JP2005063989A

JP2005063989A - 配線基板の製造方法

Info

Publication number: JP2005063989A
Application number: JP2003206801A
Authority: JP
Inventors: Tatsuya Ito; 達也伊藤
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 2003-08-08
Filing date: 2003-08-08
Publication date: 2005-03-10

Abstract

【課題】コア基板を有さず、高分子材料からなる誘電体層と導体層とが交互に積層された配線基板を提供する。
【解決手段】コア基板を有さず、誘電体層と導体層とが交互に積層された配線基板を製造するために、補強のための支持基板２０上に形成された下地誘電体シート２１の表面上に、該表面と接する表面５ａに粗化領域を有し、裏面５ｂに粗化領域を有さない離型シート５と、該離型シート５を包むよう形成され、かつ該離型シート５の周囲領域２１ｃにて下地誘電体シート２１と密着して該離型シート５を封止する第一誘電体シート１１とを有する積層シート体１０を形成するとともに、積層シート体１０のうち、離型シート５上の領域を配線基板となるべき配線積層部１００として、その周囲部を除去し、該配線積層部１００の端面１０３を露出させた後、配線積層部１００を第一誘電体シート１１と離型シート５との界面にて剥離することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、コア基板を有さない配線基板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子機器における高機能化並びに軽薄短小化の要求により、ＩＣチップやＬＳＩ等の電子部品では高密度集積化が急速に進んでおり、これに伴い、電子部品を搭載するパッケージ基板には、従来にも増して高密度配線化及び多端子化が求められている。
【０００３】
このようなパッケージ基板としては、現状において、ビルドアップ多層配線基板が採用されている。ビルドアップ多層配線基板とは、補強繊維に樹脂を含浸させた絶縁性のコア基板（ＦＲ−４等のガラスエポキシ基板）のリジッド性を利用し、その両主表面上に、高分子材料からなる誘電体層と導体層とが交互に配されたビルドアップ層を形成したものである。このようなビルドアップ多層配線基板では、ビルドアップ層において高密度配線化が実現されており、一方、コア基板は補強の役割を果たす。そのため、コア基板は、ビルドアップ層と比べて非常に厚く構成され、またその内部にはそれぞれの主表面に配されたビルドアップ層間の導通を図るための配線（例えば、スルーホール導体と呼ばれる）が厚さ方向に貫通形成されている。ところが、使用する信号周波数が１ＧＨｚを超える高周波帯域となってきた現在では、そのような厚いコア基板を貫通する配線は、大きなインダクタンスとして寄与してしまうという問題があった。
【０００４】
そこで、そのような問題を解決するため、特許文献１に示されるような、コア基板を有さず、高密度配線化が可能なビルドアップ層を主体とした配線基板が提案されている。このような配線基板では、コア基板が省略されているため、全体の配線長が短く構成され、高周波用途に供するのに好適である。このような配線基板を製造するためには、段落００１２〜００２９及び図１〜４に記載されているように、金属板上にビルドアップ層を形成した後、該金属板をエッチングすることにより薄膜のビルドアップ層のみを得る。そして、このビルドアップ層が配線基板とされる。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−２６１７１号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特許文献１に記載された製造方法の場合、ビルドアップ層が形成される金属板は、製造時における補強の役割を担うことが可能な程度の厚さ（例えば、銅板にして０．８ｍｍ程度）に設定されるが、ビルドアップ層を形成後にそれを全てエッチングすることは、時間が掛かり過ぎる（例えば、銅板０．８ｍｍに対して３０分程度）など工程上の無駄が多いという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明では、コア基板を有さず、高分子材料からなる誘電体層と導体層とが交互に積層された配線基板を容易に得ることが可能な製造方法を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段及び作用・発明の効果】
上記課題を解決するため、本発明の配線基板の製造方法では、
コア基板を有さず、かつ両主表面が誘電体層にて構成されるよう、高分子材料からなる誘電体層と導体層とが交互に積層された配線基板を製造するために、
製造時における補強のための支持基板上に形成された下地誘電体シートの主表面上に、該主表面に包含されるよう配され、かつ該主表面と接する表面に粗化領域を有し、裏面に粗化領域を有さない離型シートと、該離型シートを包むよう形成され、かつ該離型シートの周囲領域にて下地誘電体シートと密着して該離型シートを封止する第一誘電体シートと、を有する積層シート体を形成するとともに、
積層シート体のうち、離型シート上の領域を配線基板となるべき配線積層部として、その周囲部を除去し、該配線積層部の端面を露出させた後、配線積層部を支持基板から、第一誘電体シートと離型シートとの界面にて剥離することを特徴とする。
【０００９】
上記本発明によると、本発明の配線基板の製造方法は、図１を参照して簡略に説明すると、（ａ）支持基板２０（特許文献１における金属板に該当する）上に形成された下地誘電体シート２１上に、配線基板となるべき配線積層部１００（図２参照）を含有する積層シート体１０を形成し、（ｂ）積層シート体１０のうち配線積層部１００の周囲部（図中の破線部）を除去することにより、配線積層部１００の端面１０３を露出させて、（ｃ）配線積層部１００を支持基板２０（及び下地誘電体シート２１）から剥離する。このように、配線積層部と支持基板との分離を剥離により行うことで、容易に配線基板を得ることが可能となっている。また、配線積層部と支持基板との分離をエッチングにより行わないため、支持基板の両主表面に積層シート体を形成することもでき、ひいては配線基板の量産が可能となる。
【００１０】
以下、図１のそれぞれの工程に関して詳細な説明を行う。図１（ａ）では、支持基板２０上に形成された下地誘電体シート２１上に、配線基板となるべき配線積層部１００（図２参照：詳細は後述）を含有する積層シート体１０が形成されている。積層シート体１０では、下地誘電体シート２１の主表面に包含されるように離型シート５が配され、該離型シート５を包むように第一誘電体シート１１が配されている。また、離型シート５は、下地誘電体シート２１の主表面と密着する表面５ａに粗化領域を有し、裏面５ｂに粗化領域を有さない。そして、該離型シート５を包むよう形成された第一誘電体シート１１は、離型シート５の裏面５ｂに接するとともに、離型シート５の周囲領域２１ｃにて下地誘電体シート２１と密着しており、これによって、離型シート５は第一誘電体シート１１に封止された状態とされている。
【００１１】
このように離型シート５が第一誘電体シート１１に封止されていることにより、離型シート５の裏面５ｂ（粗化領域を有さない）と第一誘電体シート１１との密着性の弱い界面に膨れや剥れが生じることなく、積層シート体１０を形成することができる。そしてその後、図１（ｂ）において、第一誘電体シート１１と下地誘電体シート２１とが密着している周囲領域２１ｃが除去されるので、図１（ｃ）において、配線積層部１００の剥離を容易に行うことが可能となる。つまり、このように構成することにより、密着性が要求される積層シート体の形成（図１（ａ））と、剥離容易性が要求される配線積層部の剥離（図１（ｃ））とを、どちらも良好に行うことが可能となる。
【００１２】
なお、図２に示すように、積層シート体１０のうち、離型シート５上の領域は、配線積層部１００とされている。配線積層部１００は、図１（ｃ）の剥離により単独で得られ、その後配線基板となるべきものである。すなわち、コア基板を有さず、かつ両主表面が誘電体層にて構成されるよう、高分子材料からなる誘電体層と導体層とが交互に積層された構造を有する（詳細な構造については後述する）。
【００１３】
また、積層シート体１０の形態は、配線積層部１００（離型シート５上の領域）を有していればよく、図１（ａ）の形態に限定されない。例えば、図３（ａ）のように、離型シート５上に誘電体シート１１１、１１２が配され、それらをまとめて第一誘電体シート１１が封止する形態であってもよい。また、図３（ｂ）のように、第一誘電体シート１１上に形成される他の誘電体シートが、配線積層部１００となる部分のみにより構成されていてもよい。
【００１４】
次に、図１（ｂ）では、積層シート体１０のうち、配線積層部１００の周囲部（図中の破線部）を除去し、該配線積層部１００の端面１０３を露出させる。つまり、第一誘電体シート１１と下地誘電体シート２１とが密着している周囲領域２１ｃが取り除かれ、離型シート５の裏面５ｂ（粗化領域を有さない）と第一誘電体シート１１との密着性の弱い界面のみが残ることになる。これにより、図１（ｃ）のように、配線積層部１００を支持基板２０から、離型シート５と第一誘電体シート１１との界面にて容易に剥離することができる。なお、積層シート体１０において配線積層部１００の周囲部（図中の破線部）を除去する際、該周囲部とともに、支持基板２０及び下地誘電体シート２１の該周囲部下にあたる領域も除去するようにすれば、配線積層部１００の端面１０３の露出が容易に行うことができる。
【００１５】
また、図１（ｂ）では配線積層部１００の周囲部を除去する際に、第一誘電体シート１１と下地誘電体シート２１とが密着している周囲領域２１ｃを取り除き、離型シート５の端部を露出させることで配線積層部１００の剥離が可能となるが、離型シート５の端部をより確実に露出させるため、図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、配線積層部１００を、離型シート５のうち外縁端付近を除いた部分上の領域によって構成し、その周囲領域を除去、すなわち離型シート５の外縁端付近も除去するようにすることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
図５は、本発明の配線基板の製造方法により得られる配線基板１の断面構造の概略を表す図である。配線基板１は、高分子材料からなる誘電体層（Ｂ１〜Ｂ３、ＳＲ）と導体層（Ｍ１、Ｍ２、ＰＤ）とが交互に積層された構造を有する。その第一主表面ＭＰ１は電子部品を搭載するための搭載面とされ、主表面をなす第一誘電体層Ｂ１には、電子部品と接続するための、周知のハンダで構成された突起状の金属端子（ハンダバンプ）ＦＢが形成されている。また、第二主表面ＭＰ２は、外部基板へ接続するための接続面とされ、主表面をなす誘電体層（ソルダーレジスト層）ＳＲには開口が形成されており、該開口内には外部基板への接続を担うハンダボール（後述）を設置するための金属端子（金属パッド）ＰＤが露出している。
【００１７】
また、金属層Ｍ１、Ｍ２において配線ＣＬが形成されており、誘電体層Ｂ１〜Ｂ３内には該配線ＣＬに接続されるビア導体ＶＡが埋設形成されている。そして、配線ＣＬ及びビア導体ＶＡにより、電気導通路（例えばハンダバンプＦＢから金属パッドＰＤへの）が形成される。なお、誘電体層Ｂ１〜Ｂ３、ＳＲは、例えばエポキシ樹脂を主成分とする材料にて構成することができ、また配線ＣＬ、ビア導体ＶＡ及び金属パッドＰＤは、例えば銅を主成分とする材料にて構成することができる。また、金属パッドＰＤは、その表面に例えばＮｉ−Ａｕメッキによる表面メッキを施すことができる。
【００１８】
以上のような配線基板１は、図６に示すように、第二主表面ＭＰ２の金属パッドＰＤに外部基板への接続を担うハンダボールＳＢが設置され、一方、第一主表面ＭＰ１には、補強枠（スティフナー）ＳＴが設置されるとともに、電子部品ＩＣがハンダバンプＦＢにフリップチップ接続され、また電子部品ＩＣ下の隙間がアンダーフィル材ＵＦにて充填されることで、半導体装置３００となる。
【００１９】
以下、本発明の実施形態である配線基板の製造方法の一例を説明する。図７〜図１０は製造工程を表す図である。工程１〜５に示す支持基板２０上に積層シート体１０を形成していく工程は、周知のビルドアップ法等により行うことができる。まず、図７の工程１に示すように、製造時における補強のための支持基板２０上に下地誘電体シート２１を形成する。支持基板２０は、下地誘電体シート２１が密着するものであれば特には限定されないが、例えばＦＲ−４等のガラスエポキシ基板（上述のようにコア基板に用いられる材料である）にて構成することができる。また、下地誘電体シート２１も、特には限定されないが、例えば後述する第一誘電体シート１１と同材料、すなわちエポキシを主成分とする材料にて構成することができる。
【００２０】
次に、工程２に示すように、下地誘電体シート２１の主表面上に、該主表面に包含されるよう配され、かつ該主表面と接する表面５ａに粗化領域を有し、裏面５ｂに粗化領域を有さない離型シート５を配す。離型シート５は、例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルムにて構成することができる。また、例えば、下地誘電体シート２１をエポキシ樹脂シートにより構成する場合、保存状態のエポキシ樹脂シートは、表面を保護するための保護シート（例えば、ＰＥＴフィルム）で覆われていることがあるので、該保護シートを選択的に剥離し、残余の部分を離型シート５とすることも可能である。なお、その状態の保護シート（離型シート５）は、エポキシ樹脂シートと密着させるため、密着面（表面５ａ）が粗化されている。
【００２１】
次に、工程３に示すように、離型シート５を包むように第一誘電体シート１１を形成する。そして、第一誘電体シート１１は、離型シート５（粗化領域を有さない裏面５ｂ）とともに、離型シート５の周囲領域にて下地誘電体シート２１と密着して、離型シート５を封止する。なお、誘電体シートの形成は、例えば周知の真空ラミネーション法を用いることができる。
【００２２】
次に、図８の工程４に示すように、第一誘電体シート１１上に第一導体層３１をパターン形成する。なお、導体層の形成は、例えば周知のセミアディティブ法により形成することができる。また、ビア導体（後述）は、例えば周知のフォトビアプロセスによりビア孔を形成し、該ビア孔を、上記セミアディティブ法における無電解メッキによって充填することにより得ることができる。
【００２３】
次に、第一誘電体シート１１（及び第一導体層３１）上に第二誘電体シート１２を形成し、該第二誘電体シート１２内にビア導体４２を形成するとともに、該第二誘電体シート１２上に第二導体層３２を形成する。そして、同様の工程を繰り返して、誘電体シート１３、１４、ビア導体４３、導体層３３を形成していき、工程５に示すような積層シート体１０を形成する。なお、本実施形態では、積層シート体１０は、離型シート５及び４層の誘電体シート１１〜１４にて構成されているが、誘電体シートの層数はこれに限られることはない。以上により、下地誘電体シート２１の主表面上に、該主表面に包含されるよう配された離型シート５と、該離型シート５を包むよう形成され、かつ該離型シート５の周囲領域にて下地誘電体シート２１と密着して該離型シート５を封止する第一誘電体シート１１と、を有する積層シート体１０が形成される。
【００２４】
なお、誘電体シート１１〜１４は、エポキシを主成分とする材料にて構成することができる。また、導体層３１〜３３とビア導体４２、４３は銅を主成分として構成することができる。
【００２５】
離型シート５は、表面５ａが粗化領域を有し、裏面５ｂが粗化領域を有さないため、積層シート体１０において、その上側に位置する（裏面５ｂと接する）第一誘電体シート１１との密着性が、下側に位置する（表面５ａと接する）下地誘電体シート２１との密着性と比較して弱いものとなっている。具体的には、離型シート５のそれぞれの面におけるＲａ（ＪＩＳＢ０６０１：算術平均粗さ）は、表面５ａが０．２μｍ以上３．０μｍ以下、裏面５ｂが０．０５μｍ以上０．２μｍ以下であることが好ましい。
【００２６】
離型シート５と第一誘電体シート１１との間に剥れや膨れが生じる惧れなく良好に積層シート体１０を形成していくには、裏面５ｂのＲａが０．０５μｍ以上であることが好ましいが、０．２μｍを超えると、後の剥離工程（工程８参照）において配線積層部１００の剥離が困難になる惧れがある。
【００２７】
積層シート体１０の形成、及び配線積層部１００の剥離（工程８参照）の際において、離型シート５と第一誘電体シート１１との間に求められる密着性を考慮した場合、表面５ａのＲａが０．２μｍ以上であることが好ましい。また、表面５ａのＲａの上限については、特には限定されないが、現実的に３．０μｍを超えることは考えられない。
【００２８】
離型シート５と第一誘電体シート１１との密着は、ピール強度において０．０１ｋｇｆ／ｃｍ以上０．１ｋｇｆ／ｃｍ以下であることが好ましい。一方、離型シート５と下地誘電体シート２１との密着は、０．５ｋｇｆ／ｃｍ以上２．０ｋｇｆ／ｃｍ以下であることが好ましい。また、離型シート５を封止するための、その周囲領域における第一誘電体シート１１と下地誘電体シート２１との密着は、ピール強度において１ｋｇｆ／ｃｍ以上５ｋｇｆ／ｃｍ以下であることが好ましい。
【００２９】
本実施形態では、積層シート体１０の上側の露出した主表面が、図５に示す配線基板１の第二主表面ＭＰ２となるように形成されている。したがって、積層シート体１０の上側主表面をなす誘電体シート１４は、図５の配線基板１のソルダーレジスト層ＳＲに該当し、またその開口１４ａ内に露出する導体層３３は、図５の配線基板１の金属パッドＰＤに該当する。なお、これとは反対に上側主表面を、図５に示す配線基板１の第一主表面ＭＰ１とすることもできる。その場合は、上側主表面をなす誘電体シート１４に、図５に示すハンダバンプＦＢを形成する。
【００３０】
次に、積層シート体１０は、離型シート５上の領域が、配線基板１（図５参照）となるべき配線積層部１００となるよう形成されている。そこで、工程６に示すように、配線積層部１００の周囲領域を除去し、端面１０３を露出させる（図９の工程７）。その際、配線積層部１００と周囲部との境界において、その下の下地誘電体シート２１及び支持基板２０ごと、例えばブレード刃等により切断する。このようにして、配線積層部１００の周囲領域とともに、支持基板２０及び下地誘電体シート２１のうちの該周囲部下にあたる領域も除去するようにすると、端面１０３の露出が容易である。
【００３１】
次に、工程８に示すように、配線積層部１００を支持基板２０から、第一誘電体シート１１と離型シート５との界面にて剥離する。そして、配線積層部１００を支持基板２０から剥離した後に、該配線積層部１００の主表面を構成する第一誘電体シート１１を穿孔し（図１０の工程９）、該主表面に内部の導体層３１と接続された金属端子８（図５の配線基板１ではハンダバンプＦＢ）を形成する（工程１０）ことで配線基板１が完成する。なお、工程９において、第一誘電体シート１１を穿孔することによる開口１１ａの形成は、例えば、ＵＶレーザーやＹＡＧレーザー等の周知のレーザーを用いて行うことができる。
【００３２】
また、工程１０において、金属端子８を形成する際、開口１１ａの深さ（第一誘電体シート１１の厚み）によっては、導体層３１と直接接続することが困難な場合があるので、その間に例えばハンダよりなる導体充填材４１を介在させることが可能である。
【００３３】
なお、以上の製造工程では、図１１に示すように、積層シート体１０に含まれる配線積層部１００は、一つの配線基板に対応する個体１００´が複数連結されたもの、つまり、配線基板１の多数個取りワーク基板として構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の配線基板の製造方法の工程を簡略的に示す図
【図２】積層シート体１０に含まれる配線積層シート体１００を示す図
【図３】積層シート体１０の変形例を表す図
【図４】積層シート体１０における配線積層部１００とする領域の変形例
【図５】本発明の一実施形態である配線基板の断面構造の概略を表す図
【図６】図５の配線基板１を用いた半導体装置
【図７】本発明の一実施形態である配線基板の製造方法の工程を表す図
【図８】図７に続く図
【図９】図８に続く図
【図１０】図９に続く図
【図１１】多数個取りワーク基板とされた配線積層部１００を上部より見た図
【符号の説明】
１配線基板
５離型シート
１０積層シート体
１１第一誘電体シート
２０支持基板
２１下地誘電体シート
１００配線積層シート体

Claims

コア基板を有さず、かつ両主表面が誘電体層にて構成されるよう、高分子材料からなる誘電体層と導体層とが交互に積層された配線基板を製造するために、
製造時における補強のための支持基板上に形成された下地誘電体シートの主表面上に、該主表面に包含されるよう配され、かつ該主表面と接する表面に粗化領域を有し、裏面に粗化領域を有さない離型シートと、該離型シートを包むよう形成され、かつ該離型シートの周囲領域にて前記下地誘電体シートと密着して該離型シートを封止する第一誘電体シートと、を有する積層シート体を形成するとともに、
前記積層シート体のうち、前記離型シート上の領域を前記配線基板となるべき配線積層部として、その周囲部を除去し、該配線積層部の端面を露出させた後、
前記配線積層部を前記支持基板から、前記第一誘電体シートと前記離型シートとの界面にて剥離することを特徴とする配線基板の製造方法。
前記積層シート体において前記配線積層部の周囲部を除去する際、該周囲部とともに、前記支持基板及び前記下地誘電体シートの該周囲部下にあたる領域も除去することを特徴とする請求項１に記載の配線基板の製造方法。
前記配線積層部を前記支持基板から剥離した後に、該配線積層部の主表面を構成する前記第一誘電体シートを穿孔し、該主表面に内部の導体層と接続された金属端子を形成することを特徴とする請求項１または２に記載の配線基板の製造方法。
前記離型シート及び前記第一誘電体シートは、半硬化状態の前記下地誘電体シート上に配されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の配線基板の製造方法。