JP5062533B2 - Wiring board manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、半導体素子(チップ)等の電子部品を搭載するのに用いられる配線基板(以下、便宜上、「半導体パッケージ」ともいう。)の製造方法に関する。 The present invention relates to a method of manufacturing a wiring board (hereinafter also referred to as “semiconductor package” for convenience) used for mounting an electronic component such as a semiconductor element (chip).
最近の携帯端末やモバイル機器等の電子機器においては、その高機能化及び小型化(薄型化)が要求されており、その要求に伴い、かかる電子機器に内蔵されて用いられる配線基板(半導体パッケージ)についても配線の微細化及び高密度化が進んでいる。微細配線の形成技術としては、従来よりセミアディティブ法を利用したプロセスが多く用いられている。これは、対象とする基材(樹脂基板)に所要の前処理(両面接続用の穴明け、表面粗化、デスミア、触媒化など)を行った後、無電解銅(Cu)めっきを施し、次いで、めっきレジストのパターンを形成し、そのパターン部分に電解Cuめっきを施して配線を形成後、めっきレジストを除去し、その直下の無電解Cuめっき膜をエッチングするものである。 2. Description of the Related Art Recent electronic devices such as mobile terminals and mobile devices are required to have high functionality and downsizing (thinning), and in response to such demands, wiring boards (semiconductor packages) used in such electronic devices are used. ) Is also progressing in miniaturization and high density of wiring. As a technique for forming fine wiring, a process using a semi-additive method has been conventionally used. This is the target base material (resin substrate) after the necessary pretreatment (drilling for double-sided connection, surface roughening, desmear, catalyzed, etc.), then electroless copper (Cu) plating, Next, a plating resist pattern is formed, and the pattern portion is subjected to electrolytic Cu plating to form a wiring. Then, the plating resist is removed, and the electroless Cu plating film immediately below is etched.
かかる従来技術に関連する技術としては、例えば、特許文献1に記載されたプリント基板の製造方法、特許文献2に記載された回路基板の製造方法がある。また、特許文献3に記載されたダマシンプロセスを利用した配線基板の製造方法がある。
上述したように、微細配線形成技術としてセミアディティブ法が用いられているが、この方法では、サブトラクティブ法を利用したプロセスと比べて、配線密着強度が低下するといった問題があった。 As described above, the semi-additive method is used as a fine wiring formation technique. However, this method has a problem that the wiring adhesion strength is reduced as compared with the process using the subtractive method.
すなわち、このセミアディティブ法では、電解Cuめっきの際のシード層として用いた無電解Cuめっき膜を最終的にエッチングする必要があるため、そのエッチングの際に、既に形成されている電解Cuめっきによる配線(断面的に見ると矩形状)の上端面及びその角部も同時にエッチングされる。その結果、配線の断面形状が、本来の矩形状から、その上端面の角部が削られた(丸められた)形状に変化し、樹脂との密着強度(配線密着強度)が低下し、場合によっては配線が剥がれるといった問題があった。 That is, in this semi-additive method, since it is necessary to finally etch the electroless Cu plating film used as a seed layer in the electrolytic Cu plating, the electrolytic Cu plating that has already been formed is used in the etching. The upper end surface of the wiring (rectangular when viewed in cross section) and its corner are also etched at the same time. As a result, the cross-sectional shape of the wiring changes from the original rectangular shape to a shape with rounded corners on the upper end surface, and the adhesion strength with the resin (wiring adhesion strength) decreases. Depending on the case, there is a problem that the wiring is peeled off.
また、現状のプロセスでは、配線パターンの微細化が困難になりつつある。すなわち、セミアディティブ法では、めっきレジストとして感光性のドライフィルムが多く用いられるが、その取扱い性及びコストの面から、使用されるドライフィルムレジストの厚さは、形成されるべき配線(Cuめっき膜)の厚さよりも大きいものを選択するのが一般的である。そのため、微細配線を形成するべくこの「厚い」ドライフィルムレジストに対して所要のパターニング(露光・現像)を行うと、露光・現像後にドライフィルムレジストの一部が倒れたり、あるいは未現像の部分が形成されてしまうといった不都合が起こり得る。その結果、意図した微細配線を確実に形成することができないといった問題があった。 Further, in the current process, it is becoming difficult to make the wiring pattern finer. That is, in the semi-additive method, a photosensitive dry film is often used as a plating resist. From the viewpoint of handling and cost, the thickness of the dry film resist used depends on the wiring to be formed (Cu plating film). In general, a thickness larger than () is selected. Therefore, if necessary patterning (exposure / development) is performed on this “thick” dry film resist to form fine wiring, a part of the dry film resist may fall down after exposure / development, or an undeveloped part may appear. Inconveniences such as formation may occur. As a result, there has been a problem that the intended fine wiring cannot be reliably formed.
本発明は、かかる従来技術における課題に鑑み創作されたもので、配線密着強度を改善し、微細配線の確実な形成を実現することができる配線基板の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention was created in view of the problems in the prior art, and an object of the present invention is to provide a method of manufacturing a wiring board that can improve wiring adhesion strength and realize the reliable formation of fine wiring.
上述した従来技術の課題を解決するため、本発明の一形態によれば、ベース基材上に樹脂層を形成する工程と、前記樹脂層上に犠牲導体層を形成する工程と、前記犠牲導体層上に、所要の配線パターンの形状に応じてパターニングされた開口部を有するドライフィルムレジスト層を形成する工程と、前記開口部から露出している前記犠牲導体層の部分を除去後、前記樹脂層の露出している部分に溝を形成する工程と、前記溝の壁面及び底面を含めて前記樹脂層上に、無電解めっきにより第1の導体層を形成する工程と、前記第1の導体層で覆われた前記溝内に、電解めっきにより第2の導体層を形成する工程と、前記ドライフィルムレジスト層を除去し、さらに前記犠牲導体層が露出した残りの部分を除去する工程とを含むことを特徴とする配線基板の製造方法が提供される。 In order to solve the above-described problems of the prior art, according to one aspect of the present invention, a step of forming a resin layer on a base substrate, a step of forming a sacrificial conductor layer on the resin layer, and the sacrificial conductor Forming a dry film resist layer having an opening patterned according to the shape of a required wiring pattern on the layer, and removing the portion of the sacrificial conductor layer exposed from the opening, Forming a groove in an exposed portion of the layer, forming a first conductor layer on the resin layer including the wall surface and bottom surface of the groove by electroless plating, and the first conductor Forming a second conductor layer by electrolytic plating in the groove covered with a layer; removing the dry film resist layer; and removing the remaining portion where the sacrificial conductor layer is exposed. It is characterized by including Preparation method for one-substrate.
この形態に係る配線基板の製造方法によれば、ベース基材上の樹脂層上に犠牲導体層を形成後、配線パターンの形状に応じてパターニングされた開口部を有するドライフィルムレジスト層を形成し、上記開口部から露出している犠牲導体層の部分を除去後、樹脂層の露出している部分に溝を形成し、この溝内を含めて樹脂層上に、無電解めっきにより第1の導体層17を形成し、さらに電解めっきにより第2の導体層を形成し、最後にドライフィルムレジスト層及び犠牲導体層が露出した残りの部分を除去している。つまり、第1、第2の導体層からなる配線層は、溝内に埋め込まれた構造を有している。
According to the method for manufacturing a wiring board according to this embodiment, after forming the sacrificial conductor layer on the resin layer on the base substrate, a dry film resist layer having openings patterned according to the shape of the wiring pattern is formed. After removing the portion of the sacrificial conductor layer exposed from the opening, a groove is formed in the exposed portion of the resin layer, and the first layer is formed by electroless plating on the resin layer including the inside of the groove. The
かかる構造により、従来技術に見られたような、電解Cuめっきの際のシード層として用いた無電解Cuめっき膜を最終的にエッチングしたときに、既に形成されている配線の上端面及びその角部もエッチングされてその断面形状が変化し、樹脂との密着強度が低下するといった不都合を解消することができる。つまり、配線密着強度を改善することができる。 With this structure, when the electroless Cu plating film used as a seed layer for electrolytic Cu plating as seen in the prior art is finally etched, the upper end surface of the wiring already formed and its corners are formed. The inconvenience that the portion is also etched to change its cross-sectional shape and the adhesion strength with the resin is reduced can be solved. That is, the wiring adhesion strength can be improved.
また、配線層を構成する第1、第2の導体層は、樹脂層の表面に掘り込んだ溝の部分のみに形成されているので、めっきレジストとして使用されるドライフィルムレジスト層の厚さを、現状のプロセスで使用されているドライフィルムの厚さよりも薄くすることができる。これにより、この「薄い」ドライフィルムレジスト層に対して所要の露光・現像を行っても、従来技術に見られたような、露光・現像後にドライフィルムレジストの一部が倒れたり、未現像の部分が形成されてしまうといった不都合を解消することができる。つまり、本発明によれば、意図した微細配線を確実に形成することができる。 Further, since the first and second conductor layers constituting the wiring layer are formed only in the groove portion dug in the surface of the resin layer, the thickness of the dry film resist layer used as a plating resist is reduced. The thickness of the dry film used in the current process can be made thinner. As a result, even if the required exposure / development is performed on this “thin” dry film resist layer, a part of the dry film resist may fall down after exposure / development as in the prior art, or may be undeveloped. The inconvenience of forming a part can be solved. That is, according to the present invention, the intended fine wiring can be reliably formed.
本発明に係る配線基板の製造方法の他の構成上の特徴及びそれに基づく有利な利点等については、以下に記述する発明の実施の形態を参照しながら説明する。 Other structural features of the method for manufacturing a wiring board according to the present invention and advantageous advantages based thereon will be described with reference to embodiments of the invention described below.
以下、本発明の好適な実施の形態について、添付の図面を参照しながら説明する。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1及び図2は本発明の一実施形態に係る配線基板の製造方法の工程(本発明に関連する部分の工程)を断面図の形態で示したものである。また、図5はその製造方法を使用して得られた配線基板(半導体パッケージ)の一例を断面図の形態で示したものであり、図6はその配線基板に半導体素子を実装したときの状態(半導体装置)を断面図の形態で示したものである。 1 and 2 are cross-sectional views showing steps of a method of manufacturing a wiring board according to an embodiment of the present invention (steps related to the present invention). FIG. 5 shows an example of a wiring board (semiconductor package) obtained by using the manufacturing method in the form of a sectional view, and FIG. 6 shows a state when a semiconductor element is mounted on the wiring board . (Semiconductor device) is shown in the form of a sectional view.
先ず、本実施形態の配線基板(半導体パッケージ)10の構成について、図5を参照しながら説明する。 First, the configuration of the wiring board (semiconductor package) 10 of the present embodiment will be described with reference to FIG .
図示の配線基板(半導体パッケージ)10において、11は配線基板のベース基材としてのコア基板、12はコア基板11の所要の箇所に形成されたスルーホールに充填された導体、13及び14はコア基板11の両面にそれぞれ所要のパターン形状に形成された1層目の配線層を示す。各配線層13,14は、所要の箇所においてコア基板11内の導体12を介して相互に接続されている。
In the illustrated wiring substrate (semiconductor package) 10, 11 is a core substrate as a base substrate of the wiring substrate, 12 is a conductor filled in a through hole formed in a required portion of the
また、15及び16はコア基板11上にそれぞれ配線層13及び14を覆って形成された層間絶縁層(樹脂層)を示し、これら樹脂層15,16には、それぞれ表面に所要の配線パターンの形状に応じて溝15a,16aが形成され、さらに当該溝内の所要の箇所において当該配線層13,14のパッド部に達するビアホール15b,16bが形成されている。17及び19はそれぞれ対応する樹脂層15,16の溝15a,16aの壁面及び底面を覆い、さらにビアホール15b,16bの壁面及び底面を覆って形成された第1の導体層(配線層の外側層)を示し、18及び20はそれぞれ対応する第1の導体層17,19上に形成された第2の導体層(配線層の内側層)を示す。これら第1、第2の導体層により、本パッケージ10における2層目の配線層が構成されている。つまり、2層目の配線層17及び18(19及び20)は、図示のように対応する樹脂層15,16の溝15a,16a及びビアホール15b,16bに埋め込まれて形成され、電流の流れる方向に沿って第1の導体層17,19と第2の導体層18,20とが並列に接続された構造を有している。
また、21及び22はそれぞれ対応する配線層18,20及び樹脂層15,16を覆って形成された層間絶縁層(樹脂層)を示し、これら樹脂層21,22にも同様に、それぞれ表面に所要の配線パターンの形状に応じて溝21a,22aが形成され、さらに当該溝内の所要の箇所において当該配線層18,20のパッド部に達するビアホール21b,22bが形成されている。23及び25はそれぞれ対応する樹脂層21,22の溝21a,22aの壁面及び底面を覆い、さらにビアホール21b,22bの壁面及び底面を覆って形成された第1の導体層(配線層の外側層)を示し、24及び26はそれぞれ対応する第1の導体層23,25上に形成された第2の導体層(配線層の内側層)を示す。これら第1、第2の導体層により、本パッケージ10における3層目の配線層が構成されている。つまり、3層目の配線層23及び24(25及び26)も同様に、図示のように対応する樹脂層21,22の溝21a,22a及びビアホール21b,22bに埋め込まれて形成され、電流の流れる方向に沿って第1の導体層23,25と第2の導体層24,26とが並列に接続された構造を有している。
また、27及び28はそれぞれ対応する配線層24,26の所要の箇所に画定されたパッド部24P,26Pを除いて両面を覆うように形成された保護膜としてのソルダレジスト層を示す。導体12及び配線層13,14,17〜20,23〜26の材料としては代表的に銅(Cu)が用いられ、樹脂層15,16,21,22の材料としては代表的にエポキシ系樹脂が用いられる。
また、ソルダレジスト層27,28から露出するパッド部24P,26Pには、それぞれ外部接続端子(本パッケージ10に搭載されるチップの電極端子、本パッケージ10をマザーボード等の実装用基板に実装する際に使用されるはんだボールやピン等)が接合されるので、各パッド部(Cu)24P,26Pにニッケル(Ni)めっき及び金(Au)めっきをこの順に施しておく。これは、外部接続端子を接合したときのコンタクト性を良くするためと、パッド部24P,26Pを構成するCuとの密着性を高め、CuがAu層中へ拡散するのを防止するためである。
Further, the
さらに、チップ実装面側(図示の例では上側)のパッド部24Pについては、客先等の便宜を考慮して、実装時にチップの電極端子と接続し易いようにはんだ29を被着させている。一方、チップ実装面側と反対側のパッド部26Pについては、客先等で必要に応じて外部接続端子を接合できるように露出させた状態のままにしている。あるいは、図中破線で示すように前もってパッド部26Pにはんだボール等の外部接続端子を接合しておいてもよい。
Furthermore, for the
以上のように構成された配線基板(半導体パッケージ)10には、図6に一例として示すように、半導体素子(チップ)40がその電極端子41を介して表面実装され得る。チップ40と配線基板10の電気的接続は、配線基板10のパッド部24Pに被着されたはんだ29上にチップ40の電極端子41を当接させてリフローにより行う。さらに、配線基板10とチップ40の間隙に、エポキシ系樹脂等のアンダーフィル樹脂42を充填し、熱硬化させて固定化する。図示の半導体装置50においては、チップ実装面側と反対側の面に外部接続端子としてのはんだボール30が接合されている。
The configured wiring board (semiconductor package) 10 as described above, as shown in FIG. 6 as an example, the semiconductor element (chip) 40 can be surface mounted via the
次に、本実施形態の配線基板(半導体パッケージ)10を製造する方法について、その製造工程の一例(本発明に関連する部分の工程)を示す図1及び図2(さらに図3)を参照しながら説明する。図示の例では、簡略化のため、配線基板の一方の面側(チップ実装面側)の構成のみを示している。また、図示の構成に対応する他方の面側の各部材については、当該部材を指示する参照番号をかっこ書で付加している。 Next, with respect to a method of manufacturing the wiring substrate (semiconductor package) 10 of the present embodiment, refer to FIG. 1 and FIG. 2 (further FIG. 3) showing an example of the manufacturing process (parts related to the present invention). While explaining. In the illustrated example, only the configuration on one surface side (chip mounting surface side) of the wiring substrate is shown for the sake of simplicity. Further, for each member on the other surface side corresponding to the illustrated configuration, a reference number indicating the member is added in parentheses.
先ず最初の工程では(図1(a)参照)、ベース基材としてコア基板11を用意し、その所要の箇所にスルーホールを形成して導体を充填し、さらに両面に所要のパターン形状に配線層13(14)を形成する。例えば、プリント配線板に広く用いられているガラス布基材エポキシ樹脂銅張積層板を用意し、その所要の箇所にドリル加工等によりスルーホールを形成する。次に、その積層板の両面に無電解銅(Cu)めっきを施し、この無電解Cuめっき膜をシード層(給電層)として利用した電解Cuめっきにより、あるいはCuペーストを用いたスクリーン印刷法やインクジェット法等により、当該スルーホールに導体12(図5参照)を充填する。さらに、この導体12に接続されるようにしてコア基板11の両面に、サブトラクティブ法、セミアディティブ法、インクジェット法等により、所要のパターン形状に1層目の配線層13(14)を形成する。セミアディティブ法もしくはインクジェット法を用いた場合には、スルーホールへの導体12の充填と同時に配線層13(14)を形成することができ、工程の簡素化に寄与する。
First, in the first step (see FIG. 1A), a
次の工程では(図1(b)参照)、配線層13(14)及びコア基板11上に、エポキシ系樹脂等からなる半硬化状態の樹脂フィルムをラミネートし、熱硬化させて、層間絶縁層としての樹脂層15(16)を形成する。
In the next step (see FIG. 1B), a semi-cured resin film made of an epoxy resin or the like is laminated on the wiring layer 13 (14) and the
次の工程では(図1(c)参照)、樹脂層15(16)上に、無電解銅(Cu)めっきを施して、犠牲導体層CPを形成する。この犠牲導体層(無電解Cuめっき膜)CPは、後述するようにその一部がシード層として利用され、最終的には全て除去される。 In the next step (see FIG. 1C), electroless copper (Cu) plating is performed on the resin layer 15 (16) to form the sacrificial conductor layer CP. A part of the sacrificial conductor layer (electroless Cu plating film) CP is used as a seed layer as will be described later, and finally all is removed.
本工程では無電解Cuめっきにより形成しているが、スパッタリングなどの他の方法を用いて犠牲導体層CPを形成することも可能である。また、犠牲導体層CPを構成する材料の形態としては、液状のもの以外にフィルム状のものを使用してもよい。例えば、銅箔をラミネートして犠牲導体層CPを形成してもよい。 In this step, the sacrificial conductor layer CP can be formed by using other methods such as sputtering, although it is formed by electroless Cu plating. Moreover, as a form of the material constituting the sacrificial conductor layer CP, a film-like material may be used in addition to the liquid material. For example, the sacrificial conductor layer CP may be formed by laminating copper foil.
次の工程では(図1(d)参照)、犠牲導体層(無電解Cuめっき膜)CP上にパターニング材料を使用してめっきレジストを形成し、その所要の箇所を開口する(開口部OPを備えたレジスト層R1の形成)。このレジスト層R1の開口部OPは、所要の配線パターンの形状(後の工程で形成される溝15a(16a)の形状)に従ってパターニング形成される。その際、形成されるべき溝15a(16a)の大きさ(パターン幅)より若干大きくパターニングを行う。
In the next step (see FIG. 1D), a plating resist is formed on the sacrificial conductor layer (electroless Cu plating film) CP by using a patterning material, and the required portions are opened (opening OP is formed). Formation of the provided resist layer R1). The opening OP of the resist layer R1 is formed by patterning according to the required wiring pattern shape (the shape of the
パターニング材料としては、好適には感光性のドライフィルムが用いられる。レジストのパターニングは、例えば、以下のようにして行う。先ず両面を洗浄し、犠牲導体層CPの表面に所要の厚さのドライフィルムを熱圧着により貼り付けた後(ラミネーション)、そのドライフィルムに対し、所要の形状にパターニングされたマスク(図示せず)を用いて紫外線(UV)照射による露光を施して硬化させ、さらに所定の現像液(ネガ型の場合は有機溶剤を含む現像液、ポジ型の場合はアルカリ系の現像液)を用いて当該部分をエッチングし(開口部OPの形成)、所要のパターンの形状に応じたレジスト層R1を形成する。 As the patterning material, a photosensitive dry film is preferably used. The resist patterning is performed, for example, as follows. First, both surfaces are cleaned, and a dry film having a required thickness is attached to the surface of the sacrificial conductor layer CP by thermocompression bonding (lamination), and then a mask (not shown) patterned to a required shape is applied to the dry film. ) To be cured by exposure to ultraviolet (UV) irradiation, and further using a predetermined developer (developer containing an organic solvent in the case of negative type, alkaline developer in the case of positive type). The portion is etched (formation of the opening OP), and a resist layer R1 corresponding to the required pattern shape is formed.
本工程では、ドライフィルムのパターニング部分(レジスト層R1の開口部OP)が溝よりも若干大きく形成されているが、その理由は、後述するように無電解Cuめっきによる導通の確保を容易にするためと、レーザによる溝のパターニング時に同時にドライフィルムレジストが損傷を受けるのを回避するためである。 In this step, the patterning portion of the dry film (opening OP of the resist layer R1) is formed slightly larger than the groove. The reason is that it is easy to ensure conduction by electroless Cu plating as will be described later. This is because the dry film resist is prevented from being damaged at the same time when the groove is patterned by the laser.
次の工程では(図1(e)参照)、犠牲導体層CPの露出している部分を、フラッシュエッチングにより除去する。これによって、除去された犠牲導体層CP直下の樹脂層15(16)が露出した状態となる。 In the next step (see FIG. 1E), the exposed portion of the sacrificial conductor layer CP is removed by flash etching. As a result, the resin layer 15 (16) immediately below the removed sacrificial conductor layer CP is exposed.
次の工程では(図2(a)参照)、樹脂層15(16)の、犠牲導体層CP及びレジスト層R1の開口部に対応する箇所(すなわち、樹脂層15(16)の露出している部分)に、エキシマレーザ、CO2 レーザ、UV−YAGレーザ等を用いて、2層目の配線パターンの形状に応じた溝15a(16a)を形成する。さらに、同図には示していないが、同様のレーザによる穴明け処理により、当該溝内の所要の箇所に、それぞれ下層の配線層13(14)のパッド部に達するビアホール15b(16b)を形成する。
In the next step (see FIG. 2A), the resin layer 15 (16) is exposed at a position corresponding to the openings of the sacrificial conductor layer CP and the resist layer R1 (that is, the resin layer 15 (16) is exposed). A
配線パターンの形状に応じた溝15a(16a)を形成する際は、レジスト層R1の開口部OP(図1(d)参照)よりも若干小さく形成する。つまり、図2(a)の例ではレジスト層R1の縁端が溝15a(16a)の縁と一致しているが、実際には、出来上がった溝15a(16a)の縁に対してレジスト層R1の縁端は若干後退した形状となっている。このように、レジスト層R1の開口部OPよりも小さいエリアに対してレーザによる溝のパターニングを行っているので、そのレーザ照射によってレジスト層R1の縁端部が損傷を受けるのを回避することができる。
When the
このように樹脂層15(16)にレーザ加工を行うと、各ビアホール15b(16b)の底面(下層の配線層13(14)上)に樹脂の残渣(樹脂スミア)が残ることがある。樹脂スミアが残っていると、この後の工程でめっきを行ったときに、各ビアホールと下層の配線層13(14)との導通不良の原因となるため、スミア除去(デスミア)を行う。デスミアは、過マンガン酸カリウム法などにより行う。
When laser processing is performed on the resin layer 15 (16) in this way, a resin residue (resin smear) may remain on the bottom surface (on the lower wiring layer 13 (14)) of each via
次の工程では(図2(b)参照)、樹脂層15(16)に形成された各溝15a(16a)の壁面及び底面を含み、さらに当該溝内に形成された各ビアホール15b(16b)の壁面及び底面を含めて当該樹脂層上に、無電解銅(Cu)めっきを施して第1の導体層17(19)を形成する。無電解Cuめっきは、好適にはRa(算術平均粗さ)の50%〜150%程度が達成されるような条件下で行う。
In the next step (see FIG. 2B), each via
このとき、レジスト層R1の縁端は上述したように溝15a(16a)の縁から若干後退しているので、出来上がった第1の導体層17(19)は、図2(b)の例では溝15a(16a)内に留まっているが、実際には、図3に例示するように樹脂層15(16)の上端面上に延びている。これにより、第1の導体層17(19)は犠牲導体層CPに接続され、樹脂層15(16)表面での電気的導通が確保される。つまり、第1の導体層17(19)は犠牲導体層CPと協働して、シード層として利用することができる。
At this time, since the edge of the resist layer R1 slightly recedes from the edge of the
次の工程では(図2(c)参照)、溝15a(16a)内から樹脂層15(16)の上端面にかけて形成された無電解Cuめっき膜(第1の導体層17(19))上に、この第1の導体層17(19)及び犠牲導体層CPをシード層として利用した電解Cuめっきにより、第2の導体層18(20)を形成する。
In the next step (see FIG. 2C), on the electroless Cu plating film (the first conductor layer 17 (19)) formed from the
次の工程では(図2(d)参照)、めっきレジスト(レジスト層R1)として使用したドライフィルムを、水酸化ナトリウムやモノエタノールアミン系等のアルカリ性の薬液を用いて除去する。さらに、露出しているシード層(犠牲導体層CP)をウエットエッチングにより除去する。これによって、除去された犠牲導体層CP直下の樹脂層15(16)が露出し、隣り合う配線層17,18(19,20)は、図示のように相互に絶縁された状態となる。 In the next step (see FIG. 2D), the dry film used as the plating resist (resist layer R1) is removed using an alkaline chemical such as sodium hydroxide or monoethanolamine. Further, the exposed seed layer (sacrificial conductor layer CP) is removed by wet etching. As a result, the resin layer 15 (16) immediately under the removed sacrificial conductor layer CP is exposed, and the adjacent wiring layers 17, 18 (19, 20) are insulated from each other as shown.
なお、本工程では不要な犠牲導体層(Cu層)CPをウエットエッチングで除去しているが、除去する方法がこれに限定されないことはもちろんである。例えば、バフ研磨(研磨材を埋め込んだ円筒状のバフを回転させ、このバフと加工対象面(銅表面)を冷却水で湿潤させながら、バフを銅表面に押し当てて研磨する方法)等の機械的な方法を用いてもよい。 In this step, unnecessary sacrificial conductor layer (Cu layer) CP is removed by wet etching, but it is needless to say that the removal method is not limited to this. For example, buff polishing (a method of rotating a cylindrical buff embedded with an abrasive and pressing the buff against the copper surface while wetting the buff and the surface to be processed (copper surface) with cooling water) A mechanical method may be used.
この段階で、図示のようにコア基板11の両面に1層目の配線層13(14)、樹脂層15(16)及び2層目の配線層17,18(19,20)が形成された構造体が作製されたことになる。
At this stage, the first wiring layer 13 (14), the resin layer 15 (16), and the second wiring layers 17, 18 (19, 20) are formed on both surfaces of the
さらにこの後、特に図示はしていないが、この構造体に対し、図1(b)〜図2(d)の工程で行った処理と同様の処理を所要の層数となるまで繰り返し、樹脂層と配線層を交互に積み上げていく。図4に示した構成例では、コア基板11(その両面の配線層13,14を含む)を挟んで両側にそれぞれ2層の配線層(ビルドアップ層)を形成している。さらに、最外層の配線層24,26のパッド部24P,26Pの部分を除いて両面を覆うようにそれぞれソルダレジスト層27,28を形成し、各ソルダレジスト層27,28から露出している各パッド部24P,26PにNi/Auめっきを施す。そして、チップ実装面側のパッド部24Pについては、プリソルダを施しておく(はんだ29の被着)。
Thereafter, although not particularly shown, the same process as that performed in the steps of FIGS. 1B to 2D is repeated for this structure until the required number of layers is obtained. Layers and wiring layers are stacked alternately. In the configuration example shown in FIG. 4, two wiring layers (build-up layers) are formed on both sides of the core substrate 11 (including the wiring layers 13 and 14 on both sides thereof). Further, the solder resist
以上の工程により、本実施形態の配線基板(半導体パッケージ)10が製造されたことになる。 The wiring board (semiconductor package) 10 of the present embodiment is manufactured through the above steps.
以上説明したように、本実施形態に係る配線基板(半導体パッケージ)10及びその製造方法によれば、ベース基材としてのコア基板11(及び下層の樹脂層15,16)上の樹脂層15,16(及び樹脂層21,22)の表面に、2層目の配線パターン(及び3層目の配線パターン)の形状に応じて溝15a,16a(及び溝21a,22a)が形成され、さらに当該溝内にビアホール15b,16b(及びビアホール21b,22b)が形成されている。そして、これら各溝及びその対応するビアホールの壁面及び底面を覆って第1の導体層17,19(及び第1の導体層23,25)が形成され、さらに当該第1の導体層上に第2の導体層18,20(及び第2の導体層24,26)が形成されて、これら第1、第2の導体層により2層目の配線層(及び3層目の配線層)が構成されている。つまり、各配線層は当該溝及びビアホール内に埋め込まれた構造を有している。
As described above, according to the wiring substrate (semiconductor package) 10 and the manufacturing method thereof according to the present embodiment, the
かかる構造により、従来技術に見られたような、電解Cuめっきの際のシード層として用いた無電解Cuめっき膜を最終的にエッチングしたときに、既に形成されている配線の上端面及びその角部もエッチングされてその断面形状が変化し、樹脂との密着強度が低下するといった不都合を解消することができる。つまり、配線密着強度を改善することができる。 With this structure, when the electroless Cu plating film used as a seed layer for electrolytic Cu plating as seen in the prior art is finally etched, the upper end surface of the wiring already formed and its corners are formed. The inconvenience that the portion is also etched to change its cross-sectional shape and the adhesion strength with the resin is reduced can be solved. That is, the wiring adhesion strength can be improved.
また、ドライフィルムレジスト(レジスト層R1)のパターニング部分(開口部OP)は溝よりも大きく形成されているため(図1(d)参照)、図3に例示したように第1の導体層17(19)と犠牲導体層CPとの接触部は樹脂層15(16)の角部とならずに平坦面となる。その結果、無電解Cuめっき膜(第1の導体層17(19)及び犠牲導体層CP)と樹脂層15(16)との密着性が高められ、その接続信頼性が向上する。
Further, since the patterning portion (opening OP) of the dry film resist (resist layer R1) is formed larger than the groove (see FIG. 1D), the
また、図1(e)の工程において、仮にオーバーエッチングにより、ドライフィルムレジスト(レジスト層R1)直下の犠牲導体層CPの一部が余計にエッチングされたとしても、後の工程(図2(b))で行う無電解Cuめっきにより、樹脂層15(16)とレジスト層R1との隙間(犠牲導体層CPの一部がエッチングされた空所)に金属(Cu)を確実に析出させることができる。これにより、樹脂層15(16)表面での第1の導体層17(19)と犠牲導体層CPとの電気的導通が確保される。 Further, in the step of FIG. 1E, even if a part of the sacrificial conductor layer CP immediately below the dry film resist (resist layer R1) is excessively etched by over-etching, the subsequent step (FIG. 2B) )) To reliably deposit metal (Cu) in the gap between the resin layer 15 (16) and the resist layer R1 (a space where a part of the sacrificial conductor layer CP is etched). it can. Thereby, electrical conduction between the first conductor layer 17 (19) and the sacrificial conductor layer CP on the surface of the resin layer 15 (16) is ensured.
また、配線層を構成するCuめっき層(第1の導体層17,19,23,25、及び第2の導体層18,20,24,26)は、樹脂層15,16,21,22の表面に掘り込んだ部分(溝及びビアホール)のみに形成されているので、めっきレジストとして使用されるドライフィルムの厚さを、現状のプロセスで使用されているドライフィルムの厚さよりも薄くすることができる。そのため、この「薄い」ドライフィルムレジストに対して所要のパターニング(露光・現像)を行っても、従来技術に見られたような、露光・現像後にドライフィルムレジストの一部が倒れたり、あるいは未現像の部分が形成されてしまうといった不都合を解消することができる。つまり、本実施形態に係るプロセスによれば、意図した微細配線を確実に形成することができる。 Further, the Cu plating layers (the first conductor layers 17, 19, 23, and 25 and the second conductor layers 18, 20, 24, and 26) constituting the wiring layer are the resin layers 15, 16, 21, and 22. Since it is formed only in the part dug in the surface (groove and via hole), the thickness of the dry film used as the plating resist can be made thinner than the thickness of the dry film used in the current process it can. Therefore, even if necessary patterning (exposure / development) is performed on this “thin” dry film resist, a part of the dry film resist may fall down after exposure / development as in the prior art, It is possible to eliminate the inconvenience that a development portion is formed. That is, according to the process according to the present embodiment, the intended fine wiring can be reliably formed.
上述した実施形態では、樹脂層15(16)上に形成された犠牲導体層CP上に、所要の溝15a(16a)の形状に従ってパターニング形成されためっきレジスト(ドライフィルムレジスト)R1を設け(図1(d))、不要の犠牲導体層CPを除去した後(図1(e))、樹脂層15(16)の露出している部分に溝15a(16a)を形成し、さらに必要に応じて当該溝内にビアホール15b(16b)を形成している(図2(a))。つまり、溝15a(16a)の形状に応じてドライフィルムレジストR1をパターニングする工程と、樹脂層15(16)に溝15a(16a)を形成する工程とを分けて行う場合を例にとって説明したが、このように必ずしも別工程で行う必要がないことはもちろんである。
In the above-described embodiment, the plating resist (dry film resist) R1 patterned according to the shape of the required
図4は本発明の他の実施形態に係る配線基板の製造方法の工程(本発明に関連する部分の工程)を断面図の形態で示したものである。 FIG. 4 is a cross-sectional view showing a process (a process related to the present invention) of a method for manufacturing a wiring board according to another embodiment of the present invention.
先ず、上述した実施形態における図1(a)〜(c)の工程と同じ工程を経た後、最初の工程では(図4(a)参照)、犠牲導体層CP上に、めっきレジストとして用いられるレジスト層R2を形成する。このレジスト層R2の材料としては、後の工程で無電解Cuめっきを施したときにそのめっき材(Cu)が付着しないものを適宜選択する。例えば、アクリル系、エポキシ系等の液状樹脂もしくは樹脂フィルムを用いることができる。 First, after passing through the same steps as those in FIGS. 1A to 1C in the above-described embodiment, in the first step (see FIG. 4A), the sacrificial conductor layer CP is used as a plating resist. A resist layer R2 is formed. As a material for the resist layer R2, a material to which the plating material (Cu) does not adhere when electroless Cu plating is applied in a later step is appropriately selected. For example, an acrylic or epoxy liquid resin or resin film can be used.
次の工程では(図4(b)参照)、そのレジスト層R2で覆われた構造体に対し、エキシマレーザ、CO2 レーザ等を用いて、レジスト層R2の上から犠牲導体層CPを貫通して樹脂層15(16)に、2層目の配線パターンの形状に応じた溝15a(16a)を形成する。さらに、同図には示していないが、同様のレーザ加工により、当該溝内の所要の箇所に、それぞれ下層の配線層13(14)のパッド部に達するビアホール15b(16b)を形成する。
In the next step (see FIG. 4B), the structure covered with the resist layer R2 is passed through the sacrificial conductor layer CP from above the resist layer R2 using an excimer laser, a CO2 laser, or the like. A
これによって、図2(a)の工程で得られた構造体と同等のものが作製される。この後の工程は、上述した図2(b)〜(d)の工程と同様である。 As a result, a structure equivalent to the structure obtained in the step of FIG. The subsequent steps are the same as the above-described steps shown in FIGS.
本実施形態に係るプロセスでは、上述した実施形態で得られた効果に加え、さらに以下のメリットがある。すなわち、溝15a(16a)の形状に応じてドライフィルムレジストR2をパターニングする処理と、樹脂層15(16)に溝15a(16a)を形成する処理とを同時に行っているので、上述した実施形態に係るプロセスと比べて、工程の簡素化を図ることができる。
The process according to the present embodiment has the following merits in addition to the effects obtained in the above-described embodiment. That is, the process of patterning the dry film resist R2 according to the shape of the
また、銅箔(犠牲導体層CP)と絶縁層(樹脂層15(16))を同時にパターニングする際に、非常に薄い銅箔(例えば、電解銅箔)を使用することにより、レーザによる溝15a(16a)の形成をより簡単に行うことができる。さらに、犠牲導体層CPをエッチング除去する際のエッチング量が少量で済むため、オーバーエッチングの危険性を低減することができる。なお、電解銅箔はキャリア付銅箔とも呼ばれ、金属キャリア箔の一面側に極薄電解銅箔が接着されたもので、この極薄電解銅箔はハンドリング性良く取り扱うことが可能である。金属キャリア箔と極薄電解銅箔は剥離が可能で、使用の際は金属キャリア箔を剥離して極薄電解銅箔のみを使用する。
Further, when patterning the copper foil (sacrificial conductor layer CP) and the insulating layer (resin layer 15 (16)) at the same time, by using a very thin copper foil (for example, electrolytic copper foil), the
上述した各実施形態では、配線基板のベース基材として、プラスチックパッケージにおいて用いられている樹脂基板を使用した場合を例にとって説明したが、本発明の要旨からも明らかなように、ベース基材の形態がこれに限定されないことはもちろんである。例えば、セラミックパッケージにおいて用いられているセラミック基板を用いてもよい。 In each of the above-described embodiments, the case where a resin substrate used in a plastic package is used as the base substrate of the wiring board has been described as an example. However, as is apparent from the gist of the present invention, the base substrate Of course, the form is not limited to this. For example, a ceramic substrate used in a ceramic package may be used.
10…配線基板(半導体パッケージ)、
11…コア基板(ベース基材)、
13,14…配線層、
15,16,21,22…樹脂層、
15a,16a,21a,22a…溝(配線パターン)、
15b,16b,21b,22b…ビアホール、
17,19,23,25…配線層の外側層(シード層/第1の導体層)、
18,20,24,26…配線層の内側層(第2の導体層)、
CP…犠牲導体層、
R1,R2…めっきレジスト(レジスト層)。
10: Wiring board (semiconductor package),
11 ... Core substrate (base material),
13, 14 ... wiring layer,
15, 16, 21, 22 ... resin layer,
15a, 16a, 21a, 22a ... grooves (wiring patterns),
15b, 16b, 21b, 22b ... via holes,
17, 19, 23, 25 ... outer layer of the wiring layer (seed layer / first conductor layer),
18, 20, 24, 26 ... inner layer of the wiring layer (second conductor layer),
CP: sacrificial conductor layer,
R1, R2 ... Plating resist (resist layer).
Claims (7)
前記樹脂層上に犠牲導体層を形成する工程と、
前記犠牲導体層上に、所要の配線パターンの形状に応じてパターニングされた開口部を有するドライフィルムレジスト層を形成する工程と、
前記開口部から露出している前記犠牲導体層の部分を除去後、前記樹脂層の露出している部分に溝を形成する工程と、
前記溝の壁面及び底面を含めて前記樹脂層上に、無電解めっきにより第1の導体層を形成する工程と、
前記第1の導体層で覆われた前記溝内に、電解めっきにより第2の導体層を形成する工程と、
前記ドライフィルムレジスト層を除去し、さらに前記犠牲導体層が露出した残りの部分を除去する工程とを含むことを特徴とする配線基板の製造方法。 Forming a resin layer on the base substrate;
Forming a sacrificial conductor layer on the resin layer;
Forming a dry film resist layer having an opening patterned on the sacrificial conductor layer according to the shape of a required wiring pattern;
Forming a groove in the exposed portion of the resin layer after removing the portion of the sacrificial conductor layer exposed from the opening;
Forming a first conductor layer by electroless plating on the resin layer including the wall surface and bottom surface of the groove;
Forming a second conductor layer by electrolytic plating in the groove covered with the first conductor layer;
And a step of removing the dry film resist layer and further removing the remaining portion where the sacrificial conductor layer is exposed.
前記樹脂層の露出している部分に溝を形成する工程において、さらに当該溝内に前記ベース基材の配線層に達するビアホールを形成し、
前記第1の導体層を形成する工程において、該第1の導体層をさらに前記ビアホールの壁面及び底面にも形成することを特徴とする請求項1に記載の配線基板の製造方法。 In the step of forming a resin layer on the base substrate, a base substrate having a wiring layer formed on at least one surface is prepared, and the surface of the base substrate on which the wiring layer is formed is covered. Forming the resin layer,
In the step of forming a groove in the exposed portion of the resin layer, further forming a via hole reaching the wiring layer of the base substrate in the groove,
2. The method of manufacturing a wiring board according to claim 1, wherein in the step of forming the first conductor layer, the first conductor layer is further formed on a wall surface and a bottom surface of the via hole.
前記樹脂層上に犠牲導体層を形成する工程と、
前記犠牲導体層上にドライフィルムレジスト層を形成する工程と、
所要の配線パターンの形状に応じて前記ドライフィルムレジスト層の上から前記犠牲導体層を貫通して前記樹脂層に、当該配線パターンの形状に応じた溝を形成する工程と、
前記溝の壁面及び底面を含めて前記樹脂層上に、無電解めっきにより第1の導体層を形成する工程と、
前記第1の導体層で覆われた前記溝内に、電解めっきにより第2の導体層を形成する工程と、
前記ドライフィルムレジスト層を除去し、さらに前記犠牲導体層が露出した残りの部分を除去する工程とを含むことを特徴とする配線基板の製造方法。 Forming a resin layer on the base substrate;
Forming a sacrificial conductor layer on the resin layer;
Forming a dry film resist layer on the sacrificial conductor layer;
Forming a groove corresponding to the shape of the wiring pattern in the resin layer through the sacrificial conductor layer from above the dry film resist layer according to the shape of the required wiring pattern;
Forming a first conductor layer by electroless plating on the resin layer including the wall surface and bottom surface of the groove;
Forming a second conductor layer by electrolytic plating in the groove covered with the first conductor layer;
And a step of removing the dry film resist layer and further removing the remaining portion where the sacrificial conductor layer is exposed.
前記溝を形成する工程において、さらに当該溝内に前記ベース基材の配線層に達するビアホールを形成し、
前記第1の導体層を形成する工程において、該第1の導体層をさらに前記ビアホールの壁面及び底面にも形成することを特徴とする請求項5に記載の配線基板の製造方法。 In the step of forming a resin layer on the base substrate, a base substrate having a wiring layer formed on at least one surface is prepared, and the surface of the base substrate on which the wiring layer is formed is covered. Forming the resin layer,
In the step of forming the groove, a via hole reaching the wiring layer of the base substrate is further formed in the groove,
6. The method of manufacturing a wiring board according to claim 5, wherein in the step of forming the first conductor layer, the first conductor layer is further formed on the wall surface and bottom surface of the via hole.
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