JP2000101252A

JP2000101252A - 半導体パッケージ用基板及び多層配線基板の製造方法

Info

Publication number: JP2000101252A
Application number: JP26346298A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Taniguchi; 靖谷口
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1998-09-17
Filing date: 1998-09-17
Publication date: 2000-04-07

Abstract

(57)【要約】【課題】半導体基板の製造方法において、レーザー加
工面の有機樹脂材料の残渣を検査することにより、メッ
キ形成の歩留まりの向上を図る。【解決手段】ＢＧＡパッケージ用基板及び多層配線基
板の製造方法において、ソルダーレジストのパターンの
形成や層間接続のためのヴィアホール形成後に、レーザ
ーによる加工部をラマン分光分析装置により評価する。
評価する対象は、レーザー加工前後の有機樹脂材料のラ
マンバンドの強度比とアモルファスカーボンのＣ＝Ｃ伸
縮振動に起因するラマンバンドである。この強度比は１
／３以下であり、伸縮振動によるラマンバンドが観察さ
れない状態が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体パッケージ
の製造方法に関わり、特に品質に優れたBGAパッケージ
を実現できるBGAパッケージ用配線基板の製造方法に関
するものである。更には、有機系材料からなるプリント
配線基板に関し、特にビルドアップ工法によって形成さ
れる多層プリント配線基板の製造方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】ＬＳＩデバイスの高集積化、高速化に対
応したＬＳＩパッケージとしてBGA（Ball Grid Array）
パッケージが実用化されている。図１に最も一般的なBG
Aパッケージの断面模式図を示す。このBGAパッケージは
OMPAC（Over Molded Pad Array Carrier）タイプのBGA
パッケージである。基板１の裏面にボール状のはんだバ
ンプ１０が配置され、基板１の表面には半導体チップ６
が搭載されており、Ａｕ線７でワイヤボンディングされ
ている。基板１の上面に配置された半導体チップ及びワ
イヤボンディング部が樹脂９で片面モールドされてい
る。このとき、はんだバンプ間あるいは配線回路間には
絶縁性の樹脂、一般的にはソルダーレジストが形成され
ている。このBGAパッケージは、構造が簡単で、はんだ
バンプを基板の裏面に設けることでボールピッチを広く
することが可能となり、基板実装が容易になることから
高密度実装技術として注目されている。

【０００３】一方、図２に示す多層プリント配線基板は
ビルドアップ工法で製造されるもので、有機系材料から
なるコア基板１１を備える。このコア基板上には第１の
回路パターン１２、第１絶縁層１３、第２回路パターン
１４、第２絶縁層１５、第３回路パターン１６、第３絶
縁層１７、第４回路パターン１８、第４絶縁層１９が順
次積層されている。コア基板上の第１回路パターンと第
２回路パターンは、第１絶縁層に形成された第１ヴィア
・ホール２１を介して接続され、第２回路パターンと第
３回路パターンは、第２絶縁層に形成された第２ヴィア
・ホール２２を介して接続され、第３回路パターンと第
４回路パターンは、第３絶縁層に形成された第３ヴィア
・ホール２３を介して接続されている。第１から第３の
絶縁層は感光性を有する有機樹脂材料からなり、第１か
ら第３のヴィア・ホールはフォトリソグラフィ技術と選
択エッチングで開口した後、メッキ処理が施される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記、BGAパッケージ
基板や多層配線基板において、基板の配線密度や配線収
容性を高めるニーズからソルダーレジストのオープニン
グ径や層間接続のためのヴィア・ホール径を微細化する
必要性が高まっている。そのため、従来のフォトリソグ
ラフィをベースとしたフォトヴィア法に代わり、レーザ
ー光を用いた加工方法が提案されている。使用されるレ
ーザーは、ＣＯ２レーザー、エキシマレーザーやＹＡＧ
の第３高調波等のＵＶレーザーである。特に、加工速度
の点からＣＯ２レーザーが一般的に使用される。

【０００５】しかしながら、レーザーで絶縁性の有機樹
脂材料を除去するとき、完全に除去されずに下層の回路
パターン上に有機樹脂材料や炭化物が残渣として残る。
この状態でメッキ処理を行った場合、メッキが完全に形
成されないという問題が生じる。そのため、メッキ処理
を行う前に残渣を除去する目的で、いわゆるデスミア処
理やプラズマ処理を行う必要性がある。

【０００６】本発明は、従来技術の問題点に鑑み、レー
ザー加工面の加工状態、特に有機樹脂材料の残渣の存在
をメッキ処理に先立ち、非接触、非破壊で検査すること
によりメッキ形成歩留まりの向上を図るものである。こ
の結果、高密度かつ高信頼性のBGA配線基板やビルドア
ップ工法による多層配線基板を高歩留まりで製造する方
法を提供するものである。

【０００７】すなわち、本発明は、BGAパッケージ用回
路基板やビルドアップ工法により製造される多層配線基
板において、ソルダーレジストのパターン形成や層間接
続のためのヴィアホール形成をレーザー加工により行っ
た後、電気的接続を目的に開口部にメッキ処理を行うに
際し、レーザー加工面を顕微ラマン分光法により有機樹
脂材料あるいはアモルファス・カーボンの存在を測定す
ることにより、メッキ処理の接続信頼性を向上させるも
のである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の、BGAパッケー
ジ用基板及び多層配線基板の製造方法は、ソルダーレジ
ストのパターン形成のためや層間接続のためのヴィアホ
ールの形成を行う工程を含む、BGAパッケージ用基板や
ビルドアップ工法により製造される多層配線基板の製造
方法において、レーザーによりソルダーレジストのパタ
ーン形成や層間接続のためのヴィアホール形成を行った
後、レーザーによる加工部をラマン分光分析装置により
評価することを特徴とするものである。

【０００９】そして、ラマン分光分析装置による評価
が、レーザー加工のプロセスの中に組み込まれていても
よく、レーザー加工のプロセスから独立していてもよ
い。又、ラマン分光分析装置により評価する対象が、レ
ーザー加工前後の有機樹脂材料のラマンバンドのラマン
強度比とアモルファスカーボンのＣ＝Ｃ伸縮振動に帰属
されるラマンバンドである。そして、レーザーとして
は、ＣＯ２、ＹＡＧの基本波、第２高調波、第３高調
波、第４高調波、エキシマレーザーが用いられている。

【００１０】このようにレーザーによる加工部を評価す
ることにより、レーザーによりソルダーレジストのパタ
ーン形成や層間接続のためのヴィアホール形成を行った
加工部が、レーザー加工前の有機樹脂材料のラマンバン
ドのラマン強度に対して加工後のラマン強度が１／３以
下であり、アモルファスカーボンのＣ＝Ｃ伸縮振動に帰
属されるラマンバンドが観察されない状態にすることが
できる。

【００１１】

【発明の実施の形態】先ず、本発明が係わる半導体配線
基板の製造方法について述べる。図１、３はOMPAC（Ove
r Molded Pad Array Carrier）タイプのBGAパッケージ
の模式図である。BGAの回路基板となるガラスエポキシ
基板１の表面側には、半導体チップ６のグランド用配線
５、パワー用配線４、信号用配線２がパターニングされ
ており、半導体チップ６からＡｕ線等でワイヤボンディ
ングされている。これらの導体回路パターンは、まず両
面に銅箔を張ったガラスエポキシ基板１に常道のスルー
ホール孔あけてスルーホールメッキ工程によってスルー
ホール８が形成された後、フォトリソ手法によって導体
回路のパターニングが行われる。表面・裏面側の導体回
路にはソルダーレジスト３が形成されており、表面側の
導体回路と裏面側の導体回路はスルーホール８により接
続されている。ソルダーレジストは、電子部品を回路基
板と電気的に接続するためのはんだ接合工程において、
回路自体をはんだメッキから熱的に保護あるいは腐食か
ら保護する目的で用いられるのが一般的である。近年、
電極間の狭ピッチ化に伴うはんだブリッジの問題を解決
する目的からソルダーレジストダムとしても利用されて
いる。

【００１２】BGA基板の表面側に形成されるソルダーレ
ジストは、ワイヤボンディングされる金メッキ領域を制
限し低コスト化を図ること、吸湿性の高い基板材料の耐
湿性を向上させること、Ｃｕからなる導体回路の化学的
安定性を向上させることなどの目的によって形成され
る。従来、ソルダーレジストは光照射によりレジスト被
膜の露光部分に生じた化学反応を利用してパターンを形
成するフォトレジストの内、解像性・被膜性能に優れ前
記要求を満足するものが使用されている。一般には、カ
ルボン酸を分子中に有する不飽和樹脂とポリエポキシ化
合物を主成分とする二液型の光硬化型の材料が用いられ
ている。導体の回路パターンを有する基板上にレジスト
を塗布し、必要箇所にネガ型のフォトマスクを介して、
感光するに十分の光エネルギーを照射し、炭酸ソーダ水
溶液等のアルカリ性の現像液で未露光部分を溶解除去し
パターンを形成した後、加熱してカルボキシル基とエポ
キシ基とを反応させ架橋度を高めると共にイオン形成基
であるカルボキシル基をエステル基に転換することによ
り硬化被膜の耐熱性、耐薬品性の被膜を形成する。

【００１３】BGAパッケージでは、図１の基板１の表裏
に所望の導体回路をパターニングした後、前述のソルダ
ーレジスト３を約６０μｍ全面に塗布する。引き続き図
１に示すように、半導体チップからワイヤボンディング
配線される部分のソルダーレジスト３を前述のフォトリ
ソ工程によりパターニング、除去する。次にソルダーレ
ジストを除去した導体回路にＮｉ／Ａｕメッキを施した
後、基板に半導体チップ６をマウントし、Ａｕ線等７に
より半導体チップ６と各電極（２、４、５）をワイヤボ
ンディングする。この状態で、電極部分から封止用樹脂
を型に流入して封止樹脂層９を形成して封止を行う。一
般的な封止材料の組成は、エポキシ樹脂、硬化材（例え
ば、フェノールノボラック樹脂）、無機充填剤（シリ
カ）、各種添加剤によって構成されている。BGAパッケ
ージは、基板の上側のみの片面封止になるため、反りの
小さい材料が求められる。反りを小さくするためには、
低膨張係数化と高Ｔｇ化（成形後の冷却収縮をガラス領
域で行うため）に対応できるエポキシ材料が必要であ
る。

【００１４】この封止工程において、封止樹脂が流入さ
れるゲート部分となる不図示の電極以外の部分は、ソル
ダーレジスト３上に封止樹脂９が形成される。ソルダー
レジストのパターニングにおいて、図１、３に示すよう
に半導体チップが搭載される部分とグランド用配線間、
グランド用配線とパワー用配線間、パワー用配線と信号
用配線間同士の間のソルダーレジストはエッチングによ
り除去される。なお、信号用配線間同士の間以外の部分
にはソルダーレジストが存在する場合もある。

【００１５】一方、ビルドアップ工法による多層配線基
板は図２に示すように、有機系材料からなるコア基板１
１を備える。コア基板は絶縁基板、あるいは両面または
多層のリジッド板であれば良い。コア基板上の第１の回
路パターン１２と第２の回路パターン１４とは、第１絶
縁層１３に形成され絶縁材２０が埋め込まれた第１ヴィ
ア・ホール２１を介して接続されている。第２の回路パ
ターン１４と第３の回路パターン１６とは、第２絶縁層
１５に形成され絶縁材２０が埋め込まれた第２ヴィア・
ホール２２を介して接続されている。

【００１６】上記、半導体パッケージ基板のソルダーレ
ジストのオープニングやビルドアップ工法による多層配
線基板のヴィア・ホールの形成方法は、加工径の微細化
に伴い、フォトリソグラフィをベースとしたフォト・ヴ
ィア法からレーザーを用いたレーザー・ヴィア法に移行
している。使用されるレーザーとしては、ＣＯ２レーザ
ー、ＹＡＧレーザー、ＹＡＧレーザーの高調波、エキシ
マレーザー等が挙げられる。プリント基板の回路形成に
エキシマレーザーを応用することに関しては、例えば特
開平５−１３６６５０や特開平５−１５２７４４、特開
平５−１５２７４８等に開示されている。ＣＯ２レーザ
ーを改良したインパクト・レーザーの応用に関しては、
J.M.Morrison 著 " A large format modified TEA CO2
laser based process for cost effective via generat
ion " (1994 International Conference on Multichip
Modules, 1994.4.13 〜 4.15,p.369 )に記載されてい
る。更に、ＹＡＧレーザーを用いた応用例に関しては、
M.Owen 著 " New laser technology for drilling thro
ugh-and blind-vias in copper clad resin forced cir
cuit boards " ( Proc. IPC Technical Conference, 19
95.4.30 〜 5.4,p.19-1-1〜19-1-10 )に教示されてい
る。

【００１７】以下、本発明の実施の形態に関して詳細に
説明する。図１に示すように、BGAの基板となるガラス
エポキシ樹脂基板上には約２０μｍ程度の銅薄膜が形成
されている。この銅薄膜上にネガ型もしくはポジ型の感
光性樹脂性のレジストフィルムをラミネートし熱圧着す
る。ネガ型のレジストフィルムの場合には所望の導体パ
ターンの開口したマスクパターンによりレジストフィル
ムを光硬化する。その後、塩化第２銅溶液などにより未
露光部分を溶解除去し、銅のエッチャントである塩化第
二鉄により、銅をエッチングし所望の導体パターンを得
る。引き続き、所望の位置にφ０．３ｍｍのスルーホー
ル８を形成し、アルカリ金属化合物水溶液または酸溶液
で表面処理した後、無電解Ｃｕメッキでスルーホールメ
ッキを行う。次に、カルボン酸を分子中に有する不飽和
樹脂とポリエポキシ化合物を主成分とする二液型の光硬
化型の材料からなるソルダーレジスト３をスクリーン印
刷などにより一様に形成し、８０℃程度でプレベイクす
る。このとき銅の導体パターンとソルダーレジストの密
着性を向上させるために、導体表面を機械的に研磨して
表面酸化膜を除去する工程が入る。ボールグリッドに対
応する位置にレーザーを照射することにより、所定の位
置にボールグリッドが形成されるようソルダーレジスト
層がオープニングされる。このとき使用するレーザーと
しては、ＣＯ２、ＹＡＧ、ＹＡＧの第２高調波、第３高
調波、第４高調波、エキシマレーザー等が使用できる
が、加工スピードの速いＣＯ２レーザーを用いる。レー
ザー照射は、レーザーの一括露光あるいは走査によって
行う。

【００１８】レーザーによってオープニングしたソルダ
ーレジスト除去部を顕微ラマン分光法により分析する。
レーザー加工とラマン分光分析に関しては、大森暢彦他
「エキシマレーザーによるポリイミドの分解除去加工」
（電気学会、光・量子デバイス研究会資料、ＯＱＤ−８
９−５５）に教示されている。測定条件は、例えば光源
としてＨｅＮｅレーザー（６３２．８ｎｍ）、光源出力
０．６ｍＷ、積算時間７００秒、レーザービーム径φ１
μｍ、分光器のスリット幅１００μｍである。図４にソ
ルダーレジストのラマンスペクトルを示す。観測された
ラマンバンドの主たる帰属は表１の通りである。観測さ
れたラマンスペクトルはソルダーレジストと構成する材
料に対応するものである。

【００１９】

【表１】図５にレーザー加工後の下部電極部のラマンスペクトル
を示す。図４に示したソルダーレジストに対応するラマ
ンバンドが観測されると共に波数１６００ｃｍ ^-1付近に
アモルファスカーボンのＣ＝Ｃ伸縮振動に帰属されるラ
マンバンドが観測される。この状態を明確にするために
各ラマンバンドについてピーク分離したものが図６、７
である。更に、カーボンのラマンバンドを詳細に調べる
ため、ラマン分光法のレーザーの励起波長を４８８ｍｍ
としたときのラマンバンドを図１０に示す。これによ
り、１６００ｃｍ^-1 と１３５０ｃｍ^-1 にＣ＝Ｃ伸縮振
動に帰属されるラマンバンドが観測される。一般に１６
００ｃｍ^-1 と１３５０ｃｍ^- ¹ の双方のラマンバンドが
観測されるものとして、グラファイトが知られている。
この状態でＮｉ／Ａｕメッキを行うとメッキが形成され
ない。一方、ＣＯ２レーザーでオープニング加工後、Ｋ
ｒＦエキシマレーザーで加工面を走査した場合のラマン
スペクトルを図９と図１１に示す。図４、５と同様にソ
ルダーレジストのラマンスペクトルは観測されるが、１
３５０ｃｍ^-1 のアモルファスカーボンのＣ＝Ｃ伸縮振
動に帰属されるラマンバンドは観測されない。この状態
でＮｉ／Ａｕメッキを行うとメッキが形成される。

【００２０】このように、ラマン分光法をレーザー加工
部に適用することにより、加工部の残渣特にアモルファ
スカーボンの存在を検知でき、後工程であるメッキ形成
性の良否を判定できる。また、加工部にソルダーレジス
トが完全に除去されずに残渣として残る場合、その存在
量によってはメッキが形成されなかったり、形成された
としても電気的接続信頼性や機械的接続信頼性が劣ると
いう問題が生じる。メッキの形成性と加工部の残渣との
関係をラマン分光法を用いて鋭意検討した結果、加工前
におけるソルダーレジストのラマンバンドのラマン強度
に対し、加工後のラマンバンドの主に、波数１５４０ｃ
ｍ^-1 のピークのラマン強度において、そのラマン強度
が１／３以下であれば良いことがわかった。ラマン強度
が１／３よりも大きい場合にはメッキが形成されなかっ
たり、接続信頼性が得られなかったりする。また、前述
したようにレーザー加工時にソルダーレジストの炭化と
して生じるアモルファスカーボンのＣ＝Ｃ伸縮振動に帰
属されるラマンバンドが観測されないことが必要である
ことがわかった。この条件を用いることにより、レーザ
ーヴィア法で加工したソルダーレジストのオープニング
部（ボールグリッド部）に良好な接続信頼性を有するメ
ッキ処理を実現することができる。なお、ビルドアップ
工法による多層配線基板に関しても、ソルダーレジスト
の代わりに層間絶縁層を構成する有機樹脂材料の残渣
量、並びにアモルファスカーボンの存在に関して同様な
結果が得られた。

【００２１】すなわち、レーザーヴィア法とラマン分光
法を組み合わせることにより、加工プロセス中あるいは
プロセスから独立して加工部を非接触、非破壊で評価で
き、後行程への移行あるいは付加加工の有無を判断でき
る。その結果、メッキ形成の歩留まりを向上させること
ができる。なお、ラマン分光分析の結果をレーザーヴィ
ア法の最適なプロセス条件を決定するために適用できる
ことは言うまでもない。

【００２２】

【実施例】以下、図面を参照しながら本発明の実施例を
説明する。先ず実施例１について述べる。図１、３はBG
Aパッケージの断面図である。基板としては両面に１８
μｍのＣｕ箔が形成された両面銅張りガラスエポキシ板
を用いた。ドリルもしくはＣＯ２レーザーを用いて所望
の位置にφ０．３ｍｍのスルーホール８を形成し、アル
カリ金属化合物水溶液または酸溶液で表面処理した後、
無電解Ｃｕメッキで１５μｍ厚のＣｕ膜２を形成した。
この銅薄膜２上にネガ型感光性樹脂性のレジストフィル
ム３をラミネートし熱圧着した。所望の導体パターンを
開口したマスクパターンによりレジストフィルム３を光
硬化した後、塩化第２銅溶液などにより未露光部分を溶
解除去し、銅のエッチャントである塩化第二鉄により、
銅をエッチングし所望の導体パターンを得た。次に、カ
ルボン酸を分子中に有する不飽和樹脂とポリエポキシ化
合物を主成分とする二液型の光硬化型の材料からなるソ
ルダーレジスト３を６０μｍ（但し、導体パターン上は
２７μｍ）スクリーン印刷により一様に形成し、８０℃
程度でプレベイクした。このとき銅の導体パターン２と
ソルダーレジスト３の密着性を向上させるために、導体
表面を機械的に研磨して表面酸化膜を除去する工程を入
れた。次に、図３に示すようにボールグリッドに対応し
た部分のソルダーレジストに対し、不図示のパルス幅２
０μｓ、繰返し周波数３００ＨｚのＣＯ２レーザー装置
を用い、エネルギー密度３５Ｊ／ｃｍ²、ビーム形状が
３０^*３０ｍｍとなるように光学系を調整した後、３シ
ョット照射した。この条件でφ３００μｍの孔が開口し
ていることがＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）観察により確
認された。この後、レーザー加工機のラインに組み込ま
れた顕微ラマン分光分析装置(Dilor製)を用い、レーザ
ー加工部を分析したところ図８、図１０に示すラマンス
ペクトルが得られた。その結果、１６００ｃｍ^-1、１３
５０ｃｍ^-1 にアモルファスカーボンに由来するラマン
バンドが観測された。

【００２３】そこで不図示のＫｒＦエキシマレーザー
を、パルス幅１５ｎｓ、繰り返し周波数２００Ｈｚ、エ
ネルギー密度１．５Ｊ／ｃｍ²で、約２５０ｍｍのライ
ンビームに形成し、４００ｍｍ／ｍｉｎで走査した。エ
キシマレーザー照射後ラマン分光分析をすると、図９、
図１１に示すように１３５０ｃｍ^-1にアモルファスカー
ボンに由来するラマンバンドは観測されなかった。な
お、レーザー加工のライン中でラマン分光分析を行う場
合、測定時間を短縮するために必要な波数領域にみを測
定すればよい。ここではソルダーレジストの１５４０ｃ
ｍ^-1付近のラマンバンドと１６００ｃｍ^-1、１３５０^-1
付近のアモルファスカーボンのラマンバンドに注目し
て、測定波数領域を１２５０ｃｍ^-1〜１７００ｃｍ^-1と
した。この状態で、ソルダーレジストを除去した導体電
極に定法に従いＮｉ／Ａｕメッキを施した。このBGA基
板上に半導体チップ６をマウント接着した後、Ａｕ線７
でグランド用電極、パワー用電極、信号用電極にワイヤ
ーボンディングを行った。次いで、実装した基板上面の
ゲート部１０より封止樹脂を型内に流入した。封止樹脂
にはシリカ粉末を充填剤、フェノールノボラック樹脂を
硬化剤として含有する熱硬化性エポキシ樹脂を用い、毛
細管現象を利用して流入、充填した。このとき、基板１
を６０〜８０℃程度に加熱し封止樹脂の粘度を低減する
ことにより樹脂の充填性を改善した。充填した樹脂を１
００℃／４ｈｒ、１５０／２ｈｒのステップキュアによ
り硬化させた。ボールグリッドの所定位置に既存の方法
によりはんだボール・バンプを形成した。

【００２４】得られたＢＡＧ素子の品質評価を以下の方
法で行った。パッケージング後のパッケージの反りをパ
ッケージ表面の平坦な部分から最大変位している部分の
ズレ量として測定した結果、４０μｍで問題となるレベ
ルではなかった。温度８５℃、湿度８５％の雰囲気中に
１５０時間放置して吸湿処理を行った後、２４０℃のは
んだ浴に３０秒間浸積し耐はんだ性とクラック発生率を
調べた結果、十分な耐はんだ性とクラック発生率０／３
０を確認した。耐熱衝撃性試験として、−６５℃〜室温
〜１５０℃を１サイクルとする冷熱サイクル試験（ＴＣ
Ｔ試験）を５００サイクル繰り返した後、動作特性をチ
ェックした結果、不良発生率は０／３０であった。耐湿
信頼性を評価するために、１２７℃、２．５気圧の飽和
水蒸気圧雰囲気中に５００時間放置するプレシャークッ
カー試験（ＰＣＴ）を行った結果、リーク／オープン不
良率は０／３０であった。以上のように、信頼性の高い
BGA素子であることを確認した。

【００２５】比較例１として、実施例１と同様にして、
レーザーによるソルダーレジストの除去条件を変えて、
ラマンスペクトルとＮｉ／Ａｕメッキの形成の関係を調
べた。表２はその結果を示したものである。この例では
残渣量が加工前後のラマン強度比で１／３以下、かつ１
３５０ｃｍ^-1のＣ＝Ｃに由来するラマンバンドが観測さ
れない、すなわちアモルファスカーボンが存在しない状
態の時メッキ性が良好であった。

【００２６】

【表２】次に実施例２について述べる。実施例１と同様にして、
ＹＡＧレーザーの基本波、ＹＡＧの第２高調波、第３高
調波、第４高調波を用いてソルダーレジストのオープニ
ング除去を行った。この時のレーザーの加工条件は表３
に示す通りである。各条件でオープニングした加工部を
顕微ラマン分光を分析した結果、ＹＡＧレーザーの基本
波、ＹＡＧの第２高調波ではアモルファスカーボンに帰
属されるラマンスペクトルが観測された。一方、第３高
調波、第４高調波ではアモルファスカーボンに帰属され
るラマンスペクトルが観測されなかった。なお、いずれ
の条件においても、ソルダーレジストの残渣量は加工前
後のラマン強度比で１／３以下であった。この状態で従
来法に従いＮｉ／Ａｕメッキをしたところ、第３高調
波、第４高調波で加工した面にはメッキが形成された
が、それ以外はメッキが形成されなかった。次に、実施
例１と同様にしてBGAパッケージを作製し、得られたBGA
パッケージを実施例１と同様の方法で信頼性試験をした
結果、実施例１と同様の良好な結果がえられた。

【００２７】

【表３】実施例３は、実施例１と同様にして、エキシマレーザー
のＡｒＦ、ＫｒＦ、ＸｅＣｌを用いてソルダーレジスト
のオープニング除去を行った。この時のレーザーの加工
条件は表４に示す通りである。各条件でオープニングし
た加工部を顕微ラマン分光を分析をした結果、アモルフ
ァスカーボンに帰属されるラマンスペクトルは観測され
なかった。また、いずれの条件においても、ソルダーレ
ジストの残渣量は加工前後のラマン強度比で１／３以下
であった。この状態で従来法に従いＮｉ／Ａｕメッキを
したところ、すべての条件でメッキが形成された。次
に、実施例１と同様にしてBGAパッケージを作製し、得
られたBGAパッケージを実施例１と同様の方法で信頼性
試験をした結果、実施例１と同様な良好な結果が得られ
た。

【００２８】

【表４】次に実施例４においては、ビルドアップ工法による多層
配線基板として、絶縁層の樹脂成分がエポキシ樹脂で、
補強材としてアラミド繊維を加えた積層基板の表裏両面
に、第１導電層と第２導電層として各１８μｍの銅箔を
貼付したものを形成した。次にその片面である第２導電
層の銅箔をエッチングしてφ１００μｍの開口を設けた
後、これをマスクとしてＣＯ２レーザーを照射し、絶縁
層を貫くが反対面の第１導電層は貫かない、いわゆるブ
ラインド・ヴィアホールを形成した。このときのレーザ
ーの加工条件は、パルス幅２０μｓ、繰返し周波数３０
０Ｈｚ、エネルギー密度３５Ｊ／ｃｍ²、ビーム形状が
３０^*３０ｍｍ、パルス数３ショットとした。この後、
レーザー加工装置とインライン化している顕微ラマン分
光装置で加工部を分析した結果、１６００ｃｍ^-1と１３
５０ｃｍ^-1にアモルファスカーボンに由来するラマンバ
ンドが観測された。また、絶縁層に対応するラマンバン
ドのラマン強度比は加工前後で１／３以下であった。そ
こで不図示の平行平板タイプのＲＦプラズマエッチング
装置に加工基板を設置し、ＡｒプラズマもしくはＣＦ４
プラズマを形成してエッチングを行った。再度、顕微ラ
マン分光装置で分析したところ、１３５０ｃｍ^-1にアモ
ルファスカーボンに由来するラマンバンドは観測されな
かった。引き続き、片面の孔部を開口した第２導電層側
から、該孔部内面にヴィアホールとして導通をとるため
の銅メッキを施した。この銅メッキは無電解メッキで、
孔部の内面と第２導電層面上に銅メッキ層を形成した。
このとき、他面はメッキが形成されないようドライフィ
ルムでマスキングした。その後、第２導電層の銅箔上の
銅メッキ膜と、他面の第１導電層の銅箔とにそれぞれ電
着法によりレジストを１０μｍコーティングし、塩化第
２鉄により回路形成用のエッチングを行い、Ｌ／Ｓ＝５
０μｍ／５０μｍの回路パターンを形成した。この基板
について接続信頼性を評価したところ良好な結果が得ら
れた。この条件をもとに樹脂・プリプレグ等を塗工また
は積層して銅箔を貼付した第３の導電層を有するビルド
アップ基板を作製した。この多層配線基板を評価したと
ころ、多層配線基板として満足すべき品質を保証できる
ことを確認した。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
BGAパッケージ用回路基板やビルドアップ工法により製
造される多層配線基板において、レーザー加工によって
ソルダーレジストのパターン形成や層間接続のためのヴ
ィア・ホール形成を行った後、レーザー加工面を顕微ラ
マン分光法により評価し、有機樹脂材料あるいはアモル
ファス・カーボンの残存を検知することができる。その
結果を付加加工へフィードバックさせ、加工部における
残渣物を制御することにより、メッキ処理の接続信頼性
を向上させるものである。また、レーザー加工面を顕微
ラマン分光法により評価することにより、レーザーの加
工条件の最適化を図ることができる。この結果、高密度
かつ高信頼性のBGA配線基板やビルドアップ工法による
多層配線基板を高歩留まりで製造することが可能となっ
た。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わるBGAパッケージの断面模式図で
ある。

【図２】本発明に係わるビルドアップ工法による多層配
線基板の断面模式図である。

【図３】本発明に係わるBGAパッケージのボールグリッ
ド部の断面模式図である。

【図４】本発明に係わるソルダーレジストのラマンスペ
クトルを示した図である。

【図５】本発明に係わるレーザー加工後の加工部表面の
ラマンスペクトルを示した図である。

【図６】本発明に係わる図４のラマンバンドによりピー
ク分離を行ったラマンスペクトルを示した図である。

【図７】図５のラマンバンドによりピーク分離を行った
ラマンスペクトルを示した図である。

【図８】本発明の実施例に係わるレーザー加工後の加工
部表面のラマンスペクトルを示した図である。

【図９】本発明の実施例に係わるレーザー加工後、更に
付加加工を行った加工部表面のラマンスペクトルを示し
た図である。

【図１０】本発明の実施例に係るレーザー加工後の加工
部表面のラマンスペクトルを示した図である。

【図１１】本発明の実施例に係るレーザー加工後、更に
付加加工を行った加工部表面のラマンスペクトルを示し
た図である。

【符号の説明】

１基板２信号用配線３ソルダーレジMスト層４パワー用配線５グランド用配線６半導体チップ７ワイヤーボンディング線８スルーホール配線９封止樹脂層１０バンプ１１コア基板１２第１の回路パターン１３第１絶縁層１４第２回路パターン１５第２絶縁層１６第３回路パターン１７第３絶縁層１８第４回路パターン１９第４絶縁層２０絶縁材２１第１ヴィア・ホール２２第２ヴィア・ホール２３第３ヴィア・ホール

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ソルダーレジストのパターン形成の工程
や層間接続のためのヴィアホールの形成を行う工程を含
む、BGAパッケージ用基板及びビルドアップ工法により
製造される多層配線基板の製造方法において、レーザーによりソルダーレジストのパターン形成や層間
接続のための絶縁性樹脂層のヴィアホール形成を行った
後、レーザーによる加工部をラマン分光分析装置により
評価することを特徴とするBGAパッケージ用基板及び多
層配線基板の製造方法。
【請求項２】ラマン分光分析装置による評価が、レー
ザー加工のプロセスの中に組み込まれている請求項１記
載のBGAパッケージ用基板及び多層配線基板の製造方
法。
【請求項３】ラマン分光分析装置による評価が、レー
ザー加工のプロセスから独立している請求項１記載のBG
Aパッケージ用基板及び多層配線基板の製造方法。
【請求項４】ラマン分光分析装置により評価する対象
が、レーザー加工前後の有機樹脂材料のラマンバンドの
ラマン強度比とアモルファスカーボンのＣ＝Ｃ伸縮振動
に帰属されるラマンバンドである請求項１記載のBGAパ
ッケージ用基板及び多層配線基板の製造方法。
【請求項５】レーザーがＣＯ２、ＹＡＧの基本波、第
２高調波、第３高調波、第４高調波、エキシマレーザー
である請求項１記載のBGAパッケージ用基板及び多層配
線基板の製造方法。
【請求項６】 BGAパッケージ用基板やビルドアップ工
法により製造される多層配線基板の製造方法において、
レーザーによりソルダーレジストのパターン形成や層間
接続のため絶縁性樹脂層のヴィアホール形成を行った加
工部が、レーザー加工前の有機樹脂材料のラマンバンド
のラマン強度に対して加工後のラマン強度が１／３以下
であり、アモルファスカーボンのＣ＝Ｃ伸縮振動に帰属
されるラマンバンドが観察されない状態であることを特
徴とするBGAパッケージ用基板及び多層配線基板の製造
方法。