JP2017117986A - 配線基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】導体層との接着性に優れる樹脂層を有する半導体チップ搭載用の配線基板を製造する方法を提供する。【解決手段】凹部を有する第１の金型２４及び平坦面を有する第２の金型２２を用いたコンプレッション成形方式により、樹脂層２と離型層３と支持基材４とを有するコンプレッション成形用離型シート１を、支持基材が第１の金型に接するように凹部に沿って第１の金型に取り付けた後、凹部の樹脂層上に封止材７を付与する工程と、半導体チップ９が搭載された基板５を、半導体チップが凹部と対向するように第２の金型に取り付ける工程と、第１の金型と第２の金型とを合わせて加熱しながら加圧して封止材を硬化させて半導体チップを封止する封止部７ａを形成する工程と、第１の金型と第２の金型とを離間し、離型層から樹脂層を剥離して、封止部を覆うように樹脂層を基板上に転写する工程とを備える。【選択図】図２

Description

本発明は、半導体チップ搭載用の配線基板の製造方法に関する。

近年、電子機器の薄型化、軽量化に対する要求がますます強くなり、半導体パッケージ及び半導体チップ搭載用の配線基板の薄型化、高密度化が進んでいる。このため、電子部品の実装に用いられるプリント配線基板として、複数積層された配線層の内部に電子部品を内蔵した部品内蔵基板が用いられるようになっている。例えば、特許文献１には、ドリル等を用いた既知の穴あけ工法によって、コア基板に電子部品を収容するための通孔を形成し、さらに一方の面に接着テープを貼付し、粘着面上に電子部品を載置することで製造される部品内蔵基板が開示されている。

また、最近では、半導体チップ搭載用の配線基板の薄型化に伴い、半導体チップの封止プロセスとして、従来、用いられていたトランスファ成形方式に代わり、コンプレッション成形方式が用いられている（例えば、特許文献２参照）。

国際公開第２０１０／０３８４８９号 国際公開第２０１３／１８３６７１号

そして、半導体チップが封止された基板上に導体層を更に形成することで部品内臓基板を作製することが検討されている。しかし、これまでのコンプレッション成形方式により封止された基板では、導体層との接着力が不十分となる傾向にある。

本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、導体層との接着性に優れる樹脂層を有する半導体チップ搭載用の配線基板を製造する方法を提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、樹脂層を有する離型シートを用いてコンプレッション成形を行うことで、半導体チップを封止する際に樹脂層を基板上に形成することができる配線基板の製造方法を見出し、本発明に到達した。

すなわち、本発明は、以下の態様を提供するものである。
［１］凹部を有する第１の金型及び平坦面を有する第２の金型を用いたコンプレッション成形方式により半導体チップ搭載用の配線基板を製造する方法であって、樹脂層と離型層と支持基材とをこの順に有するコンプレッション成形用離型シートを、支持基材が第１の金型に接するように凹部に沿って第１の金型に取り付けた後、凹部の樹脂層上に封止材を付与する工程と、半導体チップが搭載された基板を、半導体チップが凹部と対向するように第２の金型に取り付ける工程と、第１の金型と第２の金型とを合わせて加熱しながら加圧して封止材を硬化させて半導体チップを封止する封止部を形成する工程と、第１の金型と第２の金型とを離間し、離型層から樹脂層を剥離して、封止部を覆うように樹脂層を基板上に転写する工程と、を備える配線基板の製造方法。
［２］凹部を有する第１の金型及び平坦面を有する第２の金型を用いたコンプレッション成形方式による半導体チップ搭載用の配線基板を製造する方法であって、樹脂層と離型層と支持基材とをこの順に有するコンプレッション成形用離型シートを、支持基材が第１の金型に接するように凹部に沿って第１の金型に取り付けた後、半導体チップが搭載された基板上に封止材を付与する工程と、半導体チップが搭載された基板を、半導体チップが凹部と対向するように第２の金型に取り付ける工程と、第１の金型と第２の金型とを合わせて加熱しながら加圧して封止材を硬化させて半導体チップを封止する封止部を形成する工程と、第１の金型と第２の金型とを離間し、離型層から樹脂層を剥離して、封止部を覆うように樹脂層を基板上に転写する工程と、を備える配線基板の製造方法。
［３］封止材の形状が、顆粒状、ペレット状又はシート状である、［１］又は［２］に記載の方法。
［４］樹脂層の厚みが、１〜１０μｍである、［１］〜［３］のいずれかに記載の方法。
［５］樹脂層が、多官能エポキシ樹脂、エポキシ樹脂硬化剤及びフェノール性水酸基含有ポリアミド樹脂を含む、［１］〜［４］のいずれかに記載の方法。

本発明によれば、導体層との接着性に優れる樹脂層を有する半導体チップ搭載用の配線基板を製造する方法を提供することができる。

本実施形態に係る離型シートを模式的に示す断面図である。 本実施形態に係る配線基板の製造工程を模式的に示す断面図である。 樹脂層が転写された基板を模式的に示す断面図である。

以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。

本明細書において「工程」とは、独立した工程だけではなく、他の工程と明確に区別できない場合であってもその工程の所期の作用が達成されれば、本用語に含まれる。

本実施形態において、層又は膜の平均厚み（厚みの平均値ともいう）は、対象となる層又は膜の５点の厚みを測定し、その算術平均値として与えられる値とする。層又は膜の厚みは、マイクロメーター等を用いて測定することができる。本実施形態において、層又は膜の厚みを直接測定可能な場合には、マイクロメーターを用いて測定する。一方、１つの層の厚み又は複数の層の総厚みを測定する場合には、電子顕微鏡を用いて、離型シートの断面を観察することで測定してもよい。

本実施形態に係る半導体チップ搭載用の配線基板は、凹部を有する第１の金型及び平坦面を有する第２の金型を用いたコンプレッション成形方式により配線基板を製造する製造方法であって、樹脂層と離型層と支持基材とをこの順に有するコンプレッション成形用離型シートを、支持基材が第１の金型に接するように凹部に沿って第１の金型に取り付けた後、凹部の樹脂層上に封止材を付与する工程と、半導体チップが搭載された基板を、半導体チップが凹部と対向するように第２の金型に取り付ける工程と、第１の金型と第２の金型とを合わせて加熱しながら加圧して封止材を硬化させて半導体チップを封止する封止部を形成する工程と、第１の金型と第２の金型とを離間し、離型層から樹脂層を剥離して、封止部を覆うように樹脂層を基板上に転写する工程と、を備える方法により作製することができる。

また、本実施形態に係る半導体チップ搭載用の配線基板は、凹部を有する第１の金型及び平坦面を有する第２の金型を用いたコンプレッション成形方式による半導体チップ搭載用の配線基板を製造する方法であって、樹脂層と離型層と支持基材とをこの順に有するコンプレッション成形用離型シートを、支持基材が第１の金型に接するように凹部に沿って第１の金型に取り付けた後、半導体チップが搭載された基板上に封止材を付与する工程と、半導体チップが搭載された基板を、半導体チップが凹部と対向するように第２の金型に取り付ける工程と、第１の金型と第２の金型とを合わせて加熱しながら加圧して封止材を硬化させて半導体チップを封止する封止部を形成する工程と、第１の金型と第２の金型とを離間し、離型層から樹脂層を剥離して、封止部を覆うように樹脂層を基板上に転写する工程と、を備える方法により作製することができる。

（コンプレッション成形用離型シート）
図１は、本実施形態に係るコンプレッション成形用離型シート（以下、「離型シート」と略記する）を模式的に示す断面図である。該離型シート１は、離型層３を有する支持基材４と、離型層３上に形成された樹脂層２とを有する。

離型シート１を用いてコンプレッション成形を行うことで、成形後に金型を基板から容易に離型することができ、かつ、離型シート１が有する樹脂層２を基板上に転写することができる。コンプレッション成形では離型シート１を金型に吸着させるので、離型シート１は金型の形状に対する追従性に優れることが求められる。離型シート１では、支持基材４として延伸性に優れる樹脂を使用することにより、金型への追従性をより向上することができる。

支持基材４は、耐熱性の観点から、融点がコンプレッション成形時の温度（例えば、１００℃〜２００℃）以上であることが好ましい。また、離型シート１を金型に装着する際及び成形中に離型シート１に破れ等の発生を抑制すること、成形後の封止部にシワの発生を抑制することから、高温時の弾性率及び伸びを考慮して、支持基材４を選択するとよい。

支持基材４としては、離型処理を施していない市販の樹脂フィルムを用いることができる。耐熱性及び高温時の弾性率の観点から、樹脂フィルムを構成する樹脂成分としては、ポリエステルが好ましい。ポリエステルの例としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレート、これらの共重合体及びこれらを変性した樹脂が挙げられる。支持基材４は、ポリエステル樹脂をシート状に成形したポリエステルフィルムであることが好ましく、金型への追従性の観点からは、２軸延伸ポリエステルフィルムであることがより好ましい。

支持基材４の厚みは特に限定されず、５μｍ〜１００μｍであることが好ましく、１０μｍ〜７０μｍであることがより好ましく、１５μｍ〜５０μｍであることが更に好ましい。支持基材４の厚みが５μｍ以上であると、取扱い性に優れ、シワが生じ難い傾向にあり、厚みが１００μｍ以下であると、コンプレッション成形時に金型への追従性に優れるため、形成された半導体チップの封止部にシワ等の発生が抑制される傾向にある。

離型層３は、例えば、離型剤を支持基材４上に塗布し乾燥して作製することができる。離型剤としては特に限定されず、当該技術分野で使用されている離型剤から適宜選択することができる。

離型剤としては、例えば、シリコーン系離型剤、フッ素系離型剤、ポリオレフィン系離型剤、アルキド樹脂系離型剤が挙げられる。離型層３中に架橋構造を形成でき、離型剤成分の樹脂層２への移行を抑制し易くなるという点からは、離型剤は熱硬化型であることが好ましい。熱硬化型の離型剤としては、アミノアルキド樹脂を含むものが好ましい。市販の離型剤としては、例えば、日立化成ポリマー株式会社製の商品名「テスファイン３０３」、「テスファイン３１４」等が挙げられる。離型剤には、必要に応じて易滑剤、帯電防止剤等を添加することも可能である。

離型層３の厚みは、特に限定されないが、より十分な離型性及び成形時のシワの抑制の観点から、０．０１μｍ〜１μｍであることが好ましく、０．０５μｍ〜０．８μｍであることがより好ましく、０．１μｍ〜０．５μｍであることが更に好ましい。

なお、支持基材４の金型と接する面は、コンプレッション成形後に金型から剥離し易くするように調整してもよい。例えば、支持基材４の金型側と接する面に、梨地加工等の表面加工を施したり、離型層３とは別に新たに離型層を設けたりしてもよい。該離型層を構成する材料としては、耐熱性、金型からの剥離性等を満たす材料であれば特に限定されない。この場合の離型層の厚みは、特に限定されないが、０．０１μｍ〜１μｍであることが好ましい。また、必要に応じて、離型層と支持基材４との間に、離型層のアンカリング向上層、帯電防止層、着色層等の層を設けてもよい。

樹脂層２は、離型層３上に形成されたものである。樹脂層２に含まれる樹脂成分については特に限定されないが、樹脂層２は、例えば、（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）エポキシ樹脂硬化剤及び（Ｃ）フェノール性水酸基含有ポリアミド樹脂を含む樹脂組成物を用いて形成することができる。樹脂層２を転写することで、本実施形態に係る基板は導体層との高い接着性を示す。

（Ａ）エポキシ樹脂としては、例えば、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、アラルキル型エポキシ樹脂、アラルキルノボラック型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ナフタレンノボラック型エポキシ樹脂等が挙げられる。これらは、単独で又は２種類以上を混合して使用してもよい。樹脂層２の接着性を向上する観点から、（Ａ）エポキシ樹脂は、ビフェニル構造を有するアラルキルノボラック型エポキシ樹脂を含むことが好ましい。ビフェニル構造を有するアラルキルノボラック型エポキシ樹脂の市販品としては、例えば、日本化薬株式会社製のＮＣ−３０００、ＮＣ−３０００−Ｈ等が挙げられる。

樹脂組成物中の（Ａ）エポキシ樹脂の含有量は、溶剤を除いた樹脂組成物の全固形分を基準として、２０〜７０質量％であることが好ましい。これにより、樹脂層の導体層に対する接着性と、はんだ耐熱性とを両立し易くなる。

（Ｂ）エポキシ樹脂硬化剤としては、例えば、フェノール樹脂系硬化剤、酸無水物系硬化剤、アミン系硬化剤、ヒドラジド系硬化剤等が使用できる。フェノール樹脂系硬化剤としては、例えば、ノボラック型フェノール樹脂、レゾール型フェノール樹脂等が挙げられる。酸無水物系硬化剤としては、例えば、無水フタル酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、メチルハイミック酸等が挙げられる。アミン系硬化剤としては、例えば、ジシアンジアミド、ジアミノジフェニルメタン、グアニル尿素等が挙げられる。ヒドラジド系硬化剤としては、例えば、アジピン酸ジヒドラジド、セバシン酸ジヒドラジド、ドデカンジオヒドラジド、イソフタル酸ジヒドラジド、サリチル酸ヒドラジド等が挙げられる。これらは単独で又は２種類以上を混合して使用してもよい。これらの中でも、樹脂層の信頼性を向上させる観点より、（Ｂ）エポキシ樹脂硬化剤は、ノボラック型フェノール樹脂を含むことが好ましい。

樹脂組成物中の（Ｂ）エポキシ樹脂硬化剤の官能基当量は、（Ａ）エポキシ樹脂の有するエポキシ基に対して０．５〜１．５当量であることが好ましく、０．７〜１．２当量であることがより好ましく、０．８〜１．１当量であることが更に好ましい。これにより、樹脂層の導体層に対する接着性を向上し易くなり、更には、樹脂層のガラス転移温度（Ｔｇ）を高め、絶縁性を向上することができる。

（Ｂ）エポキシ樹脂硬化剤と共に、必要に応じて反応促進剤を使用することができる。反応促進剤としては、例えば、潜在性の熱硬化剤である各種イミダゾール類、ＢＦ_３アミン錯体等を使用できる。樹脂組成物の保存安定性、Ｂステージ状（半硬化状）の樹脂層の取り扱い性及びはんだ耐熱性の点から、反応促進剤として、例えば、２−フェニルイミダゾール及び２−エチル−４−メチルイミダゾールが好ましい。反応促進剤を用いる場合の配合量はエポキシ樹脂１００質量部に対して０．１〜８．０質量部であることが好ましく、０．２〜６．０質量部であることがより好ましく、０．５〜５．０質量部であることが更に好ましい。これにより、樹脂層のはんだ耐熱性をより向上することができる。

（Ｃ）フェノール性水酸基含有ポリアミド樹脂を用いることで、樹脂層の被着体に対する接着性を更に向上することができる。このような効果が得られる理由については、必ずしも明らかではないが、フェノール性水酸基含有ポリアミド樹脂がエポキシ樹脂と反応し、エポキシ樹脂の良好な耐熱性を維持したまま、樹脂の強靭化が可能となると考えられる。

（Ｃ）フェノール性水酸基含有ポリアミド樹脂は、例えば、次の方法で合成することができる。すなわち、フェノール性水酸基を有するジカルボン酸を含有するジカルボン酸成分に対して当量のジアミンを加え、例えば、亜リン酸エステル及びピリジン誘導体の存在下で縮合剤を使用して、Ｎ−メチル−２−ピロリドン等の有機溶媒中で窒素等の不活性雰囲気下にて加熱攪拌しながら縮合反応を行って、フェノール性水酸基を含有するポリアミド樹脂を生成することができる。

（Ｃ）フェノール性水酸基含有ポリアミド樹脂は、フェノール性水酸基含有ポリアミドとポリブタジエンとの共重合体であってもよく、フェノール性水酸基含有ポリアミドとポリ（ブタジエン−アクリロニトリル）との共重合体であってもよい。このようなフェノール性水酸基含有ポリアミドは、例えば、次の方法で合成できる。すなわち、フェノール性水酸基を有するジカルボン酸を含有するジカルボン酸成分に対して過剰量のジアミンを加え、これらを例えば、亜リン酸エステル及びピリジン誘導体の存在下で縮合剤を使用して、Ｎ−メチル−２−ピロリドン等の有機溶媒中で窒素等の不活性雰囲気下にて加熱攪拌しながら縮合反応を行って、両末端がアミノ基となったポリアミドオリゴマーを生成させる。次いで、両末端にカルボキシル基を有するポリブタジエン又はポリ（ブタジエン−アクリロニトリル）を添加し、上記ポリアミドオリゴマーと重縮合することにより、フェノール性水酸基含有ポリアミドと、ポリブタジエン又はポリ（ブタジエン−アクリロニトリル）との共重合体を得ることができる。また、フェノール性水酸基を有するジカルボン酸成分をジアミンに対して過剰に使用して、両末端がカルボン酸基となったポリアミドオリゴマーを合成し、これに対して両末端がアミノ基のポリブタジエン又はポリ（ブタジエン−アクリロニトリル）を反応させてもよい。さらに、これらポリアミド、ポリブタジエン又はポリ（ブタジエン−アクリロニトリル）の末端を変性して、反応させることも可能である。この場合、例えば、一方をビニル基で他方を−ＮＨ基又は−ＳＨ基で変性すればよい。なお、フェノール性水酸基含有ポリアミドを合成する工程において、ジアミンの一部又は全部にフェノール性水酸基を有する化合物を使用してもよい。

両末端に種々の官能基を持つポリブタジエンは、例えば、Ｇｏｏｄｒｉｃｈ社からＨｙｃａｒ ＣＴＢとして、ポリ（ブタジエン−アクリロニトリル）は、例えば、Ｇｏｏｄｒｉｃｈ社からＨｙｃａｒ ＣＴＢＮとして市販されている。これらは、上記フェノール性水酸基含有ポリアミドオリゴマーと反応させるために使用することができる。

フェノール性水酸基を有するジカルボン酸としては、例えば、５−ヒドロキシイソフタル酸、４−ヒドロキシイソフタル酸等のヒドロキシイソフタル酸、２−ヒドロキシフタル酸、３−ヒドロキシフタル酸等のヒドロキシフタル酸、２−ヒドロキシテレフタル酸等のヒドロキシテレフタル酸が挙げられる。

（Ｃ）フェノール性水酸基含有ポリアミド樹脂を合成する際に用いるジカルボン酸成分は、フェノール性水酸基を有しないジカルボン酸を含んでいてもよい。フェノール性水酸基を有しないジカルボン酸としては、例えば、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ジカルボキシルナフタレン、コハク酸、フマル酸、グルタル酸、アジピン酸、１，３−シクロヘキサンジカルボン酸、４，４’−ジフェニルジカルボン酸、３，３’−メチレン二安息香酸等が挙げられる。

（Ｃ）フェノール性水酸基含有ポリアミド樹脂を合成する際に用いるジカルボン酸は、単独で又は２種類以上を混合して用いてもよい。

フェノール性水酸基を有するジアミンとしては、例えば、３，３’−ジアミン−４，４’−ジヒドロキシフェニルメタン、２，２−ビス（３−アミノ−４−ヒドロキシフェニル）ヘキサフロロプロパン、２，２−ビス（３−アミノ−４−ヒドロキシフェニル）ジフロロメタン、３，４−ジアミノ−１，５−ベンゼンジオール、３，３’−ジヒドロキシ−４，４’−ジアミノビスフェニル、３，３’−ジアミノ−４，４’−ジヒドロキシビフェニル、２，２−ビス（３−アミノ−４−ヒドロキシフェニル）ケトン、２，２−ビス（３−アミノ−４−ヒドロキシフェニル）スルフィド、２，２−ビス（３−アミノ−４−ヒドロキシフェニル）エーテル、２，２−ビス（３−アミノ−４−ヒドロキシフェニル）スルホン、２，２−ビス（３−アミノ−４−ヒドロキシフェニル）プロパン、２，２−ビス（３−ヒドロキシ−４−アミノフェニル）プロパン、２，２−ビス（３−ヒドロキシ−４−アミノフェニル）メタン等が挙げられる。

フェノール性水酸基を有しないジアミンとしては、例えば、３，３’−ジアミノジフェニルエーテル、３，４’−ジアミノジフェニルエーテル、４，４’−ジアミノジフェニルエーテル、ジアミノナフタレン、ピペラジン、ヘキサネチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ｍ−キシレンジアミン、４，４’−ジアミノジフェニルメタン、４，４’−ジアミノベンゾフェノン、２，２’−ビス（４−アミノフェニル）プロパン、３，３’−ジアミノジフェニルスルホン、３，３’−ジアミノジフェニル、３，３’，５，５’−テトラエチル−４，４’−ジアミノジフェニルメタン等が挙げられる。これらの中でも、例えば、３，４’−ジアミノジフェニルエーテル、３，３’，５，５’−テトラエチル−４，４’−ジアミノジフェニルメタンが好ましい。

フェノール性水酸基含有ポリブタジエン変性ポリアミド樹脂の市販品としては、例えば、日本化薬株式会社製のＢＰＡＭ−１５５等が挙げられる。

樹脂組成物に含まれる（Ｃ）フェノール性水酸基含有ポリアミド樹脂の量は、（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）エポキシ樹脂硬化剤及び（Ｃ）フェノール性水酸基含有ポリアミド樹脂の合計１００質量部に対して、５〜５０質量部であることが好ましく、１０〜４０質量部であることがより好ましく、１５〜３０質量部であることが更に好ましい。（Ｃ）フェノール性水酸基含有ポリアミド樹脂の量が５質量部以上の場合、樹脂層の靭性を向上し易く、導体層との良好な接着性が得られ易い傾向があり、５０質量部以下の場合、良好な耐熱性及び耐薬品性が得られ易い傾向がある。

樹脂組成物には、（Ｄ）無機充填材を配合してもよい。すなわち、本実施形態に係る樹脂層は、（Ｄ）無機充填材を更に含むことができる。無機充填材としては、例えば、シリカ、アルミナ、硫酸バリウム、タルク、クレー、雲母粉、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、酸化マグネシウム、窒化ホウ素、ホウ酸アルミニウム、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ビスマス、酸化チタン、ジルコン酸バリウム、ジルコン酸カルシウム等が挙げられる。これらの中でも、低熱膨張率の観点から、ヒュームドシリカ、アルミナが好ましい。これらの無機充填材は、単独で又は２種類以上を混合して使用してもよい。

無機充填材は、目的に応じて適宜選択できる。樹脂層上に微細配線を形成する観点から、例えば、比表面積が２０ｍ^２／ｇ以上であることが好ましい。無機充填材の比表面積は、当業者が通常行う測定方法で求めることができ、例えば、ＢＥＴ法により測定することができる。ＢＥＴ法は、粉体粒子表面に、吸着占有面積の分かった分子を液体窒素の温度で吸着させ、その量から試料の比表面積を求める方法である。比表面積分析で、最もよく利用されているのが、窒素等の不活性気体によるＢＥＴ法である。

無機充填材は、耐湿性を向上させるためにシランカップリング剤等の表面処理剤で表面処理されていてもよく、分散性を向上させるために疎水性化処理されていてもよい。

無機充填材は、樹脂組成物中の分散性を高める目的でニーダー、ボールミル、ビーズミル、３本ロール、ナノマイザー等の既知の混練、分散方法により混合してもよい。

樹脂組成物には、通常の樹脂組成物に使用されるチキソ性付与剤、界面活性剤、カップリング剤等の各種添加剤を適宜配合してもよい。これらの添加剤を配合する場合、充分に撹拌した後、泡がなくなるまで静置して樹脂組成物を得ることができる。

樹脂組成物は、溶剤中で混合して希釈又は分散させてワニスの形態で用いることが作業性の点で好ましい。溶剤としては、例えば、メチルエチルケトン、キシレン、トルエン、アセトン、エチレングリコールモノエチルエーテル、シクロヘキサノン、エチルエトキシプロピオネート、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド等が挙げられる。これらの溶剤は、単独で又は２種類以上を混合して使用してもよい。

溶剤の配合量は、樹脂組成物を用いて樹脂層を形成する設備に合わせて適宜調整されるが、例えば、溶剤を除く樹脂組成物の固形分がワニス中５〜５０質量％となるように溶剤の使用量を調節することが好ましい。

樹脂組成物の調製方法には特に制限はなく、従来公知の調製方法を用いることができる。例えば、溶剤中に、（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）エポキシ樹脂硬化剤及び（Ｃ）フェノール性水酸基含有ポリアミド樹脂を加えると共に、必要に応じて用いられる反応促進剤等の各種添加成分を加えたのち、超音波分散方式、高圧衝突式分散方式、高速回転分散方式、ビーズミル方式、高速せん断分散方式、自転公転式分散方式等の各種混合機を用いて混合・攪拌することにより、ワニスとして調製することができる。

樹脂層２は、例えば、樹脂組成物（ワニス）を離型層３上に塗布して、６０〜２００℃程度の温度で１〜２０分間程度乾燥して形成される。乾燥温度が６０℃以上であり、かつ、乾燥時間が１分間以上である場合、乾燥が充分に進行し、樹脂層２内にボイドが発生するのを抑制することができる。一方、乾燥温度が１８０℃以下で、かつ、乾燥時間が１０分間以下であると、乾燥が進みすぎて、樹脂フロー量が低下するのを抑制することができる。なお、ここでは乾燥により、ワニス中の溶媒が揮散した状態であり、樹脂層は、硬化処理を行っていないＢステージの状態である。

樹脂組成物を塗布する方法として特に限定されないが、例えば、ダイコーター、グラビアコーター、コンマコーター等を用いることができる。樹脂層２の厚みの薄厚化の観点から、ダイコーター又はグラビアコーターを用いることが好ましい。

樹脂層２の厚みは、目的により適宜選択されるが、より良好な接着性及び基板の薄型化の観点から、１μｍ〜１０μｍが好ましく、１μｍ〜８μｍがより好ましく、１μｍ〜５μｍが更に好ましい。

［半導体チップ搭載用の配線基板の製造方法］
＜工程１＞
図２は、上記離型シート１を用いた、本実施形態に係る配線基板の製造工程を模式的に示す断面図である。離型シート１を用いることで、基板５に搭載された半導体チップ９を封止する封止部７ａを形成すると共に、樹脂層２を基板５に転写することができる。以下、本実施形態に係る配線基板を作製する方法について、説明する。

コンプレッション成形方式に用いる金型は、第１の金型２４と、第２の金型２２とから構成されている。第２の金型２２は、基板５が配置される部分であり、平坦面を有している。第１の金型２４は、基板５に搭載された半導体チップ９と対向する部分に凹部を有している。

まず、図２の（ａ）に示すように、支持基材４が第１の金型２４に接するように凹部に沿って離型シート１を第１の金型２４に取り付ける。第１の金型２４には、吸引機構（真空吸着等）が設けられており、離型シート１は、第１の金型２４に吸着して保持される。次いで、第１の金型２４の凹部の樹脂層２上に封止材７を付与する。一方、第２の金型２２には、半導体チップ９が第１の金型２４の凹部と対向するように基板５が取り付けられる。なお、封止材７は、半導体チップ９上に付与してもよい。

続いて、図２の（ｂ）に示すように、第１の金型２４と第２の金型２２とが合わされて、封止材７が圧縮されると共に加熱される。これにより、封止材７が第１の金型２４の凹部に沿った形状に硬化し、半導体チップ９が封止される。作業容易性の観点から、コンプレッション成形時の金型温度は１００〜２００℃、成形圧力は０．５〜１０ＭＰａ、成形時間は６０〜６００秒間が好ましい。

封止材７が硬化して封止部７ａが形成された後、図２の（ｃ）に示すように、第２の金型２２が第１の金型２４から離間される。このとき、離型層３から樹脂層２が剥離して、封止部７ａ及び基板５に付着して転写される。上記工程では、半導体チップの封止と基板上への樹脂層の形成を同時に行うことができるため、従来よりも簡便に半導体チップ搭載用の配線基板を作製することができる。

（封止材）
本実施形態で用いられる封止材としては、一般のコンプレッション成形用の封止材を用いることでき、熱硬化性樹脂及び無機充填材を含むことが好ましい。

封止材の形状は、特に限定されず、顆粒状、ペレット状又はシート状のいずれでも使用することができる。

熱硬化性樹脂としては特に制限はなく、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、不飽和イミド樹脂、シアネート樹脂、イソシアネート樹脂、ベンゾオキサジン樹脂、オキセタン樹脂、アミノ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アリル樹脂、ジシクロペンタジエン樹脂、シリコーン樹脂、トリアジン樹脂、メラミン樹脂等が挙げられる。成形性及び電気絶縁性に優れる点で、エポキシ樹脂又はシアネート樹脂が好ましい。

エポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦノボラック型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、トリアジン骨格含有エポキシ樹脂、フルオレン骨格含有エポキシ樹脂、トリフェノールフェノールメタン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、キシリレン型エポキシ樹脂、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、多官能フェノール類及びアントラセン等の多環芳香族類のジグリシジルエーテル化合物、リン含有エポキシ樹脂等が挙げられる。これらの中で、耐熱性、難燃性の点からはビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂及びナフタレン型エポキシ樹脂が好ましい。これらは単独で又は２種類以上を混合して使用できる。

シアネート樹脂としては、例えば、ノボラック型シアネート樹脂、ビスフェノールＡ型シアネート樹脂、ビスフェノールＥ型シアネート樹脂、テトラメチルビスフェノールＦ型シアネート樹脂、これらの樹脂の一部がトリアジン化したプレポリマーが挙げられる。これらの中で耐熱性及び難燃性の点から、ノボラック型シアネート樹脂が好ましい。これらのシアネート樹脂は単独で又は２種類以上を混合して使用できる。

封止材に含まれる熱硬化性樹脂の含有量は、封止材中の樹脂成分を基準として、２０〜８０質量％が好ましく、４０〜８０質量％がより好ましく、５０〜８０質量％が更に好ましく、６０〜７５質量％がより一層好ましい。

無機充填材としては、例えば、シリカ、アルミナ、タルク、マイカ、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、ホウ酸アルミニウム及びホウ珪酸ガラスが挙げられる。これらの中で、低熱膨張性の点からシリカが好ましく、さらに熱膨張率が０．６ｐｐｍ／Ｋ程度と非常に小さく、樹脂に高充填した際の流動性の低下が少ない球状非晶質シリカがより好ましい。

球状非晶質シリカとしては、累積５０％粒子径が０．０１〜１０μｍのものが好ましく、０．０３〜５μｍのものが好ましい。ここで累積５０％粒子径とは、粉末の全体積を１００％として粒子径による累積度数分布曲線を求めた時、ちょうど体積５０％に相当する点の粒子径のことであり、レーザー回折散乱法を用いた粒度分布測定装置等で測定することができる。

封止材中の無機充填材の含有量は、封止材の総量の５〜７５体積％が好ましく、１５〜７０体積％がより好ましく、３０〜７０体積％が更に好ましい。無機充填材の含有量が５体積％以上であると、熱膨張率の低減効果が十分なものとなり、７５体積％以下であると、流動性が増加して成形性がより良好になる。

質量％で表記する場合、封止材中の無機充填材の含有量は、８〜８５質量％であることが好ましく、２４〜８２質量％であることがより好ましく、４４〜８２質量％であることが更に好ましい。

また、無機充填材に平均一次粒径が１μｍ以下のナノフィラーを用いることによって、表面の平滑性を向上することができる。ナノフィラーとしては、比表面積が２０ｍ^２／ｇ以上であることが好ましく、めっきプロセスにおける粗化処理後の表面形状を小さくする観点から、平均一次粒径は１００ｎｍ以下であることが好ましい。この比表面積は、ＢＥＴ法によって測定することができる。なお、ここでいう「平均一次粒径」とは、凝集した粒子の平均径、つまり二次粒子径ではなく、凝集していない単体での平均粒子径をいう。当該平均一次粒径は、例えば、レーザー回折式粒度分布計により測定して求めることができる。このような無機充填材としては、ヒュームドシリカが好ましい。

無機充填材は、封止材の耐湿性を向上させるためにシランカップリング剤等の表面処理剤で処理を行っていてもよく、分散性を向上させるために疎水化処理されていてもよい。

図３は、図２に示す工程により、封止部７ａが形成されると共に、樹脂層２が転写された基板５を模式的に示す断面図である。封止部７ａは、半導体チップ９全体を覆うように設けられ、樹脂層２は、封止部７ａを覆うように基板５上に設けられている。

＜工程２＞
図３に示す基板には、必要に応じて、樹脂層２又は基板５にビアを形成する工程を行ってもよい。これにより、樹脂層２にビアホール等を形成することができる。ビア作製は、一般的に配線基板の製造工程に用いられる手法が用いられる。ビアホールは、層間の電気接続のために設けられ、樹脂層の特性を考慮して、ドリル、レーザー、プラズマ等を用いる公知の方法により形成することができる。

レーザー光源としては、例えば、炭酸ガスレーザー、ＹＡＧレーザー、エキシマレーザー等が挙げられる。中でも、加工速度及びコストに優れる観点から、炭酸ガスレーザーが好ましい。

上記ビアを形成した後、樹脂層上に導体層を形成する前に、必要に応じて、セミアディティブ法の前処理として、導体層との接着力を向上することを目的として樹脂層の表面を粗化する工程（デスミア処理工程）を更に行ってもよい。樹脂層を粗化する方法としては、特に限定されないが、例えば、ＵＶ処理、コロナ放電処理、研磨処理及びエッチング処理が挙げられる。

エッチング処理に用いられる粗化液としては、例えば、クロム／硫酸粗化液、アルカリ過マンガン酸粗化液、フッ化ナトリウム／クロム／硫酸粗化液、ホウフッ酸粗化液等の酸化性粗化液を用いることができる。

デスミア処理工程後の樹脂層の表面粗さ（Ｒａ）は、０．３μｍ以下であることが好ましく、０．２μｍ以下であることがより好ましく、０．１５μｍ以下であることが更に好ましい。表面粗さ（Ｒａ）が０．３μｍ以下であると、配線の高密度化に対応し易くなる。表面粗さ（Ｒａ）の下限値は、特に限定されないが、例えば０．０１μｍ程度とすることができる。表面粗さ（Ｒａ）は、例えば、Ｖｅｅｃｏ社製の表面形状測定装置Ｗｙｋｏ ＮＴ９１００（商品名）を用いて測定することができる。測定範囲は、例えば、０．１２０ｍｍ×０．０９５ｍｍの範囲である。

＜工程３＞
必要に応じてビア形成及びデスミア処理工程が行われた基板の樹脂層上には、導体層を形成することができる。樹脂層上に導体層を形成する方法としては、例えば、めっきプロセスを使用して回路を形成するセミアディティブ法を用いることができる。導体層の形成は、例えば、次の手順で行うことができる。

まず、表面が粗化されていてもよい樹脂層に対して、パラジウムを付着させるめっき触媒付与処理を行った後、無電解めっき処理を行って、樹脂層上に厚み０．３〜１．５μｍの無電解めっき層（導体層）を形成する。めっき触媒付与処理は、樹脂層付き絶縁フィルムを塩化パラジウム系のめっき触媒液に浸漬して行われ、無電解めっき処理は、無電解めっき液に浸漬して行われる。無電解めっき液としては、公知の無電解めっき液を使用することができ、特に制限されないが、無電解銅めっき液を用いることが好ましい。

次に、無電解めっき層上にめっきレジストのパターンを形成した後に、電解めっき処理を行って、所望の箇所に所望の厚みの電解めっき層（導体層）を形成する。その後、めっきレジストを剥離し、不要な無電解めっき層をエッチングにより除去する。これにより、樹脂層上に無電解めっき層と電解めっき層とからなる導体層が形成される。めっきレジストとしては、公知のめっきレジストを使用することができ、特に制限はない。電解めっき処理は、公知の方法の準じて行うことができ、特に制限されないが、電解めっき液として、電解銅めっき液を用いることが好ましい。本実施形態に係る樹脂層は、導体層との接着性に優れているため、導体層が微細であってもパターンを形成できる。具体的には、ラインアンドスペース（Ｌ／Ｓ）が１０μｍ／１０μｍ以下の配線を形成するために好適に用いることができ、特に５μｍ／５μｍ以下の配線を形成するために好適に用いることができる。

以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、これらは本発明の説明のための例示であり、本発明の範囲をこれらの実施形態にのみ限定する趣旨ではない。本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で、上記実施形態とは異なる種々の態様で実施することができる。

以下、実施例を参照して本発明を具体的に説明する。ただし、本発明はこれらの実施例に制限されるものではない。

（樹脂組成物の調製）
フェノール性水酸基含有ポリブタジエン変性ポリアミド（日本化薬株式会社製、商品名「ＢＰＡＭ−１５５」）１．８ｇと、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）１５．９ｇを混合した後、ビフェニルアラルキルノボラック型エポキシ樹脂（日本化薬株式会社製、商品名「ＮＣ−３０００−Ｈ」）５．０ｇ、クレゾールノボラック型フェノール樹脂（ＤＩＣ株式会社製、商品名「ＫＡ１１６５」）２．１ｇ及び２−フェニルイミダゾール（四国化成工業株式会社製、商品名「２ＰＺ」）０．０５０ｇを加え、ＤＭＡｃ及びメチルエチルケトンからなる混合溶剤で希釈して、シリカフィラー（日本アエロジル株式会社製、商品名「ＡＥＲＯＳＩＬ Ｒ９７２」）０．５０ｇを更に加えた溶液を、分散機（吉田機械興業株式会社製、商品名「ナノマイザー」）を用いて混合して、均一な樹脂組成物ワニスＡ（固形分濃度約２５質量％）を得た。

（実施例１）
（１）コンプレッション成形用離型シートの作製
厚み２５μｍの２軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム（ユニチカ株式会社製、商品名「Ｓ−２５」）をコロナ処理した後、アミノアルキド樹脂（日立化成ポリマー株式会社製、商品名「テスファイン３０３」）を、メチルエチルケトン及びトルエン（メチルエチルケトン：トルエンの質量比＝３：７）を用いて２．５質量％に希釈した調製液を、ダイコーターを用いて塗布し、１６０℃で４０秒間乾燥させ、厚み０．２μｍの離型層を有する離型基材を得た。次いで、離型基材の離型層面に、上記ワニスＡを塗布し、１８０℃で１０分間乾燥させ、厚み３μｍの樹脂層を有するコンプレッション成形用離型シートを作製した。

（２）評価用基板の作製
図２の（ａ）に示すように、コンプレッション成形用の第２の金型２２に、半導体チップ９が搭載された基板５を取り付けた。次に、上記（１）で得られた離型シート１を、コンプレッション成形用の第１の金型２４に配置して、真空で固定した後、第１の金型２４の凹部の樹脂層２上に、封止材（日立化成株式会社製、商品名「ＣＥＬ−９７５０ＺＨＦ１０」）を載せた。続いて、図２の（ｂ）に示すように、第２の金型２２と第１の金型２４とを合わせて型締めし、金型温度１８０℃、成形圧力６．８６ＭＰａ（７０ｋｇｆ／ｃｍ^２）、成形時間９０秒間の条件で、封止材７を硬化して成形した。その後、図２の（ｃ）に示すように、第２の金型２２が第１の金型２４から離間され、離型層３を樹脂層２から剥離することで、半導体チップ９が封止され、かつ、樹脂層２が基板５上に転写された半導体パッケージ基板を得た。その後、半導体パッケージ基板を１８０℃で３時間熱処理して評価用基板を作製した。

（３）ビアの作製
ＣＯ_２レーザー加工機（日立ビアメカニクス株式会社製、商品名「ＬＣＯ−１Ｂ２１型」を用いて、ビーム径８０μｍ、周波数５００Ｈｚ、パルス幅５μｓｅｃ、ショット数７の条件で、上記（２）で作製した評価用基板にビアを形成した。

（４）デスミア処理
上記（３）で得られたビアを有する基板を、膨潤液であるジエチレングリコールモノブチルエーテル（２００ｍＬ／Ｌ）及びＮａＯＨ（５ｇ／Ｌ）を含む水溶液に８０℃で５分間浸漬処理した後、粗化液であるＫＭｎＯ_４（６０ｇ／Ｌ）及びＮａＯＨ（４０ｇ／Ｌ）を含む水溶液に８０℃で１０分間浸漬処理した。引き続き、中和液であるＳｎＣｌ_２（３０ｇ／Ｌ）及び濃度９８質量％のＨ_２ＳＯ４（３００ｍＬ／Ｌ）を含む水溶液に室温で５分間浸漬処理して中和した。

（５）無電解めっき処理及び電解めっき処理
無電解めっきの前処理として、上記（４）で得られた基板を、コンディショナー液「ＣＬＣ−６０１」（日立化成株式会社製、商品名）に６０℃で５分間浸漬した後、水洗し、プリディップ液「ＰＤ−２０１」（日立化成株式会社製、商品名）に室温で２分間浸漬した。次に、ＰｄＣｌ_２を含む無電解めっき用触媒「ＨＳ−２０２Ｂ」（日立化成株式会社製、商品名）に、室温で１０分間浸漬処理した後、水洗し、無電解銅めっき液である「ＣＵＳＴ−２０１めっき液」（日立化成株式会社製、商品名）に室温で１５分間浸漬し、さらに硫酸銅電解めっきを行った。その後、アニール処理を１７０℃で３０分間行い、樹脂層上に厚さ３０μｍの導体層が形成された導体層付き基板を作製した。

（比較例１）
実施例１の（１）で作製したコンプレッション成形用離型シートに代えて、コロナ処理した厚み２５μｍの２軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム（ユニチカ株式会社製、商品名「Ｓ−２５」）を用いた以外は実施例１と同様の操作を行い、樹脂層を設けずに直接基板上に厚さ３０μｍの導体層を形成することで、導体層付き基板を作製した。

［めっき形成性］
実施例及び比較例でそれぞれ作製した導体層付き基板のめっき形成性を目視により、以下の基準で評価した。
○：基板の全面に光沢のあるめっき銅の面が観察された。
×：基板の一部にめっき銅が付着していない面が観察された。

［導体層／樹脂層の接着強度］
実施例１で作製した導体層付き基板の導体層の一部をエッチング処理して、幅１０ｍｍ、長さ１００ｍｍの部分を形成し、この一端を導体層と樹脂層との界面で剥がしてつかみ具でつかみ、垂直方向に引張り速度約５０ｍｍ／分、室温中で引き剥がした時の荷重を測定した。

［表面粗さ（Ｒａ）測定］
実施例及び比較例でそれぞれ作製した導体層付き基板の導体層をエッチング処理により除去し、露出した樹脂層表面の表面粗さ（Ｒａ）を表面形状測定装置（Ｖｅｅｃｏ社製、商品名「Ｗｙｋｏ ＮＴ９１００」）を用いて測定した。

表１から、本発明の半導体チップ搭載用の配線基板の製造方法により作製された実施例１の基板は、導体層との接着性に優れることが確認できる。一方、比較例１の基板では、樹脂層を有していないため、めっきの形成が困難であり、導体層を形成することができなかった。

１…離型シート、２…樹脂層、３…離型層、４…支持基材、５…基板、７…封止材、７ａ…封止部、９…半導体チップ、２２…第２の金型、２４…第１の金型。

Claims (5)

1. 凹部を有する第１の金型及び平坦面を有する第２の金型を用いたコンプレッション成形方式による半導体チップ搭載用の配線基板を製造する方法であって、
   樹脂層と離型層と支持基材とをこの順に有するコンプレッション成形用離型シートを、前記支持基材が前記第１の金型に接するように前記凹部に沿って前記第１の金型に取り付けた後、前記凹部の前記樹脂層上に封止材を付与する工程と、
   半導体チップが搭載された基板を、前記半導体チップが前記凹部と対向するように前記第２の金型に取り付ける工程と、
   前記第１の金型と前記第２の金型とを合わせて加熱しながら加圧して前記封止材を硬化させて前記半導体チップを封止する封止部を形成する工程と、
   前記第１の金型と前記第２の金型とを離間し、前記離型層から前記樹脂層を剥離して、前記封止部を覆うように前記樹脂層を前記基板上に転写する工程と、
   を備える、配線基板の製造方法。
2. 凹部を有する第１の金型及び平坦面を有する第２の金型を用いたコンプレッション成形方式による半導体チップ搭載用の配線基板を製造する方法であって、
   樹脂層と離型層と支持基材とをこの順に有するコンプレッション成形用離型シートを、前記支持基材が前記第１の金型に接するように前記凹部に沿って前記第１の金型に取り付けた後、半導体チップが搭載された基板上に封止材を付与する工程と、
   前記半導体チップが搭載された基板を、前記半導体チップが前記凹部と対向するように前記第２の金型に取り付ける工程と、
   前記第１の金型と前記第２の金型とを合わせて加熱しながら加圧して前記封止材を硬化させて前記半導体チップを封止する封止部を形成する工程と、
   前記第１の金型と前記第２の金型とを離間し、前記離型層から前記樹脂層を剥離して、前記封止部を覆うように前記樹脂層を前記基板上に転写する工程と、
   を備える、配線基板の製造方法。
3. 前記封止材の形状が、顆粒状、ペレット状又はシート状である、請求項１又は２に記載の方法。
4. 前記樹脂層の厚みが、１〜１０μｍである、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
5. 前記樹脂層が、エポキシ樹脂、エポキシ樹脂硬化剤及びフェノール性水酸基含有ポリアミド樹脂を含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。

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