジスト層２７には、上層導体２６の一部を外部接続パッド３２として露出させる開口部２７ｂが形成されている。外部接続パッド３２には、外部の電気回路基板の配線導体が半田を介して接続される。
【０００８】
次に、このような従来の配線基板Ｂの製造方法の一例について図５および図６を基にして、図４と同様の箇所には同様の符号を付して説明する。
【０００９】
まず、図５（ａ）に示すように、複数のスルーホール２８が形成されるとともに表面およびスルーホール２８内に下層導体２２が被着されたコア用の下層絶縁層２１を用意する。スルーホール２８は、ドリル加工やレーザー加工、ブラスト加工等により形成される。下層導体２２は、サブトラクティブ法やセミアディティブ法により形成される。
【００１０】
次に、図５（ｂ）に示すように、下層絶縁層２１の上下面に中層絶縁層２３を積層する。
【００１１】
次に、図５（ｃ）に示すように、中層絶縁層２３に下層導体２２の一部を底面とする中層ビアホール２９を形成する。中層ビアホール２９は、レーザー加工により形成される。
【００１２】
次に、図５（ｄ）に示すように、中層絶縁層２３の表面および中層ビアホール２９内に中層導体２４を形成する。中層導体２４は、セミアディティブ法により形成される。
【００１３】
次に、図６（ｅ）に示すように、中層絶縁層２３の上下面に上層絶縁層２５を積層する。
【００１４】
次に、図６（ｆ）に示すように、上層絶縁層２５に中層絶縁層２３の一部を底面とする上層ビアホール３０を形成する。上層ビアホール３０は、レーザー加工により形成される。
【００１５】
次に、図６（ｇ）に示すように、上層絶縁層２５の表面および上層ビアホール３０内に上層導体２６を形成する。上層導体２６は、セミアディティブ法により形成される。
【００１６】
最後に、図６（ｈ）に示すように、上側の上層絶縁層２５表面に、上層導体２６の一部を半導体素子接続パッド３１として露出する開口部２７ａを有するソルダーレジスト層２７を形成するとともに、下側の上層絶縁層２５表面に、上層導体２６の一部を外部接続パッド３２として露出する開口部２７ｂを有するソルダーレジスト層２７を形成する。これにより、図４に示すような配線基板Ｂが形成される。
【００１７】
ところで近年では、携帯型の音楽プレーヤーや通信機器に代表される電子機器の高機能化に伴い、これらの電子機器に用いられる配線基板Ｂには、高機能な大型の半導体素子Ｓが搭載されるようになってきている。
このような半導体素子Ｓの大型化に伴い、半導体素子Ｓの電極Ｔと半導体素子接続パッド３１とを接続するときの熱処理時に、半導体素子Ｓの熱膨張係数と配線基板Ｂの熱膨張係数とのミスマッチにより両者の間に位置ずれが生じて接続が不完全になることが顕著になりつつある。
【００１８】
半導体素子Ｓと配線基板Ｂとの熱膨張のミスマッチは、半導体素子Ｓを構成するシリコンと配線基板Ｂを構成する絶縁樹脂層との熱膨張係数の相違に起因する。特に、中層絶縁層２３や上層絶縁層２５を形成するガラスクロス非含有の絶縁樹脂層では、その熱膨張係数が２０〜４０ｐｐｍ／℃程度であり、シリコンの熱膨張係数２．６ｐｐｍ／℃と大きく異なることから、このガラスクロス非含有の絶縁樹脂層を多用することで半導体素子Ｓと配線基板Ｂとの熱膨張のミスマッチが顕著なものとなっている。なお、ガラスクロス入りの絶縁樹脂層の熱膨張係数は、５〜１０ｐｐｍ／℃程度であり、ガラスクロス非含有の絶縁樹脂層と比較して半導体素子Ｓとの熱膨張係数の差が小さいものとなる。
【００１９】
そこで、中層絶縁層２３および上層絶縁層２５をガラスクロス入りの絶縁樹脂層により形成することが考えられる。しかしながら、この場合、中層ビアホール２９および上層ビアホール３０を形成する際にレーザー加工を用いると、レーザー加工時の高熱により中層ビアホール２９の周辺および上層ビアホール３０の周辺のガラス繊維と樹脂材料との境界がダメージを受けて微細な間隙が生じる。この隙間は、互いに隣接する中層ビアホール２９同士の間および互いに隣接する上層ビアホール３０同士の間の電気的な絶縁信頼性を大きく低下させてしまう。したがって、中層ビアホール２９同士および上層ビアホール３０同士を狭い間隔で設けることができない。その結果、高密度配線を実現することができなくなってしまう。
【００２０】
中層ビアホール２９および上層ビアホール３０を形成する際に、高熱が発生しないブラスト加工を用いて形成すると、中層ビアホール２９の周辺および上層ビアホール３０の周辺のガラス繊維と樹脂材料との境界が受けるダメージを低減して絶縁信頼性を向上させることができる。しかし、ブラスト加工は、例えば開口径が６０μｍ以上の孔径しか加工することができない。したがって、例えば開口径が４０μｍ以下の微小なビアホールを用いた微細な高密度配線は不可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２１】
【特許文献１】特開２００２−４３７５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
本発明は、半導体素子の熱膨張係数と配線基板の熱膨張係数とのミスマッチを小さいものとして、半導体素子と配線基板との接続を良好なものとするとともに、微細な高密度配線を実現することが可能な配線基板の製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明の配線基板の製造方法は、表面に下層導体が形成された下層絶縁層上に、ガラスクロス非含有の絶縁樹脂層から成る中層絶縁層を積層する工程と、中層絶縁層に下層導体を底面とする中層ビアホールを形成する工程と、中層絶縁層の表面および中層ビアホール内に中層導体を形成する工程と、中層導体が形成された中層絶縁層上に、ガラスクロス含有の絶縁樹脂層から成る上層絶縁層を形成する工程と、上層絶縁層に中層導体を底面とする上層ビアホールを形成する工程と、上層絶縁層の表面および上層ビアホール内に、上層ビアホール上に半導体素子接続パッドを有する上層導体を形成する工程と、を含む配線基板の製造方法であって、中層ビアホールをレーザー加工により前記上層ビアホールよりも小さい径で形成するととともに、上層ビアホールをブラスト加工により形成することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の配線基板の製造方法によれば、中層絶縁層にガラスクロス非含有の絶縁樹脂層を用いるとともに中層ビアホールの形成をレーザー加工により行う。中層絶縁層は、ガラスクロスが入っていないので、ガラス繊維と樹脂材料との間の隙間に起因する電気的な絶縁信頼性の低下は起こらない。したがって、加工時に高熱が発生するレーザー加工を用いて、例えば開口径が４０μｍ以下の中層ビアホールを高密度で形成することができる。その結果、その上に形成される中層導体を微細な高密度配線とすることができる。
また、上層絶縁層にガラスクロス含有の絶縁樹脂層を用いるとともに上層ビアホールの形成をブラスト加工により行う。半導体素子の電極と接続する半導体素子接続パッドが形成される上層絶縁層をガラスクロス含有の絶縁樹脂層とすることにより、半導体素子との熱膨張係数のミスマッチに起因する位置ずれが小さなものとなる。したがって、半導体素子と配線基板との接続を良好なものとすることができる。さらに、上層ビアホールの形成にブラスト加工を用いることで、上層絶縁層における上層ビアホール周辺のガラス繊維と樹脂材料との境界にダメージを与えることなく上層ビアホールを形成することができる。したがって、上層ビアホール同士の間の絶縁信頼性の高い配線基板を提供することができる。なお、上層導体に形成される半導体素子接続パッドは、その配列ピッチが１５０μｍ程度以上であるため、上層ビアホールの開口径が６０μｍ以上であっても、必要な配線密度を確保することができる。このように本発明によれば、中層絶縁層上で微細な高密度配線を実現するとともに上層絶縁層で半導体素子との熱膨張係数のミスマッチを低減できるので、半導体素子との接続が良好であるとともに微細な高密度配線を有する配線基板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は、本発明の配線基板の実施の形態の一例を示す概略断面図である。
【図２】図２（ａ）〜（ｅ）は、本発明の配線基板の製造工程毎の形態の一例を示す概略断面図である。
【図３】図３（ｆ）〜（ｈ）は、本発明の配線基板の製造工程毎の形態の一例を示す概略断面図である。
【図４】図４は、従来の配線基板の実施の形態の一例を示す概略断面図である。
【図５】図５（ａ）〜（ｄ）は、従来の配線基板の実施の形態の一例を示す概略断面図である。
【図６】図６（ｅ）〜（ｈ）は、従来の配線基板の製造工程毎の形態の一例を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
まず、図１を基にして本発明の配線基板の製造方法により形成される配線基板Ａの実施形態の一例を説明する。
配線基板Ａは、コア用の下層絶縁層１と、下層導体２と、ビルドアップ用の中層絶縁層３と、中層導体４と、ビルドアップ用の上層絶縁層５と、上層導体６と、ソルダーレジスト層７とから成る。
【００２７】
下層絶縁層１は、スルーホール８が複数形成されている。そして、下層絶縁層１の上下面およびスルーホール８内には下層導体２が被着されている。
【００２８】
中層絶縁層３は、下層絶縁層１の上下面に積層されている。そして、下層導体２を底面とする中層ビアホール９が複数形成されている。さらに、中層絶縁層３上および中層ビアホール９内には中層導体４が被着されている。中層絶縁層３は、ガラスクロス非含有の絶縁樹脂層から成る。
なお、本例では下層絶縁層１の上下面に中層絶縁層３が１層ずつ積層された例を示したが、２層以上積層されていても構わない。
【００２９】
上層絶縁層５は、中層絶縁層３上に積層されている。そして、中層導体４を底面とする上層ビアホール１０が複数形成されている。さらに、上層絶縁層５上および上層ビアホール１０内には上層導体６が被着されている。上層絶縁層５は、ガラスクロスＧを含有する絶縁樹脂層から成る。
【００３０】
上層絶縁層５の上面に被着されたソルダーレジスト層７には、上層導体６の一部を半導体素子接続パッド１１として露出させる開口部７ａが形成されている。半導体素子接続パッド１１には、半導体素子Ｓの電極端子Ｔが半田を介して接続される。
【００３１】
上層絶縁層５の下面に被着されたソルダーレジスト層７には、上層導体６の一部を外部接続パッド１２として露出させる開口部７ｂが形成されている。外部接続パッド１２には、外部の電気回路基板の配線導体が半田を介して接続される。
【００３２】
次に、本発明の配線基板の製造方法の一例について、図２および図３を基にして詳細に説明する。なお、図２および図３において図１と同様の箇所には同様の符号を付して説明する。
【００３３】
まず、図２（ａ）に示すように、複数のスルーホール８が形成されるとともに表面およびスルーホール８内に下層導体２が被着されたコア用の下層絶縁層１を用意する。
下層絶縁層１は、例えば次のように形成される。まず、ガラスクロスにエポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂等の絶縁材料を含浸させて硬化された絶縁板を準備する。そして、例えばドリル加工により絶縁板にスルーホール８を形成することで下層絶縁層１を形成する。そして、周知のサブトラクティブ法を施して、銅めっき等の良導電性金属から成る下層導体２を形成する。
【００３４】
次に、図２（ｂ）に示すように、下層絶縁層１の上下面に中層絶縁層３を積層する。中層絶縁層３は、ガラスクロスが入っていないガラスクロス非含有の絶縁樹脂層から成る。中層絶縁層３は、例えば下層絶縁層１の上下面にエポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂等の熱硬化性樹脂から成るガラスクロス非含有の絶縁シートを貼着して硬化することで形成される。
【００３５】
次に、図２（ｃ）に示すように、中層絶縁層３に下層導体２の一部を底面とする中層ビアホール９を形成する。中層ビアホール９の形成にはレーザー加工を用いる。レーザー加工を採用することで、例えば２５〜４０μｍ程度の開口径を有する小径の中層ビアホール９を形成することが可能になる。この場合、中層絶縁層３は、ガラスクロスが入っていないので、ガラス繊維と樹脂材料との間の隙間に起因する電気的な絶縁信頼性の低下は起こらない。したがって、加工時に高熱が発生するレーザー加工を用いて、例えば開口径が２５〜４０μｍ程度の中層ビアホール９を高密度で形成することができる。その結果、その上に形成される中層導体４を微細な高密度配線とすることができる。
【００３６】
次に、図２（ｄ）に示すように、中層絶縁層３の表面および中層ビアホール９内に中層導体４を形成する。このとき中層ビアホール９は、その開口径が２５〜４０μｍ程度と小さく、かつ中層ビアホール９同士の間の絶縁信頼性に優れることから、中層導体層４を微細な高密度配線とすることができる。中層導体４は、例えば周知のセミアディティブ法を施して銅めっき等の良導電性金属から形成される。
【００３７】
次に、図２（ｅ）に示すように、中層絶縁層３の上下面に上層絶縁層５を積層する。上層絶縁層５は、ガラスクロスＧが入ったガラスクロス含有の絶縁樹脂層から成る。上層絶縁層５は、例えば中層絶縁層３の上下面にガラスクロスＧにエポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂等の熱硬化性樹脂を含浸させて成るプリプレグを貼着して硬化することで形成される。このように、半導体素子Ｓの電極Ｔと接続する半導体素子接続パッド１１が形成される上層絶縁層５をガラスクロス含有の絶縁樹脂層とすることにより、半導体素子Ｓとの熱膨張係数のミスマッチに起因する位置ずれが小さなものとなる。したがって、半導体素子Ｓと配線基板Ａとの接続を良好なものとすることができる。
【００３８】
次に、図３（ｆ）に示すように、上層絶縁層５に中層導体４の一部を底面とする上層ビアホール１０を形成する。上層ビアホール１０の形成にはブラスト加工を用いる。ブラスト加工を採用することによって、上層絶縁層５における上層ビアホール１０周辺のガラス繊維と樹脂材料との境界にダメージを与えることなく上層ビアホール１０を形成することができる。したがって、上層ビアホール１０同士の間の絶縁信頼性の高い配線基板Ａを提供することができる。なお、上層ビアホール１０の開口径は、ブラスト加工による限界のために６０〜８０μｍ程度である。
【００３９】
次に、図３（ｇ）に示すように、上層絶縁層５の表面および上層ビアホール１０内に上層導体６を形成する。上側の上層絶縁層５表面の上層ビアホール１０上には、上層導体６の一部から成る半導体素子接続パッド１１が形成されている。この場合、上層導体６に形成される半導体素子接続パッド１１は、その配列ピッチが１５０μｍ程度以上であるため、上層ビアホール１０の開口径が６０μｍ以上であっても、必要な配線密度を確保することができる。また、下側の上層絶縁層５表面には、上層導体６の一部から成る外部接続パッド１２が形成されている。上層導体６は、例えば周知のセミアディティブ法を施して銅めっき等の良導電性金属から形成される。
【００４０】
最後に、図３（ｈ）に示すように、上側の上層絶縁層５の表面に半導体素子接続パッド１１を露出する開口部７ａを有するソルダーレジスト層７を形成するとともに、下側の上層絶縁層５の表面に外部接続パッド１２を露出する開口部７ｂを有するソルダーレジスト層７を形成する。これにより、図１に示すような配線基板Ａが形成される。
【００４１】
このように、本発明の配線基板の製造方法によれば、中層絶縁層３上で微細な高密度配線を実現するとともに上層絶縁層５で半導体素子Ｓとの熱膨張係数のミスマッチを低減できるので、半導体素子Ｓとの接続が良好であるとともに微細な高密度配線を有する配線基板Ａを提供することができる。
【符号の説明】
【００４２】
１            下層絶縁層
２            下層導体
３            中層絶縁層
４            中層導体
５            上層絶縁層
６            上層導体
９            中層ビアホール
１０          上層ビアホール
１１          半導体素子接続パッド
Ａ            配線基板
【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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