JP4722961B2 - 半導体素子を内蔵する多層プリント配線板の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、 本発明は、特にＩＣチップなどの半導体素子を内蔵する多層プリント配線板及びその製造方法に関するものである。

ＩＣチップは、ワイヤーボンディング、ＴＡＢ、フリップチップなどの実装方法によって、プリント配線板との電気的接続を取っていた。
ワイヤーボンディングは、プリント配線板にＩＣチップを接着剤によりダイボンディングさせて、該プリント配線板のパッドとＩＣチップのパッドとを金線などのワイヤーで接続させた後、ＩＣチップ並びにワイヤーを守るために熱硬化性樹脂あるいは熱可塑性樹脂などの封止樹脂を施していた。

ＴＡＢは、ＩＣチップのバンプとプリント配線板のパッドとをリードと呼ばれる線を半田などによって一括して接続させた後、樹脂による封止を行っていた。
フリップチップは、ＩＣチップとプリント配線板のパッド部とをバンプを介して接続させて、バンプとの隙間に樹脂を充填させることによって行っていた。
特開平１１−０６７９９８号公報 特開平０８−１３９２３４号公報 特開平１１−１２６８６８号公報 特開平１１−３１２８６８号公報 特開２０００−２９４６７４号公報 特開平１１−２２０２６２号公報 特開平１１−２５１７２７号公報 特開平９−３２１４０８号 特開平１０−２５６４２９号 特開平１１−１２６９７８号

しかしながら、それぞれの実装方法は、ＩＣチップとプリント配線板の間に接続用のリード部品（ワイヤー、リード、バンプ）を介して電気的接続を行っている。それらの各リード部品は、切断、腐食し易く、これにより、ＩＣチップとの接続が途絶えたり、誤作動の原因となることがあった。

一方、上述したようにＩＣチップをプリント配線板（パッケージ基板）の外部に取り付けるのではなく、基板に半導体素子を埋め込んで、その上層に、ビルドアップ層を形成させることにより電気的接続を取る従来技術として、特開平９−３２１４０８号（ＵＳＰ５８７５１００）、特開平１０−２５６４２９号、特開平１１−１２６９７８号などが提案されている。

特開平９−３２１４０８号（ＵＳＰ５８７５１００）には、ダイパッド上に、スタッドバンプを形成した半導体素子をプリント配線板に埋め込んで、スタッドバンプ上に配線を形成して電気的接続を取っていた。しかしならが、該スタッドバンプはタマネギ状であり高さのバラツキが大きいために、層間絶縁層を形成させると、平滑性が低下し、バイアホールを形成させても未接続になりやすい。また、スタッドバンプをボンディングにより一つ一つ植設しており、一括して配設することができず、生産性という点でも難点があった。

特開平１０−２５６４２９号には、セラミック基板に半導体素子を収容し、フリップチップ形態によって電気的接続されている構造が示されている。しかしながら、セラミックは外形加工性が悪く、半導体素子の納まりがよくない。また、該バンプでは、高さのバラツキも大きくなった。そのために、層間絶縁層の平滑性が損なわれ、接続が低下してしまう。

特開平１１−１２６９７８号には、空隙の収容部に半導体素子などの電子部品埋め込んで、導体回路と接続して、バイアホールを介して積蔵している多層プリント配線板が示されている。しかしながら、収容部が空隙であるために、位置ずれを引き起こしやすく、半導体素子のパッドとの未接続が起き易い。また、ダイパッドと導体回路とを直接接続させているので、ダイパッドに酸化被膜ができやすく、絶縁抵抗が上昇してしまう問題がある。

本発明は上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、リード部品を介さないで直接電気接続し得る半導体素子を内蔵する多層プリント配線板の製造方法を提案することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１の半導体素子を内蔵する多層プリント配線板の製造方法は、少なくとも以下の工程を備えることを技術的特徴とする：
金属箔のバンプ形成位置に凹部を設ける工程；
金属箔の上にバンプを介して半導体素子を実装する工程；
前記半導体素子を樹脂でモールドする工程；
前記金属箔をエッチングして回路パターンを形成する工程；
前記回路パターンの上に樹脂絶縁層を形成する工程；
前記樹脂絶縁層にレーザでバイアホール用開口を形成する工程；
前記バイアホール用開口に金属膜を設けバイアホールを形成する工程。

上記目的を達成するため、請求項２の半導体素子を内蔵する多層プリント配線板の製造方法は、少なくとも以下の工程を備えることを技術的特徴とする：
金属箔のバンプ形成位置に凹部を設ける工程；
金属箔の上にバンプを介して複数の半導体素子を実装する工程；
前記複数の半導体素子を樹脂でモールドする工程；
前記金属箔をエッチングして回路パターンを形成する工程；
前記回路パターンの上に樹脂絶縁層を形成する工程；
前記樹脂絶縁層にレーザでバイアホール用開口を形成する工程；
前記バイアホール用開口に金属膜を設けバイアホールを形成する工程。

請求項１では、金属箔の上にバンプを介して半導体素子を実装する。このため、金属箔と半導体素子のパットとを確実に電気接続することができる。この後、半導体素子を樹脂でモールドしてから、金属箔をエッチングして回路パターンを形成する。このため、半導体素子のパッドと回路パターンとの接続信頼性を高めることができ、多層プリント配線板の外部でリード部品を介さないで直接電気的接続することが可能になる。

請求項２では、金属箔の上にバンプを介して半導体素子を実装する。このため、金属箔と半導体素子のパットとを確実に電気接続することができる。この後、半導体素子を樹脂でモールドしてから、金属箔をエッチングして回路パターンを形成する。このため、半導体素子のパッドと回路パターンとの接続信頼性を高めることができ、多層プリント配線板の外部でリード部品を介さないで直接電気的接続することが可能になる。複数の半導体素子を樹脂で同時にモールドし、回路パターンで接続しているため、半導体素子相互の電気接続の信頼性を高めることができる。

請求項１、２では、金属箔のバンプ形成位置に凹部を設けるため、金属箔と半導体素子のパットとの接続信頼性を高めることができる。

本発明では、半導体素子に回路パターンが形成されているので、半導体素子であるＩＣチップをプリント配線板に埋め込む、収容、収納する前、もしくはその後にでも半導体素子の動作や電気検査を容易に行なえるようになった。それは、ダイパッドよりも大きい回路パターンが形成されているので、検査用プローブピンが接触し易くなったからである。それにより、予め製品の可否が判定することができ、生産性やコスト面でも向上させることができる。また、プローブによるパッドの損失や傷などが発生しない。

故に、予め回路パターンを形成することによって、半導体素子であるＩＣチップをプリント配線に埋め込み、収容、収納することが好適に行える。つまり、回路パターンを形成した半導体素子は、プリント配線板の埋め込み、収容、収納するため半導体素子であるともいえる。

それぞれに多層プリント配線板だけで機能を果たしてもいるが、場合によっては半導体装置としてのパッケージ基板としての機能させるために外部基板であるマザーボードやドーターボードとの接続のため、ＢＧＡ、半田バンプやＰＧＡ（導電性接続ピン）を配設させてもよい。また、この構成は、従来の実装方法で接続した場合よりも配線長を短くできて、ループインダクタンスも低減できる。

本発明の多層プリント配線板の層間樹脂絶縁層には、熱硬化型樹脂シートを用いることが望ましい。この樹脂シートには、難溶性樹脂、可溶性粒子、硬化剤、その他の成分が含有されている。それぞれについて以下に説明する。

本発明の製造方法において使用する樹脂は、酸または酸化剤に可溶性の粒子（以下、可溶性粒子という）が酸または酸化剤に難溶性の樹脂（以下、難溶性樹脂という）中に分散したものである。
なお、本発明で使用する「難溶性」「可溶性」という語は、同一の酸または酸化剤からなる溶液に同一時間浸漬した場合に、相対的に溶解速度の早いものを便宜上「可溶性」と呼び、相対的に溶解速度の遅いものを便宜上「難溶性」と呼ぶ。

上記可溶性粒子としては、例えば、酸または酸化剤に可溶性の樹脂粒子（以下、可溶性樹脂粒子）、酸または酸化剤に可溶性の無機粒子（以下、可溶性無機粒子）、酸または酸化剤に可溶性の金属粒子（以下、可溶性金属粒子）等が挙げられる。これらの可溶性粒子は、単独で用いても良いし、２種以上併用してもよい。

上記可溶性粒子の形状は特に限定されず、球状、破砕状等が挙げられる。また、上記可溶性粒子の形状は、一様な形状であることが望ましい。均一な粗さの凹凸を有する粗化面を形成することができるからである。

上記可溶性粒子の平均粒径としては、０．１〜１０μｍが望ましい。この粒径の範囲であれば、２種類以上の異なる粒径のものを含有してもよい。すなわち、平均粒径が０．１〜０．５μｍの可溶性粒子と平均粒径が１〜３μｍの可溶性粒子とを含有する等である。これにより、より複雑な粗化面を形成することができ、導体回路との密着性にも優れる。なお、本発明において、可溶性粒子の粒径とは、可溶性粒子の一番長い部分の長さである。

上記可溶性樹脂粒子としては、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂等からなるものが挙げられ、酸あるいは酸化剤からなる溶液に浸漬した場合に、上記難溶性樹脂よりも溶解速度が速いものであれば特に限定されない。
上記可溶性樹脂粒子の具体例としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリフェニレン樹脂、ポリオレフィン樹脂、フッ素樹脂等からなるものが挙げられ、これらの樹脂の一種からなるものであってもよいし、２種以上の樹脂の混合物からなるものであってもよい。

また、上記可溶性樹脂粒子としては、ゴムからなる樹脂粒子を用いることもできる。上記ゴムとしては、例えば、ポリブタジエンゴム、エポキシ変性、ウレタン変性、（メタ）アクリロニトリル変性等の各種変性ポリブタジエンゴム、カルボキシル基を含有した（メタ）アクリロニトリル・ブタジエンゴム等が挙げられる。これらのゴムを使用することにより、可溶性樹脂粒子が酸あるいは酸化剤に溶解しやすくなる。つまり、酸を用いて可溶性樹脂粒子を溶解する際には、強酸以外の酸でも溶解することができ、酸化剤を用いて可溶性樹脂粒子を溶解する際には、比較的酸化力の弱い過マンガン酸塩でも溶解することができる。また、クロム酸を用いた場合でも、低濃度で溶解することができる。そのため、酸や酸化剤が樹脂表面に残留することがなく、後述するように、粗化面形成後、塩化パラジウム等の触媒を付与する際に、触媒が付与されなたかったり、触媒が酸化されたりすることがない。

上記可溶性無機粒子としては、例えば、アルミニウム化合物、カルシウム化合物、カリウム化合物、マグネシウム化合物およびケイ素化合物からなる群より選択される少なくとも一種からなる粒子等が挙げられる。

上記アルミニウム化合物としては、例えば、アルミナ、水酸化アルミニウム等が挙げられ、上記カルシウム化合物としては、例えば、炭酸カルシウム、水酸化カルシウム等が挙げられ、上記カリウム化合物としては、炭酸カリウム等が挙げられ、上記マグネシウム化合物としては、マグネシア、ドロマイト、塩基性炭酸マグネシウム等が挙げられ、上記ケイ素化合物としては、シリカ、ゼオライト等が挙げられる。これらは単独で用いても良いし、２種以上併用してもよい。

上記可溶性金属粒子としては、例えば、銅、ニッケル、鉄、亜鉛、鉛、金、銀、アルミニウム、マグネシウム、カルシウムおよびケイ素からなる群より選択される少なくとも一種からなる粒子等が挙げられる。また、これらの可溶性金属粒子は、絶縁性を確保するために、表層が樹脂等により被覆されていてもよい。

上記可溶性粒子を、２種以上混合して用いる場合、混合する２種の可溶性粒子の組み合わせとしては、樹脂粒子と無機粒子との組み合わせが望ましい。両者とも導電性が低くいため樹脂フィルムの絶縁性を確保することができるとともに、難溶性樹脂との間で熱膨張の調整が図りやすく、樹脂フィルムからなる層間樹脂絶縁層にクラックが発生せず、層間樹脂絶縁層と導体回路との間で剥離が発生しないからである。

上記難溶性樹脂としては、層間樹脂絶縁層に酸または酸化剤を用いて粗化面を形成する際に、粗化面の形状を保持できるものであれば特に限定されず、例えば、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、これらの複合体等が挙げられる。また、これらの樹脂に感光性を付与した感光性樹脂であってもよい。感光性樹脂を用いることにより、層間樹脂絶縁層に露光、現像処理を用いてバイアホール用開口を形成することできる。
これらのなかでは、熱硬化性樹脂を含有しているものが望ましい。それにより、めっき液あるいは種々の加熱処理によっても粗化面の形状を保持することができるからである。

上記難溶性樹脂の具体例としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、フェノキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリフェニレン樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリエーテルスルホン、フッ素樹脂等が挙げられる。これらの樹脂は単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。
さらには、１分子中に、２個以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂がより望ましい。前述の粗化面を形成することができるばかりでなく、耐熱性等にも優れてるため、ヒートサイクル条件下においても、金属層に応力の集中が発生せず、金属層の剥離などが起きにくいからである。

上記エポキシ樹脂としては、例えば、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、アルキルフェノールノボラック型エポキシ樹脂、ビフェノールＦ型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、フェノール類とフェノール性水酸基を有する芳香族アルデヒドとの縮合物のエポキシ化物、トリグリシジルイソシアヌレート、脂環式エポキシ樹脂等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。それにより、耐熱性等に優れるものとなる。

本発明で用いる樹脂フィルムにおいて、上記可溶性粒子は、上記難溶性樹脂中にほぼ均一に分散されていることが望ましい。均一な粗さの凹凸を有する粗化面を形成することができ、樹脂フィルムにバイアホールやスルーホールを形成しても、その上に形成する導体回路の金属層の密着性を確保することができるからである。また、粗化面を形成する表層部だけに可溶性粒子を含有する樹脂フィルムを用いてもよい。それによって、樹脂フィルムの表層部以外は酸または酸化剤にさらされることがないため、層間樹脂絶縁層を介した導体回路間の絶縁性が確実に保たれる。

上記樹脂フィルムにおいて、難溶性樹脂中に分散している可溶性粒子の配合量は、樹脂フィルムに対して、３〜４０重量％が望ましい。可溶性粒子の配合量が３重量％未満では、所望の凹凸を有する粗化面を形成することができない場合があり、４０重量％を超えると、酸または酸化剤を用いて可溶性粒子を溶解した際に、樹脂フィルムの深部まで溶解してしまい、樹脂フィルムからなる層間樹脂絶縁層を介した導体回路間の絶縁性を維持できず、短絡の原因となる場合がある。

上記樹脂フィルムは、上記可溶性粒子、上記難溶性樹脂以外に、硬化剤、その他の成分等を含有していることが望ましい。
上記硬化剤としては、例えば、イミダゾール系硬化剤、アミン系硬化剤、グアニジン系硬化剤、これらの硬化剤のエポキシアダクトやこれらの硬化剤をマイクロカプセル化したもの、トリフェニルホスフィン、テトラフェニルホスフォニウム・テトラフェニルボレート等の有機ホスフィン系化合物等が挙げられる。

上記硬化剤の含有量は、樹脂フィルムに対して０．０５〜１０重量％であることが望ましい。０．０５重量％未満では、樹脂フィルムの硬化が不十分であるため、酸や酸化剤が樹脂フィルムに侵入する度合いが大きくなり、樹脂フィルムの絶縁性が損なわれることがある。一方、１０重量％を超えると、過剰な硬化剤成分が樹脂の組成を変性させることがあり、信頼性の低下を招いたりしてしまうことがある。

上記その他の成分としては、例えば、粗化面の形成に影響しない無機化合物あるいは樹脂等のフィラーが挙げられる。上記無機化合物としては、例えば、シリカ、アルミナ、ドロマイト等が挙げられ、上記樹脂としては、例えば、ポリイミド樹脂、ポリアクリル樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリフェニレン樹脂、メラニン樹脂、オレフィン系樹脂等が挙げられる。これらのフィラーを含有させることによって、熱膨脹係数の整合や耐熱性、耐薬品性の向上などを図り多層プリント配線板の性能を向上させることができる。

また、上記樹脂フィルムは、溶剤を含有していてもよい。上記溶剤としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、酢酸エチル、酢酸ブチル、セロソルブアセテートやトルエン、キシレン等の芳香族炭化水素等が挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、２種類以上併用してもよい。ただし、これらの層間樹脂絶縁層は、３５０℃以上の温度を加えると溶解、炭化をしてしまう。

以下、本発明の実施形態について図を参照して説明する。
半導体素子（ＩＣチップ）２０をコア基板の凹部、空隙、開口に埋め込み、収容、収納させてなる第１実施形態に係る多層プリント配線板の構成について説明する。
図７に示すように多層プリント配線板１０は、ＩＣチップ２０を収容するコア基板３０と、層間樹脂絶縁層５０、層間樹脂絶縁層１５０とからなる。層間樹脂絶縁層５０には、バイアホール６０および導体回路５８が形成され、層間樹脂絶縁層１５０には、バイアホール１６０および導体回路１５８が形成されている。

層間樹脂絶縁層１５０の上には、ソルダーレジスト層７０が配設されている。ソルダーレジスト層７０の開口部７１下の導体回路１５８には、図示しないドータボード、マザーボード等の外部基板と接続するための半田バンプ７６が設けられている。

本実施形態の多層プリント配線板１０では、コア基板３０に樹脂２６でモールドされた複数のＩＣチップ２０を内蔵させてある。該ＩＣチップ２０のパッド２２は半田バンプ３４を介して回路パターン３２を接続させている。該回路パターン３２に層間樹脂絶縁層５０のバイアホール６０を接続させている。第１実施形態では、半田バンプ３４によりパット２２と回路パターン３２とを接続しているが、半田バンプの代わりにフリップチップを用いることもできる。

第１実施形態では、ＩＣチップ２０のパッド２２を半田バンプ３４により回路パターン３４へ接続するため、ＩＣチップ２０のパッド２２と回路パターン３４との接続信頼性を高めることができる。このため、多層プリント配線板の外部でリード部品を用いず、ＩＣチップ２０と多層プリント配線板（パッケージ基板）１０との電気的接続を取ることができる。また、複数のＩＣチップを樹脂で同時にモールドし、回路パターン３２で接続しているため、ＩＣチップ１０相互の電気接続の信頼性を高めることができる。更に、４０μｍ径パッド２２上に幅６０μｍ以上の回路パターン３２を介在させることで、６０μｍ径のバイアホールを確実に接続させることができる。

引き続き、図７を参照して上述した多層プリント配線板の製造方法について、図１〜図６を参照して説明する。

（１）先ず、厚さ５〜３０μｍのＣｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｓｎ、Ｎｉから成る金属箔３２αを用意する（図１（Ａ））。金属箔としては、単板又は積層板を用いることができる。そして、該金属箔３２αの所定位置に半田ペーストからなる半田ボール３４αを配置する（図１（Ｂ））。半田ペーストには、Ｓｎ／Ｐｂ、Ｓｎ／Ｓｂ、Ｓｎ／Ａｇ、Ｓｎ／Ａｇ／Ｃｕなどを用いることができ、放射線の低α線タイプの半田ペーストを用いてもよい。

（２）半田ボール３４αにパッド２２が対応するようにＩＣチップ２０、２０を載置した後（図１（Ｃ））、リフローすることで、金属箔３２αにＩＣチップ２０，２０を実装させる（図１（Ｄ））。

（３）金属箔３２αの上に樹脂封止の際のダムとなる枠２８を載置した後（図２（Ａ）、樹脂２６を充填することで、ＩＣチップ２０，２０を樹脂封止する（図２（Ｂ））。樹脂としては、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、感光性樹脂、又は、これら１つ以上の複合体を用いることができる。ここでは、枠を設けて樹脂封止を行ったが、この代わりに、金型にＩＣチップを入れ、プランジャーで樹脂封止することも可能である。金型を用いる場合には、金型形成のコストがかかるが、樹脂封止の信頼性を高めることができる。

（４）金属箔３２αの上にレジストフィルムを載置した後、露光・現像して所定パターンのエッチングレジスト３３を形成する（図２（Ｃ））。

（５）エッチングレジスト３３の非形成部の金属箔３２αをエッチングにより溶解した後、エッチングレジスト３３を除去し、回路パターン３２を形成する（図２（Ｄ））。

（６）エッチング液をスプレーで吹き付け、回路パターン３２の表面に粗化面３２βを形成する（図２（Ｅ））。なお、電解めっきや酸化還元処理を用いて粗化面を形成することもできる。

（７）該ＩＣチップを収容するためのコア基板３０を用意する（図３（Ａ））。ここでは、ガラスクロス等の心材にエポキシ等の樹脂を含浸させたプリプレグを積層した絶縁樹脂基板（コア基板）３０を用い、コア基板３０の片面に、ザグリ加工でＩＣチップ収容用の凹部３１を形成する。ここでは、ザグリ加工により凹部を設けているが、開口を設けた絶縁樹脂基板と開口を設けない樹脂絶縁基板とを張り合わせることで、収容部を備えるコア基板を形成できる。

（８）その後、凹部３１に、印刷機を用いて接着剤３７を塗布する。このとき、塗布以外にも、ポッティングなどをしてもよい（図３（Ｂ））。

（９）次に、樹脂モールドされたＩＣチップ２０を接着剤３７上に載置し、ＩＣチップ２０の上面を押す、もしくは叩いて凹部３１内に完全に収容させる（図３（Ｃ））。これにより、コア基板３０を平滑にすることができる。この際に、接着剤３７が、ＩＣチップ２０の上面にかかることが有るが、後述するようにＩＣチップ２０の上面に樹脂層を設けてからレーザでバイアホール用の開口を設けるため、回路パターン３２とバイアホールとの接続に影響を与えることがない。

（１０）上記工程を経た基板に、厚さ５０μｍの熱硬化型樹脂シートを温度５０〜１５０℃まで昇温しながら圧力５kg／cm^２で真空圧着ラミネートし、層間樹脂絶縁層５０を設ける（図３（Ｄ））。真空圧着時の真空度は、１０ｍｍＨｇである。

（１１）次に、波長１０．４μｍのＣＯ^２ガスレーザにて、ビーム径５ｍｍ、トップハットモード、パルス幅５．０μ秒、マスクの穴径０．５ｍｍ、１ショットの条件で、層間樹脂絶縁層５０に直径６０μｍのバイアホール用開口４８を設ける（図４（Ａ））。液温６０℃の過マンガン酸を用いて、開口４８内の樹脂残りを除去する。ダイパッド２２上に金属製の回路パターン３２を設けることで、パッド２２上の樹脂残りを防ぐことができ、これにより、パッド２２と後述するバイアホール６０との接続性や信頼性を向上させる。更に、４０μｍ径パッド２２上に６０μｍ幅以上の回路パターン３２を介在させることで、６０μｍ径のバイアホール用開口４８を確実に接続させることができる。なお、ここでは、過マンガン酸などの酸化剤を用いて樹脂残さを除去したが、酸素プラズマなどやコロナ処理を用いてデスミア処理を行うことも可能である。

（１２）次に、過マンガン酸で層間樹脂絶縁層５０の表面を粗化し、粗化面５０αを形成する（図４（Ｂ））。粗化面は、０．０５〜５μｍの間が望ましい。

（１３）粗化面５０αが形成された層間樹脂絶縁層５０上に、金属層５２を設ける（図４（Ｃ））。金属層５２は、無電解めっきによって形成させる。予め層間樹脂絶縁層５０の表層にパラジウムなどの触媒を付与させて、無電解めっき液に５〜６０分間浸漬させることにより、０．１〜５μｍの範囲でめっき膜である金属層５２を設ける。その一例として、
〔無電解めっき水溶液〕
ＮｉＳＯ_４ ０．００３ ｍｏｌ／ｌ
酒石酸 ０．２００ ｍｏｌ／ｌ
硫酸銅 ０．０３０ ｍｏｌ／ｌ
ＨＣＨＯ ０．０５０ ｍｏｌ／ｌ
ＮａＯＨ ０．１００ ｍｏｌ／ｌ
α、α′−ビピルジル １００ ｍｇ／ｌ
ポリエチレングリコール（ＰＥＧ） ０．１０ ｇ／ｌ
３４℃の液温度で４０分間浸漬させる。

めっきの代わりに、日本真空技術株式会社製のＳＶ―４５４０を用い、Ｎｉ−Ｃｕ合金をターゲットにしたスパッタリングを、気圧０．６Ｐａ、温度８０℃、電力２００Ｗ、時間５分間の条件で行い、Ｎｉ−Ｃｕ合金５２をエポキシ系層間樹脂絶縁層５０の表面に形成することもできる。このとき、形成されたＮｉ−Ｃｕ合金層５２の厚さは０．２μｍである。

（１４）上記処理を終えた基板３０に、市販の感光性ドライフィルムを貼り付け、フォトマスクフィルムを載置して、１００ｍＪ／cm^２で露光した後、０．８％炭酸ナトリウムで現像処理し、厚さ１５μｍのめっきレジスト５４を設ける。次に、以下の条件で電解めっきを施して、厚さ１５μｍの電解めっき膜５６を形成する（図５（Ａ））。なお、電解めっき水溶液中の添加剤は、アトテックジャパン社製のカパラシドＨＬである。

〔電解めっき水溶液〕
硫酸 ２．２４ ｍｏｌ／ｌ
硫酸銅 ０．２６ ｍｏｌ／ｌ
添加剤（アトテックジャパン製、カパラシドＨＬ）
１９．５ ｍｌ／ｌ
〔電解めっき条件〕
電流密度 １Ａ／dm２
時間 ６５分
温度 ２２±２℃

（１５）めっきレジスト５４を５％ＮａＯＨで剥離除去した後、そのめっきレジスト下の金属層５２を硝酸および硫酸と過酸化水素の混合液を用いるエッチングにて溶解除去し、金属層５２と電解めっき膜５６からなる厚さ１６μｍの導体回路５８及びバイアホール６０を形成する（図５（Ｂ））。その後、第二銅錯体と有機酸とを含有するエッチング液によって、粗化面５８α、６０αを形成する（図５（Ｃ））。

（１６）次いで、上記（１０）〜（１５）の工程を、繰り返すことにより、さらに上層の層間樹脂絶縁層１５０及び導体回路１５８（バイアホール１６０を含む）を形成する（図６（Ａ））。

（１７）次に、ジエチレングリコールジメチルエーテル（ＤＭＤＧ）に６０重量％の濃度になるように溶解させた、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂（日本化薬社製）のエポキシ基５０％をアクリル化した感光性付与のオリゴマー（分子量４０００）４６．６７重量部、メチルエチルケトンに溶解させた８０重量％のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（油化シェル社製、商品名：エピコート１００１）１５重量部、イミダゾール硬化剤（四国化成社製、商品名：２Ｅ４ＭＺ−ＣＮ）１．６重量部、感光性モノマーである多官能アクリルモノマー（共栄化学社製、商品名：Ｒ６０４）３重量部、同じく多価アクリルモノマー（共栄化学社製、商品名：ＤＰＥ６Ａ）１．５重量部、分散系消泡剤（サンノプコ社製、商品名：Ｓ−６５）０．７１重量部を容器にとり、攪拌、混合して混合組成物を調整し、この混合組成物に対して光重量開始剤としてベンゾフェノン（関東化学社製）２．０重量部、光増感剤としてのミヒラーケトン（関東化学社製）０．２重量部を加えて、粘度を２５℃で２．０Ｐａ・ｓに調整したソルダーレジスト組成物（有機樹脂絶縁材料）を得る。
なお、粘度測定は、Ｂ型粘度計（東京計器社製、ＤＶＬ−Ｂ型）で６０ｒｐｍの場合はローターNo.４、６ｒｐｍの場合はローターNo.３によった。

（１８）次に、基板３０に、上記ソルダーレジスト組成物を２０μｍの厚さで塗布し、７０℃で２０分間、７０℃で３０分間の条件で乾燥処理を行った後、ソルダーレジストレジスト開口部のパターンが描画された厚さ５ｍｍのフォトマスクをソルダーレジスト層７０に密着させて１０００ｍＪ／cm^２の紫外線で露光し、ＤＭＴＧ溶液で現像処理し、２００μｍの直径の開口７１を形成する（図６（Ｂ））。また、市販のソルダーレジストを用いてもよい。

（１９）次に、ソルダーレジスト層（有機樹脂絶縁層）７０を形成した基板を、塩化ニッケル（２．３×１０^−１ｍｏｌ／ｌ）、次亞リン酸ナトリウム（２．８×１０^−１ｍｏｌ／ｌ）、クエン酸ナトリウム（１．６×１０^−１ｍｏｌ／ｌ）を含むｐＨ＝４．５の無電解ニッケルめっき液に２０分間浸漬して、開口部７１に厚さ５μｍのニッケルめっき層７２を形成する。さらに、その基板を、シアン化金カリウム（７．６×１０^−３ｍｏｌ／ｌ）、塩化アンモニウム（１．９×１０^−１ｍｏｌ／ｌ）、クエン酸ナトリウム（１．２×１０^−１ｍｏｌ／ｌ）、次亜リン酸ナトリウム（１．７×１０^−１ｍｏｌ／ｌ）を含む無電解めっき液に８０℃の条件で７．５分間浸漬して、ニッケルめっき層７２上に厚さ０．０３μｍの金めっき層７４を形成することで、導体回路１５８に半田パッド７５を形成する（図６（Ｃ））。

（２０）この後、ソルダーレジスト層７０の開口部７１に、はんだペーストを印刷して、２００℃でリフローすることにより、半田バンプ７６を形成する。これにより、ＩＣチップ２０を内蔵し、半田バンプ７６を有する多層プリント配線板１０を得ることができる（図７参照）。

半田ペーストには、Ｓｎ／Ｐｂ、Ｓｎ／Ｓｂ、Ｓｎ／Ａｇ、Ｓｎ／Ａｇ／Ｃｕなどを用いることができる。もちろん、放射線の低α線タイプの半田ペーストを用いてもよい。

[第２実施形態]
次に、本発明の第２実施形態に係る多層プリント配線板について、図９を参照して説明する。
上述した第１実施形態では、ＢＧＡを配設した場合で説明した。第２実施形態では、第１実施形態とほぼ同様であるが、導電性接続ピン９６を介して接続を取るＰＧＡ方式に構成されている。また、上述した第１実施形態では、ＩＣチップ２０のパット２２と回路パターン３２とを半田バンプ３４で接続させたが、第２実施形態では、フリップチップ３４を介して接続させてある。更に、第２実施形態では、回路パターン３２に凹部３２βを設けて、フリップチップ３４を設けてある。第２実施形態では、フリップチップ３４を設けているが、この代わりに半田バンプを設けることも可能である。

この第２実施形態では、回路パターン３２のフリップチップ位置に凹部３２βを設けてあるため、回路パターン３２とＩＣチップ２０のパット２２との接続信頼性を高めることができる。

第２実施形態の多層プリント配線板の製造工程について、図８を参照して説明する。
（１）先ず、厚さ５〜３０μｍの金属箔３２αを用意する（図８（Ａ））。そして、フリプチップ形成位置にパンチングにより凹部３２βを形成する（図８（Ｂ）。

（２）該金属箔３２αの凹部３２βに半田ペーストからなる半田ボール３４αを配置する（図８（Ｃ））。半田ボール３４αにパッド２２が対応するようにＩＣチップ２０、２０を載置した後（図８（Ｄ））、リフローすることで、金属箔３２αにＩＣチップ２０，２０を実装させる（図８（Ｅ））。

上述した第１、第２実施形態では、ＩＣチップのパット２２に保護膜が形成されていなかったが、保護膜を形成することも好適である。

本発明の構造により、多層プリント配線板の外部でリード部品を介さずに、ＩＣチップとプリント配線板との接続を取ることができる。更に、リード部品に起因する不具合が起きないので、接続性や信頼性が向上する。また、ＩＣチップのパッドとプリント配線板の導電層が直接接続されているので、電気特性も向上させることができる。
更に、従来のＩＣチップの実装方法に比べて、ＩＣチップ〜基板〜外部基板までの配線長も短くできて、ループインダクタンスを低減できる効果もある。また、ＢＧＡ、ＰＧＡなどを配設できるほど、配線形成の自由度が増した。

本発明の第１実施形態に係る半導体素子の製造工程図である。 本発明の第１実施形態に係る半導体素子の製造工程図である。 本発明の第１実施形態に係る半導体素子の製造工程図である。 本発明の第１実施形態に係る多層プリント配線板の製造工程図である。 本発明の第１実施形態に係る多層プリント配線板の製造工程図である。 本発明の第１実施形態に係る多層プリント配線板の製造工程図である。 本発明の第１実施形態に係る多層プリント配線板の断面図である。 本発明の第２実施形態に係る多層プリント配線板の製造工程図である。 本発明の第２実施形態に係る多層プリント配線板の断面図である。

符号の説明

２０ ＩＣチップ（半導体素子）
２２ ダイパッド
２６ 封止樹脂
２８ 枠
３０ コア基板
３１ 凹部
３２ 回路パターン
３４ 半田バンプ
３７ 樹脂接着材
５０ 層間樹脂絶縁層
５８ 導体回路
６０ バイアホール
７０ ソルダーレジスト層
７６ 半田バンプ
９６ 導電性接続ピン
１５０ 層間樹脂絶縁層
１５８ 導体回路
１６０ バイアホール

Claims (3)

1. 少なくとも以下の工程を備えることを特徴とする半導体素子を内蔵する多層プリント配線板の製造方法：
   金属箔のバンプ形成位置に凹部を設ける工程；
   金属箔の上にバンプを介して半導体素子を実装する工程；
   前記半導体素子を樹脂でモールドする工程；
   前記金属箔をエッチングして回路パターンを形成する工程；
   前記回路パターンの上に樹脂絶縁層を形成する工程；
   前記樹脂絶縁層にレーザでバイアホール用開口を形成する工程；
   前記バイアホール用開口に金属膜を設けバイアホールを形成する工程。
2. 少なくとも以下の工程を備えることを特徴とする半導体素子を内蔵する多層プリント配線板の製造方法：
   金属箔のバンプ形成位置に凹部を設ける工程；
   金属箔の上にバンプを介して複数の半導体素子を実装する工程；
   前記複数の半導体素子を樹脂でモールドする工程；
   前記金属箔をエッチングして回路パターンを形成する工程；
   前記回路パターンの上に樹脂絶縁層を形成する工程；
   前記樹脂絶縁層にレーザでバイアホール用開口を形成する工程；
   前記バイアホール用開口に金属膜を設けバイアホールを形成する工程。
3. 前記樹脂絶縁層を形成する前に、前記回路パターンの表面に粗化面を形成することを特徴とする請求項１又は請求項２の半導体素子を内蔵する多層プリント配線板の製造方法。

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