JP2020198429A - 支持体付き配線基板、配線基板、半導体装置及び配線基板の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】支持基板の上に微細な配線層を形成しFC−BGA用配線基板に搭載する方式において、歩留まり良く製造できる支持体付き配線基板、配線基板、半導体装置及び配線基板の製造方法を提供する。【解決手段】本発明の一態様に係る配線基板の製造方法は、FC−BGA用配線基板1とインターポーザ3とを備え、インターポーザ3のFC−BGA用配線基板1との接合面の対向面に半導体素子4が実装される配線基板の製造方法であって、支持体5上に剥離層6を介してインターポーザ3を形成する工程と、支持体5の表層の少なくとも側面に緩衝層19を形成する工程と、FC−BGA用配線基板1とインターポーザ3の間隙にアンダーフィル2を形成する工程と、支持体5を剥離層6によりインターポーザ3から剥離する工程と、を含む。【選択図】図6
Description
本発明は、支持体付き配線基板、配線基板、半導体装置及び配線基板の製造方法に関する。
近年半導体装置の高速、高集積化が進む中で、FC−BGA(Flip Chip-Ball Grid Array)用配線基板に対しても、半導体チップとの接続端子の狭ピッチ化や基板配線の微細化が求められている。一方、FC−BGA用配線基板とマザーボードとの接続は、従来とほぼ変わらないピッチの接続端子での接続が要求されている。この半導体チップとの接続端子の狭ピッチ化や基板配線の微細化のため、シリコン上に配線形成してチップ接続用の基板(シリコンインターポーザ)として、それぞれFC−BGA用配線基板に接続する方式が特許文献1に開示されている。また、FC−BGA用配線基板の表面をCMP(Chemical Mechanical Polishing、化学機械研磨)等で平坦化してから微細配線を形成する方式が特許文献2に開示されている。また、支持基板の上に微細な配線層を形成しFC−BGA用配線基板に搭載した後、支持基板を剥離することで狭ピッチな配線基板な形成する方式が特許文献3や特許文献4に開示されている。
シリコンインターポーザは、シリコンウェハを利用して、半導体前工程用の設備を用いて製作されている。シリコンウェハは形状やサイズに制限があり、1枚のウェハから製作できるインターポーザの数が少なく、製造設備も高価であるため、インターポーザも高価となる。また、シリコンウェハが半導体であることから、伝送特性も劣化するという問題がある。
また、FC−BGA用配線基板の表面の平坦化を行いその上に微細配線層を形成する方式においては、シリコンインターポーザに見られる伝送特性劣化の問題はないが、FC−BGA用配線基板の製造不良と、難易度の高い微細配線形成時の不良との合算で収率が低下する問題や、FC−BGA用配線基板の反り、歪みに起因した半導体素子の実装における問題がある。
また、FC−BGA用配線基板の表面の平坦化を行いその上に微細配線層を形成する方式においては、シリコンインターポーザに見られる伝送特性劣化の問題はないが、FC−BGA用配線基板の製造不良と、難易度の高い微細配線形成時の不良との合算で収率が低下する問題や、FC−BGA用配線基板の反り、歪みに起因した半導体素子の実装における問題がある。
一方、支持基板の上に微細な配線層を形成しFC−BGA用配線基板に搭載する方式では、伝送特性劣化の問題や、FC−BGA用配線基板と微細な配線層を別々に形成するため合算で収率が低下する問題はない。しかしながら、支持基板の上に微細な配線層を形成しFC−BGA用配線基板に搭載しようとすると、次のような問題があった。すなわち、FC−BGA用配線基板に搭載した後に支持基板を剥離するため、支持基板を剥離する工程において不良が発生し収率が低下する問題があった。微細な配線層と比較して、厚く剛性の高い支持基板を剥離する必要であり、製造工程において高い精度で加工制御する必要が生じていた。
そこで本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、支持基板の上に微細な配線層を形成しFC−BGA用配線基板に搭載する方式において、歩留まり良く製造できる支持体付き配線基板、配線基板、半導体装置及び配線基板の製造方法を提供するため、支持基板を剥離する工程における収率を向上させることを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る配線基板の製造方法は、第1配線基板と、前記第1配線基板に接合された前記第1配線基板より微細な配線が形成された第2配線基板とを備え、前記第2配線基板の前記第1配線基板との接合面の対向面に半導体素子が実装される配線基板の製造方法であって、支持体上に剥離層を介して前記第2配線基板を形成する工程と、前記支持体の表層の少なくとも側面に緩衝層を形成する工程と、前記第1配線基板と前記第2配線基板の間隙に封止樹脂を形成する工程と、前記支持体を前記剥離層により前記第2配線基板から剥離する工程と、を含むことを特徴とする。
上記構成によれば、支持基板の上に微細な配線層を形成しFC−BGA用配線基板に搭載する方式において、支持基板を剥離する工程における収率を向上させることができる。
上記構成によれば、支持基板の上に微細な配線層を形成しFC−BGA用配線基板に搭載する方式において、支持基板を剥離する工程における収率を向上させることができる。
また本発明の一態様は、前記緩衝層が熱で軟化する材料からなり、加熱しながら前記支持体を前記第2配線基板から剥離する工程を含む。
また本発明の一態様は、前記緩衝層が光を吸収することで軟化する材料からなり、光を照射しながら、若しくは、光を照射した後に、前記支持体を前記第2配線基板から剥離する工程を含む。
また本発明の一態様は、前記緩衝層が加熱により発泡する材料を含んだ層からなり、前記緩衝層を加熱して発泡させた後に、前記支持体を前記第2配線基板から剥離する工程を含む。
また本発明の一態様は、前記封止樹脂の硬化温度より前記緩衝層を加熱して発泡する温度の方が高い。
また本発明の一態様は、前記緩衝層が光を吸収することで軟化する材料からなり、光を照射しながら、若しくは、光を照射した後に、前記支持体を前記第2配線基板から剥離する工程を含む。
また本発明の一態様は、前記緩衝層が加熱により発泡する材料を含んだ層からなり、前記緩衝層を加熱して発泡させた後に、前記支持体を前記第2配線基板から剥離する工程を含む。
また本発明の一態様は、前記封止樹脂の硬化温度より前記緩衝層を加熱して発泡する温度の方が高い。
また本発明の一態様は、前記緩衝層にレーザー光を照射した後に、前記支持体を前記第2配線基板から剥離する工程を含む。
また本発明の一態様は、前記剥離層にレーザー光を照射して剥離可能な状態にし、前記支持体を前記第2配線基板から剥離する工程を有し、前記緩衝層と前記剥離層には同一のレーザー光を照射する。
また本発明の一態様は、前記緩衝層をエッチングした後に、前記支持体を前記第2配線基板から剥離する工程を含む。
また本発明の一態様は、前記緩衝層が、撥液性の材料からなる、若しくは、撥液性の材料を含有する。
また本発明の一態様は、前記支持体と前記剥離層と前記第2配線基板の周囲に形成された前記封止樹脂の少なくとも一部を除去する工程を含む。
また本発明の一態様は、前記剥離層にレーザー光を照射して剥離可能な状態にし、前記支持体を前記第2配線基板から剥離する工程を有し、前記緩衝層と前記剥離層には同一のレーザー光を照射する。
また本発明の一態様は、前記緩衝層をエッチングした後に、前記支持体を前記第2配線基板から剥離する工程を含む。
また本発明の一態様は、前記緩衝層が、撥液性の材料からなる、若しくは、撥液性の材料を含有する。
また本発明の一態様は、前記支持体と前記剥離層と前記第2配線基板の周囲に形成された前記封止樹脂の少なくとも一部を除去する工程を含む。
また本発明の一態様は、前記支持体上に前記剥離層を介して前記第2配線基板を形成する工程は、前記支持体上に前記剥離層を介して前記半導体素子と接合する第1電極を形成する工程と、前記第1電極の上部に絶縁樹脂層と配線層からなる多層配線層を形成する工程と、前記多層配線層の前記支持体と対向する側に前記第1配線基板と接合する第2電極を形成する工程と、を含み、前記第1配線基板の一方の面に前記第2配線基板と接合する第3電極を形成した後、前記第1配線基板と前記第2配線基板を、前記第3電極と前記第2電極とで接合する。
また、本発明の別の態様に係る配線基板の製造方法は、第1配線基板と、前記第1配線基板より微細な配線が形成された第2配線基板とを備え、前記第2配線基板の接合面に前記第1配線基板が接合され、前記接合面と対向する前記第2配線基板の対向面に半導体素子が実装される配線基板の製造方法であって、支持体の一面上に剥離層を介して前記第2配線基板を形成する工程と、前記第1配線基板と前記第2配線基板との間、及び前記第2配線基板と前記剥離層と前記支持体の周囲に封止樹脂を形成する工程と、前記封止樹脂を硬化させる工程と、前記支持体と前記剥離層と前記第2配線基板の周囲の前記封止樹脂の少なくとも一部を除去する工程と、前記支持体を前記剥離層により前記第2配線基板から剥離する工程と、を含むことを特徴とする。
上記構成によれば、支持基板の上に微細な配線層を形成しFC−BGA用配線基板に搭載する方式において、支持基板を剥離する工程における収率を向上させることができる。
上記構成によれば、支持基板の上に微細な配線層を形成しFC−BGA用配線基板に搭載する方式において、支持基板を剥離する工程における収率を向上させることができる。
また本発明の一態様は、前記支持体と前記剥離層と前記第2配線基板の周囲の前記封止樹脂の少なくとも一部を除去する工程は、ドライエッチングを用いる。
また本発明の一態様は、前記支持体と前記剥離層と前記第2配線基板の周囲の前記封止樹脂の少なくとも一部を除去する工程は、レーザー加工を用いる。
また本発明の一態様は、前記支持体と前記剥離層と前記第2配線基板の周囲の前記封止樹脂の少なくとも一部を除去する工程は、ダイシング加工を用いる。
また本発明の一態様は、前記支持体と前記剥離層と前記第2配線基板の周囲の前記封止樹脂の少なくとも一部を除去する工程は、ルータ加工を用いる。
また本発明の一態様は、前記支持体と前記剥離層と前記第2配線基板の周囲の前記封止樹脂の少なくとも一部を除去する工程は、ブラスト加工を用いる。
また本発明の一態様は、前記支持体と前記剥離層と前記第2配線基板の周囲の前記封止樹脂の少なくとも一部を除去する工程は、レーザー加工を用いる。
また本発明の一態様は、前記支持体と前記剥離層と前記第2配線基板の周囲の前記封止樹脂の少なくとも一部を除去する工程は、ダイシング加工を用いる。
また本発明の一態様は、前記支持体と前記剥離層と前記第2配線基板の周囲の前記封止樹脂の少なくとも一部を除去する工程は、ルータ加工を用いる。
また本発明の一態様は、前記支持体と前記剥離層と前記第2配線基板の周囲の前記封止樹脂の少なくとも一部を除去する工程は、ブラスト加工を用いる。
また本発明の一態様は、前記支持体の一面上に前記剥離層を介して前記第2配線基板を形成する工程は、前記支持体の一面上に前記剥離層を形成する工程と、前記剥離層の上部に前記半導体素子と接合する第1電極を形成する工程と、前記第1電極の上部に絶縁樹脂層と配線層からなる多層配線層を形成する工程と、前記多層配線層の前記支持体と対向する側に前記第1配線基板と接合する第2電極を形成する工程と、を含み、前記第1配線基板の一方の面に前記第2配線基板と接合する第3電極を形成した後、前記第2配線基板と前記第1配線基板を、前記第3電極と前記第2電極とで接合し、前記支持体を前記剥離層により前記第2配線基板から剥離する工程では、前記支持体を前記剥離層により前記第2配線基板から剥離し、前記第1電極を表面に露出させる。
また本発明の一態様は、前記支持体は、ガラスである。
また本発明の一態様は、前記支持体は、ガラスである。
また、本発明の一態様に係る支持体付き配線基板は、支持体と、剥離層と、一方の面には半導体素子が、他方の面には第1配線基板がそれぞれ実装される第2配線基板と、をこの順に備える支持体付き配線基板において、前記支持体の少なくとも側面には、緩衝層が形成されていることを特徴とする。
また本発明の一態様は、前記緩衝層が、熱、若しくは、光により軟化する。
また本発明の一態様は、前記緩衝層が、加熱により発泡する材料を含んだ層からなる。
また本発明の一態様は、前記緩衝層が、撥液性の材料からなる、若しくは、撥液性の材料を含有する。
また本発明の一態様は、前記緩衝層が、熱、若しくは、光により軟化する。
また本発明の一態様は、前記緩衝層が、加熱により発泡する材料を含んだ層からなる。
また本発明の一態様は、前記緩衝層が、撥液性の材料からなる、若しくは、撥液性の材料を含有する。
また、本発明の一態様に係る配線基板は、上述した支持体付き配線基板を用いて製造される配線基板であって、前記支持体付き配線基板に、前記第1配線基板がはんだを含む接続端子を介して互いに接続されており、且つ前記支持体は除去されていることを特徴とする。
また、本発明の一態様に係る半導体装置は、上述した配線基板を備えた半導体装置であって、前記配線基板に、前記半導体素子がはんだを含む接続端子を介して互いに接続されていることを特徴とする。
また、本発明の一態様に係る半導体装置は、上述した配線基板を備えた半導体装置であって、前記配線基板に、前記半導体素子がはんだを含む接続端子を介して互いに接続されていることを特徴とする。
本発明によれば、支持基板の上に微細な配線層を形成しFC−BGA用配線基板に搭載する方式において、容易な加工制御によって支持基板を剥離できるため、工程の収率を向上させることが可能となる。そのため、歩留まり良く製造できる支持体付き配線基板、配線基板、半導体装置及び配線基板の製造方法を提供することが可能となる。
以下に、本発明の一実施形態に関わる配線基板について図面を参照して説明する。但し、以下に説明する各図において相互に対応する部分には同一符号を付し、重複部分においては後述での説明を適宜省略する。また、各図面は説明を容易にするために適宜誇張して表現している。
<第1実施形態>
(全体構造)
図1は、本発明に係る配線基板に半導体チップ(半導体素子)を実装した半導体パッケージの一例を示す断面図である。本発明の一実施形態に係る半導体パッケージ(半導体装置)は、FC−BGA用配線基板(第1配線基板)1の一方の面に、樹脂と配線とが積層されてなるビルドアップ配線層のみで形成された微細配線層を備えた薄い配線基板であるインターポーザ(第2配線基板)3が、はんだバンプまたは銅ポスト(銅ピラー)または金バンプなどで接合(接合部18)されている。また、FC−BGA用配線基板1とインターポーザ3との間隙が絶縁性の接着部材としてのアンダーフィル(封止樹脂)2で埋め込まれている。さらにインターポーザ3の、FC−BGA用配線基板1とは逆側の面に半導体素子4が銅ピラー及びその先端のはんだで接合(接合部20)され、半導体素子4とインターポーザ3との間隙がアンダーフィル21で埋め込まれている。
(全体構造)
図1は、本発明に係る配線基板に半導体チップ(半導体素子)を実装した半導体パッケージの一例を示す断面図である。本発明の一実施形態に係る半導体パッケージ(半導体装置)は、FC−BGA用配線基板(第1配線基板)1の一方の面に、樹脂と配線とが積層されてなるビルドアップ配線層のみで形成された微細配線層を備えた薄い配線基板であるインターポーザ(第2配線基板)3が、はんだバンプまたは銅ポスト(銅ピラー)または金バンプなどで接合(接合部18)されている。また、FC−BGA用配線基板1とインターポーザ3との間隙が絶縁性の接着部材としてのアンダーフィル(封止樹脂)2で埋め込まれている。さらにインターポーザ3の、FC−BGA用配線基板1とは逆側の面に半導体素子4が銅ピラー及びその先端のはんだで接合(接合部20)され、半導体素子4とインターポーザ3との間隙がアンダーフィル21で埋め込まれている。
アンダーフィル2は、FC−BGA用配線基板1とインターポーザ3とを固定及び接合部18を封止するために用いられる接着材料である。アンダーフィル2としては、例えば、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シリコン樹脂、ポリエステル樹脂、オキセタン樹脂、及びマレイミド樹脂の1種又はこれらの樹脂の2種類以上が混合された樹脂に、フィラーとしてのシリカ、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、又は酸化亜鉛等が加えられた材料が用いられる。アンダーフィル2は、液状の樹脂を充填させることで形成される。
アンダーフィル21は半導体素子4とインターポーザ3とを固定及び接合部20を封止するために用いられる接着剤であり、アンダーフィル2と同様の材料で構成される。また接合後に液状の樹脂を、毛細管現象を利用して充填させるアンダーフィル2、及び、アンダーフィル21の代わりに、接合前にシート状のフィルムを予め配置し、接合時に空間を充填する異方性導電フィルム(ACF)または、半導体素子4の電極面とインターポーザ3の回路面の接着に用いられ、アンダーフィル21の機能も兼ね、接着・絶縁の機能を同時に持つフィルム状接続材料(NCF)や、接合前に液状の樹脂を予め配置し接合時に空間を充填する非導電ペースト(NCP)などを用いてもよい。
インターポーザ3と半導体素子4との接合部20の個々の間隔は、インターポーザ3とFC−BGA用配線基板1との接合部18の個々の間隔よりも狭いことが一般的である。そのため、インターポーザ3において、半導体素子4を接合する側の方が、FC−BGA用配線基板1と接合する側よりも微細な配線が必要となる。例えば、現在のハイバンドメモリ(HBM)の使用に対応するためには、インターポーザ3では配線幅を2μm以上6μm以下にする必要がある。特性インピーダンスを50Ωにあわせるためには、配線幅が2μm、配線高さ2μmの場合、配線間の絶縁膜厚は2.5μmとなる。配線も含めた1層の厚さは4.5μmとなり、この厚さで5層のインターポーザ3を形成する場合、インターポーザ3は、総厚25μm程度のインターポーザ3となる。
前記の通り、インターポーザ3の厚みは総厚25μm程度と薄く、そのままの状態ではFC−BGA用配線基板1と接合するのが困難であるため、支持体5を用いて剛直性を担保することが有効である。また、2μm程度の幅と高さを有する配線を形成するには、平坦な支持体5が必要となる。上記理由により、図2に示すように、インターポーザ3は、剛直で平坦な支持体5上に剥離層6と保護層7とシード層8を介して形成される。なお、支持体5上には剥離層6、保護層7、シード層8以外の層を設けてもよい。
(第2配線基板の製造方法)
次に、図3(a)から図5(n)を用いて、本発明の一実施形態に係る支持体5上へのインターポーザ(第2配線基板)3の製造工程の一例を説明する。
まず、図3(a)に示すように、支持体5の一方の面に、後の工程で支持体5を剥離するために必要な剥離層6を形成する。
次に、図3(a)から図5(n)を用いて、本発明の一実施形態に係る支持体5上へのインターポーザ(第2配線基板)3の製造工程の一例を説明する。
まず、図3(a)に示すように、支持体5の一方の面に、後の工程で支持体5を剥離するために必要な剥離層6を形成する。
剥離層6は、例えば、UV光などの光を吸収して発熱、若しくは、変質によって剥離可能となる樹脂でもよく、熱によって発泡により剥離可能となる樹脂でもよい。UV光などの光によって剥離可能となる樹脂を用いる場合、剥離層6を設けた側とは反対側の面から支持体5に光を照射して、インターポーザ3と、FC−BGA用配線基板1との接合体から支持体5を取り去る。この場合、支持体5は、透明性を有する必要があり、例えばガラスを用いることができる。ガラスは平坦性に優れており、インターポーザ3の微細なパターン形成に向いている、また、ガラスはCTE(coefficient of thermal expansion、熱膨張率)が小さく歪みにくいことから、パターン配置精度及び平坦性の確保に優れている。支持体5としてガラスを用いる場合、ガラスの厚さは、製造プロセスにおける反りの発生を抑制する観点から厚い方が望ましく、例えば0.7mm以上、好ましくは1.1mm以上の厚みである。また、ガラスのCTEは3ppm以上15ppm以下が好ましく、FC−BGA用配線基板1、半導体素子4のCTEの観点から9ppm程度がより好ましい。
支持体5として、例えばガラスを用い、剥離層6に上述した熱によって発泡する樹脂を用いた場合は、インターポーザ3と、FC−BGA用配線基板1との接合体を加熱することで支持体5を取り去ることができる。なお、支持体5には、歪みの少ない例えばメタルやセラミックスなどを用いることもできる。本実施形態では、剥離層6としてUV光を吸収して剥離可能となる樹脂を用い、支持体5としてガラスを用いている。
次いで、図3(b)に示すように、剥離層6の上に保護層7を形成する。保護層7は、後の工程で支持体5を剥離する際にインターポーザ3を保護するための層である。保護層7に使用可能な樹脂は、例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、シリコン樹脂、ポリエステル樹脂、オキセタン樹脂の1種又はこれらの樹脂の2種類以上が混合された樹脂であり、インターポーザ3を支持体5から剥離後に除去可能な樹脂である。保護層7については、例えば、スピンコート、ラミネート等、樹脂の形状に応じて適宜形成してよい。本実施形態ではアクリル系樹脂をラミネート法により形成している。
次いで、図3(c)に示すように、真空中で、保護層7上にシード層8を形成する。シード層8は配線形成の工程において、電解めっきの給電層として作用する。シード層8は、例えば、スパッタ法、またはCVD法などにより形成され、その材料として、例えば、Cu、Ni、Al、Ti、Cr、Mo、W、Ta、Au、Ir、Ru、Pd、Pt、AlSi、AlSiCu、AlCu、NiFe、ITO、IZO、AZO、ZnO、PZT、TiN、Cu3N4、Cu合金単体、若しくは複数組み合わせたものを適用することができる。本実施形態では、電気特性、製造の容易性の観点及びコスト面を考慮して、チタン層、続いて銅層を順次スパッタリング法で形成する。チタン層と銅層の合計の膜厚は、電解めっきの給電層として1μm以下とするのが好ましい。本実施形態ではTi:50nm、Cu:300nmを形成した。
次に、図3(d)に示すようにレジストパターン9を形成し、電解めっきにより導体層(第1電極)10を形成する。導体層10は半導体素子4と接合用の電極となる。電解めっき法は電解ニッケルめっき、電解銅めっき、電解クロムめっき、電解Pdめっき、電解金めっき、電解ロジウムめっき、電解イリジウムめっき等が挙げられるが、電解銅めっきであることが簡便で安価で、電気伝導性が良好であることから望ましい。電解銅めっきの厚みは、回路の接続信頼性、及び、製造コストの観点から、1μm以上30μm以下であることが望ましい。その後、図3(e)に示すようにレジストパターン9を除去する。
次に、図3(f)に示すように絶縁樹脂層11を形成する。絶縁樹脂層11は導体層10が絶縁樹脂層11の層内に埋め込まれるように形成する。本実施形態では、絶縁樹脂層11として例えば、感光性のエポキシ系樹脂をスピンコート法により形成する。感光性のエポキシ系樹脂は比較的低温で硬化することができ、形成後の硬化による収縮が少ないため、その後の微細パターン形成に優れる。絶縁樹脂層11としては、感光性のエポキシ系樹脂を用いてスピンコート法により形成する他、絶縁樹脂フィルムを真空ラミネータで圧縮キュアを行って形成することも可能であり、この場合は平坦性の良い絶縁膜を形成することができる。その他、例えばポリイミドを、絶縁樹脂層11を形成するための絶縁樹脂として用いることも可能である。
次に、図4(g)に示すように、フォトリソグラフィーにより、導体層10上の絶縁樹脂層11に開口部を設ける。開口部に対して、現像時の残渣除去を目的として、プラズマ処理を行ってもよい。
次に、図4(h)に示すように、開口部の表面上にシード層12を設ける。シード層12の構成については前述したシード層8と同様で、層構成、層の厚みを適宜変更可能である。本実施形態ではTi:50nm、Cu:300nmをこの順にスパッタリング法で形成した。
次に、図4(h)に示すように、開口部の表面上にシード層12を設ける。シード層12の構成については前述したシード層8と同様で、層構成、層の厚みを適宜変更可能である。本実施形態ではTi:50nm、Cu:300nmをこの順にスパッタリング法で形成した。
次に、図4(i)に示すように、シード層12上にレジストパターン13を形成し、その開口部に電解めっきにより導体層(配線層)14を形成する。導体層14は、インターポーザ3の内部の配線層となる。本実施形態では導体層14を銅で形成した。その後、図4(j)に示すようにレジストパターン13を除去する。その後、不要なシード層12をエッチング除去する。
次に、図3(f)から図4(j)の工程を繰り返し、図4(k)に示すような、導体層(配線層)14が多層化された基板を得る。導体層14の内、最表面に配置される導体層(第2電極)15は、FC−BGA用配線基板1との接合用の電極となる。
次に、図3(f)から図4(j)の工程を繰り返し、図4(k)に示すような、導体層(配線層)14が多層化された基板を得る。導体層14の内、最表面に配置される導体層(第2電極)15は、FC−BGA用配線基板1との接合用の電極となる。
次に、図4(l)に示すように、インターポーザ3に最表面絶縁樹脂層16を形成する。具体的には、導体層(第2電極)15上に最表面絶縁樹脂層16を形成する。最表面絶縁樹脂層16は、絶縁樹脂層11を覆うように形成されており、露光、現像により、導体層15の少なくとも一部が露出するように開口部を備えている。本実施形態では、最表面絶縁樹脂層16として感光性エポキシ樹脂を使用して最表面絶縁樹脂層16を形成する。なお、最表面絶縁樹脂層16は絶縁樹脂層11と同一材料でも構わない。
次に、図5(m)に示すように導体層15の表面の酸化防止とはんだバンプの濡れ性をよくするため、表面処理層17を設ける。本実施形態では、表面処理層17として無電解Ni/Pd/Auめっきを成膜する。なお、表面処理層17には、OSP(Organic Soiderability Preservative:水溶性プレフラックスによる表面処理)膜を形成してもよい。また、無電解スズめっき、無電解Ni/Auめっきなどから適宜用途に応じて選択してもよい。
次に、図5(n)に示すように、表面処理層17上に、はんだ材料を搭載した後、一度溶融冷却して固着させることで、はんだバンプからなるインターポーザ3側のFC−BGA用配線基板1とインターポーザ3との接合部18aを得る。これにより、支持体5上に形成されたインターポーザ(第2配線基板)3が完成する。
(第1配線基板と第2配線基板の接合方法)
続けて、図6(a)から図7(e)を用いて、支持体5上に形成されたインターポーザ(第2配線基板)3とFC−BGA用配線基板(第1配線基板)1との接合工程の一例を説明する。
続けて、図6(a)から図7(e)を用いて、支持体5上に形成されたインターポーザ(第2配線基板)3とFC−BGA用配線基板(第1配線基板)1との接合工程の一例を説明する。
(緩衝層の形成)
図6(a)に示すように、少なくとも支持体5の側面5bを覆うように緩衝層19を形成する。
緩衝層19は、例えば、熱によって軟化、若しくは、発泡する樹脂で形成されていてもよく、レーザー光などの光によって軟化、若しくは、分解する樹脂で形成されていてもよく、また、後述するアンダーフィル2(図6(c)参照)をはじくような撥液性の材料で形成されていてもよい。ここでは、緩衝層19として加熱、若しくは、光の吸収による加熱で軟化する樹脂を用いた場合を説明する。熱によって軟化する樹脂としては、熱可塑性樹脂を用いることが可能であり、緩衝層19は、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリウレタン、アクリル、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタラートの1種又はこれら材料を含む混合物で形成可能である。
図6(a)に示すように、少なくとも支持体5の側面5bを覆うように緩衝層19を形成する。
緩衝層19は、例えば、熱によって軟化、若しくは、発泡する樹脂で形成されていてもよく、レーザー光などの光によって軟化、若しくは、分解する樹脂で形成されていてもよく、また、後述するアンダーフィル2(図6(c)参照)をはじくような撥液性の材料で形成されていてもよい。ここでは、緩衝層19として加熱、若しくは、光の吸収による加熱で軟化する樹脂を用いた場合を説明する。熱によって軟化する樹脂としては、熱可塑性樹脂を用いることが可能であり、緩衝層19は、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリウレタン、アクリル、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタラートの1種又はこれら材料を含む混合物で形成可能である。
緩衝層19の形成方法としては、緩衝層19を形成する材料がフィルム状態であれば、ラミネート、ロールコートなどが挙げられる。また、緩衝層19の形成方法としては、緩衝層19を形成する材料が液状であれば、スピンコート、ディップコート、スプレーコート、バーコート、スリットコート、ダイコート、インクジェット、ディスペンサ、ノズルコート、ロールコート、スクリーン印刷などが挙げられるが、適宜選択可能であり、本実施形態はこれらの形成方法に限定されない。本実施形態では、選択的に塗布が可能であるディスペンス方式、ロールコート方式、インクジェット方式などが材料使用効率の観点から望ましい。
緩衝層19の厚みは、連続膜として層状になるために0.1μm以上であることが望ましく、剥離層6、保護層7、シード層8、インターポーザ3の総厚より厚くなると応力などの影響が増大するため、50μm以下であることが望ましい。
また、緩衝層19の形成領域は、少なくとも支持体5の側面5bを覆っていればよく、支持体5の表面5a、及び剥離層6、保護層7、シード層8、インターポーザ3に接して形成されていても構わない。本実施形態では、剥離層6が光を吸収して剥離可能となる樹脂の場合を鑑みて、光路を遮らないように支持体5の表面5aには形成しない方が望ましい。
また、緩衝層19の形成領域は、少なくとも支持体5の側面5bを覆っていればよく、支持体5の表面5a、及び剥離層6、保護層7、シード層8、インターポーザ3に接して形成されていても構わない。本実施形態では、剥離層6が光を吸収して剥離可能となる樹脂の場合を鑑みて、光路を遮らないように支持体5の表面5aには形成しない方が望ましい。
(第1配線基板と第2配線基板の位置合わせ)
次いで、図6(b)に示すように、支持体5上に形成されたインターポーザ3の接合部18aに合わせてFC−BGA用配線基板1の接合部18bを設計、製造したFC−BGA用配線基板1に対して支持体5上に形成されたインターポーザ3を配置する。
次いで、図6(b)に示すように、支持体5上に形成されたインターポーザ3の接合部18aに合わせてFC−BGA用配線基板1の接合部18bを設計、製造したFC−BGA用配線基板1に対して支持体5上に形成されたインターポーザ3を配置する。
(第1配線基板と第2配線基板の接合及び接合部の封止)
図6(c)に示すように、支持体5上に形成されたインターポーザ3とFC−BGA用配線基板1を接合した後、アンダーフィル2を形成し、支持体5上に形成されたインターポーザ3とFC−BGA用配線基板1の固定、及び接合部18(図1参照)の封止をする。こうして、本実施形態の支持体付き配線基板を作成する。
図6(c)に示すように、支持体5上に形成されたインターポーザ3とFC−BGA用配線基板1を接合した後、アンダーフィル2を形成し、支持体5上に形成されたインターポーザ3とFC−BGA用配線基板1の固定、及び接合部18(図1参照)の封止をする。こうして、本実施形態の支持体付き配線基板を作成する。
(第2配線基板からの支持体の剥離)
次に、図7(d)に示すように、UV光であるレーザー光25を、支持体5の背面より、支持体5を通して剥離層6に照射する。剥離層6は、UV光であるレーザー光25が照射されることにより、保護層7から剥離可能となる。その後、緩衝層19が軟化する温度以上まで緩衝層19を加熱し、若しくは、光を吸収させて緩衝層19を加熱することで、図7(e)に示すように支持体5を取り外す。支持体5を取り外す際、支持体5の側面には、緩衝層19が付着していてもよいし、緩衝層19が付着していなくてもよい。また、支持体5を取り外す際、アンダーフィル2の側面には、緩衝層19が残存していてもよいし、緩衝層19が残存していなくてもよい。
次に、図7(d)に示すように、UV光であるレーザー光25を、支持体5の背面より、支持体5を通して剥離層6に照射する。剥離層6は、UV光であるレーザー光25が照射されることにより、保護層7から剥離可能となる。その後、緩衝層19が軟化する温度以上まで緩衝層19を加熱し、若しくは、光を吸収させて緩衝層19を加熱することで、図7(e)に示すように支持体5を取り外す。支持体5を取り外す際、支持体5の側面には、緩衝層19が付着していてもよいし、緩衝層19が付着していなくてもよい。また、支持体5を取り外す際、アンダーフィル2の側面には、緩衝層19が残存していてもよいし、緩衝層19が残存していなくてもよい。
(第1配線基板と第2配線基板が接合された配線基板)
次に、保護層7とシード層8を除去し、図7(f)に示すような配線基板22を得る。本実施形態では、例えば、保護層7はアクリル系樹脂を用いて形成されている。その場合は、アルカリ系溶剤(1%NaOH、2.3%TMAH)によって保護層7を除去することが可能である。更に、シード層8は、保護層7側からチタン層と銅層とが積層した積層体を用いて形成されており、それぞれアルカリ系のエッチング剤と、酸系のエッチング剤にて溶解除去することができる。このようにして、インターポーザ(第2配線基板)3とFC−BGA用配線基板(第1配線基板)1が接合された配線基板22を得る。
この後、表面に露出した導体層10(図4(g)参照)上に、酸化防止とはんだバンプの濡れ性をよくするため、無電解Ni/Pd/Auめっき、OSP、無電解スズめっき、無電解Ni/Auめっきなどの表面処理を施してもよい。以上により配線基板22が完成する。
次に、保護層7とシード層8を除去し、図7(f)に示すような配線基板22を得る。本実施形態では、例えば、保護層7はアクリル系樹脂を用いて形成されている。その場合は、アルカリ系溶剤(1%NaOH、2.3%TMAH)によって保護層7を除去することが可能である。更に、シード層8は、保護層7側からチタン層と銅層とが積層した積層体を用いて形成されており、それぞれアルカリ系のエッチング剤と、酸系のエッチング剤にて溶解除去することができる。このようにして、インターポーザ(第2配線基板)3とFC−BGA用配線基板(第1配線基板)1が接合された配線基板22を得る。
この後、表面に露出した導体層10(図4(g)参照)上に、酸化防止とはんだバンプの濡れ性をよくするため、無電解Ni/Pd/Auめっき、OSP、無電解スズめっき、無電解Ni/Auめっきなどの表面処理を施してもよい。以上により配線基板22が完成する。
<作用効果>
次に、上述したような製造方法を用いて作製した配線基板22の作用効果について、図11と図6(c)を参照して説明する。
図11は、緩衝層19を形成せずに作製した従来の配線基板であり、支持体5の剥離前の配線基板である。アンダーフィル2と支持体5は接しており、アンダーフィル2の硬化の際に支持体5と固着される。
次に、上述したような製造方法を用いて作製した配線基板22の作用効果について、図11と図6(c)を参照して説明する。
図11は、緩衝層19を形成せずに作製した従来の配線基板であり、支持体5の剥離前の配線基板である。アンダーフィル2と支持体5は接しており、アンダーフィル2の硬化の際に支持体5と固着される。
図11に示した様に、第1配線基板1と第2配線基板3を接合した従来の配線基板においては、アンダーフィル2と支持体5が固着される。そのため、図7(d)で示したような剥離層6にレーザー光25を照射し、保護層7から支持体5が剥離可能な状態となったとしても、支持体5はアンダーフィル2で固定されているため剥離不可能となる。この製造方法で支持体5を剥離するためには、アンダーフィル2の量を高い精度で制御し、アンダーフィル2が支持体5と接さないようにする必要があるが、これは生産上、非常に困難なものである。
一方、図6(c)に示すように、本発明の第1実施形態においては、アンダーフィル2と支持体5の側面との間には緩衝層19が介在するため、支持体5とアンダーフィル2は接することがなく固着されないため、支持体5を剥離することが可能となる。加えて、緩衝層19として加熱によって軟化する樹脂を用いるため、直接加熱、若しくは光を吸収させて加熱することにより、緩衝層19が軟化状態のときに剥離することで、容易に、且つ支持体5を破損する可能性を減らすことができる。そのため、支持体5を剥離する工程における収率を向上させることができる。
このように、本実施形態に係る配線基板の製造方法によれば、支持体5上に、剥離層6と保護層7とシード層8とを形成した後、ビルドアップ層を形成することによりインターポーザ3を形成する。そのインターポーザ3をFC−BGA用配線基板1に接合した後、支持体5の側面部に、加熱によって軟化可能な緩衝層19を形成してから、それらの間にアンダーフィル2を充填、固化させる。この時に、支持体5の側面5bに形成された緩衝層19もアンダーフィル2により被覆され固着する。この様な物品の支持体5側から剥離層6にUV光を照射することにより、剥離層6と保護層7を剥離可能な状態にしておき、且つ緩衝層19を加熱、軟化させた状態で、インターポーザ3から支持体5を剥離するため、容易に剥離することができることから、インターポーザ3の配線層にダメージを与えることがない。そのため、歩留まり良く製造できる配線基板の製造方法を提供することが可能となる。
<第2実施形態>
次に、第2実施形態に係る配線基板の製造方法ついて説明する。
第2実施形態に係る配線基板の製造方法と、第1実施形態に係る配線基板の製造方法とは、互いに類似しているが、緩衝層19−2の材料が互いに異なることを特徴としている。具体的には、第2実施形態では、緩衝層19−2の材料として、加熱により発泡する材料を用いている。
次に、図8を参照して緩衝層19−2及び支持体5の剥離方法を説明するが、その他については、第1実施形態と同等であるため省略する。
次に、第2実施形態に係る配線基板の製造方法ついて説明する。
第2実施形態に係る配線基板の製造方法と、第1実施形態に係る配線基板の製造方法とは、互いに類似しているが、緩衝層19−2の材料が互いに異なることを特徴としている。具体的には、第2実施形態では、緩衝層19−2の材料として、加熱により発泡する材料を用いている。
次に、図8を参照して緩衝層19−2及び支持体5の剥離方法を説明するが、その他については、第1実施形態と同等であるため省略する。
図8(a)に示すように、少なくとも支持体5の側面5bを覆うように緩衝層19−2を形成する。緩衝層19−2が発泡剤23を含んでいることが第1実施形態とは異なり、それ以外は同様である。発泡剤23としては、例えば、イソブタン、プロパン、ペンタンなどの加熱により容易にガス化して膨張する物質を、弾性を有する殻に内包させた微小球であればよい。なお、加熱により発泡する発泡剤23を含有した緩衝層19に用いることが可能な材料としては、例えば、リバアルファ[商品名、日東電工(株)製]などが好適である。
次に、図8(b)に示した様に、図7(d)に示したものと同様に、剥離層6に、UV光であるレーザー光25(図7(d)参照)を照射して支持体5を剥離する。支持体5の背面より、すなわち、支持体5のFC−BGA用配線基板1とは逆側の面からレーザー光25を支持体5との界面に形成された剥離層6に照射し剥離可能な状態とする。その後、発泡剤23が発泡する温度以上まで加熱しながら、図8(b)に示すように支持体5を取り外すことにより配線基板22−2を得る。発泡剤23の発泡する加熱温度は、アンダーフィル2の形成時に発泡剤23が発泡することを避けるため、アンダーフィル2の硬化温度より高いことが望ましい。
<作用効果>
次に、第2実施形態の製造方法を用いて作製した配線基板22−2の作用効果について説明する。
本実施形態においては、アンダーフィル2と支持体5の側面との間には緩衝層19−2が介在するため、支持体5とアンダーフィル2は接することがないため固着されず、且つ、加熱することによって発泡剤23が発泡するため、支持体5とアンダーフィル2の間に空間が形成され、容易に支持体5を剥離することが可能となる。これにより、支持体5を破損する可能性を減らすことができ、支持体5を剥離する工程における収率を向上させることができる。
次に、第2実施形態の製造方法を用いて作製した配線基板22−2の作用効果について説明する。
本実施形態においては、アンダーフィル2と支持体5の側面との間には緩衝層19−2が介在するため、支持体5とアンダーフィル2は接することがないため固着されず、且つ、加熱することによって発泡剤23が発泡するため、支持体5とアンダーフィル2の間に空間が形成され、容易に支持体5を剥離することが可能となる。これにより、支持体5を破損する可能性を減らすことができ、支持体5を剥離する工程における収率を向上させることができる。
<第3実施形態>
次に、第3実施形態に係る配線基板の製造方法ついて説明する。
第3実施形態に係る配線基板の製造方法と、第1実施形態、及び第2実施形態に係る各配線基板の製造方法とは、互いに類似しているが、緩衝層19に関する製造方法が互いに異なることを特徴としている。具体的には、第3実施形態では、緩衝層19をレーザーアブレーションにより除去する。
次に、図9を参照して緩衝層19、及び支持体5の剥離方法を説明するが、その他については、第1実施形態と同等であるため省略する。
次に、第3実施形態に係る配線基板の製造方法ついて説明する。
第3実施形態に係る配線基板の製造方法と、第1実施形態、及び第2実施形態に係る各配線基板の製造方法とは、互いに類似しているが、緩衝層19に関する製造方法が互いに異なることを特徴としている。具体的には、第3実施形態では、緩衝層19をレーザーアブレーションにより除去する。
次に、図9を参照して緩衝層19、及び支持体5の剥離方法を説明するが、その他については、第1実施形態と同等であるため省略する。
第3実施形態では、図6(c)に示したように、支持体5上に形成されたインターポーザ3とFC−BGA用配線基板1を接合し、アンダーフィル2を形成し支持体5上に形成されたインターポーザ3とFC−BGA用配線基板1の固定、及び接合部18(図1参照)の封止をする。第3実施形態では、その後、図9(a)に示した様に、緩衝層19にレーザー光24を照射して緩衝層19を分解または蒸発または気化させるレーザーアブレーションで除去することを特徴としている。レーザー光24としては、YAGなどの固体レーザー、エキシマなどの気体レーザー若しくは半導体レーザーを光源として用いることが可能である。第3実施形態では、高い出力が可能であるYAGレーザー、エキシマレーザー、CO2レーザーが望ましい。
次に、図9(b)に示したように、緩衝層19の全て、若しくは、一部が除去された状態で、図7(d)に示したものと同様に、剥離層6にUV光からなるレーザー光25を照射し、支持体5を剥離する。支持体5の背面より、すなわち、支持体5のFC−BGA用配線基板1とは逆側の面からレーザー光25を支持体5との界面に形成された剥離層6に照射し、支持体5を剥離可能な状態とする。この場合、緩衝層19の除去に用いるレーザー光24を、支持体5との界面に形成された剥離層6を剥離可能な状態にするレーザー光25と同一波長の光源とすれば、同一工程として実施可能なため、より簡便な工程とすることができる。
<作用効果>
次に、第3実施形態の製造方法を用いた場合の配線基板の作用効果について説明する。
本実施形態においては、アンダーフィル2と支持体5の側面との間には緩衝層19(図9(a)参照)が介在する。そのため、支持体5とアンダーフィル2は接することがないため固着されず、且つ、エッチングによって緩衝層19の全て、若しくは、一部を除去しているため、支持体5とアンダーフィル2の間に空間が形成され、容易に支持体5を剥離することが可能となる。これにより、支持体5を破損する可能性を減らすことができ、支持体5を剥離する工程における収率を向上させることができる。
次に、第3実施形態の製造方法を用いた場合の配線基板の作用効果について説明する。
本実施形態においては、アンダーフィル2と支持体5の側面との間には緩衝層19(図9(a)参照)が介在する。そのため、支持体5とアンダーフィル2は接することがないため固着されず、且つ、エッチングによって緩衝層19の全て、若しくは、一部を除去しているため、支持体5とアンダーフィル2の間に空間が形成され、容易に支持体5を剥離することが可能となる。これにより、支持体5を破損する可能性を減らすことができ、支持体5を剥離する工程における収率を向上させることができる。
<第4実施形態>
次に、第4実施形態に係る配線基板の製造方法ついて説明する。
第4実施形態に係る配線基板の製造方法と、第1実施形態、第2実施形態、及び第3実施形態に係る各配線基板の製造方法とは、互いに類似しているが、緩衝層19に関する製造方法が互いに異なることを特徴としている。具体的には、第4実施形態では、緩衝層19をエッチング除去することが特徴である。
次に、第4実施形態に係る配線基板の製造方法ついて説明する。
第4実施形態に係る配線基板の製造方法と、第1実施形態、第2実施形態、及び第3実施形態に係る各配線基板の製造方法とは、互いに類似しているが、緩衝層19に関する製造方法が互いに異なることを特徴としている。具体的には、第4実施形態では、緩衝層19をエッチング除去することが特徴である。
次に、図6(c)、図7(d)、及び、図9(b)を参照して緩衝層19、及び支持体5の剥離方法を説明するが、その他については、第1実施形態と同等であるため省略する。
図6(c)に示したように、支持体5上に形成されたインターポーザ3とFC−BGA用配線基板1を接合し、アンダーフィル2を形成し支持体5上に形成されたインターポーザ3とFC−BGA用配線基板1の固定、及び接合部18(図1参照)の封止をする。第4実施形態では、その後、緩衝層19の全て、若しくは、一部をエッチングすることを特徴とする。緩衝層19のエッチング方法は化学エッチング法、ドライエッチング法、いずれも公知の方法を用いることができる。本実施形態では、等方性エッチングである化学エッチングが生産性の観点から望ましい。
図6(c)に示したように、支持体5上に形成されたインターポーザ3とFC−BGA用配線基板1を接合し、アンダーフィル2を形成し支持体5上に形成されたインターポーザ3とFC−BGA用配線基板1の固定、及び接合部18(図1参照)の封止をする。第4実施形態では、その後、緩衝層19の全て、若しくは、一部をエッチングすることを特徴とする。緩衝層19のエッチング方法は化学エッチング法、ドライエッチング法、いずれも公知の方法を用いることができる。本実施形態では、等方性エッチングである化学エッチングが生産性の観点から望ましい。
次に、図9(b)に示すように、緩衝層19の全て、若しくは一部が除去されたものに、図7(d)に示したものと同様に、剥離層6にUV光からなるレーザー光25を照射する。支持体5の背面より、すなわち、支持体5のFC−BGA用配線基板1とは逆側の面からレーザー光25を支持体5との界面に形成された剥離層6に照射することにより、支持体5を剥離可能な状態とする。
<作用効果>
次に、第4実施形態の製造方法を用いた配線基板の作用効果について説明する。
本実施形態においては、アンダーフィル2と支持体5の側面との間には緩衝層19が介在する。そのため、支持体5とアンダーフィル2は接することがないため固着されず、且つ、エッチングによって緩衝層19の全て、若しくは、一部を除去しているため、支持体5とアンダーフィル2の間に空間が形成され、容易に支持体5を剥離することが可能となる。これにより、支持体5を破損する可能性を減らすことができ、支持体5を剥離する工程における収率を向上させることができる。
次に、第4実施形態の製造方法を用いた配線基板の作用効果について説明する。
本実施形態においては、アンダーフィル2と支持体5の側面との間には緩衝層19が介在する。そのため、支持体5とアンダーフィル2は接することがないため固着されず、且つ、エッチングによって緩衝層19の全て、若しくは、一部を除去しているため、支持体5とアンダーフィル2の間に空間が形成され、容易に支持体5を剥離することが可能となる。これにより、支持体5を破損する可能性を減らすことができ、支持体5を剥離する工程における収率を向上させることができる。
<第5実施形態>
次に、第5実施形態に係る配線基板の製造方法ついて説明する。
第5実施形態に係る配線基板の製造方法と、第1実施形態、第2実施形態、第3実施形態、及び第4実施形態に係る各配線基板の製造方法とは、互いに類似しているが、緩衝層19の材料が互いに異なることを特徴としている。具体的には、第5実施形態では、緩衝層19が撥液性の材料からなることを特徴としている。
次に、図6及び図9を参照して緩衝層19、及び支持体5の剥離方法を説明するが、その他については、第1実施形態と同等であるため省略する。
次に、第5実施形態に係る配線基板の製造方法ついて説明する。
第5実施形態に係る配線基板の製造方法と、第1実施形態、第2実施形態、第3実施形態、及び第4実施形態に係る各配線基板の製造方法とは、互いに類似しているが、緩衝層19の材料が互いに異なることを特徴としている。具体的には、第5実施形態では、緩衝層19が撥液性の材料からなることを特徴としている。
次に、図6及び図9を参照して緩衝層19、及び支持体5の剥離方法を説明するが、その他については、第1実施形態と同等であるため省略する。
図6(a)に示すように、少なくとも支持体5の側面5bを覆うように緩衝層19を形成する。本実施形態では、緩衝層19は、撥液性の層からなることを特徴とする。本実施形態では、緩衝層19を、撥液性を有する材料により形成してもよく、又は緩衝層19に撥液性を有する材料を含有させてもよい。撥液性を有する材料としては、例えば、フッ素系材料、シリカ系材料、側鎖にメチル基やフッ素基等を導入したポリイミド樹脂等が挙げられる。フッ素系材料としては、例えば、フッ化カルシウム、六フッ化アルミニウムナトリウム、フッ化ナトリウム、モノフルオロリン酸ナトリウム、フルオロエチレン等が挙げられる。シリカ系の材料としては、例えば、ポリシラザン、テトラエトキシシラン等が挙げられる。
図10(a)に示すように、支持体5上に形成されたインターポーザ3とFC−BGA用配線基板1を接合した後、アンダーフィル2を形成し支持体5上に形成されたインターポーザ3とFC−BGA用配線基板1の固定、及び接合部18(図1参照)の封止をする。
次に、図10(b)に示すように、支持体5を剥離可能とする処理を行う。具体的には、支持体5の背面より、すなわち支持体5のFC−BGA用配線基板1とは逆側の面から、UV光からなるレーザー光25を支持体5との界面に形成された剥離層6に照射し、支持体5を剥離可能な状態とする。その後、図10(c)に示すように支持体5を取り外す。
次に、図10(b)に示すように、支持体5を剥離可能とする処理を行う。具体的には、支持体5の背面より、すなわち支持体5のFC−BGA用配線基板1とは逆側の面から、UV光からなるレーザー光25を支持体5との界面に形成された剥離層6に照射し、支持体5を剥離可能な状態とする。その後、図10(c)に示すように支持体5を取り外す。
<作用効果>
次に、第5実施形態の製造方法を用いた場合の配線基板の作用効果について説明する。
本実施形態においては緩衝層19が撥液性を備える。そのため、図10(a)に示すように、アンダーフィル2は緩衝層19によって弾かれ、アンダーフィル2は支持体5周囲を固着することなく、容易に支持体5を剥離することが可能となる。これにより、支持体5を破損する可能性を減らすことができ、支持体5を剥離する工程における収率を向上させることができる。
次に、第5実施形態の製造方法を用いた場合の配線基板の作用効果について説明する。
本実施形態においては緩衝層19が撥液性を備える。そのため、図10(a)に示すように、アンダーフィル2は緩衝層19によって弾かれ、アンダーフィル2は支持体5周囲を固着することなく、容易に支持体5を剥離することが可能となる。これにより、支持体5を破損する可能性を減らすことができ、支持体5を剥離する工程における収率を向上させることができる。
<第6実施形態>
次に、第6実施形態に係る配線基板及びその製造方法ついて説明する。第6実施形態に係る配線基板及びその製造方法と、第1実施形態に係る配線基板及びその製造方法とは互いに類似しているが、第6実施形態は第1実施形態と比較してアンダーフィルフィレット(封止樹脂)28を備えている点で異なる。そこで、本実施形態では、第1実施形態と異なる点については説明し、第1実施形態と同じ部分である「第2配線基板の製造方法」等については説明を省略する。
次に、第6実施形態に係る配線基板及びその製造方法ついて説明する。第6実施形態に係る配線基板及びその製造方法と、第1実施形態に係る配線基板及びその製造方法とは互いに類似しているが、第6実施形態は第1実施形態と比較してアンダーフィルフィレット(封止樹脂)28を備えている点で異なる。そこで、本実施形態では、第1実施形態と異なる点については説明し、第1実施形態と同じ部分である「第2配線基板の製造方法」等については説明を省略する。
(全体構造)
図12は、本実施形態に係る配線基板に半導体チップ(半導体素子)を実装した半導体パッケージの一例を示す断面図である。本実施形態に係る半導体パッケージ(半導体装置)は、FC−BGA用配線基板(第1配線基板)1の一方の面に、樹脂と配線とが積層されてなるビルドアップ配線層のみで形成された微細配線層を備えた薄い配線基板であるインターポーザ(第2配線基板)3が、はんだバンプまたは銅ポスト(銅ピラー)または金バンプなどで接合(接合部18)されている。また、FC−BGA用配線基板1とインターポーザ3との間隙が絶縁性の接着部材としてのアンダーフィル(封止樹脂)2で埋め込まれている。さらにインターポーザ3の、FC−BGA用配線基板1とは逆側の面に半導体素子4が銅ピラー及びその先端のはんだで接合(接合部20)され、半導体素子4とインターポーザ3との間隙がアンダーフィル21で埋め込まれている。なお、本実施形態では、後述するように、インターポーザ3、支持体5、剥離層6、保護層7の周囲にはアンダーフィルフィレット(封止樹脂)28が形成されている。
図12は、本実施形態に係る配線基板に半導体チップ(半導体素子)を実装した半導体パッケージの一例を示す断面図である。本実施形態に係る半導体パッケージ(半導体装置)は、FC−BGA用配線基板(第1配線基板)1の一方の面に、樹脂と配線とが積層されてなるビルドアップ配線層のみで形成された微細配線層を備えた薄い配線基板であるインターポーザ(第2配線基板)3が、はんだバンプまたは銅ポスト(銅ピラー)または金バンプなどで接合(接合部18)されている。また、FC−BGA用配線基板1とインターポーザ3との間隙が絶縁性の接着部材としてのアンダーフィル(封止樹脂)2で埋め込まれている。さらにインターポーザ3の、FC−BGA用配線基板1とは逆側の面に半導体素子4が銅ピラー及びその先端のはんだで接合(接合部20)され、半導体素子4とインターポーザ3との間隙がアンダーフィル21で埋め込まれている。なお、本実施形態では、後述するように、インターポーザ3、支持体5、剥離層6、保護層7の周囲にはアンダーフィルフィレット(封止樹脂)28が形成されている。
アンダーフィル2は、FC−BGA用配線基板1とインターポーザ3とを固定及び接合部18を封止するために用いられる接着材料である。アンダーフィル2としては、例えば、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シリコン樹脂、ポリエステル樹脂、オキセタン樹脂、及びマレイミド樹脂の1種又はこれらの樹脂の2種類以上が混合された樹脂に、フィラーとしてのシリカ、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、又は酸化亜鉛等が加えられた材料が用いられる。アンダーフィル2は、液状の樹脂を充填させることで形成される。アンダーフィルフィレット28は、アンダーフィル2と同様の材料で構成され、同時に形成される。
(第1配線基板と第2配線基板の接合方法)
図13から図19を用いて、支持体5上に形成されたインターポーザ(第2配線基板)3とFC−BGA用配線基板(第1配線基板)1の本実施形態に係る接合工程及び封止樹脂の除去工程の一例を説明する。
図13から図19を用いて、支持体5上に形成されたインターポーザ(第2配線基板)3とFC−BGA用配線基板(第1配線基板)1の本実施形態に係る接合工程及び封止樹脂の除去工程の一例を説明する。
(第1配線基板と第2配線基板の位置合わせ)
図13に示すように、支持体5上に形成されたインターポーザ3の接合部18aに合わせてFC−BGA用配線基板1の接合部18bを設計、製造したFC−BGA用配線基板1に対して支持体5上に形成されたインターポーザ3を配置する。
図13に示すように、支持体5上に形成されたインターポーザ3の接合部18aに合わせてFC−BGA用配線基板1の接合部18bを設計、製造したFC−BGA用配線基板1に対して支持体5上に形成されたインターポーザ3を配置する。
(第1配線基板と第2配線基板の接合及び接合部の封止)
図14に示すように、支持体5上に形成されたインターポーザ3とFC−BGA用配線基板1を接合した後、アンダーフィル2を形成し、支持体5上に形成されたインターポーザ3とFC−BGA用配線基板1の固定、及び接合部18の封止をする。このとき、FC−BGA用配線基板1とインターポーザ3の間にアンダーフィル2が満たされると共に、インターポーザ3、支持体5、剥離層6、保護層7の周囲にアンダーフィルフィレット28が形成される。こうして、本実施形態の支持体付き配線基板を作成する。
図14に示すように、支持体5上に形成されたインターポーザ3とFC−BGA用配線基板1を接合した後、アンダーフィル2を形成し、支持体5上に形成されたインターポーザ3とFC−BGA用配線基板1の固定、及び接合部18の封止をする。このとき、FC−BGA用配線基板1とインターポーザ3の間にアンダーフィル2が満たされると共に、インターポーザ3、支持体5、剥離層6、保護層7の周囲にアンダーフィルフィレット28が形成される。こうして、本実施形態の支持体付き配線基板を作成する。
(第2配線基板からの支持体の剥離)
次に、図15に示すように、アンダーフィルフィレット28の一部を除去する。本実施形態では、支持体5の背面すなわち支持体5のFC−BGA用配線基板1とは逆側の面を加工面としてドライエッチング加工を行う。酸素等のエッチングガス29を導入し、ドライエッチングを行うことによって、図16に示すように、アンダーフィルフィレット28の一部を除去することができる。
次に、図17に示すように、UV光であるレーザー光26を剥離層6に照射して支持体5を剥離する。具体的には、支持体5のFC−BGA用配線基板1とは逆側の面からレーザー光26を支持体5との界面に形成された剥離層6に照射し、剥離可能な状態とすることで、図18に示すように支持体5を取り外すことが可能となる。また、UV光の照射を行った後に、図15、図16に示したアンダーフィルフィレット28の一部を除去する工程を実施することも可能である。
次に、図15に示すように、アンダーフィルフィレット28の一部を除去する。本実施形態では、支持体5の背面すなわち支持体5のFC−BGA用配線基板1とは逆側の面を加工面としてドライエッチング加工を行う。酸素等のエッチングガス29を導入し、ドライエッチングを行うことによって、図16に示すように、アンダーフィルフィレット28の一部を除去することができる。
次に、図17に示すように、UV光であるレーザー光26を剥離層6に照射して支持体5を剥離する。具体的には、支持体5のFC−BGA用配線基板1とは逆側の面からレーザー光26を支持体5との界面に形成された剥離層6に照射し、剥離可能な状態とすることで、図18に示すように支持体5を取り外すことが可能となる。また、UV光の照射を行った後に、図15、図16に示したアンダーフィルフィレット28の一部を除去する工程を実施することも可能である。
(第1配線基板と第2配線基板が接合された配線基板)
次に、保護層7とシード層8を除去し、図19に示すような配線基板22−3を得る。本実施形態では、保護層7はアクリル系樹脂を用いて形成されており、アルカリ系溶剤(1%NaOH、2.3%TMAH)によって、保護層7を除去することができる。更に、シード層8は、保護層7側からチタン層と銅層とが積層した積層体を用いて形成されており、それぞれアルカリ系のエッチング剤と、酸系のエッチング剤にて溶解除去することができる。このようにして、インターポーザ(第2配線基板)3とFC−BGA用配線基板(第1配線基板)1が接合された配線基板22−3を得る。
この後、表面に露出した導体層10上に、酸化防止とはんだバンプの濡れ性をよくするため、無電解Ni/Pd/Auめっき、OSP、無電解スズめっき、無電解Ni/Auめっきなどの表面処理を施してもよい。以上により配線基板22−3が完成する。
次に、保護層7とシード層8を除去し、図19に示すような配線基板22−3を得る。本実施形態では、保護層7はアクリル系樹脂を用いて形成されており、アルカリ系溶剤(1%NaOH、2.3%TMAH)によって、保護層7を除去することができる。更に、シード層8は、保護層7側からチタン層と銅層とが積層した積層体を用いて形成されており、それぞれアルカリ系のエッチング剤と、酸系のエッチング剤にて溶解除去することができる。このようにして、インターポーザ(第2配線基板)3とFC−BGA用配線基板(第1配線基板)1が接合された配線基板22−3を得る。
この後、表面に露出した導体層10上に、酸化防止とはんだバンプの濡れ性をよくするため、無電解Ni/Pd/Auめっき、OSP、無電解スズめっき、無電解Ni/Auめっきなどの表面処理を施してもよい。以上により配線基板22−3が完成する。
<作用効果>
本実施形態に係る製造方法によれば、支持体5の上に微細な配線層を形成しFC−BGA用配線基板1に搭載する方式において、歩留まり良く製造することが可能となり、支持体5を剥離する工程における収率を向上させることができる。
ドライエッチング加工によるアンダーフィルフィレット28の除去においては、公知のローディング効果によって、図16に示すように、支持体5、剥離層6、保護層7の側面近傍のアンダーフィルフィレット28が選択的にエッチングされる。このため、支持体5の剥離が容易となる。さらに、FC−BGA用配線基板1、支持体5上に形成されたインターポーザ3、支持体5の少なくとも一つに反りが発生している場合においても、反りが発生していない場合と同様のドライエッチング加工によってアンダーフィルフィレット28の除去が可能である。さらにまた、支持体5上に形成されたインターポーザ3の面積が大きくなり、除去するアンダーフィルフィレット28の量が増えた場合においても、ドライエッチング加工に要する時間が増加することはない。
本実施形態に係る製造方法によれば、支持体5の上に微細な配線層を形成しFC−BGA用配線基板1に搭載する方式において、歩留まり良く製造することが可能となり、支持体5を剥離する工程における収率を向上させることができる。
ドライエッチング加工によるアンダーフィルフィレット28の除去においては、公知のローディング効果によって、図16に示すように、支持体5、剥離層6、保護層7の側面近傍のアンダーフィルフィレット28が選択的にエッチングされる。このため、支持体5の剥離が容易となる。さらに、FC−BGA用配線基板1、支持体5上に形成されたインターポーザ3、支持体5の少なくとも一つに反りが発生している場合においても、反りが発生していない場合と同様のドライエッチング加工によってアンダーフィルフィレット28の除去が可能である。さらにまた、支持体5上に形成されたインターポーザ3の面積が大きくなり、除去するアンダーフィルフィレット28の量が増えた場合においても、ドライエッチング加工に要する時間が増加することはない。
<第7実施形態>
次に、第7実施形態に係る配線基板の製造方法ついて説明する。
第7実施形態に係る配線基板の製造方法と、第6実施形態に係る配線基板の製造方法とは、互いに類似であるが、封止樹脂の除去に関して互いに異なることを特徴としている。そのため、図20及び図21を参照し、封止樹脂の除去について説明し、その他については省略する。
図20に示すように、アンダーフィルフィレット28の一部にレーザー光27を照射し、アンダーフィルフィレット28の一部を除去する。レーザー光27の照射後、スミアと呼ばれる固着物が発生した場合は、過マンガン酸塩溶液等を用い、デスミア処理を行う。レーザー加工によって、図21に示すように、アンダーフィルフィレット28の一部を除去することができる。
次に、第7実施形態に係る配線基板の製造方法ついて説明する。
第7実施形態に係る配線基板の製造方法と、第6実施形態に係る配線基板の製造方法とは、互いに類似であるが、封止樹脂の除去に関して互いに異なることを特徴としている。そのため、図20及び図21を参照し、封止樹脂の除去について説明し、その他については省略する。
図20に示すように、アンダーフィルフィレット28の一部にレーザー光27を照射し、アンダーフィルフィレット28の一部を除去する。レーザー光27の照射後、スミアと呼ばれる固着物が発生した場合は、過マンガン酸塩溶液等を用い、デスミア処理を行う。レーザー加工によって、図21に示すように、アンダーフィルフィレット28の一部を除去することができる。
<作用効果>
本実施形態に係る製造方法によれば、支持体5の上に微細な配線層を形成しFC−BGA用配線基板1に搭載する方式において、歩留まり良く製造することが可能となり、支持体5を剥離する工程における収率を向上させることができる。
レーザー加工によるアンダーフィルフィレット28の除去においては、図21に示すように、支持体5、剥離層6、保護層7の側面のアンダーフィルフィレット28が除去され、支持体5の剥離が容易となる。また、レーザー光27は、除去するアンダーフィルフィレット28にのみ照射されるため、FC−BGA用配線基板1の支持体5側の面がダメージを受けることはない。さらに、FC−BGA用配線基板1、支持体5上に形成されたインターポーザ3、支持体5の少なくとも一つに反りが発生している場合においても、反りが発生していない場合と同様のレーザー加工によってアンダーフィルフィレット28の除去が可能である。
本実施形態に係る製造方法によれば、支持体5の上に微細な配線層を形成しFC−BGA用配線基板1に搭載する方式において、歩留まり良く製造することが可能となり、支持体5を剥離する工程における収率を向上させることができる。
レーザー加工によるアンダーフィルフィレット28の除去においては、図21に示すように、支持体5、剥離層6、保護層7の側面のアンダーフィルフィレット28が除去され、支持体5の剥離が容易となる。また、レーザー光27は、除去するアンダーフィルフィレット28にのみ照射されるため、FC−BGA用配線基板1の支持体5側の面がダメージを受けることはない。さらに、FC−BGA用配線基板1、支持体5上に形成されたインターポーザ3、支持体5の少なくとも一つに反りが発生している場合においても、反りが発生していない場合と同様のレーザー加工によってアンダーフィルフィレット28の除去が可能である。
<第8実施形態>
次に、第8実施形態に係る配線基板の製造方法ついて説明する。
第8実施形態に係る配線基板の製造方法と、第6実施形態に係る配線基板の製造方法とは、互いに類似であるが、封止樹脂の除去に関して互いに異なることを特徴としている。そのため、図22及び図23を参照し、封止樹脂の除去について説明し、その他については省略する。
図22に示すように、公知のダイシング装置を用いて、アンダーフィルフィレット28の一部を除去する。高さ調整をしたダイシングブレード30をアンダーフィルフィレット28に接触させ、アンダーフィルフィレット28の一部を除去する。ダイシング装置を用いた加工によって、図23に示すように、アンダーフィルフィレット28の一部を除去することができる。
次に、第8実施形態に係る配線基板の製造方法ついて説明する。
第8実施形態に係る配線基板の製造方法と、第6実施形態に係る配線基板の製造方法とは、互いに類似であるが、封止樹脂の除去に関して互いに異なることを特徴としている。そのため、図22及び図23を参照し、封止樹脂の除去について説明し、その他については省略する。
図22に示すように、公知のダイシング装置を用いて、アンダーフィルフィレット28の一部を除去する。高さ調整をしたダイシングブレード30をアンダーフィルフィレット28に接触させ、アンダーフィルフィレット28の一部を除去する。ダイシング装置を用いた加工によって、図23に示すように、アンダーフィルフィレット28の一部を除去することができる。
<作用効果>
本実施形態に係る製造方法によれば、支持体5の上に微細な配線層を形成しFC−BGA用配線基板1に搭載する方式において、歩留まり良く製造することが可能となり、支持体5を剥離する工程における収率を向上させることができる。
ダイシング装置を用いたアンダーフィルフィレット28の除去においては、図23に示すように、支持体5、剥離層6、保護層7の側面のアンダーフィルフィレット28が除去され、支持体5の剥離が容易となる。また、ダイシングブレード30は、除去するアンダーフィルフィレット28にのみ接触するため、FC−BGA用配線基板1の支持体5側の面がダメージを受けることはない。また、アンダーフィルフィレット28が幅1.5mm以下であれば、一回のダイシング装置による加工でアンダーフィルフィレット28の除去が可能である。さらにまた、ダイシング装置による加工は、ダイシングブレード30の周囲に水を供給しながら実施し、除去されたアンダーフィルフィレット28は水と共に排出される。このため、ダイシング装置による加工後、残渣等の洗浄は不要である。
本実施形態に係る製造方法によれば、支持体5の上に微細な配線層を形成しFC−BGA用配線基板1に搭載する方式において、歩留まり良く製造することが可能となり、支持体5を剥離する工程における収率を向上させることができる。
ダイシング装置を用いたアンダーフィルフィレット28の除去においては、図23に示すように、支持体5、剥離層6、保護層7の側面のアンダーフィルフィレット28が除去され、支持体5の剥離が容易となる。また、ダイシングブレード30は、除去するアンダーフィルフィレット28にのみ接触するため、FC−BGA用配線基板1の支持体5側の面がダメージを受けることはない。また、アンダーフィルフィレット28が幅1.5mm以下であれば、一回のダイシング装置による加工でアンダーフィルフィレット28の除去が可能である。さらにまた、ダイシング装置による加工は、ダイシングブレード30の周囲に水を供給しながら実施し、除去されたアンダーフィルフィレット28は水と共に排出される。このため、ダイシング装置による加工後、残渣等の洗浄は不要である。
<第9実施形態>
次に、第9実施形態に係る配線基板の製造方法ついて説明する。
第9実施形態に係る配線基板の製造方法と、第1実施形態に係る配線基板の製造方法とは、互いに類似であるが、封止樹脂の除去に関して互いに異なることを特徴としている。そのため、図24及び図25を参照し、封止樹脂の除去について説明し、その他については省略する。
図24に示すように、公知のルータを用いて、アンダーフィルフィレット28の一部を除去する。高さ調整をしたルータビット31をアンダーフィルフィレット28に接触させ、アンダーフィルフィレット28の一部を除去する。ルータ加工後、残渣等が発生した場合は、水による洗浄または過マンガン酸塩溶液等を用いたデスミア処理を行う。ルータ加工によって、図25に示すように、アンダーフィルフィレット28の一部を除去することができる。
次に、第9実施形態に係る配線基板の製造方法ついて説明する。
第9実施形態に係る配線基板の製造方法と、第1実施形態に係る配線基板の製造方法とは、互いに類似であるが、封止樹脂の除去に関して互いに異なることを特徴としている。そのため、図24及び図25を参照し、封止樹脂の除去について説明し、その他については省略する。
図24に示すように、公知のルータを用いて、アンダーフィルフィレット28の一部を除去する。高さ調整をしたルータビット31をアンダーフィルフィレット28に接触させ、アンダーフィルフィレット28の一部を除去する。ルータ加工後、残渣等が発生した場合は、水による洗浄または過マンガン酸塩溶液等を用いたデスミア処理を行う。ルータ加工によって、図25に示すように、アンダーフィルフィレット28の一部を除去することができる。
<作用効果>
本実施形態に係る製造方法によれば、支持体5の上に微細な配線層を形成しFC−BGA用配線基板1に搭載する方式において、歩留まり良く製造することが可能となり、支持体5を剥離する工程における収率を向上させることができる。
ルータを用いたアンダーフィルフィレット28の除去においては、図25に示すように、支持体5、剥離層6、保護層7の側面のアンダーフィルフィレット28が除去され、支持体5の剥離が容易となる。また、ルータビット31は、除去するアンダーフィルフィレット28にのみ接触するため、FC−BGA用配線基板1の支持体5側の面がダメージを受けることはない。さらに、アンダーフィルフィレット28が幅3mm以下であれば、一回のルータ加工でアンダーフィルフィレット28の除去が可能である。
本実施形態に係る製造方法によれば、支持体5の上に微細な配線層を形成しFC−BGA用配線基板1に搭載する方式において、歩留まり良く製造することが可能となり、支持体5を剥離する工程における収率を向上させることができる。
ルータを用いたアンダーフィルフィレット28の除去においては、図25に示すように、支持体5、剥離層6、保護層7の側面のアンダーフィルフィレット28が除去され、支持体5の剥離が容易となる。また、ルータビット31は、除去するアンダーフィルフィレット28にのみ接触するため、FC−BGA用配線基板1の支持体5側の面がダメージを受けることはない。さらに、アンダーフィルフィレット28が幅3mm以下であれば、一回のルータ加工でアンダーフィルフィレット28の除去が可能である。
<第10実施形態>
次に、第10実施形態に係る配線基板の製造方法ついて説明する。
第10実施形態に係る配線基板の製造方法と、第1実施形態に係る配線基板の製造方法とは、互いに類似であるが、封止樹脂の除去に関して互いに異なることを特徴としている。そのため、図26及び図27を参照し、封止樹脂の除去について説明し、その他については省略する。
図26に示すように、公知のウェットブラスト装置を用いて、アンダーフィルフィレット28の一部を除去する。支持体5の背面、すなわち支持体5のFC−BGA用配線基板1とは逆側の面を加工面としてウェットブラスト加工を行う。研磨剤32がアンダーフィルフィレット28に衝突することによって、図27に示すように、アンダーフィルフィレット28の一部を除去することができる。
次に、第10実施形態に係る配線基板の製造方法ついて説明する。
第10実施形態に係る配線基板の製造方法と、第1実施形態に係る配線基板の製造方法とは、互いに類似であるが、封止樹脂の除去に関して互いに異なることを特徴としている。そのため、図26及び図27を参照し、封止樹脂の除去について説明し、その他については省略する。
図26に示すように、公知のウェットブラスト装置を用いて、アンダーフィルフィレット28の一部を除去する。支持体5の背面、すなわち支持体5のFC−BGA用配線基板1とは逆側の面を加工面としてウェットブラスト加工を行う。研磨剤32がアンダーフィルフィレット28に衝突することによって、図27に示すように、アンダーフィルフィレット28の一部を除去することができる。
<作用効果>
本実施形態に係る製造方法によれば、支持体5の上に微細な配線層を形成しFC−BGA用配線基板1に搭載する方式において、歩留まり良く製造することが可能となり、支持体5を剥離する工程における収率を向上させることができる。
ウェットブラスト装置を用いたアンダーフィルフィレット28の除去においては、図27に示すように、支持体5、剥離層6、保護層7の側面のアンダーフィルフィレット28が除去され、支持体5の剥離が容易となる。また、FC−BGA用配線基板1、支持体5上に形成されたインターポーザ3、支持体5の少なくとも一つに反りが発生している場合においても、反りが発生していない場合と同様のウェットブラスト加工によってアンダーフィルフィレット28の除去が可能である。さらに、支持体5上に形成されたインターポーザ3の面積が大きくなり、除去するアンダーフィルフィレット28の量が増えた場合においても、ウェットブラスト加工に要する時間が増加することはない。さらにまた、ウェットブラスト加工は研磨剤32とともに水を用いて行い、除去されたアンダーフィルフィレット28は水と共に排出される。このため、ウェットブラスト加工の後に、残渣等の洗浄は不要である。
本実施形態に係る製造方法によれば、支持体5の上に微細な配線層を形成しFC−BGA用配線基板1に搭載する方式において、歩留まり良く製造することが可能となり、支持体5を剥離する工程における収率を向上させることができる。
ウェットブラスト装置を用いたアンダーフィルフィレット28の除去においては、図27に示すように、支持体5、剥離層6、保護層7の側面のアンダーフィルフィレット28が除去され、支持体5の剥離が容易となる。また、FC−BGA用配線基板1、支持体5上に形成されたインターポーザ3、支持体5の少なくとも一つに反りが発生している場合においても、反りが発生していない場合と同様のウェットブラスト加工によってアンダーフィルフィレット28の除去が可能である。さらに、支持体5上に形成されたインターポーザ3の面積が大きくなり、除去するアンダーフィルフィレット28の量が増えた場合においても、ウェットブラスト加工に要する時間が増加することはない。さらにまた、ウェットブラスト加工は研磨剤32とともに水を用いて行い、除去されたアンダーフィルフィレット28は水と共に排出される。このため、ウェットブラスト加工の後に、残渣等の洗浄は不要である。
[実施例]
表1に、本実施形態における効果確認として、支持体側面の緩衝層の有無、及び、アンダーフィル除去工程を変更した比較評価結果を示す。支持体剥離の歩留まりを評価項目として比較を行った。
表1に、本実施形態における効果確認として、支持体側面の緩衝層の有無、及び、アンダーフィル除去工程を変更した比較評価結果を示す。支持体剥離の歩留まりを評価項目として比較を行った。
<評価用基板作製>
支持体5として、ガラス基板(1.1mm厚)を使用した。次いで、剥離層6を形成した。剥離層6には、Light−To−Heat−Conversion(LTHC:住友スリーエム株式会社製)を用い、所望の膜厚となるように調整し、スピンコートで剥離層6を形成した。次いで、シード層8として、Ti:50nm、Cu:300nmの各層をスパッタリング法で形成した。
支持体5として、ガラス基板(1.1mm厚)を使用した。次いで、剥離層6を形成した。剥離層6には、Light−To−Heat−Conversion(LTHC:住友スリーエム株式会社製)を用い、所望の膜厚となるように調整し、スピンコートで剥離層6を形成した。次いで、シード層8として、Ti:50nm、Cu:300nmの各層をスパッタリング法で形成した。
次いで、絶縁樹脂として25μmの味の素ビルドアップフィルム(GX−T31)をラミネートで形成した。2回繰り返し形成することで総厚を50μmとした。さらにセミアディティブ法により、厚さ10μmの銅による接続端子部を形成した。接続端子は160μmピッチ、φ100μmで形成し、上層にソルダーレジスト層を形成することで接続端子の開口はφ80μmとなるようにした。接続端子の開口表面にはんだ層を形成し、ダイシングにより個片化することで、支持体5付きの評価用第2配線基板3を作成した。
実施例2、及び、実施例3においては、緩衝層19を、ガラス基板の側面に剥離層6と同様にLight−To−Heat−Conversion(LTHC:住友スリーエム株式会社製)を用いて形成した。
実施例2、及び、実施例3においては、緩衝層19を、ガラス基板の側面に剥離層6と同様にLight−To−Heat−Conversion(LTHC:住友スリーエム株式会社製)を用いて形成した。
次いで、支持体5付きの評価用第2配線基板3と第1配線基板1をはんだで接合した。第2配線基板3と第1配線基板1の接合面にフラックスを塗布形成した後、フリップチップボンダーで互いの接続端子が合うように配置した。その後、260℃でリフローを行いはんだ接合させた。次いで、ダイレクトパス洗浄方式で10分間フラックス洗浄を行った。
以降は比較例、及び、実施例で分けて工程を記載する。
以降は比較例、及び、実施例で分けて工程を記載する。
<比較例>
フラックス洗浄後、165℃で2時間加熱乾燥した。その後、ディスペンサを使用しアンダーフィル(封止樹脂)2(U8410−302:ナミックス社)を第2配線基板3と第1配線基板1の隙間に充填した後、150℃、2時間の加熱によりアンダーフィル2を硬化させた。ガラス基板の剥離層6が形成されていない面の側より、波長1064nmのYAGレーザーを照射して剥離層6を変質させた後、ガラス基板を剥離し評価を行った。評価の結果、ガラス基板の剥離が成功したのは10枚の内1枚のみで歩留まりは10%であった。
フラックス洗浄後、165℃で2時間加熱乾燥した。その後、ディスペンサを使用しアンダーフィル(封止樹脂)2(U8410−302:ナミックス社)を第2配線基板3と第1配線基板1の隙間に充填した後、150℃、2時間の加熱によりアンダーフィル2を硬化させた。ガラス基板の剥離層6が形成されていない面の側より、波長1064nmのYAGレーザーを照射して剥離層6を変質させた後、ガラス基板を剥離し評価を行った。評価の結果、ガラス基板の剥離が成功したのは10枚の内1枚のみで歩留まりは10%であった。
<実施例1>
フラックス洗浄後、165℃で2時間加熱乾燥した。その後、ディスペンサを使用しアンダーフィル2(U8410−302:ナミックス社)を第2配線基板3と第1配線基板1の隙間に充填した後、150℃、2時間の加熱によりアンダーフィル2を硬化させた。次いで、真空中で酸素プラズマ処理を400W、30分間実施し、アンダーフィル2の除去を行った。ガラス基板の剥離層6が形成されていない面の側より、波長1064nmのYAGレーザーを照射して剥離層6を変質させた後、ガラス基板を剥離し評価を行った。評価の結果、ガラス基板の剥離が成功したのは10枚の内8枚で歩留まりは80%であった。
フラックス洗浄後、165℃で2時間加熱乾燥した。その後、ディスペンサを使用しアンダーフィル2(U8410−302:ナミックス社)を第2配線基板3と第1配線基板1の隙間に充填した後、150℃、2時間の加熱によりアンダーフィル2を硬化させた。次いで、真空中で酸素プラズマ処理を400W、30分間実施し、アンダーフィル2の除去を行った。ガラス基板の剥離層6が形成されていない面の側より、波長1064nmのYAGレーザーを照射して剥離層6を変質させた後、ガラス基板を剥離し評価を行った。評価の結果、ガラス基板の剥離が成功したのは10枚の内8枚で歩留まりは80%であった。
<実施例2>
フラックス洗浄後、165℃で2時間加熱乾燥した。その後、ディスペンサを使用しアンダーフィル2(U8410−302:ナミックス社)を第2配線基板3と第1配線基板1の隙間に充填した後、150℃、2時間の加熱によりアンダーフィル2を硬化させた。ガラス基板の剥離層6が形成されていない面の側より、波長1064nmのYAGレーザーを剥離層6に照射した。また同様に、緩衝層19にも波長1064nmのYAGレーザーを照射し、ガラス基板を剥離し評価を行った。評価の結果、ガラス基板の剥離が成功したのは10枚の内7枚で歩留まりは70%であった。
フラックス洗浄後、165℃で2時間加熱乾燥した。その後、ディスペンサを使用しアンダーフィル2(U8410−302:ナミックス社)を第2配線基板3と第1配線基板1の隙間に充填した後、150℃、2時間の加熱によりアンダーフィル2を硬化させた。ガラス基板の剥離層6が形成されていない面の側より、波長1064nmのYAGレーザーを剥離層6に照射した。また同様に、緩衝層19にも波長1064nmのYAGレーザーを照射し、ガラス基板を剥離し評価を行った。評価の結果、ガラス基板の剥離が成功したのは10枚の内7枚で歩留まりは70%であった。
<実施例3>
フラックス洗浄後、165℃で2時間加熱乾燥した。その後、ディスペンサを使用しアンダーフィル2(U8410−302:ナミックス社)を第2配線基板3と第1配線基板1の隙間に充填した後、150℃、2時間の加熱によりアンダーフィル2を硬化させた。次いで、真空中で酸素プラズマ処理を400W、30分間実施し、アンダーフィル2の除去を行った。ガラス基板の剥離層6が形成されていない面の側より、波長1064nmのYAGレーザーを剥離層6に照射した。また同様に、緩衝層19にも波長1064nmのYAGレーザーを照射し、ガラス基板を剥離し評価を行った。評価の結果、ガラス基板の剥離が成功したのは10枚の内10枚で歩留まりは100%であった。
フラックス洗浄後、165℃で2時間加熱乾燥した。その後、ディスペンサを使用しアンダーフィル2(U8410−302:ナミックス社)を第2配線基板3と第1配線基板1の隙間に充填した後、150℃、2時間の加熱によりアンダーフィル2を硬化させた。次いで、真空中で酸素プラズマ処理を400W、30分間実施し、アンダーフィル2の除去を行った。ガラス基板の剥離層6が形成されていない面の側より、波長1064nmのYAGレーザーを剥離層6に照射した。また同様に、緩衝層19にも波長1064nmのYAGレーザーを照射し、ガラス基板を剥離し評価を行った。評価の結果、ガラス基板の剥離が成功したのは10枚の内10枚で歩留まりは100%であった。
比較例に対する実施例のガラス基板の剥離における歩留まりの向上について考察する。
実施例1、実施例3はアンダーフィル除去の工程を行った後にガラス基板を剥離している。そのため、ガラス基板を固着していたアンダーフィルが除去されることでガラス基板を剥離できたものと考えられる。但し、アンダーフィルの除去を完全に実施することは難しく、数枚はガラス基板の剥離が困難であった。実施例2、実施例3はガラス基板の側面に緩衝層があるためアンダーフィルの固着を防止し、且つ、レーザー照射により緩衝層を分解させているため、ガラス基板を剥離できたものと考えられる。但し、緩衝層の厚みが薄いなどの形成ムラによりアンダーフィルの固着を完全に防止することが難しく、数枚はガラス基板の剥離が困難であった。
実施例1、実施例3はアンダーフィル除去の工程を行った後にガラス基板を剥離している。そのため、ガラス基板を固着していたアンダーフィルが除去されることでガラス基板を剥離できたものと考えられる。但し、アンダーフィルの除去を完全に実施することは難しく、数枚はガラス基板の剥離が困難であった。実施例2、実施例3はガラス基板の側面に緩衝層があるためアンダーフィルの固着を防止し、且つ、レーザー照射により緩衝層を分解させているため、ガラス基板を剥離できたものと考えられる。但し、緩衝層の厚みが薄いなどの形成ムラによりアンダーフィルの固着を完全に防止することが難しく、数枚はガラス基板の剥離が困難であった。
ガラス基板の側面に緩衝層を形成しつつ、アンダーフィルの除去工程を実施した実施例3においては全ての配線基板(支持体付き配線基板)でガラス基板の剥離が可能であった。緩衝層によってガラス基板の側面へのアンダーフィルの固着を防止しつつ、緩衝層の形成ムラなどにより部分的にアンダーフィルが固着されたとしてもアンダーフィルの除去工程を行うことでガラス基板の剥離が可能になったと考えられる。
本実施例では一連の工程として、緩衝層の形成、及び、アンダーフィルの除去を行っているが、全ての配線基板(支持体付き配線基板)で実施する必要はなく、レーザー光を照射した後にガラス基板の剥離が困難である配線基板に対してのみにアンダーフィルの除去を実施することが好ましい。
本実施例では一連の工程として、緩衝層の形成、及び、アンダーフィルの除去を行っているが、全ての配線基板(支持体付き配線基板)で実施する必要はなく、レーザー光を照射した後にガラス基板の剥離が困難である配線基板に対してのみにアンダーフィルの除去を実施することが好ましい。
上述の実施形態は一例であって、その他、具体的な細部構造などについては適宜に変更可能であることは勿論である。
本発明は、主基板とICチップとの間に介在するインターポーザ等を備えた配線基板を有する半導体装置に利用可能である。
1 FC−BGA用配線基板(第1配線基板)
2 アンダーフィル(封止樹脂)
3 インターポーザ(第2配線基板)
4 半導体素子
5 支持体
5a (支持体の)表面
5b (支持体の)側面
6 剥離層
7 保護層
8、12 シード層
9、13 レジストパターン
10 導体層(第1電極)
11 絶縁樹脂層
14 導体層(配線層)
15 導体層(第2電極)
16 最表面絶縁樹脂層
17 表面処理層
18 インターポーザ−FC−BGA接合部
18a インターポーザの接合部
18b FC−BGA用配線基板の接合部
19、19−2 緩衝層
20 半導体素子−インターポーザ接合部
20a 銅ピラー
20b はんだ
21 アンダーフィル(封止樹脂)
22、22−2、22−3 配線基板
23 発泡剤
24、25、26、27 レーザー光
28 アンダーフィルフィレット
29 エッチングガス
30 ダイシングブレード
31 ルータビット
32 研磨剤
2 アンダーフィル(封止樹脂)
3 インターポーザ(第2配線基板)
4 半導体素子
5 支持体
5a (支持体の)表面
5b (支持体の)側面
6 剥離層
7 保護層
8、12 シード層
9、13 レジストパターン
10 導体層(第1電極)
11 絶縁樹脂層
14 導体層(配線層)
15 導体層(第2電極)
16 最表面絶縁樹脂層
17 表面処理層
18 インターポーザ−FC−BGA接合部
18a インターポーザの接合部
18b FC−BGA用配線基板の接合部
19、19−2 緩衝層
20 半導体素子−インターポーザ接合部
20a 銅ピラー
20b はんだ
21 アンダーフィル(封止樹脂)
22、22−2、22−3 配線基板
23 発泡剤
24、25、26、27 レーザー光
28 アンダーフィルフィレット
29 エッチングガス
30 ダイシングブレード
31 ルータビット
32 研磨剤
Claims (25)
- 第1配線基板と、前記第1配線基板に接合された前記第1配線基板より微細な配線が形成された第2配線基板とを備え、前記第2配線基板の前記第1配線基板との接合面の対向面に半導体素子が実装される配線基板の製造方法であって、
支持体上に剥離層を介して前記第2配線基板を形成する工程と、
前記支持体の表層の少なくとも側面に緩衝層を形成する工程と、
前記第1配線基板と前記第2配線基板の間隙に封止樹脂を形成する工程と、
前記支持体を前記剥離層により前記第2配線基板から剥離する工程と、を含むことを特徴とする配線基板の製造方法。 - 前記緩衝層は、熱で軟化する材料からなり、加熱しながら前記支持体を前記第2配線基板から剥離する工程を含むことを特徴とする請求項1に記載の配線基板の製造方法。
- 前記緩衝層は、光を吸収することで軟化する材料からなり、光を照射しながら、若しくは、光を照射した後に、前記支持体を前記第2配線基板から剥離する工程を含むことを特徴とする請求項1に記載の配線基板の製造方法。
- 前記緩衝層は、加熱により発泡する材料を含んだ層からなり、前記緩衝層を加熱して発泡させた後に、前記支持体を前記第2配線基板から剥離する工程を含むことを特徴とする請求項1に記載の配線基板の製造方法。
- 前記封止樹脂の硬化温度より前記緩衝層を加熱して発泡する温度の方が高いことを特徴とする請求項4に記載の配線基板の製造方法。
- 前記緩衝層にレーザー光を照射した後に、前記支持体を前記第2配線基板から剥離する工程を含むことを特徴とする請求項1に記載の配線基板の製造方法。
- 前記剥離層にレーザー光を照射して剥離可能な状態にし、前記支持体を前記第2配線基板から剥離する工程を有し、
前記緩衝層と前記剥離層には同一のレーザー光を照射することを特徴とする請求項6に記載の配線基板の製造方法。 - 前記緩衝層をエッチングした後に、前記支持体を前記第2配線基板から剥離する工程を含むことを特徴とする請求項1に記載の配線基板の製造方法。
- 前記緩衝層は、撥液性の材料からなる、若しくは、撥液性の材料を含有することを特徴とする請求項1に記載の配線基板の製造方法。
- 前記支持体と前記剥離層と前記第2配線基板の周囲に形成された前記封止樹脂の少なくとも一部を除去する工程を含むことを特徴とする請求項1に記載の配線基板の製造方法。
- 前記支持体上に前記剥離層を介して前記第2配線基板を形成する工程は、
前記支持体上に前記剥離層を介して前記半導体素子と接合する第1電極を形成する工程と、
前記第1電極の上部に絶縁樹脂層と配線層からなる多層配線層を形成する工程と、
前記多層配線層の前記支持体と対向する側に前記第1配線基板と接合する第2電極を形成する工程と、を含み、
前記第1配線基板の一方の面に前記第2配線基板と接合する第3電極を形成した後、前記第1配線基板と前記第2配線基板を、前記第3電極と前記第2電極とで接合することを特徴とする請求項1から請求項10のいずれか1項に記載の配線基板の製造方法。 - 第1配線基板と、前記第1配線基板より微細な配線が形成された第2配線基板とを備え、前記第2配線基板の接合面に前記第1配線基板が接合され、前記接合面と対向する前記第2配線基板の対向面に半導体素子が実装される配線基板の製造方法であって、
支持体の一面上に剥離層を介して前記第2配線基板を形成する工程と、
前記第1配線基板と前記第2配線基板との間、及び前記第2配線基板と前記剥離層と前記支持体の周囲に封止樹脂を形成する工程と、
前記封止樹脂を硬化させる工程と、
前記支持体と前記剥離層と前記第2配線基板の周囲の前記封止樹脂の少なくとも一部を除去する工程と、
前記支持体を前記剥離層により前記第2配線基板から剥離する工程と、を含むことを特徴とする配線基板の製造方法。 - 前記支持体と前記剥離層と前記第2配線基板の周囲の前記封止樹脂の少なくとも一部を除去する工程は、ドライエッチングを用いることを特徴とする請求項12に記載の配線基板の製造方法。
- 前記支持体と前記剥離層と前記第2配線基板の周囲の前記封止樹脂の少なくとも一部を除去する工程は、レーザー加工を用いることを特徴とする請求項12に記載の配線基板の製造方法。
- 前記支持体と前記剥離層と前記第2配線基板の周囲の前記封止樹脂の少なくとも一部を除去する工程は、ダイシング加工を用いることを特徴とする請求項12に記載の配線基板の製造方法。
- 前記支持体と前記剥離層と前記第2配線基板の周囲の前記封止樹脂の少なくとも一部を除去する工程は、ルータ加工を用いることを特徴とする請求項12に記載の配線基板の製造方法。
- 前記支持体と前記剥離層と前記第2配線基板の周囲の前記封止樹脂の少なくとも一部を除去する工程は、ブラスト加工を用いることを特徴とする請求項12に記載の配線基板の製造方法。
- 前記支持体の一面上に前記剥離層を介して前記第2配線基板を形成する工程は、
前記支持体の一面上に前記剥離層を形成する工程と、
前記剥離層の上部に前記半導体素子と接合する第1電極を形成する工程と、
前記第1電極の上部に絶縁樹脂層と配線層からなる多層配線層を形成する工程と、
前記多層配線層の前記支持体と対向する側に前記第1配線基板と接合する第2電極を形成する工程と、を含み、
前記第1配線基板の一方の面に前記第2配線基板と接合する第3電極を形成した後、前記第2配線基板と前記第1配線基板を、前記第3電極と前記第2電極とで接合し、
前記支持体を前記剥離層により前記第2配線基板から剥離する工程では、前記支持体を前記剥離層により前記第2配線基板から剥離し、前記第1電極を表面に露出させることを特徴とする請求項12から請求項17のいずれか1項に記載の配線基板の製造方法。 - 前記支持体は、ガラスであることを特徴とする請求項1から請求項18のいずれか1項に記載の配線基板の製造方法。
- 支持体と、剥離層と、一方の面には半導体素子が、他方の面には第1配線基板がそれぞれ実装される第2配線基板と、をこの順に備える支持体付き配線基板において、
前記支持体の少なくとも側面には、緩衝層が形成されていることを特徴とする支持体付き配線基板。 - 前記緩衝層は、熱、若しくは、光により軟化することを特徴とする請求項20に記載の支持体付き配線基板。
- 前記緩衝層は、加熱により発泡する材料を含んだ層からなることを特徴とする請求項20に記載の支持体付き配線基板。
- 前記緩衝層は、撥液性の材料からなる、若しくは、撥液性の材料を含有することを特徴とする請求項20に記載の支持体付き配線基板。
- 請求項20から請求項23のいずれか1項に記載の支持体付き配線基板を用いて製造される配線基板であって、
前記支持体付き配線基板に、前記第1配線基板がはんだを含む接続端子を介して互いに接続されており、且つ前記支持体は除去されていることを特徴とする配線基板。 - 請求項24に記載の配線基板を備えた半導体装置であって、
前記配線基板に、前記半導体素子がはんだを含む接続端子を介して互いに接続されていることを特徴とする半導体装置。
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