JP2007291448A - 銅箔の表面処理方法及び銅箔 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 銅箔を粗化処理する工程において、銅箔表面に銅よりも貴な金属を離散的に形成する工程、その後、前記銅箔表面に対し酸化剤を含むアルカリ性溶液で酸化処理する工程を有する銅箔の表面処理方法及び銅箔表面に銅よりも貴な金属を離散的に形成し、その後、前記銅箔表面を、酸化剤を含むアルカリ性溶液で酸化処理してなる銅箔。
【選択図】 なし
Description
これら端末機器やネットワーク関連装置では、大容量のデータを高速かつ高品質に処理、伝送することが不可欠となっているため、これらの分野で使用されるプリント配線板にも高速化・高周波化対応が一層要求されるようになってきた。
この伝送損失は導体損失(αc)と誘電体損失(αd)に大別され、いずれも周波数が高くなるに従いに増大する。
一方、αcは金属導体の抵抗値に関与するが、周波数が高くなるほど電流が導体表面部分に集中して流れようとする表皮効果と呼ばれる現象が発生するため、実質的な導体抵抗の増大により損失が大きくなる。
しかし、高周波用途で使用される基板材料である低誘電率樹脂は、一般に極性基が少なく金属導体との接着性が低い傾向にある。このため、低極性樹脂とより平滑な導体表面との高接着技術の開発が望まれている。
例えば、この粗化処理手段として適用されている主流の方法は、電解銅箔の場合めっき法である。この方法は酸性銅めっき浴を用いて、銅生箔を陰極として、まず限界電流密度以上の電流により、いわゆるコガシめっきで樹枝状銅電着層を銅箔の少なくとも一方の被接着面に形成させる。
のコブ状銅を形成することにより該銅箔面は、電解処理前に比べて比表面積の増大が図られるとともに、コブ状銅によるアンカー効果が発揮されて樹脂基材と銅箔間の接着強度が向上する。
しかし、エッチング時間を長くすると、配線が細くなったり、配線幅のばらつきが大きくなったりするという問題がある。
(2)前記の銅箔表面を酸化処理する工程後、さらに還元処理、カップリング処理、腐食抑制処理、亜鉛めっき処理、クロメート処理からなる群から選択される1つ以上の処理を行う工程を有する銅箔の表面処理方法。
(4)前記銅よりも貴な金属が、金、銀、白金、パラジウム、ロジウム、レニウム、ルテニウム、オスミウム、イリジウムからなる群から選択される金属、又は前記金属を含む合金である、(1)〜(3)のいずれかに記載の銅箔の表面処理方法。
(6) 銅箔表面に銅よりも貴な金属を離散的に形成し、その後、前記銅箔表面を、酸化剤を含むアルカリ性溶液で酸化処理してなる銅箔。
(7)前記酸化処理後、さらに還元処理、カップリング処理、腐食抑制処理からなる群から選択される1つ以上の処理を施してなる、(6)に記載の銅箔。
(9)前記銅よりも貴な金属が、金、銀、白金、パラジウム、ロジウム、レニウム、ルテニウム、オスミウム、イリジウムからなる群から選択される金属、又は前記金属を含む合金であることを特徴とする(6)〜(8)のいずれかに記載の銅箔。
(10)銅箔表面に形成された前記銅よりも貴な金属の量が、0.001μmol/dm2以上かつ40μmol/dm2以下である、(6)〜(9)のいずれかに記載の銅箔。
本発明に用いる銅箔としては、電気化学的に析出させる電解銅箔(生銅箔)及び銅の圧延により製造する圧延銅箔等があげられる。電解銅箔の表面は、回転ドラム側に電析させた側であるシャイニー面(S面)とその逆側のマット面(M面)がある。通常は、M面に粗化処理を施し、その表面と絶縁材料を接着させるのが一般的であるが、S面に粗化処理を施し、その表面と絶縁材料を接着させてもよい。電解銅箔の表面粗さRzは、S面で0.5μm〜1.5μm、M面で1.0μm〜2.0μmである。
銅箔表面の粗化処理手段としては、電気めっき処理あるいは無電解めっき処理により、銅を析出させて凹凸を形成する方法又はエッチングにより凹凸を形成する方法がある。後者の方法として、例えば、エッチング処理前に銅箔表面へ異種金属を部分的に形成することにより、銅と異種金属とのエッチング差異を利用することで、銅の部分を溶解させ凹凸を形成することができる。
しかし、上記の方法では、めっきによる銅の析出あるいは銅のエッチングによって、銅箔厚さの精度を維持することが困難である。また、緻密且つ均一な凹凸形成による粗化処理ができない問題がある。
銅箔表面に銅よりも貴な金属を離散的に形成し、その後、銅箔表面を、酸化剤を含むアルカリ性溶液で酸化処理することで、銅箔表面に緻密且つ均一な酸化銅の結晶による微細凹凸を形成することができる。
また、上記酸化処理後に還元処理を行うことで、緻密且つ均一な金属銅の結晶による微細凹凸を形成できる。
さらに、上記酸化処理後、カップリング処理、腐食抑制処理、亜鉛めっき処理、クロメート処理のうち少なくとも1つ以上の処理を行うことが好ましい。
以下において、上記した各処理について詳しく説明する。なお、本発明においては、各処理の前処理として、銅箔表面の清浄化を行う脱脂処理、酸洗処理あるいはこれらを適宜組み合わせて行うことが望ましい。
銅より貴な金属を離散的に銅箔表面に形成する方法としては、特に制限はないが、銅よりも貴な金属を、無電解めっき、電気めっき、置換めっき、スプレー噴霧、塗布、スパッタリング、蒸着等により、下地の銅箔表面を完全に覆うことなく、銅箔表面に均一に分散するように形成することが好ましい。より好ましくは、銅より貴な金属を置換めっきにより離散的に銅箔表面に形成する方法である。
置換めっきは、銅と銅よりも貴な金属とのイオン化傾向の違いを利用するものであり、これによれば銅より貴な金属を容易かつ安価に銅箔表面に離散的に形成することができる。
また、銅箔表面上に離散的に形成する上記銅よりも貴な金属の形成量は、特に制限はないが、0.001μmol/dm2以上かつ40μmol/dm2以下であることが好ましい。
また、「離散的」とは、銅箔表面に貴金属が完全に被覆されることなく、0.001μmol/dm2以上かつ40μmol/dm2以下に形成した貴金属が銅箔表面に分散している・・・という意味である。
銅箔表面を酸性溶液に酸化剤及び添加剤を含む溶液により酸化処理を行うと、銅をエッチング処理することにより、銅箔表面に凹凸を形成する粗化処理を行うことができる。しかし、銅のエッチングにより銅箔厚さの維持、また緻密且つ均一な凹凸形成の粗化処理ができない問題がある。
本発明では、上記のようにして銅より貴な金属を離散的に銅箔表面に形成した後、当該銅箔表面を、酸化剤を含むアルカリ性溶液にて酸化処理する。そのことにより、銅のエッチングをほとんどすることなく、銅箔表面に酸化銅の結晶付与による凹凸を形成する粗化処理を行うことができる。
さらに、上記アルカリ性溶液に公知の有機酸やキレート剤を添加してもよい。
また、酸化剤を含むアルカリ性溶液の濃度及び該溶液による酸化処理時間については、上記した酸化銅の結晶量が0.001mg/cm2以上、かつ0.3mg/cm2以下となるように適宜条件を選択することが好ましい。
上記酸化処理により銅箔表面に形成された酸化銅の結晶による凹凸は、還元処理により金属銅の凹凸にすることができる。この還元処理では、pH9.0〜13.5に調整したアルカリ性溶液中に、ホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒド、芳香族アルデヒド化合物等を添加した水溶液、次亜リン酸や次亜リン酸塩などを添加した水溶液、ジメチルアミンボランやそれを含む化合物などを添加した水溶液、水素化ほう素塩やそれを含む化合物などを添加した水溶液等を使用することができる。
また、ここに示すアルカリ性溶液としては、特に制限はないが、例えば、アルカリ金属又はアルカリ土類金属などを含むアルカリ性溶液である。
本発明に用いるその他の還元処理方法としては、電解還元処理を行うことにより、銅箔表面に金属銅の凹凸にすることができる。
銅箔に微細凹凸形成後、カップリング処理、腐食抑制処理、亜鉛めっき処理、クロメート処理の少なくとも1つ以上の処理を行うことができる。
上記酸化処理後、銅箔表面と絶縁層(ビルドアップ層など)との接着強度を向上させるために、カップリング処理を行ってもよく、当該カップリング処理は、上記還元処理後や上記腐食抑制処理後、上記亜鉛めっき処理後、上記クロメート処理後に行ってもよい。これにより、接着性が向上できる。
また、カップリング剤の加水分解を促進させるために、少量の酢酸や塩酸等の酸を添加することもできる。
上記酸化処理後、銅の腐食を抑制するために腐食抑制処理を行ってもよく、当該腐食抑制処理は、上記還元処理後又は上記カップリング処理後、上記亜鉛めっき処理後、上記クロメート処理後に行ってもよい。
腐食抑制処理に使用する腐食抑制剤としては、特に制限はないが、例えば、硫黄含有有機化合物又は窒素含有有機化合物を少なくとも1種以上含んでいるものであればよい。
上記メルカプト基、スルフィド基又はジスルフィド基のような硫黄原子を含有する化合物としては、例えば、脂肪族チオール(HS−(CH2)n−R(但し、式中、nは1から23までの整数、Rは一価の有機基、水素基又はハロゲン原子を表す)で表される構造を有し、Rはアミノ基、アミド基、カルボキシル基、カルボニル基、ヒドロキシル基のいずれかであることが好ましいが、これに制限したものではなく、炭素数1〜18のアルキル基、炭素数1〜8のアルコキシ基、アシルオキシ基、ハロアルキル基、ハロゲン原子、水素基、チオアルキル基、チオール基、置換されていても良いフェニル基、ビフェニル基、ナフチル基、複素環などが挙げられる。
また、式中、nが1〜23までの整数で示される化合物を用いることが好ましく、さらに、nが4〜15までの整数で示される化合物がより好ましく、さらに6〜12までの整数で示される化合物であることが特に好ましい。
上記分子内に−N=又はN=N又は−NH2を含むN含有有機化合物を少なくとも1種以上含む化合物として好ましい化合物は、トリアゾール誘導体(1H−1,2,3−トリアゾール、2H−1,2,3−トリアゾール、1H−1,2,4−トリアゾール、4H−1,2,4−トリアゾール、ベンゾトリアゾール、1−アミノベンゾトリアゾール、3−アミノ−5−メルカプト−1,2,4−トリアゾール、3−アミノ−1H−1,2,4−トリアゾール、3,5−ジアミノ−1,2,4−トリアゾール、3−オキシ−1,2,4−トリアゾール、アミノウラゾール等)、テトラゾール誘導体(テトラゾリル、テトラゾリルヒドラジン、1H−1,2,3,4−テトラゾール、2H−1,2,3,4−テトラゾール、5−アミノ−1H−テトラゾール、1−エチル−1,4−ジヒドロキシ5H−テトラゾール−5−オン、5−メルカプト−1−メチルテトラゾール、テトラゾールメルカプタン等)、オキサゾール誘導体(オキサゾール、オキサゾリル、オキサゾリン、ベンゾオキサゾール、3−アミノ−5−メチルイソオキサゾール、2−メルカプトベンゾオキサゾール、2−アミノオキサゾリン、2−アミノベンゾオキサゾール等)、オキサジアゾール誘導体(1,2,3−オキサジアゾール、1,2,4−オキサジアゾール、1,2,5−オキサジアゾール、1,3,4−オキサジアゾール、1,2,4−オキサジアゾロン−5、1,3,4−オキサジアゾロン−5等)、オキサトリアゾール誘導体(1,2,3,4−オキサトリアゾール、1,2,3,5−オキサトリアゾール等)、プリン誘導体(プリン、2−アミノ−6−ヒドロキシ−8−メルカプトプリン、2−アミノ−6−メチルメルカプトプリン、2−メルカプトアデニン、メルカプトヒポキサンチン、メルカプトプリン、尿酸、グアニン、アデニン、キサンチン、テオフィリン、テオブロミン、カフェイン等)、イミダゾール誘導体(イミダゾール、ベンゾイミダゾール、2−メルカプトベンゾイミダゾール、4−アミノ−5−イミダゾールカルボン酸アミド、ヒスチジン等)、インダゾール誘導体(インダゾール、3−インダゾロン、インダゾロール等)、ピリジン誘導体(2−メルカプトピリジン、アミノピリジン等)、ピリミジン誘導体(2−メルカプトピリミジン、2−アミノピリミジン、4−アミノピリミジン、2−アミノ−4,6−ジヒドロキシピリミジン、4−アミノ−6−ヒドロキシ−2−メルカプトピリミジン、2−アミノー4−ヒドロキシ−6−メチルピリミジン、4−アミノ−6−ヒドロキシ−2−メチルピリミジン、4−アミノ−6−ヒドロキシピラゾロ[3,4−d]ピリミジン、4−アミノ−6−メルカプトピラゾロ[3,4−d]ピリミジン、2−ヒドロキシピリミジン、4−メルカプト−1H−ピラゾロ[3,4−d]ピリミジン、4−アミノ−2,6−ジヒドロキシピリミジン、2,4−ジアミノ−6−ヒドロキシピリミジン、2,4,6−トリアミノピリミジン等)、チオ尿素誘導体(チオ尿素、エチレンチオ尿素、2−チオバルビツール酸等)、アミノ酸(グリシン、アラニン、トリプトファン、プロリン、オキシプロリン等)、1,3,4−チオオキサジアゾロン−5、チオクマゾン、2−チオクマリン、チオサッカリン、チオヒダントイン、チオピリン、γ−チオピリングアナジン、グアナゾール、グアナミン、オキサジン、オキサジアジン、メラミン、2,4,6−トリアミノフェノール、トリアミノベンゼン、アミノインドール、アミノキノリン、アミノチオフェノール、アミノピラゾール等が挙げられる。
また、上記腐食抑制剤を含む溶液の調整には、水や有機溶媒を使用することができる。上記有機溶媒の種類は、特に限定はないが、メタノール、エタノール、n−プロピルアルコール、n−ブチルアルコールなどのアルコール類、ジ−n−プロピルエーテル、ジ−n−ブチルエーテル、ジアリルエーテル等のエーテル類、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン等の脂肪族炭化水素、ベンゼン、トルエン、フェノール等の芳香族炭化水素などを用いることができ、これらの溶媒を1種類又は2種類以上組み合わせて用いることもできる。
また、上記酸化剤を含むアルカリ性溶液又はカップリング剤溶液に上記腐食抑制剤を加えて用いることも可能である。
また、上記腐食抑制剤を含む溶液の濃度は、0.1〜5000ppmの濃度が好ましく、0.5〜3000ppmがより好ましく、1〜1000ppmであることが特に好ましい。腐食抑制剤の濃度が0.1ppm未満では、イオンマイグレーション抑制効果や、銅箔表面と絶縁層との接着強度が低下する傾向がある。
一方、腐食抑制剤の濃度が5000ppmを超えると、イオンマイグレーション抑制効果は得られるが、銅箔表面と絶縁層との接着強度が低下する傾向がある。
腐食抑制剤を含む溶液による処理時間は、特に限定しないが、腐食抑制剤の種類及び濃度に応じて適宜変化させることが好ましい。また、処理後に超音波洗浄を行うことも可能である。
上記還元処理後に、亜鉛めっき処理を行うことによって、絶縁樹脂との親和性を持たせることにより、接着強度を向上することができる。亜鉛めっき処理を行うめっき液としては、特に制限はないが、例えば、亜鉛化合物、アンモニウム塩を添加したpH3.5以上のめっき液を使用することができる。亜鉛化合物としては、特に制限はないが、例えば、塩化亜鉛、硫酸亜鉛7水和物、酢酸亜鉛2水和物を挙げることができる。アンモニウム塩としては、塩化アンモニウム、硫酸アンモニウム、酢酸アンモニウム等の添加剤を少なくとも1種以上加えることにより亜鉛薄膜の均一性、緻密性等を良好に付与することができる。
上記亜鉛めっき処理後に、クロメート処理を行うことによって、亜鉛めっき皮膜の変色を防ぐことができる。クロメート処理を行う水溶液としては、特に制限はないが、例えば、6価クロムイオンを添加した水溶液又は3価クロムイオンを添加した水溶液を使用することができる。6価クロムイオンとしては、例えば、重クロム酸ナトリウム2水和物、重クロム酸カリウム、クロム酸等を挙げることができる。3価クロムイオンとしては、例えば、硫酸アンモニウムクロム、酸化クロム、硝酸クロム等を挙げることができる。
図1に、本発明の半導体チップ搭載基板の一実施例(片面ビルドアップ層2層)の断面模式図を示す。ここでは、ビルドアップ層(層間絶縁層)を片面にのみ形成した実施形態で説明するが、必要に応じて図8に示すようにビルドアップ層は両面に形成しても良い。
また、半導体チップ接続端子と第1の層間接続端子等を共用することも可能である。更に、最外層のビルドアップ層上には、必要に応じてソルダーレジスト等の絶縁被覆109を設けることもできる。
コア基板100の材質は特に問わないが、有機基材、セラミック基材、シリコン基材、ガラス基材等が使用できる。熱膨張係数や絶縁性を考慮すると、セラミックや、ガラスを用いることが好ましい。
ガラスのうち非感光性ガラスとしては、ソーダ石灰ガラス(成分例:SiO2 65〜75wt%、Al2O3 0.5〜4wt%、CaO 5〜15wt%、MgO 0.5〜4wt%、Na2O 10〜20wt%)、ホウ珪酸ガラス(成分例:SiO2 65〜80wt%、B2O3 5〜25wt%、Al2O3 1〜5wt%、CaO 5〜8wt%、MgO 0.5〜2wt%、Na2O 6〜14wt%、K2O 1〜6wt%)等が挙げられる。
また、感光性ガラスとしてはLi2O−SiO2系結晶化ガラスに感光剤として金イオン及び銀イオンを含むものが挙げられる。
熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、アルキド樹脂、アクリル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂、エポキシ樹脂、ポリベンゾイミダゾール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、シリコン樹脂、シクロペンタジエンから合成した樹脂、トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌラートを含む樹脂、芳香族ニトリルから合成した樹脂、3量化芳香族ジシアナミド樹脂、トリアリルトリメタリレートを含む樹脂、フラン樹脂、ケトン樹脂、キシレン樹脂、縮合多環芳香族を含む熱硬化性樹脂、ベンゾシクロブテン樹脂等を用いることができる。熱可塑性樹脂としては、ポリイミド樹脂、ポリフェニレンオキサイド樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、アラミド樹脂、液晶ポリマ等が挙げられる。
コア基板100の厚さは100〜800μmであるのが、IVH形成性の点で好ましく、更に150〜500μmであるのがより好ましい。
熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、アルキド樹脂、アクリル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂、エポキシ樹脂、ポリベンゾイミダゾール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、シリコン樹脂、シクロペンタジエンから合成した樹脂、トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌラートを含む樹脂、芳香族ニトリルから合成した樹脂、3量化芳香族ジシアナミド樹脂、トリアリルトリメタリレートを含む樹脂、フラン樹脂、ケトン樹脂、キシレン樹脂、縮合多環芳香族を含む熱硬化性樹脂、ベンゾシクロブテン樹脂等を用いることができる。
熱可塑性樹脂としては、ポリイミド樹脂、ポリフェニレンオキサイド樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、アラミド樹脂、液晶ポリマ等が挙げられる。
半導体チップの熱膨張係数とコア基板100の熱膨張係数とが近似していて、かつコア基板100の熱膨張係数とビルドアップ層の熱膨張係数とが近似していることが好ましいが、これに制限したものではない。
さらに、半導体チップ、コア基板、ビルドアップ層の各々の熱膨張係数をα1、α2、α3(ppm/℃)としたとき、α1≦α2≦α3であることがより好ましい。
ビルドアップ層の熱膨張係数α3は10〜40ppm/℃であるのが好ましく、更に好ましくは10〜20ppm/℃であり、11〜17ppm/℃が特に好ましい。
ビルドアップ層のヤング率は、1〜5GPaであるのが熱ストレスに対する応力緩和の点で好ましい。ビルドアップ層中の充填材は、ビルドアップ層の熱膨張係数が10〜40ppm/℃、ヤング率が1〜5GPaになるように添加量を適宜調整して添加するのが好ましい。
半導体チップ搭載基板は、以下の製造方法の組み合わせで製造することができる。製造工程の順番は、本発明の目的を逸脱しない範囲では、特に制限しない。
電気化学的に析出させた電解銅箔又は銅を圧延することにより製造された圧延銅箔に対し、脱脂処理、酸洗を行い、その後、銅より貴な金属を離散的に銅箔表面に形成した後、当該銅箔表面を、酸化剤を含むアルカリ性溶液で、酸化処理を行い、銅箔表面に酸化銅の結晶による凹凸を形成させた銅箔を使用することができる。
また必要に応じて酸化処理後、還元処理、カップリング処理、腐食抑制処理、亜鉛めっき処理、クロメート処理を少なくとも1つあるいは2つ以上組み合わせ処理を行った銅箔を使用することができる。
銅箔を用いた配線の形成方法としては、コア基板表面又はビルドアップ層上に銅箔を形成し、銅箔の不要な箇所をエッチングで除去する方法(サブトラクティブ法)、コア基板表面又はビルドアップ層上に極薄銅箔(シード層)を形成し、その後、電解めっきで必要な配線を形成した後、薄い銅層をエッチングで除去する方法(セミアディティブ法)がある。
銅箔の配線となる箇所にエッチングレジストを形成し、エッチングレジストから露出した箇所に、化学エッチング液をスプレー噴霧して、不要な銅箔をエッチング除去し、配線を形成することができる。エッチングレジストは、通常の配線板に用いることのできるエッチングレジスト材料を使用できる。
コア基板又はビルドアップ層に接着機能がある場合は、銅箔をプレスやラミネートによって貼り合わせることによりシード層を形成することができる。
しかし、薄い金属層を直接貼り合わせるのは非常に困難であるため、厚い金属箔を張り合わせた後にエッチング等により薄くする方法や、キャリア付金属箔を貼り合わせた後にキャリア層を剥離する方法などがある。
前述の方法で形成されたシード層上に、めっきレジストを必要なパターンに形成し、シード層を介して電解銅めっきにより配線を形成する。その後、めっきレジストを剥離し、最後にシード層をエッチング等により除去することで、配線を形成することができる。
配線の形状は特に問わないが、少なくとも半導体チップが搭載される側には半導体チップ接続端子16(ワイヤボンド端子等)、その反対面にはマザーボードと電気的に接続される外部接続端子(はんだボール等が搭載される箇所)及びそれらを繋ぐ展開配線、層間接続端子等から構成される。
また、配線の配置も特に問わないが、図5に示すような(内層配線、層間接続端子等は省略)、半導体チップ接続端子16より内側に外部接続端子19を形成したファン−インタイプの半導体チップ搭載基板や、図6に示すような半導体チップ接続端子16の外側に外部接続端子19を形成したファン−アウトタイプの半導体チップ搭載基板又はこれらを組み合わせたタイプでもよい。
また、半導体チップ接続端子16の形状は、ワイヤボンド接続やフリップチップ接続などが可能であれば、特に問わない。
ダミーパターンの形状や配置も特には問わないが、半導体チップ搭載領域に均一に配置するのが好ましい。これによって、ダイボンド接着剤で半導体チップを搭載する際に、ボイドが発生しにくくなり、信頼性を向上できる。
多層の半導体チップ搭載基板は、複数の配線層を有するため、各層の配線を電気的に接続するためのバイアホールを設けることができる。バイアホールは、コア基板又はビルドアップ層に接続用の穴を設け、この穴を導電性ペーストやめっき等で充填し形成することができる。穴の加工方法としては、パンチやドリルなどの機械加工、レーザー加工、薬液による化学エッチング加工、プラズマを用いたドライエッチング法などがある。
また、ビルドアップ層のバイアホール形成方法としては、予めビルドアップ層に導電性ペーストやめっきなどで導電層を形成し、これをコア基板にプレス等で積層する方法などもある。
半導体チップ搭載基板の外部接続端子側には絶縁被覆を形成することができる。パターン形成は、ワニス状の材料であれば印刷で行うことも可能であるが、より精度を確保するためには、感光性のソルダーレジスト、カバーレイフィルム、フィルム状レジストを用いるのが好ましい。材質としては、エポキシ系、ポリイミド系、エポキシアクリレート系、フルオレン系の材料を用いることができる。
さらに、反りは絶縁被覆の厚みによって変化するため、両面の絶縁被覆の厚みは、反りが発生しないように調整することがより好ましい。その場合、予備検討を行い、両面の絶縁被覆の厚みを決定することが好ましい。また、薄型の半導体パッケージとするには、絶縁被覆の厚みが50μm以下であることが好ましく、30μm以下がより好ましい。
配線の必要な部分にニッケル、金めっきを順次施すことができる。さらに必要に応じてニッケル、パラジウム、金めっきとしても良い。
これらのめっきは、配線の半導体チップ接続端子と、マザーボード又は他の半導体パッケージと電気的に接続するための外部接続端子に施される。このめっきは、無電解めっき又は電解めっきのどちらを用いてもよい。
このような半導体チップ搭載基板は、以下のような工程で製造することができる。図2の(a)〜(g)に、本発明半導体チップ搭載基板製造方法の実施形態一例を断面模式図で示す。ただし、製造工程の順番は、本発明の目的を逸脱しない範囲では、特に限定しない。
(工程a)
(工程a)は、図2の(a)に示したようにコア基板100の両面に、第1の銅層118a及び第2の銅層118bを形成する工程である。
まず、コア基板100に接着させる側の銅箔表面を、脱脂処理を行い、塩酸あるいは硫酸洗浄を行う。
(工程a−2)
次に、銅よりも貴な金属である金、銀、白金、パラジウム、ロジウム、レニウム、ルテニウム、オスミウム、イリジウムから選択される金属又はこれらの金属を含む合金を離散的に形成し、酸化剤を含むアルカリ性溶液に浸漬することにより酸化処理を行う。その後、還元処理を行うのが好ましい。更にその後カップリング処理、腐食抑制処理、亜鉛めっき処理、クロメート処理の少なくとも1つ以上の処理を行ってもよい。
次に、コア基板100の両面と、(工程a−2)で処理した側の銅箔とを接着させ、第1の銅層118a及び第2の銅層118bを形成する。コア基板100の絶縁材料としては、前記したように熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂又はそれらの混合樹脂が使用できるが、熱硬化性材料を主成分とするのが好ましい。
接着方法は、プレス、ラミネート等の手法を用いて銅層を得ることができる。絶縁材料が熱硬化性材料を含む場合は、さらに加熱硬化させることが望ましい。
(工程b)は、図2(b)に示すように、後述する第1の層間接続端子101と、第2の配線106bとを接続するための第1の層間接続用IVH(バイアホール)102を形成し、その後、第1の銅層118aと第2の銅層118bの層間接続を行うために、導電層を形成する工程である。
なお、非感光性基材としては、前述した非感光性ガラスなどが挙げられるが、これに制限はない。上記のようにバイアホールとなる穴を形成した後は、層間を電気的に接続するために、必要に応じてデスミア処理を行った後、当該穴を導電性のペーストやめっきなどにより導電化し、バイアホールとする。
(工程c)は、図2(c)に示すようにコア基板100上に第1の配線106aと反対側の面に第2の配線106bを形成する工程である。
第1の銅層118aに対して、第1の配線形状にエッチングレジストを形成し、塩化銅や塩化鉄、硫酸−過酸化水素及び硝酸−過酸化水素などのエッチング液により銅層をエッチングした後、エッチングレジストを除去することで第1の配線106aを作製することができる。
また、上記の方法により、第1の配線106a及び第2の配線106bを同時に形成することもでき、効率的で好ましい。
また、第2の配線106bは、第2の層間接続端子103を含んでいる。
なお、微細配線の形成方法としてはセミアディティブ法を用いても良い。
(工程d)は、図2(d)に示すように、前記第2の配線106bを形成した面にビルドアップ層(層間絶縁層)104を形成し、更にビルドアップ層104上に第3の銅層118cを形成する工程である。
まず、第2の配線106b表面を、前記脱脂処理を行い、塩酸又は硫酸洗浄を行う。
次に、銅よりも貴な金属、例えば、金、銀、白金、パラジウム、ロジウム、レニウム、ルテニウム、オスミウム、イリジウムから選択される金属又はこれらの金属を含む合金を離散的に銅配線表面(第2の配線106b上)に形成し、酸化剤を含むアルカリ性溶液に浸漬することにより酸化処理を行い、その後、必要に応じて還元処理、カップリング処理、腐食抑制処理の少なくとも1つ以上の処理を行ってもよい。
次に、ビルドアップ層104上に接着させる側の銅箔表面を、脱脂処理を行い、塩酸あるいは硫酸洗浄を行う。
次に、銅よりも貴な金属である金、銀、白金、パラジウム、ロジウム、レニウム、ルテニウム、オスミウム、イリジウムから選択される金属又はこれらの金属を含む合金を離散的に形成し、酸化剤を含むアルカリ性溶液に浸漬することにより酸化処理を行い、その後、必要に応じて還元処理、カップリング処理、腐食抑制処理、亜鉛めっき処理、クロメート処理の少なくとも1つ以上の処理を行ってもよい。
次に、コア基板100表面及び第2の配線106b表面に、ビルドアップ層104を接着させ、更に、ビルドアップ層104と(工程d−2)で処理した側の銅箔とを接着させ、銅層118cを形成する。
ビルドアップ層104の絶縁材料としては、前記したように熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂又はそれらの混合樹脂が使用できるが、熱硬化性材料を主成分とするのが好ましい。
接着方法は、プレス、ラミネート等の手法を用いてビルドアップ層を得ることができる。絶縁材料が熱硬化性材料を含む場合は、さらに加熱硬化させることが望ましい。
(工程e)は、図2(e)に示すように、前記ビルドアップ層に第2の層間接続用のIVH(バイアホール)108を形成する工程であり、その形成手段としては、レーザー加工による方法が好ましい。前記方法としては、上記工程(b)における第1の層間接続用IVH102と同様に行うことができる。その後、必要に応じて、デスミア処理を行うのが好ましい。
(工程f)は、図2(f)に示すように、第2の配線106bと第3の銅層118cの層間接続を行うために、第3の銅層118c及び第2の層間接続用IVH108、第2の層間接続端子103上に薄い導電層を形成し、その後、前記第2のバイアホール及び第3の配線106cを形成する工程である。第2のバイアホールは、導電性のペーストやめっきなどで充填して形成することができる。
(工程g)は、図2(g)に示すように、外部接続端子107以外の配線などを保護するための絶縁被覆109を形成する工程である。絶縁被覆材としては、ソルダーレジストが用いられ、熱硬化型や紫外線硬化型のものが使用できるが、レジスト形状を精度良く仕上げることができる紫外線硬化型のものが好ましい。
半導体チップ搭載基板22の形状は、特に問わないが、図7に示すようなフレーム形状にすることが好ましい。半導体チップ搭載基板の形状をこのようにすることで、半導体パッケージの組立てを効率よく行うことができる。
以下、好ましいフレーム形状について詳細に説明する。
また、半導体チップ搭載基板の端部には、位置決めのマーク等11を形成することが好ましく、貫通穴によるピン穴であることがより好ましい。ピン穴の形状や配置は、形成方法や半導体パッケージの組立て装置に合うように選択すればよい。
また、ブロックの外側には、ダイサーで切断する際の切断位置合わせマーク25を形成することが好ましい。このようにして、フレーム形状の半導体チップ搭載基板を作製することができる。
図3に、本発明のフリップチップタイプ半導体パッケージ実施形態の一例を断面模式図で示す。図3に示すように本発明の半導体パッケージは、上記本発明の半導体チップ搭載基板に、さらに半導体チップ111が搭載されているもので、半導体チップと半導体チップ接続端子とを接続バンプ112を用いてフリップチップ接続することによって電気的に接続されている。
半導体チップと半導体チップ接続端子との電気的な接続は金ワイヤ115を用いたワイヤボンドで行う。
半導体チップの封止は、半導体用封止樹脂116をトランスファモールドで行うことができる。
半導体パッケージ領域を行及び列に複数個配列した半導体チップ搭載基板においては、最後に、ダイサー等を用いて個々の半導体パッケージに切断する。
実施例1
(工程a)
(工程a-1)
粗化処理及び化成処理、防錆処理をしていない18μmの電解銅箔マット面(M面)に対し、200ml/Lに調整した酸性脱脂液Z−200(ワールドメタル社製、商品名)に、液温50℃で2分間浸漬した後、液温50℃の水に2分間浸漬することにより湯洗し、さらに1分間水洗した。
次いで、3.6Nの硫酸水溶液に1分間浸漬し、1分間水洗した。
上記前処理工程を経た後に、置換パラジウムめっき液SA−100(日立化成工業株式会社、製品名)に30℃で3分間浸漬して1.0μmol/dm2の置換パラジウムめっきを施し、1分間水洗し、りん酸三ナトリウム10g/L及び水酸化カリウム25g/Lを含むアルカリ性溶液に亜塩素酸ナトリウム15g/L添加した酸化処理液に50℃で1分間浸漬した。
この後、5分間水洗し、還元処理液HIST−100D(日立化成工業株式会社製、商品名)に30℃で1分間浸漬し、さらに10分間水洗を行った。この処理工程を経た後に、85℃で30分間乾燥させた
コア基板100となる基材として、0.1mm厚×4枚のGXA−67Y(日立化成工業株式会社製、商品名、低誘電率樹脂)プリプレグを用意し、4枚重ねたプリプレグの両面に、(工程a-2)で処理した側である銅箔のM面を、プレスにより、以下に示す条件1でそれぞれ接着処理を行い、コア基板100表面に第1の銅層118a及び第2の銅層118bを形成した。
熱板昇温速度:5℃/min
熱板保持時間:200℃・90min
熱板冷却時間:5℃/min
熱板冷却時間:30min
加圧時間:2.94MPa(30kgf/cm2)・155min
コア基板100の第1の銅層118aと反対面から第1の層間接続端子101に到達するまで、ドリルでφ150μmの貫通穴を形成した。
次いで、穴内のデスミア処理を行った。デスミア処理方法としては、膨潤液サーキュポジットホールプリップ4125(ローム・アンド・ハース電子材料株式会社、製品名)に80℃で3分浸漬後、3分間水洗した。
次いで、還元液サーキュポジットMLB216−4(ローム・アンド・ハース電子材料株式会社、製品名)に40℃で3分浸漬後、3分間水洗し、85℃で30分間乾燥させた。
(工程a)で形成された第1の銅層118a上に、第1の配線106aの形状にエッチングレジストを形成し、また、第2の銅層118b上に、第2の配線106bの形状にエッチングレジストを形成し、塩化第二鉄エッチング液を用いて銅層をエッチングして、その後、エッチングレジストを除去することで、第1の配線106a(第1の層間接続端子101及び半導体チップ接続端子を含む)及び第2の配線106b(第2の層間接続端子103及び半導体チップ接続端子を含む)を形成した。
(工程d−1)
(工程c)で形成した第2の配線106b側の配線表面を、200ml/Lに調整した酸性脱脂液Z−200(ワールドメタル社製、商品名)に、液温50℃で2分間浸漬した後、液温50℃の水に2分間浸漬することにより湯洗し、さらに1分間水洗した。
次いで、3.6Nの硫酸水溶液に1分間浸漬し、1分間水洗した。
キャリア付銅箔3μmの極薄側銅箔面を、200ml/Lに調整した酸性脱脂液Z−200(ワールドメタル社製、商品名)に、液温50℃で2分間浸漬した後、液温50℃の水に2分間浸漬することにより湯洗し、さらに1分間水洗した。
次いで、3.6Nの硫酸水溶液に1分間浸漬し、1分間水洗した。
上記前処理工程を経た後に、置換パラジウムめっき液SA−100(日立化成工業株式会社、製品名)に30℃で3分間浸漬して1.0μmol/dm2置換パラジウムめっきを施し、1分間水洗し、りん酸三ナトリウム10g/L及び水酸化カリウム25g/Lを含むアルカリ性溶液に亜塩素酸ナトリウム15g/L添加した酸化処理液に50℃で1分間浸漬した。
この後、5分間水洗し、還元処理液HIST−100D(日立化成工業株式会社製、商品名)に30℃で1分間浸漬し、さらに10分間水洗を行った。この処理工程を経た後に、85℃で30分間乾燥させた
0.03mm厚のGXA−67Y(日立化成工業株式会社製、商品名、低誘電率樹脂)プリプレグを用意し、プリプレグの片面に、(工程d−1)で処理した第2の配線106b表面を、一方の片面に(工程d−2a)(工程d−2b)で処理した側の銅箔面をプレスにより、以下に示す条件2で接着処理を行い、その後、キャリア付銅箔のキャリアを引き剥がし、ビルドアップ層104及び第3の銅層118cを形成した。
熱板昇温速度:5℃/min
熱板保持時間:175℃・20min、200℃・90min
熱板冷却時間:5℃/min
熱板冷却時間:30min
加圧時間:0.49MPa(5kgf/cm2)・10min、2.94MPa(30kgf/cm2)・165min
第3の銅層118cの表面から第2の層間接続用端子103に到達するまで、レーザーで穴径50μmの第2のバイアホールであるIVH穴を形成した。レーザーにはYAGレーザーLAVIA−UV2000(住友重機械工業株式会社製、商品名)を使用し、周波数4kHz、ショット数20、マスク径0.4mmの条件でIVH穴を形成した。
その後、デスミア処理を行った。デスミア処理方法としては、(工程b)と同様の方法で行った。
銅層118cと第2の層間接続端子103の層間接続を行うために、前記形成した第2のIVH108内に無電解めっきを形成した。
次に、第3の銅層118c上に、めっきレジストPMER P−LA900PM(東京応化工業株式会社製、商品名)を用いスピンコート法で、シード層上に、膜厚10μmのめっきレジスト層を形成した。1000mJ/cm2の条件で露光し、PMER現像液P−7Gを用いて23℃で6分間浸漬揺動し、L/S=15μm/15μmのレジストパターンを形成した。
(工程g)
最後にソルダーレジスト109を形成して、図1(1パッケージ分の断面図)、図5(1パッケージ分の平面図)及び図7(半導体チップ搭載基板全体図)に示すようなファン−インタイプBGA用半導体チップ搭載基板を作製した。
次に、前記(工程a)〜(工程g)により作製された半導体チップ搭載基板の半導体チップ搭載領域に、接続バンプ112の形成された半導体チップ111を、フリップチップボンダを用いて超音波を印加しながら必要な数だけ搭載した。
さらに、半導体チップ搭載基板と半導体チップの隙間に、半導体チップ端部からアンダーフィル材を注入し、オーブンを用いて80℃で1時間の1次硬化及び150℃で4時間の2次硬化を行った。
最後に、幅200μmのブレードを装着したダイサーで半導体チップ搭載基板を切断し、図3に示す半導体パッケージを作製した。
(工程a−2)及び(工程d−2b)で、置換パラジウムめっき液SA−100(日立化成工業株式会社、製品名)に30℃で3分間浸漬して1.0μmol/dm2の置換パラジウムめっきを施し、1分間水洗し、りん酸三ナトリウム10g/L及び水酸化カリウム25g/Lを含むアルカリ性溶液に亜塩素酸ナトリウム15g/L添加した酸化処理液に50℃で1分間浸漬した。
(工程a−2)及び(工程d−2b)で、置換パラジウムめっき液SA−100(日立化成工業株式会社、製品名)に30℃で3分間浸漬して1.0μmol/dm2の置換パラジウムめっきを施し、1分間水洗し、りん酸三ナトリウム10g/L及び水酸化カリウム25g/Lを含むアルカリ性溶液に亜塩素酸ナトリウム15g/L添加した酸化処理液に50℃で1分間浸漬した。
(工程a−2)及び(工程d−2b)で、置換パラジウムめっき液SA−100(日立化成工業株式会社、製品名)に30℃で3分間浸漬して1.0μmol/dm2置換パラジウムめっきを施し、1分間水洗し、りん酸三ナトリウム10g/L及び水酸化カリウム25g/Lを含むアルカリ性溶液に亜塩素酸ナトリウム15g/L添加した酸化処理液に50℃で1分間浸漬した。
(工程a−2)及び(工程d−2b)で、置換パラジウムめっき液SA−100(日立化成工業株式会社、製品名)に30℃で3分間浸漬して1.0μmol/dm2の置換パラジウムめっきを施し、1分間水洗し、りん酸三ナトリウム10g/L及び水酸化カリウム25g/Lを含むアルカリ性溶液に亜塩素酸ナトリウム15g/L添加した酸化処理液に50℃で1分間浸漬した。
(工程a−2)及び(工程d−2b)で、置換パラジウムめっき液SA−100(日立化成工業株式会社、製品名)に30℃で3分間浸漬して1.0μmol/dm2の置換パラジウムめっきを施し、1分間水洗し、りん酸三ナトリウム10g/L及び水酸化カリウム25g/Lを含むアルカリ性溶液に亜塩素酸ナトリウム15g/L添加した酸化処理液に50℃で1分間浸漬した。
(工程a−2)及び(工程d−2b)で、置換金めっき液HGS−500(日立化成工業株式会社、製品名)に30℃で1分間浸漬して1.0μmol/dm2の置換金めっきを施し、1分間水洗し、りん酸三ナトリウム10g/L及び水酸化カリウム25g/Lを含むアルカリ性溶液に亜塩素酸ナトリウム15g/L添加した酸化処理液に50℃で1分間浸漬した。
(工程a−2)及び(工程d−2b)で、硝酸銀7.5g/L、水酸化アンモニア75g/L、チオ硫酸ナトリウム5水和物をそれぞれ含む置換銀めっき液に30℃で20秒間浸漬して1.0μmol/dm2の置換銀めっきを施し、1分間水洗し、りん酸三ナトリウム10g/L及び水酸化カリウム25g/Lを含むアルカリ性溶液に亜塩素酸ナトリウム15g/L添加した酸化処理液に50℃で3分間浸漬した。
(工程a−2)及び(工程d−2b)で、置換パラジウムめっき液SA−100(日立化成工業株式会社、製品名)に30℃で3分間浸漬して1.0μmol/dm2の置換パラジウムめっきを施し、1分間水洗し、りん酸三ナトリウム10g/L及び水酸化カリウム25g/Lを含むアルカリ性溶液に亜塩素酸ナトリウム15g/L添加した酸化処理液に50℃で3分間浸漬した。
(工程a−2)及び(工程d−2b)で、置換パラジウムめっき液SA−100(日立化成工業株式会社、製品名)に30℃で3分間浸漬して1.0μmol/dm2の置換パラジウムめっきを施し、1分間水洗し、りん酸三ナトリウム10g/L及び水酸化カリウム25g/Lを含むアルカリ性溶液に亜塩素酸ナトリウム15g/L添加した酸化処理液に50℃で3分間浸漬した。
この後、5分間水洗し、還元処理液HIST−100D(日立化成工業株式会社製、商品名)に40℃で3分秒間浸漬し、さらに10分間水洗を行った。
(工程a−2)及び(工程d−2b)で、置換パラジウムめっき液SA−100(日立化成工業株式会社、製品名)に30℃で3分間浸漬して1.0μmol/dm2の置換パラジウムめっきを施し、1分間水洗し、りん酸三ナトリウム10g/L及び水酸化カリウム25g/Lを含むアルカリ性溶液に亜塩素酸ナトリウム15g/L添加した酸化処理液に50℃で3分間浸漬した。
さらに、塩化亜鉛10g/L及び塩化アンモニウム20g/Lを含むpH7.0の亜鉛めっき液により、電流密度0.4A/dm2の条件で、2秒間浸漬した。
粗化処理及び化成処理、防錆処理を施していない18μmの電解銅箔を5cm×8cm×2枚(接着試験用、銅箔表面粗さ評価用)に切り出し、この電解銅箔M面を試験片として、これに実施例1の(工程a−1)及び(工程a−2)に記載された表面処理を施した。
(条件3)
測定長さ:1μm
SCAN SPEED:1.35μm/sec
FORCE REFARENCE:160
電解銅箔に対する表面処理が、実施例2の(工程a−2)に記載された表面処理である以外は、実施例12と同様に行った。
電解銅箔に対する表面処理が、実施例3の(工程a−2)に記載された表面処理である以外は、実施例12と同様に行った。
電解銅箔に対する表面処理が、実施例4の(工程a−2)に記載された表面処理である以外は、実施例12と同様に行った。
電解銅箔に対する表面処理が、実施例5の(工程a−2)に記載された表面処理である以外は、実施例12と同様に行った。
電解銅箔に対する表面処理が、実施例6の(工程a−2)に記載された表面処理である以外は、実施例12と同様に行った。
電解銅箔に対する表面処理が、実施例7の(工程a−2)に記載された表面処理である以外は、実施例12と同様に行った。
電解銅箔に対する表面処理が、実施例8の(工程a−2)に記載された表面処理である以外は、実施例12と同様に行った。
電解銅箔に対する表面処理が、実施例9の(工程a−2)に記載された表面処理である以外は、実施例12と同様に行った。
電解銅箔に対する表面処理が、実施例10の(工程a−2)に記載された表面処理である以外は、実施例12と同様に行った。
電解銅箔に対する表面処理が、実施例11の(工程a−2)に記載された表面処理である以外は、実施例11と同様に行った。
(工程a’)
配線間絶縁信頼性試験を行うため、図13の(a’)に示すように、実施例1に示す(工程a−1)及び(工程a−2)を行った後、(工程a−3)においては、プリプレグの片面に(工程a−2)で処理した側の銅箔をプレスにより同様の条件で接着処理を行い、コア基板100片面に第2の銅層118bを形成した。但し、第2の銅層118bを形成するために使用した電解銅箔は、キャリア付銅箔3μmのキャリアを引き剥がした3μm銅箔を使用した。
(工程a’)で形成された第2の銅層118b上に、第2の配線106bの形状にエッチングレジストを形成し、塩化第二鉄エッチング液を用いてエッチングを行い、その後、エッチングレジストを除去することで図9に示すL/S=10μm/10μm及び図10に示すL/S=15μm/15μmの第2の配線106bを形成した。
(工程c’)で形成した第2の配線106b側の面を実施例1に示す(工程d−1)と同様に処理を行った。次に、0.03mm厚のGXA−67Y(日立化成工業株式会社製、商品名、低誘電率樹脂)プリプレグを用意し、第2の配線106b側の面とプリプレグの接着処理を、(工程d−3)と同様の条件で行った。
また、1GΩ以下の絶縁抵抗測定には、(株)ヒューレット・パッカード(HP)社製デジタルマルチメータ3457Aを用いた。
(工程a’)の(工程a−2)を、実施例2に記載された表面処理を行い、それ以外は、実施例23と同様に行った。
(工程a’)の(工程a−2)を、実施例3に記載された表面処理を行い、それ以外は、実施例23と同様に行った。
(工程a’)の(工程a−2)を、実施例4に記載された表面処理を行い、それ以外は、実施例23と同様に行った。
(工程a’)の(工程a−2)を、実施例5に記載された表面処理を行い、それ以外は、実施例23と同様に行った。
(工程a’)の(工程a−2)を、実施例6に記載された表面処理を行い、それ以外は、実施例23と同様に行った。
(工程a’)の(工程a−2)を、実施例7に記載された表面処理を行い、それ以外は、実施例23と同様に行った。
(工程a’)の(工程a−2)を、実施例8に記載された表面処理を行い、それ以外は、実施例23と同様に行った。
(工程a’)の(工程a−2)を、実施例9に記載された表面処理を行い、それ以外は、実施例23と同様に行った。
(工程a’)の(工程a−2)を、実施例10に記載された表面処理を行い、それ以外は、実施例23と同様に行った。
(工程a’)の(工程a−2)を、実施例11に記載された表面処理を行い、それ以外は、実施例23と同様に行った。
配線形成評価及び配線間の残銅有無の確認を行うために、実施例23に示す(工程a’)、(工程c’)の処理を行い、第2の配線106bとして、図11に示すL/S=30μm/30μmの評価基板を作製した。但し、(工程a’)において第2の銅層118bを形成するために使用した電解銅箔は、12μm銅箔を使用した。
次に、配線のトップ幅(WT)を測定した。
(工程a’)の(工程a−2)を、実施例2に記載された表面処理を行い、それ以外は、実施例34と同様に行った。
(工程a’)の(工程a−2)を、実施例3に記載された表面処理を行い、それ以外は、実施例34と同様に行った。
(工程a’)の(工程a−2)を、実施例4に記載された表面処理を行い、それ以外は、実施例34と同様に行った。
(工程a’)の(工程a−2)を、実施例5に記載された表面処理を行い、それ以外は、実施例34と同様に行った。
(工程a’)の(工程a−2)を、実施例6に記載された表面処理を行い、それ以外は、実施例34と同様に行った。
(工程a’)の(工程a−2)を、実施例7に記載された表面処理を行い、それ以外は、実施例34と同様に行った。
(工程a’)の(工程a−2)を、実施例8に記載された表面処理を行い、それ以外は、実施例34と同様に行った。
(工程a’)の(工程a−2)を、実施例9に記載された表面処理を行い、それ以外は、実施例34と同様に行った。
(工程a’)の(工程a−2)を、実施例10に記載された表面処理を行い、それ以外は、実施例34と同様に行った。
(工程a’)の(工程a−2)を、実施例11に記載された表面処理を行い、それ以外は、実施例34と同様に行った。
(工程a−2)及び(工程d−2b)で、電解銅箔M面に対し、硫酸銅5水和物100g/L及び硫酸120g/Lを含む電気銅めっき液を用いて、処理温度35℃、電流密度40A/dm2で3.5秒間電解処理(限界電流密度以上)した。
その後、硫酸銅5水和物250g/L及び硫酸100g/Lを含む電気銅めっき液を用いて、処理温度50℃、電流密度5A/dm2で80秒間電解処理(限界電流密度未満)した。
さらに、塩化亜鉛10g/L及び塩化アンモニウム20g/Lを含むpH7.0の亜鉛めっき液により、電流密度0.4A/dm2の条件で、2秒間浸漬した。この後、5分間水洗し、さらに、重クロム酸ナトリウム・2水和物3.5g/Lを含むpH3.5のクロメート処理液により、電流密度0.5A/dm2の条件で、5秒間浸漬した。
(工程a−2)及び(工程d−2b)で、電解銅箔M面に対し、硫酸銅5水和物100g/L、硫酸120g/L及びタングステン酸ナトリウム2水和物0.6g/L、硫酸第1鉄7水和物15g/Lを含む電気銅めっき液を用いて、処理温度35℃、電流密度40A/dm2で3.5秒間電解処理(限界電流密度以上)した。
その後、硫酸銅5水和物250g/L及び硫酸100g/Lを含む電気銅めっき液を用いて、処理温度50℃、電流密度5A/dm2で80秒間電解処理(限界電流密度未満)した。
さらに、塩化亜鉛10g/L及び塩化アンモニウム20g/Lを含むpH7.0の亜鉛めっき液により、電流密度0.4A/dm2の条件で、2秒間浸漬した。この後、5分間水洗し、さらに、重クロム酸ナトリウム・2水和物3.5g/Lを含むpH3.5のクロメート処理液により、電流密度0.5A/dm2の条件で、5秒間浸漬した。
(工程a−2)及び(工程d−2b)で、りん酸三ナトリウム10g/L及び水酸化カリウム25g/Lを含むアルカリ性溶液に亜塩素酸ナトリウム15g/L添加した酸化処理液に85℃で3分間浸漬した。
(工程a)の(工程a−2)を、比較例1に記載された表面処理を行い、それ以外は、実施例12と同様に行った。
(工程a)の(工程a−2)を、比較例2に記載された表面処理を行い、それ以外は、実施例12と同様に行った。
(工程a)の(工程a−2)を、比較例3に記載された表面処理を行い、それ以外は、実施例12と同様に行った。
(工程a’)の(工程a−2)を、比較例1に記載された表面処理を行い、それ以外は、実施例23と同様に行った。
(工程a’)の(工程a−2)を、比較例2に記載された表面処理を行い、それ以外は、実施例23と同様に行った。
(工程a’)の(工程a−2)を、比較例3に記載された表面処理を行い、それ以外は、実施例23と同様に行った。
(工程a’)の(工程a−2)を、比較例1に記載された表面処理を行い、それ以外は、実施例34と同様に行った。
(工程a’)の(工程a−2)を、比較例2に記載された表面処理を行い、それ以外は、実施例34と同様に行った。
(工程a’)の(工程a−2)を、比較例3に記載された表面処理を行い、それ以外は、実施例34と同様に行った。
以上のように作製した試験サンプルに対し、以下の試験を行った。
実施例1〜11及び比較例1〜3に記載された各々22個の半導体パッケージを、吸湿処理を行った後、到達温度240℃、長さ2mのリフロー炉に0.5m/分の条件で流し、リフローを行った。
その後、各サンプルについてクラック発生の有無を調べ、発生した場合をNGとした。結果を表1に示した。
実施例12〜22及び比較例4〜6に記載された接着性試験用基板を用いて、150℃放置後の接着性試験を行い、投入後240hまで行った。接着性の指標となるピール強度(N/m)の測定には、レオメータNRM−3002D−H(不動工業株式会社製、商品名)を用い、電解銅箔を基板に対して角度を90度に常に維持し、基板と垂直方向に50mm/minの速度で引き剥がした。ピール強度の値が800N/m以上の値を示した場合を○、800N/m未満の値を示した場合を×とした。その結果を表2に示す。
実施例12〜22及び比較例4〜6に記載された銅箔表面粗さ評価用基板を用いて、銅表面粗さRzを測定した。Rzの値が1μm以下の値を示した場合を○、1μmを超える値を示した場合を×とした。その結果を表2に併記し示した。
実施例23〜33及び比較例7〜9に記載された評価基板を用いて、放置後のL/S=10μm/10μm及びL/S=15μm/15μm配線間の絶縁抵抗値を測定した。抵抗値が1.0×109Ω以上の値を示した場合を○、1.0×109Ω未満の値を示した場合を×とした。その結果を表3及び表4に示す。
実施例34〜44及び比較例10〜12に記載された評価基板を用いて、図12に示すL/S=30μm/30μm配線形成後の配線のトップ幅(WT)を測定した。結果を表5に示した。
実施例34〜44及び比較例10〜12に記載された評価基板を用いて、配線間の残銅有無の確認をした。残銅が無い場合を○、残銅がある場合を×とした。その結果を表5に併記して示す。
また、本発明により、配線間絶縁信頼性及びエッチングによる配線形成性に優れた多層配線基板及び半導体チップ搭載基板、さらに耐リフロー性、温度サイクル性に優れた半導体パッケージが製造できる。
13 半導体パッケージ領域
14 ダイボンドフィルム接着領域(フリップチップタイプ)
15 半導体チップ搭載領域(フリップチップタイプ)
16 半導体チップ接続端子
17 ダイボンドフィルム接着領域(ワイヤボンドタイプ)
18 半導体チップ搭載領域(ワイヤボンドタイプ)
19 外部接続端子
20 展開配線
21 ダミーパターン
22 半導体チップ搭載基板
23 ブロック
24 補強パターン
25 切断位置合わせマーク
101 第1の層間接続端子
102 第1の層間接続用IVH(バイアホール)
103 第2の層間接続端子
104 層間絶縁層(ビルドアップ層)
105 第3の層間接続用IVH(バイアホール)
106 配線
106a 第1の配線
106b 第2の配線
106c 第3の配線
107 外部接続端子
108 第2の層間接続用IVH(バイアホール)
109 絶縁被覆(ソルダーレジスト)
112 接続バンプ
113 アンダーフィル材
114 はんだボール
115 金ワイヤ
116 半導体用封止樹脂
117 ダイボンドフィルム
118a 第1の銅層
118b 第2の銅層
118c 第3の銅層
Claims (10)
- 銅箔を粗化処理する工程において、銅箔表面に銅よりも貴な金属を離散的に形成する工程、その後、前記銅箔表面に対し酸化剤を含むアルカリ性溶液で酸化処理する工程を有する銅箔の表面処理方法。
- 前記銅箔表面を酸化処理する工程後、さらに還元処理、カップリング処理、腐食抑制処理、亜鉛めっき処理、クロメート処理からなる群から選択される1つ以上の処理を行う工程を有する銅箔の表面処理方法。
- 前記酸化剤が、塩素酸塩、亜塩素酸塩、次亜塩素酸塩、過塩素酸塩、ペルオキソ二硫酸塩からなる群から選択される1種以上である、請求項1又は2に記載の銅箔の表面処理方法。
- 前記銅よりも貴な金属が、金、銀、白金、パラジウム、ロジウム、レニウム、ルテニウム、オスミウム、イリジウムからなる群から選択される金属又は前記金属を含む合金である、請求項1〜3のいずれかに記載の銅箔の表面処理方法。
- 前記銅よりも貴な金属の形成量が、0.001μmol/dm2以上かつ40μmol/dm2以下である、請求項1〜4のいずれかに記載の銅箔の表面処理方法。
- 銅箔表面に銅よりも貴な金属を離散的に形成し、その後、前記銅箔表面を、酸化剤を含むアルカリ性溶液で酸化処理してなる銅箔。
- 前記酸化処理後、さらに還元処理、カップリング処理、腐食抑制処理からなる群から選択される1つ以上の処理を施してなる銅箔。
- 前記酸化剤が、塩素酸塩、亜塩素酸塩、次亜塩素酸塩、過塩素酸塩、ペルオキソ二硫酸塩からなる群から選択される1種以上である、請求項6又は7に記載の銅箔。
- 前記銅よりも貴な金属が、金、銀、白金、パラジウム、ロジウム、レニウム、ルテニウム、オスミウム、イリジウムからなる群から選択される金属又は前記金属を含む合金であることを特徴とする請求項6〜8のいずれかに記載の銅箔。
- 銅箔表面に形成された前記銅よりも貴な金属の量が、0.001μmol/dm2以上かつ40μmol/dm2以下である、請求項6〜9のいずれかに記載の銅箔。
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