JP2023074755A - 多層配線基板および多層配線基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】薄膜のガラスコア基板１を用いてい多層配線基板を形成する場合、製造工程におけるガラスコア基板の破損等を防止するために、剥離層２を介していキャリア基板３に貼り付けて多層配線を形成する場合がある。しかし、多層配線形成中のスパッタリングやメッキによる被着物が剥離層２はキャリア基板３の側面に被着すると、キャリア基板の剥離が安定的に行うことができない。【解決手段】このため、本発明の多層配線基板は、キャリア基板の上方に、剥離層を介してガラスコア基板が設けられており、前記キャリア基板の側面は、前記ガラスコア基板の側面と比較して、中心方向に向けて後退している。【選択図】図１４

Description

本発明は、多層配線基板および多層配線基板の製造方法に関する。

近年、電子機器の高機能化および小型化が進む中で、電子機器に搭載される半導体モジュールにも高密度化が要求されている。このため、多層配線や微細配線を形成する製造工程の改善が検討されている。
特に、最近の多層配線基板においては、ガラスコア基板を採用し、その両面に導体層、絶縁樹脂層、導体層を順次積層する構造が多用されている。
しかし、ガラスコア基板の厚みが１００μｍ程度のガラスとなると製造工程で割れが生じやすい。

このため、特許文献１では、貫通孔付きの薄いガラスコア基板を用いる製造工程において、ガラスコア基板の割れを防ぐために、支持体としてキャリア基板を用いている。そして、ガラスコア基板とキャリア基板を接着するために、「離型性」を有する樹脂層を用いている。
具体的には、樹脂層として、紫外線照射によって離型性が発現するアクリル樹脂が提案されている。

そして、このような積層体構造を採用することにより、製造工程中に、貫通孔付きの薄いガラスコア基板にワレや欠陥が発生する危険性を軽減している。

特許第６１７６２５３号公報

しかしながら、特許文献１では、ガラスコア基板と樹脂層の間の面における接着性や離型性については検討されているが、ガラスコア基板と樹脂層、または、キャリア基板の積層体の側面における剥離性については検討されていない。
特に、多層配線基板の形成工程と積層体の側面の状態や、剥離性の関係については何ら検討されていない。そのため、多層配線層が形成されたガラスコア基板からキャリア基板を剥離する際に課題が生じることがある。
そこで、本発明では、ガラスコア基板からキャリア基板を安定的に剥離する技術を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、代表的な本発明の多層配線基板の一つは、キャリア基板の上方に、剥離層を介してガラスコア基板が設けられ、ガラスコア基板の上方に絶縁樹脂シートが載置された多層配線基板であって、
前記ガラスコア基板の側面が前記絶縁樹脂シートの側面に比較して、中心部方向に後退している距離をＢとし、前記前記キャリア基板の側面が前記ガラスコア基板の側面に比較して、中心部方向に後退している距離をＧとし、前記ガラスコア基板の厚さをＴｇとした場合に、Ｂ、Ｇ及びＴｇが以下の式（１）を満たしている。
Ｂ－（Ｔｇ＋Ｇ）＜０・・・・・・・・（１）

本発明によれば、ガラスコア基板からキャリア基板を剥離・除去の工程を安定的に行うための技術を提供することができる。
上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施をするための形態における説明により明らかにされる。

図１は、従来例の多層配線基板を用いたキャリア基板を剥離する製造工程を 説明する図である。 図２は、従来例の多層配線基板を用いたキャリア基板を剥離する製造工程を 説明する図である。 図３は、従来例の多層配線基板を用いたキャリア基板を剥離する製造工程を 説明する図である。 図４は、従来例の多層配線基板を用いたキャリア基板を剥離する製造工程を 説明する図である。 図５は、従来例の多層配線基板を用いたキャリア基板を剥離する製造工程を 説明する図である。 図６は、従来例の多層配線基板を用いたキャリア基板を剥離する製造工程を 説明する図である。 図７は、従来例の多層配線基板を用いたキャリア基板を剥離する製造工程を 説明する図である。 図８は、本発明の多層配線基板を用いたキャリア基板を剥離する製造工程を 説明する図である。 図９は、本発明の多層配線基板を用いたキャリア基板を剥離する製造工程を 説明する図である。 図１０は、本発明の多層配線基板を用いたキャリア基板を剥離する製造工 程を説明する図である。 図１１は、本発明の多層配線基板を用いたキャリア基板を剥離する製造工 程を説明する図である。 図１２は、本発明の多層配線基板を用いたキャリア基板を剥離する製造工 程を説明する図である。 図１３は、本発明の多層配線基板を用いたキャリア基板を剥離する製造工 程を説明する図である。 図１４は、第２の実施形態を説明するための多層配線基板の断面図である 。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではない。また、図面の記載において、同一部分には同一の符号を付して示している。
図面において示す各構成要素の位置、大きさ、形状、範囲などは、発明の理解を容易にするため、実際の位置、大きさ、形状、範囲などを表していない場合がある。このため、本発明は、必ずしも、図面に開示された位置、大きさ、形状、範囲などに限定されない。

なお、本開示において、「面」とは、板状部材の面のみならず、板状部材に含まれる層について、板状部材の面と略平行な層の界面も指すことがある。また、「上面」、「下面」とは、板状部材や板状部材に含まれる層を図示した場合の、図面上の上方又は下方に示される面を意味する。なお、「上面」、「下面」については、「第１面」、「第２面」と称することもある。

また、「側面」とは、板状部材や板状部材に含まれる層における面や層の厚みの部分を意味する。さらに、面の一部及び側面を合わせて「端部」ということがある。
また、「上方」とは、板状部材又は層を水平に載置した場合の垂直上方の方向を意味する。さらに、「上方」及びこれと反対の「下方」については、これらを「Ｚ軸プラス方向」、「Ｚ軸マイナス方向」ということがあり、水平方向については、「Ｘ軸方向」、「Ｙ軸方向」ということがある。

また、「平面形状」、「平面視」とは、上方から面又は層を視認した場合の形状を意味する。さらに、「断面形状」、「断面視」とは、板状部材又は層を特定の方向で切断した場合の水平方向から視認した場合の形状を意味する。
さらに、「中心部」とは、面又は層の周辺部ではない中心部を意味する。そして、「中心方向」とは、面又は層の周辺部から面又は層の平面形状における中心に向かう方向を意味する。

＜従来例＞
まず、図１から図７を参照して、従来例の課題について説明する。
図１は、従来例によるキャリア基板の貼り付けを説明する図である。
なお、本開示において「キャリア工法」とは、支持体であるキャリア基板上にガラスコア基板を貼り付け、当該ガラスコア基板に貫通孔や多層配線を形成し、その後にキャリア基板を剥離する工程を有する多層配線基板の製造方法を意味する。

（ガラスコア基板１）
図１は、キャリア基板３の上方のガラスコア基板１に貫通孔５が形成された断面図である。
図１おいて、ガラスコア基板１は厚さ１００μｍ程度の無アルカリガラスであり、貫通孔５を有している。また、ガラスコア基板１は、剥離層２を介して、支持体であるキャリア基板３に接着されている。
そして、次の工程に進むにあたり、ガラスコア基板１は、超音波洗浄などで表面の汚染物が除去される。
なお、本開示の図面においては、ガラスコア基板１には、貫通孔５が１つのみ記載されているが、これは多層配線基板の構造を解りやすく示すために便宜的に１つの貫通孔のみを記載したものであり、本発明の対象となるガラスコア基板１に形成されている貫通孔が１つのみであることを示すものではない。通常、１つのガラスコア基板は、複数のインターポーザが作成され、それにともない、多数の貫通孔が形成されている。

（シード層の形成）
次に、図２を参照して、シード層４の形成工程について説明する。
図２は、ガラスコア基板１の上面である第１面（キャリア基板３と接着された面とは反対の面）にスパッタ法などにより、シード層４となる金属膜を（１０ｎｍ以上、１０００ｎｍ以下の範囲で）形成した断面図である。
金属膜の材料は、例えば、Ｔｉ、Ｃｕ、無電解Ｎｉ等であり、これらから選択された少なくとも１層以上の金属層が貫通孔の側面に形成される。

次に、シード層４となる金属膜の上面にフォトレジスト６のパターンが形成される。例えば、昭和電工マテリアルズ社製のドライフォトレジスト（ＲＤ１２２５）を用いて、第１面側にラミネートプレス処理を施し、所望のパターンを描画後、現像することにより、シード層を所望のパターンに露出させることができる。

（第１配線の形成）
次に、図４を参照して、第１配線８の形成について説明する。シード層４に給電し、２μｍ以上、１５μｍ以下の厚さで電解銅めっきを行う。めっき後に不要となったドライフィルムレジストを溶解剥離し、シード層４をエッチング除去することによって第１配線８を形成することができる。

（層間絶縁層の形成）
次に、図５を参照して、層間絶縁層の形成について説明する。図５は、図４に続いて、シード層４をエッチング除去した後、ガラスコア基板及び第１配線の上面に層間絶縁層となる絶縁樹脂７のシートを形成した断面図である。
層間絶縁層としては、真空ラミネート、真空プレス、ロールラミネート法などで形成可能なシート状の絶縁樹脂を用いることができる。特に、誘電損失を低く抑えるため、ＳｉＯ_２等の無機材料の含有率を増加させた積層フィルムのシートを用いることが好適である。また、無機材料の含有率が高い場合には、溶融した場合でも樹脂の流動性が低いことから、この点でも無機材料の含有率を増加させた積層フィルムのシートは好適である。
具体的には、例えば、味の素ファインテクノ社製の絶縁樹脂（ＡＢＦ－ＧＸＴ３１、３２．５μｍ厚）をラミネートし、絶縁樹脂７の中に第１配線８が確実に埋没するように処理するのが好適である。この場合、ラミネート処理は真空プレスラミネート装置を用いて行い、１００℃の加熱と２０ｋｇｆ／ｃｍ^２の１ｓｔプレス、１００℃の加熱と１２ｋｇｆ／ｃｍ^２の２ｎｄプレスをすることが望ましい。

そして、ガラスコア基板１の上面に隙間なく層間絶縁層を形成するため、層間絶縁層の材料となる絶縁樹脂７のシートは、図５に示すように、ガラスコア基板１よりも大面積に載置することとなる。このため、ガラスコア基板１の側面よりも外側に絶縁樹脂７がはみ出して載置されることとなる。そうすると、絶縁樹脂７に対してラミネートプレス処理を行った場合に、ガラスコア基板１の側面から外側にはみ出していた絶縁樹脂７は、図６に示すようにガラスコア基板１の側面や剥離層２の側面、及び、キャリア基板３の側面にまで被着されることとなる。

次の工程では、図７に示すように、絶縁樹脂７の上面に第２剥離層９を介して第２キャリア基板１０を形成する。
第２キャリア基板を接着するのは、キャリア基板３の剥離後にガラスコア基板１の取扱いを容易にするためである。

次の工程としては、キャリア基板３をガラスコア基板１から剥離層２を活用して剥離する工程を行うこととなる。
キャリア基板３の剥離工程は、剥離層２の粘着剤層をレーザー照射や加熱を行うことにより粘着力を低下させる方法、また、物理的な力をかける方法を用いることができる。
しかし、図７に示すように、従来例においては、絶縁樹脂７が配線基板の側面に付着し、キャリア基板３の剥離が安定的に実施できないことがある。

＜第１の実施形態＞
次に、図８から図１３を参照して、本発明の第１の実施形態について説明する。
第１の実施形態は、ガラスコア基板１の面積が粘着材付きキャリア基板３の面積に対して大きい点で、従来例と異なる。
図８から図１３は、ガラスコア基板１の面積が粘着材付きキャリア基板３の面積に対して大きい構成を採用した場合の多層配線基板を製造した場合の工程における断面図である。以下の説明において、上述の従来例と同一又は同等の構成要素については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。

第１の実施形態においては、図１２に示す絶縁樹脂７のシートがガラスコア基板１及び第１配線の上面にラミネート（仮付け）された状態において、キャリア基板３がガラスコア基板より面積が小さい。つまり、ガラスコア基板１とキャリア基板３の側面において、キャリア基板３の側面がガラスコア基板１の側面に比較して、中心方向に十分後退していれば、絶縁樹脂７が真空プレスラミネートされた後であっても、絶縁樹脂７がキャリア基板３や剥離層２の側面に被着せずに形成することができる。
その結果、図１３に示した多層配線基板の剥離工程において、キャリア基板や剥離層の側面に絶縁樹脂７が被着していないため、ガラスコア基板からキャリア基板３を剥離・除去する工程を安定的に行うことができる。

＜第２の実施形態＞
次に、図１４を参照して、第２の実施形態について説明する。
第２の実施形態は、第１の実施形態における、キャリア基板３の側面がガラスコア基板１の側面に比較して、中心部方向に後退している距離を、絶縁樹脂７のシートがガラスコア基板１の側面よりも外側にはみ出している距離及びガラスコア基板の厚さとの関係で規定している点で異なる。また、以下の説明において、上述の従来例と同一又は同等の構成要素については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。
第２の実施形態においては、図１４にも図示するように、キャリア基板３の側面がガラスコア基板１の側面に比較して、中心部方向に後退している距離をＧとしている。また、この場合の絶縁樹脂７のシートがガラスコア基板１の側面よりも外側にはみ出している距離をＢとし、ガラスコア基板１の厚さをＴｇとしている。
なお、Ｇは、キャリア基板の側面がガラスコア基板の側面に比較して、中心部方向に後退している距離のうちの最短距離を意味するものとする。また、Ｂは、絶縁樹脂７のシートがガラスコア基板１の側面よりも外側にはみ出している距離のうちの最短距離を意味するものとする。
第２の実施形態においては、Ｇ、ＢとＴｇの関係が以下の式（１）を満たすものである。
Ｂ－（Ｔｇ＋Ｇ）＜０・・・・・・・・（１）
上記式（１）を満たすこととすれば、絶縁樹脂７がラミネートプレス加工による回り込みによってキャリア基板や剥離層の側面に被着せずに、多層配線基板を形成することができる。

＜第３の実施形態＞
次に、第３の実施形態について説明する。第３の実施形態は、第２の実施形態における、絶縁樹脂７のシートがガラスコア基板１の側面よりも外側にはみ出している距離Ｂを、絶縁樹脂７のシートの面積とガラスコア基板１の面積比率との関係で規定している点で異なる。
つまり、絶縁樹脂７のシートと前記ガラスコア基板を略相似形とし、それぞれの面の中心点を重ねて積層した場合に、絶縁樹脂７のシートの面積は、ガラスコア基板１の面積より大きく定めて、ガラスコア基板の側面が絶縁樹脂７のシートの側面に比較して、中心部方向に後退している距離を制御することができる。
第３の実施形態においては、ガラスコア基板１の面積を絶縁樹脂７のシートの面積の９９％以下としている。
このように、絶縁樹脂７のシートとガラスコア基板１のそれぞれの面の中心点を重ねて積層した場合の面積比を設定すれば、絶縁樹脂７がラミネートプレス処理後の回り込みによってキャリア基板や剥離層の側面に被着せずに形成することができる。

＜第４の実施形態＞
次に、第４の実施形態について説明する。第４の実施形態は、第３の実施形態における、キャリア基板３の側面がガラスコア基板１の側面に比較して、中心部方向に後退している距離Ｇを、０．７ｍｍ以上と規定し、かつ、絶縁樹脂７のシートがガラスコア基板１の側面よりも外側にはみ出している距離Ｂを１０ｍｍ以下としている点で異なる。
キャリア基板の側面がガラスコア基板の側面の距離Ｇと絶縁樹脂７のシートがガラスコア基板１の側面よりも外側にはみ出している距離Ｂを絶対値で定めることによっても、絶縁樹脂７がプレスラミネート加工による回り込みによってキャリア基板や剥離層の側面に被着せずに形成することができる。

＜実施例＞
以下に表１を参照して、本発明の実施形態による実施例と比較例について説明する。

表１に示した実施例及び比較例は、キャリア基板３の側面がガラスコア基板１の側面に比較して、中心部方向に後退している距離及び絶縁樹脂７のシートがガラスコア基板１の側面よりも外側にはみ出す距離を様々に変化させ、ラミネートプレス処理により絶縁樹脂７を被着させた後、それぞれの場合の剥離の安定性について評価したものである。
前提としている、絶縁樹脂７のシートの組成、ラミネートプレスの処理条件は、以下のとおりである。
（絶縁樹脂シートの形成条件）
装置：真空ラミネータ装置ＣＶＰ－６０（ニッコー・マテリアルズ株式会社製）
１ｓｔプレス 真空時間 １２０ｓｅｃ
プレス圧 ２０ｋｇｆ／ｃｍ^２
プレス時間 １２０ｓｅｃ
温 度 １００℃
２ｎｄプレス 真空なし
プレス圧 １２ｋｇｆ／ｃｍ^２
プレス時間 １２０ｓｅｃ
温 度 １００℃

上記の表１からも明らかなように、第２の実施形態における式（１）を満たす場合や第３の実施形態におけるガラスコア基板１の面積を絶縁樹脂７のシートの面積の９９％以下とし、面積比率が１％以上の場合には、剥離の安定性について良好な結果を得ることができることが判る。
また、第４の実施形態においても、キャリア基板の側面がガラスコア基板の側面に比較して、中心部方向に後退している距離Ｇを０．７２ｍｍ以上と規定し、かつ、絶縁樹脂７のシートがガラスコア基板１の側面よりも外側にはみ出している距離Ｂを１０ｍｍ以下としていることにより、剥離の安定性について良好な結果を得ることができることも判る。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
例えば、第１の実施形態乃至第４の実施形態においては、ガラスコア基板１の上方に設ける絶縁樹脂７の回り込みによるキャリア基板３の剥離の課題を前提として説明した。
しかし、本発明は、これに限定されず、ガラスコア基板１の上方に第２キャリア基板１０が設置され、ガラスコア基板１の下方に第２の絶縁樹脂が形成される場合にも適用できる。本発明を第２の絶縁樹脂と第２キャリア基板とに適用すれば、第２キャリア基板を安定的に剥離することも可能である。

１：ガラスコア基板
２：剥離層
３：キャリア基板
４：シード層
５：貫通孔
６：フォトレジスト
７：絶縁樹脂
８：第１配線
９：第２剥離層
１０：第２キャリア基板

Claims (4)

1. キャリア基板の上方に、剥離層を介してガラスコア基板が設けられ、前記ガラスコア基板の上方に絶縁樹脂のシートが設けられた多層配線基板であって、
   前記キャリア基板の側面が前記ガラスコア基板の側面に比較して、中心部方向に後退している距離をＧとし、前記絶縁樹脂のシートが前記ガラスコア基板の側面よりも外側にはみ出している距離をＢとし、前記ガラスコア基板の厚さをＴｇとした場合に、Ｇ、Ｂ及びＴｇが以下の式（１）を満たす
   ことを特徴とする多層配線基板。
   Ｂ－（Ｔｇ＋Ｇ）＜０・・・・・・・・（１）
2. 請求項１に記載の多層配線基板において、
   前記絶縁樹脂のシートと前記ガラスコア基板は略相似形であり、それぞれの面の中心点を重ねて積層されており、前記キャリア基板の面積は、前記絶縁樹脂のシートの面積の９９％以下である
   ことを特徴とする多層配線基板。
3. 請求項１に記載の多層配線基板において、
   前記キャリア基板の側面が前記ガラスコア基板の側面に比較して、中心部方向に後退している距離が、０．７ｍｍ以上であり、前記絶縁樹脂のシートが前記ガラスコア基板の側面よりも外側にはみ出している距離が１０ｍｍ以下である
   ことを特徴とする多層配線基板。
4. キャリア基板の上方に、剥離層を介してガラスコア基板が設けられており、前記ガラスコア基板の上方に絶縁樹脂のシートが設けられており、前記絶縁樹脂のシートの上方に第２剥離層及び第２キャリア基板を設けた後に、前記キャリア基板を剥離する多層配線基板の製造方法において、
   前記キャリア基板の側面が前記ガラスコア基板の側面に比較して、中心部方向に後退している距離をＧとし、前記絶縁樹脂のシートが前記ガラスコア基板の側面よりも外側にはみ出している距離をＢとし、前記ガラスコア基板の厚さをＴｇとした場合に、Ｇ、Ｂ及びＴｇが以下の式（１）を満たすように、前記キャリア基板、前記ガラスコア基板及び前記絶縁樹脂のシートを形成する第１の工程、
   Ｂ－（Ｔｇ＋Ｇ）＜０・・・・・・・・（１）
   前記第１の工程の後に、前記絶縁樹脂のシートにラミネートプレス処理を施して、前記絶縁樹脂を固定する第２の工程、
   前記第２の工程の後に、前記キャリア基板を前記ガラスコア基板から剥離する第３の工程
   を有する多層配線基板の製造方法。

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