JP2006147971A - 導電材充填スルーホール基板の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 スルーホールを備えたコア基板12の一方の面に下地導電層15を形成し、この下地導電層を給電層として電解めっきによりスルーホール内に一方向から導電材16を析出、成長させて、空隙部を生じることなく導電材をスルーホール内に充填して導電材充填スルーホール基板を製造する。
【選択図】 図1
Description
また、樹脂を充填したスルーホールに蓋めっきを行った構造では、使用する絶縁基板の熱収縮・熱膨張によって、スルーホール内部に充填した樹脂が伸縮し、これにより、蓋めっき部分に形成されたビアに応力が集中し易く、接続信頼性が低いという問題もあった。この問題は、スルーホール内に導電材のみを充填した導電材充填スルーホール基板を使用することにより解消できるが、スルーホールに充填した導電材に空隙部が存在すると、設計通りの電気特性が得られないという問題があった。
本発明の好ましい態様として、前記スルーホールを備えたコア基板は、プラズマを利用したドライエッチングにより開口径が10〜100μmの範囲内にあるスルーホールをコア基板に穿設して形成するような構成とした。
本発明の好ましい態様として、前記下地導電層の形成は、蒸着法、スパッタリング法のいずれかにより行うような構成とした。
本発明の好ましい態様として、前記スルーホールを、その開口径が10〜70μmの範囲内となるように形成するような構成とした。
本発明の好ましい態様として、前記コア基板はシリコン基板であるような構成とした。
本発明の好ましい態様として、前記導電材は銅であるような構成とした。
図1は、本発明の導電材充填スルーホール基板の製造方法の一実施形態を示す工程図である。
本発明の導電材充填スルーホール基板の製造方法では、コア基板12の一方の面12aに所定の開口14aを有するマスクパターン14を形成し、このマスクパターン14をマスクとしてプラズマを利用したドライエッチング法であるICP−RIE(Inductive Coupled Plasma - Reactive Ion Etching)によりコア基板12に所定の深さで微細孔13′を穿設する(図1(A))。
また、マスクパターン14は、ドライエッチング耐性のある材料を用いて形成することができ、例えば、ノボラック樹脂を用いたポジ型レジストを使用して形成することができる。また、コア基板12に比べエッチング選択比が小さい(エッチング速度が小さい)材料、例えば、シリコンからなるコア基板12に対して、酸化シリコン、窒化シリコン等を使用してマスクパターン14を形成することができる。
次に、コア基板12からマスクパターン14を除去し、コア基板12の他方の面12bを研磨して、微細孔13′を露出させてスルーホール13を形成する(図1(B))。これにより、スルーホール13を備えたコア基板12が得られる。
尚、このように形成したスルーホール13の内壁面、表面に、絶縁層、導電性物質拡散防止層を必要に応じて形成してもよい。
また、導電性物質拡散防止層は、窒化チタン、チタン、クロム等からなる薄膜とすることができる。このような導電性物質拡散防止層は、例えば、MO−CVD(Metal Organic - Chemical Vapor Deposition)やスパッタリング法により形成することができ、特にスルーホール13の開口径が30μm以下の場合には、MO−CVDにより形成することが好ましい。
尚、上述の実施形態は例示であり、本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。例えば、所望の厚みのコア基板12に、プラズマを利用したドライエッチング法であるICP−RIE(Inductive Coupled Plasma - Reactive Ion Etching)により直接スルーホール13を穿設してもよい。
[実施例1]
コア基板として、厚み625μm、直径150mmのシリコン基板を準備し、このコア基板の一方の面にノボラック系のポジ型レジスト材料(東京応化工業(株)製PMER−P−LA900PM)を塗布し、スルーホール形成用のフォトマスクを介して露光、現像した。これにより、開口径が10μm、30μm、70μm、100μmの4種の円形開口を有し、開口径10μmの開口が20μmピッチ、開口径30μmの開口が60μmピッチ、開口径70μmの開口が150μmピッチ、開口径100μmの開口が200μmピッチで、それぞれ形成されたマスクパターンを形成した。
次に、不要なマスクパターンを除去し後、コア基板の裏面を研磨して、微細孔を露出させてスルーホールを形成した。これにより、スルーホールを備えたコア基板(厚み200μm)を得た。
次いで、このコア基板の一方の面にスパッタリング法によりチタンからなる厚み30nmの層と、銅からなる厚み200nmからなる積層構造の下地導電層を形成した。
(フィルドめっき液の組成)
・硫酸 … 50g/L
・硫酸銅 … 200g/L
・塩素イオン … 50mg/L
・添加剤(上村工業(株)製 ESA21−A) … 2.5mL/L
・添加剤(上村工業(株)製 ESA21−B) … 10mL/L
上記のようにして作製した導電材充填スルーホール基板について、スルーホール内の導電材(銅)の充填状態を光学顕微鏡で観察した結果、空隙部のない緻密なものであることが確認された。
下地導電層の形成を、スパッタリング法から蒸着法に切り換えて、チタンからなる厚み30nmの層と、銅からなる厚み200nmからなる積層構造の下地導電層を形成し、また、フィルドめっき液として、下記組成のフィルドめっき液を使用した他は、実施例1と同様にして、導電材充填スルーホール基板を作製した。
(フィルドめっき液の組成)
・荏原ユージライト(株)製CU-BRITE VFII A … 50mL/L
・荏原ユージライト(株)製CU-BRITE VFII B … 4mL/L
・硫酸 … 50g/L
・硫酸銅 … 200g/L
・塩酸 … 40g/L
まず、実施例1と同様にして、スルーホールを備えたコア基板(厚み200μm)を作製した。
次いで、MO−CVD(Metal Organic - Chemical Vapor Deposition)により、コア基板の両面とスルーホール内に銅からなる下地導電層(厚み200nm)を形成した。
次いで、下地導電層を給電層として、実施例1と同様のフィルドめっき液、およびめっき条件で電解めっきを行うことにより、コア基板の両面に銅めっきを施し、スルーホール内に銅を充填した。
上記のようにして作製した導電材充填スルーホール基板について、スルーホール内の導電材(銅)の充填状態を光学顕微鏡で観察した結果、長さ200μmのスルーホールの中に、最大約100μmの長さに亘って空隙部が点在することが確認された。
12…コア基板
13…スルーホール
13′…微細孔
15…下地導電層
16…導電材
Claims (7)
- スルーホール内に導電材が充填されて表裏導通がとられた導電材充填スルーホール基板の製造方法において、
スルーホールを備えたコア基板の一方の面に下地導電層を形成する工程と、
該下地導電層を給電層として電解めっきにより前記スルーホール内に導電材を充填する工程と、を有することを特徴とする導電材充填スルーホール基板の製造方法。 - 前記スルーホールを備えたコア基板は、プラズマを利用したドライエッチングにより開口径が10〜100μmの範囲内にあるスルーホールをコア基板に穿設して形成することを特徴とする請求項1に記載の導電材充填スルーホール基板の製造方法。
- 前記スルーホールを備えたコア基板は、コア基板の一方の面から、プラズマを利用したドライエッチングにより開口径が10〜100μmの範囲内にある微細孔を所定の深さまで穿設し、その後、コア基板の他方の面を研磨して前記微細孔を露出させスルーホールとすることにより形成することを特徴とする請求項1に記載の導電材充填スルーホール基板の製造方法。
- 前記下地導電層の形成は、蒸着法、スパッタリング法のいずれかにより行うことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の導電材充填スルーホール基板の製造方法。
- 前記スルーホールを、その開口径が10〜70μmの範囲内となるように形成することを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の導電材充填スルーホール基板の製造方法。
- 前記コア基板はシリコン基板であることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれかに記載の導電材充填スルーホール基板の製造方法。
- 前記導電材は銅であることを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれかに記載の導電材充填スルーホール基板の製造方法。
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