JP2023005240A - Wiring board manufacturing method and intermediate product - Google Patents
Wiring board manufacturing method and intermediate product Download PDFInfo
- Publication number
- JP2023005240A JP2023005240A JP2021107025A JP2021107025A JP2023005240A JP 2023005240 A JP2023005240 A JP 2023005240A JP 2021107025 A JP2021107025 A JP 2021107025A JP 2021107025 A JP2021107025 A JP 2021107025A JP 2023005240 A JP2023005240 A JP 2023005240A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- wiring
- conductor
- substrate
- layers
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Structure Of Printed Boards (AREA)
Abstract
Description
本発明は、半導体素子(チップ)等の電子部品を実装する際に用いられる配線基板に関し、特に、ベース基材として用いられるコア基板を有し、このコア基板の両面に配線層が積層された構造を有する配線基板の製造方法及び中間生成物に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a wiring board used for mounting electronic components such as semiconductor elements (chips), and more particularly to a wiring board having a core board used as a base material, and wiring layers laminated on both sides of the core board. The present invention relates to a method for manufacturing a wiring board having a structure and an intermediate product.
FC-BGA(Flip Chip-Ball Grid Array)等の半導体パッケージを製造する場合、一般的には、当該パッケージのベース基材として供されるコア層(コア基板)を用意し、その両面もしくは片面に、例えばビルドアップ法により、絶縁層の形成、絶縁層におけるビアホールの形成、ビアホールの内部を含めた導体パターン(配線層)の形成を順次繰り返して多層配線構造とし、最終的に最表面を保護膜で被覆し、その保護膜の所要の箇所を開口して導体パターンの一部(パッド)を露出させている。さらに、その露出しているパッドに外部接続端子としてのはんだボールなどを接合している。 When manufacturing a semiconductor package such as FC-BGA (Flip Chip-Ball Grid Array), in general, a core layer (core substrate) provided as a base material of the package is prepared, and on both sides or one side For example, by a build-up method, the formation of an insulating layer, the formation of a via hole in the insulating layer, and the formation of a conductor pattern (wiring layer) including the inside of the via hole are sequentially repeated to form a multilayer wiring structure, and finally a protective film is formed on the outermost surface. , and the protective film is opened at desired locations to expose part of the conductor pattern (pad). Furthermore, a solder ball or the like as an external connection terminal is joined to the exposed pad.
このような半導体パッケージは、一方の面に半導体素子等のチップ部品が搭載され、他方の面に設けられた外部接続端子を介してマザーボード等の実装用基板に実装されるようになっている。つまり、半導体パッケージを介してチップ部品と実装用基板とが電気的に接続されるようになっている。このため、パッケージのベース基材として用いられるコア基板には、その両面間を電気的に導通させるための手段としてスルーホールが形成されている。このスルーホール内に形成された導体の両端(コア基板の面上)には、コア基板の両側の各配線層との層間接続を行い易くするための接続用のパッドが設けられている。 Such a semiconductor package has a chip component such as a semiconductor element mounted on one surface, and is mounted on a mounting board such as a mother board via external connection terminals provided on the other surface. In other words, the chip component and the mounting board are electrically connected via the semiconductor package. For this reason, through holes are formed in the core substrate, which is used as the base material of the package, as means for electrically conducting between the two surfaces thereof. At both ends (on the surface of the core substrate) of the conductors formed in the through holes, connection pads are provided for facilitating interlayer connection with wiring layers on both sides of the core substrate.
従来、パッケージの種類や搭載されるチップ部品の機能等に応じて所定のサイズ及び厚さのベース基材(例えば、プラスチックパッケージであれば両面銅張積層板)を用意し、このベース基材の所要の箇所に、機械ドリル等による穴明け加工によりスルーホール(直径が200μm程度)を形成した後、プラスチックパッケージであれば電解めっき等により、スルーホールの内側に導体パターンを形成している。
つまり、要求されるパッケージ毎に1枚ずつ特定のコア基板を用意し、そのコア基板に対して穴明け加工(スルーホールの形成)、穴埋め処理(スルーホール内への導体の形成)等を行う必要があった。
Conventionally, a base material (for example, a double-sided copper-clad laminate for a plastic package) of a predetermined size and thickness is prepared according to the type of package and the function of the chip component to be mounted. After forming through-holes (about 200 μm in diameter) at required locations by mechanical drilling or the like, a conductive pattern is formed inside the through-holes by electroplating or the like in the case of a plastic package.
In other words, a specific core board is prepared for each required package, and drilling (formation of through-holes) and filling (formation of conductors in the through-holes) are performed on the core board. I needed it.
かかる従来技術に関連する技術の一例は、特許文献1に記載されている。この特許文献1に開示された配線基板の構造では、コア基板に貫通フィルドビアが300μm以下の同径で且つ2mm以下の等ピッチでマトリクス状に形成され、該コア基板の表面に、絶縁層を介して平面配線パターンが形成され、該配線パターンの各パッド部が絶縁層を貫通する連絡ビアを介してフィルドビアの対応する各ビアと1対1で電気的に接続されている。
また、これに関連する他の技術として、特許文献2に記載されているように、貫通孔が多数形成されているコア基板をベースとして用いた配線基板がある。この基板に設けられた各貫通孔には導電材料が埋め込まれ、コア基板の両側の接続用のパッドに対して、それぞれ複数の貫通孔を一群として1対複数で電気的に接続されている。
An example of technology related to such conventional technology is described in
Further, as another technique related to this, there is a wiring board using a core substrate having a large number of through holes as a base, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-200013. A conductive material is embedded in each through-hole provided in the substrate, and a group of a plurality of through-holes are electrically connected to connection pads on both sides of the core substrate in a one-to-many manner.
上述したように従来の配線基板(パッケージ)においては、コア基板の両側の各配線層間を電気的に接続するための手段として、コア基板にスルーホールを形成し、さらにこのスルーホールの両面に接続用のパッドを形成する必要があった。そして、このスルーホールを形成するにあたり、当該パッケージの種類や搭載されるチップ部品の機能等に応じて、1枚ずつ特定のコア基板を用意し、そのコア基板に対して穴開け、穴埋め等の加工を行わなければならなかった。 As described above, in the conventional wiring board (package), through holes are formed in the core board as a means for electrically connecting the wiring layers on both sides of the core board, and the through holes are connected to both sides of the through holes. It was necessary to form a pad for In forming the through-holes, specific core substrates are prepared one by one according to the type of the package and the functions of the chip components to be mounted, and the core substrate is drilled and filled. had to be processed.
このため、当該パッケージに適したコア基板を製造するのに長時間を要し、特にコア基板としてガラスエポキシ基板等の比較的硬い基板を用いた場合には、この硬い基板に穴を開ける必要があるためさらに時間を要し、目的とするコア基板を効率良く製造することができず、また、コア基板の製造に要する時間が長期化するため、コストが高くなるといった課題があった。
一方、コア基板に対するスルーホールの加工精度やアライメント精度、配線層の積層精度などに依存して、接続用のパッドの径を大きくする必要があった。このため、配線設計の自由度が阻害され、配線密度が制約されるといった課題もあった。特に、電子機器の更なる小型化等の要求に伴い、現状の技術ではスルーホールの直径及び配設ピッチも限界にきているため、配線基板全体の配線密度はより一層制約されることになる。
Therefore, it takes a long time to manufacture a core substrate suitable for the package, and especially when a relatively hard substrate such as a glass epoxy substrate is used as the core substrate, it is necessary to make holes in the hard substrate. Therefore, the target core substrate cannot be manufactured efficiently, and the time required for manufacturing the core substrate is prolonged, which increases the cost.
On the other hand, it was necessary to increase the diameter of the connection pads depending on the processing accuracy and alignment accuracy of the through holes with respect to the core substrate, the lamination accuracy of the wiring layers, and the like. For this reason, there is also the problem that the degree of freedom in wiring design is hindered and the wiring density is restricted. In particular, with the demand for further miniaturization of electronic devices, the diameter and arrangement pitch of through-holes have reached their limits with current technology, so the wiring density of the entire wiring board is further restricted. .
本発明は、かかる従来技術における課題に鑑み創作されたものであり、コストの低減を図ると共に、配線密度を高め、配線設計の自由度を向上させることができる配線基板の製造方法及び中間生成物を提供することを目的としている。 The present invention has been created in view of such problems in the prior art, and provides a wiring substrate manufacturing method and an intermediate product capable of reducing costs, increasing wiring density, and improving the degree of freedom in wiring design. is intended to provide
上記の課題を解決するため、本発明の一態様によれば、支持基板の一方の面に剥離層を形成する工程と、剥離層の上にシード層を形成する工程と、シード層の上に、柱状に立ち上がる複数の導体層を等間隔でマトリクス状に配置されるように形成する工程と、シード層の上に、導体層を覆い導体層の支持基板とは逆側の端部と面一となる面を表面とする絶縁性基材層を形成する工程と、剥離層に紫外線レーザ又は赤外線レーザを照射してレーザアブレーションを生じさせ、導体層を含む絶縁性基材層を支持基板から剥離することで、導体層を含む絶縁性基材層からなるコア基板を取得する工程と、複数の導体層のうちの所定の導体層に導通する配線層を、コア基板の表面及び裏面それぞれに形成し、表面側の配線層と裏面側の配線層とを導体層を介して1対1で導通させる工程と、を備え、複数の導体層の一部は、表面側の配線層と裏面側の配線層との導通に関与しない配線基板の製造方法が提供される。 In order to solve the above problems, according to one aspect of the present invention, a separation layer is formed on one surface of a support substrate; a seed layer is formed on the separation layer; a step of forming a plurality of columnar rising conductor layers so as to be arranged in a matrix at equal intervals; A step of forming an insulating base layer having the surface as the surface, and irradiating the peeling layer with an ultraviolet laser or an infrared laser to cause laser ablation, thereby peeling the insulating base layer containing the conductor layer from the supporting substrate. By doing so, a step of obtaining a core substrate composed of an insulating base layer including a conductor layer, and a wiring layer electrically connected to a predetermined conductor layer among a plurality of conductor layers are formed on each of the front and back surfaces of the core substrate. and a step of connecting the wiring layer on the front side and the wiring layer on the back side through the conductor layer in a one-to-one manner, wherein a part of the plurality of conductor layers is connected to the wiring layer on the front side and the wiring layer on the back side. A method for manufacturing a wiring board is provided that does not involve conduction with a wiring layer.
また、本発明の他の態様によれば、支持基板の表面及び裏面の両面に、熱により塑性変形を生じる剥離層を形成する工程と、剥離層の上にシード層を形成する工程と、シード層の上に、柱状に立ち上がる複数の導体層を等間隔でマトリクス状に配置されるように形成する工程と、シード層の上に、導体層を覆い導体層の支持基板とは逆側の端部と面一となる面を表面とする絶縁性基材層を形成する工程と、熱により剥離層を塑性変形させて導体層を含む絶縁性基材層を支持基板から剥離することで、導体層を含む絶縁性基材層からなるコア基板を取得する工程と、複数の導体層のうちの所定の導体層に導通する配線層を、コア基板の表面及び裏面それぞれに形成し、表面側の配線層と裏面側の配線層とを導体層を介して1対1で導通させる工程と、を備え、複数の導体層の一部は、表面側の配線層と裏面側の配線層との導通に関与しない配線基板の製造方法が提供される。 According to another aspect of the present invention, a step of forming a release layer that undergoes plastic deformation due to heat on both the front and back surfaces of a support substrate; forming a seed layer on the release layer; a step of forming a plurality of columnar rising conductor layers on the layer so as to be arranged in a matrix at equal intervals; forming an insulating substrate layer having a surface flush with the portion; a step of obtaining a core substrate composed of an insulating base layer including a layer; a step of conducting one-to-one between the wiring layer and the wiring layer on the back side via the conductor layer, wherein a part of the plurality of conductor layers is electrically connected between the wiring layer on the front side and the wiring layer on the back side. Provided is a method of manufacturing a wiring board that does not involve
さらに、本発明の他の態様によれば、絶縁性基材層と、絶縁性基材層の表面及び裏面間を貫通し、等間隔でマトリクス状に配置された複数の導体層と、を含むコア基板を有する配線基板の製造過程で生成され、支持基板と、支持基板の少なくとも一方の面に形成された剥離層と、剥離層の上に形成されたシード層と、シード層の上に形成された無機フィラーを含む樹脂材料からなる絶縁性基材層と、絶縁性基材層の表面及び裏面間を貫通し、等間隔でマトリクス状に配置された複数の前記導体層と、を含む中間生成物が提供される。 Furthermore, according to another aspect of the present invention, it includes an insulating substrate layer, and a plurality of conductor layers penetrating between the front surface and the back surface of the insulating substrate layer and arranged in a matrix at equal intervals. A supporting substrate, a peeling layer formed on at least one surface of the supporting substrate, a seed layer formed on the peeling layer, and a seed layer formed on the seed layer. and a plurality of conductor layers penetrating between the front and back surfaces of the insulating base layer and arranged in a matrix at equal intervals. A product is provided.
本発明に係る配線基板によれば、従来のように実装用基板の種類や搭載されるチップ部品の機能等に応じて1枚ずつ特定のコア基板を用意しなくても、貫通孔内の導体を介してコア基板の両面間を容易に接続することができる。
また、配線密度の向上を図ることができ、配線設計の自由度を高めることができる。
According to the wiring board of the present invention, the conductors in the through-holes can be adjusted without preparing specific core boards one by one according to the type of mounting board and the function of the chip component to be mounted, as in the conventional art. The two sides of the core substrate can be easily connected through the .
Also, the wiring density can be improved, and the degree of freedom in wiring design can be increased.
以下に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
なお、以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。但し、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。
また、以下に示す実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
In addition, in the following description of the drawings, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals. However, it should be noted that the drawings are schematic, and the relationship between thickness and planar dimension, the ratio of thickness of each layer, and the like are different from the actual ones. Therefore, specific thicknesses and dimensions should be determined with reference to the following description. In addition, it is a matter of course that there are portions with different dimensional relationships and ratios between the drawings.
Further, the embodiments shown below are examples of devices and methods for embodying the technical idea of the present invention. etc. are not specified below. Various modifications can be made to the technical idea of the present invention within the technical scope defined by the claims.
図1は、本発明の一実施形態に係る配線基板(半導体パッケージ)の構成の一例を断面図の形態で示したものである。
本発明の一実施形態に係る配線基板(パッケージ)30は、後述するように一方の面に半導体素子(シリコンチップ)を実装し、他方の面に設けられた外部接続端子を介してマザーボード等の実装用基板に実装されて用いられることを意図している。
FIG. 1 shows an example of the configuration of a wiring board (semiconductor package) according to one embodiment of the present invention in the form of a cross-sectional view.
A wiring board (package) 30 according to an embodiment of the present invention has a semiconductor element (silicon chip) mounted on one surface as described later, and a motherboard or the like via external connection terminals provided on the other surface. It is intended to be mounted on a mounting board and used.
本発明の一実施形態に係る配線基板30は、図示のようにそのベース基材として用いられるコア基板10と、このコア基板10の両面にそれぞれ所要の層数分積層されたビルドアップ層とを備えている。各ビルドアップ層は、コア基板10上に形成された絶縁層21と、この絶縁層21の所要の箇所に形成されたビアホールを充填して絶縁層21上に所要の形状にパターニングされた1層目の配線層22と、この配線層22を含む絶縁層21上に形成された絶縁層23と、この絶縁層23の所要の箇所に形成されたビアホールを充填して絶縁層23上に所要の形状にパターニングされた2層目の配線層24とを備えており、さらに、当該配線層24の所要の箇所に画定されたパッドの部分を露出させてその表面を覆うように形成された保護膜としての絶縁層(ソルダレジスト層)25と、を備えている。配線層22、24の材料としては、典型的に銅(Cu)が用いられ、絶縁層21、23、25の材料としては、エポキシ系樹脂等に代表される樹脂が用いられる。
A
ベース基材として用いられるコア基板10は、本発明を特徴付ける部材であり、所要の厚さを有した絶縁性基材層11に、その厚さ方向に貫通する導体層12が所定の等間隔でマトリクス状に設けられた構造を有している。導体層12の直径及び配置間隔は後述する。
また、導体層12は、長手方向両端が絶縁性基材層11の両面に露出するように形成されている。このように、複数の導体層12を等間隔でマトリクス状に形成することで、実装用基板の種類や搭載される半導体素子等のチップ部品の機能等に応じて特定のコア基板を用意しなくても、汎用的に導体層12を介してコア基板10の両面間を容易に接続することができ、コア基板10の共通化を図ることができる。
The
The
この絶縁性基材層11には、有機系の樹脂にシリカ等の無機フィラーを高密度に混合させたものを使用するのが望ましい。シリカの熱膨張係数(CTE)は0.5ppm/℃と小さいため、コア基板10全体のCTEを下げるのに寄与する。つまり、配線基板30のベース基材であるコア基板10のCTEを下げることで、配線基板30全体としてのCTEを、実装される半導体素子のCTEに近づけている。これによって、チップ実装状態においてチップと配線基板30のCTEの違いに起因して両者間に発生し得る応力(熱ストレス)をコア基板10において有効に緩和することができる。なお、樹脂に添加される無機フィラーとしては、シリカ以外に、アルミナ、窒化シリコン、窒化アルミニウム等を使用することができる。有機系の樹脂としては、一般に用いられているエポキシ系樹脂やポリイミド系樹脂等が用いられる。樹脂のタイプとしては、熱硬化性樹脂、感光性樹脂のいずれも使用可能であるが、本実施形態では熱硬化性のエポキシ系樹脂を使用している。
また、絶縁性基材層11として、無機フィラーを高密度に混合させた樹脂を用いることによって、導体層12の姿勢変化を抑制し自立状態を維持するようにしている。
For the insulating
In addition, by using resin mixed with inorganic filler at a high density as the insulating
さらに、コア基板10の両面には、それぞれ所要の箇所に、配線層22の一部から構成される(つまり、配線層22を形成したときに同時に形成される)パッドが配置されている。
導体層12は、後述するように支持体上に形成された等間隔のマトリクス状に配置された柱状に立ち上がる導電体群を絶縁樹脂で充填することによって形成される。そして、この導体層12の役割は、導体層12の一端側で信号を受けて他端側に伝えることである。つまり、コア基板10を介して一方の面側の配線層22、24と他方の面側の配線層22、24とを電気的に接続し、配線基板30の表裏面を電気的に接続するための役割を果たす。
Further, on both surfaces of the
As will be described later, the
また、導体層12は等間隔でマトリクス状に配置されることから、図2に示すように、配線基板30の表裏面の接続に関与する導体層12aだけでなく、配線基板30の表裏面の電気的な接続に関与しない導体層(非導通導体層)12bも存在することとなる。図2に示すように、配線基板30の表裏面を電気的に接続するための導体層12aを除く、配線基板30の表裏面の電気的な接続に関与しない導体層12bは、配線層22、24を用いて束ねられ、外部接続端子を通じて実装用基板に接続されていることが好ましい。実装用基板と接続しておくことで、例えば、グラウンドと接続することで電位を制御することができるため、安定化させることができる。
Further, since the conductor layers 12 are arranged in a matrix at equal intervals, as shown in FIG. There is also a conductor layer (non-conducting conductor layer) 12b that does not participate in electrical connection. As shown in FIG. 2, conductor layers 12b not involved in the electrical connection between the front and back surfaces of the
このように構成されたコア基板10の両面には、絶縁層21が形成されている。正確には、後述するようにコア基板10の両面に絶縁層21が形成された後、その絶縁層21の所要の箇所に形成されたビアホールに導電性材料が充填される。そして、その導電性材料の充填の際に1層目の配線層22も同時に形成される。さらに、各配線層22上に、それぞれ絶縁層23、2層目の配線層24、最外層の絶縁層(ソルダレジスト層)25が順次形成され、最外層の絶縁層25に形成されたビアホールにはんだ44が形成されている。
Insulating
以下、第一実施形態に係る配線基板30を製造する方法について、その製造工程の一例を示す図3~図6を参照しながら説明する。
初めに、図3(a)及び(b)を参照しながら、コア基板10を作製するための支持体40の形成工程を説明する。まず、支持基板3に対して剥離層3aを形成する。支持基板3は、特には限定されないが、例えばビスマレイミド-トリアジン樹脂板などの耐熱性樹脂板やガラス繊維強化エポキシ樹脂などの繊維強化樹脂板、無アルカリガラスを用いることができる。また、剥離層3aは、アモルファスシリコンやブラックカーボンや加熱時に発泡する成分を含んだアクリル樹脂からなり、CVD法、スパッタリング法、蒸着法、スピンコート、真空ラミネートなどで、支持基板3の両面または片面に形成される。なお、図3においては支持基板3の両面に剥離層3aが形成されている。
次いで、剥離層3aの上にシード層4aを形成する。シード層4aは主に銅からなり、スパッタリング法、蒸着法、真空ラミネート法、無電解めっき法で形成する。これにより、コア基板10を作製するための支持体40が形成される。
A method of manufacturing the
First, referring to FIGS. 3(a) and 3(b), the process of forming the
Next, a
次に、図4(a)及び(b)、図5~図7を参照しながら、コア基板10の形成工程を説明する。
先ず、支持体40の両面に、パターニング材料を使用してエッチング用レジストを形成し、それぞれ所要の箇所を開口する(開口部を備えたレジスト層の形成)。各開口部は、形成すべき導体層12のパターン形状に従って当該パターン部分のみが残存するようにパターニングされる。パターニング材料としては、感光性のドライフィルム(レジスト材料をポリエステルのカバーシートとポリエチレンのセパレータシートの間に挟んだ構造のフィルム)、又は液状のフォトレジスト(例えば、ノボラック系樹脂、エポキシ系樹脂等の液状レジスト)を用いることができる。
Next, the process of forming the
First, an etching resist is formed on both surfaces of the
パターニング材料として、例えばドライフィルムを使用する場合、シード層4aの表面を洗浄した後、その表面にドライフィルム(セパレータシートを剥離したもの)を熱圧着によりラミネートし、このドライフィルムに対し、所定の位置に紫外線(UV)照射による露光を施して硬化させ、さらにカバーシートを剥離した後、所定の現像液(ネガ型のレジストの場合には有機溶剤を含む現像液、ポジ型のレジストの場合にはアルカリ系の現像液)を用いて当該部分をエッチングし、所要のレジスト層(図示せず)を形成する。同様に液状のフォトレジストを用いた場合にも、表面洗浄→表面にレジスト塗布→乾燥→露光→現像の工程を経て、所要の形状にパターニングされたレジスト層(図示せず)を形成することができる。
For example, when a dry film is used as the patterning material, after the surface of the
次の工程では、レジスト層がパターニングされた支持体40の両面に、シード層4aを給電層として電解Cuめっきにより、所要の厚さの導体層12を形成する。
図4(a)、(b)を参照しながら、支持体40の平面視における導体層12の配置について説明する。
図4(a)に示すように、支持体40は複数の配線基板形成領域を有し、一枚の支持体40サイズから多数の配線基板が形成されることとなる。
In the next step, a
The arrangement of the conductor layers 12 in plan view of the
As shown in FIG. 4A, the
図4(a)のA領域の拡大図である図4(b)に示すように、シード層4a上に、等間隔でマトリクス状となるように導体層12を配置する。導体層12はシード層4a上の全面に渡り等間隔でマトリクス状となる様に形成されている。全面に等間隔でマトリクス状に形成することで、配線基板の種類や搭載されるチップ部品の機能等に応じて特定のコア基板を用意しなくても、汎用的に導体層12を介してコア基板の両面間を容易に接続することができ、コア基板10の共通化を図ることができる。導体層12の配置間隔として、好ましくは100μm以上1000μm以下であり、配線の高密度化や、製造の容易さを勘案すると、より好ましくは、200μm以上400μm以下である。また、柱状の導体層12の直径としては導体層12の配置間隔の半分程度の長さが好ましく、50μm以上500μm以下であり、配線の高密度化や、製造の容易さを勘案すると、より好ましくは、100μm以上200μm以下である。なお、導体層12の形状は、絶縁性基材層11を形成する際の後述のモールド時に導体層12の姿勢変化が生じることを考慮して、導体層12のアスペクト比、つまり、導体層12の厚み及び直径を規定してもよい。
As shown in FIG. 4B, which is an enlarged view of area A in FIG. 4A, conductor layers 12 are arranged on the
次いで図5(a)のように、エッチング用レジストとして用いたレジスト層を除去する。エッチング用レジストとしてドライフィルムを使用した場合には、水酸化ナトリウムやモノエタノールアミン系等のアルカリ性の薬液を用いて除去することができ、ノボラック系樹脂、エポキシ系樹脂等の液状レジストを使用した場合には、アセトンやアルコール等を用いて除去することができる。そして、所定の表面洗浄を行う。 Next, as shown in FIG. 5A, the resist layer used as the etching resist is removed. When a dry film is used as an etching resist, it can be removed using an alkaline chemical solution such as sodium hydroxide or monoethanolamine. can be removed using acetone, alcohol, or the like. Then, predetermined surface cleaning is performed.
次に図5(b)に示すように、絶縁性基材層11を形成する。絶縁性基材層11は、無機フィラーが添加された樹脂材料が使用され、コンプレッションモールド、トランスファーモールド等によって形成される。本実施形態では支持体40の両面に一括で絶縁性基材層11を形成しているが、片面ずつ、導体層12及び絶縁性基材層11を形成しても構わない。絶縁性基材層11の形成に用いられる樹脂材料には、このコア基板10を用いて配線基板30を形成したときに、導体層12が自立状態を維持できる程度の無機フィラーが添加されるようになっている。無機フィラーは、フィラー径が0.1μm以上10μm以下が好ましく、0.1μm以上5μm以下であることがより好ましい。また、無機フィラーの含有率は50%以上90%以下が好ましく、60%以上90%以下であることがより好ましい。
Next, as shown in FIG. 5B, an insulating
次に図5(c)に示すように、機械研磨、化学機械研磨(CMP)等により両面を研磨して平坦化し、導体層12の両端を絶縁性基材層11の両面に露出させる。研磨量によってコア基板10の厚さを制御することが可能である。コア基板10の厚さとしては、表裏面それぞれに配線を形成するための剛性、及び、製造容易性等を勘案して100μm以上3000μm以下が好ましく、400μm以上1000μm以下がより好ましい。以上によって、図示のように絶縁性基材層11に、その厚さ方向に貫通する導体層12が設けられた構造体が中間生成物15として作製されたことになる。
Next, as shown in FIG. 5C, both surfaces are polished and flattened by mechanical polishing, chemical mechanical polishing (CMP), or the like, and both ends of the
次に図6(a)に示すように、シード層4aと剥離層3aとの界面で剥離を行う。剥離方法は剥離層3aの種類によって異なるが、支持基板3の片面にのみ剥離層3aを形成して片面のみにコア基板10を形成した場合には、赤外線レーザ照射、紫外線レーザ照射を用いてレーザアブレーションを生じさせることにより剥離することができる。レーザアブレーションを生じさせることで剥離する場合には、支持基板3として無アルカリガラスを用いることが好ましい。
一方、図6(a)のように、支持基板3の両面に剥離層3aを形成して両面にコア基板10を形成した場合には、加熱、冷却等の熱履歴により剥離を行う。この場合には、剥離層3aとして、熱により塑性変形を生じる特性を有する材料を用いることが好ましく、また、支持基板3として有機樹脂材料を用いることが好ましい。
Next, as shown in FIG. 6A, peeling is performed at the interface between the
On the other hand, as shown in FIG. 6A, when the release layers 3a are formed on both sides of the
次に、コア基板10に付着しているシード層4aを除去して絶縁性基材層11を露呈させる。シード層4aの除去は、例えば過酸化水素水-硫酸系のエッチング液を用いた化学エッチングにより行うことができる。これによって、図6(b)のように絶縁性基材層11にその厚さ方向に貫通する導体層12が設けられた構造のコア基板10が作製されたことになる。
Next, the
次の工程では、図7(a)に示すように、作製したコア基板10の両面それぞれに絶縁層21を形成する。この絶縁層21の材料としては、ビルドアップ多層配線板において一般に用いられているエポキシ系樹脂やポリイミド系樹脂等が用いられる。樹脂のタイプとしては、熱硬化性樹脂、感光性樹脂のいずれも使用可能であるが、本実施形態では熱硬化性のエポキシ系樹脂を使用している。また、樹脂の形態としては、液状のものに限らず、フィルム状に成形されたものも使用可能である。つまり、コア基板10上に熱硬化性のエポキシ系樹脂をコーティングし、又は熱硬化性のエポキシ系樹脂フィルムをラミネートし、熱硬化させて、所要の絶縁層21を形成している。
In the next step, as shown in FIG. 7A, insulating
次の工程では、図7(b)に示すように、コア基板10の両面に形成された各絶縁層21に対し、炭酸ガスレーザ、エキシマレーザ等により、それぞれ所要の箇所を開口して、コア基板10に達するビアホール10aを形成する。ビアホール10aは、全ての導体層12のうち、実装する半導体素子及び実装用基板の接続端子と対応する位置に存在する導体層12についてのみ形成する。
In the next step, as shown in FIG. 7(b), each insulating
次の工程では、図7(c)に示すように、コア基板10の両面の各絶縁層21上に、それぞれ絶縁層21に形成されたビアホールを充填するようにして配線層22を形成する。配線層22は、例えば、以下のようにして形成することができる。
まず、コア基板10の両面に、スパッタリングや無電解めっき等により、シード層を形成する。例えば、両面にスパッタリングによりチタン(Ti)の導体層を0.1μm程度の厚さに形成し、更にその上にスパッタリングにより銅(Cu)の導体層を0.5μm程度の厚さに形成して、2層構造(Ti/Cu)のシード層を形成する。このシード層の下層のTi層は、絶縁層21とCu層との密着性を高めるための金属層である。Tiの代わりに、クロム(Cr)を用いてもよい。
In the next step, as shown in FIG. 7C, wiring layers 22 are formed on the insulating
First, seed layers are formed on both surfaces of the
その後、コア基板10の両面に、パターニング材料を使用してエッチング用レジストを形成し、それぞれ所要の箇所を開口する(開口部を備えたレジスト層の形成)。各開口部は、形成すべき配線層22のパターン形状に従って当該パターン部分のみが残存するようにパターニングされる。次に、シード層を給電層として利用した電解Cuめっきにより、レジストで規定されたパターンに従って、所要の厚さの配線層を形成する。この後、エッチング用レジストとして用いたレジスト層の除去、シード層の除去を行い、配線層22を形成する。これによって、ビアホールを充填するコンタクト部と絶縁層21の上に形成された配線部とからなる配線層22が形成される。
Thereafter, an etching resist is formed on both surfaces of the
次いで、図8(a)に示すように、絶縁層21の作製手順と同様の手順で、配線層22が形成されたコア基板10の両面それぞれに絶縁層23を形成する。この絶縁層23の材料としては、ビルドアップ多層配線板において一般に用いられているエポキシ系樹脂やポリイミド系樹脂等が用いられる。樹脂のタイプとしては、熱硬化性樹脂、感光性樹脂のいずれも使用可能であるが、本実施形態では熱硬化性のエポキシ系樹脂を使用している。また、樹脂の形態としては、液状のものに限らず、フィルム状に成形されたものも使用可能である。つまり、コア基板10上に熱硬化性のエポキシ系樹脂をコーティングし、又は熱硬化性のエポキシ系樹脂フィルムをラミネートし、熱硬化させて、所要の絶縁層23を形成している。
Next, as shown in FIG. 8A, the insulating
次の工程では、絶縁層21に開口を形成したときと同様の手順で、コア基板10の両面に形成された各絶縁層23に対し、炭酸ガスレーザ、エキシマレーザ等により、それぞれ所要の箇所に開口を形成する。その後、配線層22を形成したときと同様の手順で配線層24を形成することで、多層配線を得ることができる(図8(b))。本実施例では2層の配線基板を一例として示しているが、層数は制限されることはなく本工程を繰り返すことによって、所望の多層化が可能である。
In the next step, the insulation layers 23 formed on both sides of the
最後の工程では、コア基板10の両面に形成された配線層24及び露出している絶縁層23上に、各配線層24の所要の箇所にそれぞれ画定されたパッドの部分を露出させてその表面を覆うようにソルダレジスト層25を形成する。例えば、感光性のエポキシ系樹脂(ソルダレジスト)をその表面に塗布し、各樹脂層をそれぞれ所要の形状(当該パッドの部分を露出させた形状)にパターニングすることで、ソルダレジスト層25を形成することができる。
In the final step, on the wiring layers 24 formed on both surfaces of the
各ソルダレジスト層25の開口部からそれぞれ露出する各パッド(配線層24の一部)には、本配線基板30に実装されるチップの電極端子、本配線基板30をマザーボード等に実装する際に使用される外部接続端子(はんだボールや金属ピン等)が接合されるので、表面処理として、当該パッド(Cu)上にNiめっき及びAuめっきをこの順に施す。ここで、Ni層は、Cu層とAu層との密着性を高め、CuがAu層中へ拡散するのを防止するために設けられており、最外層のAu層は、最終的にチップの電極端子等が接合されたときのコンタクト性を良くするために設けられている。上記は一例であり、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。
Each pad (a part of the wiring layer 24) exposed from the opening of each solder resist
これによって、図8(b)に示すように本実施形態の配線基板30が作製されたことになる。この配線基板30は、上述したように一方の面に半導体素子を実装し、他方の面に設けられた外部接続端子を介してマザーボード等の実装用基板に実装されて用いられることを意図している。
As a result, the
図9はその実装状態の一例を示したものであり、配線基板30に半導体素子41(シリコンチップ)を実装した状態(半導体装置)を示している。この半導体装置において、半導体素子41の電極端子42は、はんだバンプ等の導電性材料を介して配線基板30上の対応する配線層24のパッドに電気的に接続されている(フリップチップ実装)。さらに、その実装したチップ41と配線基板30の間の空隙には、熱硬化性のエポキシ系樹脂等のアンダーフィル樹脂43が充填され、加熱硬化されて、チップ41と配線基板30との機械的な接合が確保されている。
FIG. 9 shows an example of the mounting state, showing a state (semiconductor device) in which a semiconductor element 41 (silicon chip) is mounted on the
一方、チップ実装面側と反対側のソルダレジスト層25から露出する配線層24のパッドには、外部接続端子として用いられるはんだ44が接合されている。このはんだ44を介して配線基板30はマザーボード等に実装される。
なお、配線基板30の個片化は、例えば図8(b)に示す配線基板30が作製された段階で行ってもよく、また、図9に示す配線基板30の半導体素子41が実装され半導体装置が形成された状態で行ってもよい。
On the other hand,
The
以上説明したように、本実施形態に係る配線基板30によれば、コア基板10の絶縁性基材層11に、その厚さ方向に貫通する導体層12が等間隔に設けられ、そのコア基板10の両面に、それぞれ所要の箇所において配線層22の一部から構成されるパッドが形成されている。
As described above, according to the
これにより、コア基板10の一方の面側に形成された配線層22(及びこれにつながる配線層24)と、他方の面側に形成された配線層22(及びこれにつながる配線層24)とは、コア基板10上で対向配置された1対のパッド及びこれにつながる導体層12を介して電気的に接続することができる。つまり、従来のようにパッケージの種類や搭載されるチップ部品の機能等に応じて1枚ずつ特定のコア基板を用意する必要がなく、等間隔に配置された導体層12に従ってコア基板10の両面に配置されるパッドのサイズや位置を適宜変更するだけで、コア基板10に形成された導体層12を介してコア基板10の両面間を容易に接続することができる。
As a result, the wiring layer 22 (and the
また、図7には図示しないが、上述の図2に示したように、配線基板30の表裏面の電気的な接続に関与しない導体層12bは、配線層22、24を用いて束ね、外部接続端子を通じて実装用基板に接続されていることで電位を制御することができ、安定化させることができるため好ましい。
このように本実施形態によれば、コア基板10の共通化を図ることができるので、製造にかかるコストを低減することが可能となる。
また、レジスト層がパターニングされた支持体40の両面に、シード層4aを給電層として電解Cuめっきにより、所要の厚さの導体層12を形成している。そのため、所定の配置間隔でマトリクス状に配置された導体層12を容易に作製することができ、導体層12の配置間隔や直径がより短い場合であっても、精度よく作製することができる。
Although not shown in FIG. 7, as shown in FIG. 2, the conductor layers 12b that are not involved in the electrical connection between the front and back surfaces of the
As described above, according to the present embodiment, the
Further, on both surfaces of the
特に、従来のように、基板に対して穴を開け、穴に導体を埋めて導体層を形成するようにした場合、比較的短い配置間隔で比較的直径の小さい導体層を複数形成する場合には特に作業に時間を要し、コスト増加につながる可能性があり、また、配置間隔や直径に制限を受ける場合がある。しかしながら、上述のように、柱状の導体層12を作製した後、フィラー入りの樹脂材を用いてモールドすることで絶縁性基材層11を作製することによって、比較的配置間隔や直径が短い場合であっても容易に且つ高精度に導体層12を作製することができる。また、導体層12の配置間隔や直径をより短くすることができるため、配線密度の向上を図ることができ、配線設計の自由度を高めることができる。
In particular, in the case of forming a conductor layer by making a hole in the substrate and filling the hole with a conductor as in the conventional method, in the case of forming a plurality of conductor layers with a relatively small diameter at relatively short intervals. are particularly time consuming and potentially costly, and may be limited in spacing and diameter. However, as described above, after producing the
また、絶縁性基材層11として樹脂材を用いて作製した場合、導体層12が自立できない可能性があるが、無機フィラー入りの樹脂材を用いて絶縁性基材層11を作製しているため、無機フィラー入りの樹脂材が導体層12の自立を補助することと同等の状態となり、導体層12の姿勢変化を抑制することができ、半導体素子、実装用基板と、配線基板30との導通を維持することができる。
In addition, when the insulating
なお、このようにして形成される配線基板30は、実装予定の半導体素子及び実装用基板に応じた配線を形成した中間生成物の状態で出荷してもよく、さらにパッドにはんだボール等の接続端子を形成した中間生成物の状態で出荷してもよい。また、例えば、図5(c)に示すように、支持体40の面上に絶縁性基材層11が形成され、導体層12が絶縁性基材層11の表面に露出した中間生成物15の状態で出荷し、出荷先で、コア基板10を切り出した後配線層を形成するようにしてもよく、図6(b)に示すコア基板10を切り出した中間生成物の状態で出荷し、出荷先で配線層を形成するようにしてもよい。
The
なお、上述した実施形態は、本発明の一例であって、本発明は、上述した実施形態に限定されることはなく、この実施形態以外の形態であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、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。 The above-described embodiment is an example of the present invention, and the present invention is not limited to the above-described embodiment. It goes without saying that the specific details of the structure and the like can be changed as appropriate within a range not departing from the above.
3…支持基板
3a…剥離層
4a…シード層
10…コア基板
11…絶縁性基材層、
12…導体層
12a…配線基板の表裏面を電気的に接続するための導体層
12b…配線基板の表裏面の電気的な接続に関与しない導体層
21、23…絶縁層
22、24…配線層
25…ソルダレジスト層(絶縁層)、
30…配線基板
40…支持体
41…半導体素子
42…電極端子
43…アンダーフィル樹脂
44…はんだ
3
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記剥離層の上にシード層を形成する工程と、
前記シード層の上に、柱状に立ち上がる複数の導体層を等間隔でマトリクス状に配置されるように形成する工程と、
前記シード層の上に、前記導体層を覆い当該導体層の前記支持基板とは逆側の端部と面一となる面を表面とする絶縁性基材層を形成する工程と、
前記剥離層に紫外線レーザ又は赤外線レーザを照射してレーザアブレーションを生じさせ、前記導体層を含む前記絶縁性基材層を前記支持基板から剥離することで、前記導体層を含む前記絶縁性基材層からなるコア基板を取得する工程と、
前記複数の導体層のうちの所定の導体層に導通する配線層を、前記コア基板の表面及び裏面それぞれに形成し、表面側の前記配線層と裏面側の前記配線層とを前記導体層を介して1対1で導通させる工程と、を備え、
前記複数の導体層の一部は、前記表面側の前記配線層と前記裏面側の前記配線層との導通に関与しないことを特徴とする配線基板の製造方法。 forming a release layer on one surface of the support substrate;
forming a seed layer on the release layer;
a step of forming a plurality of columnar rising conductor layers on the seed layer so as to be arranged in a matrix at equal intervals;
forming, on the seed layer, an insulating base layer covering the conductor layer and having a surface flush with the end of the conductor layer on the side opposite to the support substrate;
The insulating substrate including the conductor layer by irradiating the release layer with an ultraviolet laser or an infrared laser to cause laser ablation and peeling the insulating substrate layer including the conductor layer from the supporting substrate. obtaining a core substrate consisting of layers;
A wiring layer that conducts to a predetermined conductor layer among the plurality of conductor layers is formed on each of the front surface and the back surface of the core substrate, and the wiring layer on the front surface side and the wiring layer on the back surface side are connected to the conductor layer. and conducting one-to-one through
A method of manufacturing a wiring board, wherein a part of the plurality of conductor layers does not participate in electrical conduction between the wiring layer on the front surface side and the wiring layer on the back surface side.
前記剥離層の上にシード層を形成する工程と、
前記シード層の上に、柱状に立ち上がる複数の導体層を等間隔でマトリクス状に配置されるように形成する工程と、
前記シード層の上に、前記導体層を覆い当該導体層の前記支持基板とは逆側の端部と面一となる面を表面とする絶縁性基材層を形成する工程と、
熱により前記剥離層を塑性変形させて前記導体層を含む前記絶縁性基材層を前記支持基板から剥離することで、前記導体層を含む前記絶縁性基材層からなるコア基板を取得する工程と、
前記複数の導体層のうちの所定の導体層に導通する配線層を、前記コア基板の表面及び裏面それぞれに形成し、表面側の前記配線層と裏面側の前記配線層とを前記導体層を介して1対1で導通させる工程と、を備え、
前記複数の導体層の一部は、前記表面側の前記配線層と前記裏面側の前記配線層との導通に関与しないことを特徴とする配線基板の製造方法。 a step of forming a release layer that undergoes plastic deformation due to heat on both the front and back surfaces of the support substrate;
forming a seed layer on the release layer;
a step of forming a plurality of columnar rising conductor layers on the seed layer so as to be arranged in a matrix at equal intervals;
forming, on the seed layer, an insulating base layer covering the conductor layer and having a surface flush with the end of the conductor layer on the side opposite to the support substrate;
obtaining a core substrate composed of the insulating base layer including the conductor layer by plastically deforming the release layer with heat to separate the insulating base layer including the conductor layer from the support substrate; When,
A wiring layer that conducts to a predetermined conductor layer among the plurality of conductor layers is formed on each of the front surface and the back surface of the core substrate, and the wiring layer on the front surface side and the wiring layer on the back surface side are connected to the conductor layer. and conducting one-to-one through
A method of manufacturing a wiring board, wherein a part of the plurality of conductor layers does not participate in electrical conduction between the wiring layer on the front surface side and the wiring layer on the back surface side.
支持基板と、
当該支持基板の少なくとも一方の面に形成された剥離層と、
当該剥離層の上に形成されたシード層と、
当該シード層の上に形成された無機フィラーを含む樹脂材料からなる前記絶縁性基材層と、
当該絶縁性基材層の表面及び裏面間を貫通し、等間隔でマトリクス状に配置された複数の前記導体層と、
を含むことを特徴とする中間生成物。 Produced in the manufacturing process of a wiring board having a core substrate including an insulating base layer and a plurality of conductor layers penetrating between the front and back surfaces of the insulating base layer and arranged in a matrix at equal intervals. is,
a support substrate;
a release layer formed on at least one surface of the supporting substrate;
a seed layer formed on the release layer;
the insulating base layer made of a resin material containing an inorganic filler formed on the seed layer;
a plurality of the conductor layers penetrating between the front surface and the back surface of the insulating base layer and arranged in a matrix at equal intervals;
An intermediate product characterized by comprising
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021107025A JP2023005240A (en) | 2021-06-28 | 2021-06-28 | Wiring board manufacturing method and intermediate product |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021107025A JP2023005240A (en) | 2021-06-28 | 2021-06-28 | Wiring board manufacturing method and intermediate product |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2023005240A true JP2023005240A (en) | 2023-01-18 |
Family
ID=85108035
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021107025A Pending JP2023005240A (en) | 2021-06-28 | 2021-06-28 | Wiring board manufacturing method and intermediate product |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2023005240A (en) |
-
2021
- 2021-06-28 JP JP2021107025A patent/JP2023005240A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5331958B2 (en) | Wiring board and semiconductor package | |
JP6539992B2 (en) | Printed circuit board, semiconductor device, method of manufacturing wired circuit board, method of manufacturing semiconductor device | |
JP4592751B2 (en) | Method for manufacturing printed wiring board | |
JP4146864B2 (en) | WIRING BOARD AND MANUFACTURING METHOD THEREOF, SEMICONDUCTOR DEVICE AND SEMICONDUCTOR DEVICE MANUFACTURING METHOD | |
JP4980295B2 (en) | Wiring substrate manufacturing method and semiconductor device manufacturing method | |
JP2009194322A (en) | Semiconductor device manufacturing method, semiconductor device and wiring substrate | |
JP2007081157A (en) | Multilevel wiring substrate and its manufacturing method | |
TWI658761B (en) | Circuit board and method for making the same | |
US9706663B2 (en) | Printed wiring board, method for manufacturing the same and semiconductor device | |
JP2016063130A (en) | Printed wiring board and semiconductor package | |
JP2018032657A (en) | Printed wiring board and method for manufacturing printed wiring board | |
JP4890959B2 (en) | WIRING BOARD, MANUFACTURING METHOD THEREOF, AND SEMICONDUCTOR PACKAGE | |
JP2015207580A (en) | Wiring board and manufacturing method of the same | |
JP2017152536A (en) | Printed wiring board and manufacturing method thereof | |
JP2018032660A (en) | Printed wiring board and method for manufacturing the same | |
JP4848752B2 (en) | Printed wiring board having component mounting pins and electronic device using the same | |
US9137896B2 (en) | Wiring substrate | |
JP2015198094A (en) | Interposer, semiconductor device, and method of manufacturing them | |
JP6378616B2 (en) | Printed wiring board with built-in electronic components | |
JP2014063950A (en) | Method of manufacturing wiring board | |
JP2023005240A (en) | Wiring board manufacturing method and intermediate product | |
JP2023005239A (en) | Wiring board, wiring board manufacturing method, and intermediate product | |
JP2002009440A (en) | Composite wiring board | |
JP2018152510A (en) | Printed Wiring Board | |
TWI327367B (en) | Semiconductor substrate structure and method for fabricating the same |