(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも絶縁性を有する表面に設けられた下層の第１の金属層と、前記下層の第１の金属層の上に設けられた下層の第２の金属層とを有する下層基板を用意する工程と、
前記下層の第２の金属層上に所定の回路パターンに対応するマスク材を被着し、前記下層の第２の金属層のエッチングレートの方が前記下層の第１の金属層のエッチングレートよりも小さいエッチャントを用いて、前記下層の第１の金属層及び前記下層の第２の金属層をエッチングする工程と、
前記エッチャントが実質静止した状態で少なくとも前記下層基板表面に存在し、前記下層の第１の導電路の表面にこのエッチャントの一構成と化合したエッチャント保護層を形成しながら、前記下層の第２の導電路をエッチングし、前記下層の第１の導電路の側面よりも前記下層の第２の導電路の側面の方が内側に入るようにする工程と、
前記下層基板の表面に、前記内側に入るように設けられた前記下層の第２の金属層の周囲に回り込むように軟化状態の接着性樹脂を設けて、上層の導電路を設けることを特徴とする多層配線基板の製造方法。
【請求項２】
前記第１の金属層はＣｕからなり、前記第２の金属層はＮｉからなり、かつ前記エッチャントはＦｅＣｌ3 を有し、前記静止した状態のエッチャントは、ディップ法により行われることを特徴とする請求項１記載の多層配線基板の製造方法。
【請求項３】
前記第１の金属層はＣｕからなり、前記第２の金属層はＮｉからなり、かつ前記エッチャントはＦｅＣｌ3 を有し、前記静止した状態のエッチャントは、前記下層基板の一部にエッチャントを溜めることを特徴とする請求項１記載の多層配線基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は多層配線基板の製造方法に関し、更に詳しく言えば、ハイブリッドＩＣの基板として用いられる多層配線基板の製造方法の改善に関する。
近年、ハイブリッドＩＣの配線においてクロスオーバーが増えており、リード線やボンディングワイヤのパターン設計において対応していたが、クロスオーバーが複雑になるにつれてこのパターン設計が複雑になるので、回路基板を多層化することで対応する方法の要求が高まりつつある。
【０００２】
【従来の技術】
以下で従来の多層配線基板の製造方法について説明する。この多層配線基板は下層基板上に下層配線を形成し、その上に上層配線基板を固着して下層配線と上層配線とを接続することで構成される２層配線を有する基板であって、ハイブリッドＩＣの基板として用いられる。
【０００３】
下層配線の基板としては図７に示すようにＡｌ基板（１）を用い、その表面を酸化して酸化アルミニウム（２）を形成している。その上面には後述の下層導電路（ＫＨ）との接着性を考慮してエポキシ樹脂系の樹脂（３）を被着する。
この基板（１）上に後述の下層導電路（ＫＨ）を構成するＣｕ層（４）を形成した後に、全面にＮｉ層（５）をメッキで形成する。このＮｉ層（５）は、下層導電路（ＫＨ）の主たる導電層であるＣｕ層（４）の酸化防止や、アルミなどの金属細線のボンディング性を向上させるために設けているものである。
【０００４】
下層導電路（ＫＨ）を形成する際には図７に示すように、これを形成する領域にフォトリソグラフィ法でレジスト膜（６）を選択形成した後に、これをマスクにして塩化第二鉄（ＦｅＣｌ３）のエッチャントを用いてウェットエッチングをする。
このとき、Ｃｕの方がエッチングレートが大きい為、図８に示すようにＮｉの庇（７）が下層導電路（ＫＨ）の上部に形成される。一例としては１〜２μｍの膜厚に対して、庇は１０μｍ以上形成される。ここでは下層導電路（ＫＨ）は、一つしか図示されてないが、当然基板全域に形成されている。また導電路は回路素子が電気的に接続されている。
【０００５】
次いで、上層基板（８）を下層基板（１）と位置合せして固着させる。
この上層基板（８）は、基体となるポリイミドフィルム（８Ａ）の下面に、下層基板（１）と接着させるために必要な熱硬化性の接着樹脂（８Ｂ）が形成され、上面に絶縁樹脂（８Ｃ）が形成されその上にＣｕなどからなる上層導電路（９Ａ，９Ｂ）が形成されてなるものである。なお、下層導電路（ＫＨ）とのコンタクトをとるための領域には既に開口（ＯＰ）が形成されている。
【０００６】
このような上層基板（８）を図１０に示すように下層基板（１）の所定の位置に位置合せして載置し、上から接着樹脂（８Ｂ）を介して、図１１に示すように下層基板（１）上に固着させる。ここでは別途接着樹脂を基板の上に塗布しフィルム８Ａを貼っても良い。
その後下層基板（１）の下層導電路（ＫＨ）と上層基板（８）の上層導電路（９Ａ，９Ｂ）との所定の箇所をアルミニウムなどの金属細線でボンディングすることで２層構造の多層配線基板が形成される。またメッキで導通をとり、その上に半田を塗っても良い。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の多層配線基板の製造方法によれば、図１１に示すように、下層導電路（ＫＨ）上部にＮｉの庇（７）が形成されているので、下層基板（１）と上層基板（８）とを固着する工程で、接着樹脂（８Ｂ）がこの庇（７）の下部まで回りこめずに庇（７）の下に気泡（ＡＢ）が入ってしまう問題があった。
【０００８】
従って高温の熱処理工程で気泡（ＡＢ）内の空気が膨張してこの領域で接着樹脂（８Ｂ）が破裂してしまってクラックが入ってしまったり、あるいは破裂しなくとも製品化された後に高温下で使用したような場合においてもこの気泡（ＡＢ）内の空気が熱膨張で接着樹脂（８Ｂ）が破裂してしまうなどといった問題が生じていた。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記従来の欠点に鑑みて成されたもので、図１に示すように、少なくともその表面が絶縁性を有する下層基板に第１の金属層を被着する工程と、前記第１の金属層よりエッチングレートの小さい第２の金属層を被着する工程と、前記第２の金属層上に所定の回路パターンに対応するマスク材を被着し、前記第１の金属層及び第２の金属層を同時にエッチングし、下層の第１の導電路及びこの上の下層の第２の導電路を同時に形成する工程と、前記エッチャントが実質静止した状態で少なくとも前記下層基板表面に存在し、前記下層の第１の導電路の表面がこのエッチャントの一構成と化合したエッチャント保護膜を形成しつつ、前記下層の第２の導電路をエッチングする工程と、その上面には所定の回路パターンに対応する上層の導電路が形成された上層基板を、貼り合わせる工程とを少なくとも有することを特徴とする多層配線基板の製造方法や、
前記第１の金属層はＣｕからなり、前記第２の金属層はＮｉからなり、かつ前記エッチャントはＦｅＣｌ3 を有し、前記静止した状態のエッチャントは、ディップ法により行われることを特徴とする本発明に係る多層配線基板の製造方法や、
前記第１の金属層はＣｕからなり、前記第２の金属層はＮｉからなり、かつ前記エッチャントはＦｅＣｌ3 を有し、前記静止した状態のエッチャントは、前記下層基板の一部にエッチャントを溜めるダムことを特徴とする本発明に係る多層配線基板の製造方法により、高温条件下で接着樹脂内に生じた気泡が破裂してしまうことによる破損を防止することが可能になる多層配線基板の製造方法の提供を目的とするものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下で、本発明の実施形態に係る多層配線基板の製造方法について図面を参照しながら説明する。この多層配線基板は下層基板上に下層配線を形成し、その上に上層配線基板を固着して下層配線と上層配線とを接続することで構成される２層配線を有する基板であって、専らハイブリッドＩＣの基板として用いられる。
【００１１】
最初にＡｌ基板（１０）を用意し、その表面を陽極酸化して酸化アルミニウム（１２）を形成し、エポキシ系の絶縁樹脂（１３）を上面に成膜したのちに、この樹脂の接着性を利用して、全面に３５μｍの厚さのＣｕ膜（１４）をホットプレス接着し、この全表面にＮｉ層（１５）をメッキによって５μｍ程度の厚さに形成する（図１）。Ｃｕ膜（１４）は第１の金属層の一例であり、Ｎｉ層（１５）は第２の金属層の一例である。
【００１２】
次に、フォトリソグラフィ法により、後述の下層導電路（１６）を形成する領域にレジスト膜（ＰＲ）を選択形成し、被エッチング面に常時新たなエッチャントが供給されるようにしてウエットエッチングする。この新しいエッチャントを被エッチング面に供給すると同時に、反応物を取り除くためにエッチャントに流れを与える方式を、ここでは強制供給法と仮称する。この方法は、シャワー、液層内を循環させる方法などいろいろ考えられるが、ここではシャワーを採用した。またエッチャントは塩化第二鉄（ＦｅＣｌ3 ）の溶液を用いている。
【００１３】
塩化第二鉄をエッチャントとして用いた場合、ＣｕのエッチングレートはＮｉのエッチングレートよりも大きいので、上記のエッチングが十分になされた場合には図２に示すようなＮｉの庇（１７）ができた状態で下層の第１の導電路（１４Ａ）と下層の第２の導電路（１５Ａ）が形成される。
次いで、図３に示すようにこの下層基板を塩化第二鉄で満たされたディップ槽（ＤＰ）の中にディップさせる。
【００１４】
この工程は、本発明の特徴となる工程であり、強制供給法とは異なり、パターン化されて露出した下層の第１の導電路（１４Ａ）の側面は静止したエッチャントでエッチングされる。
すると、塩化第二鉄（ＦｅＣｌ3 ）の一構成要素であるＣｌが下層の第１の導電路（１４Ａ）を構成するＣｕと反応して塩化銅（ＣｕＣｌx ：ｘ＝１，２）が生成される。
【００１５】
このときエッチャントは静止しており、新たなエッチャントは供給されないのでエッチャント内では塩化銅（ＣｕＣｌ3 ）の割合が多くなり、これは強制的に撤去されないので、これがＣｕからなる下層の第１の導電路（１４Ａ）の側壁に付着し、この側壁を保護しつつエッチング反応が進行することになる。
すると見掛け上エッチャントの中で主たるエッチング種となるＣｌはＣｕからなる下層の第１の導電路（１４Ａ）と反応してしまい、ＣｕＣｌ3がリッチとなり、このＣｕＣｌ3が、その上のＮｉからなる下層の第２の導電路（１５Ａ）をエッチングすることになるので、この状態におけるエッチングレートはＣｕに比してＮｉの方がかなり大きくなる。従ってＮｉはほぼ選択的にエッチングされていることになり、この状態で十分な時間をかけてエッチングすることにより図４に示すようにＮｉの庇（１７）を完全に除去することができる。ここで第１の導電路（１４Ａ）と側面が一致するようにＮｉをエッチングすればよいが、事実上不可能であるので、オーバーエッチングして内側にはいるようにしてある。また導電路（１４Ａ）は、１つしか図示されていないが全面に形成されており、更には全ての導電路（１４Ａ）にＮｉが載せられているわけではなく、例えばボンディングエリアや酸化防止を必要とする所に被着されていても良い。
【００１６】
このようにしてＮｉの庇（１７）を完全に除去したのちに、印刷抵抗、チップ抵抗、チップコンデンサまたは半導体素子の一部が固着された後、上層基板（２６）を下層基板（１０）と位置合せして固着させる。
この上層基板（２６）は、基体となるポリイミドフィルム（２０）の下面に、下層基板（１０）と接着させるために必要な接着樹脂（２１）が形成され、上面に絶縁樹脂（２２）が形成され、その上にＣｕなどからなる上層導電路（２３，２４）が形成されてなるものである。なお、上層基板（２６）には、下層基板（１０）の下層導電路（１６）とのコンタクトをとるための開口（２５）が形成されている。また下層基板にトランジスタ等の半導体素子が載せられる場合、これらが表面から露出されるように開口部が設けられても良い。
【００１７】
このような上層基板（２６）を下層基板（１０）の所定の位置に位置合せして載置した後に、接着樹脂（２１）を介して、図６に示すように下層基板（１０）上に固着させる。ここでは熱を加えて固化されているが、常温で固化しても良い。また接着樹脂は上層基板に前もって付けていたが、塗布装置で下層基板に塗り、接着樹脂が省略された上層基板を貼り合わせても良い。図６には導電路が１つだけではないことを示すために、接着樹脂に覆われた導電路を示した。
【００１８】
この際には従来法のようにＮｉの庇が下層配線（１６）の上部に形成されていないので、熱により熔解した、もともと軟化状態（塗布直後のもの）の接着樹脂（２１）は下層配線（１６）の周囲に十分に回りこみ、従来のようにＮｉの庇の下に気泡が形成されるということが抑止されている。
その後上層導電路に、チップ抵抗、チップコンデンサ、半導体素子等の受動素子や能動素子を電気的に接続し、下層導電路（１６）と上層導電路（２３，２４）とをアルミニウムなどの金属細線でボンディングすることにより、２層構造の多層配線基板が形成される。ここでは金属細線の代わりにＮｉメッキにより上下の導電路を電気的に接続し、その上に半田を塗っても良い。
【００１９】
以上説明したように、本実施形態に係る多層配線基板の製造方法によれば、下層の第１，第２の導電路（１４Ａ，１５Ａ）をストレートあるいは内側までエッチングしており、従来形成されていたＮｉの庇を完全に除去したのちに上層基板（２６）を被着して多層構造の多層配線基板を形成しているので、従来形成されていたＮｉの庇の下に気泡が形成されることがなく、従って気泡の中の空気が、熱圧着等の熱処理の際や、その後高温条件下におかれた際などに熱膨張して接着樹脂（２１）が破裂してしまうという事態を極力回避することが可能になる。
【００２０】
なお、本実施形態では、ディップ方法として図３に示すようにディップ槽（ＤＰ）に下層基板（１０）を浸しているが、例えば図９に示すごとく、下層基板（１０）の上に例えばフォトレジストなどで形成されるダム（４０）を形成して、この中にエッチャントをためても良い。またダムを別途設けずに、下層導電路（１４）と同一材料で基板周囲を囲み、表面張力を利用して基板の上にエッチャントを残留させても良い。エッチャントの量が限られるためエッチング時間は長くなるが、Ｃｕが完全に反応し、ＣｕＣｌ３が生成されるため、この生成物により庇を完全に除去できる。
【００２１】
すなわち図２において、図９に示す如く周辺にダム（４０）を形成した状態でシャワー式エッチングを行い、完全にエッチングできたなら、シャワーを止める。するとダム（４０）があるため、図９に示すようにダム（４０）で囲まれた領域内でエッチャントが溜まってディップ状態となり、Ｎｉのみを選択的にエッチングできる。これは例えば自動ラインでコンベアー式に基板が流れ、シャワー室を通過した後にディップ法に移る場合、特別な設備の必要も無く簡単に達成することができるという利点が有る。
【００２２】
また、本実施形態においては下層基板（１０）としてＡｌ基板を用いて、その表面に酸化アルミニウム（１２）を生成し、エポキシ系の樹脂（１３）を被着しているが、本発明はこれに限らず、少なくとも表面が絶縁処理されていれば良く、他の方法（例えばスパッタ法など）で直接成膜できるのであれば、セラミック、プリント基板又はガラス基板などでもよい。
【００２３】
さらに、本実施形態では第１の金属層としてＣｕ層（１４）を、第２の金属層としてＮｉ層（１５）を設け、塩化銅（ＣｕＣｌ3 ）をエッチャントとしてエッチングしているが、本発明はこれに限らず、第１の金属層よりもエッチングレートが小さい第２の金属層を形成し、かつ第１の金属層がエッチャントの一構成と化合してエッチャント保護膜を形成するような組み合わせであればおよそどのようなものを用いても、同様の効果を奏する。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の多層配線基板の製造方法によれば、下層基板上に形成された第２の金属層上に所定の回路パターンに対応するマスク材を被着し、常時新鮮なエッチャントが流れて供給されることで第１の金属層及び第２の金属層を同時にエッチングし、下層の第１の導電路及びこの上の下層の第２の導電路を同時に形成したのちに、エッチャントが静止した状態で少なくとも基板表面に存在し、例えばＣｕからなる下層の第１の導電路の表面が、例えばＦｅＣｌ3 からなるエッチャントの一構成（Ｃｌ）と化合したエッチャント保護膜（一例としてＣｕＣｌ2 ）を形成しつつ、第２の導電路をエッチングしているので、従来の製造方法で生成されていた下層の第２の導電路（一例としてＮｉ）の庇が完全に除去される。
【００２５】
従ってその後上層基板を形成する際に、従来のように上層基板の下面の接着樹脂が下層の第２の導電路の庇に十分に回りこまずに気泡が発生し、後に熱膨張によって接着樹脂が破裂して破損してしまうという事態を極力抑止することが可能になる。
なお、本発明において、静止した状態のエッチャントは、ディップ法により行うので、確実に静止した状態のエッチャントを保持することが可能になる。
【００２６】
また、静止した状態のエッチャントは、別法として下層基板の一部にエッチャントを溜める方法によりなされ、例えば自動ラインでコンベアー式に基板が流れ、シャワー室を通過した後にディップ法に移る場合、特別な設備の必要も無く基板の上にエッチャントを盛るだけなので簡単に達成することができるという利点が有る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る多層配線基板の製造方法を説明する第１の断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る多層配線基板の製造方法を説明する第２の断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る多層配線基板の製造方法を説明する第３の断面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る多層配線基板の製造方法を説明する第４の断面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る多層配線基板の製造方法を説明する第５の断面図である。
【図６】本発明の実施形態に係る多層配線基板の製造方法を説明する第６の断面図である。
【図７】本発明の実施形態に係るディップ法の一法を説明する図面である。
【図８】従来例に係る多層配線基板の製造方法を説明する第１の断面図である。
【図９】従来例に係る多層配線基板の製造方法を説明する図である。
【図１０】従来例に係る多層配線基板の製造方法を説明する第３の断面図である。
【図１１】従来例に係る多層配線基板の製造方法を説明する第４の断面図である。
【符号の説明】
（１０）              下層基板
（１２）              酸化アルミニウム
（１３）              絶縁樹脂
（１４）              Ｃｕ膜（第１の金属層）
（１４Ａ）            下層の第１の導電路
（１５）              Ｎｉ膜（第２の金属層）
（１５Ａ）            下層の第２の導電路
（１６）              下層導電路
（１７）              庇
（２０）              ポリイミドフィルム
（２１）              接着樹脂
（２２）              絶縁樹脂
（２３，２４）        上層導電路
（２５）              開口
（２６）              上層基板
（４０）              ダム
（ＤＰ）              ディップ槽
（ＰＲ）              レジスト膜（マスク材）
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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