JP4002117B2

JP4002117B2 - 多層基板及びその製造方法

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Publication number: JP4002117B2
Application number: JP2002045009A
Authority: JP
Inventors: 俊哉樋上; 宏文大島
Original assignee: THE FURUKAW ELECTRIC CO., LTD.
Current assignee: THE FURUKAW ELECTRIC CO., LTD.
Priority date: 2002-02-21
Filing date: 2002-02-21
Publication date: 2007-10-31
Anticipated expiration: 2022-02-21
Also published as: JP2003243573A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多層基板及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
スタックドＣＳＰやビルドアップ基板などの多層基板では、例えば、ビアホールを埋め込んだ導電性ペーストによって層間接続が為される。しかしながら、導電性ペーストは接続抵抗が高く信頼性が低いという問題がある。このような問題に対しては、例えば、特開２０００−２９４９３３号公報などに記載の方法が有効である。
【０００３】
図６（ａ）〜（ｃ）は、従来の多層基板の製造方法を概略的に示す断面図である。なお、図６（ａ）〜（ｃ）において、１１ａ，１１ｂは絶縁樹脂層を示し、１２ａ〜１２ｃは導体回路パターンを示し、１３ａ，１３ｂはスタッドを示し、１４は半田層を示し、１５は接着剤層を示している。
【０００４】
図６（ａ）〜（ｃ）に示す方法では、まず、図６（ａ）に示す上部構造３と図６（ｂ）に示す下部構造２とを形成する。なお、スタッド１３ｂは銅をメッキすることにより形成する。次いで、下部構造２と上部構造３とを半田層１４が導体回路パターン１２ａ上に位置するように重ね合わせ、その状態で加熱プレスする。これにより、下部構造２と上部構造３とが一体化されるとともに、導体回路パターン１２ａ，１２ｂがスタッド１３ｂ及び半田層１４を介して電気的に接続される。以上のようにして、図６（ｃ）に示す多層基板１を得る。
【０００５】
上述した方法では、絶縁樹脂層１１ｂに設けたビアホールを銅で埋め込んでいるため、接続抵抗を低減することができる。しかしながら、銅は高融点であり且つ硬質であるため、スタッド１３ｂの高さにばらつきを生じた場合に接合不良を生じ易い。
【０００６】
このような接続不良は、例えば、スタッド１３ｂの材料として銅の代わりにＳｎＡｇなどの比較的軟らかい金属材料を使用することにより回避可能である。しかしながら、この場合、多層基板１に半導体チップを実装するとともに多層基板１の二次実装端子部にＳｎＡｇはんだバンプを形成して半導体パッケージとし、このパッケージをマザーボード上に実装する際に以下の問題を生ずることとなる。
【０００７】
すなわち、パッケージをマザーボード上に実装する過程で二次実装端子部のＳｎＡｇはんだバンプが溶融する条件下ではんだ付けを行うと、リフロー中にビアホールを埋め込んだＳｎＡｇも溶融して体積膨張する。その結果、絶縁樹脂層１１ｂのビアホール周辺部にクラックが発生したり、或るビアホールを埋め込んだＳｎＡｇが溶融して隣接するビアホールを埋め込んだＳｎＡｇと接触して電気的短絡を引き起こすことがある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記事情を考慮してなされたものであり、製造過程で接合不良を生じ難く且つ二次実装の際に不具合を生じ難い多層基板及びその製造方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、第１絶縁層と、前記第１絶縁層上に積層され且つ貫通孔が設けられた第２絶縁層と、前記第１絶縁層と前記第２絶縁層との間に介在した第１導体回路パターンと、前記第２絶縁層の前記第１導体回路パターンに対向した面の裏面に設けられた第２導体回路パターンと、前記貫通孔を埋め込んだ接続用導体と、前記接続用導体と前記第１導体回路パターンとの間に介在し且つ前記接続用導体よりも低融点の接合用導体であって、前記接続用導体との境界のそれぞれは前記第２絶縁層の前記第２導体回路パターンが設けられた面の裏面よりも前記第２導体回路パターン側に位置している接合用導体と、前記貫通孔の側壁と前記接合用導体との間に介在した樹脂層とを具備したことを特徴とする多層基板を提供する。
【００１０】
また、本発明は、第１絶縁層と前記第１絶縁層上に設けられた第１導体回路パターンとを備えた下部構造を形成する工程と、貫通孔が設けられた第２絶縁層と、前記第２絶縁層の一方の主面上に設けられ且つ前記貫通孔の一方の開口を塞いだ第２導体回路パターンと、前記貫通孔を埋め込んだ接続用導体と、前記接続用導体の前記第２導体回路パターンに対向した面の裏面に設けられ且つ前記接続用導体よりも低融点の接合用導体とを備えた上部構造を形成する工程と、前記下部構造と前記上部構造とを前記上部構造の前記第２導体回路パターンが設けられた面の裏面が前記第１導体回路パターンに対向するように貼り合わせて前記接続用導体及び前記接合用導体を介して前記第１導体回路パターンと前記第２導体回路パターンとを電気的に接続する工程とを含み、前記上部構造を、前記接続用導体と前記接合用導体との境界のそれぞれが、前記第２絶縁層の前記第２導体回路パターンが設けられた面の裏面よりも前記第２導体回路パターン側に位置するように形成すると共に、前記上部構造として、前記貫通孔の側壁と前記接合用導体との間に介在した樹脂層をさらに備え且つ前記接合用導体のうち前記第２絶縁層から突出した部分の径が前記貫通孔の径と比較してより小さいものを形成することを特徴とする多層基板の製造方法を提供する。
【００１１】
さらに、本発明は、第１絶縁層と、前記第１絶縁層上に設けられた第１導体回路パターンと、前記第１導体回路パターン上に設けられた接合用導体とを備えた下部構造を形成する工程と、貫通孔が設けられた第２絶縁層と、前記第２絶縁層の一方の主面上に設けられ且つ前記貫通孔の一方の開口を塞いだ第２導体回路パターンと、前記貫通孔を埋め込み且つ前記接合用導体よりも高融点の接続用導体とを備えた上部構造を形成する工程と、前記下部構造と前記上部構造とを前記接続用導体と前記接合用導体とが接合されるように貼り合わせて前記接続用導体及び前記接合用導体を介して前記第１導体回路パターンと前記第２導体回路パターンとを電気的に接続する工程とを含み、前記上部構造を、前記接続用導体の前記接合用導体と接合される面のそれぞれが、前記第２絶縁層の前記第２導体回路パターンが設けられた面の裏面よりも前記第２導体回路パターン側に位置するように形成すると共に、前記上部構造として、前記貫通孔の側壁と前記接合用導体との間に介在した樹脂層をさらに備え且つ前記接合用導体のうち前記第２絶縁層から突出した部分の径が前記貫通孔の径と比較してより小さいものを形成することを特徴とする多層基板の製造方法を提供する。
【００１３】
本発明において、接続用導体は、例えば、銅を含有することができる。また、接合用導体は、例えば、錫または錫系合金を含有することができる。
【００１４】
本発明に係る多層基板は、第１絶縁層の第１導体回路パターンが設けられた面の裏面側に第１導体回路パターンに電気的に接続された二次実装用導体をさらに備えていてもよい。
【００１５】
本発明において、接合用導体は少なくとも部分的に第２絶縁層に設けた貫通孔の径よりも小さな径に形成してもよい。なお、ここで言う「第２絶縁層に設けた貫通孔の径」は、第２絶縁層に設けた貫通孔の２つの開口のうち、第２絶縁層の第２導体回路パターンが設けられた面の裏面側に位置したものの径を意味する。
【００１６】
本発明において、接続用導体及び接合用導体は、例えば、メッキ法により形成することができる。
【００１７】
本発明の方法において、絶縁層への貫通孔の形成は、例えば、炭酸ガスレーザのようなレーザ等を用いて行うことができる。
【００１８】
本発明において、導体回路パターンは、例えば、銅などの金属材料を含有することができる。すなわち、導体回路パターンとして、例えば、銅箔パターンなどを使用することができる。
【００１９】
本発明において、絶縁層は、例えば、ポリイミドなどのような樹脂を含有することができる。この絶縁層は、単層構造であってもよく、或いは、多層構造であってもよい。例えば、絶縁層として、ポリイミド層、ポリイミド層とＢステージ状態のエポキシ層との積層体のような接着剤層を有する高分子フィルム、ガラスクロスにエポキシ樹脂を含浸させてこれをＢステージ状態としたプリプレグのような複合材料、ヒートシール性を有する材料などを使用することができる。
【００２０】
本発明において、多層基板を構成する層の数は二層以上であれば特に制限はなく、三層以上であってもよい。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第１の実施形態に係る多層基板の製造プロセスを概略的に示す断面図である。まず、製造プロセスについて説明するのに先立ち、図１（ｃ）に示す多層基板について説明する。
【００２２】
図１（ｃ）に示す多層基板１は、３つの導体回路パターン１２ａ〜１２ｃを積層した構造を有している。導体回路パターン１２ａ，１２ｂ間には絶縁樹脂層１１ｂが介在しており、導体回路パターン１２ａ，１２ｃ間には絶縁樹脂層１１ａが介在している。絶縁樹脂層１１ａ，１１ｂにはそれぞれ貫通孔が設けられており、これら貫通孔はスタッド１３ａ，１３ｂによって埋め込まれている。導体回路パターン１２ａとスタッド１３ｂとの間には金属層１４が介在しており、これらスタッド１３ｂと金属層１４によって導体回路パターン１２ａ，１２ｂ間の電気的接続が実現されている。また、導体回路パターン１２ａ，１２ｃ間の電気的接続はスタッド１３ａによって実現されている。なお、図１（ｃ）では、絶縁樹脂層１１ａ，１１ｂ間には介在した接着剤層は省略している。本実施形態では、以上のように構成される多層基板１を以下に説明するように製造する。
【００２３】
まず、図１（ａ）に示す上部構造３を形成する。上部構造３は、貫通孔が設けられた絶縁樹脂層１１ｂと、絶縁樹脂層１１ｂの一方の主面上に設けられ絶縁樹脂層１１ｂの貫通孔の一方の開口を塞いだ導体回路パターン１２ｂと、絶縁樹脂層１１ｂの貫通孔を埋め込んだスタッド１３ｂと、スタッド１３ｂ上に設けられた金属層１４とを有している。本実施形態では、スタッド１３ｂと金属層１４との境界の全てを、絶縁樹脂層１１ｂの導体回路パターン１２ｂが設けられた面の裏面と同一面内に或いはそれよりも導体回路パターン１２ｂ側に位置させる。また、スタッド１３ｂには金属層１４よりも高融点の材料を使用する。
【００２４】
上部構造３の形成方法に特に制限はなく、例えば、以下の方法を利用することができる。
まず、銅のような金属材料などからなる導体層の一方の主面にポリイミドなどからなる絶縁樹脂層１１ｂを有する材料を準備する。次に、絶縁樹脂層１１ｂの所定の位置に、導体層に達する貫通孔を炭酸ガスレーザなどのレーザを用いて形成する。
【００２５】
次いで、導体層の貫通孔内に露出した面に銅のような金属材料をメッキしてスタッド１３ｂを形成する。このメッキ処理は、それらスタッド１３ｂのいずれかの表面が絶縁樹脂層１１ｂの導体回路パターン１２ｂが設けられた面の裏面の位置まで到達した時点で或いはそれよりも前の適当な時点で終了する。
【００２６】
続いて、スタッド１３ｂ上に、半田のような金属材料をメッキして金属層１４を形成する。このメッキ処理は、それら金属層１４の全てが、絶縁樹脂層１１ｂの導体回路パターン１２ｂが設けられた面の裏面から所定の高さまで突出した時点で終了する。
【００２７】
さらに、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を利用して導体層をパターニングすることにより、導体回路パターン１２ｂを形成する。以上のようにして、図１（ａ）に示す上部構造３を得る。
【００２８】
例えば、上述した方法で上部構造３を形成する一方で、図１（ｂ）に示す下部構造２を形成する。下部構造２は、貫通孔が設けられた絶縁樹脂層１１ａと、絶縁樹脂層１１ａの一方の主面上に設けられ絶縁樹脂層１１ａの貫通孔の一方の開口を塞いだ導体回路パターン１２ａと、絶縁樹脂層１１ａの他方の主面上に設けられ絶縁樹脂層１１ａの貫通孔の他方の開口を塞いだ導体回路パターン１２ｃと、絶縁樹脂層１１ａの貫通孔を埋め込んだスタッド１３ａと、絶縁樹脂層１１ａの導体回路パターン１１ａ側の面に設けられた接着剤層１５を有している。
【００２９】
この下部構造２の形成方法に特に制限はなく、例えば、以下の方法を利用することができる。
まず、銅のような金属材料などからなる導体層の一方の主面にポリイミドなどからなる絶縁樹脂層１１ａを有する材料を準備する。次に、絶縁樹脂層１１ａの所定の位置に、導体層に達する貫通孔を炭酸ガスレーザなどのレーザを用いて形成する。次いで、導体層の貫通孔内に露出した面に銅のような金属材料をメッキしてスタッド１３ａを形成する。続いて、絶縁樹脂層１１ａの導体層が設けられた面の裏面に、例えば、無電解メッキ、ダイレクトプレーティング、または、それらの少なくとも一方と電気メッキとの組み合わせなどを利用して、銅のような導体からなる導体層を形成する。その後、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を利用して絶縁樹脂層１１ａの両面に設けられた導体層をそれぞれパターニングすることにより、導体回路パターン１２ａ，１２ｃを形成する。さらに、絶縁樹脂層１１ａの導体回路パターン１２ａが設けられた面に接着剤層１５を形成する。以上のようにして、図１（ｂ）に示す下部構造２を得る。
【００３０】
次に、下部構造２と上部構造３とを金属層１４が導体回路パターン１２ａ上に位置するように重ね合わせ、さらに、それらを加熱プレスする。これにより、下部構造２と上部構造３とが一体化されるとともに、導体回路パターン１２ａ，１２ｂがスタッド１３ｂ及び金属層１４を介して電気的に接続される。以上のようにして、図１（ｃ）に示す多層基板１を得る。
【００３１】
さて、本実施形態では、上記の通り、スタッド１３ｂの材料として金属層１４に比べて高融点の材料を使用するとともに、スタッド１３ｂと金属層１４との境界を、絶縁樹脂層１１ｂの導体回路パターン１２ｂが設けられた面の裏面と同一面内に或いはそれよりも導体回路パターン１２ｂ側に位置させる。このような構造によると、スタッド１３ｂの高さのばらつきに起因して接合不良が発生するのを抑制することができる。これについては、図２（ａ）〜（ｅ）を参照しながら説明する。
【００３２】
図２（ａ）〜（ｅ）は、スタッド１３ｂと金属層１４との境界位置と接合不良の発生との間の関係を示す断面図である。なお、図２（ｄ）において、参照番号１７は樹脂層を示している。
【００３３】
本実施形態において、下部構造２と上部構造３とを貼り合せる際の加熱プレス条件は、絶縁樹脂層１１ａ，１１ｂの材料としてガラスエポキシを使用する場合には、例えば、加工温度Ｔ_pを４５３Ｋ（１８０℃）程度とし、加工時間は１時間程度とする。このような条件のもとでは、融点Ｔ_mが４９３Ｋ（２２０℃）であるＳｎＡｇなどのように低融点の金属材料（Ｔ_mが不等式Ｔ_m＜２Ｔ_pに示す関係を満足している金属材料）からなる金属層１４の変形機構は高温クリープに分類される。高温クリープではクリープ速度が一定の状態で変形が進むため、金属層１４は比較的容易に変形する。一方、銅の融点Ｔ_mが１６２９Ｋ（１３５６℃）である銅のように高融点の金属材料（Ｔ_mが不等式Ｔ_m＞２Ｔ_pに示す関係を満足している金属材料）の変形機構は低温クリープに分類され、プレス時のクリープ変形は時間とともに減少する。そのため、そのような高融点の金属材料からなるスタッド１３ｂの変形は生じ難い。
【００３４】
したがって、図２（ａ）に示すように、スタッド１３ｂが絶縁樹脂層１１ｂの導体回路パターン１２ｂが設けられた面の裏面から突出している場合、スタッド１３ｂの高さがばらついていると、より高いスタッド１３ｂが、より低いスタッド１３ｂ上に設けた金属層１４と導体回路パターン１２ａとの接触を妨げる。その結果、より低いスタッド１３ｂと導体回路パターン１２ａとの電気的接続が不十分となり、接続不良を生ずる。
【００３５】
これに対し、図２（ｂ）〜（ｅ）に示すように、全てのスタッド１３ｂの表面を、絶縁樹脂層１１ｂの導体回路パターン１２ｂが設けられた面の裏面の位置或いはそれよりも導体回路パターン１２ｂ側に制御した場合、スタッド１３ｂの高さにばらつきを生じたとしても、より高いスタッド１３ｂが、より低いスタッド１３ｂ上に設けた金属層１４と導体回路パターン１２ａとの接触を妨げることはない。また、金属層１４はスタッド１３の高さのばらつきを補償するように変形する。そのため、本実施形態によると、スタッド１３の高さにばらつきを生じたとしても、接続不良が生じるのを抑制することができる。
【００３６】
また、本実施形態では、導体回路パターン１２ａ，１２ｂの接続に、錫や錫系合金などの低融点の金属材料だけでなく銅などの高融点の金属材料も使用している。そのため、導体回路パターン１２ａ，１２ｂの接続に錫や錫系合金のみを使用した場合に比べて、二次実装の際に、錫や錫系合金の体積膨張に起因して絶縁樹脂層１１ｂのビアホール周辺部にクラックが発生したり、或るビアホールを埋め込んだ錫や錫系合金が溶融して隣接するビアホールを埋め込んだ錫や錫系合金と接触して電気的短絡が発生するのを抑制することができる。
【００３７】
なお、各種寸法や各種条件などに依存するが、通常、スタッド１３ｂの高さは設計値に対して±１０μｍ程度の範囲内でばらつきを生じる。したがって、例えば、スタッド１３ｂの高さの設計値を絶縁樹脂層１１ｂの厚さよりも１０μｍ程度以上低い値とすることにより、全てのスタッド１３ｂの表面を、絶縁樹脂層１１ｂの導体回路パターン１２ｂが設けられた面の裏面の位置或いはそれよりも導体回路パターン１２ｂ側に制御することができる。また、スタッド１３ｂの高さは１０μｍ以上であることが好ましい。
【００３８】
上部構造３において、金属層１４の絶縁樹脂層１１ｂから突出した部分は、図２（ｄ），（ｅ）に示すように、絶縁樹脂層１１ｂに設けた貫通孔の径よりも小さな径に形成することが好ましい。この場合、二次実装の際に上記の電気的短絡が発生するのをより効果的に抑制することができる。なお、上述のように下部構造２と上部構造３とを貼り合せることにより金属層１４は変形するが、それらを貼り合せた後でも、金属層１４の絶縁樹脂層１１ｂから突出した部分が絶縁樹脂層１１ｂに設けた貫通孔の径よりも小さな径に維持されることがある。また、図２（ｅ）に示す構造は、例えば、以下の方法で形成することができる。
【００３９】
図３（ａ）〜（ｅ）は、図２（ｅ）に示す構造の形成方法の一例を概略的に示す断面図である。図２（ｅ）に示す構造を形成するに当り、まず、図３（ａ）に示すように、一方の主面に導体回路パターン１２ｂが設けられた絶縁樹脂層１１ｂにレーザビームを照射することにより、導体回路パターン１２ｂにまで達する貫通孔を絶縁樹脂層１１ｂに形成する。次に、絶縁樹脂層１１ｂの両面にドライフィルムをラミネートし、それらドライフィルム１８の一方をパターン露光・現像する。このようにして、図３（ｂ）に示すように、絶縁樹脂層１１ｂに設けた貫通孔に対応した位置で、ドライフィルム１８により小さな径の貫通孔を形成する。次いで、図３（ｃ）に示すように、貫通孔内で露出した導体回路パターン１２ｂの表面に銅などをメッキすることによりスタッド１３ｂを形成する。その後、図３（ｄ）に示すように、スタッド１３ｂ上にＳｎＡｇやＳｎなどをメッキすることにより、金属層１４を形成する。さらに、図３（ｅ）に示すように、絶縁樹脂層１１ｂからドライフィルム１８を除去することにより、図２（ｅ）に示す構造を得る。
【００４０】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
【００４１】
図４（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第２の実施形態に係る多層基板の製造プロセスを概略的に示す断面図である。本実施形態では、第１の実施形態で説明したのとほぼ同様の構造を有している多層基板１を、第１の実施形態で説明したのとは異なる方法により製造する。
【００４２】
本実施形態では、図４（ｃ）に示す多層基板１を製造するに当り、まず、図４（ａ）に示す上部構造３を形成する。図４（ａ）に示す上部構造３は、金属層１４が設けられていないことを除いて図１（ａ）に示した上部構造３と同様の構造を有している。すなわち、本実施形態においても、全てのスタッド１３ｂの表面を、絶縁樹脂層１１ｂの導体回路パターン１２ｂが設けられた面の裏面と同一面内に或いはそれよりも導体回路パターン１２ｂ側に位置させる。また、スタッド１３ｂには金属層１４よりも高融点の材料を使用する。
【００４３】
上部構造３を形成する一方で、図４（ｂ）に示す下部構造２を形成する。図４（ｂ）に示す下部構造２は、金属層１４が設けられていることを除いて図１（ｂ）に示した下部構造２と同様の構造を有している。
【００４４】
次に、下部構造２と上部構造３とを金属層１４がスタッド１３ｂ上に位置するように重ね合わせ、さらに、それらを加熱プレスする。これにより、下部構造２と上部構造３とが一体化されるとともに、導体回路パターン１２ａ，１２ｂがスタッド１３ｂ及び金属層１４を介して電気的に接続される。以上のようにして、図４（ｃ）に示す多層基板１を得る。
【００４５】
このように金属層１４を下部構造２に設けた場合においても、第１の実施形態で説明したのと同様の効果を得ることができる。なお、金属層１４を下部構造２に設けた場合、金属層１４を、図２（ｄ），（ｅ）に示すように、絶縁樹脂層１１ｂに設けた貫通孔の径よりも小さな径に形成することが好ましい。この場合、二次実装の際に上記の電気的短絡が発生するのをより効果的に抑制することができるのに加え、スタッド１３ｂと金属層１４とをより確実に接続することができる。
【００４６】
図５（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第１及び第２の実施形態に係る多層基板１を用いた半導体パッケージを概略的に示す断面図である。なお、図５（ａ）及び（ｂ）において、多層基板１は簡略化されて描かれている。
【００４７】
図５（ａ）に示す半導体パッケージ５は、多層基板１上に半導体チップ６をワイヤボンディングによって実装した構造を有している。また、図５（ｂ）に示す半導体パッケージ５は、多層基板１上に半導体チップ６をフリップチップボンディングにより実装した構造を有している。これら半導体パッケージ５の二次実装端子（例えば、導体回路パターン１２ｃ）上には、二次実装用導体としてＳｎＡｇなどを含有した金属バンプ７が設けられている。半導体パッケージ５は、それら金属バンプ７を介してマザーボード８に二次実装されている。
【００４９】
以上説明した第１及び第２の実施形態では、スタッド１３ｂの材料として銅を使用し、金属層１４の材料としてＳｎＡｇ（融点：４９４Ｋ、２２１℃）を使用したが、スタッド１３ｂや金属層１４には他の材料も使用することができる。例えば、金属層１４の材料として、Ｓｎ（５０５Ｋ、２３２℃）やＳｎ−３７Ｐｂ（４５６Ｋ、１８３℃）やＳｎ−０．７Ｃｕ（５００Ｋ、２２７℃）なども使用することができる。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、融点がより高い接続用導体とより低い接合用導体との積層構造を利用して多層基板の層間接続を行うとともに、それらの境界のそれぞれを絶縁層の表面に対して所定の位置に制御する。そのため、製造過程での接合不良や二次実装の際に不具合が発生するのを抑制することができる。
すなわち、本発明によると、製造過程で接合不良を生じ難く且つ二次実装の際に不具合を生じ難い多層基板及びその製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第１の実施形態に係る多層基板の製造プロセスを概略的に示す断面図。
【図２】（ａ）〜（ｅ）は、接続用導体と接合用導体との境界位置と接合不良の発生との間の関係を示す断面図。
【図３】（ａ）〜（ｅ）は、図２（ｅ）に示す構造の形成方法の一例を概略的に示す断面図。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第２の実施形態に係る多層基板の製造プロセスを概略的に示す断面図。
【図５】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第１及び第２の実施形態に係る多層基板を用いた半導体パッケージを概略的に示す断面図。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は、従来の多層基板の製造方法を概略的に示す断面図。
【符号の説明】
１…多層基板
２…下部構造
３…上部構造
５…半導体パッケージ
６…半導体チップ
７…金属バンプ
８…マザーボード
１１ａ，１１ｂ…絶縁層
１２ａ〜１２ｃ…導体回路パターン
１３ａ，１３ｂ…接続用導体
１４…接合用導体
１５…接着剤層
１７…樹脂層
１８…ドライフィルム

Claims

第１絶縁層と、前記第１絶縁層上に積層され且つ貫通孔が設けられた第２絶縁層と、前記第１絶縁層と前記第２絶縁層との間に介在した第１導体回路パターンと、前記第２絶縁層の前記第１導体回路パターンに対向した面の裏面に設けられた第２導体回路パターンと、前記貫通孔を埋め込んだ接続用導体と、前記接続用導体と前記第１導体回路パターンとの間に介在し且つ前記接続用導体よりも低融点の接合用導体であって、前記接続用導体との境界のそれぞれは前記第２絶縁層の前記第２導体回路パターンが設けられた面の裏面よりも前記第２導体回路パターン側に位置している接合用導体と、前記貫通孔の側壁と前記接合用導体との間に介在した樹脂層とを具備したことを特徴とする多層基板。
前記接続用導体として、前記第２絶縁層の厚さと比較して高さが２０μｍ以上小さいものを含んでいることを特徴とする請求項１に記載の多層基板。
前記接続用導体は銅を含有し、前記接合用導体は錫または錫系合金を含有したことを特徴とする請求項１又は２に記載の多層基板。
第１絶縁層と前記第１絶縁層上に設けられた第１導体回路パターンとを備えた下部構造を形成する工程と、
貫通孔が設けられた第２絶縁層と、前記第２絶縁層の一方の主面上に設けられ且つ前記貫通孔の一方の開口を塞いだ第２導体回路パターンと、前記貫通孔を埋め込んだ接続用導体と、前記接続用導体の前記第２導体回路パターンに対向した面の裏面に設けられ且つ前記接続用導体よりも低融点の接合用導体とを備えた上部構造を形成する工程と、
前記下部構造と前記上部構造とを前記上部構造の前記第２導体回路パターンが設けられた面の裏面が前記第１導体回路パターンに対向するように貼り合わせて前記接続用導体及び前記接合用導体を介して前記第１導体回路パターンと前記第２導体回路パターンとを電気的に接続する工程とを含み、
前記上部構造を、前記接続用導体と前記接合用導体との境界のそれぞれが、前記第２絶縁層の前記第２導体回路パターンが設けられた面の裏面よりも前記第２導体回路パターン側に位置するように形成すると共に、前記上部構造として、前記貫通孔の側壁と前記接合用導体との間に介在した樹脂層をさらに備え且つ前記接合用導体のうち前記第２絶縁層から突出した部分の径が前記貫通孔の径と比較してより小さいものを形成することを特徴とする多層基板の製造方法。
前記接続用導体の高さの設計値を、前記第２絶縁層の厚さと比較して１０μｍ以上小さくすることを特徴とする請求項４に記載の多層基板の製造方法。
第１絶縁層と、前記第１絶縁層上に設けられた第１導体回路パターンと、前記第１導体回路パターン上に設けられた接合用導体とを備えた下部構造を形成する工程と、
貫通孔が設けられた第２絶縁層と、前記第２絶縁層の一方の主面上に設けられ且つ前記貫通孔の一方の開口を塞いだ第２導体回路パターンと、前記貫通孔を埋め込み且つ前記接合用導体よりも高融点の接続用導体とを備えた上部構造を形成する工程と、
前記下部構造と前記上部構造とを前記接続用導体と前記接合用導体とが接合されるように貼り合わせて前記接続用導体及び前記接合用導体を介して前記第１導体回路パターンと前記第２導体回路パターンとを電気的に接続する工程とを含み、
前記上部構造を、前記接続用導体の前記接合用導体と接合される面のそれぞれが、前記第２絶縁層の前記第２導体回路パターンが設けられた面の裏面よりも前記第２導体回路パターン側に位置するように形成すると共に、前記上部構造として、前記貫通孔の側壁と前記接合用導体との間に介在した樹脂層をさらに備え且つ前記接合用導体のうち前記第２絶縁層から突出した部分の径が前記貫通孔の径と比較してより小さいものを形成することを特徴とする多層基板の製造方法。
前記接続用導体の高さの設計値を、前記第２絶縁層の厚さと比較して１０μｍ以上小さくすることを特徴とする請求項６に記載の多層基板の製造方法。
前記上部構造と前記下部構造とを貼り合せて前記第１導体回路パターンと前記第２導体回路パターンとを電気的に接続する工程は、前記上部構造と前記下部構造とを貼り合せた状態でそれらを加熱プレスすることを含み、前記加熱プレスの加工温度Ｔ_pと前記接合用導体の融点Ｔ_mとは不等式：Ｔ_m＜２Ｔ_pに示す関係を満足したことを特徴とする請求項４乃至７の何れか１項に記載の多層基板の製造方法。