JP2004214271A - 片面積層配線基板及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】反りが少なくてパターン形成精度に優れた片面積層配線基板を提供すること。
【解決手段】本発明の片面積層配線基板１１は、第１主面１３及び第２主面１４を有し、１５０℃以上２００℃以下の温度域全般において曲げ弾性率が１０ＧＰａ以上である樹脂製または金属製のコア基板１２と、第１主面１３上にのみ形成されたビルドアップ層１８とを備える。このようなコア基板１２は、例えば、ガラス布基材と、熱硬化性樹脂と、セラミックフィラーとを含んで構成される。
【選択図】 図１１
【解決手段】本発明の片面積層配線基板１１は、第１主面１３及び第２主面１４を有し、１５０℃以上２００℃以下の温度域全般において曲げ弾性率が１０ＧＰａ以上である樹脂製または金属製のコア基板１２と、第１主面１３上にのみ形成されたビルドアップ層１８とを備える。このようなコア基板１２は、例えば、ガラス布基材と、熱硬化性樹脂と、セラミックフィラーとを含んで構成される。
【選択図】 図１１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、片面にのみビルドアップ層を有する片面積層配線基板及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電気機器、電子機器等の小型化に伴い、これらの機器に搭載される配線基板等にも小型化や高密度化が要求されている。かかる市場の要求に応えるべく、配線基板の多層化技術が検討されている。多層化の方法としては、樹脂絶縁層と導体層とを交互に積層してなるビルドアップ層をコア基板の両方の主面に積層形成する方法（いわゆるビルドアップ法）が採用されることが多い。また最近では、ビルドアップ層を片方の主面にのみ備える片面積層配線基板も提案されている（例えば、特許文献１参照）。このような片面積層配線基板は、例えば以下の工程を経て製造される。
【０００３】
あらかじめ導体層がパターニングされているコア基板を２枚用意する。これら２枚のコア基板を積層配置するとともに、それらのビルドアップ層非形成面同士の間にプリプレグ及び離型シートを介在させておく。この状態で加熱プレスを行い、２枚のコア基板を貼り合わせる。ここで、貼り合わされた２枚のコア基板におけるビルドアップ層形成面に樹脂絶縁層及び導体層を交互に積層することでビルドアップ層を形成する。そして、貼り合わされた２枚のコア基板を離型シートの箇所で剥離して２分割し、それぞれ配線基板とする。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−３６２３７号公報（図６等）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ビルドアップ層を片面にのみ備える片面積層配線基板の場合、主としてビルドアップ層形成面側に大きな応力が働くという性質がある。よって、ビルドアップ層を両面に備える両面積層配線基板とは異なり、ビルドアップ層形成面側に凹となる反りが生じやすい。このような反りは、各工程での治具のセットを困難にしたり、パターン形成工程での位置合わせ精度を大幅に悪化させたりする原因となる。従って、パターン形成精度に優れたビルドアップ片面積層配線基板を高い歩留まりで製造するためには、このような配線基板の反りを極力低減しておく必要がある。
【０００６】
ここで、配線基板の反りの低減を目的として剛性の高いコア基板、例えば曲げ弾性率の高いコア基板を用いたものも従来提案されているが、現状では反りを効果的に低減させるには至っていない。
【０００７】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、反りが少なくてパターン形成精度に優れた片面積層配線基板及びその製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段、作用及び効果】
そこで、上記課題を解決すべく本願発明者らが鋭意研究を行ったところ、下記のような知見を得た。即ち、片面積層配線基板におけるビルドアップ層の形成工程において樹脂絶縁層を形成する際には、樹脂材料をＴｇ点（ガラス転移点）付近またはそれ以上の温度に加熱してキュアする必要がある。このとき、片面積層配線基板を構成している樹脂材料は熱膨張及び硬化収縮を伴うため、特にこの過程でコア基板に大きな応力が働くことになる。しかしながら、従来の高曲げ弾性率のコア基板の特性を調査したところ、その曲げ弾性率の値は常温で高い反面、高温になるに従って次第に低下し、約１５０℃を超えると急激に低下することを知見した。つまり、従来の高曲げ弾性率のコア基板では、大きな応力が作用する１５０℃以上の温度域での剛性が不足している。それゆえ、コア基板が樹脂絶縁層の熱膨張及び硬化収縮に伴う応力に十分に耐えることができず、これが原因となって配線基板の反りの効果的な低減が図れないことがわかった。
【０００９】
そこで、本願発明者らは上記知見に基づいて、１５０℃以上の温度域におけるコア基板の剛性を高めれば、配線基板の反りを効果的に低減しうるものと予想し、最終的に下記の課題解決手段を想到するに至ったのである。
【００１０】
そして上記課題を解決するための手段としては、第１主面及び第２主面を有し、１５０℃以上２００℃以下の温度域全般において曲げ弾性率が１０ＧＰａ以上である樹脂製または金属製のコア基板と、前記第１主面上にのみ形成されたビルドアップ層とを備えることを特徴とする片面積層配線基板がある。
【００１１】
従って、この片面積層配線基板によれば、１５０℃以上２００℃以下の温度域の全般、言い換えるとビルドアップ層の形成時における加熱温度域の全般において、コア基板に高い剛性が確保される。それゆえ、配線基板を構成している樹脂材料の硬化収縮及び熱膨張に伴う応力に耐えることが可能となり、もって配線基板の反りを効果的に低減することができる。
【００１２】
また、別の解決手段としては、第１主面及び第２主面を有し、１５０℃以上２００℃以下の温度域全般において曲げ弾性率が１０ＧＰａ以上である樹脂製または金属製のコア基板を２枚用いるとともに、それらコア基板の前記両第２主面を対向配置し、離型シートを介して前記両コア基板同士を貼り合わせる工程と、貼り合わされた前記両コア基板の前記第１主面上にのみビルドアップ層を形成する工程と、貼り合わされた前記両コア基板を前記離型シートの箇所で剥離して２分割する工程とを含むことを特徴とする片面積層配線基板の製造方法がある。
【００１３】
従って、この製造方法によると、２枚のコア基板を貼り合わせることによりトータルの厚さが厚くなるため、剛性が高くなった状態でビルドアップ層の形成を行うことができる。しかも、前記コア基板は１５０℃以上２００℃以下の温度域全般における剛性が高い。以上のことから、ビルドアップ層の形成時に発生する応力（即ち配線基板を構成している樹脂材料の硬化収縮及び熱膨張に伴う応力）に耐えることが可能となる。よって、配線基板の反りを効果的に低減することができ、パターン形成精度に優れた配線基板を高い歩留まりで得ることができる。しかも、貼り合わされた２枚のコア基板間には離型シートが介在されるので、両コア基板を剥離して２分割する工程を比較的容易に実施することができる。また、その際にコア基板に大きな応力が加わることを防止することができる。
【００１４】
以下、上記片面積層配線基板及びその製造方法について詳細に説明する。
【００１５】
前記コア基板は、樹脂製または金属製であってかつ１５０℃以上２００℃以下の温度域全般において１０ＧＰａ以上の曲げ弾性率を有している必要がある。より好ましいコア基板としては、例えば、１５０℃以上２００℃以下の温度域全般において１２ＧＰａ以上の曲げ弾性率を有しているものや、１５０℃以上２５０℃以下の温度域全般において１０ＧＰａ以上の曲げ弾性率を有しているもの、などを挙げることができる。
【００１６】
コア基板の曲げ弾性率が前記温度域全般において１０ＧＰａ未満であると、ビルドアップ層の形成時にコア基板に十分高い剛性を確保できなくなる。従って、配線基板を構成している樹脂材料の硬化収縮及び熱膨張に伴う応力に耐えることができなくなる。また、１５０℃以上２００℃以下の温度域において部分的に１０ＧＰａ以上の曲げ弾性率を有していたとしても、前記温度域において全般的に１０ＧＰａ以上の曲げ弾性率を有していなければ、やはりビルドアップ層の形成時にコア基板に十分高い剛性を確保できなくなる。
【００１７】
前記金属製のコア基板としては、１５０℃以上２００℃以下の温度域全般において１０ＧＰａ以上の曲げ弾性率を有するという条件を満たしていれば、任意のものを選択することができる。金属製のコア基板の具体例としては、例えば、銅板や銅合金板、銅以外の金属単体や、銅以外の金属の合金からなる板材などが挙げられる。前記銅以外の金属の合金としては、ステンレス（Ｆｅ−Ｃｒ系、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｎｉ系などの鉄合金）、アンバー（Ｆｅ−Ｎｉ系合金、３６％Ｎｉ）、いわゆる４２アロイ（Ｆｅ−Ｎｉ系合金、４２％Ｎｉ）、いわゆる５０アロイ（Ｆｅ−Ｎｉ系合金、５０％Ｎｉ）、ニッケル合金(Ｎｉ−Ｐ系、Ｎｉ−Ｂ系、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｐ系)、コバルト合金(Ｃｏ−Ｐ系、Ｃｏ−Ｂ系、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｐ系)、スズ合金(Ｓｎ−Ｐｂ系、Ｓｎ−Ｐｂ−Ｐｄ系)などがある。これらの中でも特に、アンバー、４２アロイ、５０アロイといったＦｅ−Ｎｉ系合金をコア基板用金属材料として用いることがよい。これら金属材料を用いたコア基板であれば、１５０℃以上２００℃以下の温度域全般において１０ＧＰａ以上の曲げ弾性率を有するという条件を実現しやすいからである。
【００１８】
また、前記樹脂製のコア基板としては、１５０℃以上２００℃以下の温度域全般において１０ＧＰａ以上の曲げ弾性率を有するという条件を満たしていれば、任意のものを選択することができる。ここで、好適な樹脂製のコア基板の例としては、無機材料からなる基材（マトリクス材）と、熱硬化性樹脂と、無機フィラーとを含んで構成されるものを挙げることができる。
【００１９】
無機材料からなるマトリクス材としては、絶縁性の無機繊維材料を二次元的にまたは三次元的に集積させた基材を指し、その具体例としてはガラス布基材などがある。熱硬化性樹脂としては、例えば、ＥＰ樹脂（エポキシ樹脂）、ＰＩ樹脂（ポリイミド樹脂）、ＢＴ樹脂（ビスマレイミド−トリアジン樹脂）、ＰＰＥ樹脂（ポリフェニレンエーテル樹脂）などがある。なお、熱硬化性樹脂を用いる理由は、加熱によって軟化する熱可塑性樹脂を用いてコア基板を構成した場合、１５０℃以上２００℃以下の温度域全般において１０ＧＰａ以上という高い曲げ弾性率の実現が不可能だからである。無機フィラーとしては、シリカやアルミナ等のような絶縁性のセラミックスからなるフィラーや、ガラス等からなるフィラーなどがある。そして、上記コア基板のより具体的な好適例としては、ガラス布基材と、熱硬化性樹脂と、セラミックフィラーとを含んで構成されるものを挙げることができる。
【００２０】
なお、コア基板における第１主面及び第２主面のうちの少なくとも一方には、必要に応じて所定パターンの導体層があらかじめ形成されていてもよい。また、前記コア基板には第１主面及び第２主面を連通させるスルーホール導体があらかじめ形成されていてもよい。
【００２１】
次に、上述したようなコア基板を２枚用意するとともに、それらの前記両第２主面を対向配置し、離型シートを介して前記両コア基板同士を貼り合わせる工程を行う。なお、貼り合わされる２枚のコア基板は同じもの（同じ材料を用いて構成されたもの）であることがよい。例えば、高温での剛性に優れたコア基板を２枚用いたときでも、それらの熱膨張係数差が大きい場合には、ビルドアップ層の形成時に反りの原因となる応力が発生するおそれがある。これに対し、同じ材料を用いて構成されたコア基板同士であれば基本的に熱膨張係数もほぼ等しいため、貼り合わせた状態で加熱したとしてもそれほど大きな応力は発生しないからである。
【００２２】
前記２枚のコア基板同士を貼り合わせる場合、対向配置されたコア基板のビルドアップ層非形成面（第２主面）間には少なくとも離型シートが介在される。ここで離型シートとは、離型性のよい表面を有するシート状物を指す。かかる離型シートは１５０℃以上２００℃以下にて耐熱性を有していることが好ましい。また、離型シートは１枚のみでもよいほか、複数枚重ね合わせたものでもよい。
【００２３】
２枚のコア基板同士を貼り合わせる際、離型シートとコア基板のビルドアップ層非形成面（第２主面）との間にさらに樹脂層が配置される（言い換えると、離型シートは一対の樹脂層によって挟まれる）ことがよい。かかる樹脂層は、離型シートとビルドアップ層非形成面（第２主面）とを一時的に接合する役割を果たすとともに、配線基板となった段階で樹脂絶縁層として機能する。その具体例を挙げると、無機または有機繊維材料製のシート材に熱硬化性樹脂を含浸させてなるプリプレグや、特にシート材を含まず熱硬化性樹脂を主成分とする接着剤などがある。剛性の向上という観点からすると、シート材を含んで構成されるプリプレグを選択することが好ましい。
【００２４】
そして、２枚のコア基板と離型シート（あるいは２枚のコア基板と離型シートと樹脂層）からなる積層体を加熱下でプレスし、これによって各層を接着して一体化させる。
【００２５】
次に、貼り合わされた両コア基板のビルドアップ層形成面（第１主面）上にのみビルドアップ層を形成する工程を行う。ここでビルドアップ層とは、樹脂絶縁層と導体層とを交互に積層してなるものを意味する。より具体的にいうと、キュア温度が１５０℃以上２００℃以下の樹脂材料からなる樹脂絶縁層と、銅めっき層などからなる導体層とを交互に積層してなるものを意味する。なお、形成されるビルドアップ層の厚さ及び層数は極力同じに設定することがよい。その理由は、上記設定によれば前記積層体の表裏面にて同程度の応力が発生するため、表裏面で応力がバランスするからである。
【００２６】
前記ビルドアップ層を構成する樹脂絶縁層としては熱硬化性樹脂が好適であり、その具体例を挙げると、ＥＰ樹脂（エポキシ樹脂）、ＰＩ樹脂（ポリイミド樹脂）、ＢＴ樹脂（ビスマレイミド−トリアジン樹脂）などがある。一方、前記導体層は、例えば、銅、銅合金、ニッケル、ニッケル合金、スズ、スズ合金などといった導電性金属材料からなる。
【００２７】
前記ビルドアップ層を構成する導体層は、サブトラクティブ法、セミアディティブ法、フルアディティブ法などといった公知の手法によって形成可能である。具体的にいうと、例えば、銅箔のエッチング、無電解銅めっきあるいは電解銅めっき、無電解ニッケルめっきあるいは電解ニッケルめっきなどの手法を用いることができる。なお、スパッタやＣＶＤ等の手法により金属層を形成した後にエッチングを行うことで導体層をパターン形成したり、導電性ペースト等の印刷により導体層をパターン形成したりすることも可能である。なお、導体層として銅めっきを選択した場合、銅めっき層の平均厚さは通常（１０μｍ程度）よりも厚めに、具体的には２０μｍ以上、特には２５μｍ以上に設定されることがよい。その理由は、銅は樹脂よりも熱膨張係数が相対的に小さいため、銅めっき層を厚くすることでビルドアップ層全体としての熱膨張係数が小さくなるからである。
【００２８】
そして、貼り合わされた前記両コア基板を前記離型シートの箇所で剥離して２分割する工程を行い、隠れていたビルドアップ層非形成面（第２主面）を露出させる。この後、必要に応じてビルドアップ層非形成面（第２主面）に接続端子等を設ければ、最終的に２つの片面積層配線基板を得ることができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した一実施形態の片面積層配線基板１１及びその製造方法を図１〜図１２に基づき詳細に説明する。
【００３０】
図１〜図１１は片面積層配線基板１１の製造手順を説明するための部分概略断面図であり、図１２は実施例及び比較例に関する片面積層配線基板１１の評価試験の結果を示した表である。
【００３１】
図１１に示されるように、本実施形態の片面積層配線基板１１はその中心部に樹脂製のコア基板１２を備えている。コア基板１２のビルドアップ層形成面１３（第１主面）側には、図示しない半導体集積回路チップが搭載可能となっている。一方、コア基板１２のビルドアップ層非形成面１４（第２主面）側には、図示しないマザーボードが接続可能となっている。本実施形態で用いるコア基板１２は、高温域での曲げ弾性率が従来品よりも優れたものであって、ガラス布基材内の空隙にエポキシ樹脂（熱硬化性樹脂）及びシリカフィラー（セラミックスフィラー）を含浸させたものである。
【００３２】
コア基板１２のビルドアップ層形成面１３及びビルドアップ層非形成面１４には、厚さ約２０μｍの銅からなる導体層２１，２２がそれぞれ所定パターンで形成されている。また、コア基板１２における複数箇所には、コア基板１２のビルドアップ層形成面１３及びビルドアップ層非形成面１４を連通させるようにしてスルーホール導体１５が形成されている。かかるスルーホール導体１５は、コア基板１２のビルドアップ層形成面１３側の導体層２１と、ビルドアップ層非形成面１４側の導体層２２とを接続導通している。なお、スルーホール導体１５内にできる空洞部には、導電性を有する閉塞体１６が充填されている。
【００３３】
図１１に示されるように、コア基板１２のビルドアップ層形成面１３側にはビルドアップ層１８が形成されている。前記ビルドアップ層１８は、樹脂絶縁層３１，５１，７１と導体層４１，６１とを交互に積層した構造を有している。
【００３４】
第１層めの樹脂絶縁層３１はコア基板１２のビルドアップ層形成面１３の表面上に形成されている。前記第１層めの樹脂絶縁層３１は、その厚さが約３０μｍに設定されていて、無機フィラー入りのエポキシ樹脂からなる。第１層めの導体層４１は厚さ約２５μｍの銅めっきからなり、第１層めの樹脂絶縁層３１の表面上に所定のパターンで形成されている。第２層めの樹脂絶縁層５１は、第１層めの樹脂絶縁層３１の表面上に形成されている。前記第２層めの樹脂絶縁層５１は、その厚さが約３０μｍに設定されていて、無機フィラー入りのエポキシ樹脂からなる。第２層めの導体層６１は厚さ約２５μｍの銅めっきからなり、第２層めの樹脂絶縁層５１の表面上に所定のパターンで形成されている。第３層めの樹脂絶縁層７１は、感光性エポキシ樹脂を用いて第２層めの樹脂絶縁層５１の表面上に形成されている。かかる第３層めの樹脂絶縁層７１は、第２層めの導体層６１を保護するいわゆるソルダーレジストとしての役割を果たしている。
【００３５】
第１層めの樹脂絶縁層３１には、無電解銅めっきによってブラインドビアホール導体３２が形成されている。かかるブラインドビアホール導体３２は、コア基板１２のビルドアップ層形成面１３に直接パターン形成された導体層２１と、第１層めの導体層４１とを接続導通している。また、第２層めの樹脂絶縁層５１には、無電解銅めっきによってブラインドビアホール導体５２が形成されている。かかるブラインドビアホール導体５２は、第１層めの導体層４１と、第２層めの導体層６１とを接続導通している。
【００３６】
ソルダーレジストとして機能する第３層めの樹脂絶縁層７１には、複数の開口部７２が設けられている。これらの開口部７２は、第３層めの導体層６１の一部（即ちパッド部）を露出させている。前記パッド部の表面上にはニッケル−金めっきが施されている。このようなパッド部上には、さらに突起電極であるはんだバンプ７３が設けられている。はんだバンプ７３の頂点は、第３層めの樹脂絶縁層７１の表面よりも突出している。これらのはんだバンプ７３には、上記半導体集積回路チップ側のバンプが接合されるようになっている。
【００３７】
一方、図１１に示されるように、コア基板１２のビルドアップ層非形成面１４側にはビルドアップ層１８は形成されておらず、その代わりに導体層２２を保護するソルダーレジストである樹脂絶縁層３３が形成されている。樹脂絶縁層３３における複数の箇所には、スルーホール導体１５の位置に対応して開口部３４が形成されている。そして、これらの開口部３４には、マザーボード側との接続のための端子ピン３５がはんだ層３６を介して接合されている。
【００３８】
次に、この片面積層配線基板１１を製造する方法について順に説明する。
【００３９】
まず、コア基板１２を下記の要領で作製する。
【００４０】
絶縁基材８５の両面に銅箔８６を貼着してなる図１のような銅張積層板８１を出発材料として用いた。より具体的にいうと、松下電工株式会社製の絶縁基材８５（商品名「ＭＥＧＴＲＯＮ Ｒ５７１５Ｅ」、厚さ０．８ｍｍ、４１０ｍｍ角）の両面に銅箔８６を貼着したものを用いた。そして、この銅張積層板８１にＹＡＧレーザーまたは炭酸ガスレーザーを用いてレーザー加工を行うことにより、表裏を貫通する貫通孔８２を形成する（図２参照）。次に、前記貫通孔８２の内面に無電解銅めっきを施してスルーホール導体１５を形成する（図３参照）。ここでスルーホール導体１５を閉塞体１６で閉塞した後、前記銅張積層板８１の表面のほぼ全体（銅箔８６の表面及び閉塞体１６の端面）に電解銅めっきを施す（図４参照）。次に、ビルドアップ層形成面１３及びビルドアップ層非形成面１４の銅箔８６のエッチングによって導体層２１，２２をパターニングする（図５参照）。
【００４１】
なお、本実施形態ではいわゆる多数個取りの手法を採用しているため、１枚のパネル内にはコア基板１２に相当するピースが複数個連結した状態で存在している。説明の便宜上、コア基板１２が複数個連結した状態のものについても「コア基板１２」と呼ぶことにする。
【００４２】
上記のようなコア基板１２を２枚用意し、それらのビルドアップ層非形成面１４を対向配置する。このとき、対向配置されたコア基板１２のビルドアップ層非形成面１４間に離型シート８３を介在させるとともに、離型シート８３とビルドアップ層非形成面１４との間にプリプレグ８４を配置する（図６参照）。本実施形態では、離型性のよい表面を有する厚さ約３００μｍの樹脂板を、離型シート８３として用いている。また、ガラス布基材にエポキシ樹脂を含浸させた、厚さ約６０μｍのプリプレグ８４を用いている。
【００４３】
そして、２枚のコア基板１２と、１枚の離型シート８３と、２枚のプリプレグ８４とからなる積層体を、図示しないラミネート装置の熱板間にセットする。そして、前記積層体の厚さ方向に所定の圧力を付加して加熱下でプレスする。その結果、プリプレグ８４から滲出する樹脂の接着作用によって、各層が一体化する（図７参照）。
【００４４】
次に、ビルドアップ層１８を下記の要領で形成する。
【００４５】
まず、コア基板１２のビルドアップ層形成面１３（第１主面）の表面上にエポキシ樹脂を塗布した後、１８０℃〜２００℃程度の温度に所定時間加熱してキュアする。これによりエポキシ樹脂を硬化させ、第１層めの樹脂絶縁層３１とする。次に、炭酸ガスレーザーを用いたレーザー孔あけ加工を実施することにより、第１層めの樹脂絶縁層３１における所定箇所に盲孔を穿孔する。そして、盲孔内に無電解銅めっきを施すことにより、ブラインドビアホール導体３２を形成する。なお、本実施形態ではいわゆるフィルドビアを形成している。また、従来公知の手法によって、第１層めの樹脂絶縁層３１の表面上に第１層めの導体層４１をパターン形成する。具体的には、無電解銅めっきの後、露光・現像を行って所定パターンのめっきレジストを形成する。この状態で無電解銅めっき層を共通電極として電解銅めっきを施した後、まずレジストを溶解除去して、さらに不要な無電解銅めっき層をエッチングで除去する。
【００４６】
次に、第１層めの樹脂絶縁層３１の表面上にエポキシ樹脂を塗布した後、１８０℃〜２００℃程度の温度に所定時間加熱してキュアする。これによりエポキシ樹脂を硬化させ、第２層めの樹脂絶縁層５１とする。次に、炭酸ガスレーザーを用いたレーザー孔あけ加工を実施することにより、第２層めの樹脂絶縁層５１における所定箇所に盲孔を穿孔する。そして、盲孔内に無電解銅めっきを施すことにより、ブラインドビアホール導体５２を形成する。また、上述した従来公知の手法によって、第２層めの樹脂絶縁層５１の表面上に第２層めの導体層６１をパターン形成する。
【００４７】
次に、第２層めの樹脂絶縁層５１の表面上にエポキシ樹脂を塗布した後、１８０℃〜２００℃程度の温度に所定時間加熱してキュアする。これによりエポキシ樹脂を硬化させ、第３層めの樹脂絶縁層７１とする。次に、炭酸ガスレーザーを用いたレーザー孔あけ加工を実施することにより、第３層めの樹脂絶縁層７１における所定箇所、即ちパッド部に対応した箇所に開口部７２を形成する。そして、開口部７２から露出するパッド部の表面上に無電解ニッケルめっき及び無電解金めっきを順次施した後、さらにはんだ印刷等によってはんだバンプ７３を形成する。以上の結果、図８に示すような状態の積層体、つまりビルドアップ層形成面１３にそれぞれビルドアップ層１８を有する積層体が得られる。
【００４８】
次に、前記積層体を離型シート８３の箇所（具体的には、プリプレグ８４に由来する樹脂絶縁層３３と離型シート８３との界面）で剥離して２分割する。その結果、内層に隠れていたビルドアップ層非形成面１４（第２主面）側の樹脂絶縁層３３を露出させる（図９参照）。この後、炭酸ガスレーザーを用いたレーザー孔あけ加工を実施することにより、樹脂絶縁層３３における所定箇所に開口部３４を形成する（図１０参照）。そして、前記積層体を４５ｍｍ角のピースに切り離し、開口部３４に端子ピン３５をはんだ付けすれば、図１１の片面積層配線基板１１が完成する。さらに片面積層配線基板１１のはんだバンプ７３と、半導体集積回路チップ側のバンプとを接合すれば、所望のオーガニックパッケージを得ることができる。
【００４９】
続いて、本実施形態の片面積層配線基板１１に関する評価試験を下記のごとく行った。
【００５０】
［曲げ弾性率の比較］
コア基板１２の出発材料となる絶縁基材８５、即ち先に挙げた松下電工株式会社製の「ＭＥＧＴＲＯＮ Ｒ５７１５Ｅ」（厚さ０．８ｍｍ、４１０ｍｍ角）を実施例のサンプルとして位置付けた。これに対して、従来タイプの絶縁基材８５である同社製の「ＭＥＧＴＲＯＮ Ｒ５７１５ＳＬ」（厚さ０．８ｍｍ、４１０ｍｍ角）を比較例のサンプルとして位置付けた。これら２種のサンプルについて、異なる温度（２０℃、６０℃、１００℃、１６０℃、２００℃、２５０℃）での曲げ弾性率（ＧＰａ）をそれぞれ測定した。なお、測定方法としてはＪＩＳ Ｃ６４８１に規定する３点曲げ試験を採用した。その結果を図１２の表に示す。
【００５１】
それによると、比較例のサンプルでは、曲げ弾性率の値は常温で比較的高い反面、高温になるに従って次第に低下し、約１５０℃を超えると急激に低下した。従って、約１７０℃を超える温度において１０ＧＰａ以上の曲げ弾性率とはならず、「１５０℃以上２００℃以下の温度域全般において曲げ弾性率が１０ＧＰａ以上」という条件を満たさないことが明白であった。従って、かかる比較例のサンプルを用いてコア基板１２を構成したとしても、１５０℃以上２００℃以下の温度域での剛性が不足し、ひいては片面積層配線基板１１の反りの効果的な低減が図れないであろうことが示唆された。
【００５２】
一方、実施例のサンプルでも、曲げ弾性率の値は常温で比較的高い反面、高温になるに従って次第に低下する傾向が見られた。しかし、その低下の度合いは比較例よりも緩やかであって、約１５０℃を超えても急激なものではなかった。このため、曲げ弾性率の値は２００℃においても２５０℃においても、１０ＧＰａ以上であった。従って、かかる実施例のサンプルを用いてコア基板１２を構成すれば、１５０℃以上２００℃以下の温度域で十分な剛性が確保され、ひいては片面積層配線基板１１の反りを効果的に低減できるであろうことが示唆された。
［単板反り量の比較］
【００５３】
次に、上記実施例及び比較例の絶縁基材８５のサンプルの片側面に厚さ６０μｍのプリプレグを配置し、約２００℃の温度で加熱プレスして、プリプレグを貼着した。そして、前記２つのサンプルを常温まで冷却した後、発生した反りの量（即ち単板反り量：ｍｍ）を測定した。具体的には、１枚の絶縁基材８５のプリプレグ貼着面における複数の点の高さを測定し、高さの差の最大値を求めた。その結果も図１２の表に示す。
【００５４】
それによると、比較例では単板反り量が８．１４ｍｍであったのに対し、実施例では５．４５ｍｍであった。従って、実施例のほうが比較例に比べて小さい値を示した。
［２／２／０反り量］
【００５５】
次に、上記実施例及び比較例の絶縁基材８５のサンプルの片側面に、ビルドアップ層１８の構成要素である第１層めの樹脂絶縁層３１、第２層めの樹脂絶縁層５１、及びソルダーレジストに相当する第３層めの樹脂絶縁層７１を形成した。そして、これらを最終製品の大きさ（即ちパッケージサイズ）である４５ｍｍ角にカットした。そして、このようにして得られた２種の試験片についての反り量（即ち２／２／０反り量：μｍ）を測定した結果も図１２の表に示す。
【００５６】
それによると、比較例では２／２／０反り量が１２５．２μｍであったのに対し、実施例では１１０．６μｍであった。従って、実施例のほうが比較例に比べて小さい値を示した。
【００５７】
従って、本実施形態によれば以下の効果を得ることができる。
【００５８】
（１）本実施形態の片面積層配線基板１１の構成によれば、１５０℃以上２００℃以下の温度域の全般、言い換えるとビルドアップ層１８の形成時における加熱温度域の全般において、コア基板１２に高い剛性（高い曲げ弾性）が確保される。それゆえ、片面積層配線基板１１を構成している樹脂材料の硬化収縮及び熱膨張に伴う応力に耐えることが可能となり、もって片面積層配線基板１１の反りを効果的に低減することができる。従って、反りに起因するいくつかの問題（各工程での治具のセットが困難であること、パターン形成工程での位置合わせ精度が大幅に悪化すること等）が解消される。ゆえに、パターン形成精度に優れた片面積層配線基板１１を実現することができる。
【００５９】
（２）また、本実施形態の製造方法によると、２枚のコア基板１２を貼り合わせることによりトータルの厚さが厚くなるため、剛性が高くなった状態でビルドアップ層１８の形成を行うことができる。しかも、前記コア基板１２は１５０℃以上２００℃以下の温度域全般における剛性が高い。以上の２つの理由から、ビルドアップ層１８の形成時に発生する応力（即ち片面積層配線基板１１を構成している樹脂材料の硬化収縮及び熱膨張に伴う応力）に耐えることが可能となる。よって、片面積層配線基板の反りを効果的に低減することができ、パターン形成精度に優れた片面積層配線基板１１を高い歩留まりで得ることができる。しかも、貼り合わされた２枚のコア基板１２間には離型シート８３等が介在されるので、両コア基板１２を剥離して２分割する工程を比較的容易に実施することができる。また、その際にコア基板１２に大きな応力が加わることを防止することができ、このことも歩留まりの向上に寄与している。
【００６０】
（３）さらに、２枚のコア基板１２を貼り合わせた状態でビルドアップ層１８を形成するこの製造方法によれば、従来とほぼ同じ工数であるにもかかわらず、２倍の数の片面積層配線基板１１を製造することができる。よって、貼り合わせを行わない場合に比べて確実に製造コストを削減することができる。
【００６１】
なお、本発明の実施形態は以下のように変更してもよい。
【００６２】
・ビルドアップ層１８を構成する樹脂絶縁層及び導体層の層数は、任意に増減することが可能である。
【００６３】
・離型シート８３とプリプレグ８４とがあらかじめ積層一体化されているものを用いて、２枚のコア基板１２を貼り合わせる工程を行うようにしてもよい。また、各コア基板１２のビルドアップ層非形成面１４側にプリプレグ８４を貼り付けて樹脂絶縁層３３をあらかじめ形成しておき、この状態で離型シート８３を介してコア基板１２同士を貼り合わせる工程を行うようにしてもよい。
【００６４】
・開口部３４の形成及びその部分への端子ピン３５（外部接続端子）の取り付けは、実施形態のように前記積層体をピースに切り離す工程の後に行われてもよいほか、同工程の前に行われてもよい。なお、外部接続端子はピン状のものに限定されず、例えばバンプであってもよい。
【００６５】
・実施形態では樹脂絶縁層３１，３３，５１，７１に対する孔明けをレーザーを用いて行っていたが、これに限定されることはなく、例えばフォトリソグラフィ技術を用いて行ってもよい。
【００６６】
次に、特許請求の範囲に記載された技術的思想のほかに、前述した実施形態によって把握される技術的思想を以下に列挙する。
【００６７】
（１）第１主面及び第２主面を有し、１５０℃以上２００℃以下の温度域全般において曲げ弾性率が１０ＧＰａ以上である樹脂製または金属製のコア基板を２枚用いるとともに、それらコア基板の前記両第２主面を対向配置し、離型シート及びその離型シートを挟む一対の樹脂層を介して前記両コア基板同士を貼り合わせる工程と、貼り合わされた前記両コア基板の前記第１主面上にのみ、樹脂絶縁層と導体層とを交互に積層してなるビルドアップ層を形成する工程と、その樹脂絶縁層はキュア温度が１５０℃以上２００℃以下の樹脂材料からなることと、貼り合わされた前記両コア基板を前記離型シートの箇所で剥離して２分割する工程と、を含むことを特徴とする片面積層配線基板の製造方法。
【００６８】
（２）第１主面及び第２主面を有し、１５０℃以上２５０℃以下の温度域全般において曲げ弾性率が１０ＧＰａ以上であって、ガラス布基材と熱硬化性樹脂とセラミックフィラーとを含んで構成される樹脂製のコア基板を２枚用いるとともに、それらコア基板の前記両第２主面を対向配置し、離型シート及びその離型シートを挟む一対のプリプレグを介して前記両コア基板同士を加熱プレスによって貼り合わせる工程と、貼り合わされた前記両コア基板の前記第１主面上にのみ、樹脂絶縁層と導体層とを交互に積層してなるビルドアップ層を形成する工程と、その樹脂絶縁層はキュア温度が１５０℃以上２００℃以下の樹脂材料からなることと、前記導体層は厚さ２０μｍ以上の銅めっき層からなることと、貼り合わされた前記両コア基板を前記離型シートの箇所で剥離して２分割する工程と、を含むことを特徴とする片面積層配線基板の製造方法。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を具体化した一実施形態の片面積層配線基板の製造手順を説明するための部分概略断面図。
【図２】片面積層配線基板の製造手順を説明するための部分概略断面図。
【図３】片面積層配線基板の製造手順を説明するための部分概略断面図。
【図４】片面積層配線基板の製造手順を説明するための部分概略断面図。
【図５】片面積層配線基板の製造手順を説明するための部分概略断面図。
【図６】片面積層配線基板の製造手順を説明するための部分概略断面図。
【図７】片面積層配線基板の製造手順を説明するための部分概略断面図。
【図８】片面積層配線基板の製造手順を説明するための部分概略断面図。
【図９】片面積層配線基板の製造手順を説明するための部分概略断面図。
【図１０】片面積層配線基板の製造手順を説明するための部分概略断面図。
【図１１】片面積層配線基板の製造手順を説明するための部分概略断面図。
【図１２】実施例及び比較例の片面積層配線基板に関する評価試験の結果を示した表。
【符号の説明】
１１…片面積層配線基板
１２…コア基板
１３…第１主面としてのビルドアップ層形成面
１４…第２主面としてのビルドアップ層非形成面
１８…ビルドアップ層
８３…離型シート
【発明の属する技術分野】
本発明は、片面にのみビルドアップ層を有する片面積層配線基板及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電気機器、電子機器等の小型化に伴い、これらの機器に搭載される配線基板等にも小型化や高密度化が要求されている。かかる市場の要求に応えるべく、配線基板の多層化技術が検討されている。多層化の方法としては、樹脂絶縁層と導体層とを交互に積層してなるビルドアップ層をコア基板の両方の主面に積層形成する方法（いわゆるビルドアップ法）が採用されることが多い。また最近では、ビルドアップ層を片方の主面にのみ備える片面積層配線基板も提案されている（例えば、特許文献１参照）。このような片面積層配線基板は、例えば以下の工程を経て製造される。
【０００３】
あらかじめ導体層がパターニングされているコア基板を２枚用意する。これら２枚のコア基板を積層配置するとともに、それらのビルドアップ層非形成面同士の間にプリプレグ及び離型シートを介在させておく。この状態で加熱プレスを行い、２枚のコア基板を貼り合わせる。ここで、貼り合わされた２枚のコア基板におけるビルドアップ層形成面に樹脂絶縁層及び導体層を交互に積層することでビルドアップ層を形成する。そして、貼り合わされた２枚のコア基板を離型シートの箇所で剥離して２分割し、それぞれ配線基板とする。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−３６２３７号公報（図６等）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ビルドアップ層を片面にのみ備える片面積層配線基板の場合、主としてビルドアップ層形成面側に大きな応力が働くという性質がある。よって、ビルドアップ層を両面に備える両面積層配線基板とは異なり、ビルドアップ層形成面側に凹となる反りが生じやすい。このような反りは、各工程での治具のセットを困難にしたり、パターン形成工程での位置合わせ精度を大幅に悪化させたりする原因となる。従って、パターン形成精度に優れたビルドアップ片面積層配線基板を高い歩留まりで製造するためには、このような配線基板の反りを極力低減しておく必要がある。
【０００６】
ここで、配線基板の反りの低減を目的として剛性の高いコア基板、例えば曲げ弾性率の高いコア基板を用いたものも従来提案されているが、現状では反りを効果的に低減させるには至っていない。
【０００７】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、反りが少なくてパターン形成精度に優れた片面積層配線基板及びその製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段、作用及び効果】
そこで、上記課題を解決すべく本願発明者らが鋭意研究を行ったところ、下記のような知見を得た。即ち、片面積層配線基板におけるビルドアップ層の形成工程において樹脂絶縁層を形成する際には、樹脂材料をＴｇ点（ガラス転移点）付近またはそれ以上の温度に加熱してキュアする必要がある。このとき、片面積層配線基板を構成している樹脂材料は熱膨張及び硬化収縮を伴うため、特にこの過程でコア基板に大きな応力が働くことになる。しかしながら、従来の高曲げ弾性率のコア基板の特性を調査したところ、その曲げ弾性率の値は常温で高い反面、高温になるに従って次第に低下し、約１５０℃を超えると急激に低下することを知見した。つまり、従来の高曲げ弾性率のコア基板では、大きな応力が作用する１５０℃以上の温度域での剛性が不足している。それゆえ、コア基板が樹脂絶縁層の熱膨張及び硬化収縮に伴う応力に十分に耐えることができず、これが原因となって配線基板の反りの効果的な低減が図れないことがわかった。
【０００９】
そこで、本願発明者らは上記知見に基づいて、１５０℃以上の温度域におけるコア基板の剛性を高めれば、配線基板の反りを効果的に低減しうるものと予想し、最終的に下記の課題解決手段を想到するに至ったのである。
【００１０】
そして上記課題を解決するための手段としては、第１主面及び第２主面を有し、１５０℃以上２００℃以下の温度域全般において曲げ弾性率が１０ＧＰａ以上である樹脂製または金属製のコア基板と、前記第１主面上にのみ形成されたビルドアップ層とを備えることを特徴とする片面積層配線基板がある。
【００１１】
従って、この片面積層配線基板によれば、１５０℃以上２００℃以下の温度域の全般、言い換えるとビルドアップ層の形成時における加熱温度域の全般において、コア基板に高い剛性が確保される。それゆえ、配線基板を構成している樹脂材料の硬化収縮及び熱膨張に伴う応力に耐えることが可能となり、もって配線基板の反りを効果的に低減することができる。
【００１２】
また、別の解決手段としては、第１主面及び第２主面を有し、１５０℃以上２００℃以下の温度域全般において曲げ弾性率が１０ＧＰａ以上である樹脂製または金属製のコア基板を２枚用いるとともに、それらコア基板の前記両第２主面を対向配置し、離型シートを介して前記両コア基板同士を貼り合わせる工程と、貼り合わされた前記両コア基板の前記第１主面上にのみビルドアップ層を形成する工程と、貼り合わされた前記両コア基板を前記離型シートの箇所で剥離して２分割する工程とを含むことを特徴とする片面積層配線基板の製造方法がある。
【００１３】
従って、この製造方法によると、２枚のコア基板を貼り合わせることによりトータルの厚さが厚くなるため、剛性が高くなった状態でビルドアップ層の形成を行うことができる。しかも、前記コア基板は１５０℃以上２００℃以下の温度域全般における剛性が高い。以上のことから、ビルドアップ層の形成時に発生する応力（即ち配線基板を構成している樹脂材料の硬化収縮及び熱膨張に伴う応力）に耐えることが可能となる。よって、配線基板の反りを効果的に低減することができ、パターン形成精度に優れた配線基板を高い歩留まりで得ることができる。しかも、貼り合わされた２枚のコア基板間には離型シートが介在されるので、両コア基板を剥離して２分割する工程を比較的容易に実施することができる。また、その際にコア基板に大きな応力が加わることを防止することができる。
【００１４】
以下、上記片面積層配線基板及びその製造方法について詳細に説明する。
【００１５】
前記コア基板は、樹脂製または金属製であってかつ１５０℃以上２００℃以下の温度域全般において１０ＧＰａ以上の曲げ弾性率を有している必要がある。より好ましいコア基板としては、例えば、１５０℃以上２００℃以下の温度域全般において１２ＧＰａ以上の曲げ弾性率を有しているものや、１５０℃以上２５０℃以下の温度域全般において１０ＧＰａ以上の曲げ弾性率を有しているもの、などを挙げることができる。
【００１６】
コア基板の曲げ弾性率が前記温度域全般において１０ＧＰａ未満であると、ビルドアップ層の形成時にコア基板に十分高い剛性を確保できなくなる。従って、配線基板を構成している樹脂材料の硬化収縮及び熱膨張に伴う応力に耐えることができなくなる。また、１５０℃以上２００℃以下の温度域において部分的に１０ＧＰａ以上の曲げ弾性率を有していたとしても、前記温度域において全般的に１０ＧＰａ以上の曲げ弾性率を有していなければ、やはりビルドアップ層の形成時にコア基板に十分高い剛性を確保できなくなる。
【００１７】
前記金属製のコア基板としては、１５０℃以上２００℃以下の温度域全般において１０ＧＰａ以上の曲げ弾性率を有するという条件を満たしていれば、任意のものを選択することができる。金属製のコア基板の具体例としては、例えば、銅板や銅合金板、銅以外の金属単体や、銅以外の金属の合金からなる板材などが挙げられる。前記銅以外の金属の合金としては、ステンレス（Ｆｅ−Ｃｒ系、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｎｉ系などの鉄合金）、アンバー（Ｆｅ−Ｎｉ系合金、３６％Ｎｉ）、いわゆる４２アロイ（Ｆｅ−Ｎｉ系合金、４２％Ｎｉ）、いわゆる５０アロイ（Ｆｅ−Ｎｉ系合金、５０％Ｎｉ）、ニッケル合金(Ｎｉ−Ｐ系、Ｎｉ−Ｂ系、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｐ系)、コバルト合金(Ｃｏ−Ｐ系、Ｃｏ−Ｂ系、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｐ系)、スズ合金(Ｓｎ−Ｐｂ系、Ｓｎ−Ｐｂ−Ｐｄ系)などがある。これらの中でも特に、アンバー、４２アロイ、５０アロイといったＦｅ−Ｎｉ系合金をコア基板用金属材料として用いることがよい。これら金属材料を用いたコア基板であれば、１５０℃以上２００℃以下の温度域全般において１０ＧＰａ以上の曲げ弾性率を有するという条件を実現しやすいからである。
【００１８】
また、前記樹脂製のコア基板としては、１５０℃以上２００℃以下の温度域全般において１０ＧＰａ以上の曲げ弾性率を有するという条件を満たしていれば、任意のものを選択することができる。ここで、好適な樹脂製のコア基板の例としては、無機材料からなる基材（マトリクス材）と、熱硬化性樹脂と、無機フィラーとを含んで構成されるものを挙げることができる。
【００１９】
無機材料からなるマトリクス材としては、絶縁性の無機繊維材料を二次元的にまたは三次元的に集積させた基材を指し、その具体例としてはガラス布基材などがある。熱硬化性樹脂としては、例えば、ＥＰ樹脂（エポキシ樹脂）、ＰＩ樹脂（ポリイミド樹脂）、ＢＴ樹脂（ビスマレイミド−トリアジン樹脂）、ＰＰＥ樹脂（ポリフェニレンエーテル樹脂）などがある。なお、熱硬化性樹脂を用いる理由は、加熱によって軟化する熱可塑性樹脂を用いてコア基板を構成した場合、１５０℃以上２００℃以下の温度域全般において１０ＧＰａ以上という高い曲げ弾性率の実現が不可能だからである。無機フィラーとしては、シリカやアルミナ等のような絶縁性のセラミックスからなるフィラーや、ガラス等からなるフィラーなどがある。そして、上記コア基板のより具体的な好適例としては、ガラス布基材と、熱硬化性樹脂と、セラミックフィラーとを含んで構成されるものを挙げることができる。
【００２０】
なお、コア基板における第１主面及び第２主面のうちの少なくとも一方には、必要に応じて所定パターンの導体層があらかじめ形成されていてもよい。また、前記コア基板には第１主面及び第２主面を連通させるスルーホール導体があらかじめ形成されていてもよい。
【００２１】
次に、上述したようなコア基板を２枚用意するとともに、それらの前記両第２主面を対向配置し、離型シートを介して前記両コア基板同士を貼り合わせる工程を行う。なお、貼り合わされる２枚のコア基板は同じもの（同じ材料を用いて構成されたもの）であることがよい。例えば、高温での剛性に優れたコア基板を２枚用いたときでも、それらの熱膨張係数差が大きい場合には、ビルドアップ層の形成時に反りの原因となる応力が発生するおそれがある。これに対し、同じ材料を用いて構成されたコア基板同士であれば基本的に熱膨張係数もほぼ等しいため、貼り合わせた状態で加熱したとしてもそれほど大きな応力は発生しないからである。
【００２２】
前記２枚のコア基板同士を貼り合わせる場合、対向配置されたコア基板のビルドアップ層非形成面（第２主面）間には少なくとも離型シートが介在される。ここで離型シートとは、離型性のよい表面を有するシート状物を指す。かかる離型シートは１５０℃以上２００℃以下にて耐熱性を有していることが好ましい。また、離型シートは１枚のみでもよいほか、複数枚重ね合わせたものでもよい。
【００２３】
２枚のコア基板同士を貼り合わせる際、離型シートとコア基板のビルドアップ層非形成面（第２主面）との間にさらに樹脂層が配置される（言い換えると、離型シートは一対の樹脂層によって挟まれる）ことがよい。かかる樹脂層は、離型シートとビルドアップ層非形成面（第２主面）とを一時的に接合する役割を果たすとともに、配線基板となった段階で樹脂絶縁層として機能する。その具体例を挙げると、無機または有機繊維材料製のシート材に熱硬化性樹脂を含浸させてなるプリプレグや、特にシート材を含まず熱硬化性樹脂を主成分とする接着剤などがある。剛性の向上という観点からすると、シート材を含んで構成されるプリプレグを選択することが好ましい。
【００２４】
そして、２枚のコア基板と離型シート（あるいは２枚のコア基板と離型シートと樹脂層）からなる積層体を加熱下でプレスし、これによって各層を接着して一体化させる。
【００２５】
次に、貼り合わされた両コア基板のビルドアップ層形成面（第１主面）上にのみビルドアップ層を形成する工程を行う。ここでビルドアップ層とは、樹脂絶縁層と導体層とを交互に積層してなるものを意味する。より具体的にいうと、キュア温度が１５０℃以上２００℃以下の樹脂材料からなる樹脂絶縁層と、銅めっき層などからなる導体層とを交互に積層してなるものを意味する。なお、形成されるビルドアップ層の厚さ及び層数は極力同じに設定することがよい。その理由は、上記設定によれば前記積層体の表裏面にて同程度の応力が発生するため、表裏面で応力がバランスするからである。
【００２６】
前記ビルドアップ層を構成する樹脂絶縁層としては熱硬化性樹脂が好適であり、その具体例を挙げると、ＥＰ樹脂（エポキシ樹脂）、ＰＩ樹脂（ポリイミド樹脂）、ＢＴ樹脂（ビスマレイミド−トリアジン樹脂）などがある。一方、前記導体層は、例えば、銅、銅合金、ニッケル、ニッケル合金、スズ、スズ合金などといった導電性金属材料からなる。
【００２７】
前記ビルドアップ層を構成する導体層は、サブトラクティブ法、セミアディティブ法、フルアディティブ法などといった公知の手法によって形成可能である。具体的にいうと、例えば、銅箔のエッチング、無電解銅めっきあるいは電解銅めっき、無電解ニッケルめっきあるいは電解ニッケルめっきなどの手法を用いることができる。なお、スパッタやＣＶＤ等の手法により金属層を形成した後にエッチングを行うことで導体層をパターン形成したり、導電性ペースト等の印刷により導体層をパターン形成したりすることも可能である。なお、導体層として銅めっきを選択した場合、銅めっき層の平均厚さは通常（１０μｍ程度）よりも厚めに、具体的には２０μｍ以上、特には２５μｍ以上に設定されることがよい。その理由は、銅は樹脂よりも熱膨張係数が相対的に小さいため、銅めっき層を厚くすることでビルドアップ層全体としての熱膨張係数が小さくなるからである。
【００２８】
そして、貼り合わされた前記両コア基板を前記離型シートの箇所で剥離して２分割する工程を行い、隠れていたビルドアップ層非形成面（第２主面）を露出させる。この後、必要に応じてビルドアップ層非形成面（第２主面）に接続端子等を設ければ、最終的に２つの片面積層配線基板を得ることができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した一実施形態の片面積層配線基板１１及びその製造方法を図１〜図１２に基づき詳細に説明する。
【００３０】
図１〜図１１は片面積層配線基板１１の製造手順を説明するための部分概略断面図であり、図１２は実施例及び比較例に関する片面積層配線基板１１の評価試験の結果を示した表である。
【００３１】
図１１に示されるように、本実施形態の片面積層配線基板１１はその中心部に樹脂製のコア基板１２を備えている。コア基板１２のビルドアップ層形成面１３（第１主面）側には、図示しない半導体集積回路チップが搭載可能となっている。一方、コア基板１２のビルドアップ層非形成面１４（第２主面）側には、図示しないマザーボードが接続可能となっている。本実施形態で用いるコア基板１２は、高温域での曲げ弾性率が従来品よりも優れたものであって、ガラス布基材内の空隙にエポキシ樹脂（熱硬化性樹脂）及びシリカフィラー（セラミックスフィラー）を含浸させたものである。
【００３２】
コア基板１２のビルドアップ層形成面１３及びビルドアップ層非形成面１４には、厚さ約２０μｍの銅からなる導体層２１，２２がそれぞれ所定パターンで形成されている。また、コア基板１２における複数箇所には、コア基板１２のビルドアップ層形成面１３及びビルドアップ層非形成面１４を連通させるようにしてスルーホール導体１５が形成されている。かかるスルーホール導体１５は、コア基板１２のビルドアップ層形成面１３側の導体層２１と、ビルドアップ層非形成面１４側の導体層２２とを接続導通している。なお、スルーホール導体１５内にできる空洞部には、導電性を有する閉塞体１６が充填されている。
【００３３】
図１１に示されるように、コア基板１２のビルドアップ層形成面１３側にはビルドアップ層１８が形成されている。前記ビルドアップ層１８は、樹脂絶縁層３１，５１，７１と導体層４１，６１とを交互に積層した構造を有している。
【００３４】
第１層めの樹脂絶縁層３１はコア基板１２のビルドアップ層形成面１３の表面上に形成されている。前記第１層めの樹脂絶縁層３１は、その厚さが約３０μｍに設定されていて、無機フィラー入りのエポキシ樹脂からなる。第１層めの導体層４１は厚さ約２５μｍの銅めっきからなり、第１層めの樹脂絶縁層３１の表面上に所定のパターンで形成されている。第２層めの樹脂絶縁層５１は、第１層めの樹脂絶縁層３１の表面上に形成されている。前記第２層めの樹脂絶縁層５１は、その厚さが約３０μｍに設定されていて、無機フィラー入りのエポキシ樹脂からなる。第２層めの導体層６１は厚さ約２５μｍの銅めっきからなり、第２層めの樹脂絶縁層５１の表面上に所定のパターンで形成されている。第３層めの樹脂絶縁層７１は、感光性エポキシ樹脂を用いて第２層めの樹脂絶縁層５１の表面上に形成されている。かかる第３層めの樹脂絶縁層７１は、第２層めの導体層６１を保護するいわゆるソルダーレジストとしての役割を果たしている。
【００３５】
第１層めの樹脂絶縁層３１には、無電解銅めっきによってブラインドビアホール導体３２が形成されている。かかるブラインドビアホール導体３２は、コア基板１２のビルドアップ層形成面１３に直接パターン形成された導体層２１と、第１層めの導体層４１とを接続導通している。また、第２層めの樹脂絶縁層５１には、無電解銅めっきによってブラインドビアホール導体５２が形成されている。かかるブラインドビアホール導体５２は、第１層めの導体層４１と、第２層めの導体層６１とを接続導通している。
【００３６】
ソルダーレジストとして機能する第３層めの樹脂絶縁層７１には、複数の開口部７２が設けられている。これらの開口部７２は、第３層めの導体層６１の一部（即ちパッド部）を露出させている。前記パッド部の表面上にはニッケル−金めっきが施されている。このようなパッド部上には、さらに突起電極であるはんだバンプ７３が設けられている。はんだバンプ７３の頂点は、第３層めの樹脂絶縁層７１の表面よりも突出している。これらのはんだバンプ７３には、上記半導体集積回路チップ側のバンプが接合されるようになっている。
【００３７】
一方、図１１に示されるように、コア基板１２のビルドアップ層非形成面１４側にはビルドアップ層１８は形成されておらず、その代わりに導体層２２を保護するソルダーレジストである樹脂絶縁層３３が形成されている。樹脂絶縁層３３における複数の箇所には、スルーホール導体１５の位置に対応して開口部３４が形成されている。そして、これらの開口部３４には、マザーボード側との接続のための端子ピン３５がはんだ層３６を介して接合されている。
【００３８】
次に、この片面積層配線基板１１を製造する方法について順に説明する。
【００３９】
まず、コア基板１２を下記の要領で作製する。
【００４０】
絶縁基材８５の両面に銅箔８６を貼着してなる図１のような銅張積層板８１を出発材料として用いた。より具体的にいうと、松下電工株式会社製の絶縁基材８５（商品名「ＭＥＧＴＲＯＮ Ｒ５７１５Ｅ」、厚さ０．８ｍｍ、４１０ｍｍ角）の両面に銅箔８６を貼着したものを用いた。そして、この銅張積層板８１にＹＡＧレーザーまたは炭酸ガスレーザーを用いてレーザー加工を行うことにより、表裏を貫通する貫通孔８２を形成する（図２参照）。次に、前記貫通孔８２の内面に無電解銅めっきを施してスルーホール導体１５を形成する（図３参照）。ここでスルーホール導体１５を閉塞体１６で閉塞した後、前記銅張積層板８１の表面のほぼ全体（銅箔８６の表面及び閉塞体１６の端面）に電解銅めっきを施す（図４参照）。次に、ビルドアップ層形成面１３及びビルドアップ層非形成面１４の銅箔８６のエッチングによって導体層２１，２２をパターニングする（図５参照）。
【００４１】
なお、本実施形態ではいわゆる多数個取りの手法を採用しているため、１枚のパネル内にはコア基板１２に相当するピースが複数個連結した状態で存在している。説明の便宜上、コア基板１２が複数個連結した状態のものについても「コア基板１２」と呼ぶことにする。
【００４２】
上記のようなコア基板１２を２枚用意し、それらのビルドアップ層非形成面１４を対向配置する。このとき、対向配置されたコア基板１２のビルドアップ層非形成面１４間に離型シート８３を介在させるとともに、離型シート８３とビルドアップ層非形成面１４との間にプリプレグ８４を配置する（図６参照）。本実施形態では、離型性のよい表面を有する厚さ約３００μｍの樹脂板を、離型シート８３として用いている。また、ガラス布基材にエポキシ樹脂を含浸させた、厚さ約６０μｍのプリプレグ８４を用いている。
【００４３】
そして、２枚のコア基板１２と、１枚の離型シート８３と、２枚のプリプレグ８４とからなる積層体を、図示しないラミネート装置の熱板間にセットする。そして、前記積層体の厚さ方向に所定の圧力を付加して加熱下でプレスする。その結果、プリプレグ８４から滲出する樹脂の接着作用によって、各層が一体化する（図７参照）。
【００４４】
次に、ビルドアップ層１８を下記の要領で形成する。
【００４５】
まず、コア基板１２のビルドアップ層形成面１３（第１主面）の表面上にエポキシ樹脂を塗布した後、１８０℃〜２００℃程度の温度に所定時間加熱してキュアする。これによりエポキシ樹脂を硬化させ、第１層めの樹脂絶縁層３１とする。次に、炭酸ガスレーザーを用いたレーザー孔あけ加工を実施することにより、第１層めの樹脂絶縁層３１における所定箇所に盲孔を穿孔する。そして、盲孔内に無電解銅めっきを施すことにより、ブラインドビアホール導体３２を形成する。なお、本実施形態ではいわゆるフィルドビアを形成している。また、従来公知の手法によって、第１層めの樹脂絶縁層３１の表面上に第１層めの導体層４１をパターン形成する。具体的には、無電解銅めっきの後、露光・現像を行って所定パターンのめっきレジストを形成する。この状態で無電解銅めっき層を共通電極として電解銅めっきを施した後、まずレジストを溶解除去して、さらに不要な無電解銅めっき層をエッチングで除去する。
【００４６】
次に、第１層めの樹脂絶縁層３１の表面上にエポキシ樹脂を塗布した後、１８０℃〜２００℃程度の温度に所定時間加熱してキュアする。これによりエポキシ樹脂を硬化させ、第２層めの樹脂絶縁層５１とする。次に、炭酸ガスレーザーを用いたレーザー孔あけ加工を実施することにより、第２層めの樹脂絶縁層５１における所定箇所に盲孔を穿孔する。そして、盲孔内に無電解銅めっきを施すことにより、ブラインドビアホール導体５２を形成する。また、上述した従来公知の手法によって、第２層めの樹脂絶縁層５１の表面上に第２層めの導体層６１をパターン形成する。
【００４７】
次に、第２層めの樹脂絶縁層５１の表面上にエポキシ樹脂を塗布した後、１８０℃〜２００℃程度の温度に所定時間加熱してキュアする。これによりエポキシ樹脂を硬化させ、第３層めの樹脂絶縁層７１とする。次に、炭酸ガスレーザーを用いたレーザー孔あけ加工を実施することにより、第３層めの樹脂絶縁層７１における所定箇所、即ちパッド部に対応した箇所に開口部７２を形成する。そして、開口部７２から露出するパッド部の表面上に無電解ニッケルめっき及び無電解金めっきを順次施した後、さらにはんだ印刷等によってはんだバンプ７３を形成する。以上の結果、図８に示すような状態の積層体、つまりビルドアップ層形成面１３にそれぞれビルドアップ層１８を有する積層体が得られる。
【００４８】
次に、前記積層体を離型シート８３の箇所（具体的には、プリプレグ８４に由来する樹脂絶縁層３３と離型シート８３との界面）で剥離して２分割する。その結果、内層に隠れていたビルドアップ層非形成面１４（第２主面）側の樹脂絶縁層３３を露出させる（図９参照）。この後、炭酸ガスレーザーを用いたレーザー孔あけ加工を実施することにより、樹脂絶縁層３３における所定箇所に開口部３４を形成する（図１０参照）。そして、前記積層体を４５ｍｍ角のピースに切り離し、開口部３４に端子ピン３５をはんだ付けすれば、図１１の片面積層配線基板１１が完成する。さらに片面積層配線基板１１のはんだバンプ７３と、半導体集積回路チップ側のバンプとを接合すれば、所望のオーガニックパッケージを得ることができる。
【００４９】
続いて、本実施形態の片面積層配線基板１１に関する評価試験を下記のごとく行った。
【００５０】
［曲げ弾性率の比較］
コア基板１２の出発材料となる絶縁基材８５、即ち先に挙げた松下電工株式会社製の「ＭＥＧＴＲＯＮ Ｒ５７１５Ｅ」（厚さ０．８ｍｍ、４１０ｍｍ角）を実施例のサンプルとして位置付けた。これに対して、従来タイプの絶縁基材８５である同社製の「ＭＥＧＴＲＯＮ Ｒ５７１５ＳＬ」（厚さ０．８ｍｍ、４１０ｍｍ角）を比較例のサンプルとして位置付けた。これら２種のサンプルについて、異なる温度（２０℃、６０℃、１００℃、１６０℃、２００℃、２５０℃）での曲げ弾性率（ＧＰａ）をそれぞれ測定した。なお、測定方法としてはＪＩＳ Ｃ６４８１に規定する３点曲げ試験を採用した。その結果を図１２の表に示す。
【００５１】
それによると、比較例のサンプルでは、曲げ弾性率の値は常温で比較的高い反面、高温になるに従って次第に低下し、約１５０℃を超えると急激に低下した。従って、約１７０℃を超える温度において１０ＧＰａ以上の曲げ弾性率とはならず、「１５０℃以上２００℃以下の温度域全般において曲げ弾性率が１０ＧＰａ以上」という条件を満たさないことが明白であった。従って、かかる比較例のサンプルを用いてコア基板１２を構成したとしても、１５０℃以上２００℃以下の温度域での剛性が不足し、ひいては片面積層配線基板１１の反りの効果的な低減が図れないであろうことが示唆された。
【００５２】
一方、実施例のサンプルでも、曲げ弾性率の値は常温で比較的高い反面、高温になるに従って次第に低下する傾向が見られた。しかし、その低下の度合いは比較例よりも緩やかであって、約１５０℃を超えても急激なものではなかった。このため、曲げ弾性率の値は２００℃においても２５０℃においても、１０ＧＰａ以上であった。従って、かかる実施例のサンプルを用いてコア基板１２を構成すれば、１５０℃以上２００℃以下の温度域で十分な剛性が確保され、ひいては片面積層配線基板１１の反りを効果的に低減できるであろうことが示唆された。
［単板反り量の比較］
【００５３】
次に、上記実施例及び比較例の絶縁基材８５のサンプルの片側面に厚さ６０μｍのプリプレグを配置し、約２００℃の温度で加熱プレスして、プリプレグを貼着した。そして、前記２つのサンプルを常温まで冷却した後、発生した反りの量（即ち単板反り量：ｍｍ）を測定した。具体的には、１枚の絶縁基材８５のプリプレグ貼着面における複数の点の高さを測定し、高さの差の最大値を求めた。その結果も図１２の表に示す。
【００５４】
それによると、比較例では単板反り量が８．１４ｍｍであったのに対し、実施例では５．４５ｍｍであった。従って、実施例のほうが比較例に比べて小さい値を示した。
［２／２／０反り量］
【００５５】
次に、上記実施例及び比較例の絶縁基材８５のサンプルの片側面に、ビルドアップ層１８の構成要素である第１層めの樹脂絶縁層３１、第２層めの樹脂絶縁層５１、及びソルダーレジストに相当する第３層めの樹脂絶縁層７１を形成した。そして、これらを最終製品の大きさ（即ちパッケージサイズ）である４５ｍｍ角にカットした。そして、このようにして得られた２種の試験片についての反り量（即ち２／２／０反り量：μｍ）を測定した結果も図１２の表に示す。
【００５６】
それによると、比較例では２／２／０反り量が１２５．２μｍであったのに対し、実施例では１１０．６μｍであった。従って、実施例のほうが比較例に比べて小さい値を示した。
【００５７】
従って、本実施形態によれば以下の効果を得ることができる。
【００５８】
（１）本実施形態の片面積層配線基板１１の構成によれば、１５０℃以上２００℃以下の温度域の全般、言い換えるとビルドアップ層１８の形成時における加熱温度域の全般において、コア基板１２に高い剛性（高い曲げ弾性）が確保される。それゆえ、片面積層配線基板１１を構成している樹脂材料の硬化収縮及び熱膨張に伴う応力に耐えることが可能となり、もって片面積層配線基板１１の反りを効果的に低減することができる。従って、反りに起因するいくつかの問題（各工程での治具のセットが困難であること、パターン形成工程での位置合わせ精度が大幅に悪化すること等）が解消される。ゆえに、パターン形成精度に優れた片面積層配線基板１１を実現することができる。
【００５９】
（２）また、本実施形態の製造方法によると、２枚のコア基板１２を貼り合わせることによりトータルの厚さが厚くなるため、剛性が高くなった状態でビルドアップ層１８の形成を行うことができる。しかも、前記コア基板１２は１５０℃以上２００℃以下の温度域全般における剛性が高い。以上の２つの理由から、ビルドアップ層１８の形成時に発生する応力（即ち片面積層配線基板１１を構成している樹脂材料の硬化収縮及び熱膨張に伴う応力）に耐えることが可能となる。よって、片面積層配線基板の反りを効果的に低減することができ、パターン形成精度に優れた片面積層配線基板１１を高い歩留まりで得ることができる。しかも、貼り合わされた２枚のコア基板１２間には離型シート８３等が介在されるので、両コア基板１２を剥離して２分割する工程を比較的容易に実施することができる。また、その際にコア基板１２に大きな応力が加わることを防止することができ、このことも歩留まりの向上に寄与している。
【００６０】
（３）さらに、２枚のコア基板１２を貼り合わせた状態でビルドアップ層１８を形成するこの製造方法によれば、従来とほぼ同じ工数であるにもかかわらず、２倍の数の片面積層配線基板１１を製造することができる。よって、貼り合わせを行わない場合に比べて確実に製造コストを削減することができる。
【００６１】
なお、本発明の実施形態は以下のように変更してもよい。
【００６２】
・ビルドアップ層１８を構成する樹脂絶縁層及び導体層の層数は、任意に増減することが可能である。
【００６３】
・離型シート８３とプリプレグ８４とがあらかじめ積層一体化されているものを用いて、２枚のコア基板１２を貼り合わせる工程を行うようにしてもよい。また、各コア基板１２のビルドアップ層非形成面１４側にプリプレグ８４を貼り付けて樹脂絶縁層３３をあらかじめ形成しておき、この状態で離型シート８３を介してコア基板１２同士を貼り合わせる工程を行うようにしてもよい。
【００６４】
・開口部３４の形成及びその部分への端子ピン３５（外部接続端子）の取り付けは、実施形態のように前記積層体をピースに切り離す工程の後に行われてもよいほか、同工程の前に行われてもよい。なお、外部接続端子はピン状のものに限定されず、例えばバンプであってもよい。
【００６５】
・実施形態では樹脂絶縁層３１，３３，５１，７１に対する孔明けをレーザーを用いて行っていたが、これに限定されることはなく、例えばフォトリソグラフィ技術を用いて行ってもよい。
【００６６】
次に、特許請求の範囲に記載された技術的思想のほかに、前述した実施形態によって把握される技術的思想を以下に列挙する。
【００６７】
（１）第１主面及び第２主面を有し、１５０℃以上２００℃以下の温度域全般において曲げ弾性率が１０ＧＰａ以上である樹脂製または金属製のコア基板を２枚用いるとともに、それらコア基板の前記両第２主面を対向配置し、離型シート及びその離型シートを挟む一対の樹脂層を介して前記両コア基板同士を貼り合わせる工程と、貼り合わされた前記両コア基板の前記第１主面上にのみ、樹脂絶縁層と導体層とを交互に積層してなるビルドアップ層を形成する工程と、その樹脂絶縁層はキュア温度が１５０℃以上２００℃以下の樹脂材料からなることと、貼り合わされた前記両コア基板を前記離型シートの箇所で剥離して２分割する工程と、を含むことを特徴とする片面積層配線基板の製造方法。
【００６８】
（２）第１主面及び第２主面を有し、１５０℃以上２５０℃以下の温度域全般において曲げ弾性率が１０ＧＰａ以上であって、ガラス布基材と熱硬化性樹脂とセラミックフィラーとを含んで構成される樹脂製のコア基板を２枚用いるとともに、それらコア基板の前記両第２主面を対向配置し、離型シート及びその離型シートを挟む一対のプリプレグを介して前記両コア基板同士を加熱プレスによって貼り合わせる工程と、貼り合わされた前記両コア基板の前記第１主面上にのみ、樹脂絶縁層と導体層とを交互に積層してなるビルドアップ層を形成する工程と、その樹脂絶縁層はキュア温度が１５０℃以上２００℃以下の樹脂材料からなることと、前記導体層は厚さ２０μｍ以上の銅めっき層からなることと、貼り合わされた前記両コア基板を前記離型シートの箇所で剥離して２分割する工程と、を含むことを特徴とする片面積層配線基板の製造方法。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を具体化した一実施形態の片面積層配線基板の製造手順を説明するための部分概略断面図。
【図２】片面積層配線基板の製造手順を説明するための部分概略断面図。
【図３】片面積層配線基板の製造手順を説明するための部分概略断面図。
【図４】片面積層配線基板の製造手順を説明するための部分概略断面図。
【図５】片面積層配線基板の製造手順を説明するための部分概略断面図。
【図６】片面積層配線基板の製造手順を説明するための部分概略断面図。
【図７】片面積層配線基板の製造手順を説明するための部分概略断面図。
【図８】片面積層配線基板の製造手順を説明するための部分概略断面図。
【図９】片面積層配線基板の製造手順を説明するための部分概略断面図。
【図１０】片面積層配線基板の製造手順を説明するための部分概略断面図。
【図１１】片面積層配線基板の製造手順を説明するための部分概略断面図。
【図１２】実施例及び比較例の片面積層配線基板に関する評価試験の結果を示した表。
【符号の説明】
１１…片面積層配線基板
１２…コア基板
１３…第１主面としてのビルドアップ層形成面
１４…第２主面としてのビルドアップ層非形成面
１８…ビルドアップ層
８３…離型シート
Claims (3)
- 第１主面及び第２主面を有し、１５０℃以上２００℃以下の温度域全般において曲げ弾性率が１０ＧＰａ以上である樹脂製または金属製のコア基板と、
前記第１主面上にのみ形成されたビルドアップ層と
を備えることを特徴とする片面積層配線基板。 - 前記コア基板は、ガラス布基材と、熱硬化性樹脂と、セラミックフィラーとを含んで構成されることを特徴とする請求項１に記載の片面積層配線基板。
- 第１主面及び第２主面を有し、１５０℃以上２００℃以下の温度域全般において曲げ弾性率が１０ＧＰａ以上である樹脂製または金属製のコア基板を２枚用いるとともに、それらコア基板の前記両第２主面を対向配置し、離型シートを介して前記両コア基板同士を貼り合わせる工程と、
貼り合わされた前記両コア基板の前記第１主面上にのみビルドアップ層を形成する工程と、
貼り合わされた前記両コア基板を前記離型シートの箇所で剥離して２分割する工程と
を含むことを特徴とする片面積層配線基板の製造方法。
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