JP2001007516A

JP2001007516A - 平坦化膜の形成方法

Info

Publication number: JP2001007516A
Application number: JP17268299A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Tsuchiya; 宏之土屋
Original assignee: Sumitomo Metal SMI Electronics Device Inc
Current assignee: Sumitomo Metal SMI Electronics Device Inc
Priority date: 1999-06-18
Filing date: 1999-06-18
Publication date: 2001-01-12

Abstract

(57)【要約】【課題】簡便にかつ均一に凹凸を低減することが可能
な平坦化膜の形成方法を提供する。【解決手段】硬度が９５°±５°のフラットゴムロー
ルを用いて、粘度が５００〜５０００ｃｐｓの感光性樹
脂を基板上に塗布することにより、感光性樹脂の塗布量
を少なくし、均一塗布を行うことで、凹部に感光性樹脂
を充分に塗布することができる。その後、乾燥し、溝付
きゴムロールを用いて感光性樹脂の塗布厚みが所定厚み
になるまで塗布および乾燥を繰返すことにより、所望の
厚みの平坦な絶縁層８０を容易に得ることができる。し
たがって、研磨あるいは加圧を施す必要がないので、製
造工程を増大させることなく、簡便にかつ均一に絶縁層
８０の凹凸を低減することができる。さらに、感光性樹
脂の粘度、ならびに溝付きゴムロールの溝ピッチ、溝深
さ等のゴム形状を変えることにより、感光性樹脂の塗布
量、すなわち絶縁層８０の膜厚を制御することができ
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、平坦化膜の形成方
法に関し、特にビルドアップ基板の絶縁層に好適な平坦
化膜の形成方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置において、ＩＣチップやＬＳ
Ｉチップ等の半導体素子は、半導体パッケージに設けら
れた半導体素子搭載部に搭載されて実用に供されてい
る。樹脂モールドパッケージはセラミック製の半導体パ
ッケージに比べて製造コストが安価であり、特にリード
フレームを用いずにプリント配線板上に半導体素子を搭
載し、プリント配線板の電極部に取付けたはんだボール
等でマザーボードに接続するようにしたＢＧＡ(Ball Gr
id Array) パッケージが注目されている。ＢＧＡパッケ
ージは、ＱＦＰ(Quad Flat Package) 等のリードフレー
ムを用いたパッケージに比べて、リードを面的にとる
ため多ピン化が可能である。リードピッチが大きく、
マウンタ等の精度が甘くてもよいので、製造歩留りが向
上する。製造コストが比較的安価である等の長所を有
している。

【０００３】従来のＢＧＡパッケージは、半導体素子が
プリント配線板の上部に搭載され、ボンディングワイ
ヤ、プリント配線板の配線、プリント配線板の周辺に設
けたスルーホール、プリント配線板の下部の電極部等を
介してはんだボール等に半導体素子の電極部が電気的に
接続されており、半導体素子搭載後にモールド樹脂で封
止されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが上記のＢＧＡ
パッケージにおいては、積層板を積層してめっきスルー
ホールで導体パターンの層間接続を行うスルーホール基
板構造をプリント配線板として用いているので、導体パ
ターンの微細化が困難であるとともに、導体パターンの
層間接続のためには積層した全ての積層板を貫通するス
ルーホールを設ければならない。このため、配線密度を
高めることができず、その結果、半導体装置の小型化が
困難であるという問題があった。

【０００５】そこで、プリント配線板として、ビルドア
ップ基板と称される構造のものがある。このビルドアッ
プ基板は、例えば図６に示すように、積層板等からなる
コア基板１の上に、導体パターン２と感光性樹脂からな
る絶縁層３とをビア４を形成しながら交互に積み上げる
方法（ビルドアップ法）で形成し、ビア４で導体パター
ン２の層間接続を行うものである。なお、スルーホール
５はコア基板１に形成されている。

【０００６】上記のように、プリント配線板としてビル
ドアップ基板を使用すると、導体パターンの微細化が可
能であるとともに、各絶縁層ごとに形成するビアで導体
パターンの層間接続がなされるため、スルーホール基板
の場合より配線密度を高めることができ、したがって半
導体装置の小型化が容易である。

【０００７】しかしながら、従来のビルドアッププリン
ト配線板の製造方法においては、ビアや導体パターンを
形成したコア基板上に感光性絶縁樹脂を塗布したとき、
ビアや導体パターン上に形成される絶縁層に凹凸が形成
される恐れがある。絶縁層に凹凸が形成されると、導体
パターン転写用フォトマスクを用いて絶縁層を露光する
ときの精度が低下したり、現像後の絶縁層の表面に銅め
っきを施した後、エッチングして導体パターンを形成す
るとき、配線の形成精度が低下するという問題があっ
た。さらに、銅めっきのエッチング時に除去すべき部分
が除去されず、配線の短絡の原因となるという問題があ
った。

【０００８】そこで、(1) ビアや導体パターンを形成し
たコア基板上に薄いフィルム状の絶縁樹脂膜を貼付する
ことが行われているが、しかし、貼付時に例えば減圧貼
付法等の気泡を巻き込まない処理を施す必要があった。

【０００９】また、(2) 絶縁層に形成された凸部に機械
研磨あるいは化学研磨を施し、絶縁層の平坦化を図るこ
とが考えられるが、しかし、製造工程が増大し、絶縁層
を均一に研磨するのが困難で、絶縁層の密着性が劣化す
る恐れがあるという問題があった。

【００１０】さらに、(3) 平滑なフィルム上に導体およ
び絶縁体を印刷し、転写することで平坦面を得る方法が
知られているが、しかし、転写による位置精度の確保が
困難であるという問題があった。

【００１１】さらにまた、(4) 熱圧着あるいは加圧熱ロ
ールにより絶縁層形成後に平坦化を図る方法が知られて
いるが、しかし、製造工程が増大し、加圧工程等におけ
る２次的な汚染が発生する恐れがあるという問題があっ
た。

【００１２】本発明は、このような問題を解決するため
になされたものであり、製造工程を増大させることな
く、簡便にかつ均一に凹凸を低減することが可能な平坦
化膜の形成方法を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
平坦化膜の形成方法によると、フラットゴムロールを用
いて凹凸部を有する基板上に液状膜形成材を塗布して乾
燥し、液状膜形成材を塗布し乾燥した基板上に溝付きゴ
ムロールを用いて液状膜形成材を塗布して乾燥し、溝付
きゴムロールを用いて液状膜形成材を塗布し乾燥する工
程を基板上に形成される膜の膜厚が所定厚みになるまで
繰返す。フラットゴムロールを用いることで凹部に液状
膜形成材を充分に塗布し、膜の平坦化を図ることができ
る。その後、乾燥し、溝付きゴムロールを用いて、基板
上に形成される膜の膜厚が所定厚みになるまで液状膜形
成材の塗布および乾燥を繰返すことにより、所望の厚み
の平坦化膜を容易に得ることができる。したがって、簡
便にかつ均一に膜の凹凸を低減することができる。

【００１４】さらに、研磨あるいは加圧を施す必要がな
いので、製造工程を増大させることなく膜の平坦化を図
ることができる。さらにまた、溝付きゴムロールの溝ピ
ッチ、溝深さ等のゴム形状を変えることにより、液状膜
形成材の塗布量、すなわち膜厚を制御することができ
る。

【００１５】本発明の請求項２記載の平坦化膜の形成方
法によると、液状膜形成材の室温における粘度をρｃｐ
ｓとすると、ρは、５００≦ρ≦５０００であるので、フラットゴムロールを用いて液状膜形成材
の塗布量を少なくし、膜の均一塗布を行うことができ
る。さらに、液状膜形成材の粘度を上記の範囲内で任意
に変えることにより、液状膜形成材の塗布量、すなわち
膜厚を制御することができる。

【００１６】本発明の請求項３記載の平坦化膜の形成方
法によると、フラットゴムロールの硬度は、溝付きゴム
ロールの硬度よりも大きいので、膜の均一塗布を確実に
行うとともに、所望の厚みの平坦化膜を確実に得ること
ができる。

【００１７】さらに、溝付きゴムロールの硬度をフラッ
トゴムロールの硬度よりも小さい範囲内で任意に変える
ことにより、液状膜形成材の塗布量、すなわち膜厚を制
御することができる。

【００１８】本発明の請求項４記載の平坦化膜の形成方
法によると、フラットゴムロールの硬度をｈ°とする
と、ｈは、９０≦ｈ≦１００であるので、確実に膜の凹
凸を低減することができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づいて説明する。本発明の平坦化膜の形成方法をビルド
アップ基板の絶縁層の形成方法に適用した一実施例につ
いて、図１〜図５を用いて説明する。

【００２０】まず、ビルドアップ基板の製造方法につい
て述べる。 (1) 図２（Ａ）〜（Ｆ）において、コア基板１０は銅張
積層板であり、紙やガラス繊維などの補強基材に樹脂を
含浸させたシート（プリプレグ）を重ね、加圧加熱処理
して得た絶縁板（積層板）の両面または片面に銅箔を張
り付けたものである。積層板としては、例えばガラス布
にエポキシ樹脂を含浸させた両面銅張積層板を用いるこ
とができる。銅箔には、公知のフォトエッチング法によ
って導体パターン２０が形成されている。

【００２１】(2) 図２（Ａ）に示すように、コア基板１
０の片面に液状膜形成材としての感光性樹脂、例えばエ
ポキシアクリレート系のネガ型液状感光性樹脂をロール
コーター法により塗布し、厚みが約３０μｍの絶縁層３
０を形成する。そして、絶縁層３０を形成した積層体４
０を低温の恒温槽に入れ、感光性樹脂の溶媒中に含まれ
る揮発性有機溶剤を除いて乾燥させ、膜質を適当に硬化
させる。次に、所望のビアパターンを焼付けた図示しな
いフォトマスクを絶縁層３０に密着させ、あるいは僅か
に離して位置合わせを行い、例えば白色光等の適切な波
長の光を照射して露光する。その後、絶縁層３０の表面
を粗化して絶縁層３０の表面にめっき触媒を付与する。

【００２２】(3) 図２（Ｂ）に示すように、無電解銅め
っきおよび電解銅めっきにより銅のめっき被膜５０を形
成する。その後、銅のめっき被膜５０上に感光性樹脂を
ロールコーター法により塗布して乾燥させ、これを露光
現像処理して図２（Ｃ）に示すように、エッチングレジ
スト６０のパターンを形成する。

【００２３】(4) 銅のめっき被膜５０のうちのエッチン
グレジスト６０のパターンから露出する部分をエッチン
グして図２（Ｄ）に示すように、配線層７０を形成す
る。その後、エッチングレジスト６０を剥離除去して図
２（Ｅ）に示すように、配線層７０を表面処理する。

【００２４】(5) 配線層７０および絶縁層３０上に感光
性樹脂をロールコーター法により塗布して乾燥させ、図
２（Ｆ）に示すように、次の層の絶縁層８０を形成する
とともに、これを露光現像処理してビアホール９０を形
成する。以後、上記の各工程を必要な積層数となるまで
繰り返してビルドアップ基板が製造される。

【００２５】次に、感光性樹脂の塗布方法について詳細
に説明する。図３（Ａ）および（Ｂ）に示すように、ビアや導体
パターンに起因した凹凸部を有する基板１１０上にフラ
ットゴムロール１２０を用いて感光性樹脂２００を塗布
し、乾燥する。ここで、感光性樹脂２００の粘度をρｃ
ｐｓとすると、ρは、５００≦ρ≦５０００である。また、フラットゴムロール１２０は、ウレタ
ン、シリコン、バイトン等のゴムからなり、その硬度を
ｈ°とすると、ｈは、９０≦ｈ≦１００である。このとき、感光性樹脂２００の塗布量を少なく
し、均一塗布を行うことで、凹部に感光性樹脂２００を
充分に塗布することができる。

【００２６】図４（Ａ）および（Ｂ）に示すよう
に、感光性樹脂２００を塗布し乾燥した基板１３０上に
溝付きゴムロール１４０を用いて感光性樹脂２００を塗
布し、乾燥する。ここで、溝付きゴムロール１４０は、
ウレタン、シリコン、バイトン等のゴムからなり、その
硬度をｈ₁°とすると、ｈ₁は、５５≦ｈ₁≦６５である。また、溝付きゴムロール１４０の溝ピッチは３
６０±３６ｍｍであり、溝深さは２５０±２５ｍｍであ
る。

【００２７】図５（Ａ）および（Ｂ）に示すよう
に、溝付きゴムロール１４０を用いて感光性樹脂２００
を塗布し乾燥した基板１５０上に溝付きゴムロール１６
０を用いて、基板上に形成された絶縁層の膜厚が所定厚
みになるまで感光性樹脂２００を塗布し、乾燥する。こ
こで、本実施例における所定厚みは３０μｍであり、溝
付きゴムロール１６０による塗布回数は１回である。ま
た、溝付きゴムロール１６０は、ウレタン、シリコン、
バイトン等のゴムからなり、その硬度をｈ₂°とする
と、ｈ₂は、５５≦ｈ₂≦６５である。また、溝付きゴムロール１６０の溝ピッチは６
４０±６４ｍｍであり、溝深さは４４０±４４ｍｍであ
る。このとき、溝付きゴムロール１６０の硬度をフラッ
トゴムロール１２０の硬度よりも小さい範囲内で任意に
変えたり、溝付きゴムロール１６０の溝ピッチや溝深さ
を変えることにより、感光性樹脂２００の塗布量を制御
することができる。さらに、感光性樹脂２００の粘度を
５００〜５０００ｃｐｓの範囲内で任意に変えることに
より、感光性樹脂２００の塗布量を制御することができ
る。

【００２８】次に、上記の、およびの工程により
形成した絶縁層の凹み量を試験した結果について表１に
示す。また、フラットゴムロール１２０を用いずに基板
上に感光性樹脂２００を塗布した比較例１、２および３
について絶縁層の凹み量を試験した結果についても表１
に示す。なお、各ゴムロールの硬度、溝ピッチおよび溝
深さについて表２および表３に示す。表１においては、
図１に示すように、導体パターン２０および配線層７０
からなるトップ径ｄ＝９０μｍのビア上に形成した厚み
ｔ＝３０μｍの絶縁層８０の凹み量ｈを試験したもので
あり、試験数はｎ＝１００である。また、表２における
フラットゴムロール＃２は図３に示すフラットゴムロー
ル１２０に相当し、表３における溝付きゴムロール＃１
は図４に示す溝付きゴムロール１４０に相当し、表３に
おける溝付きゴムロール＃２は図５に示す溝付きゴムロ
ール１６０に相当する。

【００２９】

【表１】

【表２】

【表３】

【００３０】表１、表２および表３に示すように、比較
例１においては、溝ピッチが３６０±３６ｍｍであり、
溝深さが２５０±２５ｍｍの溝付きゴムロール＃１を用
いて基板上に感光性樹脂２００を３回塗布し乾燥したも
のであって、絶縁層の凹み平均値は１４．７μｍであっ
た。また比較例２においては、溝ピッチが６４０±６４
ｍｍであり、溝深さが４４０±４４ｍｍの溝付きゴムロ
ール＃２を用いて基板上に感光性樹脂２００を２回塗布
し乾燥したものであって、絶縁層の凹み平均値は１６．
９μｍであった。また比較例３においては、硬度が６０
°±５°のフラットゴムロール＃１を用いて基板上に感
光性樹脂２００を１回塗布し乾燥した後、溝付きゴムロ
ール＃１を用いて基板上に感光性樹脂２００を１回塗布
し乾燥した後、さらに溝付きゴムロール＃２を用いて基
板上に感光性樹脂２００を１回塗布し乾燥したものであ
って、絶縁層の凹み平均値は８．６μｍであった。

【００３１】したがって、比較例１、２および３におい
ては、フォトマスクを用いて絶縁層を露光するときの精
度が低下したり、現像後の絶縁層の表面に銅めっきを施
した後、エッチングして導体パターンを形成するとき、
配線の形成精度が低下する恐れがある。さらに、銅めっ
きのエッチング時に除去すべき部分が除去されず、配線
の短絡の原因となる恐れがある。

【００３２】一方本実施例においては、表１に示すよう
に、硬度が９５°±５°のフラットゴムロール＃２を用
いて基板１１０上に感光性樹脂２００を１回塗布し乾燥
した後、溝付きゴムロール＃１を用いて基板１３０上に
感光性樹脂２００を１回塗布し乾燥した後、さらに溝付
きゴムロール＃２を用いて基板１５０上に感光性樹脂２
００を１回塗布し乾燥したものであって、絶縁層８０の
凹み平均値は４．８μｍであった。

【００３３】したがって、本実施例においては、フォト
マスクを用いて絶縁層を露光するときの精度が低下した
り、現像後の絶縁層の表面に銅めっきを施した後、エッ
チングして導体パターンを形成するとき、配線の形成精
度が低下したりすることを防止し、銅めっきのエッチン
グ時に除去すべき部分が除去されず、配線の短絡の原因
となることを防止することができる。

【００３４】以上説明した本発明の一実施例において
は、硬度が９５°±５°のフラットゴムロール＃２を用
いて、粘度が５００〜５０００ｃｐｓの感光性樹脂２０
０を基板上に塗布することにより、感光性樹脂２００の
塗布量を少なくし、均一塗布を行うことで、凹部に感光
性樹脂２００を充分に塗布することができる。その後、
乾燥し、溝付きゴムロール＃１および＃２を用いて感光
性樹脂２００の塗布厚みが所定厚みになるまで塗布およ
び乾燥を繰返すことにより、所望の厚みの平坦な絶縁層
８０を容易に得ることができる。したがって、簡便にか
つ均一に絶縁層８０の凹凸を低減することができる。

【００３５】さらに本実施例においては、研磨あるいは
加圧を施す必要がないので、製造工程を増大させること
なく絶縁層８０の平坦化を図ることができる。さらにま
た、本実施例においては、感光性樹脂２００の粘度、な
らびに溝付きゴムロール＃１および＃２の溝ピッチ、溝
深さ等のゴム形状を変えることにより、感光性樹脂２０
０の塗布量、すなわち絶縁層８０の膜厚を制御すること
ができる。

【００３６】本実施例では、銅張積層板をコア基板１０
に用いたが、本発明では、基板はその材質および構成に
限定されず、樹脂製フィルム等を用いてもよい。また、
本実施例では、サブトラクティブ法により製造されるビ
ルドアップ基板の絶縁層の形成方法に適用したが、本発
明では、セミアディティブ法あるいはフルアディティブ
法により製造されるビルドアップ基板の絶縁層の形成方
法に適用可能なことはいうまでもない。

【００３７】また本発明においては、ビルドアップ基板
の絶縁層の形成方法に限らず、様々な形の凹凸部を有す
る基板上に平坦化膜を形成する方法に適用することは可
能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】ビルドアップ基板の絶縁層の形成方法に本発明
を適用した一実施例を説明するための模式的断面図であ
る。

【図２】（Ａ）〜（Ｆ）は、ビルドアップ基板の製造方
法を説明するための模式的断面図である。

【図３】（Ａ）および（Ｂ）は、本発明の一実施例によ
る感光性樹脂の塗布方法を説明するための模式図であ
る。

【図４】（Ａ）および（Ｂ）は、本発明の一実施例によ
る感光性樹脂の塗布方法を説明するための模式図であ
る。

【図５】（Ａ）および（Ｂ）は、本発明の一実施例によ
る感光性樹脂の塗布方法を説明するための模式図であ
る。

【図６】従来のビルドアップ基板を示す模式的断面図で
ある。

【符号の説明】

１０コア基板２０導体パターン３０、８０絶縁層５０銅のめっき被膜６０エッチングレジスト７０配線層９０ビアホール１１０、１３０、１５０基板１２０フラットゴムロール１４０、１６０溝付きゴムロール２００感光性樹脂（液状膜形成材）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考） // Ｂ０５Ｃ 1/02 １０２Ｂ０５Ｃ 1/02 １０２

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】凹凸部を有する基板上に平坦化膜を形成
する方法であって、フラットゴムロールを用いて前記基板上に液状膜形成材
を塗布し、乾燥する工程と、前記フラットゴムロールを用いて前記液状膜形成材を塗
布し乾燥した基板上に溝付きゴムロールを用いて前記液
状膜形成材を塗布し、乾燥する工程と、前記溝付きゴムロールを用いて前記液状膜形成材を塗布
し乾燥する工程を前記基板上に形成される膜の膜厚が所
定厚みになるまで繰返す工程と、を含むことを特徴とする平坦化膜の形成方法。
【請求項２】前記液状膜形成材の室温における粘度を
ρｃｐｓとすると、ρは、５００≦ρ≦５０００であることを特徴とする請求項１記載の平坦化膜の形成
方法。
【請求項３】前記フラットゴムロールの硬度は、前記
溝付きゴムロールの硬度よりも大きいことを特徴とする
請求項１または２記載の平坦化膜の形成方法。
【請求項４】前記フラットゴムロールの硬度をｈ°と
すると、ｈは、９０≦ｈ≦１００であることを特徴とする請求項３記載の平坦化膜の形成
方法。