(57)【要約】  触媒粒子が、触媒積層体全体に配置されるが、触媒積層体の外面から排除されるように、触媒積層体は、樹脂、繊維強化層及び触媒粒子で形成される。触媒積層体は、単層又は多層の触媒積層体回路基板を製造するために形成されたトレースチャネル及びビアを有する。集積回路パッドの位置と一致する位置を有する開口部が積層体ＰＣＢに形成されている。集積回路は、触媒積層体ＰＣＢに接合され、集積回路及び積層体は、両方とも無電解めっきに掛けられ、それによって集積回路を単層又は多層触媒積層体ＰＣＢに電気的に接続する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の表面と、前記第１の表面と反対側の第２の表面と、を有する触媒積層体であって、前記各表面の下の排除深さに分散された触媒粒子を有する触媒積層体と、
前記触媒積層体の複数の開口部であって、少なくとも１つの前記開口部が、接続用の集積回路のランドに隣接して配置されている、複数の開口部と、
前記触媒積層体の前記第２の表面上に形成された複数のチャネルであって、少なくとも１つの前記チャネルが、開口部から末端ランドまで延びる、複数のチャネルと、
を備え、
前記集積回路ランド、前記チャネル及び前記第２の表面ランドを相互接続する銅の無電解堆積によって導体が形成されるように、前記複数のチャネル、前記開口部、及び、前記集積回路ランドが、露出触媒粒子を有する、集積回路パッケージ。
【請求項２】
前記触媒積層体が、パラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）、ロジウム（Ｒｈ）、イリジウム（Ｉｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）、コバルト（Ｃｏ）、若しくは、銅（Ｃｕ）、又は、それらの他の化合物若しくは塩のうちの少なくとも１つを含む触媒粒子から形成される、請求項１に記載の集積回路パッケージ。
【請求項３】
前記触媒粒子が、触媒で被覆された充填剤を含み、前記充填剤が、粘土鉱物、含水アルミニウムフィロ珪酸塩、二酸化ケイ素、カオリナイト、ポリシリケート、カオリンの一種、又は、陶土族、又は、高温プラスチックの少なくとも１つである、請求項１に記載の集積回路パッケージ。
【請求項４】
前記除外領域が、触媒粒子の最長寸法の約１／２である、請求項１に記載の集積回路パッケージ。
【請求項５】
前記触媒積層体が、触媒粒子と混合された樹脂を含み、前記触媒粒子の前記樹脂に対する重量比が、５％から１６％の範囲であり、前記触媒積層体が、前記触媒積層体の表面の下の除外深さの下に前記触媒粒子を移動させるのに十分なゲル化点滞留時間にわたってゲル化点温度で硬化する、請求項１に記載の集積回路パッケージ。
【請求項６】
前記樹脂が、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、シアン酸エステル樹脂、又は、テフロン（登録商標）ブレンド樹脂のうちの少なくとも１つを含む、請求項５に記載の集積回路パッケージ。
【請求項７】
前記織物が、織布又は不織布のガラス繊維である、請求項１に記載の集積回路パッケージ。
【請求項８】
前記集積回路ランドが、無電解めっきと適合性のある遷移金属の層を有し、前記層が、露出した触媒粒子を有し、又は、前記層が、銅から形成される、請求項１に記載の集積回路パッケージ。
【請求項９】
集積回路パッケージを形成するための方法であって、前記方法が、導電性ランド、及び、第１の表面と、前記第１の表面の反対側の第２の表面とを有する触媒積層体を有する集積回路上で動作し、前記各表面が、前記触媒積層体の表面の下の除外深さで密度の低い触媒粒子を有し、
前記方法が、
集積回路ランドに対応する位置で前記触媒積層体に開口部を形成する段階であって、それによって前記開口部が、前記触媒積層体の前記触媒粒子を露出させる段階と、
前記開口部と前記第２の表面上の前記接続領域とにつながる前記除外深さより下の深さまでチャネルを形成する段階と、
前記チャネル及び開口部が、前記ランドと電気的に接触するまで、無電解めっき操作を実行する段階と、
を含む、集積回路パッケージを形成するための方法。
【請求項１０】
前記無電解金属が、銅であり、前記触媒が、パラジウムである、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記集積回路ランドが、銅で形成され、又は、銅若しくは触媒粒子の表面堆積を有するニッケルフラッシュで形成される、請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記触媒積層体が、無機充填剤と混合された触媒粒子を有する、請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
前記触媒積層体が、前記触媒積層体の表面の下に除外深さである５％から１６％の範囲の触媒粒子の重量濃度を有する、請求項９に記載の方法。
【請求項１４】
前記触媒積層体が、対応する範囲の１８％から１３％の無機充填剤粒子と共に５％から１３％の範囲の活性触媒粒子を有する、請求項９に記載の方法。
【請求項１５】
導電性ランドを有する集積回路チップと、
集積回路に付けられた、触媒粒子と混合された樹脂を含む、触媒樹脂であって、
前記触媒樹脂が、前記集積回路に硬化され、前記触媒樹脂の表面が、前記表面の下の除外深さにわたって露出触媒粒子を有しないように、前記硬化が行われ、
前記触媒樹脂が複数の開口部を有し、前記開口部が前記集積回路ランドに隣接して配置される、触媒樹脂と、
前記集積回路ランドから前記パッケージ端子への相互接続経路を提供するように前記チャネルが配置されている、複数のデバイス電気接続部と、
を備え、
前記チャネル及び前記開口部が、無電解銅堆積によってめっきされた後に導体を形成する、集積回路パッケージ。
【請求項１６】
前記触媒樹脂が、パラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）、ロジウム（Ｒｈ）、イリジウム（Ｉｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、コバルト（Ｃｏ）、若しくは、銅（Ｃｕ）、又は、それらの化合物若しくは塩のうちの少なくとも１つを含む、請求項１５に記載のＩＣパッケージ。
【請求項１７】
前記触媒樹脂が、５重量％から１６重量％の範囲の触媒粒子を含み、前記触媒粒子が、最長寸法で２５ｕ未満である、請求項１５に記載のＩＣパッケージ。
【請求項１８】
導電性ランドを有する集積回路上で動作する集積回路パッケージを形成する方法であって、
前記方法が、
前記集積回路の表面に触媒積層体を付ける段階であって、前記触媒積層体が、除外深さの下に触媒粒子を有する、段階と、
前記導電ランドに隣接して前記積層体に開口部を形成する段階と、
前記触媒積層体にデバイスリードを形成する段階と、
前記集積回路ランドを前記デバイス端子に任意に相互接続するチャネルを前記積層体に形成する段階と、
前記集積回路パッケージを無電解めっきし、それによって前記デバイス端子と前記集積回路ランドとを接続する段階と、
を含む、集積回路パッケージを形成する方法。
【請求項１９】
前記触媒積層体が、最長寸法が２５ｕ未満である触媒粒子を含み、前記触媒粒子が、５重量％から１６重量％の範囲である、請求項１８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、集積回路のパッケージング及び集積回路の基板への接続に関する。特に、本発明は、デバイス組立体を形成するための触媒積層基板又は触媒接着剤への集積回路チップ又はダイの電気的接合に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子回路に関する基本的な考慮事項は、回路の要素の相互接続である。典型的な従来技術の相互接続技術は、導電トレースが積層体上に印刷され、電気的相互接続を提供するために様々な構成要素がＰＣＢ上に取り付けられている印刷回路基板（ＰＣＢ）である。１つの基本的な考慮事項は、新世代の集積回路がますます微細な製造ライン幅（現在５０ｎｍのオーダー）を提供し続けている一方で、印刷回路基板のライン幅は、５ミル間隔（〜１２５ｕ）のオーダーのままであり、集積回路の線幅よりも２５００倍粗い。従って、チップ設計の実践は、チップの複雑さ及び機能性を最大化し、チップを離れる入力／出力（Ｉ／Ｏ）線の数を最小化し続ける。多数のＩ／Ｏ接続を有するチップ設計の場合、チップフィーチャーサイズが縮小し続け、ＰＣＢ線幅が変わらないままであるので、チップＩ／ＯピンをＰＣＢに適合させることは、未解決の問題のままである。
【０００３】
図１Ａは、ＢＧＡパッケージ１０１のボール１１４に電気的に接続する一連のパッドを有する印刷回路基板１０２に半田付けされたボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）パッケージ１０１の側面図を示す。ＢＧＡパッケージ１０１は、上部に印刷ワイヤボンディングパッド１１０を備え、下部のＢＧＡパッド１１５に電気的トレースを有する基板１１２に取り付けられたチップ１０４を備える。個々のワイヤ１０８は、超音波溶接等によって、ＩＣ１０４のパッド１０６から基板１１２のボンディングパッド１１０に結合される。図示されるように、チップ１０４は、パッド１０６が上からアクセス可能である状態で、接着剤又は他の技術を使用して基板１１２に機械的に取り付けることができる。チップ１０４のパッドと基板１１２のパッド１１０との間の相互接続ワイヤ１０８のワイヤボンディングの後、エポキシのような封止剤１０５がチップの上面を保護するために付けられる。二次動作では、個々のボール１１４が各接続点１１５で基板１１２の底部パッドに取り付けられ、それにより、その後の動作中に、それらが高温でリフローして回路基板１０２への電気的接続を形成する。基板１１２は、アルミニウム、金、銀又は銅とすることができる、ダイボンドワイヤ１０８との材料適合性のためのトレース上にニッケルフレッシュ又は他の薄いめっきを有する印刷銅を用いて形成される、５ミル（〜１２５ｕ）の幅及び５ミル（〜１２５ｕ）のエッジ間隔の典型的なＰＣＢ線幅に従う従来の印刷回路基板であってもよい。従来技術の集積回路では、半導体デバイスを形成するためのドーピングを達成するために、パターン化局所イオン注入によって個々のデバイスをシリコン（Ｓｉ）等のチップ基板に形成し、アルミニウム又は銅、及び任意に介在する絶縁層又はバリア層から形成される一連の金属相互接続（金属化層）を使用して半導体デバイスを相互接続する。チップ相互接続ランド（又はパッド）は、典型的には、層金属化と同じ材料を使用して、通常、低い複雑度／密度のチップにはアルミニウムを、高い複雑度／密度のチップには銅を使用して設けられる。
【０００４】
図１Ｂは、本特許出願を通してなされているように、図１Ａの参照番号を使用して識別された構造を有する図１Ａの上面図を示す。
【０００５】
図１Ａの従来技術のシステムは、チップ線幅よりも著しく粗いＰＣＢ線幅によって制限されている。加えて、図１Ａのワイヤボンディング方法は、チップ１０４からＰＣＢ１０２への望ましくないリードインダクタンスを導入し、これは、結果として生じる回路の高周波信号伝搬能力を制限する。基準接地平面を使用して印刷回路基板トレースの高周波伝送線路特性を維持することは可能であるが、特に伝送線路に供給されるスイッチング周波数が増加するので、そのような連続インピーダンス、又は、他のボンドワイヤに誘電結合される符号１０８のようなボンドワイヤ用の連続接地基準を提供することは可能ではない。
【０００６】
ＰＣＢ技術の１つの考慮事項は、個々のデバイスに欠陥があると発見された場合、個々のデバイスの交換を含む、製造可能性及び保守容易性である。図１ＡのＢＧＡパッケージング技術では、チップに欠陥があると、回路基板１１２とＰＣＢ１０２との間のＢＧＡボールが溶融するまでＢＧＡチップアセンブリ１０１に局所的な熱が加えられ、その後、ＢＧＡチップアセンブリ１０１が取り除かれ、交換用のＢＧＡチップアセンブリ１０１を取り付けることができる。さらに、高価値のＢＧＡアセンブリ１０１の場合、ボール１１４が、隣接する上部及び下部表面のパッド上に溶融（リフロー）するまで、局所的な加熱及び半田フラックスを使用して、再ボール（新しい半田ボール１１４を取り付ける）し、ＰＣＢ１０２にＰＧＡパッケージを再び取り付けることが可能である。
【０００７】
ＢＧＡパッケージングの低いパッケージ密度及びリードインダクタンスに対処するために、図２Ａに示される「フリップチップ」パッケージング方法は、チップ回路及びランドが図１ＡのＢＧＡチップパッケージの上向きチップランド配向と比較して下向きにされる反転チップ基板２０２を組み込む。フリップチップ手法では、チップ２０２は、底面（通常、銅）に形成された相互接続ランドを有し、絶縁マスク層２０４は、半田ボール２０８の移動を防ぎ、隣接する相互接続層を電気的に絶縁する。フリップチップ相互接続は、比較的高いツーリングコスト及び設備投資コストを伴い、従って、一般消費者向け携帯電話のような、大量かつ高密度のパッケージング方法において一般的に使用されている。図２Ｂは、図２Ａの側面図と比較するためのフリップチップの底面図を示す。
【０００８】
従来技術の１つの問題は、ＢＧＡチップボンディングがリードインダクタンスを導入することであり、これは、高いツーリングコスト及びフリップチップデバイスの再加工又は除去の困難性を犠牲にしてフリップチップ方法において解決される。従来技術のパッケージングの別の問題は、チップモジュールが規制当局によって検査され認定されている、政府規制のアセンブリで使用するために、いくつかのチップ及び回路をＰＣＢ上に統合することが望ましいことである。そのような政府規制アセンブリの例としては、規制当局が公開された規格に対するＲＦ放射についてモジュールを検査し、モジュールがその放射規格に準拠していることを認定するＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）又は８０２．１１ワイヤレスローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）モジュールがある。この形式の事前承認済みモジュールを使用すると、事前承認済みモジュールの以前に承認された設計がそれらのＰＣＢに組み込まれた場合に必要となる再認証の必要なしに、モジュールのユーザーが相互接続ＰＣＢ設計を変更することが可能になる。
【０００９】
本発明者らは、最小限の増加のツーリングコストで、従来技術のＰＣＢ製造方法によって提供されるよりも細かいＰＣＢ線幅のいくつかの要因を提供する高密度実装装置及び方法を見出した。従って、低容量のコストに敏感な用途のために集積回路チップを回路基板又は基板に直接実装することを可能にし、高速動作及び改善された信号品位のために、従来技術の誘導ワイヤ結合なしで、連続的な電気接続を提供することが望ましい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の第１の目的は、複数の開口部を有する触媒基板であり、この触媒基板は、非触媒表面を有し、非触媒表面より下に除外深さの触媒粒子を有し、チャネル又は開口部を形成するエッチング、掻き取り、穿孔又は他の除去手段等によって表面材料を除去することが、下にある触媒粒子を活性化（露出）させるようになり、触媒粒子は、電気めっきを支持するために十分な密度を有し、開口部は、半導体チップのリード接続部に隣接して位置し、チャネルは、開口部に隣接し、電気めっき中に、無電解導電性金属が露出した触媒粒子、開口部表面、及び、チップランド接続部に堆積し、それによって、チップランドと基板チャネル及び開口部との間に導電性を与えるようになる。
【００１１】
本発明の第２の目的は、半導体チップと基板との間に電気的接続性を提供する方法であって、この方法は、電気接続パッドを有する半導体チップ、及び触媒コアを有する触媒基板に作用し、触媒コアは、機械的又は化学的方法を含む表面材料除去の任意の方法を使用して触媒基板に形成されているチャネル及び開口部上で導電性金属の電気めっきを引き起こすのに十分な触媒密度を与え、表面が除去されない限り、触媒基板は、触媒粒子を露出せず、
この方法は、
触媒粒子を露出させるのに十分な深さで、触媒積層体中に開口部及び場合によりトレースチャネルを形成する段階と、
触媒積層体に形成された開口部と位置合わせされた電気ランドを有する半導体チップを位置決めする段階と、
無電解導電性材料が半導体チップリード接続部と開口部との間、及び、任意に相互接続チャネルとの間に堆積されるまで、半導体チップ及び基板を無電解溶液に浸す段階と、
を含む。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
リード接続ランド（ＩＣ用の電気的に機能する入力／出力、電源及び接地パッド）を有する半導体集積回路（ＩＣ）チップは、積層体中に分散されている触媒粒子を有し、露出された触媒粒子を有しない表面に除外領域も有する触媒積層体上に配置される。触媒積層体は、化学的又は機械的エッチング又は研磨又は穿孔等の除去手段を使用して、下層の触媒粒子を露出させるために、表面材料が、触媒粒子除外深さ以下で除去されることを必要とする。表面材料を除去すると、触媒粒子が露出し、銅等の溶液から導電材料を無電解めっきして導電トレースを形成するのに適した表面が得られる。触媒基板に形成された任意のトレースチャネルと共に、穿孔又は打ち抜き加工等によって、チップランドに対応する開口部が触媒積層体に形成される。他のトレースチャネル、パッド及び開口部は、触媒基材上の他の構成要素、トレース及びチップを支持してもよく、トレースチャネルは、基材の片側又は両側に形成されてもよい。無電解めっき段階により、トレースチャネル、開口部及び開口部に隣接するチップランド（電気パッド）内にのみ導電性トレースが形成され、それによって、触媒積層体の表面が除去されている選択領域のみに導体トレース及び接続部が形成される。
【００１３】
本発明の他の実施例では、半導体チップは、電気的に接続するためのランドを有し、半導体チップは、ランドを有する表面上に触媒接着剤で被覆され、触媒接着剤は、ゲル化点、及び、樹脂内の触媒粒子が表面の下に移動するのに十分な滞留温度及び滞留時間で硬化され、それによって、表面上に露出した触媒粒子が存在せず、触媒接着剤の除外深さより下に触媒粒子が存在する触媒接着剤を生成する。硬化した接着剤は、除外深さより下まで延びるチャネルを表面上に形成し、またランドの深さまで延びるように形成された開口部を有する。続く無電解銅堆積段階において、銅は、開口壁及びチャネル壁のような触媒粒子を露出した領域内、及び、ランド上に堆積され、それらは、触媒粒子又は銅めっきのいずれかを提供し、そのどちらも無電解銅めっき中に導電接続を形成する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１Ａ】回路基板に半田付けされた従来技術のＢＧＡパッケージの側面図である。
【図１Ｂ】図１Ａの従来技術のＢＧＡパッケージの上面図である。
【図２Ａ】回路基板に半田付けされた従来技術のフリップチップの側面図である。
【図２Ｂ】ＢＧＡボールを有する従来技術のフリップチップの底面図である。
【図３】本発明の一態様による、印刷回路基板に取り付けられている基板に取り付けられているチップの側面図を示す。
【図３Ａ】接合工程の第１の段階における図３の詳細側面図を示す。
【図３Ｂ】後続の処理段階後の図３Ａの側面図を示す。
【図４】プロセスの段階を含むフローチャートを示す。
【図５】チップに接合された多層触媒積層板を示す。
【図６Ａ】プロセスの特定の段階を適用した後の集積回路の底面図を示す。
【図６Ｂ】プロセスの特定の段階を適用した後の集積回路の底面図を示す。
【図６Ｃ】プロセスの特定の段階を適用した後の集積回路の底面図を示す。
【図６Ａ−１】図６Ａの側面図を示す。
【図６Ｂ−１】図６Ｂの側面図を示す。
【図６Ｃ−１】図６Ｃの側面図を示す。
【図６Ｄ】プロセスの連続段階後の集積回路の側面図を示す。
【図６Ｅ】プロセスの連続段階後の集積回路の側面図を示す。
【図７】プロセス段階のフローチャートを示す。
【図８Ａ】触媒プリプレグを形成するためのプロセスを示す。
【図８Ｂ】触媒プリプレグを形成するための積層プレスを示す。
【図８Ｃ】触媒プリプレグを形成するための積層プレスを示す。
【図９】表面及びその下の除外領域において触媒粒子を排除する触媒積層体を形成するための時間及び温度のプロットである。
【図１０】触媒プリプレグを形成するためのプロセスフローチャートである。
【図１１】触媒積層体の側面断面図を示し、対応するプロットが、その断面を通る触媒粒子の密度を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図３は、チップ３０２が基板３０６に取り付けられている、ウエハレベルパッケージングの一例の側面図を示しており、基板は、チップ３０２の相互接続パッドから回路基板３１２に半田付けされたＢＧＡボール３１０まで延びる例示的な電気配線（トレース）（太字で示す）を有する。本発明のリード線の接続を達成するには多くの方法があり、図３は、一実施形態を説明するためだけに示されている。詳細部Ａ３０４は、図３Ａ及び図３Ｂに示される接続段階に続く、チップ３０２から基板３０６への接続を示す、対象領域を含む。
【００１６】
図３Ａは、電気的接続のためにチップ３０２上に形成されたチップ接続パッド３２６を有する、触媒基板３０６及びチップ３０２の詳細図を示す。チップランド（チップ領域）３２６は、典型的にはチップ３０２の製造プロセスにおける最終金属化段階中に形成され、ＩＣ３０２のリード接続ランド３２６を区別するためにリード接続パッドの厚さは、明瞭にするために、垂直方向に大きく誇張されている。基板３０６は、いくつかの異なる方法のうちの１つで触媒積層体から形成されるが、基板を製造する様々な形態の共通の特徴は、触媒粒子、樹脂、及び、ガラス繊維のような織布又は不織布の織物バインダーの混合物から形成される触媒積層体であり、ここで、触媒積層体は、積層体全体に分散された触媒粒子の性質を有するが、触媒粒子が存在しない表面除外深さを有する。本発明の一例では、触媒粒子は、最長寸法が２５ｕ未満であり、触媒粒子の表面除外深さは、触媒粒子最長寸法の最大寸法の約半分である。図３Ａは、これらの領域内の触媒粒子を露出させるチャネル３２２及び開口部３２４のように、表面が除外深さより下で除去された領域を除いて、露出表面触媒粒子を有しない触媒積層体３０６を示す。開口部３２４は、チップ接続ランド３２６に対応するように位置決めされ、チップ３０２は、パッド３２６と開口部３２４とが互いに整列した状態で基板３０６に固定される。
【００１７】
図３Ｂは、無電解堆積段階後の基板３０６及びチップ３０２のランド３２６を示し、それは、トレースチャネル３２２、開口部３２４の壁、及び、パッド３２６に導電性金属を堆積し、それによって導電トレース及びチップ３０２のパッド３２６への接続を形成する。本発明の他の例では、無電解めっきの後、チャネル３２２又は関連するチャネルトレースの有無にかかわらず、ＢＧＡボールを開口部３２４の下に配置することができる。
【００１８】
図４は、基板チャネル及びチップランドへの電気的接続性を実行するための例示的なプロセス段階を示す。段階４０２は、参照により組み込まれる、２０１６年８月１８日に出願された米国特許出願第１５／２４０，１３３号に記載されている触媒基板を形成することに関する。段階４０２の触媒基板は、機械的強度及び可撓性を提供するガラス繊維のような１層以上の織物繊維を有することができる厚さ可変基板を含み、ガラス繊維は、最長寸法が２５ｕ未満である触媒粒子と混合された樹脂から形成された触媒樹脂が注入され、平均触媒粒子間隔が、例えば２５ｕ以下の触媒粒子最大長のオーダーである。触媒基板を形成する方法は、除去されていない本来の表面領域における無電解めっきを防止するために表面マスクが必要とされないように、触媒積層体の外表面から触媒粒子が移動するのに十分な圧力と温度を触媒積層体のゲル化点（固体と液体の樹脂がゲル化時間の間にわたって平衡状態にある）に保持する重要な工程段階を含む。このようにして、触媒積層体の外表面は、露出した触媒粒子を含まず、触媒積層体の外表面は、触媒積層体が無電解堆積を可能にするたに除去されなければならない（少なくとも触媒粒子寸法の約１／２の触媒除外領域の深さまで）。
【００１９】
プロセス段階４０４は、触媒積層体に図３Ａの開口部３２４を形成することを提供する。段階４０６は、図３Ａのチャネル３２２のようなトレースチャネルを触媒積層体に形成する任意の段階である。接続開口部及びトレースチャネルが触媒積層体に形成された後、チップパッドが触媒積層体の開口部に位置合わせされた状態で、段階４０８において、チップが触媒積層体の表面に配置される。トレースチャネルは、触媒積層体３０６の上面又は下面のいずれかに形成することができるが、チップ３０２が、任意の基板３０２のチャネルに隣接する（下に）チップによって隠されたチャネル内の無電解堆積を阻止するので、トレースは通常、チップ３０２と基板３０６との間の領域には直接配置されない。ステップ４１０において、チップ３０２と基板３０６とを一緒に位置決めし、任意選択的に互いに接合し、無電解めっきタンク内に配置し、無電解めっきタンクは、トレースチャネル、開口部及びチップパッドに堆積された導体を形成する。
【００２０】
図５は、本発明の別の実施形態を示しており、ここでは触媒積層体を有する多層板５０２は、チップ３０２のパッド３２６に接合されている。多層板５０２は、接合作業の前に多くの異なる方法で製造することができ、例えば、ＰＣＢ５０２は、例えば、２０１６年８月１８日に出願された米国特許出願第１５／２４０，１３３号に記載された多層板を製造するためのいくつかの技術の何れかで、それぞれ無電解めっきを施した一連の触媒積層体から形成することができる。最後の段階では、ビア５１６及び開口部５１２を板にドリルで開け、チップ３０２を前述のように取り付け、最後の無電解めっき段階を実行して外側の無電解めっき５１４を提供し、それがパッド３２６を多層回路基板に電気的に接続し、ＰＣＢ５０２の外側トレース層も提供する。
【００２１】
図６Ａは、外側の金属化層上に形成された電気接続ランド６０２を有する集積回路６０４の底面図を示す。集積回路６０４は、典型的には、個々のトランジスタと、デバイスを形成するための半導体材料のドーピングによって形成された他の個々のデバイスとを含み、個々のデバイスは、金属化層と絶縁層との交互の層によって相互接続される。金属化層及びデバイスは、一連のパターニング工程、イオン注入によって行われるドーピング工程、及び、アルミニウム又は金等の導電性材料のパターン蒸着によって形成される金属化層を介して形成される。別の実施例では、集積回路６０４は、高電力電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）等の半導体デバイス、又は、比較的大きなダイ６０４上に少数の電気ランド６０２を有する他のデバイスである。集積回路ランド６０２は通常、金属化の最終外層上に形成される。ランド金属化は、通常、アルミニウム（Ａｌ）、場合によっては金（Ａｕ）等の内部金属化層と同じ材料である。図６Ａ−１は、図６Ａの集積回路６０４の側面図を示す。
【００２２】
本発明の一実施例では、集積回路ランド６０２は、触媒粒子が播種されたニッケルのような遷移材料でフラッシュめっきされ、又は、ニッケルフラッシュ段階の後に触媒粒子が添加され、それは、説明されるように、その後の無電解めっきのための足場を提供する。
【００２３】
図６Ｂは、触媒接着剤６０６の材料が、圧延、噴霧又は任意の他の塗布方法等によって集積回路６０４に付けられた後の底面図を示す。触媒接着剤６０４は、触媒粒子と樹脂との混合物を含み、触媒粒子が触媒接着剤の表面から１２ｕ等の除外領域に引き込まれるのに十分な期間にわたってゲル化温度で硬化される。本発明の一実施例では、表面除外領域は、触媒粒子の最長寸法の１／２であり、これは、２５ｕより小さい。触媒接着剤６０６の塗布及び硬化後、触媒積層体について前述したように、表面は、触媒粒子を含まず、ランド６０２は、後続の操作が行われるまで触媒接着剤６０６の下に隔離される。
【００２４】
図６Ｃは、触媒接着剤６０６を貫通して集積回路６０４のランド６０２、及び、一連の浅いチャネル６０３、及び、浅いリードア接続部６０８まで貫通する一連の深い開口部６０７が形成される後続の段階を示す。図６Ｃ−１は、図６の拡大側方断面図を示し、ここでは、集積回路６０４のランド６０２まで触媒接着剤６０６の全厚を貫通するチャネル６０８及び深い開口部６０７に加えて、集積回路６０４及び触媒接着剤６０６が示されている。チャネル６０８、パッド及び開口部６０７を形成する表面除去の前に、触媒接着剤が最初に形成された時点で、触媒接着剤６０６の触媒粒子は、硬化及び焼成プロセスによって表面の下の除外領域に維持された。チャネル６０３、リード線６０８及び開口部６０２は全て、初期の硬化プロセスによって形成された触媒粒子表面除外領域の下に延びるので、チャネル及び開口部の内表面は、無電解めっきを促進するのに適した触媒粒子を提供する。前述したように、集積回路ランド６０２をニッケルでフラッシュし、次いで銅でフラッシュすることができ、又は、ランド６０２が触媒接着剤のチャネル及び開口部と同様に溶液中の銅イオンを引き付けるように触媒材料で被覆することができる。
【００２５】
図６Ｄは、図６Ｃ−１のデバイスが無電解めっき浴中に配置され、相互接続導電トレースを形成するために、銅等の導電材料がチャネル６０８及び開口部６０７内に堆積される６１０における次の段階を示す。
【００２６】
図６Ｅは、銅充填チャネル６１０を印刷回路基板６２０に近接している可能性があるトレースから分離するために、マスク層６１４を追加することができる２つの任意の最終後処理段階を示す。ＢＧＡ実装の場合、ボール６１２は、将来の表面実装半田付け作業で使用するために端子部位に配置することができる。あるいは、本発明は、相互接続トレース又はチャネル６０８／６１０を伴って又は伴わずに、ボール６１２が無電解めっき後に開口部６０７の真下に配置され得るように、表面層上に横方向トレースを伴わずに実施され得る。
【００２７】
図７は、本発明による図６から図６Ｅのデバイスを提供するプロセスのフローチャートを示す。段階７０２及び７０４において、ＩＣ又はチップの導電性パッド又はランドは、無電解めっきプロセスとの適合性を提供するためにめっきされる。例えば、最終的な金属化層及びＩ／Ｏ、電源並びに接地ランドがアルミニウムである場合、堆積の一例は、ステップ７０４の露出した触媒粒子を含むニッケルフラッシュめっきであろう。あるいは、ニッケルめっき層は、アルミニウム金属化ランド、及び、無電解めっきの部位を形成する触媒粒子、又は、無電解めっき材料として銅の場合には連続無電解めっきのための銅めっき層の何れかの上に付けることができる。触媒粒子又は開口領域における相溶性めっき層のいずれかの処理は、無電解めっきを通して満足のいく接続性を提供するであろう。段階７０６は、図６Ｃ−１の６０７等の開口部及び６０８等のトレースチャネルの形成に関する。段階７０８は、図６Ｄに示されるトレース６１０をもたらす無電解銅堆積を提供し、段階７１０及び７１２は、図６Ｅの任意のマスク６１４及びＢＧＡボール６１２を提供する。
【００２８】
本発明の触媒積層体及び触媒接着剤は、いくつかの方法で形成することができる。図８Ａは、プリプレグ（樹脂中に結合した予備含浸繊維のマトリクス）の製造方法の一例を示す。ガラス繊維織布、炭素繊維又は他の繊維を含む多くの異なる材料をプリプレグの繊維に使用することができ、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、シアン酸エステル樹脂、ＰＴＦＥ（テフロン（登録商標））ブレンド樹脂、又は、他の樹脂を含む様々な異なる材料を樹脂に使用することができる。本発明の一態様は、１ミル（２５ｕ）程度のファインピッチ導電性トレースを支持することができる印刷回路板積層体である一方、その説明は、無電解銅形成用触媒を用いた銅トレースの形成に向けられており、本発明の範囲が、無電解めっき及び電気めっきに適した他の金属に拡張することができることを理解されたい。銅（Ｃｕ）チャネルの無電解堆積のためには、触媒としてパラジウム（Ｐｄ）元素が好ましいが、９から１１族である白金（Ｐｔ）、ロジウム（Ｒｈ）、イリジウム（Ｉｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、コバルト（Ｃｏ）、若しくは、銅（Ｃｕ）等の周期律表の遷移金属、又は、鉄（Ｆｅ）、マンガン（Ｍｎ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）、錫（Ｓｎ）等の他の金属を含む、これらの他の化合物、又は、上記の混合物若しくは塩が選択され、それらの何れも触媒粒子として使用され得る。本候補リストは、包括的ではなく例示的であることを意図しており、銅イオンを引き付けるための他の触媒もまた使用できることが当該技術分野において知られている。本発明の一実施例では、触媒粒子は、均質触媒粒子である。本発明の他の実施例では、触媒粒子は、数オングストロームの厚さの触媒金属で被覆された無機粒子又は高温耐性プラスチック粒子であり、それによって非触媒内部粒子を封入する薄い触媒外表面を有する不均一触媒粒子を形成する。この配合は、最長寸法が２５ｕ程度のもののような、より大きな触媒粒子にとって望ましい可能性がある。この配合物の不均一触媒粒子は、例えば気相堆積又は化学堆積によって、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）のような無機、有機又は不活性充填剤、カオリンのような無機粘土、又は、充填剤の表面に吸着されたパラジウムのような触媒を有する表面上に被覆された高温プラスチック充填剤を含み得る。触媒粒子が無電解めっきを助長する望ましい特性を有するためには、わずか数原子層の触媒しか必要とされない。
【００２９】
不均一触媒粒子を形成する一例では、充填剤（有機又は無機）の浴を、大きさで２５ｕ未満の粒子を含むように分類し、これらの分類された無機粒子をタンク内の水性浴中で混合し、次に撹拌し、次いで、ＰｄＣｌのようなパラジウム塩（又は他の触媒の銀の塩のような他の任意の触媒）を、ＨＣｌのような酸及びヒドラジン水和物のような還元剤と共に導入し、それによって、その混合物は、充填剤上に被覆された数オングストロームの厚さのＰｄを提供する無機粒子を被覆する金属Ｐｄを還元し、それによって、均質Ｐｄ金属粒子を使用するのに比べてＰｄの必要体積が大幅に減少した均質Ｐｄ粒子の触媒特性を有する不均質触媒粒子を生成する。しかしながら、数ｎｍ程度の非常に小さい触媒粒子の場合、均質触媒粒子（例えば純粋なＰｄ）が好ましい場合がある。
【００３０】
無機充填剤の例には、様々な量の鉄、マグネシウム、アルカリ金属、アルカリ土類及び他のカチオンを含有していてもよい含水アルミニウムフィロ珪酸塩等の粘土鉱物が含まれる。無機充填剤のこの群には、二酸化ケイ素、ケイ酸アルミニウム、カオリナイト（Ａｌ２Ｓｉ２Ｏ５（ＯＨ）４）、ポリシリケート、又は、カオリン若しくは陶土群に属する他の粘土鉱物が含まれる。有機充填剤の例には、ＰＴＦＥ（テフロン（登録商標））及び他の高温耐性を有するポリマーが含まれる。
【００３１】
パラジウム塩の例は、ＢｒＰｄ、Ｃｌ２Ｐｄ、Ｐｄ（ＣＮ）２、Ｉ２Ｐｄ、Ｐｄ（ＮＯ３）２・２Ｈ２Ｏ、Ｐｄ（ＮＯ３）２、ＰｄＳＯ４、Ｐｄ（ＮＨ３）４Ｂｒ２、Ｐｄ（ＮＨ３）４Ｃｌ２Ｈ２Ｏである。本発明の触媒粉末は、不均一触媒粒子（例えば、無機充填剤粒子上に被覆された触媒材料）、均一触媒粒子（元素状パラジウム等）、並びに、非触媒粒子（無機充填剤の群から選択される）の混合物も含有し得る。本発明の一例では、触媒粉末の組成は、無機充填剤と混合された触媒粒子（パラジウム又は他の活性触媒）の混合範囲であり、残りは樹脂（重量）である。配合範囲は、１８％の無機充填剤を含む５％の活性触媒粒子（７７重量％の樹脂）から１３％の無機充填剤を含む１３％の触媒粒子（７４重量％の樹脂）を対応する範囲で含む。通常、無機充填剤の比率を増加させると触媒粒子比の要件が減少するが、５％から１３％の活性触媒粒子範囲及び１３％から１８％の無機充填剤粒子範囲は、例示的な範囲を表し、本発明の操作に限定されずに他の濃度が使用できる。
【００３２】
触媒の中で、パラジウムは、比較的経済性、入手可能性、及び、機械的特性のために好ましい触媒であるが、他の触媒を使用してもよい。
【００３３】
図８Ａは、触媒ラミネートの形成を示し、ここで、ガラス繊維織物のような織物布ロール８０２は、触媒粒子と混合されたエポキシ樹脂が充填され、粘度を低下させるための揮発性液体が混合されたタンク８０８に織物を案内する一組のローラーとして送り込まれ、それによってＡ段階（液体）プリプレグを形成する。
【００３４】
樹脂は、ポリイミド樹脂、エポキシとシアン化エステルとのブレンド（高温で硬化する）、又は、コーティング中に選択可能な粘度及び冷却後に熱硬化特性を有する任意の他の適切な樹脂配合物であり得る。難燃剤は、例えば可燃性規格に準拠するため、又は、ＦＲ−４又はＦＲ−１０等の標準的なＦＲシリーズのプリプレグの１つと適合性であるために添加することができる。高速電気回路に対する追加の要件は、誘電定数ε（誘電率）であり、これは、多くの場合、約４であり、誘電体上に形成される伝送線路の特性インピーダンス、及び、距離に対する周波数依存エネルギー吸収の尺度である損失正接δを決定し、それによって、損失正接は、伝送線路長１ｃｍ当たり計算可能な量のｄＢだけ誘電体が高周波電界と相互作用して信号振幅を望ましくなく減少させる程度の尺度である。樹脂は、サイズで分類された触媒粒子と混合される。一例の配合において、触媒粒子は、均一触媒粒子（金属パラジウム）、又は、不均一触媒粒子（無機粒子又は高温プラスチック上に被覆されたパラジウム）の少なくとも１つを含み、何れの配合においても、触媒粒子は、好ましくは、最大範囲が２５ｕ未満で、粒子数の５０％が１２ｕから２５ｕの間、又は、１から２５ｕの範囲、若しくは、それ以下のサイズである。これらは、本発明の範囲を限定することを意図しない例示的な触媒粒子の種類及びサイズの実施形態である。例示的な一実施形態では、触媒粒子（均一又は不均一の何れか）は、１ｕから２５ｕのサイズ範囲にある。本発明の他の例では、均一触媒粒子は、金属パラジウムを粉砕して粒子にし、得られた粒子を２５ｕの長方形の開口部を有するメッシュを有する篩に通すことにより形成される。別の実施例では、触媒樹脂混合物８０６は、樹脂の重量に対して実質的に１２重量％の触媒粒子の割合等の重量の割合で、均一又は不均一触媒粒子をプリプレグ樹脂に混合することによって形成される。あるいは、樹脂混合物中の触媒粒子の重量比は、樹脂の総重量に対して、触媒粒子の重量の５から１６％の範囲であり得る。他の混合比もまた使用され得、より小さい粒子を使用することが好ましいことがあり得ると理解される。本発明の一実施例では、触媒粒子密度は、触媒粒子間の平均距離が３ｕから５ｕ程度になるように選択される。
【００３５】
織物がローラー８０４で触媒樹脂浴８０６に浸された後、触媒樹脂含浸織物は、ローラー８１０に導かれ、ローラー８１０は、樹脂／ガラス＋樹脂比における樹脂の割合も決定する未硬化液体のＡステージプリプレグ８０５の厚さを決定する。次いで、Ａステージプリプレグ８０５をベーキングオーブン８０３に通過させ、ベーキングオーブン８０３は、Ａステージプリプレグの有機物及び他の揮発性化合物を追い出し、液体含有量を大幅に減少させ、ローラー８１１により搬送される不粘着性のＢステージプリプレグ８０７を形成する。例示的な実施形態では、オーブン８０３は、揮発性化合物を、Ａステージプリプレグの約８０％の溶媒比からＢステージプリプレグについての約０．１％未満の溶媒比まで乾燥させる。結果として得られたＢステージプリプレグ８０７は、マテリアルハンドリング８１１に提供され、取り扱い及び保管を容易にするためにシートに切断することができ、真空下でシートの表面にわたって圧力を加える図８Ｂのラミネーションプレス８２６内に後に配置され、図９に示す温度プロット９０２に従って、プリプレグコアがラミネーションプレス内にある間に温度プロファイルを変化させる。本発明の一実施例では、樹脂に富んだ表面を作り出すために、外表面（下にある触媒粒子を露出させるために後で表面を除去する）の近くに位置するプリプレグシートは、ガラス１０６（７１％樹脂）、ガラス１０６７、又は、ガラス１０３５（６５％樹脂）等の、６５％より大きい樹脂を有するように選択され、内側プレプレグシート（表面除去を受けない）は、６５％未満の樹脂を有するように選択される。さらに、ガラス繊維が触媒プレプレグの表面近くに存在する可能性を減らすために、内側のプレプレグ層と共に織られたガラス繊維を使用し、外側の樹脂の豊富なプレプレグ層において平坦な不織ガラス繊維を使用することができる。外面層上の樹脂が豊富なプリプレグと平坦な不織ガラス繊維との組み合わせは、外表面とカプセル化されたガラス繊維との間に０．７ミル（１７ｕ）から０．９ミル（２３ｕ）の除外領域をもたらす。ガラス繊維の太さは、３．７ミル（９４ｕ）の繊維を有するガラススタイル２１１６のような、ラミネートの中央領域に使用される樹脂が６５％を超える典型的なプレプレグシートに見られるガラス繊維の太さよりも小さい（１．３から１．４ミル／３３から３５ｕ）ので、ガラススタイル１０６、１０３５及び１０６７は、外側の樹脂が豊富な表面での使用に好ましい。これらの値は、例として与えられており、市販されている最小のガラス繊維は、直径が減少し続けると予想される。温度対時間プロット９０２は、ゲル化点温度の液体状態の間にエポキシの表面張力によって反発されて、触媒粒子及びガラス繊維を積層体の外表面から離れるように移動させるように調整されている。プロット９０２の冷却サイクルの後、硬化したＣステージプリプレグシートは、降ろされる（８１４）。硬化したＣステージプリプレグシートを形成するプロセスは、２ミル（５１ｕ）から６０ミル（１．５ｍｍ）の間で変化し得る最終厚さを変化させるために繊維織物の単一又は複数のシートを使用し得る。
【００３６】
図１０は、プリプレグの外表面から注入されたが排除された触媒粒子を有するプリプレグ積層体を製造するプロセスのフローチャートを示す。段階１００２は、混合物の粘度を下げるためにしばしば有機揮発性物質を添加して、触媒粒子を樹脂に混合することであり、これにより、貯蔵器８０８に配置された触媒樹脂８０６が形成される。段階１００４は、図８のローラー８０４がＡステージプリプレグを形成するために提供することができるような触媒樹脂の織物への注入であり、段階１００６は、ローラー８１０による等の、触媒樹脂注入織物のＢ段階プリプレグへの初期圧延であり、段階１００７は、有機溶剤を除去してＢステージプリプレグを形成するためのベーキング段階であり、段階１００８は、ラミネーションプレス８２６において触媒樹脂注入織物８３０を触媒Ｃステージプリプレグのシートにプレスすることであり、これは、プロット９０２の温度サイクルに続き、真空ポンプ８２８がラミネーションプロセスを通してチャンバ８２４を排気してエポキシから気泡を除去し、エポキシ中に形成される可能性のあるあらゆる空隙を減少させる。冷却された完成触媒Ｃステージプリプレグシートは、切断され、後の使用のために保管される。
【００３７】
温度対時間の図９のプロット９０２は、ラミネーションプレス８１２内のプリプレグの温度プロファイルを示し、これは、外側の樹脂が豊富な表面から除外されるが、外側の樹脂が豊富な表面のすぐ下に存在する触媒粒子の表面特性を有する触媒プリプレグの形成にとって重要である。樹脂は、貯蔵器８０８内で液体状態にあり、樹脂がガラス繊維に含浸されてローラー８１０を通過した後、プリプレグは、Ａステージにある。プリプレグは、ベーキング８０１０後のＢステージにあり、ここで、揮発性有機物は、最初の樹脂硬化を伴って焼き払われ、それは、図９の冷却段階等のラミネーションサイクルの終わりにＢステージプリプレグをＣステージプレプレグに変換する。Ｂステージプリプレグをラミネーションプレスに入れ、ラミネーション層間に閉じ込められた空気が形成されるのを防ぐために真空引きする。温度上昇時間９０４の間に熱を加えて、１０から１５秒程度の持続時間にわたってプレプレグゲル化点９０５で決定された温度及び圧力を達成し（ゲル化点は、液体状態及び固体状態が互いに平行に近い状態として定義される）、これは、触媒粒子を表面から離れる方向に移動させるプロセスにとって重要であり、その後、プリプレグの温度は、６０から９０分の範囲であり得る滞留温度及び滞留時間９０６で維持され、続いて冷却サイクル９０８が行われる。滞留温度及びゲル化点温度は、圧力及び樹脂に依存し、例示の範囲では１２０℃（エポキシの場合）から３５０℃（テフロン（登録商標）／ポリイミド樹脂の場合）である。ゲル点９０５でのプリプレグの持続時間が短すぎると、触媒粒子又はガラス繊維が完成したプリプレグの表面に望ましくなく存在することになる。
【００３８】
図１１は、図８Ａ、図８Ｂ、図８Ｃ、図９及び図１０のプロセスによって形成された結果として得られた触媒プリプレグ１１０２を示し、ここで、触媒粒子１１１４は、プリプレグ１１０２の中央領域内に均一に分布しているが、第１の表面１１０４の下の境界領域１１０８の下、又は、第２の表面１１０６の下の境界領域１１１０の下には存在しない。２５ｕよりも小さい粒子の例示的な粒子分布の場合、触媒粒子境界は、典型的には表面の１０から１２ｕ下（粒子サイズの半分程度）にあり、従って、無電解めっきに使用できる埋め込まれた触媒粒子については、この深さ以上の表面材料を除去しなければならない。
【００３９】
従来技術の触媒積層体は、触媒積層体の活性化表面上の望ましくない無電解めっきを防止するためにマスキングしなければならない活性化表面を有する。対照的に、本発明の触媒積層体は、第１の表面１１０４から第１の境界１１０８まで、及び、第２の表面１１０６から第２の境界１１１０までの厚さ範囲にわたって触媒粒子を排除し、触媒粒子との接触を防止する別のマスク層が、従来技術におけるように無電解めっきには必要とされないという利点を提供する。従って、第１の表面１１０４から境界層１１０８又はそれ以上の深さまでの表面材料の除去、又は、第２の表面１１０６から第２の境界１１１０までの表面材料の除去は、無電解めっきに使用できる触媒材料の露出をもたらす。繊維の露出をもたらすその後の段階における表面層の除去が追加の洗浄段階を必要とするので、樹脂に富む表面を提供する方法が触媒だけでなく繊維織物も排除することも望ましく、従って、下地の触媒粒子を露出させるために、表面の除去が樹脂のみで行われることが好ましい。これは、樹脂を豊富に含む外側プリプレグ層と、外側層上により小さな直径の繊維を有する平らな不織繊維ガラス層との組み合わせを使用することによって達成される。無電解めっきを使用してチャネル内にトレースを形成することの追加の利点は、トレースが３つの側面で機械的に支持されていることであり、それによって誘電積層体へのトレース接着が大幅に改善される。
【００４０】
本発明は、下層の触媒粒子を露出させるための表面材料の除去に頼っている。この表面除去を排除深さのレベルまで実行する多くの方法がある。表面材料の除去は、レーザーアブレーションによって行うことができ、ここで、触媒プリプレグの温度は、触媒プリプレグが蒸発するまで即座に上昇し、一方、周囲のプリプレグは構造的に変化せずに触媒粒子を露出したままにする。除去されるプリプレグ材料のために、紫外線（ＵＶ）波長のように、反射率が低くこの光波長の吸収が高い波長を有するレーザーを使用することが好ましい場合がある。そのようなＵＶレーザーの例は、ＵＶエキシマレーザ又はイットリウム−アルミニウム−ガーネット（ＹＡＧ）レーザーであり、これは、良好に確定された側壁を有する正確な機械的深さを有するチャネルを形成するために狭いビーム範囲及び利用可能な高い出力のために、良い選択である。例示的なレーザーは、レーザー出力及び表面を横切る移動速度によって支配される深さで、０．９から１．１ミル（２３ｕから２８ｕ）の直径幅の材料を除去することができる。チャネル及び開口部を形成するための別の表面除去技術は、プラズマエッチングであり、これは、局所的に行われ、又は、表面層からプラズマを排除するパターン化マスクであり、例えばドライフィルムフォトレジスト、又は、触媒プリプレグのエッチング速度と比較して低エッチング速度を有する他のマスク材料である。フォトレジストの厚さは、通常、エポキシ／フォトレジストエッチング選択性（硬化エポキシの所望の除去深さまでのプラズマエッチングがエッチングの終わりに十分なフォトレジストを残すように）に基づいて選択され、又は、電気めっきマスクとして使用されるフォトレジストの場合には、厚さは、所望の堆積厚さに従って選択される。典型的な乾燥フィルム厚さは、０．８から２．５ミル（２０から６４ｕ）の範囲内にある。樹脂に富む表面をエッチングするのに適したプラズマは、窒素（Ｎ）のような不活性気体と混合された酸素（Ｏ）プラズマとＣＦ４プラズマとの混合物を含み、又は、反応性気体用のキャリアガスとしてアルゴン（Ａｒ）を加えることができる。マスクパターンは、ドライフィルムマスク、金属マスク、又は、開口部を有する他の任意の種類のマスクを用いて形成することもできる。機械的マスクが使用される場合、エッチレジストは、フォトリソグラフィ、スクリーン印刷、ステンシル印刷、スキージ、又は、エッチレジストの任意の塗布方法の何れかを使用して塗布されてもよい。プリプレグの表面層を除去するための他の方法は、線形又は回転切削工具のような機械的研削である。この実施例では、プリプレグは、真空プレートチャックに固定されてもよく、回転カッター（又は可動真空プレートを有する固定カッター）は、ガーバーフォーマットフォトフォイルのｘ、ｙ座標対によって定義されるようなトレースを定義するパターンを移動してもよい。表面材料を除去する別の例では、流れに混入した研磨粒子を含むウォータージェットが表面に衝突し、それによって第１の除外深さ境界より下の材料を除去することができる水切削工具を使用することができる。これらの方法のいずれも別々に又は組み合わせて使用して表面材料を除去し、触媒プリプレグ中に、好ましくは除外深さ境界より下に延びるチャネルを形成することができる。従って、最小チャネル深さは、下にある触媒粒子を露出させるのに必要な深さであり、これは、硬化したプリプレグの特徴である。触媒材料が除外境界より下で硬化したプリプレグを通して均一に分散されるので、最大チャネル深さは、織られた繊維（例えばガラス繊維）織物の深さによって制限され、それは、繊維が破断する可能性があるので、チャネル洗浄を複雑にする傾向があり、無電解めっきを目的としたチャネル内でオフにして再堆積させるか、そうでなければ後続のプロセス段階を妨害する。典型的なチャネルの深さは、１ミル（２５ｕ）から２ミル（７０ｕ）である。表面材料を除去してチャネルを形成した後の最後の段階は、除去された材料の粒子をすべて除去することであり、これは、超音波洗浄、界面活性剤と混合した水の噴射、又は、チャネルの周囲の表面剤慮が除去されないことをもたらす他の線状手段を用いて達成され得る。
【００４１】
一例の無電解銅浴配合物は、錯化剤としてロッシェル塩、銅金属源として硫酸銅、還元剤としてホルムアルデヒド、及び、反応剤として水酸化ナトリウムの混合物を使用する。この実施例では、廃棄物処理を容易にするために酒石酸（ロッシェル塩）浴が好ましく、ロッシェル塩は、ＥＤＴＡ又はクアドロールなどの代替品ほど強くはキレートしない。この実施例では、酒石酸（ロッシェル塩）が完成剤であり、硫酸銅が金属源であり、ホルムアルデヒドが還元剤であり、水酸化ナトリウムが反応剤である。他の無電解めっき配合物も可能であり、この実施例は、参考のために与えられている。無電解めっきは、最初に露出した触媒粒子の表面上に形成される。任意選択で触媒積層体の表面の上方でチャネル及び開口部が充填されるまで、無電解めっきが続くにつれて、銅堆積が進行する。あるいは、無電解めっきの分野で知られているように、導体トレースが連続的でかつ機械的衝撃又はトレースを破壊する可能性のある他の環境要因に抵抗するのに十分に厚いとき、無電解めっきを停止することができる。
【００４２】
触媒材料中にエッチングされたチャネルを有する無電解めっきの重要な利点は、底部（最初にめっきされた）層からのみ進行する電気めっきと比較して、無電解めっきが一度に３つの側面すべてで進行することである。
【００４３】
必要に応じて、無電解めっきが不均一な表面を提供する場合、無電解めっき後に表面を平坦化することが望ましいかもしれない。表面平滑化は、例えば、４２０から１２００グリットの研磨剤を平らな表面に軽い圧力で加え、板と平らな表面との間で直線的又は回転的に攪拌しながら研削作業を行うことによって達成することができる。化学プロセス、機械的プロセス、又は平らな表面を形成するための他の方法を使用したミリング又は機械加工を含む、表面を平坦化するための他の方法を使用することができる。
【００４４】
本発明の付加プロセスの利点は、所望のトレース銅以外の全ての銅をエッチングする先行技術の方法を用いて形成されたトレースについて、銅の表面に汚染が存在する場所に銅ブリッジが残るので、これが、表面汚染が隣接するトレース短絡を引き起こすことであり、これは、本発明の付加無電解めっきでは生じない。
【００４５】
触媒接着剤は、触媒重量について５から１６％の触媒重量、好ましくは１２％の樹脂重量の比率を用いて触媒樹脂について前述したように形成することができる。得られた触媒接着剤をチップ基板に塗布し、ベーキングして触媒接着剤を硬化させることができる。フルウエハからスライスされた個々のチップダイ、又は、可撓性ブレードと、スキージの１回の通過でチップの表面上に均一に配置された所望の厚さの触媒積層体に対して調整されたチップ又はウエハとの間の圧力及び空間を有するフルウエハのいずれかのように、１つの塗布方法では、触媒接着剤は、触媒接着剤を担持し、チップの表面上を通過する可撓性ブレードを含む機械スキージの前縁に付けられる。典型的な触媒接着剤の厚さは、１２から７５ｕの厚さである。触媒粒子が触媒接着剤の表面の下に残ることを確実にするために、触媒接着剤の厚さは、最大の触媒粒子より少なくとも２倍厚くあるべきである。
【００４６】
前述の説明は、使用される機構及び構造を理解するための本発明の例を提供することのみを目的としており、本発明の範囲を図示の特定の方法又は構造のみに限定することを意図しない。例えば、図６Ｃ−１、図６Ｄ、図６Ｅのシーケンスは、トレースチャネルが下面のみにカットされ、チップが上面のみにカットされた片面構造を示しているが、同じ構造及び方法は、反対側にも適用可能であり、無電解めっき段階は、単一工程で基板の両面のチャネル又は露出した触媒に適用することができるので、一般性を失うことなく表面を被覆することができる。さらに、トレース層６０６は、触媒プリプレグと非触媒プリプレグとの混合層、及び、片面又は両面のボードに１つのチップ又は複数のチップの無電解めっきのための最終段階で穿孔された開口部を有する単一のボードに続いて一緒に積層される個々の層として形成することができる。従って、触媒基板は、そのような構造を含むための「多層触媒基板」を含むと理解されるべきである。
【００４７】
本明細書では、「およそ」は、４倍以上大きい又は小さいことを意味すると理解され、「実質的に」は、２倍以上大きい又は小さいことを意味すると理解される。値の「桁数」には、その値の０．１倍から値の１０倍までの範囲が含まれる。
【００４８】
以上が本発明の好ましい実施形態の説明である。添付の特許請求の範囲によって定義される本発明の範囲から逸脱することなく、変更及び修正が可能であることが理解される。
【符号の説明】
【００４９】
１０１  ＢＧＡパッケージ
１０２  印刷回路基板
１０４  チップ
１０５  封止剤
１０６  ガラス
１０８  ワイヤ
１１０  ボンディングパッド
１１２  基板
１１４  ボール
１１５  ＢＧＡパッド
２０２  チップ
２０４  絶縁マスク層
２０８  半田ボール
３０２  チップ
３０４  詳細部Ａ
３０６  基板
３１０  ＢＧＡボール
３１２  回路基板
３２２  チャネル
３２４  開口部
３２６  ランド
５０２  多層板
５１２  開口部
５１４  無電解めっき
５１６  ビア
６０２  電気接続ランド
６０３  チャネル
６０４  集積回路
６０６  触媒接着剤
６０７  開口部
６０８  チャネル
６１０  チャネル
６１２  ボール
６１４  マスク
６２０  印刷回路基板
８０２  織物布ロール
８０３  ベーキングオーブン
８０４  ローラー
８０５  Ａステージプリプレグ
８０６  触媒樹脂混合物
８０７  Ｂステージプリプレグ
８０８  貯蔵器
８１０  ローラー
８１１  ローラー
８２４  チャンバ
８２６  ラミネーションプレス
８２８  真空ポンプ
８３０  触媒樹脂注入織物
９０２  温度プロット
９０４  温度上昇時間
９０５  ゲル点
９０６  滞留時間
９０８  冷却サイクル
１１０２  触媒プリプレグ
１１０４  表面
１１０６  表面
１１０８  境界
１１１０  境界
１１１４  触媒粒子
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ａ−１】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｂ−１】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｃ−１】
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【図６Ｄ】
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【図６Ｅ】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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