JP2014139963A - ガラス基板の製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】テーパ状をなす貫通孔を効率良くかつ確実に形成することが可能なガラス基板の製造方法を提供すること。
【解決手段】本発明のガラス基板31は、光吸収層形成工程及び貫通孔形成工程を経て製造される。光吸収層形成工程では、ガラス基板31の少なくとも基板裏面33上に光吸収層61を形成する。なお、特定波長における反射率、または、特定波長における光透過率を基準としたとき、光吸収層61のレーザー光の吸収量はガラス基板31のレーザー光の吸収量よりも大きくなる。貫通孔形成工程では、ガラス基板31に対してレーザーを照射し、基板主面32及び基板裏面33にて開口する貫通孔35を形成する。また、レーザーを光吸収層61に吸収させ、貫通孔35を、基板主面32側及び基板裏面33側のそれぞれに向かうに従って徐々に内径が大きくなるテーパ状をなすように形成する。
【選択図】図6

Description

本発明は、ガラス基板に対してレーザーを照射することにより、基板主面及び基板裏面にて開口する貫通孔を形成するガラス基板の製造方法に関するものである。
従来より、基板には、ビア導体などを形成するための貫通孔が形成されたものがある。なお、貫通孔としては、例えば、基板主面側または基板裏面側に向かうに従って徐々に内径が大きくなる片テーパ状をなすものや、基板主面側及び基板裏面側のそれぞれに向かうに従って徐々に内径が大きくなる両テーパ状をなすものなどが挙げられるが、めっきの充填性や、接続信頼性を向上させるためには、両テーパ状であることが望ましい。そこで、従来では、両テーパ状をなす貫通孔を形成するための技術が種々提案されている(例えば特許文献1〜5参照)。具体的に言うと、特許文献1〜3には、基板の主面側及び裏面側の両方からレーザーを照射することにより、基板に両テーパ状をなす貫通孔を形成する技術が提案されている。また、特許文献4には、基板の裏面側、即ち、貫通孔を形成するレーザーの出口側に対して、銅などからなる反射部材を配置することにより、貫通孔の裏面側開口部を拡径する技術が提案されている。さらに、特許文献5には、レーザーの焦点を貫通孔内に設定した状態でレーザーを照射することにより、貫通孔の裏面側開口部を拡径する技術が提案されている。
特許第4963495号公報(図5等) 特開2006−41463号公報(図3等) 特開2007−227512号公報(図4等) 特開2011−210794号公報(図2等) 特開2002−280743号公報(図2等)
しかし、特許文献1〜5に記載の従来技術には以下の問題がある。即ち、特許文献1〜3に記載の従来技術では、基板の主面側及び裏面側の両方からレーザーを照射するため、貫通孔の主面側領域と裏面側領域との間で位置ずれが生じやすいという問題がある。しかも、貫通孔を形成する際に、主面側領域を加工する工程と裏面側領域を加工する工程との両方が必要になり、工数が増えてしまうため、製造効率が悪いという問題もある。また、特許文献4に記載の従来技術を採用する場合、レーザーの種類によっては、基板のレーザー光の吸収量が小さくなるため、反射部材によって反射したレーザーをさほど基板に吸収させることができない。さらに、金属の反射率はレーザーの波長に応じて変化するため、レーザーの種類によっては、金属からなる反射部材が機能しない可能性がある(例えば、銅は、COレーザーに対する反射率が極めて高いが、UV−YAGレーザーに対する反射率は低い)。ゆえに、両テーパ状の貫通孔を形成するには不十分である。また、特許文献5に記載の従来技術では、レーザーの焦点が貫通孔内に設定されるため、基板の主面では、レーザーが集光せずに広がってしまう。その結果、基板に与えるダメージの範囲が大きくなるという問題がある。
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、テーパ状をなす貫通孔を効率良くかつ確実に形成することが可能なガラス基板の製造方法を提供することにある。
上記課題を解決するための手段(手段1)としては、基板主面及び基板裏面を有するガラス基板を準備するガラス基板準備工程と、前記ガラス基板準備工程後、前記ガラス基板に対してレーザーを照射することにより、前記基板主面及び前記基板裏面にて開口する貫通孔を形成する貫通孔形成工程とを含むガラス基板の製造方法において、前記ガラス基板準備工程後かつ前記貫通孔形成工程前に、少なくとも前記基板裏面上に光吸収層を形成する光吸収層形成工程を行い、特定波長における反射率、または、前記特定波長における光透過率を基準としたとき、前記光吸収層のレーザー光の吸収量が前記ガラス基板のレーザー光の吸収量よりも大きくなるように設定され、前記貫通孔形成工程では、前記基板主面に向けて前記レーザーを照射して前記光吸収層に吸収させることにより、前記貫通孔を、前記基板主面側及び前記基板裏面側のそれぞれに向かうに従って徐々に内径が大きくなるテーパ状をなすように形成することを特徴とするガラス基板の製造方法がある。
従って、手段1のガラス基板の製造方法によると、貫通孔形成工程において基板主面に向けてレーザーを照射すれば、レーザーが基板裏面上に形成された光吸収層に吸収されることにより、ガラス基板の基板裏面側へのレーザー光の吸収が促される。このため、ガラス基板の基板主面側の領域が加工されるのと同時に、ガラス基板の基板裏面側の領域も確実に加工されるようになる。即ち、ガラス基板の片側(基板主面側)のみからレーザーを照射するだけで、貫通孔における基板主面側の領域及び基板裏面側の領域の両方を確実にテーパ状に形成できるため、貫通孔の製造効率が向上する。ゆえに、基板主面側及び基板裏面側のそれぞれに向かうに従って徐々に内径が大きくなるテーパ状をなすように形成された貫通孔、即ち、めっきの充填によってビア導体を形成する場合に好適な貫通孔を、効率良くかつ確実に得ることができる。
以下、ガラス基板の製造方法について説明する。
ガラス基板準備工程では、基板主面及び基板裏面を有するガラス基板を従来周知の手法により作製し、あらかじめ準備しておく。ガラス基板の形成材料は、コスト性、加工性、絶縁性、機械的強度などを考慮して適宜選択することができる。ガラス基板の形成材料としては、ホウケイ酸ガラス、低温焼成ガラスセラミック、ガラスセラミック等が好適に使用される。
続く貫通孔形成工程では、ガラス基板に対してレーザーを照射することにより、基板主面及び基板裏面にて開口する貫通孔を形成する。詳述すると、貫通孔形成工程では、基板主面に向けてレーザーを照射して光吸収層に吸収させることにより、貫通孔を、基板主面側及び基板裏面側のそれぞれに向かうに従って徐々に内径が大きくなるテーパ状をなすように形成する。ここで、貫通孔は、基板主面側開口における内径と基板裏面側開口における内径との差が5μm以下に設定されていることが好ましい。仮に、基板主面側開口における内径と基板裏面側開口における内径との差が5μmよりも大きいと、所望の貫通孔を形成できない可能性がある。
さらに、レーザーの種類は特に限定されないが、例えば、UV−YAGレーザー、YAGレーザー、COレーザー、YVOレーザー、エキシマレーザー、ピコ秒レーザー、半導体レーザーなどが挙げられる。なお、レーザーがUV−YAGレーザーであれば、YAGレーザーやCOレーザーなどの他のレーザーよりも照射対象に対する反射率が小さい、換言すると、照射対象へのレーザー光の吸収量が大きい。このため、ガラス基板よりもレーザー光の吸収量が大きい材料(即ち、光吸収層の形成材料)を、他のレーザーを用いる場合よりも広い範囲で選択することができる。
また、ガラス基板準備工程後かつ貫通孔形成工程前に、少なくとも基板裏面上に光吸収層を形成する光吸収層形成工程を行う。なお、光吸収層は、ガラス基板よりもレーザー光の吸収量が大きい材料であれば特に限定されるものではなく、例えば、樹脂シートであってもよい。一般的に、樹脂は比較的安価な材料であるため、樹脂材料を用いて樹脂シートを形成すれば、樹脂を含まない他の材料(例えばセラミックなど)を用いて形成されるシートに比べて、材料コストの低減を図りやすいからである。また、光吸収層(樹脂シート)を構成する樹脂材料の好適な具体例を挙げると、ポリイミド樹脂からなるシートなどがある。ポリイミド樹脂はUV−YAGレーザーの吸収量が非常に大きいからである。
なお、光吸収層が粘着層を有する樹脂シートである場合、貫通孔形成工程後に、樹脂シートを剥離する剥離工程を行ってもよい。このようにすれば、貫通孔形成工程後に樹脂シートを容易に剥離できるため、ガラス基板の表面(少なくとも基板裏面)の状態をある程度綺麗に維持することができる。その結果、後の工程において、例えば、層間絶縁層と導体層とを交互に積層して多層化した配線積層部を、ガラス基板の表面に対して容易に形成することができる。
そして、剥離工程後、めっきによって貫通孔内にビア導体を形成するビア導体形成工程を行ってもよい。かかるビア導体は、例えば、金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)、白金(Pt)、パラジウム(Pd)、ニッケル(Ni)、スズ(Sn)、鉛(Pb)、タングステン(W)などからなる導電性金属を用いてめっきを施すことにより形成される。なお、ビア導体形成工程を行った場合、ビア導体の基板主面側及び基板裏面側の端面に生じうる凹み部の深さは、特に限定されないが、強いて言えば10μm未満であることが好ましい。仮に、凹み部の深さが10μmを超えると、ビア導体の基板主面側及び基板裏面側の端面の平坦度が低下するため、ビア導体の接続信頼性を確保することが困難になるおそれがある。以上のプロセスを経て、ガラス基板が製造される。
本発明を具体化した一実施形態の半導体パッケージを示す概略断面図。 インターポーザを示す概略断面図。 剥離工程後かつビア導体形成工程前のインターポーザを示す要部断面図。 光吸収層形成工程後のインターポーザを示す概略斜視図。 貫通孔形成工程を示す説明図。 貫通孔形成工程を示す説明図。 ビア導体形成工程を示す説明図。
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に基づき詳細に説明する。
図1に示されるように、本実施形態の半導体パッケージ11は、ICチップ21と、インターポーザ31と、配線基板41とからなるLGA(ランドグリッドアレイ)である。なお、半導体パッケージ11の形態は、LGAのみに限定されず、例えばBGA(ボールグリッドアレイ)やPGA(ピングリッドアレイ)等であってもよい。MPUとしての機能を有するICチップ21は、縦11.0mm×横11.0mm×厚さ0.4mmの矩形平板状であって、熱膨張係数が2.6ppm/℃程度のシリコンからなる。かかるICチップ21の下面側表層には、図示しない回路素子が形成されている。また、ICチップ21の下面側には複数の面接続端子22が格子状に設けられ、各面接続端子22上にははんだバンプ23が形成されている。
配線基板41は、表面42及び裏面43を有する矩形平板状の部材からなり、樹脂絶縁層44と導体層45とを交互に積層した構造を有する、いわゆる多層配線基板である。本実施形態の場合、具体的には、エポキシ樹脂をガラスクロスに含浸させてなる絶縁基材により樹脂絶縁層44が形成され、銅箔または銅めっき層により導体層45が形成されている。かかる配線基板41の熱膨張係数は、13.0ppm/℃以上16.0ppm/℃未満となっている。配線基板41の表面42には複数の面接続パッド46が格子状に形成され、各面接続パッド46上にははんだバンプ49が形成されている。各面接続パッド46及び各はんだバンプ49は、インターポーザ31側との電気的な接続を図るためのものである。配線基板41の裏面43には、図示しないマザーボード側との電気的な接続を図るための複数の面接続パッド47が格子状に形成されている。なお、マザーボード接続用の面接続パッド47は、インターポーザ31接続用の面接続パッド46よりも広いピッチとなっている。樹脂絶縁層44にはビアホール導体48が設けられており、これらのビアホール導体48を介して、異なる層の導体層45、面接続パッド46,47が相互に電気的に接続されている。また、配線基板41の表面42には、インターポーザ31以外にも、半導体素子やその他の電子部品(いずれも図示略)が実装されている。
図2に示されるように、インターポーザ31は、ICチップ側インターポーザと呼ばれるべきものであって、1つの基板主面32(図2では上面)、1つの基板裏面33(図2では下面)、及び、4つの基板側面34を有し、略矩形板状をなしている。本実施形態のインターポーザ31は、絶縁材料(本実施形態ではホウケイ酸ガラス)からなるガラス基板である。なお、インターポーザ31の大きさは、接続するICチップ21よりも大きいことが好ましく、本実施形態では縦15.0mm×横15.0mmに設定されている。また、インターポーザ31の厚さt1は、50μm以上500μm以下(本実施形態では100μm)に設定されている。本実施形態において、インターポーザ31の熱膨張係数は、15ppm/℃未満、具体的には4〜5ppm/℃程度となっている。なお、インターポーザ31の熱膨張係数は、30℃〜400℃間の測定値の平均値をいう。
図3に示されるように、インターポーザ31には、基板主面32及び基板裏面33の両方にて開口する複数の貫通孔35が格子状に形成されている。各貫通孔35は、平面視円形状をなし、基板主面32側及び基板裏面33側のそれぞれに向かうに従って徐々に内径が大きくなる両テーパ状をなしている。なお、本実施形態では、貫通孔35の基板主面32側開口における内径D1が55μmに設定され、貫通孔35の基板裏面33側開口における内径D2が60μmに設定されている。即ち、貫通孔35は、内径D1が内径D2よりも小さくなっており、内径D1と内径D2との差が5μmに設定されている。さらに、基板主面32側の内側面39と基板裏面33側の内側面40との接続部における貫通孔35の内径D3(即ち、貫通孔35の最小径)は、36μmに設定されている。そして、インターポーザ31において、基板裏面33から貫通孔35が最小径(内径D3)となる箇所までの高さh1は、53μmに設定されている。よって、本実施形態では、厚さt1(100μm)と高さh1との間に、0<h1<t1の関係が成立している。また、貫通孔35の基板主面32側の内側面39は、基板主面32に対して角度α1(本実施形態では79°)だけ傾斜し、貫通孔35の基板裏面33側の内側面40は、基板裏面33に対して角度α2(本実施形態では77°)だけ傾斜している。そして、かかる貫通孔35内には、銅からなるフィルドビア導体36が設けられるようになっている。
図1,図2に示されるように、基板主面32上における複数箇所には、高さ(厚さ)10μmのICチップ接続用端子37が設けられている。ICチップ接続用端子37は、銅を主体として構成され、各フィルドビア導体36の基板主面32側の端面に接触する。各ICチップ接続用端子37は、ICチップ21を実装するためのものであり、ICチップ21側のはんだバンプ23に電気的に接続されている。また、基板裏面33上における複数箇所には、高さ(厚さ)10μmの基板接続用端子38が設けられている。基板接続用端子38は、銅を主体として構成され、各フィルドビア導体36の基板裏面33側の端面に接触する。これらの基板接続用端子38は、基板裏面33から突出しており、配線基板41側のはんだバンプ49に接続されている。
従って、このような構造の半導体パッケージ11では、インターポーザ31のフィルドビア導体36を介して、配線基板41側とICチップ21側とが電気的に接続されている。ゆえに、インターポーザ31を介して、配線基板41−ICチップ21間で信号の入出力が行われるとともに、ICチップ21をMPUとして動作させるための電源が供給されるようになっている。
図1に示されるように、基板主面32とICチップ21との隙間には、アンダーフィル材51が充填されている。その結果、インターポーザ31とICチップ21とが、隙間が封止された状態で互いに固定される。なお、本実施形態では、インターポーザ31とICチップ21との隙間の大きさが80μmとなっている。また、本実施形態のアンダーフィル材51は、熱膨張係数が20〜200ppm/℃程度(具体的には25ppm/℃)のエポキシ樹脂からなっている。
ここで、上記構造の半導体パッケージ11を製造する手順について説明する。
まず、ガラス基板準備工程を行ってインターポーザ31を従来周知の手法により作製し、あらかじめ準備しておく。即ち、市販の薄ガラス基板(日本電気硝子株式会社製 OA−10G)を用意する。薄ガラス基板は、縦40mm×横40mm×厚さ0.1mm(=100μm)の矩形板状をなしている。なお、薄ガラス基板は、インターポーザ31となるべき基板形成領域が平面方向に沿って縦横に複数配置された多数個取り用基板である。
そして、ガラス基板準備工程後かつ後述する貫通孔形成工程前に、光吸収層形成工程を行い、インターポーザ31(多数個取り用基板)の基板裏面33上に光吸収層である樹脂シート61(図4〜図6参照)を貼付する。このとき、インターポーザ31の基板裏面33側が、樹脂シート61が有する粘着層に貼り付けられて仮固定される。なお、本実施形態の樹脂シート61は、耐熱性に優れた樹脂材料(本実施形態ではポリイミド樹脂)からなり、縦40mm×横40mm×厚さ15μmの矩形板状をなしている。
光吸収層形成工程後、樹脂シート61(基板裏面33)をステージ71に向けた状態で、樹脂シート61が貼付されたインターポーザ31をステージ71に支持させる(図5参照)。続く貫通孔形成工程では、レーザー照射装置72をステージ71に支持されたインターポーザ31の基板主面32に向けた状態で、インターポーザ31に対してレーザーL1(本実施形態では、波長355nmのUV−YAGレーザー)を照射する。具体的には、貫通孔35の基板主面32側開口における内径D1の目標値を50μmとし、ビーム径12μm、ピッチ6μm、照射回数12回、パルス幅40μsに設定した状態で、レーザーL1を照射する。
その結果、基板主面32及び基板裏面33にて開口する貫通孔35が多数個形成される(図6参照)。また、レーザーL1が基板主面32に直接照射されることにより、インターポーザ31の基板主面32側へのレーザー光の吸収が促される。その結果、貫通孔35の基板主面32側の領域が、基板主面32側に向かうに従って徐々に内径が大きくなるテーパ状をなすように形成される。さらに、レーザーL1の一部が、インターポーザ31を通過して樹脂シート61に吸収されることにより、インターポーザ31の基板裏面33側へのレーザー光の吸収が促される。その結果、貫通孔35の基板裏面33側の領域が、基板裏面33側に向かうに従って徐々に内径が大きくなるテーパ状をなすように形成される。
なお、本実施形態では、樹脂シート61の特定波長(波長355nm)における光透過率がほぼ0%である一方、インターポーザ31の特定波長における光透過率は90%程度である。即ち、光透過率を基準としたときの樹脂シート61のレーザー光の吸収量は、光透過率を基準としたときのインターポーザ31のレーザー光の吸収量よりも大きくなっている。
そして、貫通孔形成工程後、樹脂シート61を剥離する剥離工程を行う(図3参照)。次に、剥離工程の終了後に洗浄工程を実施し、インターポーザ31の表面(基板主面32、基板裏面33、基板側面34及び貫通孔35の内側面39,40)を洗浄する。さらに、剥離工程後のビア導体形成工程では、従来公知の手法に従って無電解銅めっき及び電解銅めっきを行うことにより、貫通孔35内にフィルドビア導体36を形成する(図7参照)。なお、ガラスセラミックのグリーンシートを用いてインターポーザ31を形成する場合には、貫通孔35を形成した後に、図示しないペースト圧入充填装置を用いて、ビア導体用銅ペーストを各貫通孔35内に充填する。この後、グリーンシートの乾燥を行い、グリーンシートをある程度固化させる。次に、グリーンシートを脱脂し、さらに所定温度で所定時間焼成を行う。その結果、ガラスセラミック及びペースト中の銅が同時焼結し、複数のフィルドビア導体36が形成されたインターポーザ31を得ることができる。
ビア導体形成工程後、各フィルドビア導体36の基板主面32側の端面に接触するICチップ接続用端子37を形成するとともに、各フィルドビア導体36の基板裏面33側の端面に接触する基板接続用端子38を形成する。具体的には、ICチップ接続用端子37及び基板接続用端子38を、サブトラクティブ法やセミアディティブ法などといった周知の手法によって形成する。さらに、従来周知の切断装置(レーザー加工機やダイシング装置等)を用いて、多数個取り用基板を、基板形成領域の外形線に沿って切断する。その結果、インターポーザ31を複数個同時に得ることができる。この時点で、図2に示すインターポーザ31が完成する。
その後、完成したインターポーザ31の基板裏面33にある基板接続用端子38と、配線基板41側のはんだバンプ49とを位置合わせして、配線基板41上にインターポーザ31を載置する。そして、加熱して各はんだバンプ49をリフローすることにより、基板接続用端子38とはんだバンプ49とを接合する。
次に、インターポーザ31の基板主面32にICチップ21を載置する。このとき、ICチップ21側のはんだバンプ23と、インターポーザ31側のICチップ接続用端子37とを位置合わせする。そして、加熱して各はんだバンプ23をリフローすることにより、ICチップ接続用端子37とはんだバンプ23とを接合する。その後、アンダーフィル材51を用いてインターポーザ31とICチップ21との隙間を封止すれば、図1に示す半導体パッケージ11が完成する。
次に、ガラス基板の評価方法及びその結果を説明する。
まず、測定用サンプルを次のように準備した。本実施形態と同じ条件下で、各工程(光吸収層形成工程、貫通孔形成工程、剥離工程、ビア導体形成工程)を行うことによって得られたガラス基板を準備し、これを実施例2とした。また、基板裏面上に貼付する樹脂シートの厚さを10μm、25μmに変更した状態で、各工程を行うことによって得られたガラス基板を準備し、それぞれ実施例1,3とした。さらに、1つの貫通孔を形成する際におけるレーザーL1の照射回数(レーザーショット数)を「8回」、「16回」に変更した状態で、各工程を行うことによって得られたガラス基板を準備し、それぞれ実施例4,5とした。また、基板主面及び基板裏面の両方に樹脂シート(厚さ15μm)を貼付した状態で、各工程を行うことによって得られたガラス基板を準備し、これを実施例6とした。一方、基板主面にも基板裏面にも樹脂シートを貼付していない状態で、各工程を行うことによって得られたガラス基板を準備し、これを比較例1とした。また、基板主面のみに樹脂シート(厚さ15μm)を貼付した状態で、各工程を行うことによって得られたガラス基板を準備し、これを比較例2とした。
次に、各測定用サンプル(実施例1〜6、比較例1,2)に対して、貫通孔の基板主面側開口における内径D1、貫通孔の基板裏面側開口における内径D2、基板主面側の内側面と基板裏面側の内側面との接続部における貫通孔の内径D3(即ち、貫通孔の最小径)を測定した。さらに、ガラス基板において、基板裏面から貫通孔が最小径(内径D3)となる箇所までの高さh1を測定した。
また、各測定用サンプルに対して、断面観察を実施し、フィルドビアめっきの上面及び下面の中央部に生じた凹み部(ビア凹み)の深さを測定することにより、貫通孔内のめっき充填性を評価した。なお、めっき充填性の評価は、30個のビア導体に対して行った。そして、端面の凹み部の深さが5μm未満であれば「◎」と判定し、5μm以上10μm未満であれば「○」と判定した。また、凹み部の深さが10μm以上である場合、または、貫通孔を形成できない場合を「×」と判定した。以上の結果を表1に示す。
Figure 2014139963
その結果、比較例1では、加工孔がガラス基板を貫通しなかったため、貫通孔自体を形成できないことが確認された。また、比較例2では、貫通孔は形成されるものの、両テーパ状ではなく、しかも、凹み部の深さが10μm以上であることが確認された。一方、実施例1,3〜6では、凹み部の深さが5μm以上10μm未満であることが確認された。特に、実施例2では、凹み部の深さが5μm未満であることが確認された。
従って、少なくとも基板裏面上に樹脂シートを形成した状態で貫通孔を形成すれば、深い凹み部が生じにくいため、めっき充填性が良好な貫通孔を得られることが証明された。さらに、樹脂シートの厚さを15μmにすれば、凹み部が最も浅くなるため、最もめっき充填性が良好な貫通孔を得られることが証明された。
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。
(1)本実施形態のインターポーザ31の製造方法では、貫通孔形成工程において基板主面32に向けてレーザーL1を照射すれば、レーザーL1が基板裏面33上に形成された樹脂シート61に吸収されることにより、インターポーザ31の基板裏面33側へのレーザー光の吸収が促される。このため、インターポーザ31の基板主面32側の領域が加工されるのと同時に、インターポーザ31の基板裏面33側の領域も確実に加工されるようになる。即ち、インターポーザ31の片側(基板主面32側)のみからレーザーL1を照射するだけで、貫通孔35における基板主面32側の領域及び基板裏面33側の領域の両方を確実にテーパ状に形成できるため、貫通孔35の製造効率が向上する。ゆえに、両テーパ状をなす貫通孔35、即ち、めっきの充填によってフィルドビア導体36を形成する場合に好適な貫通孔35を、効率良くかつ確実に得ることができる。
(2)本実施形態では、貫通孔35の形成に用いられるレーザーL1として、UV−YAGレーザーが用いられている。このUV−YAGレーザーは、エキシマ―レーザーやピコ秒レーザーのような特殊なレーザーではないため、インターポーザ31の製造コストを抑えることができる。
(3)本実施形態のICチップ21はインターポーザ31の真上に配置される。その結果、ICチップ21とインターポーザ31とを電気的に接続する導通経路が最短となる。ゆえに、ICチップ21に対する電源供給をスムーズに行うことができる。また、ICチップ21とインターポーザ31との間で侵入するノイズを極めて小さく抑えることができるため、誤動作等の不具合を生じることもなく高い信頼性を得ることができる。
また、ICチップ21は、高剛性で熱膨張率が小さいインターポーザ31によって支持される。よって、インターポーザ31が変形しにくくなるため、インターポーザ31に実装されるICチップ21をより安定的に支持できる。従って、大きな熱応力に起因するICチップ21のクラックや接続不良を防止することができる。ゆえに、ICチップ21として、熱膨張差による応力(歪)が大きくなり熱応力の影響が大きく、かつ発熱量が大きく使用時の熱衝撃が厳しい10mm各以上の大型のICチップや、脆いとされるLow−k(低誘電率)のICチップを用いることができる。
なお、本実施形態を以下のように変更してもよい。
・上記実施形態の光吸収層形成工程では、インターポーザ31の基板裏面33上に樹脂シート61を貼付していたが、インターポーザ31の基板主面32上及び基板裏面33上の両方にそれぞれ樹脂シート61を貼付するようにしてもよい。
・上記実施形態では、半導体パッケージ11を構成するインターポーザ31がガラス基板となっていたが、他の構造物をガラス基板とすることも許容される。例えば、層間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片面または両面に有するビルドアップ多層配線基板において、コア基板をガラス基板としてもよい。なお、層間絶縁層の形成材料としては、エポキシ樹脂やポリイミド樹脂などを挙げることができる。また、導体層の形成材料としては銅などを挙げることができる。
次に、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。
(1)上記手段1において、前記貫通孔の前記基板主面側の内側面、及び、前記貫通孔の前記基板裏面側の内側面の接続部における前記貫通孔の内径は、前記貫通孔の最小径となっており、前記ガラス基板において、前記基板裏面から前記貫通孔が最小径となる箇所までの高さは、零よりも大きく、かつ、前記ガラス基板の厚さよりも小さく設定されていることを特徴とするガラス基板の製造方法。
(2)上記手段1において、前記貫通孔形成工程後、前記光吸収層を除去する除去工程を行い、前記除去工程後、前記貫通孔内にビア導体を形成するビア導体形成工程を行い、前記ビア導体形成工程後、前記ビア導体の前記基板主面側の端面、及び、前記ビア導体の前記基板裏面側の端面の少なくとも一方に接触する端子を形成する端子形成工程を行うことを特徴とするガラス基板の製造方法。
(3)上記手段1において、前記貫通孔形成工程後、前記光吸収層を除去する除去工程を行い、前記除去工程後、前記貫通孔内にビア導体を形成するビア導体形成工程を行い、前記ビア導体はフィルドビア導体であることを特徴とするガラス基板の製造方法。
(4)上記手段1において、前記貫通孔の前記基板主面側の内側面は、前記基板主面に対して48°以上傾斜し、前記貫通孔の前記基板裏面側の内側面は、前記基板裏面に対して76°以上傾斜していることを特徴とするガラス基板の製造方法。
(5)上記手段1のガラス基板と面接続端子を有する半導体素子とを備え、さらに面接続パッドを有する基板を備えることを特徴とする、半導体素子とガラス基板と基板とからなる半導体パッケージ。
31…ガラス基板としてのインターポーザ
32…基板主面
33…基板裏面
35…貫通孔
36…ビア導体としてのフィルドビア導体
61…光吸収層としての樹脂シート
D1…貫通孔の基板主面側開口における内径
D2…貫通孔の基板裏面側開口における内径
L1…レーザー

Claims (6)

  1. 基板主面及び基板裏面を有するガラス基板を準備するガラス基板準備工程と、
    前記ガラス基板準備工程後、前記ガラス基板に対してレーザーを照射することにより、前記基板主面及び前記基板裏面にて開口する貫通孔を形成する貫通孔形成工程と
    を含むガラス基板の製造方法において、
    前記ガラス基板準備工程後かつ前記貫通孔形成工程前に、少なくとも前記基板裏面上に光吸収層を形成する光吸収層形成工程を行い、
    特定波長における反射率、または、前記特定波長における光透過率を基準としたとき、前記光吸収層のレーザー光の吸収量が前記ガラス基板のレーザー光の吸収量よりも大きくなるように設定され、
    前記貫通孔形成工程では、前記基板主面に向けて前記レーザーを照射して前記光吸収層に吸収させることにより、前記貫通孔を、前記基板主面側及び前記基板裏面側のそれぞれに向かうに従って徐々に内径が大きくなるテーパ状をなすように形成する
    ことを特徴とするガラス基板の製造方法。
  2. 前記レーザーはUV−YAGレーザーであることを特徴とする請求項1に記載のガラス基板の製造方法。
  3. 前記光吸収層は、粘着層を有する樹脂シートであり、
    前記貫通孔形成工程後に、前記樹脂シートを剥離する剥離工程を行う
    ことを特徴とする請求項1または2に記載のガラス基板の製造方法。
  4. 前記樹脂シートはポリイミド樹脂からなることを特徴とする請求項3に記載のガラス基板の製造方法。
  5. 前記剥離工程後、めっきによって前記貫通孔内にビア導体を形成するビア導体形成工程を行い、
    前記ビア導体の前記基板主面側及び前記基板裏面側の端面に生じうる凹み部の深さは10μm未満である
    ことを特徴とする請求項3または4に記載のガラス基板の製造方法。
  6. 前記貫通孔は、前記基板主面側開口における内径と前記基板裏面側開口における内径との差が5μm以下に設定されていることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載のガラス基板の製造方法。
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