JP2015144153A - 配線基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】製造効率の高い配線基板の製造方法を提供すること。【解決手段】中央部に製品形成用領域Ｘおよび外周部に製品形成用領域Ｘを取り囲む枠状の捨て代領域Ｙを有する支持基板８表面に、第１および第２の金属箔１０ａ、１０ｂが分離可能に密着されて成る分離可能金属箔１０を、製品形成用領域Ｘおよび捨て代領域Ｙを覆うように第１の金属箔１０ａを支持基板８側にして固着させた後、支持基板８の捨て代領域Ｙの一部に貫通孔から成るＩＤマークＭを形成するとともに、分離可能金属箔１０上を含む支持基板８上に絶縁層１と配線導体層２とを交互に複数積層固着してビルドアップ部１２を形成する工程を含む配線基板Ａの製造方法であって、分離可能金属箔１０は、ＩＤマークＭおよびその周辺の支持基板８を露出する切抜き部Ｈが形成されているとともに、切抜き部Ｈの側面における第１および第２の金属箔１０ａ、１０ｂの境界部が支持基板８内に埋設している。【選択図】図２

Description

本発明は、半導体集積回路素子などの半導体素子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。

近年、携帯型のゲーム機や通信機器に代表される電子機器の高機能化、薄型化が進む中、それらに使用される配線基板として、コアレス基板と呼ばれる薄型で高密度な配線基板がある。

このようなコアレス基板と呼ばれる従来の配線基板の一例を、図６に示す。
従来の配線基板Ｂは、例えば４層の絶縁層２１が積層されるとともに各絶縁層２１の間、および最表層の絶縁層２１の上下面に配線導体層２２が形成されている。さらに最表層の絶縁層２１および配線導体層２２の表面にはソルダーレジスト層２３が形成されている。

それぞれの絶縁層２１には、ビアホール２４が複数形成されている。ビアホール２４の内部には、配線導体層２２と一体的に形成されたビア導体２５が被着されている。ビア導体２５は、各絶縁層２１に形成された配線導体層２２間の導通をとっている。最上層の配線導体層２２の一部は、半導体素子接続パッド２６を形成している。半導体素子接続パッド２６には、半導体集積回路素子等の半導体素子の電極が接続される。最下層に形成された配線導体層２２の一部は、回路基板接続パッド２７を形成している。回路基板接続パッド２７には、この配線基板Ｂが搭載される回路基板の電極が接続される。これらの半導体素子接続パッド２６および回路基板接続パッド２７は、ソルダーレジスト層２３に設けられた開口部２３ａ、２３ｂ内に露出している。
そして、半導体素子と回路基板との間で配線導体層２２を介して電気信号の伝送をすることで半導体素子が作動する。

次に、従来の配線基板Ｂの製造方法における工程毎の実施形態の一例を図７〜図９を基にして説明する。なお、図６と同一の個所には同一の符号を付して説明する。

まず、図７（ａ）に示すように、２枚のプリプレグ２８Ｐと、２枚の分離フィルム２９と、２枚の分離可能金属箔３０とを準備する。
プリプレグ２８Ｐの一方の主面は製品形成用主面Ｆとなり、他方の主面は分離用主面Ｇとなる。また、それぞれのプリプレグ２８Ｐは、中央部に製品形成用領域Ｘと、外周部に捨て代領域Ｙとを有している。
分離可能金属箔３０は、第１の金属箔３０ａと第２の金属箔３０ｂとが、間に接着層（不図示）を介して互いに分離可能に保持されたものである。第１の金属箔３０ａは、製品形成用領域Ｘよりも若干大きい。第２の金属層３０ｂは、第１の金属層３０ａよりも大きく、その外周部が第１の金属層３０ａの周囲にはみ出している。

次に、図７（ｂ）に示すように、２枚のプリプレグ２８Ｐの間に２枚の分離フィルム２９を重ねて挟持するとともに、それぞれのプリプレグ２８Ｐの製品形成用主面Ｆ上の中央部に分離可能金属箔３０を第１の金属箔３０ａを製品形成用主面Ｆ側にして配置する。

次に、図７（ｂ）の状態に積層したものを上下から加圧しながら加熱する。このような加圧加熱により、図７（ｃ）に示すように、プリプレグ２８Ｐが硬化された２枚の支持基板２８が、間に２枚の分離フィルム２９を挟持して互いに接合されるとともに、それぞれの支持基板２８の製品形成用主面Ｆに分離可能金属箔３０が固着された配線基板形成用土台３１が形成される。このとき、第２の金属層３０ｂは、第１の金属箔３０ａからはみ出した外周部のみが支持基板２８の捨て代領域Ｙ上に直接固着される。

次に、図７（ｄ）に示すように、第２の金属層３０ｂの外周部が直接固着された捨て代領域ＹにＩＤマークＭを形成する。ＩＤマークＭは、ドリル加工により支持基板２８の捨て代領域Ｙに貫通孔を所定の配列に穿孔することで形成される。このＩＤマークＭは、配線基板の製造ロット番号等を貫通孔の所定の配列で表示して区別するためのものである。

次に、図８（ｅ）に示すように、配線基板形成用土台３１の両主面に露出する第２の金属箔３０ｂの上面に、絶縁層２１と配線導体層２２とを複数相互に積層するとともに、最表層の絶縁層２１および配線導体層２２の上にソルダーレジスト層２３を被着させることで配線基板用のビルドアップ部３２が形成される。配線導体層２２は、例えば周知のセミアディティブ法により形成される。

次に、図８（ｆ）に示すように、配線基板形成用土台３１およびビルドアップ部３２を製品形成用領域Ｘと捨て代領域Ｙとの境界上で切断することで、製品形成用領域Ｘの配線基板形成用土台３１およびビルドアップ部３２を切り出す。

次に、図８（ｇ）に示すように、切り出されたビルドアップ部３２が形成された配線基板形成用土台３１を分離フィルム２９の間から分離する。

次に、図９（ｈ）に示すように、ビルドアップ部３２を第１の金属箔３０ａから分離する。これにより、ビルドアップ部３２の片面に第２の金属箔３０ｂが固着した配線基板用の積層体３３が形成される。

最後に、図９（ｉ）に示すように、第２の金属箔３０ｂを全てエッチング除去した後、最下層の絶縁層２１および配線導体層２２の上に開口部２３ｂを有するソルダーレジスト層２３を形成することで図６に示すような従来の配線基板Ｂが形成される。

しかし、上述の方法においては、ドリル加工により貫通孔から成るＩＤマークＭを形成する際に、貫通孔の内壁面に第２の金属箔３０ｂと支持基板２８との境界が露出してしまう。このため、例えば上述の配線導体層２２を形成するときに使用するめっき薬液が、第２の金属箔３０ｂと支持基板２８との境界から両者間に滲入し、さらには第１の金属箔３０ａと第２の金属箔３０ｂとの間に滲入することがある。このように、めっき薬液が滲入すると支持基板２８とビルドアップ部３２との密着力が低下して、製造途中のビルドアップ部３２が支持基板２８から剥がれてしまうことがある。このため、歩留まりが低下してしまい配線基板を効率よく製造することができないという問題を有している。

特許第４２７３８９５号公報

本発明は、第１および第２の金属箔間から薬液が滲入することを防いでビルドアップ部と支持基板との密着力を維持することで、ビルドアップ部が支持基板から剥がれることを防止する。それにより、配線基板の製造歩留まりを向上させて、製造効率の高い配線基板の製造方法を提供することを課題とする。

本発明における配線基板の製造方法は、中央部に製品形成用領域および外周部に製品形成用領域を取り囲む枠状の捨て代領域を有する平板状の支持基板表面に、第１の金属箔および第２の金属箔が互いに分離可能に密着されて成る分離可能金属箔を、製品形成用領域およびその周囲の捨て代領域を覆うように、第１の金属箔を支持基板側にして固着させた後、支持基板の捨て代領域の一部にドリル加工により貫通孔から成るＩＤマークを形成するとともに、分離可能金属箔上を含む支持基板上に絶縁層と配線導体層とを交互に複数積層固着して絶縁層と配線導体層とから成るビルドアップ部を形成する工程を含む配線基板の製造方法であって、分離可能金属箔は、ＩＤマークおよびその周辺の支持基板を露出する切抜き部が形成されているとともに、切抜き部の側面における第１および第２の金属箔の境界部が支持基板内に埋設している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、ＩＤマークおよびその周辺の支持基板を露出する切抜き部があらかじめ形成された分離可能金属箔を、切抜き部の側面における第１および第２の金属箔の境界部が支持基板内に埋設するように支持基板上に固着させる。
そして、切抜き部に露出する支持基板にドリル加工により貫通孔から成るＩＤマークを形成するため、貫通孔内壁面に分離可能金属箔と支持基板との境界が露出することがない。このため、薬液が分離可能金属箔と支持基板との境界から両者間に滲入し、さらには第１の金属箔と第２の金属箔との間に滲入することを防止できる。その結果、ビルドアップ部と支持基板との密着力が低下してビルドアップ部が剥がれてしまうことなく、製造効率の高い配線基板の製造方法を提供することができる。

図１は、本発明の製造方法により製造される配線基板の一例を示す概略断面図である。 図２（ａ）〜（ｄ）は、本発明の配線基板の製造方法における工程毎の実施形態の一例を説明するための概略断面図である。 図３（ｅ）〜（ｇ）は、本発明の配線基板の製造方法における工程毎の実施形態の一例を説明するための概略断面図である。 図４（ｈ）、（ｉ）は、本発明の配線基板の製造方法における工程毎の実施形態の一例を説明するための概略断面図である。 図５は、本発明の製造方法に用いられる分離可能金属箔の概略上面図である。 図６は、従来の製造方法により製造される配線基板の一例を示す概略断面図である。 図７（ａ）〜（ｄ）は、従来の配線基板の製造方法における工程毎の実施形態の一例を説明するための概略断面図である。 図８（ｅ）〜（ｇ）は、従来の配線基板の製造方法における工程毎の実施形態の一例を説明するための概略断面図である。 図９（ｈ）、（ｉ）は、従来の配線基板の製造方法における工程毎の実施形態の一例を説明するための概略断面図である。

まず、本発明の配線基板の製造方法により製造される配線基板の一例を、図１を基にして説明する。

図１に示すように、本発明の製造方法により製造される配線基板Ａは、例えば４層の絶縁層１が積層されるとともに各絶縁層１の間および最表層の絶縁層１の上下面に配線導体層２が形成されている。さらに最表層の絶縁層１および配線導体層２の表面にはソルダーレジスト層３が形成されている。

それぞれの絶縁層１には、ビアホール４が複数形成されている。ビアホール４の内部には、配線導体層２と一体的に形成されたビア導体５が被着されている。ビア導体５は、各絶縁層１に形成された配線導体層２間の導通をとっている。最上層の配線導体層２の一部は、半導体素子接続パッド６を形成している。半導体素子接続パッド６には、半導体集積回路素子等の半導体素子の電極が接続される。最下層に形成された配線導体層２の一部は、回路基板接続パッド７を形成している。回路基板接続パッド７には、この配線基板Ａが搭載される回路基板の電極が接続される。これらの半導体素子接続パッド６および回路基板接続パッド７は、ソルダーレジスト層３に設けられた開口部３ａ、３ｂ内に露出している。
そして、半導体素子と回路基板との間で配線導体層２を介して電気信号の伝送をすることで半導体素子が作動する。

次に、本発明の配線基板の製造方法における実施形態の一例を図２〜図４を基にして説明する。なお、図１と同一の個所は同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

まず、図２（ａ）に示すように、２枚のプリプレグ８Ｐと、２枚の分離フィルム９と、２枚の分離可能金属箔１０とを準備する。

プリプレグ８Ｐは、配線基板Ａを製造する際に、製造途中の配線基板Ａを必要な平坦度を維持して支持するための支持基板８を形成するためのものである。プリプレグ８Ｐの一方の主面は製品形成用主面Ｆとなり、他方の主面は分離用主面Ｇとなる。また、それぞれのプリプレグ８Ｐは、中央部に製品形成用領域Ｘと、外周部に捨て代領域Ｙとを有している。製品形成用領域Ｘは、四角形状の領域であり、この製品形成用領域Ｘ上に配線基板Ａが形成される。なお本例では、簡便のため、一つの配線基板Ａに対応する製品形成用領域Ｘのみを示しているが、実際には数十〜数千の配線基板Ａに対応する面積を有している。捨て代領域Ｙは、製品形成用領域Ｘを取り囲む四角枠状の領域である。
プリプレグ８Ｐは、厚みが０．１〜０．２ｍｍ程度であり、縦横の寸法が４００〜１０００ｍｍ程度の略四角形である。プリプレグ８Ｐには、例えばガラス繊維にエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を含浸させて半硬化状態とした板状のものが用いられる。

分離フィルム９は、２枚のプリプレグ８Ｐ間に介挿されてプリプレグ８Ｐを硬化させた２枚の支持基板８同士を容易に分離させるためのものである。分離フィルム９は、厚みが１〜３５μｍ程度であり、縦横の寸法が４００〜１０００ｍｍ程度である。分離フィルム９の縦横の寸法は、捨て代領域Ｙにはみ出す大きさで、プリプレグ８Ｐの寸法に比べて、縦横の寸法が１０〜２０ｍｍ程度小さいものであることが好ましい。
分離フィルム９は、例えば銅箔等の金属箔や、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム等の耐熱フィルム等から成るのが好ましい。

分離可能金属箔１０は、第１の金属箔１０ａと第２の金属箔１０ｂとが、間に接着層（不図示）を介して互いに分離可能に保持されたものである。
なお、図５に示すように、分離可能金属箔１０には、後述するＩＤマークＭおよびその周辺の支持基板８を露出する切抜き部Ｈが形成されている。切抜き部Ｈは、四角形状であり一辺の長さがおよそ５〜１５ｍｍ程度である。
第１の金属箔１０ａは、厚みが１〜７μｍ程度であり、製品形成用領域Ｘよりも大きく、かつ第２の金属箔１０ｂよりも小さな寸法をしている。第２の金属箔１０ｂは、厚みが１０〜３０μｍ程度であり、第１の金属箔１０ａよりも縦横がそれぞれ１０〜２０ｍｍ程度大きな寸法をしている。第１の金属箔１０ａおよび第２の金属箔１０ｂは、例えば銅等の良導電性金属から成るのが好ましい。
また、接着層は配線基板Ａの形成中にかかる熱負荷に耐え得る上で、例えばシリコン樹脂系、アクリル樹脂系等の耐熱性粘着材、あるいはニッケル系の金属層から成るのが好ましい。このような接着層は、後述するビルドアップ部１２を支持基板８から分離するときに、第１の金属箔１０ａと第２の金属箔１０ｂとの間で相互に剥がれ残りなく分離する上で、粘着力が１〜１０Ｎ／ｍ程度であるのが好ましい。

次に、図２（ｂ）に示すように、２枚のプリプレグ８Ｐの間に２枚の分離フィルム９を重ねて挟持するとともに、それぞれのプリプレグ８Ｐの製品形成用主面Ｆ上の中央部に分離可能金属箔１０を第１の金属箔１０ａを製品形成用主面Ｆ側にして配置する。
このとき、各プリプレグ８Ｐの外周部が分離フィルム９により被覆されないように配置することが好ましい。

次に、図２（ｂ）の状態に積層したものを上下から加圧しながら加熱する。このような加圧加熱により、図２（ｃ）に示すように、プリプレグ８Ｐが硬化された２枚の支持基板８が、間に２枚の分離フィルム９を挟持して互いに接合されるとともに、それぞれの支持基板８の製品形成用主面Ｆに分離可能金属箔１０が固着された配線基板形成用土台１１が形成される。このとき、分離可能金属箔１０に形成された切抜き部Ｈの側面における第１および第２の金属箔１０ａ、１０ｂの境界部は、支持基板８内に埋設されている。
なお、プリプレグ８Ｐの外周部には分離フィルム９で被覆されない領域が残されているので、この領域のプリプレグ８Ｐ同士が接合されることで２枚の支持基板８同士が固定される。また、製品形成用領域Ｘでは、分離フィルム９同士は、互いに接着せずに重なりあったままの状態である。

次に図２（ｄ）に示すように、切り欠き部Ｈから露出する支持基板８の捨て代領域Ｙの一部に貫通孔が所定の配列に穿孔されて成るＩＤマークＭをドリル加工により形成する。
このとき、ＩＤマークＭは、分離可能金属箔１０に形成された切抜き部Ｈ内に形成されるため、貫通孔の内壁面に分離可能金属箔１０と支持基板８との境界が露出しない。
貫通孔の直径は、およそ０、３〜０、４ｍｍ程度である。

次に、図３（ｅ）に示すように、配線基板形成用土台１１の両主面に露出する第２の金属箔１０ｂの上面に、絶縁層１と配線導体層２とを複数相互に積層するとともに、最表層の絶縁層１および配線導体層２の上にソルダーレジスト層３を被着させることで配線基板用のビルドアップ部１２が形成される。

絶縁層１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から成る。絶縁層１の形成は、エポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂組成物の未硬化物に無機絶縁性フィラーを分散して形成されたフィルムを、配線基板形成用土台１１の両主面の第２の金属箔１０ｂ上や下層の絶縁層１上に、真空状態で被覆した状態で熱圧着することで行われる。また、絶縁層１には層間の導通をとるためのビア導体５が充填されるビアホール４が、例えばレーザー加工により複数形成されている。

配線導体層２は、第２の金属箔１０ｂおよび絶縁層１の表面およびビアホール４の内面に、無電解めっきおよび電解めっきから成る導体パターンを、例えば周知のセミアディティブ法により被着させることにより形成される。セミアディティブ法により用いられる無電解めっきおよび電解めっきには、例えば無電解銅めっきおよび電解銅めっき等の良導電性材料が好適に用いられる。

ソルダーレジスト層３は、例えばアクリル変性エポキシ樹脂にシリカ等の無機フィラーを分散させたペーストを、最表層の絶縁層１および配線導体層２の上にスクリーン印刷等で塗布した後、フォトリソグラフィー技術により所定のパターンに露光、現像したものを熱硬化することで形成される。ソルダーレジスト層３から露出する最表層の配線導体層２の一部は、半導体素子接続パッド６として機能する。

次に、図３（ｆ）に示すように、配線基板形成用土台１１およびビルドアップ部１２を製品形成用領域Ｘと捨て代領域Ｙとの境界上で切断することで、製品形成用領域Ｘの配線基板形成用土台１１およびビルドアップ部１２を切り出す。切断には、例えばダイシング装置を用いればよい。

次に、図３（ｇ）に示すように、切り出されたビルドアップ部１２が形成された配線基板形成用土台１１を分離フィルム９の間から分離する。この分離の際には、分離フィルム９同士が加圧加熱により密着しているだけなので、容易に分離することができる。

次に、図４（ｈ）に示すように、ビルドアップ部１２を第１の金属箔１０ａから分離する。これにより、ビルドアップ部１２の下面に第２の金属箔１０ｂが固着した配線基板用の積層体１３が形成される。この分離の際には、第１の金属箔１０ａ上に第２の金属箔１０ｂが接着層を介して分離可能に保持されているだけなので、第１の金属箔１０ａと第２の金属箔１０ｂとの間を引き剥がすだけで積層体１３を破損することなく、容易に分離することができる。

最後に、図４（ｉ）に示すように、第２の金属箔１０ｂを全てエッチング除去した後、最下層の絶縁層１および配線導体層２の上に開口部３ｂを有するソルダーレジスト層３を形成することで図１に示すような配線基板Ａが形成される。

ところで、本発明の配線基板の製造方法によれば、ＩＤマークＭおよびその周辺の支持基板８を露出する切抜き部Ｈがあらかじめ形成された分離可能金属箔１０を、切抜き部Ｈの側面における第１および第２の金属箔１０ａ、１０ｂの境界部が支持基板８内に埋設するように支持基板８上に固着させる。
そして、切抜き部Ｈに露出する支持基板８にドリル加工により貫通孔から成るＩＤマークＭを形成するため、貫通孔内壁面に分離可能金属箔１０と支持基板８との境界が露出することがない。このため、薬液が分離可能金属箔１０と支持基板８との境界から両者間に滲入し、さらには第１の金属箔１０ａと第２の金属箔１０ｂとの間に滲入することを防止できる。その結果、ビルドアップ部１２と支持基板８との密着力が低下してビルドアップ部１２が剥がれてしまうことなく、製造効率の高い配線基板の製造方法を提供することができる。

１ 絶縁層
２ 配線導体層
８ 支持基板
１０ 分離可能金属箔
１０ａ 第１の金属箔
１０ｂ 第２の金属箔
１２ ビルドアップ部
Ａ 配線基板
Ｍ ＩＤマーク
Ｘ 製品形成用領域
Ｙ 捨て代領域

Claims (2)

1. 中央部に製品形成用領域および外周部に前記製品形成用領域を取り囲む枠状の捨て代領域を有する平板状の支持基板表面に、第１の金属箔および第２の金属箔が互いに分離可能に密着されて成る分離可能金属箔を、前記製品形成用領域およびその周囲の前記捨て代領域を覆うように、前記第１の金属箔を前記支持基板側にして固着させた後、前記支持基板の捨て代領域の一部にドリル加工により貫通孔から成るＩＤマークを形成するとともに、前記分離可能金属箔上を含む前記支持基板上に絶縁層と配線導体層とを交互に複数積層固着して前記絶縁層と前記配線導体層とから成るビルドアップ部を形成する工程を含む配線基板の製造方法であって、前記分離可能金属箔は、前記ＩＤマークおよびその周辺の前記支持基板を露出する切抜き部が形成されているとともに、該切抜き部の側面における前記第１および第２の金属箔の境界部が前記支持基板内に埋設していることを特徴とする配線基板の製造方法。
2. 前記第１の金属箔が、前記第２の金属箔よりも小さいことを特徴とする請求項１記載の配線基板の製造方法。

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