JP2008147532A - 配線基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 薄型で高密度な配線基板を効率よく製造することが可能な配線基板の製造方法を提供すること。
【解決手段】 加熱によりガスを発生する支持基板１の主面上に導体層２，４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄと絶縁層３ａ，５ａ，５ｂ，５ｃ，３ｂとを交互に複数積層して導体層２，４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄと絶縁層３ａ，３ｂ，５ａ，５ｂ，５ｃとから成る配線基板用の積層体１０を形成する工程と、支持基板１を加熱して支持基板１からガスを発生させ支持基板１と積層体１０との間の接着力を消失または低下させる工程と、支持基板１との接着力が消失または低下した積層体１０を支持基板１より剥離する工程とを含むことを特徴とする配線基板２０の製造方法である。
【選択図】 図３

Description

本発明は、半導体素子等の電子部品を搭載するために用いられる配線基板の製造方法に関するものである。

従来、半導体素子等の電子部品を搭載するために用いられる高密度多層配線基板として、厚みが０．２〜２．０ｍｍ程度のガラス−樹脂板の両面に銅箔から成る配線導体を有するコア基板の前記両面にそれぞれの厚みが１０〜１００μｍ程度の樹脂から成る絶縁層とめっき膜から成る配線導体とを交互に積層して成るビルドアップ配線基板が知られている。このようなビルドアップ配線基板は、例えば次に述べる方法により製作される。

まず、ガラスクロスにエポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂等の熱硬化性樹脂を含浸させた絶縁シートを準備する。次にこの絶縁シートの両面に銅箔を貼着するとともに絶縁シート中の熱硬化性樹脂を熱硬化させて両面銅張り板を得る。次にこの両面銅張り板にその上下面を貫通するスルーホールを穿孔するとともに前記スルーホール内壁にめっき膜を被着させて上下面の銅箔をスルーホール内のめっき膜で電気的に接続する。次にスルーホール内を樹脂で充填した後、上下面の銅箔を所定パターンにエッチングすることにより、ガラス−樹脂板の両面に銅箔から成る配線導体を有するコア基板を得る。

次に、このコア基板の上下面にエポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂等の熱硬化性樹脂に無機絶縁性フィラーを分散させた樹脂フィルムを貼着するとともに樹脂フィルム中の熱硬化性樹脂を熱硬化させて絶縁層を形成する。次に前記絶縁層にレーザ加工によりビアホールを穿孔するとともにビアホール内を含む絶縁層の表面にセミアディティブ法によりめっき膜から成る配線導体を上下面同時に形成する。そしてさらに、次層の絶縁層や配線導体の形成を複数回繰り返すことによりガラス−樹脂板の両面に銅箔から成る配線導体を有するコア基板の両面に樹脂から成る絶縁層とめっき膜から成る配線導体とを交互に積層して成るビルドアップ配線基板が製作される。

しかしながら、このようなビルドアップ配線基板は、コア基板の両面に樹脂から成る絶縁層とめっき膜から成る配線導体とを交互に積層することから、これらの絶縁層と配線導体とを順次多層化することにより高密度配線が可能であるものの、コア基板として厚みが０．２〜２．０ｍｍ程度のガラス−樹脂板を使用することから、配線基板の全体厚みを薄くすることが困難であるという問題点があった。

そこで、特許文献１には、金属板の一面側に配線導体と絶縁層とを、半導体素子搭載面側から外部接続端子装着面側に向けて順次多層に形成した後、前記金属板をエッチング除去することにより半導体装置用の多層基板を製造する方法が提案されている。この特許文献１に示された方法によれば、半導体素子搭載面が平坦であり、且つ薄型の半導体装置用の多層基板を提供できるとしている。しかしながら、この方法によると、比較的厚みを必要とする金属板をエッチング除去することが必要であり、そのエッチングに長時間を要する。また、金属板をエッチング除去することが必要であることから、金属板の両面に基板を形成することができず、そのため生産効率が低いという解決すべき問題点があった。
特許第３６３５２１９号公報

本発明の課題は、薄型で高密度な配線基板を効率よく製造することが可能な配線基板の製造方法を提供することにある。

本発明の配線基板の製造方法は、加熱によりガスを発生する支持基板の主面上に導体層と絶縁層とを交互に複数積層して前記導体層と前記絶縁層とから成る配線基板用の積層体を形成する工程と、前記支持基板を加熱して支持基板からガスを発生させ該支持基板と前記積層体との間の接着力を消失または低下させる工程と、前記支持基板との接着力が消失または低下した前記積層体を前記支持基板より剥離する工程とを含むことを特徴とするものである。

本発明の配線基板の製造方法によれば、加熱によりガスを発生する支持基板の主面上に導体層と絶縁層とを交互に複数層積層して前記導体層と前記絶縁層とから成る配線基板用の積層体を形成し、しかる後、前記支持基板を加熱して支持基板からガスを発生させ支持基板と前記積層体との接着力を消失または低下させた後、支持基板との接着力が消失または低下した前記積層体を前記支持基板より剥離することから、支持基板を加熱するのみで短時間かつ簡単に配線基板用の積層体を分離でき、それにより薄型で高密度な配線基板を効率よく製造することができる。また、支持基板の両主面にそれぞれ前記積層体を形成した後、支持基板を加熱して支持基板と積層体との接着力を消失または低下させた後、両主面の積層体を分離することが可能であり、この場合、前記積層体の生産効率を約２倍とすることができる。

次に、本発明における配線基板の製造方法の一例について、図面を参照して詳細に説明する。図１〜図５は、本発明の配線基板の製造方法を説明するための工程毎の概略図である。これらのうち、図１および図２は、支持基板の主面上に導体層と絶縁層とを交互に積層して配線基板用の積層体を形成する工程を示す概略図であり、図３は、支持基板上から配線基板用の積層体を剥離する工程を示す概略図であり、図４は剥離した配線基板用の積層体に更に加工を施して形成した配線基板を示す概略断面図である。また図５は、支持基板の両主面に配線基板用の積層体を形成した例を示す概略断面図である。

まず、図１（ａ）に示すように、平坦な主面を有するとともに該主面に補助導体層２が被着された支持基板１を準備する。支持基板１は、エポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂、アリル変性ポリフェニレンエーテル樹脂等の熱硬化性樹脂中に水酸化アルミニウム粉末や水酸化マグネシウム粉末等の加熱により熱分解して水蒸気を発生する水蒸気放出化合物粉末を含有させた硬質材料から成る厚みが０．２〜２ｍｍ程度で１辺の長さが３００〜１０００ｍｍ程度の四角平板であり、その主面上に後述する配線基板用の積層体１０を仮支持するための仮支持体として機能する。また、補助導体層２は、例えば厚みが３〜２０μｍ程度の金属箔やめっき金属膜から成り、後述する配線基板用の積層体１０を支持基板１から剥離する際にその剥離を容易とするための境界層として機能する。

このような支持基板１は、エポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂、アリル変性ポリフェニレンエーテル樹脂等の熱硬化性樹脂の前駆体に水酸化アルミニウムや水酸化マグネシウム等の加熱により熱分解して水蒸気を発生する水蒸気発生化合物粉末を混合した液状の樹脂組成物を、例えばガラス繊維束を縦横に織ったガラスクロスに含浸および塗布し、それを必要に応じて複数枚積層した後、熱硬化することによって形成することができる。あるいは、前記液状の樹脂組成物をシート状に成形し、それを必要に応じて複数枚積層した後、熱硬化することによって形成することができる。また、補助導体層２は、未硬化状態の支持基板１の主面に金属箔を貼着しておくことにより被着することができる。あるいは熱硬化させた支持基板１の主面にめっき金属膜を無電解めっきおよび電解めっきにより析出させることにより被着することができる。そして、このような支持基板１は、これに含有される前記水蒸気発生化合物が例えば水酸化アルミニウム粉末である場合、水酸化アルミニウムが熱分解を開始する２００℃以上の温度に加熱すると、含有される水酸化アルミニウム粉末が熱分解反応を起こして支持基板１の内部から水蒸気が発生して補助導体層２との間に放出される。

なお、支持基板１に含有される水酸化アルミニウムや水酸化マグネシウム等の加熱により熱分解して水蒸気を発生する水蒸気放出化合物が前記樹脂組成物１００重量部に対して１０重量部未満では、後述するように支持基板１の主面上に配線基板２０用の積層体１０を形成した後、支持基板１を加熱して支持基板１から水蒸気を発生させて支持基板１と積層体１０との間の接着力を消失または低下させる際に、支持基板１から発生する水蒸気の量が少なく、そのため支持基板１と積層体１０との間の接着力を良好に消失または低下させることが困難となる傾向にあり、他方、６０重量部を超えると、支持基板１用の樹脂組成物の流動性が低下して支持基板１の成形性が低下するとともに、硬化した支持基板１に補助導体層２が良好に被着しない可能性が高くなる。したがって、支持基板１に含有される水酸化アルミニウム等の水蒸気放出化合物は、前記樹脂組成物１００重量部に対して１０〜６０重量部含有されていることが好ましい。

また、支持基板１に含有される水酸化アルミニウムや水酸化マグネシウム等の加熱により熱分解して水蒸気を発生する水蒸気放出化合物の平均粒径が５０μｍを超えると、支持基板１用の樹脂組成物の流動性が低下して支持基板１の成形性が低下するとともに、硬化した支持基板１に補助導体層２が良好に被着しない可能性が高くなる。したがって、支持基板１に含有される水蒸気放出化合物の平均粒径は５０μｍ以下が好ましい。

次に、図１（ｂ）に示すように、補助導体層２上にソルダーレジスト層用の第１の絶縁層３ａを積層する。第１の絶縁層３ａは、例えばアクリル変性エポキシ樹脂にシリカやタルク等の無機物粉末フィラーを３０〜７０質量％程度分散させた電気絶縁材料から成り、アクリル変性エポキシ樹脂等の感光性樹脂と光重合開始剤等とからなる混合物にシリカやタルク等の無機絶縁性フィラーを含有させた感光性樹脂ペーストを、スクリーン印刷やロールコート法により１０〜３０μｍ程度の厚みに塗布し、しかる後、フォトリソグラフィー技術を採用して所定のパターンに露光・現像した後、それを紫外線硬化および熱硬化させることにより形成される。なお、第１の絶縁層３ａには、本例の製造方法によって得られる配線基板における半導体素子接続パッドを形成するための開口部Ａを形成しておく。

次に、図２（ｃ）に示すように、第１の絶縁層３ａの表面および開口部Ａ内に第１の配線導体層４ａを所定のパターンに形成する。第１の配線導体層４ａは、例えば無電解銅めっき膜および電解銅めっき膜から成り、周知のセミアディティブ法によって形成される。具体的には、先ず、第１の絶縁層３ａの表面を必要に応じて粗化し、次にその表面に無電解銅めっき膜を０．１〜２．０μｍ程度の厚みに被着させる。次に前記無電解銅めっき膜の表面に第１の配線導体層４ａに対応した開口部を有するめっきレジスト層を形成する。なお、前記めっきレジスト層は、感光性の樹脂フィルムを前記無電解銅めっき膜上に貼着するとともにその樹脂フィルムにフォトリソグラフィー技術を採用して露光・現像処理を施すことにより前記開口部を有するように形成される。次に、めっきレジスト層の開口部内に露出する前記無電解銅めっき膜上に電解銅めっき膜を５〜３０μｍ程度の厚みに被着させる。次に、めっきレジスト層を剥離する。最後に、前記無電解銅めっき膜および電解銅めっき膜の露出部を電解銅めっき膜間の無電解銅めっき膜が消失するまで全体的にエッチングして第１の配線導体層４ａを形成する。

次に、図２（ｄ）に示すように、第１の絶縁層３ａおよび第１の配線導体層４ａの上に配線導体層間絶縁用の第２の絶縁層５ａを形成する。第２の絶縁層５ａは、例えばエポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂等の熱硬化性樹脂に無機絶縁性フィラーを分散させた電気絶縁材料から成り、エポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂等の熱硬化性樹脂の未硬化物に無機絶縁性フィラーを分散させた厚みが１０〜１００μｍ程度の樹脂フィルムを第１の絶縁層３ａおよび第１の配線導体層４ａ上に貼着するとともにその樹脂フィルム中の熱硬化性樹脂を熱硬化させることにより形成される。なお、第２の絶縁層５ａには、第１の配線導体層４ａの一部を露出させるビア用の開口部Ｖを形成しておく。開口部Ｖは、レーザ加工により形成する。または第２の絶縁層５ａ用のフィルムに感光性を持たせておき、それにフォトリソグラフィー技術を採用して露光・現像処理を施すことにより形成する。

引き続き、図２（ｅ）に示すように、第２の絶縁層５ａ上に第２の配線導体層４ｂを、その上に第３の絶縁層５ｂを、さらにその上に第３の配線導体層４ｃ、第４の絶縁層５ｃ、第４の配線導体層４ｄ、第５の絶縁層３ｂを順次形成して配線基板用の積層体１０を形成する。なお、第２〜第４の配線導体層４ｂ〜４ｄは、第１の配線導体層４ａと同様の無電解銅めっき膜および電解銅めっき膜から成り、第１の配線導体層４ａと同様のセミアディティブ法によって形成される。また、第３および第４の絶縁層５ｂ、５ｃは、第２の絶縁層５ａと同様の電気絶縁材料から成り、第２の絶縁層５ａと同様の方法により形成される。さらに、第５の絶縁層３ｂは、第１の絶縁層３ａと同様の電気絶縁材料から成り、第１の絶縁層３ａと同様の方法により形成される。

次に、図３（ｆ）に示すように、支持基板１をこれに含有される水蒸気発生化合物が熱分解を開始する温度（例えば含有される水蒸気発生化合物が水酸化アルミニウム粉末である場合には２００℃、水酸化マグネシウム粉末である場合には２８０℃以上の温度に外部から加熱し、含有される水蒸気発生化合物から水蒸気を発生させて支持基板１と積層体１０との間の接着力を消失または低下させる。このとき、支持基板１から発生した水蒸気は支持基板１と積層体１０との接着界面に溜まり支持基板１と積層体１０とを引き剥がすように作用するので、支持基板１と積層体１０との間の接着力が消失または低下する。なお、加熱には温風式や遠赤外線式の加熱装置を用いればよい。但し、支持基板１を加熱する温度が３００℃を超えると、その熱により積層体１０に損傷を与えてしまう恐れが大きくなる。したがって、支持基板１を加熱する温度は支持基板１に含有される水蒸気発生化合物が熱分解を開始する温度〜３００℃の範囲であることが好ましい。

次に、図３（ｇ）に示すように、配線基板用の積層体１０を支持基板１から剥離する。このとき、支持基板１と積層体１０との間の接着力は上記工程により消失または低下しているので、配線基板用の積層体１０を支持基板１から短時間の間に容易に剥離することができる。

次に図４に示すように、配線基板用の積層体１０から補助導体層２をエッチング除去することにより配線基板２０が完成する。なお、このとき、補助導体層２はその厚みが３〜２０μｍ程度と薄いので、短時間でエッチング除去することができる。

なお、上述の例では支持基板１の一方の主面に配線基板用の積層体１０を形成した場合について説明したが、図５に示すように、支持基板１の両方の主面に配線基板用の積層体１０を形成してもよい。この場合、支持基板１の一方の主面のみに積層体１０を形成する場合と比較して積層体１０を形成する効率を約２倍に高めることができる。

かくして本発明の配線基板の製造方法によれば、薄型で高密度な配線基板を効率よく製造することができる。なお、本発明は、上述の実施の形態例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば、種々の変更が可能であることは言うまでもない。

（ａ）〜（ｂ）は、本発明にかかる配線基板の製造方法において、支持基板の主面上に補助導体層と第１の絶縁層とを積層する工程を説明するための概略断面図である。 （ｃ）〜（ｅ）は、本発明にかかる配線基板の製造方法において、補助導体層および第１の絶縁層の上に第１〜第４の配線導体層および第２〜第５の絶縁層を積層して配線基板用の積層体を形成する工程を説明するための概略断面図である。 （ｆ）〜（ｇ）は、本発明にかかる配線基板の製造方法において、配線基板用の積層体を支持基板から剥離する工程を説明するための概略断面図である。 本発明にかかる配線基板の製造方法を用いて製作した配線基板の概略断面図である。 本発明にかかる配線基板の製造方法おける別の実施形態を説明するための概略断面図である。

符号の説明

１ 支持基板
２，４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ 導体層
３ａ，３ｂ，５ａ，５ｂ，５ｃ 絶縁層
１０ 配線基板用の積層体
２０ 配線基板

Claims (4)

1. 加熱によりガスを発生する支持基板の主面上に導体層と絶縁層とを交互に複数積層して前記導体層と前記絶縁層とから成る配線基板用の積層体を形成する工程と、前記支持基板を加熱して支持基板からガスを発生させ該支持基板と前記積層体との間の接着力を消失または低下させる工程と、前記支持基板との接着力が消失または低下した前記積層体を前記支持基板より剥離する工程とを含むことを特徴とする配線基板の製造方法。
2. 前記ガスが水蒸気である請求項１記載の配線基板の製造方法。
3. 前記支持基板が金属水酸化物を含有する樹脂から成る請求項１または２記載の配線基板の製造方法。
4. 前記金属水酸化物が水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウムのうちの少なくとも一種である請求項３記載の配線基板の製造方法。
   

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