JP3857112B2 - 電子回路形成方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、LSIチップなどの複数の電子部品を、はんだを用いて搭載するための配線基板およびその製造方法、マルチチップモジュールおよびその製造方法並びにマルチチップモジュール実装構造体(半導体装置)に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
配線基板の形成方法では、配線層と電源ライン(グランド)を層間に使い分ける方法は一般的に提示されている。この例として、トリケップス刊マルチチップ実装技術の21頁には、その構成例が記されている。ここに記されている例は、銅/ポリイミド多層配線として紹介されている。また、同293頁には、MCMの例が記されている。ここでも、銅配線層と銅グランド層の記述はある。しかし、それらには、詳細な構造については触れられていない。
【0003】
ところで、銅/ポリイミド多層配線を形成しようとすると、銅とポリイミドの接着強度が低いため、接着力を確保するための金属を形成する必要がある。このため、形成方法としては、接合金属で挟まれた導体をスパッタで成膜し、レジストでパターンを形成し、エッチングで形成する方法(サブトラスト法)が一般的である。この場合、スパッタ膜が高価であることにより、最大膜厚は、5マイクロメータ程度である。
【0004】
他方、膜厚を大きくするためには、スパッタで給電膜を形成し、レジストを用いて配線部分以外の部分を被い、電気めっきを用いて配線を形成する。そして、レジストを剥離し、給電膜を除去することで配線を形成する方法が用いられている(セミアディディブ法)。
【0005】
しかしながら、以上のように、個々の技術は確立されているが、一つの基板の中で、二つの手法が用いられている例は知られていない。
【0006】
また、長尺かつ薄形の回路基板上に電子回路部品を搭載する技術として、TAB(TAPE AUTOMATED BONDING)テープが広く用いられている。TABテープは金属箔と絶縁膜が貼り合わされた材料の金属箔をエッチングで形成している。これらの記述については、日経BP社刊、マイクロエレクトロニクスパッケージハンドブックp334に記載されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術では、配線層の形成方法として、サブトラスト法またはセミアディディブ法の何れか一方の工程が全ての配線層にわたって用いられている。これは、配線の形成方法を同一プロセスとすることで、工程を一元化することが可能であり、コストを下げることが出来るとされているためである。しかし、近年電子機器の性能向上に伴い、配線各層の役割を持たせる必要が出てきた。つまり、グランド層、配線層、はんだが接続される配線層には、それぞれ異なった性能が要求されている。このため、従来の様に、各層とも同一工程で形成した場合、機器の性能を引き出すことが困難になってきた。
【0008】
また、TABテープを用いた従来技術では、エッチングで配線を形成しているため、微細配線を形成することが困難であると共に、多層配線には向いていない。
【0009】
本発明の目的は、上記課題を解決すべく、LSIチップなどの複数の電子部品をはんだを用いて搭載するための、しかも異なった性能が要求されるグランド層、高密度配線層、およびはんだが接続される配線層(バンプ)を有する電気特性の優れた配線基板(モジュール基板)を低コストで実現した電子回路形成方法、配線基板およびその製造方法並びにマルチチップモジュールおよびその製造方法並びにマルチチップモジュール構造体(半導体装置)を提供することにある。
【0010】
また、本発明の他の目的は、異なった性能が要求されるグランド層、高密度配線層、およびはんだが接続される配線層(バンプ)を有する電気特性の優れた配線基板の薄肉化を図った配線基板(モジュール基板)およびその製造方法並びにマルチチップモジュールおよびその製造方法並びにマルチチップモジュール構造体(半導体装置)を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、長尺かつ薄形のステンレス支持体上に電子回路を形成する第1の工程と、該第1の工程で形成された電子回路から前記長尺かつ薄形のステンレス支持体を引き剥がす第2の工程とを有することを特徴とする電子回路形成方法である。
【0012】
また、本発明は、長尺かつ薄形の支持体を移動(ステップバイステップで移動させること、即ち、ステップアンドリピート方式も含む)させて、前記支持体上にはんだ拡散防止膜を電気めっき等で成膜する第1の工程と、該第1の工程で成膜されたはんだ拡散防止膜を有する前記支持体を移動させて、前記はんだ拡散防止膜上に第1の開口群(スルーホール群)を有する第1の絶縁層を形成する第2の工程と、該第2の工程で形成した第1の絶縁層および前記はんだ拡散防止膜を有する前記支持体を移動させて、前記第1の開口群を有する第1の絶縁層に対して第1のバリア層で挟まれた第1の導体層をスパッタ等で成膜し、主としてグランド配線を構成するようにパターンニングする第3の工程と、該第3の工程でパターンニングされた第1の導体層、前記第1の絶縁層および前記はんだ拡散防止膜を有する前記支持体を移動させて、前記第1の導体層上に前記第1の開口群に対応させた第2の開口群(スルーホール群)を有する第2の絶縁層を形成する第4の工程と、該第4の工程で形成した第2の開口群を有する第2の絶縁層、前記第1の導体層、前記第1の絶縁層および前記はんだ拡散防止膜を有する前記支持体を移動させて、前記第2の絶縁層に第2のバリア層を介して給電層をスパッタにより成膜し、前記第2の開口群に対応させた配線の逆レジストパターンを形成する第5の工程と、該第5の工程で形成した配線の逆レジストパターン、前記第2の絶縁層、前記第1の導体層、前記第1の絶縁層および前記はんだ拡散防止膜を有する前記支持体を移動させて、前記配線の逆レジストパターンに対して前記給電膜を使用して電気めっきを施して前記第2の開口群内および前記配線の逆レジストパターン内に導体を埋め込んで第2の導体層を成膜し、前記配線の逆レジストパターンを取り除き、前記給電膜の不要な部分を取り除くことによって主として信号配線を形成し、更に前記第2の導体層に接続させて、最上層に第2のはんだ拡散防止パッド群を形成する第6の工程と、該第6の工程で形成した第2のはんだ拡散防止パッド群および前記第2の導体層、前記第2の絶縁層、前記第1の導体層、前記第1の絶縁層並びに前記はんだ拡散防止膜を有する前記支持体を移動させて、前記第2のはんだ拡散防止パッド群を露出するように保護膜で被覆する第7の工程とを有することを特徴とする配線基板の製造方法である。なお、前記移動させては、ステップバイステップで移動させること、即ち、ステップアンドリピート方式も含むものである。要するに、長尺かつ薄形の支持体を用いることによって、供給ロールから巻取りロールへと長尺かつ薄形の支持体を連続的に移動させて供給できるようにしたことにある。
【0013】
また、本発明は、前記配線基板の製造方法において、更に、前記第1の工程で成膜したはんだ拡散防止膜から前記支持体を剥がす工程を有することを特徴とする。
また、本発明は、前記配線基板の製造方法において、更に、前記第1の工程で成膜したはんだ拡散防止膜から前記支持体を剥がし、該剥がされたはんだ拡散防止膜をパターンニングして第1のはんだ拡散防止パッド群を形成する工程を有することを特徴とする。
また、本発明は、前記配線基板の製造方法において、前記支持体を、ステンレス支持体で構成したことを特徴とする。
また、本発明は、前記配線基板の製造方法の前記第1の工程において、前記第1のはんだ拡散防止膜を、ニッケル膜またはニッケルを主成分とする合金膜で成膜することを特徴とする。これは、長尺かつ薄形のステンレス支持体を第1のはんだ拡散防止膜から容易に剥がし易くするためである。
【0014】
また、本発明は、前記配線基板の製造方法の前記第6の工程において、前記第2のはんだ拡散防止パッド群を、ニッケル膜またはニッケルを主成分とする合金膜で形成することを特徴とする。
また、本発明は、前記配線基板の製造方法の前記第3の工程において、前記第1のバリア層を、クロム膜、チタン膜、チタン/白金膜、タングステン膜またはそれらのいずれか一つを主成分とする合金膜で成膜することを特徴とする。
また、本発明は、前記配線基板の製造方法の前記第5の工程において、前記第2のバリア層を、クロム膜、チタン膜、チタン/白金膜、タングステン膜またはそれらのいずれか一つを主成分とする合金膜で成膜することを特徴とする。
また、本発明は、前記配線基板の製造方法の前記第3の工程において、前記第1の導体層を、銅膜または銅を主成分とする合金膜で成膜することを特徴とする。
また、本発明は、前記配線基板の製造方法の前記第6の工程において、前記第2の導体層を、銅膜または銅を主成分とする合金膜で成膜することを特徴とする。
また、本発明は、前記配線基板の製造方法によって製造されたことを特徴とする配線基板である。
【0015】
また、本発明は、前記配線基板の製造方法において、更に、前記保護膜、前記第2の導体層、前記第2の絶縁層、前記第1の導体層、前記第1の絶縁層および前記はんだ拡散防止膜を有する前記支持体を移動(ステップアンドリピートも含む)させて、複数の電子部品を、前記第7の工程で露出した第2のはんだ拡散防止パッド群にはんだを介して搭載する工程を有することを特徴とするマルチチップモジュールの製造方法である。
また、本発明は、前記配線基板の製造方法において、更に、前記保護膜、前記第2の導体層、前記第2の絶縁層、前記第1の導体層、前記第1の絶縁層および前記はんだ拡散防止膜を有する前記支持体を移動(ステップアンドリピートも含む)させて、複数の電子部品を、前記第7の工程で露出した第2のはんだ拡散防止パッド群にはんだを介して搭載し、前記複数の電子部品を配線基板に対してモールド樹脂で被覆する工程を有することを特徴とするマルチチップモジュールの製造方法である。
【0016】
また、本発明は、前記配線基板の製造方法において、更に、前記保護膜、前記第2の導体層、前記第2の絶縁層、前記第1の導体層、前記第1の絶縁層および前記はんだ拡散防止膜を有する前記支持体を移動させて、複数の電子部品を、前記第7の工程で露出した第2のはんだ拡散防止パッド群にはんだを介して搭載する工程と、前記第1の工程で成膜したはんだ拡散防止膜から前記支持体を剥がし、該剥がされたはんだ拡散防止膜をパターンニングして第1のはんだ拡散防止パッド群を形成する工程とを有することを特徴とするマルチチップモジュールの製造方法である。
【0017】
また、本発明は、前記マルチップモジュールの製造方法によって製造されたことを特徴とするマルチチップモジュールである。
【0018】
以上、本発明により形成した製品は、マルチチップモジュールおよびそれらを基板に搭載した実装構造体である。
【0019】
【発明の実施の形態】
本発明に係る実施の形態について図面を用いて説明する。なお、全ての図において、同一符号は同一部位を示しているため、重複する説明を省いている場合があり、また説明を容易にするため各部の寸法比を実際とは変えてある。
【0020】
まず、本発明に係る配線基板の製造方法の一実施例について図1、図2および図15を用いて説明する。
【0021】
本発明に係る配線基板およびLSIなどの電子部品を実装したマルチチップモジュールの形成設備は、長尺かつ薄形のステンレス支持1を繰り出すと共に巻き取るための金属箔繰り出し軸の保持部(供給ロール200、巻取ロール201)と、長尺かつ薄形のステンレス支持体1上に所定のパターンの絶縁膜3、6を形成するための感光性樹脂組成物膜を供給する樹脂組成物供給装置(樹脂ワニス塗布装置)205、マスクを介して光若しくは電子線等を照射して露光する露光装置210、露光後の上記感光性樹脂組成物膜を現像、洗浄する現像装置220、配線形成方法に応じて設けるレジスト形成装置205、210、220、スパッタ装置219、電気めっき装置202、エッチング装置220、表面改質に用いるアッシャ装置(図示せず)、配線基板上にLSIチップ等を搭載する部品搭載機230、前記搭載したチップを被うためのモールド装置240、並びに、長尺かつ薄形のステンレスを、絶縁層、配線層、および搭載されたチップ部品から成るマルチチップモジュール300から剥がす剥がし機構250の何れかを1工程または、複数工程を連続して製造する設備である。
【0022】
図1(a)に示す工程について説明する。
本発明に係る配線基板を製造するためのベースとなる基板として、図1および図15に示すように、長尺かつ薄形のステンレス支持体1を用いる。このように長尺かつ薄板のステンレス支持体1を用いるのは、ロール200から送り出して巻取ロール201で巻き取ることができるようにして配線基板を製造するための様々な工程において連続的に処理するためである。また、ステンレス支持体1を用いるのは、電気ニッケルめっき膜2と適度に密着し、適度に剥がれ易いためである。次に、その上に、図11に示す方法で、電気ニッケルめっき膜2を形成する。この電気ニッケルめっき膜2は、最終的には、外部基板(図示せず)との接続用端子兼はんだ拡散防止層として用いられる。
【0023】
その形成方法は、図11に示すように、供給ロール200aから巻取ロール201aへ長尺かつ薄形のステンレス支持体1を、移動方向260aのように巻き取りながら(移動して)、電気めっき装置202の電気めっき液204を通して行う。この場合、長尺かつ薄形のステンレス支持体1を連続的に移動させても良い。なお、203は、電気めっき装置202を構成する電極である。ここでの電気めっき液204は、電気ニッケルめっき液である。電気ニッケルめっき2の膜厚は、図6に示すように、厚くなるほど、ステンレス支持体1の反りを増大させる傾向がある。そのため、15μm程度以下の薄い方が良いわけであるが、2μm程度以下の余り薄いとはんだ拡散防止層の役割を果たさなくなる。はんだ拡散防止層の役割を果たし、かつ、図4(a)に示すように、電気ニッケルめっき膜2から長尺かつ薄形のステンレス支持体1を容易にはがすことを両立させる、2μ程度の最低膜厚が必要である。
【0024】
次に、その上に、感光性ポリイミドを用いて絶縁層3を形成し、端子となる部分以外を、マスク等を用いて感光させて硬化させることによって、端子となる部分31、32を除去して開口させる。開口方法については、感光性ポリイミドを用いる方法の他、全面にポリイミドを塗布し、レーザ加工やドライエッチングなどの手法を用いても問題はない。また、絶縁層の材料として、ポリイミド樹脂を用いたが、エポキシなどの樹脂を用いても(即ち、ポリイミド樹脂または、エポキシ樹脂の化学的骨格を有しても)問題ではなく、また、場合によっては、無機系の絶縁層を用いても良い。
【0025】
その形成方法は、図12または図13に示すように、供給ロール200bから巻取ロール201bへ電気ニッケルめっきされた長尺かつ薄形のステンレス支持体1、2を矢印260bで示すように巻き取りながら樹脂ワニス塗布装置205より樹脂ワニス206である感光性ポリイミドを滴下させて塗布する。樹脂ワニスの硬化は、図12に示すように、支持体(基板)1、2の上面からヒータ207で加熱しても良いし、図13に示すように、支持体(基板)1、2の下面からロールヒータ208で加熱しても良い。
【0026】
その後、図14に示すように、樹脂膜3を有する長尺かつ薄形のステンレス支持体1〜3を矢印102cで示すように巻き取りながら(移動して)、紫外光発生装置210で紫外光211を発生させてフォトマスク212を介して上記感光性ポリイミド膜などの樹脂膜3に対して所定の露光パターンを形成する。この場合、フォトマスク212を固定すると、長尺かつ薄形のステンレス支持体1〜3を、ステップアンドリピート方式で移動させる必要が生じることになる。ここで、フォトマスクを用いずに、紫外光をレンズ機構、反射機構を有する描画装置を用いることは、フォトマスクを不要とすることより、なお好ましい。このように、描画する際は、長尺かつ薄形のステンレス支持体1〜3を停止させて位置決めをすることが望ましい。
【0027】
露光後、図15に示すように、供給ロール200dから巻取ロール201へと送り出される露光された樹脂膜3を有する長尺かつ薄形のステンレス支持体(基板)1〜3に対して現像装置215から現像液216を滴下して、絶縁層3から不要な部分31、32を除去する。ここでは、シャワー式現像装置を図示したが、図16のように、現像装置215である現像液217中を潜らせることでも可能である。なお、図示していないが、図15または図16の現像の後に、リンス、洗浄工程が必要である。
【0028】
その後、絶縁層3の樹脂を硬化させるため、加熱する。加熱工程は、図17に示すように、供給ロール200eからロール200eへと送り出される現像された絶縁膜3を有する長尺かつ薄形のステンレス支持体(基板)1〜3の上面からヒータ207で加熱しても良いし、または図18に示すように、上記長尺かつ薄形のステンレス支持体(基板)1〜3の下面からロールヒータ208で加熱しても良い。
【0029】
なお、上記実施例では、樹脂ワニス塗布装置205を有する絶縁膜塗布工程、紫外光発生装置(露光装置)210または描画装置を有する露光工程、現像装置215を有する現像工程および加熱装置207または208を有する硬化工程毎に、供給ロール200b〜200eから巻取ロール201b〜201eへと電気ニッケルめっき膜2を形成した長尺かつ薄形のステンレス支持体(基板)1を搬送するように構成したが、供給ロール200と巻取ロール201との間に、上記4つの絶縁膜塗布工程、上記露光工程、上記現像工程および上記硬化工程の内、適宜に2つ以上若しくは全て4つを並べて設置してもよい。このようにすることによって、それぞれの工程毎に、電気ニッケルめっき膜2を形成した長尺かつ薄形のステンレス支持体(基板)1を巻き取って更に送り出す必要がなく、構成を簡単にすることが可能となる。
【0030】
以上により、電気ニッケルめっき付き長尺かつ薄形のステンレス支持体(基板)1、2上に、図1(d)に示すように、グランド導体層41や信号線(電源線も含む)導体42を電気ニッケルめっき膜2に接続するための開口31、32が形成された第1の絶縁層3が形成されたことになる。
【0031】
次に、図1(b)に示す工程について説明する。即ち、図1(b)に示すように、開口(スルーホール)31、32が形成された第1の絶縁層3上に開口31、32内も含めてスパッタを用いて導体膜4を形成した。ここでは、蒸着や、無電解銅めっき、CVDなども用いることが可能であるが、ポリイミドとの接着強度が強いためスパッタを用いることとした。スパッタの前処理として、電気ニッケルめっき膜2との導体41、42の導通を確保するためにスパッタエッチングを行った。
【0032】
本発明の特徴とする高周波信号対応の主としてグランド層を形成するためのスパッタ膜としての導体膜4は、クロム(75ナノメートル程度)/銅(1〜3マイクロメートル程度)/クロム(50ナノメートル程度)の多層膜で形成した。ここでのクロム膜(バリア膜)4aの機能は、その上下に位置する配線導体としての銅膜(導体層)4bと絶縁層3、6との接着を確保することにあり、その膜厚はそれらの接着を維持する最低限でかまわない。所要膜厚は、スパッタエッチングおよびスパッタの条件、クロムの膜質などによっても変動する。なお、バリア層4aとして、本実施例で使用したクロム膜に代えてチタン膜やチタン/白金膜、タングステンまたはそれらの合金(クロム膜の合金も含む)などでも代替できる。また、導体層4bとして、銅膜または銅を主成分とする合金膜であってもよい。また、導体膜4としては、アルミニウムまたはアルミニウムを主成分とする単体膜で構成してもよい。
【0033】
その形成方法は、図19に示すように、供給ロール200fからロール201fへ図1(a)に示す工程が完了した長尺かつ薄形のステンレス支持体1〜3を移動方向260fに示すように動かし、スパッタ装置219を通し、巻き取りながらスパッタを行って、上記開口31、32が形成された第1の絶縁層3上に、例えばクロム/銅/クロムの多層膜からなる導体膜4を形成する。ここでは、スパッタ装置219は1つしか図示していないが、クロム、銅、クロムと真空装置内で連続して成膜する。スパッタ装置219は、クロムのターゲット191aを有するマグネトロン電極190を備えた真空処理室219aと、銅のターゲット191bを有するマグネトロン電極190を備えた真空処理室219bと、クロムのターゲット191aを有するマグネトロン電極190を備えた真空処理室219cとを並べて構成され、その間ステンレス支持体1〜3が移動(搬送)できるように構成される。それぞれ、真空処理室219では、トンネル状の磁界によってプラズマ化し、Ar等のイオンを上記ターゲットに電界によって衝突させることによって、ターゲット191a、191bの材料がステンレス支持体1〜3の絶縁膜3上に、順次クロム/銅/クロムが成膜されることになる。
【0034】
次に、図1(b)に示すように、レジスト5を用いて、エッチングする部分51を開口させた導体膜4の配線パターンを形成する。レジスト5には、次のエッチング工程でエッチング液に対する耐性を持たせる必要がある。ここで用いたクロムのエッチング液は、過マンガン酸カリウムとメタケイ酸を主成分とするエッチング液を用いたが、このエッチング液は、アルカリ(pH13)かつ酸化性があるため、薬液耐性が高いレジストが求められる。ここでは、ゴム系または、ゴム成分を含有するノボラック系のレジストが好ましい。
【0035】
その形成方法は、図12または図13に示すように、導体膜4が成膜した長尺かつ薄形のステンレス支持体1を供給ロール200bから巻取ロール201bへと移動させながら、樹脂ワニス塗布装置205より樹脂ワニス206であるレジストを滴下させて塗布する。樹脂ワニスの硬化は、図12に示すように、導体膜4の上面からヒータ207で加熱しても良いし、図13に示すように、ステンレス支持体1の下面からロールヒータ208で加熱しても良い。
【0036】
その後、図14に示すように、紫外光発生装置(紫外光露光装置)210で紫外光211を発生させ、フォトマスク212を介して所定の配線パターンを形成する。ここで、フォトマスクを用いずに、紫外光をレンズ機構、反射機構を有する描画装置を用いることは、なお好ましい。
【0037】
露光後に、図15または図16に示すように、現像装置215から現像液216を滴下して、レジスト5の不要な部分51を除去する。ここでは、シャワー式現像装置を図示したが、図16に示すように、現像液217中を潜らせることでも可能である。なお、図示していないが、図15または図16の現像の後に、リンス、洗浄工程が必要である。
【0038】
その後、レジスト5の樹脂を硬化させるため、加熱する。加熱工程は、図17に示すように、供給ロール200eから巻取ロール201eへと送り出される現像されたレジスト膜5を有する長尺かつ薄形のステンレス支持体(基板)1〜4の上面からヒータ207で加熱しても良いし、または図18に示すように、上記長尺かつ薄形のステンレス支持体(基板)1〜4の下面からロールヒータ208で加熱しても良い。
【0039】
なお、上記実施例では、樹脂ワニス塗布装置205を有するレジスト塗布工程、紫外光発生装置210または描画装置を有する露光工程、現像装置215を有する現像工程および加熱装置207または208を有する硬化工程毎に、供給ロール200b〜200eから巻取ロール201b〜201eへと導体膜5を形成した長尺かつ薄形のステンレス支持体(基板)1を搬送するように構成したが、供給ロール200と巻取ロール201との間に、上記4つの絶縁膜塗布工程、上記露光工程、上記現像工程および上記硬化工程の内、適宜に2つ以上若しくは全て4つを並べて設置してもよい。このようにすることによって、それぞれの工程毎に、導体膜4を形成した長尺かつ薄形のステンレス支持体(基板)1〜4を巻き取って更に送り出す必要がなく、構成を簡単にすることが可能となる。
【0040】
次に、図1(c)に示す工程について説明する。即ち、図1(c)には、レジストパターンをマスクとする導体膜4に対するエッチング工程を示す。
なお、導体膜4は、高周波信号対応として、主としてグランドとして使用されることになる。図1(b)で示す工程で形成した導体膜4は、図10に示す様に、クロム膜(バリア層)4a、銅膜(導体層)4bから成る3層構造になっている。そのため、エッチングは、クロム膜(バリア層)4a、銅膜(導体層)4b、クロム膜(バリア層)4aの順に行う必要がある。
【0041】
クロム膜4aのエッチング液には、フェリシアン系、塩酸系等の種類があるが、本実施例では、過マンガン酸カリウムとメタケイ酸を主成分とするエッチング液を用いた。
【0042】
銅膜4bのエッチングには、塩化鉄、アルカリ系エッチング液等の種類があるが、本実施例では硫酸/過酸化水素水を主成分とするエッチング液を用いた。エッチング時間が短いと制御が困難となって実用的観点では不利であるが、あまりに長い時間エッチングを行うと、サイドエッチングが大きくなったりタクトが長くなるという問題も生じるため、エッチング液およびエッチング条件は、適宜実験により求めるのがよい。引き続いて実施するクロム部分4aのエッチングには、前記クロム膜4aのエッチングと同様に行った。
【0043】
また、導体膜4として、アルミニウム単体またはアルミニウム合金単体で成膜した場合には、酢酸、硝酸、燐酸、水からなる酸系のエッチング液を用いた。
【0044】
エッチング方法であるが、図20に示すように、レジスト配線パターン5を形成した長尺かつ薄形のステンレス支持体(基板)1〜5を、供給ロール200gから巻取ロール201gへと送りながら、エッチング処理室220a、220b、220cにおいてエッチング装置192a、192bからエッチング液193a、193bを上記レジスト配線パターン5上に滴下して、開口51に露出した導体膜4の不要な金属部分を除去する。ここでは、エッチング装置192a、192bとしてシャワー式現像装置を図示したが、図21に示すように、エッチング処理装置222a、222b、222cとしてのエッチング液槽195a、195b中を潜らせることでも可能である。なお、図示していないが、図20または図21に示す各々エッチング処理室220a〜220c、222a〜222cにおけるエッチング処理工程の後に、洗浄装置221a、221b、221cによる洗浄工程が必要である。エッチング処理室220aおよび220c内に設置されたエッチング装置192aまたはエッチング処理装置222aおよび222c内に設置されたエッチング液槽195aは、不要なクロム膜(バリア層)4aを除去するためのものである。エッチング処理室220b内に設置されたエッチング装置192bまたはエッチング処理装置222b内に設置されたエッチング液槽195bは、不要な銅膜(導体層)4bを除去するためのものである。
【0045】
このように、供給するロール200gと巻き取るロール201gとの間に、エッチング装置220によるエッチング工程および洗浄装置による洗浄工程を並べて設置することも可能である。また、更に上記レジスト膜5の硬化工程を並べて構成することも可能である。
【0046】
次に、図1(d)に示す工程について説明する。即ち、図1(d)には、主としてグランド層の配線形成に用いたレジスト5を剥離する工程を示す。レジスト5の剥離には、有機アルカリ系、有機溶剤系などの種類があるが、第1絶縁層3並びにグランド配線41および信号配線42にダメージを与えないものであれば、いずれの剥離液を用いても問題ではない。
【0047】
レジスト剥離装置の構成は、図1(c)に示す工程で述べたエッチング装置と同様な装置で可能であり、図20、図21に示すエッチング装置3台ではなく1台について、エッチング液をレジスト剥離液に置き換えたものである。ここでも、レジスト剥離後にリンス、洗浄工程が必要である。ところで、レジスト剥離装置は、上記供給ロール200g、巻取ロール201gとは別のロール間に設けても良い。また、上記供給ロール200gと巻取ロール201gとの間に、エッチング装置192または195によるエッチング工程、洗浄装置221による洗浄工程、レジスト剥離装置によるレジスト剥離工程、および洗浄装置による洗浄工程を並べて設置することも可能である。
【0048】
以上により、電気ニッケルめっき付き長尺かつ薄形のステンレス支持体(基板)1、2の上に形成した第1の絶縁層3上に、高周波信号対応の主としてグランド層としての3層構造の配線41、42をスパッタで形成することが可能となる。このように、導体膜4は、主としてグランド層として用いるため、銅(導体層)4bとしての膜厚がそれほど必要としないため、スパッタ成膜で十分対応することが可能となる。
【0049】
次に、図2(a)に示す工程について説明する。即ち、図2(a)には、配線41、42の上に、図1(a)に示す工程と同様に、感光性ポリイミドを用いて第2の絶縁層6を形成し、端子となる部分61、62を開口させる工程を示す。開口方法については、感光性ポリイミドを用いた他に、全面にポリイミドを塗布し、レーザ加工やドライエッチングなどの手法を用いても問題はない。また、第2の絶縁層6の材料として、ポリイミド樹脂を用いたが、エポキシなどの樹脂を用いても(即ち、ポリイミド樹脂または、エポキシ樹脂の化学的骨格を有しても)問題ではなく、また、場合によっては、無機系の絶縁層を用いても良い。
【0050】
その形成方法は、図12または図13に示すように、供給ロール200bから巻取ロール201bへ、配線41、42が形成された長尺かつ薄形のステンレス支持体1〜4を巻き取りながら、樹脂ワニス塗布装置205より樹脂ワニス206である感光性ポリイミドを滴下させて塗布する。樹脂ワニスの硬化は、図12に示すように、ステンレス支持体(基板)1〜4の上面からヒータ207で加熱しても良いし、図13に示すように、ステンレス支持体(基板)1〜4の下面からロールヒータ208で加熱しても良い。
【0051】
その後、図14に示すように、紫外光発生装置210で紫外光211を発生させ、フォトマスク212を介して所定のパターンを形成する。ここで、フォトマスクを用いずに、紫外光をレンズ機構、反射機構を有する描画装置を用いることは、なお好ましい。露光後に、図15に示すように、現像装置215から現像液216を滴下して、不要な部分の絶縁層61、62を除去する。ここでは、シャワー式現像装置を図示したが、図16のように、現像液217中を潜らせることでも可能である。なお、図示していないが、図15または図16の現像の後に、リンス、洗浄工程が必要である。
【0052】
その後、樹脂を硬化させるため、加熱する。加熱工程は、図17に示すように、ステンレス支持体(基板)1〜4、6の上面からヒータ207で加熱しても良いし、図18に示すように、ステンレス支持体(基板)1〜4、6の下面からロールヒータ208で加熱しても良い。
【0053】
なお、上記実施例では、樹脂ワニス塗布装置205を有する絶縁膜塗布工程、紫外光発生装置210または描画装置を有する露光工程、現像装置215を有する現像工程(洗浄工程も含む)および加熱装置207または208を有する硬化工程毎に、供給ロール200b〜200eから巻取ロール201b〜201eへと配線41、42を形成した長尺かつ薄形のステンレス支持体(基板)1を搬送するように構成したが、供給ロール200と巻取ロール201との間に、上記4つの絶縁膜塗布工程、上記露光工程、上記現像工程および上記硬化工程の内、適宜に2つ以上若しくは全て4つを並べて設置してもよい。このようにすることによって、それぞれの工程毎に、配線41、42を形成した長尺かつ薄形のステンレス支持体(基板)1〜4を巻き取って更に送り出す必要がなく、構成を簡単にすることが可能となる。
【0054】
次に、図2(b)に示す工程について説明する。即ち、図2(b)には、電気めっきを実施するための給電膜7を全面に形成し、その上にレジスト8による配線パターン81、82を形成し、さらに電気めっき装置202を用いて配線(電気銅めっき等)9、10等を形成する工程を示す。
【0055】
ここで、バリア層/給電層からなる給電膜7としては、蒸着や、無電解銅めっき、CVDなども用いることが可能であるが、第2の絶縁層6の材料であるポリイミドとの接着強度が強いためスパッタを用いることとした。スパッタの前処理として、配線41、42との導体の導通を確保するためにスパッタエッチングを行った。
【0056】
上記給電膜7を構成するスパッタ膜としては、バリア層としてのクロム膜(75ナノメートル程度)/給電層としての銅膜(0.5マイクロメートル程度)の多層膜を形成した。ここでのクロム膜(バリア膜)の機能は、その上下に位置する銅膜(給電層)と第2の絶縁層6との接着を確保することにあり、その膜厚はそれらの接着を維持する最低限でかまわない。所要膜厚は、スパッタエッチングおよびスパッタの条件、クロムの膜質などによっても変動する。なお、本実施例でバリア層として使用したクロム膜に代えて、チタン膜やチタン/白金膜、タングステンまたはそれらの合金(クロム膜の合金も含む)などでも代替できる。また、給電層としては、銅膜または銅を主成分とした合金膜で形成してもよい。また、絶縁層と接着力を有する給電膜7の単体としては、アルミニウム膜またはアルミニウムを主成分する合金膜で形成してもよい。
【0057】
一方、銅の膜厚は、後の工程で電気銅めっき膜9、10及び電気ニッケルめっき膜11、12を形成したときに、膜厚分布が生じない最小限度の膜厚が好ましく、めっき前処理として行う酸洗などでの膜減り量も考慮に入れたうえで膜厚分布を誘発しない膜厚を決定する。銅の膜厚を必要以上に厚くした場合、例えば1マイクロメートルを越える銅厚の場合には、スパッタ時間が長くなって生産効率が低下するという問題に加えて、後の工程で実施する給電膜7のエッチング除去の際に長時間エッチングが避けられず、その結果として配線9、10のサイドエッチングが大きくなる。
【0058】
次に、ホトリソグラフィー技術を用い、配線9、10を形成する部分のみが開口した配線の逆パターン81、82を、レジストを用いて形成する。
【0059】
なお、電気銅めっき膜を埋め込んで形成されるグランド配線9は、LSIチップなどの電子部品100に設けられたグランド電極(図示せず)にはんだボール101を介してグランド層(グランド配線)41と接続するための直立状のグランド導体部9aと、該グランド導体部9aにつながるグランドバンプ部9bとで形成される。そして、グランドバンプ部9bの上には、拡散防止膜としての電気ニッケルめっき膜11が形成される。この拡散防止膜は、ニッケルまたはニッケルを含む合金で形成される。
【0060】
電気銅めっき膜を埋め込んで形成される電源配線を含む信号配線10は、LSIチップなどの電子部品100に設けられた信号線配線(図示せず)にはんだボール101を介して信号配線42と接続するための直立状の信号導体部10aと、該信号導体部10aにつながる高密度の信号配線部10bとで形成される。そして、該高密度の信号配線部10bの一部が信号バンプとなり、その上には、拡散防止膜としての電気ニッケルめっき膜12が形成される。この拡散防止膜は、ニッケルまたはニッケルを含む合金で形成される。このように、高密度の信号配線10については、一端(一部分)を後述するはんだボール101と接続するバンプパッドと兼用してもよい。いずれにしても、信号配線10については、電気ニッケルめっき膜2に接続して高密度に配線する必要がある。
【0061】
また、必要に応じて電気銅めっき膜の形成を繰り返すことで、図7に示すように、配線9、10を多層構造にして高密度配線に対応させることも可能である。図7には、信号配線10について示す。特に高密度信号配線を実現する上で、多層構造にする意味がある。ここには、2層目の配線19を示すが、3層以上の以上の配線を形成することも可能である。
【0062】
多層配線とする場合は最表層、つまりはんだボール101と接する配線9、10のみに電気ニッケルめっき膜11,12を形成してもよいし、工程を一元化するため、2層目および3層以上の個々の配線に電気ニッケルめっき膜8を形成しても良い。なお、図7に示す実施例では、配線としては1層で示している。
【0063】
ここでは、特に図示していないが、第1層目の配線41、42の形成手法を用いて第2層目、第3層目の配線を形成することも可能である。
【0064】
界面活性剤による洗浄、水洗、希硫酸による洗浄、水洗を行った後、給電膜7を陰極に接続し、リンを含有する銅板を陽極に接続し、硫酸・硫酸銅めっき液を用いて、開口61、62内およびレジストの配線パターン81、82に電気めっき装置202を用いて電気銅めっきを施して電気銅めっき膜を埋め込む(成長させる)ことによって、配線9、10が形成される。
【0065】
次に、給電膜7を陰極に接続し、ニッケル板を陽極に接続し、少なくともはんだボール101を載せる配線の部分に電気ニッケルめっきを施してはんだ拡散防止膜である電気ニッケルめっき膜11、12が形成される。なお、電気ニッケルめっき膜11、12を形成する前に、界面活性剤による洗浄、水洗、希硫酸による洗浄、水洗を行うと良好な膜質の電気ニッケルめっき膜が得られる場合がある。
【0066】
ところで、配線9、10を形成する領域(特に、信号配線10を這わせる領域)と、上記配線9、10上に、はんだ拡散防止膜としての電気ニッケルめっき膜11、12を形成する領域とが異なる場合には、レジスト膜8を形成する工程を2回繰り返す必要がある。
【0067】
また、銅、ニッケルとも電気めっき装置202を用いて導体を形成する方法を示したが、無電解めっき装置を用いることも可能である。ただし、無電解めっきの方が電気めっきよりも多くのめっき時間が必要となる。また、配線9、10は銅以外に、金または銀を包含するものであってもよく、はんだ拡散防止膜である電気ニッケルめっき膜11、12は、ニッケル合金であってもよい。
【0068】
その形成方法は、図11に示すように、供給ロール200aから巻取ロール201aへ、表面にレジスト配線パターン81、82を形成した長尺かつ薄形のステンレス支持体1〜8を移動方向260aのように巻き取りながら、給電膜7を陰極に接続し、電気めっき液204を通し、めっきする面に対して電極(リンを含有する銅板およびニッケル板を陽極とする)203が設置してある。ここでの電気めっき液204は、電気銅めっき液および電気ニッケルめっき液である。電気銅めっきと電気ニッケルめっきは、連続して成膜することが好ましいが、工程間については、洗浄および必要に応じて前処理が必要である。特に、上記供給ロール200aと上記巻取ロール201bとの間において、めっきする面に対してリンを含有する銅板の陽極203aを設置した電気銅めっき槽204aと、めっきする面に対してニッケル板の陽極203bを設置した電気ニッケルめっき槽204bとを並べて設置し、ステンレス支持体1〜8を移動させることによって、連続して電気銅めっきによる配線9、10およびその上への電気ニッケルめっきによるはんだ拡散防止膜11、12を成膜することができる。なお、それぞれめっき厚が異なるため、めっき時間を適度に制御する必要がある。また、それぞれのめっき電極の長さを適度に設定すればよい。
【0069】
次に、図2(c)に示す工程について説明する。即ち、配線パターン81、82を有するフォトレジスト8を除去し、その後電気めっきの給電膜7の露出した部分をエッチング処理により除去する。電気銅めっき膜9、10および電気ニッケルめっき膜11、12を形成した後に、配線の逆パターンを有するレジスト8を除去し、その後、エッチング処理することで予め成膜した給電膜7の露出した部分を除去する。
【0070】
このレジスト剥離装置の構成は、図1(c)に示した工程で説明したエッチング装置と同様な装置で可能であり、図20または図21の装置の1台について、エッチング液をレジスト剥離液に置き換えたものである。ここでも、レジスト剥離後にリンス、洗浄工程が必要である。
【0071】
その後、エッチング処理をすることで予め成膜した給電膜7の露出した部分を除去する。銅のエッチングには、塩化第二鉄、アルカリ系エッチング液等の種類があるが、本実施例では硫酸/過酸化水素水を主成分とするエッチング液を用いた。10秒以上のエッチング時間がないと制御が困難となって実用的観点では不利であるが、あまりに長い時間エッチングを行うと、サイドエッチングが大きくなったり、タクトが長くなるという問題も生じるため、エッチング液およびエッチング条件は、適宜実験により求めるのがよい。引き続いて実施する給電膜7のクロム膜(バリア層)部分のエッチングには、図1(c)に示す工程と同様に行った。なお、精密なパターンを形成するため、エッチング前には、酸素アッシングを行うとエッチング液による基板濡れ性が向上し、良好にエッチングをすることが可能となる。
【0072】
図20に示すように、エッチング処理室220a〜220c内に設けられたエッチング装置192a、192bからエッチング液193a、193bを滴下して、不要な金属部分を除去する。ここでは、シャワー式現像装置を図示したが、図21に示すように、エッチング液槽195a、195b中を潜らせることでも可能である。なお、図示していないが、図20または図21のエッチングの後に、リンス、洗浄工程が必要である。
【0073】
次に、図2(d)に示す工程について説明する。即ち、感光性ポリイミドを用いてカバーコート(保護膜)13を形成し、端子となる部分を開口させる。開口方法については、感光性ポリイミドを用いて感光させることによって行なったが、全面にポリイミドを塗布し、レーザ加工やドライエッチングなどの手法を用いても問題はない。ここではカバーコート13として感光性ポリイミドを使用したが、感光性ポリイミドの他にもソルダーレジストや印刷用ポリイミドなどの材料を用いてカバーコート13を形成することも可能である。そして、特に図示していないが、このパターンを利用してパッド11、12の最表面に無電解Auめっきを行って酸化防止用のAuめっきを形成した。
【0074】
その形成方法は、図12または図13に示すように、供給ロール200bから巻取ロール201bへ、配線パターン9、11、10、12が形成された長尺かつ薄形のステンレス支持体1〜4、6を巻き取りながら、樹脂ワニス塗布装置205より樹脂ワニス206を滴下させて塗布する。樹脂ワニスの硬化は、図12に示すように、上記ステンレス支持体1〜4、6の上面からヒータ207で加熱しても良いし、図13に示すように、上記ステンレス支持体1〜4、6の下面からロールヒータ208で加熱しても良い。
【0075】
その後、図14に示すように、紫外光発生装置210で紫外光211を発生させ、フォトマスク212を介して所定のパターンを形成する。ここで、フォトマスクを用いずに、紫外光をレンズ機構、反射機構を有する描画装置を用いることは、なお好ましい。露光後に、図15に示すように、現像装置215から現像液216を滴下して、不要な部分の絶縁層を除去する。ここでは、シャワー式現像装置を図示したが、図16に示すように、現像液217中を潜らせることでも可能である。なお、図示していないが、図15または図16の現像の後に、リンス、洗浄工程が必要である。
【0076】
その後、樹脂を硬化させるため、加熱する。加熱工程は、図17に示すように、上記ステンレス支持体15の上面からヒータ207で加熱しても良いし、図18に示すように、上記ステンレス支持体15の下面からロールヒータ208で加熱しても良い。
【0077】
次に、図3(a)に示す工程について説明する。即ち、図22または図23に示すように、LSIチップなどの電子部品100を、図1および図2に示す工程で形成した上記ステンレス支持体15の上に搭載する。電子部品100の搭載方法であるが、Pbフリーなどのはんだボールを電子部品側に形成することが一般的であり、電子部品100のバンプパッド(電極パッド)(図示せず)上にフラックスと共にPbフリーなどのはんだボール101を搭載し、加熱することでバンプパッドにはんだボール101を接続する。
【0078】
しかし、図1および図2に示す工程で形成した上記ステンレス支持体15側に形成することも可能である。即ち、上記ステンレス支持体15のバンプパッド11、12上に所定量のフラックスと電子部品100に接続されたはんだボール101を搭載する。この際、はんだボールはフラックスの粘着力によりバンプパッド11、12上に仮固定される。
【0079】
更に、はんだボール101が搭載された上記ステンレス支持体15または電子部品100をリフロー炉に投入することではんだボールは一旦溶融し、その後再び固体化することで、上記ステンレス支持体15のバンプパッド11、12上に、電子部品100がはんだボール101を介して電気的に接続して搭載される。
【0080】
また、はんだをはんだボール101で供給する以外では、例えば、はんだペーストを電子部品100若しくはステンレス支持体15のバンプパッド11、12上に、印刷機を用いて印刷塗布し、これをリフローすることではんだバンプ形成する方法もある。何れの方法においてもはんだ材料は様々なものを選択することが可能となり、現時点において市場に供給されているはんだ材料の多くが使用できる。この他、はんだ材料は限定されるものの、めっき技術を用いることで、はんだバンプを形成する方法もある。また、金や銅を核としたボールを使用したバンプや導電材料を配合した樹脂を使用して形成したバンプを使用しても良い。
【0081】
先に、図2(b)に示す工程で記述したが、本実施例では、電気ニッケルめっき膜11、12の必要な膜厚を、はんだ拡散による拡散層の厚さとして決定したが、そのはんだ拡散の条件として、はんだの種類やリフロー条件によって異なってくる。はんだボール搭載時のリフロー条件は、ベルト式のリフロー炉を用い、最大温度245℃、230℃以上で30秒保持される時間でリフローを行った。また、はんだボール101は、SnとCuを主成分とし、第三成分として、Bi、Agを添加したPbフリーのものを用いた。この場合、リフロー回数をリペア工程も考慮して、8回とすると、電気ニッケルめっき11、12の必要な膜厚としては、2マイクロメータが最低値であった。
【0082】
その形成方法は、図22または図23に示すように、供給ロール200hから巻取ロール201hへ、長尺かつ薄形のステンレス支持体15を巻き取りながら、部品搭載機230を用いて電子部品100を搭載する。その後、ロールヒータ231またはヒータ232などを用いて部品に接続されたはんだを溶融させて接続する。
【0083】
次に、図3(b)に示す工程について説明する。即ち、図1および図2に示す工程で形成したステンレス支持体15と図3(a)に示す工程で搭載した電子部品100の間に、補強用のアンダーフィル102を注入する。注入後、加熱硬化を行う。ここでは、エポキシ樹脂から成るアンダーフィル102を用い、注入後に200℃で60分加熱硬化させた。なお、部品が小さい場合には、必ずしもアンダーフィルを必要としない。
【0084】
次に、図3(c)に示す工程について説明する。即ち、アンダーフィル102を充てんした後、モールド樹脂103で図1および図2に示す工程で形成したステンレス支持体15とアンダーフィル102を注入した電子部品100を被覆モールドして硬化させた。この被覆モールドは、トランスファモールド法を用いた。モールド樹脂103としては、エポキシ樹脂から成るモールド樹脂を用い、注入後に200℃、3分で成型させ、その後、170℃で8時間2次硬化させた。モールド方法は、トランスファモールドを用いたが、他のモールド方法(例えば印刷モールド)を用いてもよい。
【0085】
その形成方法は、図24に示すように、供給ロール200iから巻取ロール201iへ、LSIチップなどの電子部品100をはんだボール101を用いて搭載実装された長尺かつ薄形のステンレス支持体15を巻き取りながら、モールド装置240においてモールド金型を押し当て、モールド樹脂241を樹脂注ぎ口242から流し込んでカバーコート13上に電子部品100を被覆モールドする。
【0086】
次に、図4(a)に示す工程について説明する。即ち、LSIチップなどの電子部品100をはんだボール101を用いて実装して被覆モールドした状態から、長尺かつ薄形のステンレス支持体1を剥離させた。本発明では、支持体である長尺かつ薄形のステンレス支持体1を取り除くことで、マルチチップモジュール300を薄型化することが可能となったことである。
【0087】
このためには、図1および図2に示す工程中で、長尺かつ薄形のステンレス支持体1と電気ニッケルめっき膜2を剥がさないようにする必要があり、そのために、図8の丸で囲んだ部分の様に、長尺かつ薄形のステンレス支持体1と電気ニッケルめっき膜2、絶縁層3を配置し、絶縁層3が長尺かつ薄形のステンレス支持体1と接着し、電気ニッケルめっき膜2を被うように形成することが好ましい。
【0088】
長尺かつ薄形のステンレス支持体1の剥がし方であるが、図25に示すように、供給ロール200j、巻取ロール201jを小径化することで、長尺かつ薄形のステンレス支持体1は、剥がし機構250を構成する巻取ロール201jに巻き取られ、電気ニッケル膜2と分離することが可能となる。即ち、巻取ロール201jで、長尺かつ薄形のステンレス支持体1をマルチップモジュール300から剥がす剥がし機構250を構成する。
【0089】
次に、図4(b)に示す工程について説明する。この段階では、電気ニッケルめっき膜2でモールドされた部品が繋がっているが、ハンドリング方法によっては、分離しても良い。もちろん、ロール状のままハンドリングしても可能である。
ここでは、ステンレス支持体1を剥がした電気ニッケルめっき膜2の面に、レジストを用いて、電気ニッケルめっき膜2をエッチングするためのレジストパターン16を形成した。
【0090】
次に、図4(c)に示す工程について説明する。即ち、上記レジストパターン16が形成された電気ニッケルめっき膜2に対して、塩化第2鉄を主成分としたエッチング液を用いてエッチングを施して配線9、10に対応する電気ニッケルめっきパッド21、22を形成する。グランドパッド21は、第1の絶縁膜3上に直立状の信号導体部10aとは離間されて張り巡らされたグランド層41に接続された直立状のグランド導体部9aに接続され、信号パッド22は、第2の絶縁層6上に配線される信号配線部10bに接続される直立状の信号導体部10aに接続されることになる。
【0091】
ところで、上記レジストパターン16には、電気ニッケルめっき膜2をエッチングする工程でエッチング液に対する耐性を持たせる必要があるが、本発明で用いた、電気ニッケルめっき膜2のエッチング液は、塩化第2鉄を主成分とした液を用いたため、図1(b)に示す工程でクロム4aのエッチングで用いたレジストのように、高いエッチング耐性を持たせる必要はない。
【0092】
次に、図5(a)に示す工程について説明する。本工程では、電気ニッケルめっき膜2をエッチングするために用いたレジストパターン16を剥離した。レジストパターン16の剥離には、有機アルカリ系、有機溶剤系などの種類があるが、モールド樹脂103、絶縁層3および電気ニッケルめっきパッド21、22等にダメージを与えないものであれば、いずれの剥離液を用いても問題ではない。そして、特に図示していないが、パッド最表面に無電解Auめっきを行って酸化防止用のAuめっき膜を形成した。
なお、支持体15において、支持体であるステンレス支持体1を剥がし、電気ニッケルめっき膜2にパッド21、22を形成したものを15aとする。
【0093】
グランドパッド21は、グランド層41に接続された直立状のグランド導体部9aに接続され、信号パッド22は、信号配線部10bに接続される直立状の信号導体部10aに接続されることになる。なお、信号パッド22に接続される第1の絶縁層3に埋め込まれた信号導体部10aと、第2の絶縁層6に埋め込まれた信号導体部10aとの位置を僅かずらして、その間をグランド層の配線で接続してもよい。すなわち、信号パッド22に接続される第1の絶縁層3に埋め込まれた信号導体部10aと、第2の絶縁層6に埋め込まれる信号導体部10aとが隣接しているならば、その間を薄い導体からなるグランド層の配線で接続しても抵抗上ほとんど問題とならない。
【0094】
次に、図5(b)に示す工程について説明する。即ち、プリント基板などとの接続用のはんだボール110をニッケルパッド21、22上に搭載する。この方法について記述する。ニッケルパッド21、22上にフラックスと共に搭載し、加熱することではんだボール110を接続する。なお、はんだボール110は、ニッケルパッド21、22側に形成することも、搭載基板上に形成することも可能である。この場合、搭載基板上に所定量のフラックスとはんだボール110を搭載する。
【0095】
そして、はんだボール110はフラックスの粘着力によりバンプパッド上に仮固定される。はんだボール110が搭載された搭載基板または図5(a)に示すパッド21、22の上にはんだボール110を搭載したものを、リフロー炉に投入することではんだボールは一旦溶融し、その後再び固体化することではんだボール110が搭載されることになる。はんだをはんだボールで供給する以外には、印刷機を用いてはんだペーストを印刷塗布し、これをリフローすることではんだバンプ形成する方法もある。何れの方法においてもはんだ材料は様々なものを選択することが可能となり、現時点において市場に供給されているPbフリー等のはんだ材料の多くが使用できる。この他、はんだ材料は限定されるものの、めっき技術を用いることで、はんだバンプを形成する方法もある。また、金や銅を核としたボールを使用したバンプや導電材料を配合した樹脂を使用して形成したバンプを使用しても良い。
【0096】
先に、図1(a)に示す工程で記述したが、本実施例では、電気ニッケルめっき膜2の必要膜厚を、はんだ拡散による拡散層の厚さとして決定する必要があり、そのはんだ拡散の条件として、はんだの種類やリフロー条件によって異なってくる。はんだボール搭載時のリフロー条件は、ベルト式のリフロー炉を用い、最大温度245℃、230℃以上で30秒保持される時間でリフローを行った。また、用いたはんだボール110は、SnとCuを主成分とし、第三成分として、Bi、Agを添加したPbフリーのものを用いた。この場合、リフロー回数をリペア工程も考慮して、8回とすると、2マイクロメータが最低値であった。
【0097】
以上により、図9に示す如く、プリント基板等の搭載基板に搭載できるマルチチップモジュールが完成したことになる。図9では、モールド樹脂103の内部を透過させて示している。即ち、マルチチップモジュールは、LSIチップなどの多数の電子部品100がはんだボール101などで電気的に接続されて配列され、その表面がモールド樹脂103で被覆モールドされる支持体15から、支持体である長尺かつ薄形のステンレス支持体1を剥がし、剥がされた電気ニッケルめっき膜2にパッド21、22を形成し、これらのパッド21、22にはんだボール110を搭載することによって得られる。
【0098】
特に、第1の特徴は、支持体として、長尺かつ薄形のステンレス支持体1を用いることによって、ガラス基板等を用いる場合に比較して、プリント基板などの搭載基板とはんだボール110等を用いて接続実装する際のバンプ21、22となるはんだ拡散防止膜としての電気ニッケルめっき膜2と適度に密着し、適度に剥がれやすくすると共に、供給ロール200から巻取ロール201への連続搬送を可能にして図1〜図4に示す様々なプロセス処理を連続的に行なうことが可能となる。
【0099】
第2の特徴は、長尺かつ薄形のステンレス支持体1を用いることによって、供給ロール200fから巻取ロール201fへと連続的に搬送(移動)する状態において、第1の絶縁層3上に、高周波信号対応のグランド層として、バリア層で挟まれた導体膜でスパッタ成膜によって形成し、更に、第2の絶縁膜6上に形成する給電膜7もバリア層で挟まれた導体膜でスパッタ成膜によって形成することにある。更に、長尺かつ薄形のステンレス支持体1を用いることによって、供給ロール200aから巻取ロール201aへと連続的に搬送する状態において、給電膜7を用いて、直立状のグランド導体部9aおよび該グランド導体部9aに接続されるグランドバンプ部9b並びに直立状の信号導体部10aおよび該信号導体部10aに接続される信号配線部10bを、電気銅めっきによって成膜することにある。更に、はんだボール101などを用いて電子部品100と接続する部分については、はんだ拡散防止膜を形成することにある。
【0100】
【発明の効果】
本発明によれば、長尺かつ薄形のステンレス等の支持体を用いてロール状に巻き取ることによって、電子部品を搭載したモジュール基板を効率的に製造することができ、その結果低コストで製造することができる効果を奏する。
【0101】
また、本発明によれば、通常の工程では構造体となる基板(ここでは、長尺かつ薄形のステンレス支持体)を剥離することで、配線基板を薄型化することが可能となる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る配線基板の製造工程の内、第1〜第4番目までの工程を示す図である。
【図2】本発明に係る配線基板の製造工程の内、第5〜第8番目までの工程を示す図である。
【図3】本発明に係る配線基板の製造工程の内、第9〜第11番目までの工程を示す図である。
【図4】本発明に係る配線基板の製造工程の内、第12〜第14番目までの工程を示す図である。
【図5】本発明に係る配線基板の製造工程の内、第15〜第16番目までの工程を示す図である。
【図6】電気ニッケルめっき膜厚と基板の反りとの関係を実験によって求めた結果を示す図である。
【図7】配線を2層とした場合のマルチチップモジュールの一実施例を示す部分断面図である。
【図8】絶縁層の周辺を長尺かつ薄形のステンレス支持体の周辺に電気ニッケルめっき膜を挟んで接着した状態を示す断面図である。
【図9】本発明に係る配線基板を用いたマルチチップモジュールの一実施例を示す斜視図である。
【図10】本発明に係る配線基板において第1の絶縁層上に形成するグランド層の構造を示す断面図である。
【図11】ロール状の長尺かつ薄形のステンレス等の支持体を用いて電気めっき装置により電気めっきする工程を示す図である。
【図12】ロール状の長尺かつ薄形のステンレス等の支持体を用いて樹脂組成物供給装置(樹脂ワニス塗布装置)による樹脂組成物供給工程(樹脂ワニス塗布工程)の第1の実施例を示す図である。
【図13】ロール状の長尺かつ薄形のステンレス等の支持体を用いて樹脂組成物供給装置(樹脂ワニス塗布装置)による樹脂組成物供給工程(樹脂ワニス塗布工程)の第2の実施例を示す図である。
【図14】ロール状の長尺かつ薄形のステンレス等の支持体を用いて露光装置による露光工程を示す図である。
【図15】ロール状の長尺かつ薄形のステンレス等の支持体を用いて現像装置による現像工程の第1の実施例を示す図である。
【図16】ロール状の長尺かつ薄形のステンレス等の支持体を用いて現像装置による現像工程の第2の実施例を示す図である。
【図17】ロール状の長尺かつ薄形のステンレス等の支持体を用いて樹脂硬化工程の第1の実施例を示す図である。
【図18】ロール状の長尺かつ薄形のステンレス等の支持体を用いて樹脂硬化工程の第2の実施例を示す図である。
【図19】ロール状の長尺かつ薄形のステンレス等の支持体を用いて3台のスパッタ装置による3層の金属膜を成膜するスパッタ工程を示す図である。
【図20】ロール状の長尺かつ薄形のステンレス等の支持体を用いて3台のエッチング装置および洗浄装置による3層の金属膜の不要部分を除去するエッチング・洗浄工程の第1の実施例を示す図である。
【図21】ロール状の長尺かつ薄形のステンレス等の支持体を用いて3台のエッチング装置および洗浄装置による3層の金属膜の不要部分を除去するエッチング・洗浄工程の第2の実施例を示す図である。
【図22】ロール状の長尺かつ薄形のステンレス等の支持体を用いて部品搭載機によるチップ部品搭載工程の第1の実施例を示す図である。
【図23】ロール状の長尺かつ薄形のステンレス等の支持体を用いて部品搭載機によるチップ部品搭載工程の第2の実施例を示す図である。
【図24】ロール状の長尺かつ薄形のステンレス等の支持体を用いてモールド装置による樹脂モールド工程を示す図である。
【図25】剥がし機構による長尺かつ薄形のステンレス等の支持体をマルチチップモジュールから剥がす剥離工程を示す図である。
【符号の説明】
1…長尺かつ薄形のステンレス支持体、2…電気ニッケルめっき膜、3…第1の絶縁層、4…導体膜(例えばCr/Cu/Cr膜)、4a…バリア層(クロム膜)、4b…導体層(銅膜)、5…レジスト、6…第2の絶縁層、7…給電膜、8…レジストパターン、9…グランド配線、9a…グランド導体部、9b…グランドパット部、10…信号配線、10a…信号導体部、10b…信号配線部、11、12…はんだ拡散防止膜(ニッケルパッド)、13…カバーコート(保護膜)、15…基板、19…第2層目の信号配線、20…第3の絶縁層、21…ニッケルパッド(グランドパッド)、22…ニッケルパッド(信号パッド)、31、32、61、62…開口(スルーホール)、81、82…配線パターン、100…電子部品、101…はんだボール、102…アンダーフィル、103…モールド樹脂、110…はんだボール、190…マグネトロン電極、191…ターゲット、192…エッチング装置、195…エッチング液槽、200…供給ロール,201…巻取ロール,202…電気めっき装置、203…電極、204…電気めっき液、205…樹脂組成物供給装置(樹脂ワニス塗布装置)、206…樹脂ワニス、207…加熱装置(ヒータ)、208…加熱装置(ロールヒータ)、210…露光装置(紫外線発生装置)、212…フォトマスク、215…現像装置、217…現像液、219…スパッタ装置(真空処理室)、220…エッチング装置(エッチング処理室)、222…エッチング処理装置、230…部品搭載機、240…モールド装置(モールド金型)、250…剥がし機構、300…マルチチップモジュール。
Claims (2)
- 長尺かつ薄形のステンレス支持体上にニッケルを主成分とする薄膜を電気めっきで形成する第1の工程と、
該第1の工程で形成された前記薄膜上に、絶縁層と該絶縁層に形成された開口を通して前記薄膜に接続される配線導体とを有する配線基板を形成する第2の工程と、
該第2の工程で形成された前記配線基板上のパッドにはんだを用いて電子部品を搭載する第3の工程と、
該第3の工程で搭載された電子部品を被覆モールドする第4の工程と、
該第4の工程の後、前記第1乃至第4の工程によって前記被覆モールドされた電子部品を搭載した配線基板が形成された状態の前記薄膜から、前記ステンレス支持体を引き剥がす第5の工程とを有することを特徴とする電子回路形成方法。 - 更に、前記第5の工程で前記ステンレス支持体を前記薄膜から剥がした後、前記薄膜を加工して前記配線基板の前記配線導体に接続されたパッドを形成する第6の工程とを有することを特徴とする請求項1に記載の電子回路形成方法。
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