JP4634735B2 - 多層配線基板の製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、多層配線基板とその製造方法に係り、特に半導体チップを搭載するための高密度配線がなされた多層配線基板と、このような多層配線基板を製造するための製造方法に関する。
近年、電子機器の高性能化、小型化、軽量化が進む中で、半導体パッケージの小型化、多ピン化、外部端子のファインピッチ化が求められており、高密度配線基板の要求はますます強くなっている。このため、LSIを直接プリント配線板に実装したり、あるいはCSP(Chip Size Package)、BGA(Ball Grid Array)をプリント配線板に実装するようになってきた。そして、プリント配線板も高密度化に対応するために、コアとなる基板上に、配線およびビア(Via)を1層づつ電気絶縁層を介して多層に積み上げていくビルドアップ配線技術で作製した多層配線基板が使用されるようになってきた。
コア基板には、一般に、基板上下の導体間を電気的に接続するためのスルーホールが設けられており、サブトラクティブ法やアディティブ法で作製した低密度配線を片面あるいは両面に設けたものがコア基板として多層配線基板に用いられている。しかし、従来のスルーホールはドリル加工で孔部が形成されており、微細化の点で孔径に制限があり、配線設計の自由度が限定されるという問題があった。また、スルーホール内部のめっきによる導通は、導体線幅の微細化に伴い、信頼性に問題を生じていた。
このため、コア基板の製造方法として種々の配線方法が提案、実施されるようになり(特許文献1、特許文献2)、これらのコア基板上に配線層を形成した多層配線基板が用いられている。
特開平5−144978号公報 特開平11−345933号公報
しかしながら、コア基板の配線の微細化、狭ピッチ化と共に、コア基板上にビルドアップ法により設ける多層配線層に微細化が要求されるようになり、狭ピッチ化、高密度配線の要求はますます強くなり、従来のコア基板上に従来のプロセスで配線を形成した多層配線基板では、要求される電気特性と高密度配線のための微細化の要求に対応できなくなっているという問題がある。
また、狭ピッチ化と多ピン化による高密度実装に伴い、配線基板と半導体チップ等との電気的接続は、従来のワイヤーボンディング技術に代わり、半導体チップをフェースダウン実装するフリップチップ技術等が用いられるようになっている。このフリップチップ技術を用いた多層配線基板においては、基板間を接続するスルーホールに空隙部が残っていると、実装時の加熱、冷却による熱衝撃によりクラックの発生や断線を引き起こし易く、信頼性の低下を生じるという問題がある。
また、高密度実装のためのスルーホールの孔径を微細化することに伴い、スルーホールの開口部に位置するランドの径も小さくなり、半田バンプを形成する半導体チップ実装時に、実装用パッドが小さいために、小径パッドへの半田の供給が難しくなるという問題もある。
本発明は、上記のような実情に鑑みてなされたものであり、高密度配線が可能なようにコア基板の表裏導通がなされ信頼性に優れた多層配線基板と、その製造方法を提供することを目的とする。
このような目的を達成するために、本発明は、コア基板と、該コア基板上に電気絶縁層を介して形成された配線とを備えた多層配線基板の製造方法において、該コア材に所定の大きさで微細孔を穿設してスルーホールを形成する工程と、前記コア材の一方の面に下地導電薄膜を形成し、コア材上の該下地導電薄膜上に所望のレジストパターンを形成し、該面側から電解めっきを行なうことにより、前記スルーホール内の所定の深さまで達し、かつ、前記レジストパターンから突出する電解めっき部位を形成する工程と、前記コア材の他方の面から前記スルーホール内に導電材料を充填して、スルーホール内にて前記電解めっき部位と接続する充填導電材料部位を形成し、その後、該コア材面と前記スルーホール内に下地導電薄膜を形成し、次いで、該コア材面に所望のレジストパターンを形成し、該面側から電解めっきを行なうことにより、前記スルーホール内を満たし、かつ、前記レジストパターンから突出する電解めっき部位を形成する工程と、両面に突出する電解めっき部位を研磨し、その後、前記レジストパターンを除去してコア基板を形成する工程と、該コア基板の少なくとも一方の面に電気絶縁層を介して配線を形成する工程と、を有するような構成とした。
また、本発明は、コア基板と、該コア基板上に電気絶縁層を介して形成された配線とを備えた多層配線基板の製造方法において、該コア材に所定の大きさで微細孔を穿設してスルーホールを形成する工程と、前記コア材の一方の面に下地導電薄膜を形成し、コア材上の該下地導電薄膜上に所望のレジストパターンを形成し、該面側から電解めっきを行なうことにより、前記スルーホール内の所定の深さまで達し、かつ、前記レジストパターンから突出する電解めっき部位を形成する工程と、前記コア材の他方の面と前記スルーホール内に下地導電薄膜を形成し、コア材上の該下地導電薄膜上に所望のレジストパターンを形成し、該面側から電解めっきを行なうことにより、スルーホール内部を含む前記下地導電薄膜上に電解めっきにより電解めっき部位を形成し、その後、前記スルーホール内に導電材料を充填して、前記レジストパターンから突出する充填導電材料部位を形成する工程と、両面に突出する電解めっき部位と充填導電材料部位とを研磨し、その後、前記レジストパターンを除去してコア基板を形成する工程と、該コア基板の少なくとも一方の面に電気絶縁層を介して配線を形成する工程と、を有するような構成とした。
また、本発明は、コア基板と、該コア基板上に電気絶縁層を介して形成された配線とを備えた多層配線基板の製造方法において、該コア材に所定の大きさで微細孔を穿設してスルーホールを形成する工程と、前記コア材の一方の面に下地導電薄膜を形成し、コア材上の該下地導電薄膜上に所望のレジストパターンを形成し、該面側から電解めっきを行なうことにより、前記スルーホール内の所定の深さまで達し、かつ、前記レジストパターンから突出する電解めっき部位を形成する工程と、前記コア材の他方の面と前記スルーホール内に下地導電薄膜を形成し、前記スルーホール内に導電材料を充填して、スルーホール内にて前記電解めっき部位と接続する充填導電材料部位を形成し、その後、該コア材面の下地導電薄膜上に所望のレジストパターンを形成し、該面側から電解めっきを行なうことにより、前記スルーホール内を満たし、かつ、前記レジストパターンから突出する電解めっき部位を形成する工程と、両面に突出する電解めっき部位を研磨し、その後、前記レジストパターンを除去してコア基板を形成する工程と、該コア基板の少なくとも一方の面に電気絶縁層を介して配線を形成する工程と、を有するような構成とした。
本発明の他の態様として、前記スルーホールの形成方法は、ICP−RIE法またはサンドブラスト法であるような構成とした。
本発明の他の態様として、前記スルーホールを形成した後、スルーホール内部を含むコア材表面に絶縁層を形成するような構成とした。
また、本発明は、コア基板と、該コア基板上に電気絶縁層を介して形成された配線とを備えた多層配線基板の製造方法において、コア基板用のコア材の一方の面に所定の深さで微細孔を穿設する工程と、前記コア材の微細孔形成面側に微細孔内部を含めて下地導電薄膜を形成し、コア材上の該下地導電薄膜上に所望のレジストパターンを形成し、該面側から電解めっきを行なうことにより、微細孔内部を含む前記下地導電薄膜上に電解めっきにより電解めっき部位を形成する工程と、前記微細孔内に導電材料を充填して、前記レジストパターンから突出する充填導電材料部位を形成する工程と、レジストパターンから突出する前記充填導電材料部位を研磨し、その後、前記レジストパターンを除去する工程と、前記コア材の他方の面を研磨して前記微細孔内の電解めっき部位を露出させることによりスルーホールを形成する工程と、該コア基板の少なくとも一方の面に電気絶縁層を介して配線を形成する工程と、を有するような構成とした。
本発明の他の態様として、前記微細孔の形成方法は、ICP−RIE法またはサンドブラスト法であるような構成とした。
本発明の他の態様として、前記微細孔を形成した後、微細孔内部を含むコア材表面に絶縁層を形成するような構成とした。
本発明の他の態様として、前記電解めっき部位の形成方法は、電解銅めっき法、電解銀めっき法、電解金めっき法のいずれかであるような構成とした。
本発明の他の態様として、前記充填導電材料部位の形成方法は、導電性ペーストを印刷法によりスルーホール内に充填し乾燥硬化するような構成、または、半田を溶融して流し込むような構成とした。
本発明の他の態様として、前記コア材は、XY方向の熱膨張係数が2〜20ppmの範囲内であるシリコン、セラミック、ガラス、ガラス−エポキシ複合材料のいずれかであるような構成とした。
本発明によれば、コア基板は複数のスルーホール内に位置する導電材料により表裏の導通がとられ、コア基板上に配設された配線のためのスペースが十分に確保でき、配線設計の自由度が高いものとなる。また、スルーホール内に位置する導電材料は電解めっき部位と充填導電材料部位とからなる緻密で空隙部のないものであり、これにより熱衝撃による導電材料へのクラックの発生や断線が防止され、信頼性の高い多層配線基板となり、また、スルーホールの開口部にランド部が存在することにより、半田バンプを形成する半導体チップ実装が容易となる。
また、本発明では、コア材に形成したスルーホール内、あるいは微細孔内に段階的に導電材料を充填する、すなわち、電解めっき部位と充填導電材料部位に分けて導電材料を充填するので、空隙を生じることなくスルーホール内を導電材料で満たすことができ、上述のような高信頼性の多層配線基板を得ることができる。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
多層配線基板
[多層配線基板の第1の形態]
図1は、本発明の多層配線基板の一実施形態を示す部分縦断面図である。図1において、本発明の多層配線基板1は、コア基板2と、このコア基板2の一方の面2a上に形成された配線とを備えている。
多層配線基板1を構成するコア基板2は、複数のスルーホール4が形成されたコア材2′と、各スルーホール4内を含みコア材2′全面に形成された絶縁層3と、各スルーホール4内に位置する導電材料5を備え、この導電材料5によりスルーホール4を介した表面2aと裏面2bの導通がなされている。
コア基板2に形成されたスルーホール4は、内径が10〜300μm、好ましくは25〜175μmの範囲内であってよく、図示のようにコア材2′の厚み方向で内径がほぼ一定のストレート形状であってもよく、また、一方の開口径が広いテーパー形状、コア材2′の厚み方向の略中央で内径が狭くなっているような形状等であってもよい。また、コア基板2は、その厚みが20〜600μm、好ましくは50〜250μmの範囲内とすることができる。コア基板2の厚みが20μm未満であると、支持体として充分な強度を保持できず、600μmを超えると、半導体装置の薄型化に支障を来たすことになり好ましくない。
コア基板2のスルーホール4内に位置する導電材料5は、スルーホール4の両開口端側に位置する電解めっき部位11,12と、この電解めっき部位11,12に挟まれるようにスルーホール4内に位置する充填導電材料部位13からなり、内部に空隙が存在しないものである。また、導電材料5の両端部は、スルーホール4の開口部から突出してランド部5a,5bをなし、このランド部5a,5bはスルーホール4の開口部よりも大きいものである。すなわち、ランド部5a,5bの径Dは、スルーホール4の開口部の内径dよりも20〜200μmの範囲で大きく、ランド部5a,5bの突出高さHは2〜20μm程度とすることができる。ランド部5a,5bがスルーホール4の開口部よりも小さい場合、あるいは、突出高さHが2μm未満であると、スルーホールの導体部分の領域を十分に確保できず、例えば、半田バンプを形成する半導体チップ実装が困難となる。また、突出高さHが20μmを超えると、配線基板の薄型化に支障を来たし好ましくない。
多層配線基板1を構成する配線は、図示例では多層配線であり、ランド部5aの上面と平坦面をなすようにコア基板2の表面2a上に形成された電気絶縁層6上に、1層目の電気絶縁層9aを介しビア部7aにて所定のスルーホール4の導電材料5(ランド部5a)に接続されるように形成された1層目の配線8aと、この1層目の配線8a上に2層目の電気絶縁層9bを介しビア部7bにて所定の1層目配線8aに接続されるように形成された2層目の配線8bとからなる。
[多層配線基板の第2の形態]
図2は、本発明の多層配線基板の他の実施形態を示す部分縦断面図である。図2において、本発明の多層配線基板21は、コア基板22と、このコア基板22の一方の面22a上に形成された配線とを備えている。
多層配線基板21を構成するコア基板22は、複数のスルーホール24が形成されたコア材22′と、各スルーホール24内を含みコア材22′全面に形成された絶縁層23と、各スルーホール24内に位置する導電材料25を備え、この導電材料25によりスルーホール24を介した表面22aと裏面22bの導通がなされている。
コア基板22に形成されたスルーホール24の形状、寸法は、上述の実施形態のスルーホール4と同様に設定することができる。また、コア基板22の厚みも、上述の実施形態におけるコア基板2と同様に設定することができる。
コア基板22のスルーホール24内に位置する導電材料25は、スルーホール24の一方の開口端側に位置する電解めっき部位31と、スルーホール24の他方の開口端側の内壁とコア基板面に位置する電解めっき部位32と、この電解めっき部位32の内部に充填されるように位置する充填導電材料部位33からなり、内部に空隙が存在しないものである。また、導電材料25の両端部は、スルーホール24の開口部から突出してランド部25a,25bをなし、このランド部25a,25bはスルーホール24の開口部よりも大きいものである。ランド部25a,25bの形状、寸法は、上述の実施形態におけるランド部5a,5bと同様に設定することができる。
また、多層配線基板21を構成する配線は、図示例では多層配線であり、ランド部25aの上面と平坦面をなすようにコア基板22の表面22a上に形成された電気絶縁層26上に、1層目の電気絶縁層29aを介しビア部27aにて所定のスルーホール24の導電材料25(ランド部25a)に接続されるように形成された1層目の配線28aと、この1層目の配線28a上に2層目の電気絶縁層29bを介しビア部27bにて所定の1層目配線28aに接続されるように形成された2層目の配線28bとからなる。
[多層配線基板の第3の形態]
図3は、本発明の多層配線基板の他の実施形態を示す部分縦断面図である。図3において、本発明の多層配線基板41は、コア基板42と、このコア基板42の一方の面42a上に形成された配線とを備えている。
多層配線基板41を構成するコア基板42は、複数のスルーホール44が形成されたコア材42′と、各スルーホール44内を含みコア材42′全面に形成された絶縁層43と、各スルーホール44内に位置する導電材料45を備え、この導電材料45によりスルーホール44を介した表面42aと裏面42bの導通がなされている。
コア基板42に形成されたスルーホール44の形状、寸法は、上述の実施形態のスルーホール4と同様に設定することができる。また、コア基板42の厚みも、上述の実施形態におけるコア基板2と同様に設定することができる。
コア基板42のスルーホール44内に位置する導電材料45は、スルーホール44の両方の開口端側に位置する電解めっき部位51,52と、この電解めっき部位51,52に挟まれるようにスルーホール44内に位置する充填導電材料部位53からなり、内部に空隙が存在しないものである。また、導電材料45の両端部は、スルーホール44の開口部から突出してランド部45a,45bをなし、このランド部45a,45bはスルーホール44の開口部よりも大きいものである。ランド部45a,45bの形状、寸法は、上述の実施形態におけるランド部5a,5bと同様に設定することができる。
また、多層配線基板41を構成する配線は、図示例では多層配線であり、ランド部45aの上面と平坦面をなすようにコア基板42の表面42a上に形成された電気絶縁層46上に、1層目の電気絶縁層49aを介しビア部47aにて所定のスルーホール44の導電材料45(ランド部45a)に接続されるように形成された1層目の配線48aと、この1層目の配線48a上に2層目の電気絶縁層49bを介しビア部47bにて所定の1層目配線48aに接続されるように形成された2層目の配線48bとからなる。
[多層配線基板の第4の形態]
図4は、本発明の多層配線基板の他の実施形態を示す部分縦断面図である。図4において、本発明の多層配線基板61は、コア基板62と、このコア基板62の一方の面62a上に形成された配線とを備えている。
多層配線基板61を構成するコア基板62は、複数のスルーホール64が形成されたコア材62′と、各スルーホール64内を含みコア材62′の一方の面(面62a側)に形成された絶縁層63と、各スルーホール64内に位置する導電材料65を備え、この導電材料65によりスルーホール64を介した表面62aと裏面62bの導通がなされている。
コア基板62に形成されたスルーホール64の形状、寸法は、上述の実施形態のスルーホール4と同様に設定することができる。また、コア基板62の厚みも、上述の実施形態におけるコア基板2と同様に設定することができる。
コア基板62のスルーホール64内に位置する導電材料65は、電解めっき部位71と、この電解めっき部位71の内部に充填されるように位置する充填導電材料部位73からなり、内部に空隙が存在しないものである。電解めっき部位71は、コア基板62の面62a側の表面と、スルーホール64の内壁面とに位置し、かつ、コア基板62の面62bと同一面をなすようにスルーホール64の開口部に位置している。また、導電材料65の一方の端部は、スルーホール64の開口部から突出してランド部65aをなし、このランド部65aはスルーホール64の開口部よりも大きいものである。ランド部65aの形状、寸法は、上述の実施形態におけるランド部5a,5bと同様に設定することができる。
多層配線基板61を構成する配線は、図示例では多層配線であり、ランド部65aの上面と平坦面をなすようにコア基板62の表面62a上に形成された電気絶縁層66上に、1層目の電気絶縁層69aを介しビア部67aにて所定のスルーホール64の導電材料65(ランド部65a)に接続されるように形成された1層目の配線68aと、この1層目の配線68a上に2層目の電気絶縁層69bを介しビア部67bにて所定の1層目配線68aに接続されるように形成された2層目の配線68bとからなる。
上述のような本発明の多層配線基板1,21,41,61では、スルーホールの内径が小さい場合であっても、電解めっき部位と充填導電材料部位からなる導電材料により表裏の導通が確実になされているので、コア基板上に配設された配線のためのスペースが十分に確保でき、配線設計の自由度が高いものとなるとともに、所望の高密度配線をより少ない層数で形成することができ、薄型化を可能とするものである。また、スルーホール4内に位置する導電材料には空隙部がなく、これにより熱衝撃による導電材料へのクラックの発生や断線が防止され、多層配線基板は信頼性の高いものとなる。また、スルーホールの開口部にランド部が存在することにより、半田バンプを形成する半導体チップ実装が容易となる。
上述の本発明の多層配線基板の各実施形態において、コア基板2,22,42,62は、XY方向(コア基板の表面に平行な平面)の熱膨張係数が2〜20ppm、好ましくは3〜17ppmの範囲内であることが望ましい。このようなコア基板は、例えば、シリコン、セラミック、ガラス、ガラス−エポキシ複合材料等のコア材2′,22′,42′,62′を用いて作製することができる。尚、本発明では、熱膨張係数はTMA(サーマルメカニカルアナリシス)により測定するものである。
また、上述の絶縁層3,23,43,63は、二酸化珪素、窒化珪素等の電気絶縁膜であってよく、コア材2′,22′,42′,62′の材質が電気絶縁性のものである場合には、絶縁層3,23,43,63がなくてもよい。
また、コア基板の各スルーホール4,24,44,64に充填された導電材料5,25,45,65の電解めっき部位11,12,31,32,51,52,71は、銅、銀、金、タングステン、タンタル等のいずれかからなるものとすることができる。一方、導電材料5,25,45,65の充填導電材料部位13,33,53,73は、例えば、銅粒子、銀粒子等の導電性粒子を含有した公知の導電性ペーストを用いることができ、また、スズ−亜鉛系、スズ−銀系、スズ−ビスマス系、スズ−鉛系等の半田を用いることもできる。このように、本発明では、スルーホール内に位置する導電材料が、異なる材料で形成された電解めっき部位と充填導電材料部位からなることにより、各材料によるスルーホール充填の欠陥(空隙発生)がないものとなっている。
また、コア基板上に形成される多層配線の1層目の配線8a,28a,48a,68a、2層目の配線8b,28b,48b,68bの材質、および、ビア部7a,7b,27a,27b,47a,47b,67a,67bの材質は、銅、銀、金、クロム等の導電材料とすることができる。また、コア基板上に形成される電気絶縁層6,26,46,66の材質、1層目の電気絶縁層9a,29a,49a,69a、2層目の電気絶縁層9b,29b,49b,69bの材質は、エポキシ樹脂、ベンゾシクロブテン樹脂、カルド樹脂、ポリイミド樹脂等の有機絶縁性材料、これらの有機材料とガラス繊維等を組み合わせたもの等の絶縁材料とすることができる。
上述の実施形態では、コア基板の一方の面に配線が形成されているが、配線が形成されるのはコア基板のいずれの面であってもよく、また、コア基板の両面に配線が形成されたものであってもよい。さらに、コア基板に形成する配線の積層数には制限はない。
また、本発明の多層配線基板は、最表面層の配線を、半導体チップ搭載用の端子パッドを有するものとすることができる。さらに、このような端子パッドの表面に半田層を備えるものであってもよい。
多層配線基板の製造方法
次に、本発明の多層配線基板の製造方法を図面を参照しながら説明する。
[製造方法の第1の形態]
図5〜図7は、本発明の多層配線基板の製造方法の一実施形態を、上述の多層配線基板1を例として説明するための工程図である。
本発明の多層配線基板の製造方法では、コア基板用のコア材2′を研磨して所定の厚みとし、このコア材2′の一方の面2′aに所定のマスクパターン15を形成し(図5(A))、このマスクパターン15をマスクとしてICP−RIE(Inductively Coupled Plasma - Reactive Ion Etching:誘導結合プラズマ−反応性イオンエッチング)法によるドライエッチング加工によりコア材2′に所定の大きさでスルーホール4を穿設する(図5(B))。コア材2′は、XY方向(コア材2′の表面2′aに平行な平面)の熱膨張係数が2〜20ppm、好ましくは3〜17ppmの範囲内である材料、例えば、シリコン、セラミック、ガラス、ガラス−エポキシ複合材料等を使用することができる。形成するスルーホール4の開口径は、20〜200μm、好ましくは25〜175μmの範囲内で適宜設定することができ、マスクパターン15の開口径により調整することができる。
尚、コア材2′の両面にマスクパターンを形成し、両面からサンドブラスト法によりスルーホール4を形成してもよく、また、コア材2′の片面にマスクパターンを形成し、この面からサンドブラスト法によりスルーホール4を形成してもよい。さらに、コア材2′に上述のいずれかの方法により所定の深さで微細孔を形成し、その後、コア材2′の反対面を研磨して微細孔を露出させることによりスルーホール4を形成してもよい。
次に、マスクパターン15を除去し、絶縁層3をコア材2′の表面およびスルーホール4の内壁面に形成する(図5(C))。この絶縁層3は、プラズマCVD法等の真空成膜法を用いて二酸化珪素膜、窒化珪素膜等として形成することができる。また、塗布方法により珪素酸化物の前駆体溶液、あるいはベンソシクロブテン樹脂、カルド樹脂、ポリイミド樹脂等の絶縁性樹脂をコア材面に塗布し熱硬化させて形成することができる。さらに、コア材2′の材質がシリコンである場合、熱酸化によりコア材2′の表面に二酸化珪素膜を形成して絶縁層3とすることができる。尚、コア材2′の材質が電気絶縁性を具備する場合には、絶縁層3を形成しなくてもよい。
次に、コア材2′の一方の面2′b側から下地導電薄膜17を形成し(図5(D))、次いで、この下地導電薄膜17上に所望のレジストパターン18を形成する(図6(A))。下地導電薄膜17は、無電解めっきによりクロム、チタン、窒化チタン等の薄膜、あるいは、これらを含有する薄膜(例えば、銅とクロムからなる薄膜)として形成することができる。また、プラズマを利用したMOCVD(Metal Organic - Chemical Vapor Deposition)を用いて窒化チタンと銅の薄膜を連続形成して下地導電薄膜17としてもよい。さらに、スパッタリング法や蒸着法等の真空成膜法により下地導電薄膜17を形成してもよい。このような下地導電薄膜17は、スルーホール4内の絶縁層3上にも形成されるものであってよい。レジストパターン18は、例えば、感光性レジストとしてドライフィルムを下地導電薄膜17上にラミネートし、所望のフォトマスクを介して露光、現像することにより形成することができる。
次に、上記の下地導電薄膜17を給電層として電解めっきにより銅、銀、金等の導電材料を析出させる。これにより、スルーホール4内部を所定の深さまで充填し、かつ、コア材2′の面2′b側でレジストパターン18から突出するような電解めっき部位11を形成する(図6(B))。
次いで、コア材2′の他方の面2′a側からスルーホール4内に導電材料を充填して、充填導電材料部位13を形成する(図6(C))。この充填導電材料部位13は、銀ペースト、銅ペースト等の導電性ペーストを用いてスクリーン印刷法等により充填し、次いで熱処理することにより導電性を付与して形成することができる。また、コア材2′のスルーホール4の開口部に半田ボールを載置し、この半田ボールを溶融してスルーホール4内に流し込むことにより充填導電材料部位13を形成してもよい。ここでは、充填する導電材料の量を、スルーホール4を完全に埋めることができるような量よりも少なく設定することにより、形成された充填導電材料部位13を、スルーホール4内部において電解めっき部位11と空隙を生じることなく接触させることができる。
次に、コア材2′の面2′a側から下地導電薄膜19を形成し、次いで、この下地導電薄膜19上に所望のレジストパターン20を形成する。その後、上記の下地導電薄膜19を給電層として電解めっきにより銅、銀、金等の導電材料を析出させる。これにより、スルーホール4内部を充填し、かつ、コア材2′の面2′a側でレジストパターン20から突出するような電解めっき部位12を形成する(図6(D))。以上により、充填導電材料部位13と、これを挟むように位置する電解めっき部位11,12からなる導電材料5により、スルーホール4内部が空隙を生じることなく充填される。尚、下地導電薄膜19、レジストパターン20の形成は、上述の下地導電薄膜17とレジストパターン18の形成と同様とすることができる。
次に、表裏のレジストパターン18,20の表面から突出している導電材料5(電解めっき部位11,12)を研磨して除去し、導電材料5の表面とレジストパターン18,20の表面が同一面となるようにする(図7(A))。次いで、レジストパターン18,20、および、露出している下地導電薄膜17,19を除去することにより、導電材料5の両端が突出してランド部5a,5bとなっているコア基板2が得られる(図7(B))。
次に、コア基板2の一方の面2aに、平坦化層を兼ねて電気絶縁層6を形成する(図7(C))。この電気絶縁層6は、例えば、エポキシ樹脂、ベンゾシクロブテン樹脂、カルド樹脂、ポリイミド樹脂等の感光性樹脂をフォトリソグラフィー法でパターニングして形成することができる。尚、コア基板2の両面に、平坦化層を兼ねて電気絶縁層6を形成してもよい。
次に、コア基板2の一方の面2a側に電気絶縁層を介して配線を形成することにより、多層配線基板1が得られる(図7(D))。この配線形成は、例えば、コア基板2の表面2a側のランド部5aを覆うように電気絶縁層9aを形成し、炭酸ガスレーザー、UV−YAGレーザー等を用いてランド部5aの所望箇所が露出するように小径の穴部を電気絶縁層9aの所定位置に形成する。そして、洗浄後、穴部内および電気絶縁層9a上に無電解めっきにより導電層を形成し、この導電層上にドライフィルムレジストをラミネートして所望のパターン露光、現像を行うことによりレジストパターンを形成する。その後、このレジストパターンをマスクとして、上記の穴部を含む露出部に電解めっきにより導電材料を析出させてビア部7aと1層目の配線8aを形成し、レジストパターンと導電層を除去する。また、スパッタリング法等の真空成膜法により、上記の穴部内および電気絶縁層9a上に導電層を形成し、この導電層上にマスクパターンを形成し、導電層をエッチングしてビア部7aと1層目の配線8aを形成し、その後、マスクパターンを除去してもよい。このような操作を繰り返して複数のビルドアップ層を形成する。図示例では、上記の1層目の配線8a上に2層目の電気絶縁層9bを介しビア部7bにて所定の1層目配線8aに接続されるように2層目の配線8bを形成して、2層構成の配線としている。
尚、コア基板2のランド部5bが存在する面に配線を形成する場合も、上記と同様である。
[製造方法の第2の形態]
図8および図9は、本発明の多層配線基板の製造方法の他の実施形態を、上述の多層配線基板21を例として説明するための工程図である。
本発明の多層配線基板の製造方法では、まず、上述の製造方法の第1の形態(図5(A)〜図6(B))と同様にして、コア基板用のコア材22′にスルーホール24を形成し、絶縁層23をコア材22′の表面およびスルーホール24の内壁面に形成する。次いで、コア材22′の一方の面22′b側から下地導電薄膜37を形成し、この下地導電薄膜37上に所望のレジストパターン38を形成し、その後、上記の下地導電薄膜37を給電層として電解めっきにより銅、銀、金等の導電材料を析出させる。これにより、スルーホール24内部を所定の深さで充填し、かつ、コア材22′の面22′b側にレジストパターン38から突出するような電解めっき部位31を形成する(図8(A))。
次に、コア材22′の面22′a側とスルーホール24の内壁面に下地導電薄膜39を形成し、次いで、この下地導電薄膜39上に所望のレジストパターン40を形成する(図8(B))。その後、上記の下地導電薄膜39を給電層として電解めっきにより銅、銀、金等の導電材料を析出させて、電解めっき部位32を形成する(図8(C))。形成された電解めっき部位32は、スルーホール24の内部で電解めっき部位31と空隙を生じることなく接続するものであり、スルーホール24の内壁面とコア材22′の面22′a側に形成される。尚、下地導電薄膜39、レジストパターン40の形成は、上述の実施形態における下地導電薄膜17とレジストパターン18の形成と同様とすることができる。
次いで、コア材22′の面22′a側からスルーホール24内(電解めっき部位32内)に導電材料を充填して、充填導電材料部位33を形成する(図9(A))。この充填導電材料部位33は、銀ペースト、銅ペースト等の導電性ペーストを用いてスクリーン印刷法等により電解めっき部位32の凹部に充填し、次いで熱処理することにより導電性を付与して形成することができる。また、電解めっき部位32の凹部の開口部に半田ボールを載置し、この半田ボールを溶融して流し込むことにより充填導電材料部位33を形成してもよい。ここでは、充填する導電材料の量を、スルーホール24(電解めっき部位32の凹部)を完全に埋め、かつ、レジストパターン40よりも盛り上がるように設定する。これにより、電解めっき部位31,32、および充填導電材料部位33からなる導電材料25により、スルーホール24内部が空隙を生じることなく充填される。
次に、表裏のレジストパターン38,40の表面から突出している導電材料25を研磨して除去し、導電材料25の表面とレジストパターン38,40の表面が同一面となるようにする(図9(B))。次いで、レジストパターン38,40、および、露出している下地導電薄膜37,39を除去することにより、導電材料25により表裏の導通がなされ、両端が突出してランド部25a,25bとなっているコア基板22が得られる(図9(C))。
次に、上述の実施形態と同様にして、コア基板22の一方の面22aに、平坦化層を兼ねて電気絶縁層26を形成し、この上に電気絶縁層を介して配線を形成することにより、多層配線基板21が得られる。尚、コア基板22の両面に、平坦化層を兼ねて電気絶縁層26を形成してもよい。
尚、コア基板22のランド部25bが存在する面に配線を形成する場合も、上記と同様である。
[製造方法の第3の形態]
図10および図11は、本発明の多層配線基板の製造方法の他の実施形態を、上述の多層配線基板41を例として説明するための工程図である。
本発明の多層配線基板の製造方法では、まず、上述の製造方法の第1の形態(図5(A)〜図6(B))と同様にして、コア基板用のコア材42′にスルーホール44を形成し、絶縁層43をコア材42′の表面およびスルーホール44の内壁面に形成する。次いで、コア材42′の一方の面42′b側から下地導電薄膜57を形成し、この下地導電薄膜57上に所望のレジストパターン58を形成し、その後、上記の下地導電薄膜57を給電層として電解めっきにより銅、銀、金等の導電材料を析出させる。これにより、スルーホール44内部を所定の深さまで充填し、かつ、コア材42′の面42′b側にレジストパターン58から突出するような電解めっき部位51を形成する(図10(A))。
次に、コア材42′の面42′a側とスルーホール44の内壁面に下地導電薄膜59を形成する(図10(B))。この下地導電薄膜59の形成は、上述の実施形態における下地導電薄膜17の形成と同様とすることができる。
次いで、コア材42′の面42′a側からスルーホール44内の下地導電薄膜59上に導電材料を充填して、充填導電材料部位53を形成する(図10(C))。この充填導電材料部位53は、銀ペースト、銅ペースト等の導電性ペーストを用いてスクリーン印刷法等によりスルーホール44に充填し、次いで熱処理することにより導電性を付与して形成することができる。また、スルーホール44の開口部に半田ボールを載置し、この半田ボールを溶融して流し込むことにより充填導電材料部位53を形成してもよい。ここでは、充填する導電材料の量を、スルーホール44を完全に埋めることができるような量よりも少なく設定することにより、形成された充填導電材料部位53を、スルーホール44内部において電解めっき部位51と空隙を生じることなく接触させることができる。
次に、下地導電薄膜59上に所望のレジストパターン60を形成する(図11(A))。その後、上記の下地導電薄膜59を給電層として電解めっきにより銅、銀、金等の導電材料を析出させて、電解めっき部位52を形成する(図11(B))。形成された電解めっき部位52は、スルーホール44内部を充填し、コア材42′の面42′a側にレジストパターン60から突出するものである。これにより、充填導電材料部位33と、これを挟むように位置する電解めっき部位51,52からなる導電材料45により、スルーホール44内部が空隙を生じることなく充填される。尚、レジストパターン60の形成は、上述の実施形態のレジストパターン18の形成と同様とすることができる。
次に、表裏のレジストパターン58,60の表面から突出している導電材料45を研磨して除去し、導電材料45の表面とレジストパターン58,60の表面が同一面となるようにする。次いで、レジストパターン58,60、および、露出している下地導電薄膜57,59を除去することにより、導電材料45により表裏の導通がなされ、両端が突出してランド部45a,45bとなっているコア基板42が得られる(図11(C))。
次に、上述の実施形態と同様にして、コア基板42の一方の面42aに、平坦化層を兼ねて電気絶縁層46を形成し、この上に電気絶縁層を介して配線を形成することにより、多層配線基板41が得られる。尚、コア基板42の両面に、平坦化層を兼ねて電気絶縁層46を形成してもよい。
尚、コア基板42のランド部45bが存在する面に配線を形成する場合も、上記と同様である。
[製造方法の第4の形態]
図12〜図14は、本発明の多層配線基板の製造方法の他の実施形態を、上述の多層配線基板61を例として説明するための工程図である。
本発明の多層配線基板の製造方法では、コア基板用のコア材62′の一方の面62′aに所定のマスクパターン75を形成し、このマスクパターン75をマスクとしてICP−RIE法によるドライエッチング加工によりコア材62′に所定の大きさで微細孔64′を穿設する(図12(A))。微細孔64′の深さは、作製するコア基板の厚みを考慮して設定することができる。尚、コア材62′の片面にマスクパターンを形成し、この面からサンドブラスト法により微細孔64′を形成してもよい。
次に、コア材62′からマスクパターン75を除去し、絶縁層63をコア材62′の表面および微細孔64の内壁面に形成し、次いで、コア材62′の面62′a側と微細孔64′の内壁面に下地導電薄膜77を形成する(図12(B))。絶縁層63の形成は、上述の実施形態における絶縁層3と同様に行なうことができる。尚、コア材62′の材質が電気絶縁性を具備する場合には、絶縁層63を形成しなくてもよい。また、下地導電薄膜77の形成は、上述の実施形態における下地導電薄膜17の形成と同様とすることができる。
次いで、下地導電薄膜77上に所望のレジストパターン78を形成し(図12(C))、その後、上記の下地導電薄膜77を給電層として電解めっきにより銅、銀、金等の導電材料を析出させて、電解めっき部位71を形成する(図13(A))。
次いで、微細孔64′内(電解めっき部位71内)に導電材料を充填して、充填導電材料部位73を形成する(図13(B))。この充填導電材料部位73は、銀ペースト、銅ペースト等の導電性ペーストを用いてスクリーン印刷法等により電解めっき部位71の凹部に充填し、次いで熱処理することにより導電性を付与して形成することができる。また、電解めっき部位71の凹部の開口部に半田ボールを載置し、この半田ボールを溶融して流し込むことにより充填導電材料部位73を形成してもよい。ここでは、充填する導電材料の量を、微細孔64′(電解めっき部位71の凹部)を完全に埋め、かつ、レジストパターン78よりも盛り上がるように設定する。これにより、微細孔64′は、電解めっき部位71と充填導電材料部位73からなる導電材料65で内部が空隙を生じることなく充填される。
次に、レジストパターン78の表面から突出している導電材料65を研磨して除去し、導電材料65の表面とレジストパターン78の表面とを同一面とし、次いで、レジストパターン78、および、露出している下地導電薄膜77を除去する(図13(C))。これにより、導電材料65は、コア材から突出したランド部65aを備えたものとなる。
次に、上述の実施形態と同様にして、コア材62′の一方の面62′a側に、平坦化層を兼ねて電気絶縁層66を形成し、この電気絶縁層66上に、1層目の電気絶縁層69aを介しビア部67aにて所定のスルーホール64の導電材料65(ランド部65a)に接続された1層目の配線68aを形成し、さらに、2層目の電気絶縁層69bを介しビア部67bにて所定の1層目配線68aに接続されるように2層目の配線68bを形成する(図14(A))。
次いで、コア材62′の他方の面62′bを研磨して、微細孔64′を露出させてスルーホール64を形成するとともに、電解めっき部位71を露出させる(図14(B))。これにより、多層配線基板61が得られる。尚、電気絶縁層を介して配線を形成する前に、上記のようにコア材62′を研磨してスルーホール64を形成してもよい。
本発明の多層配線基板の製造方法は、上述の実施形態に示されるものに限定されるものではなく、配線の層構成が3層以上の多層配線基板や、コア基板の両面に配線を備える多層配線基板を製造する場合にも適用することができる。
次に、具体的実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明する。
[実施例1]
コア材として、厚み300μmのシリコンウエハを準備し、このコア材の一方の面にプラズマCVD法により窒化シリコン膜(厚み5μm)を成膜した。次いで、この窒化シリコン膜上に、ポジ型フォトレジスト(東京応化工業(株)製 OFPR−800)を塗布し、スルーホール形成用のフォトマスクを介して露光、現像することによりレジストパターンを形成した。次に、CF4をエッチングガスとして、レジストパターンから露出している窒化シリコン膜をドライエッチングし、その後、レジストパターンを専用剥離液で剥離し、窒化シリコンからなるマスクパターンを形成した。上記のシリコンウエハのXY方向(シリコンウエハの表面に平行な平面)の熱膨張係数は、3ppmであった。また、マスクパターンは、直径が30μmである円形開口が60〜1000μmピッチで形成されたものであった。
次に、ICP−RIE装置により、マスクパターンから露出しているシリコンを、エッチングガスにSF6を用いてエッチングしてスルーホールを形成した。このスルーホールは、開口径が約22μmであった。
次に、アセトンを用いてマスクパターンをコア材から除去した。その後、スルーホールが形成されたコア材に熱酸化処理(1050℃、20分間)を施して、コア材の表面(スルーホール内壁面を含む)に二酸化珪素からなる絶縁膜を形成した。その後、コア材の一方の面に、チタン−銅の順にスパッタリング法により下地導電薄膜を0.2μmの厚みで形成した。次いで、この下地導電薄膜上にドライフィルムレジスト(旭化成(株)製APR)をラミネートした。次いで、ランド部形成用のフォトマスクを介し露光、現像してレジストパターン(厚み10μm)を形成した。このレジストパターンをマスクとし、上記の下地導電薄膜を給電層として、電解銅めっきを行なった。これにより、スルーホール内に約20μm侵入した状態でスルーホールの開口部を塞ぎ、かつ、レジストパターンよりも突出した電解めっき部位を形成することができた。
次いで、銅粒子を分散含有する導電性ペーストを、コア材の他方の面からスクリーン印刷によりスルーホール内に充填し、硬化処理(170℃、20分間)を施した。これにより、スルーホール内に充填導電材料部位を形成した。この状態では、上記の電解めっき部位と充填導電材料部位とがスルーホール内にて完全に密着し、スルーホールは、一方の開口部から約20μmの深さまで充填導電材料部位で満たされたものとなった。
次に、コア材の一方の面(スルーホールの開口が未だ閉塞されていない面)に、チタン−銅の順にスパッタリング法により下地導電薄膜を0.2μmの厚みで形成した。次いで、この下地導電薄膜上にドライフィルムレジスト(旭化成(株)製APR)をラミネートした。次いで、ランド部形成用のフォトマスクを介し露光、現像してレジストパターン(厚み10μm)を形成した。このレジストパターンをマスクとし、上記の下地導電薄膜を給電層として、電解銅めっきを行い、スルーホール内を充填するとともに、レジストパターンよりも突出した電解めっき部位を形成した。これにより、充填導電材料部位と、これを挟むように位置する電解めっき部位からなる導電材料によってスルーホールの内部が空隙を生じることなく充填された。
次に、コア材の両面に突出した導電材料を、不二越機械工業(株)製MCP150Xを用いて研磨して、スルーホール内に充填された導電材料の表面とコア材の表面とを同一面とした。次いで、レジストパターンと下地導電薄膜を除去してコア基板を得た。このコア基板は、スルーホールに充填された導電材料によって表裏の導通がなされ、導電材料は、直径40μm、突出高さ10μmのランド部をコア基板面から突出して備えるものであった。
次に、上記のコア基板の一方の面に、感光性のベンゾシクロブテン樹脂組成物(ダウ・ケミカル社製 サイクロテン4024)をスピンナー塗布し、ランド部形成のためのフォトマスクを介して露光し、現像した後、熱硬化処理を施して、ランド部が露出した電気絶縁層(厚み10μm)を形成した。
次いで、上記のように平坦化のために形成した電気絶縁層上に、感光性のベンゾシクロブテン樹脂組成物(ダウ・ケミカル社製 サイクロテン4024)をスピンナー塗布、乾燥して厚み10μmの電気絶縁層を形成した。次に、露光、現像を行なって、ランド部の所定の箇所が露出するように小径の穴部(内径25μm)を電気絶縁層の所定位置に形成した。そして、洗浄後、穴部内および電気絶縁層上にスパッタリング法によりチタンと銅からなる導電層を形成し、この導電層上に液状レジスト(東京応化工業(株)製 LA900)を塗布した。次いで、配線形成用のフォトマスクを介し露光、現像して配線形成用の絶縁パターンを形成した。この絶縁パターンをマスクとして電解銅めっき(厚み4μm)を行い、その後、絶縁パターンと導電層を除去した。これにより、電気絶縁層を介して1層目の配線を形成した。上記の配線はビア部(径25μm)を介してランド部に接続されたものであった。
更に、同様の操作を行い、電気絶縁層を介して配線を形成した。これにより、図1に示されるような多層配線基板を得た。
[実施例2]
まず、実施例1と同様にして、厚み300μmのシリコンウエハをコア材として準備し、このコア材にスルーホールを形成し、コア材に二酸化珪素からなる絶縁膜を形成した。次いで、チタン−銅の下地導電薄膜を0.2μmの厚みで形成し、この下地導電薄膜上にレジストパターン(厚み10μm)を形成した。このレジストパターンをマスクとし、上記の下地導電薄膜を給電層として、電解銅めっきを行なった。これにより、スルーホール内に約50μm侵入した状態でスルーホールの開口部を塞ぎ、かつ、レジストパターンよりも突出した電解めっき部位を形成した。
次いで、コア材の他方の面に、チタン−銅の順にスパッタリング法により下地導電薄膜を0.2μmの厚みで形成した。次いで、この下地導電薄膜上にドライフィルムレジスト(旭化成(株)製APR)をラミネートした。次いで、ランド部形成用のフォトマスクを介し露光、現像してレジストパターン(厚み10μm)を形成した。このレジストパターンをマスクとし、上記の下地導電薄膜を給電層として、電解銅めっきを行なった。これにより、スルーホールの内壁面とコア材の表面に厚み約50μmの銅めっき層を形成して電解めっき部位とした。
次いで、銅粒子を分散含有する導電性ペーストをスクリーン印刷によりスルーホール内に充填し、硬化処理(170℃、20分間)を施した。これにより、スルーホール内を充填するとともに、スルーホールの開口部を塞ぎ、かつ、レジストパターンよりも突出した充填導電材料部位を形成した。これにより、電解めっき部位と充填導電材料部位からなる導電材料によってスルーホールの内部が空隙を生じることなく充填された。
次に、実施例1と同様にして、コア材の両面に突出した導電材料を研磨し、レジストパターンを除去してコア基板を得た。このコア基板は、スルーホールに充填された導電材料によって表裏の導通がなされ、導電材料は、直径40μm、突出高さ10μmのランド部をコア基板面から突出して備えるものであった。
次に、実施例1と同様に、上記のコア基板の一方の面に電気絶縁層(厚み10μm)を形成し、この電気絶縁層上に配線を形成して、図2に示されるような多層配線基板を得た。
[実施例3]
まず、実施例1と同様にして、厚み300μmのシリコンウエハをコア材として準備し、このコア材にスルーホールを形成し、コア材に二酸化珪素からなる絶縁膜を形成した。次いで、チタン−銅の下地導電薄膜を0.2μmの厚みで形成し、この下地導電薄膜上にレジストパターン(厚み10μm)を形成した。このレジストパターンをマスクとし、上記の下地導電薄膜を給電層として、電解銅めっきを行なった。これにより、スルーホール内に約150μm侵入した状態でスルーホールの開口部を塞ぎ、かつ、レジストパターンよりも突出した電解めっき部位を形成した。
次いで、コア材の他方の面に、チタン−銅の順にスパッタリング法により下地導電薄膜を0.2μmの厚みで形成した。
次いで、銅粒子を分散含有する導電性ペーストを、コア材の他方の面からスクリーン印刷によりスルーホール内に充填し、硬化処理(170℃、20分間)を施した。これにより、スルーホール内に充填導電材料部位を形成した。この状態では、上記の電解めっき部位と充填導電材料部位とがスルーホール内にて完全に密着し、スルーホールは、一方の開口部から約150μmの深さまで充填導電材料部位で満たされたものとなった。
次に、スルーホールの開口部が存在する面の下地導電薄膜上にドライフィルムレジスト(旭化成(株)製APR)をラミネートした。次いで、ランド部形成用のフォトマスクを介し露光、現像してレジストパターン(厚み10μm)を形成した。このレジストパターンをマスクとし、上記の下地導電薄膜を給電層として、電解銅めっきを行い、スルーホール内を充填するとともに、レジストパターンよりも突出した電解めっき部位を形成した。これにより、充填導電材料部位と、これを挟むように位置する電解めっき部位からなる導電材料によってスルーホールの内部が空隙を生じることなく充填された。
次に、実施例1と同様にして、コア材の両面に突出した導電材料を研磨し、レジストパターンを除去してコア基板を得た。このコア基板は、スルーホールに充填された導電材料によって表裏の導通がなされ、導電材料は、直径40μm、突出高さ10μmのランド部をコア基板面から突出して備えるものであった。
次に、実施例1と同様に、上記のコア基板の一方の面に電気絶縁層(厚み10μm)を形成し、この電気絶縁層上に配線を形成して、図3に示されるような多層配線基板を得た。
[実施例4]
コア材として、厚み625μmのシリコンウエハを準備し、このコア材の一方の面にプラズマCVD法により窒化シリコン膜(厚み5μm)を成膜した。次いで、この窒化シリコン膜上に、ポジ型フォトレジスト(東京応化工業(株)製 OFPR−800)を塗布し、スルーホール形成用のフォトマスクを介して露光、現像することによりレジストパターンを形成した。次に、CF4をエッチングガスとして、レジストパターンから露出している窒化シリコン膜をドライエッチングし、その後、レジストパターンを専用剥離液で剥離し、窒化シリコンからなるマスクパターンを形成した。上記のシリコンウエハのXY方向(シリコンウエハの表面に平行な平面)の熱膨張係数は、3ppmであった。また、マスクパターンは、直径が28μmである円形開口が200〜1000μmピッチで形成されたものであった。
次に、ICP−RIE装置により、マスクパターンから露出しているシリコンを、エッチングガスにSF6を用いて350μmの深さまでエッチングして、微細孔を形成した。この微細孔の開口径は約30μmであった。
次に、アセトンを用いてマスクパターンをコア材から除去した。その後、微細孔が形成されたコア材に熱酸化処理(1050℃、20分間)を施して、コア材の表面(微細孔内壁面を含む)に二酸化珪素からなる絶縁膜を形成した。
その後、コア材の微細孔を形成した面に、チタン−銅の順にスパッタリング法により下地導電薄膜を0.2μmの厚みで形成した。次いで、この下地導電薄膜上にドライフィルムレジスト(旭化成(株)製APR)をラミネートした。次いで、ランド部形成用のフォトマスクを介し露光、現像してレジストパターン(厚み10μm)を形成した。このレジストパターンをマスクとし、上記の下地導電薄膜を給電層として、電解銅めっきを行なった。これにより、微細孔の内壁面とコア材の表面に厚み約10μmの銅めっき層を形成して電解めっき部位とした。
次いで、銅粒子を分散含有する導電性ペーストをスクリーン印刷により微細孔内に充填し、硬化処理(170℃、20分間)を施した。これにより、微細孔内を充填するとともに、微細孔の開口部を塞ぎ、かつ、レジストパターンよりも突出した充填導電材料部位を形成した。これにより、電解めっき部位と充填導電材料部位からなる導電材料によって微細孔の内部が空隙を生じることなく充填された。
次に、コア材の他方の面をバックグラインダーにより研磨してコア材の厚みを約350μmにするとともに、このコア材の研磨面に微細孔と上記の電解めっき部位とを露出させてスルーホールを形成した。
次に、実施例1と同様にして、コア材の片面に突出した導電材料を研磨し、レジストパターンを除去してコア基板を得た。このコア基板は、スルーホールに充填された導電材料によって表裏の導通がなされ、導電材料は、直径40μm、突出高さ10μmのランド部をコア基板の一方の面から突出して備えるものであった。
次に、実施例1と同様にして、上記のコア基板の一方の面(ランド部が存在する面)に電気絶縁層(厚み10μm)を形成し、この電気絶縁層上に配線を形成して、図4に示されるような多層配線基板を得た。
[比較例]
まず、実施例1と同様にして、厚み300μmのシリコンウエハをコア材として準備し、このコア材にスルーホールを形成し、コア材に二酸化珪素からなる絶縁膜を形成した。
次に、コア材上にドライフィルムレジスト(旭化成(株)製APR)をラミネートした。次いで、ランド部形成用のフォトマスクを介し露光、現像してレジストパターン(厚み10μm)を形成した。
次いで、銅粒子を含有する導電性ペーストを、スクリーン印刷によりスルーホール内に充填し、硬化処理(170℃、20分間)を施した。その後、コア材の両面に突出した導電材料を、不二越機械工業(株)製MCP150Xを用いて研磨して、スルーホール内に充填された導電材料の表面とレジストパターンの表面とを同一面とした。次いで、レジストパターンを除去してコア基板を得た。このコア基板は、スルーホールに充填された導電材料によって表裏の導通がなされ、導電材料は、直径40μm、突出高さ10μmのランド部をコア基板面から突出して備えるものであった。
次に、実施例1と同様に、上記のコア基板の一方の面に電気絶縁層(厚み10μm)を形成し、この電気絶縁層上に配線を形成して、比較の多層配線基板を得た。
[多層配線基板の評価]
上述の多層配線基板(実施例1〜4、比較例)について、下記の条件で熱衝撃試験を行なって、スルーホールを介した表裏導通における断線発生の有無を評価した。その結果、本発明の多層配線基板(実施例1〜4)は、いずれのスルーホールにおいても断線発生は確認されなかった。しかし、比較例の多層配線基板では、約5%の確率で断線が発生した。
(熱衝撃試験の条件)
−55℃で15分間保持した後、30分で125℃まで加熱し、125℃に15
分間保持し、次いで、30分で−55℃まで冷却するという工程を1000回繰
り返す。
本発明は、高密度配線を備えた多層配線基板を含む多方面の用途に有用である。
本発明の多層配線基板の一実施形態を示す部分縦断面図である。 本発明の多層配線基板の他の実施形態を示す部分縦断面図である。 本発明の多層配線基板の他の実施形態を示す部分縦断面図である。 本発明の多層配線基板の他の実施形態を示す部分縦断面図である。 本発明の多層配線基板の製造方法の一実施形態を示す工程図である。 本発明の多層配線基板の製造方法の一実施形態を示す工程図である。 本発明の多層配線基板の製造方法の一実施形態を示す工程図である。 本発明の多層配線基板の製造方法の他の実施形態を示す工程図である。 本発明の多層配線基板の製造方法の他の実施形態を示す工程図である。 本発明の多層配線基板の製造方法の他の実施形態を示す工程図である。 本発明の多層配線基板の製造方法の他の実施形態を示す工程図である。 本発明の多層配線基板の製造方法の他の実施形態を示す工程図である。 本発明の多層配線基板の製造方法の他の実施形態を示す工程図である。 本発明の多層配線基板の製造方法の他の実施形態を示す工程図である。
符号の説明
1,21,41,61…多層配線基板
2,22,42,62…コア基板
4,24,44,64…スルーホール
5,25,45,65…導電材料
5a,5b,25a,25b,45a,45b,65a…ランド部
11,12,31,32,51,52,71…電解めっき部位
13,33,53,73…充填導電材料部位
6,26,46,66…電気絶縁層
7a,7b,27a,27b,47a,47b,67a,67b…ビア部
8a,8b,28a,28b,48a,48b,68a,68b…配線
9a,9b,29a,29b,49a,49b,69a,69b…電気絶縁層

Claims (12)

  1. コア基板と、該コア基板上に電気絶縁層を介して形成された配線とを備えた多層配線基板の製造方法において、
    該コア材に所定の大きさで微細孔を穿設してスルーホールを形成する工程と、
    前記コア材の一方の面に下地導電薄膜を形成し、コア材上の該下地導電薄膜上に所望のレジストパターンを形成し、該面側から電解めっきを行なうことにより、前記スルーホール内の所定の深さまで達し、かつ、前記レジストパターンから突出する電解めっき部位を形成する工程と、
    前記コア材の他方の面から前記スルーホール内に導電材料を充填して、スルーホール内にて前記電解めっき部位と接続する充填導電材料部位を形成し、その後、該コア材面と前記スルーホール内に下地導電薄膜を形成し、次いで、該コア材面に所望のレジストパターンを形成し、該面側から電解めっきを行なうことにより、前記スルーホール内を満たし、かつ、前記レジストパターンから突出する電解めっき部位を形成する工程と、
    両面に突出する電解めっき部位を研磨し、その後、前記レジストパターンを除去してコア基板を形成する工程と、
    該コア基板の少なくとも一方の面に電気絶縁層を介して配線を形成する工程と、を有することを特徴とする多層配線基板の製造方法。
  2. コア基板と、該コア基板上に電気絶縁層を介して形成された配線とを備えた多層配線基板の製造方法において、
    該コア材に所定の大きさで微細孔を穿設してスルーホールを形成する工程と、
    前記コア材の一方の面に下地導電薄膜を形成し、コア材上の該下地導電薄膜上に所望のレジストパターンを形成し、該面側から電解めっきを行なうことにより、前記スルーホール内の所定の深さまで達し、かつ、前記レジストパターンから突出する電解めっき部位を形成する工程と、
    前記コア材の他方の面と前記スルーホール内に下地導電薄膜を形成し、コア材上の前記下地導電薄膜上に所望のレジストパターンを形成し、該面側から電解めっきを行なうことにより、スルーホール内を含む前記下地導電薄膜上に電解めっきにより電解めっき部位を形成し、その後、前記スルーホール内に導電材料を充填して、前記レジストパターンから突出する充填導電材料部位を形成する工程と、
    両面に突出する電解めっき部位と充填導電材料部位とを研磨し、その後、前記レジストパターンを除去してコア基板を形成する工程と、
    該コア基板の少なくとも一方の面に電気絶縁層を介して配線を形成する工程と、を有することを特徴とする多層配線基板の製造方法。
  3. コア基板と、該コア基板上に電気絶縁層を介して形成された配線とを備えた多層配線基板の製造方法において、
    該コア材に所定の大きさで微細孔を穿設してスルーホールを形成する工程と、
    前記コア材の一方の面に下地導電薄膜を形成し、コア材上の該下地導電薄膜上に所望のレジストパターンを形成し、該面側から電解めっきを行なうことにより、前記スルーホール内の所定の深さまで達し、かつ、前記レジストパターンから突出する電解めっき部位を形成する工程と、
    前記コア材の他方の面と前記スルーホール内に下地導電薄膜を形成し、前記スルーホール内に導電材料を充填して、スルーホール内にて前記電解めっき部位と接続する充填導電材料部位を形成し、その後、該コア材面の前記下地導電薄膜上に所望のレジストパターンを形成し、該面側から電解めっきを行なうことにより、前記スルーホール内を満たし、かつ、前記レジストパターンから突出する電解めっき部位を形成する工程と、
    両面に突出する電解めっき部位を研磨し、その後、前記レジストパターンを除去してコア基板を形成する工程と、
    該コア基板の少なくとも一方の面に電気絶縁層を介して配線を形成する工程と、を有することを特徴とする多層配線基板の製造方法。
  4. 前記スルーホールの形成方法は、ICP−RIE法またはサンドブラスト法であることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の多層配線基板の製造方法。
  5. 前記スルーホールを形成した後、スルーホール内部を含むコア材表面に絶縁層を形成することを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の多層配線基板の製造方法。
  6. コア基板と、該コア基板上に電気絶縁層を介して形成された配線とを備えた多層配線基板の製造方法において、
    コア基板用のコア材の一方の面に所定の深さで微細孔を穿設する工程と、
    前記コア材の微細孔形成面側に微細孔内部を含めて下地導電薄膜を形成し、コア材上の該下地導電薄膜上に所望のレジストパターンを形成し、該面側から電解めっきを行なうことにより、微細孔内部を含む前記下地導電薄膜上に電解めっきにより電解めっき部位を形成する工程と、
    前記微細孔内に導電材料を充填して、前記レジストパターンから突出する充填導電材料部位を形成する工程と、
    レジストパターンから突出する前記充填導電材料部位を研磨し、その後、前記レジストパターンを除去する工程と、
    前記コア材の他方の面を研磨して前記微細孔内の電解めっき部位を露出させることによりスルーホールを形成する工程と、
    該コア基板の少なくとも一方の面に電気絶縁層を介して配線を形成する工程と、を有することを特徴とする多層配線基板の製造方法。
  7. 前記微細孔の形成方法は、ICP−RIE法またはサンドブラスト法であることを特徴とする請求項6に記載の多層配線基板の製造方法。
  8. 前記微細孔を形成した後、微細孔内部を含むコア材表面に絶縁層を形成することを特徴とする請求項6または請求項7に記載の多層配線基板の製造方法。
  9. 前記電解めっき部位の形成方法は、電解銅めっき法、電解銀めっき法、電解金めっき法のいずれかであることを特徴とする請求項1乃至請求項8のいずれかに記載の多層配線基板の製造方法。
  10. 前記充填導電材料部位の形成方法は、導電性ペーストを印刷法により前記スルーホール内に充填し乾燥硬化する方法であることを特徴とする請求項1乃至請求項9のいずれかに記載の多層配線基板の製造方法。
  11. 前記充填導電材料部位の形成方法は、半田を溶融して流し込む方法であることを特徴とする請求項1乃至請求項9のいずれかに記載の多層配線基板の製造方法。
  12. 前記コア材は、XY方向の熱膨張係数が2〜20ppmの範囲内であるシリコン、セラミック、ガラス、ガラス−エポキシ複合材料のいずれかであることを特徴とする請求項1乃至請求項11のいずれかに記載の多層配線基板の製造方法。
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