(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
両面銅張積層板において、
（１）  レーザー加工により片面銅箔のみを残した未貫通穴を形成する
（２）  エッチング処理により未貫通孔の底部の銅箔に貫通孔を形成する
（３）  デスミヤ処理をする
（４）  無電解メッキを行って表裏の銅箔面の導通を確保し、続いて電解メッキで銅層を厚くし貫通孔をメッキ金属により封止する
（５）  封止された孔の位置に半田接続用端子を形成する
ことを特徴とする半導体パッケージ用基板の製造方法
【請求項２】
両面銅張り積層板が、絶縁層厚０．０４〜０．４mm、表裏の各銅箔厚５〜２０μmであることを特徴とする請求項１の半導体パッケージ用基板の製造方法
【請求項３】
レーザー加工が、炭酸ガスレーザーによるもので、穴径が７０〜１２０μmであることを特徴とする請求項１の半導体パッケージ用基板の製造方法
【請求項４】
エッチング処理により形成された片面銅箔における貫通孔径が１０〜１００μmであることを特徴とする請求項１の半導体パッケージ用基板の製造方法
【請求項５】
エッチング処理が過酸化水素又は過硫酸塩を含有する水溶液によることを特徴とする請求項４の半導体パッケージ用基板の製造法
【請求項６】
デスミヤ処理が過マンガン酸カリウム又はクロム酸カリウム水溶液によることを特徴とする請求項１の半導体パッケージ用基板の製造法
【請求項７】
電解メッキが電解銅メッキ液中で電流密度が０．３〜１．５A／ｄｍ２で行うことを特徴とする請求項１の半導体パッケージ用基板の製造方法
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する分野】本発明は、電子機器、電気機器、コンピューター、通信機器等に用いられるＰＧＡ（ピングリッドアレイ）、ＢＧＡ（ボールグリッドアレイ）、ＣＳＰ（チップサイズパッケージ）、ＭＣＭ（マルチチップモジュール）、ＦＣ−ＢＧＡ（フリップチップ・ボールグリッドアレイ）等に使用するプリント基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体素子の高集積化に伴って、半導体パッケージ用プリント基板の高密度化も必要となっている。特にこの分野で用いられるプリント配線板においては、多層化、配線の細線化ばかりでなく、スルーホールの微小化、高密度化が急激に進んでいる。即ち、従来用いられてきたドリルによるスルーホールの形成から、レーザーによるスルーホールの形成が試みられている。スルーホールは、水分等の侵入による基板性能の低下を防ぐために、絶縁性樹脂等で穴埋めすることが行われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
スルーホールの穴埋めは、ソルダーレジスト塗工時に行われたり、別工程にてソルダーレジスト塗工前に行われている。しかし、穴埋めした樹脂が陥没したり、脱落したりする問題が発生する。又、半導体パッケージとなった後も穴埋め樹脂は水分を透過するため、基板とモールド樹脂との間での剥離、所謂ポップコーン現象の原因にもなっている。この対策として、レーザーにより貫通孔を形成した後にメッキにより貫通個所を塞ぐ、即ち、封止（以下、貫通孔をメッキで塞ぐことを封止と言う）する方法では、樹脂孔及び銅箔孔の孔径のバラツキ，銅箔孔の形状のバラツキにより、５０〜２０００個に及ぶ基板内の全ての孔を均一にメッキ封止することは困難である。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
両面板におけるレーザー穴加工において、片面銅箔のみを残した未貫通穴を形成した後、エッチングにより貫通孔を形成し、孔をメッキで封止することで導通を確保し、封止された穴の位置に半田ボール接続端子を形成した半導体パッケージ用基板の製造方法である。
本発明は、両面銅張積層板において、
（１）  レーザー加工により片面銅箔のみを残した未貫通穴を形成する
（２）  エッチング処理により片面銅箔に貫通孔を形成する
（３）  デスミア処理する
（４）  メッキにより貫通孔の封止、基板表裏の導通をさせる
（５）  封止された孔の位置に半田接続用端子を形成する
ことによる半導体パッケージ基板の製造方法である。
本発明は、両面銅張積層基板が、板厚０．０４〜０．４ｍｍ、表裏の各銅箔厚５〜２０μｍであることによる半導体パッケージ用基板の製造方法である。
本発明は、レーザー加工が、炭酸ガスレーザーによるもので、穴径が７０〜１２０μｍであることによる半導体パッケージ用基板の製造方法である。
本発明は、エッチング処理による貫通孔径が、１０〜１００μｍであることによる半導体パッケージ用基板の製造方法である。
本発明は、エッチング処理が過酸化水素又は過硫酸塩を含有する水溶液による半導体パッケージ用基板の製造法である。
本発明は、デスミア処理が過マンガン酸カリウム又はクロム酸カリウム水溶液による半導体パッケージ用基板の製造方法である。
本発明は、メッキによる貫通孔の封止が、無電解メッキ及び／又は電解メッキで行うことによる半導体パッケージ用基板の製造法である。
本発明は、電解メッキが電解銅メッキ液中で電流密度が０．３〜１．５Ａ／ｄｍ２で行うことによる半導体パッケージ用基板の製造方法である。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明は、両面銅張積層板に、レーザー加工により、未貫通穴を作り、エッチング処理により貫通孔を形成する。デスミア処理後、メッキにより基板表裏の回路を導通させ、同時に、貫通孔の封止をする。メッキ封止された孔の銅箔の位置（以下、封止された銅箔の位置と言う）に半田接続用端子を形成することによるプリント基板の製造方法である。
【０００６】
本発明に使用する絶縁基材は、エポキシ樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂（ＢＴ樹脂）、ポリイミド樹脂、ＰＰＯ樹脂等或いはガラス繊維、ガラス布、紙にこれらの樹脂を含浸させたプリプレーグである。本発明に使用する銅箔は、厚さ：５−２０μｍ、好ましくは、９〜１５μｍの電解銅箔である。プリプレーグに銅箔を載せてプレス成形して、絶縁層厚：０．０４〜０．４ｍｍの両面銅張積層板を形成する。
【０００７】
本発明の、レーザー加工について詳述する。
本発明で形成される穴の形状は、レーザーにより表面の銅箔、絶縁層に穴を明け、底面の銅箔には孔が開いていない未貫通穴の状態となるように照射エネルギー、パルス数、ビーム径をコントロールする。本発明に使用するレーザーは、波長９〜１１μｍの炭酸ガスレーザー穴明機を用いて行なう。  ビーム径：５０〜１５０μｍ；出力×ショット数：（２０〜４０ｍＪ）×（１〜２ｓｈｏｔ）＋（１０〜２０ｍＪ）×（１〜４ｓｈｏｔ）で行い、表面銅箔の穴径は、平均穴径：９０〜１００μｍの未貫通穴を形成する。本発明で形成される穴の表面の穴径変動幅は、最小７０〜最大１２０μｍ、絶縁層の底部の穴径は、３０〜１００μｍであれば、本発明を実施するのに好ましい形状の穴である。
【０００８】
本発明のエッチング処理による銅箔への貫通孔の形成について説明する。
本発明のエッチング処理の薬液は、過硫酸塩、過酸化水素−硫酸等の水溶液である。レーザー加工した基板を該薬液に漬ける或は該薬液を吹き付ける方法で底部の銅箔に孔を明ける。更に、エッチング処理により薬液と接触した銅面は、粗化され。粗化された銅面は、後工程のメッキ銅の密着性が向上すると言う効果がある。
る。
【０００９】
レーザー照射により表面の銅箔は熔融蒸発し、絶縁層の樹脂は分解蒸発して排出されるが、一部は生成した未貫通孔の内部に滞留し、一方、穴底部の銅箔は、レーザーによって穴は明いていないが熱により変質しているため、エッチング処理において、排出されないで滞留している銅や変質した銅箔と反応して溶解し、穴底部の銅箔に細孔を明ける効果がある。しかし、本発明のエッチング処理では、穴底部の径が、３０μｍより小さいと、エッチング工程で貫通孔を形成できないことも時々起こる。叉、孔が明いても、メッキ加工において、特に、無電解メッキ加工において、メッキ液を攪拌したり、振動したりしても、貫通孔部分に、メッキ成分を連続して供給することが難しいため、メッキによる封止が出来ないことがおこることがある。又、メッキで封止ができても、基板の表裏の回路パターン間を接続させるメッキ層の厚みが小さくなり過ぎて、メッキの接続信頼性において問題となることがある。一方、１００μｍより大きいと、通常のメッキ加工において、銅箔の貫通孔が封止出来ないとか、メッキが厚くなり過ぎて、パターン精度の低下が発生してしまうと言うことで、問題となることもある。一方、貫通孔の上部の径は、２００μｍより大きいと、穴径が大きすぎて、高密度化を阻害する結果となる。
【００１０】
本発明のデスミア処理は、薬液は、過マンガン酸塩、クローム酸塩等の水溶液で、処理は５０〜９０℃、１〜１５分で行なう。エッチング処理した基板に、該薬液を吹き付ける方法あるいは浸漬する方法で、表面の汚れ或は貫通孔内部の滞留物を分解、溶解、除去する。
レーザー加工において絶縁層の樹脂の分解物は、一部孔より排出されないで内部に溜まったり、排出された分解物が表面の銅箔に付着するため、特に、底面銅箔上に残留している樹脂及び樹脂分解物は、メッキの析出、密着性の阻害要因となり、メッキの接着信頼性の低下をもたらすため、デスミア処理が必要である。
【００１１】
本発明のメッキ加工による貫通孔の封止、基板の表裏導通の方法について説明する。
本発明のメッキ加工は、無電解メッキ及び／又は電解メッキの組み合わせで行う。例えば、無電解メッキ、無電解メッキと電解メッキあるいはダイレクトメッキを行う。メッキ加工に用いられる金属は、金、銅、ニッケル、パラジュウム等考えられるが、メッキ加工のやり易さ、基板の性能、後工程の操作のしやすさ、コストのことを考慮すると、銅メッキが好ましい。
最初に無電解メッキを行って、貫通孔の内壁絶縁層部分にも銅を析出させ、表裏の銅箔面の導通を確保する。続いて、電解メッキで銅層を厚くし貫通孔をメッキ金属により完全に封止する。
メッキ時に液の攪拌を十分行う等の操作により、貫通孔の内壁面にも、メッキ金属層を均一に形成すると同時に、表裏及び／又は内層回路と接続する。メッキ厚は、場所によって多少異なるが、孔内で５〜２０μｍである。
【００１２】
無電解メッキは、ＥＤＴＡ浴、ロッシェル塩浴を用いる。
続いて、電解メッキを行って、メッキ金属を厚くして導通信頼性を確保する。電解メッキは、貫通穴の完全な封止、基板の表裏導通を完全に確保する。例えば、電解メッキ液は、硫酸銅或いはピロ燐酸銅を含む電解液である。その液に漬けて、基板に電流を流し、メッキ銅を析出させる。その電解銅メッキ液中での電流密度は、０．３〜１．５Ａ／ｄｍ２である。エッチング処理により、銅面は粗化されている上、デスミア処理により孔内部の異物がないので、メッキ銅の密着性は非常に高くすることができる。
【００１３】
この時、メッキ加工の条件は、対象とする基材によって多少違うが、普通に行われている方法で達成できる。電解メッキの場合、電流密度を上げすぎると、均一性が悪くなったり（メッキ厚のバラツキ増大）、メッキ焼けが発生したりして、後工程の回路形成時に、精度の良いパターンにならないことがある。また、電流密度が低いと生産性が低下し、好ましくない。
【００１４】
本発明の封止された底部銅箔の位置に半田接続用端子を形成する方法について説明する。封止された孔の位置に径０．１〜１．０ｍｍの半田接続用端子を形成する。封止された貫通孔の表裏の銅箔がメッキ銅で接続しているので、半田ボールの搭載等の加熱をしても、その面が剥離するあるいは変形するというような問題は起こらない。
【００１５】
回路パターン形成後、通常、絶縁性物質でスルーホールの被覆及び／又は充填が行われるが、本発明においても、ソルダーレジストを孔内に埋め込み、パターンの保護膜として塗布した。
【００１６】
このようにして形成されたプリント配線板は、半導体を塔載する半導体パッケージ用基板として用いられる。
【００１７】
【実施例】
本発明は、公知方法（例えば、Ｃ．Ｆ．クームズ編、安達芳夫、島田良乙共訳“プリント回路ハンドブック”近代科学社）に準じて実施した。理解を容易にするため、図面で説明する。
本発明に使用した絶縁基材１は、両面に１２μｍの銅箔２を有する、厚さ０．２ｍｍのガラス布入りＢＴ（ビスマレイミドトリアジン樹脂）両面銅張積層板を使用した【図面１】。特開昭６１−９９５９６の方法を参考にして、基板表面を黒化処理して、レーザー穴明機（波長：９．３μｍの炭酸ガスレーザー；出力７０Ｗ；パルス回数５）により底面の片面銅箔のみを残した未貫通穴３を形成する。未貫通穴の断面形状は、テーパー状で底面部の径は３５μｍ、表面部の径は１００μｍになっていた【図面２】。
レーザー穴明け後の積層板を１２％過酸化水素−６％硫酸溶液を（３０℃）、スプレー圧：２Ｋｇ／ｍ２で基板面に吹き付けて、未貫通穴の底面銅箔に貫通孔４が明いているのを確認した。
続いて、２％過マンガン酸カリウム−２０％水酸化カリウム水溶液に漬けて、貫通穴内の有機物を分解・溶解・除去した【図面３】。
次に、無電解メッキによりメッキ銅５を析出させ【図面４】（Ａ）、電解メッキによりメッキ銅６を析出させた【図面４】（Ｂ）。無電解メッキは、ロッシェル塩浴にて行い、貫通孔の絶縁層内壁及び上下銅層の表面にも厚さ：０．５〜０．８μＭの銅を析出させて、上下銅層の導通を行った。続いて、電解メッキ液中に基板を入れて、電流密度：１Ａ／ｄｍ２にて、貫通孔内にもメッキ処理して銅厚を厚くすると同時に、孔底部の貫通孔を、メッキ銅で封止し、表裏の銅層を接続した。メッキ厚は、場所によって多少異なっていたが、穴の内璧部で１０〜１２μｍになっていた。穴の断面を観察すると、銅メッキされた貫通穴は、完全にメッキ封止され、封止された貫通穴の構造は、底面の銅層が完全にメッキ銅（１０〜１２μｍ）で封止された構造７になっていて、接続信頼性において、全く問題がないことが分かった。銅箔２の上の無電解メッキ５と電解メッキ６のメッキ厚は、均一に１５〜２０μｍであった。続いて、銅箔面に回路パターンを形成した。ソルダーレジストを塗布、穴埋め及びソルダーレジストパターン形成を行いメッキ封止された孔７の位置に半田接続用端子８を有する半導体パッケージ用基板を作製した【図面５】。
温度サイクル試験（−６５℃、３０分と１５０℃、３０分で５００サイクル）により、銅箔のクラックの発生を調べたが、クラックの発生は全く認められなかった。
【００１８】
【発明の効果】
表裏パターンの導通を連続したメッキ層で確保することができ、接続信頼性を向上することができ、高密度化に対応することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】両面板
【図２】レーザー処理により未貫通穴のある基板
【図３】エッチング処理により貫通孔のある基板
【図４】（Ａ）無電解メッキにより上下銅箔が導通した無電解メッキ銅の基板
（Ｂ）電解メッキによりメッキ銅でメッキ封止穴の形成、および、電解メッキで厚化されたメッキ銅の基板
【図５】ソルダーレジストパターンを形成したプリント配線板
【符号の説明】
１  絶縁層
２  銅箔
３  未貫通穴
４  貫通孔
５  無電解メッキ銅
６  電解メッキ銅
７  メッキ封止された孔
８  半田接続用端子
【図１】
0004129666.tif 000002
【図２】
0004129666.tif 000003
【図３】
0004129666.tif 000004
【図４】
0004129666.tif 000005
【図５】
0004129666.tif 000006