JP5595269B2 - 連続マイクロビアレーザ穿孔を用いて多層基板コア構造を形成する方法および当該方法に従って形成された基板コア構造 - Google Patents
連続マイクロビアレーザ穿孔を用いて多層基板コア構造を形成する方法および当該方法に従って形成された基板コア構造 Download PDFInfo
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Description
このため、低コストで、設計が改善されると共に小型化が調整可能となる。レーザ穿孔は、位置合わせ精度が高く(15μmのPOR)、スループットが高く(最高で約2000ビア/秒)、作成可能なビアのサイズが広範囲にわたり(約50ミクロンから約300ミクロンの間)、コストが低い(1000個のビアにつき約2セント)という特徴を持つ。位置合わせ精度が高く、且つ、ビアサイズが小さいことから、ビアピッチを約150ミクロンにまで小さくすることができ、約400ミクロンという通常のメッキ貫通孔のピッチよりも遥かに小さくすることができる。さらに、参考形態および実施形態によれば、(ピッチ、パッドサイズ、ビア寸法が小型化され得るので)構造を小型化し得る要因があり、(絶縁層の厚みにおけるルーティングがより微細になり得る可能性があることから、より厚みの小さい絶縁層が実現され得る可能性があり、および/または、絶縁層の量が低減され得る可能性があるので)z軸方向の高さを低減し得る基板コア構造基板構造が提供される。参考形態および実施形態はさらに、(先行技術に係るメッキ貫通孔の場合にそうであるように)全絶縁層の厚み全体を直進して通過するように延伸するビアに限定されない限りにおいて、コアにおけるルーティングを柔軟に実現可能であり、むしろ、ビアが各絶縁層において別個に設けられているので、コアルーティング構成について多くの可能性が得られる。上述の構成は、先行技術に比べて、基板コア構造の設計を改善すると共に性能を向上させ得るという効果を奏し得る。また、一参考形態および一実施形態に係るビアの充填は、誘電領域ではなく銅パッドに対して選択的高速無電解銅メッキを利用しているが、このような構成は、銅領域のみに触媒が植え付けられるように触媒を適切に選択すれば実現可能である。従来の無電解メッキの速度、例えば、無電解銅メッキの速度は、遅い(約4ミクロン/時間から約5ミクロン/時間)場合があったが、高速無電解銅メッキ方法のような高速無電解メッキ方法によって、メッキ速度については、1時間あたり2ミクロンという高速を達成し得る。また、一参考形態および一実施形態によると、ホットプレス処理を利用することによって、ビア(銅、ニッケル、または銀のいずれであっても)とパッド、たとえば銅パッドとの間に形成される金属結合の信頼性を高めることができるという効果が得られる。
Claims (20)
- 基板コア構造を製造する方法であって、
対向する第1の表面および第2の表面を有し、前記第1の表面に初期導電層を設けた開始絶縁層を準備する段階と、
前記初期導電層をレーザ穿孔することなく前記開始絶縁層を貫通するように、前記初期導電層まで到達する第1のビア開口群をレーザ穿孔する段階と、
前記開始絶縁層の前記第2の表面と共面の第1の導電ビア群を設けるべく、前記第1のビア開口群を導電材料で充填する段階と、
前記第1のビア開口群を充填した後に前記初期導電層を除去して、前記開始絶縁層の前記第1の表面にセミアディティブ法によって第2のパターニング導電層を設けて、前記開始絶縁層の前記第2の表面と前記第1の導電ビア群とで形成される表面にセミアディティブ法によって第1のパターニング導電層を設ける段階と、
前記第1のパターニング導電層の上に第1の補完的絶縁層を設け、前記第2のパターニング導電層の上に第2の補完的絶縁層を設ける段階と、
前記第1の補完的絶縁層を貫通するように第2のビア開口群をレーザ穿孔し、前記第2の補完的絶縁層を貫通するように第3のビア開口群をレーザ穿孔する段階と、
第2の導電ビア群を設けるべく、前記第2のビア開口群を導電材料で充填し、第3の導電ビア群を設けるべく、前記第3のビア開口群を導電材料で充填する段階と、
前記第1の補完的絶縁層の露出面に第1の補完的パターニング導電層を設ける段階と、
前記第2の補完的絶縁層の露出面に第2の補完的パターニング導電層を設ける段階と、
を備え、
前記第1の導電ビア群は、一の面において前記第1のパターニング導電層と接しており、別の面において前記第2のパターニング導電層と接しており、
前記第2のビア開口群は、前記第1のパターニング導電層に到達しており、前記第3のビア開口群は、前記第2のパターニング導電層に到達しており、
前記第2の導電ビア群は、一の面において前記第1のパターニング導電層と接しており、別の面において前記第1の補完的パターニング導電層と接しており、
前記第3の導電ビア群は、一の面において前記第2のパターニング導電層と接しており、別の面において前記第2の補完的パターニング導電層と接しており、
前記第1のビア開口群を充填する段階において、前記第1のビア開口群は、前記初期導電層の領域に堆積させる特性を持つ触媒を含む無電解メッキ溶液を用いた選択的高速無電解メッキによって前記導電材料で充填され、
前記第2のビア開口群を導電材料で充填し、前記第3のビア開口群を導電材料で充填する段階において、前記第2のビア開口群および前記第3のビア開口群は、前記第1のパターニング導電層および前記第2のパターニング導電層の領域に堆積させる特性を持つ触媒を含む無電解メッキ溶液を用いた選択的高速無電解メッキによって前記導電材料で充填され、
前記第1のパターニング導電層および前記第2のパターニング導電層は、厚みが2ミクロン未満である
方法。 - 前記第1の補完的絶縁層を設ける段階は、前記第1の補完的絶縁層を積層する段階を有する
請求項1に記載の方法。 - 前記選択的高速無電解メッキは、選択的高速無電解銅メッキを含み、
前記初期導電層、前記第1のパターニング導電層および前記第2のパターニング導電層は銅を含み、前記選択的高速無電解銅メッキは、前記銅の領域に堆積させる特性を持つ前記触媒を含む前記無電解メッキ溶液を用いる
請求項1または2に記載の方法。 - 前記第1の導電ビア群、前記第1のパターニング導電層、前記第2のパターニング導電層、前記第2の導電ビア群、および前記第1の補完的パターニング導電層はそれぞれ、銅、ニッケルおよび銀のうち少なくとも1つを含む
請求項1から3のいずれか一項に記載の方法。 - 前記開始絶縁層および前記第1の補完的絶縁層はそれぞれ、ガラスエポキシ樹脂およびビスマレイミドトリアジン(BT)のうち少なくとも1つを含む
請求項1から4のいずれか一項に記載の方法。 - 前記初期導電層は急速エッチングによって除去される
請求項1または2に記載の方法。 - 前記第1のビア開口群を充填する段階および前記第2のビア開口群を充填する段階は、選択的高速無電解銅メッキを用いる段階を有する
請求項6に記載の方法。 - 前記開始絶縁層、前記第1の導電ビア群、前記第1のパターニング導電層、前記第2のパターニング導電層、前記第1の補完的絶縁層、前記第2の補完的絶縁層、前記第2の導電ビア群、前記第3の導電ビア群、前記第1の補完的パターニング導電層、および前記第2の補完的パターニング導電層を含む集合体に対してホットプレス処理を施して、前記第1および第2の導電ビア群を前記第1および第2のパターニング導電層のパッド部分に接合する段階
をさらに備える請求項1から7のいずれか一項に記載の方法。 - 対向する第1の表面および第2の表面を有する開始絶縁層と、
前記開始絶縁層を貫通し前記開始絶縁層の前記第2の表面と共面に設けられ、導電材料が充填されて形成された第1の導電ビア群と、
前記開始絶縁層の前記第1の表面に設けられている第2のパターニング導電層と、
前記開始絶縁層の前記第2の表面と前記第1の導電ビア群とで形成される表面に設けられている第1のパターニング導電層と、
前記第1のパターニング導電層に設けられる第1の補完的絶縁層と、
前記第1の補完的絶縁層を貫通するように設けられる第2の導電ビア群と、
前記第1の補完的絶縁層の露出面に設けられる第1の補完的パターニング導電層と、
前記第2のパターニング導電層に設けられる第2の補完的絶縁層と、
前記第2の補完的絶縁層を貫通するように設けられる第3の導電ビア群と
前記第2の補完的絶縁層の露出面に設けられる第2の補完的パターニング導電層と
を備え、
前記第1の導電ビア群は、前記開始絶縁層の前記第1の表面に設けられた初期導電層上に、前記初期導電層の領域に堆積させる特性を持つ触媒を含む無電解メッキ溶液を用いた選択的高速無電解メッキによって形成され、
前記第1の導電ビア群を形成した後に前記初期導電層を除去して、前記第2のパターニング導電層が前記開始絶縁層の前記第1の表面にセミアディティブ法によって設けられ、前記第1のパターニング導電層が前記開始絶縁層の前記第2の表面と前記第1の導電ビア群とで形成される前記表面にセミアディティブ法によって設けられ、
前記第1の導電ビア群は、一の面において前記第1のパターニング導電層と接し、別の面において前記第2のパターニング導電層と接し、
前記第2の導電ビア群は、一の面において前記第1のパターニング導電層と接し、別の面において前記第1の補完的パターニング導電層と接し、
前記第1の導電ビア群および前記第2の導電ビア群は、対応するビア開口に設けられ、
前記第3の導電ビア群は、前記第2のパターニング導電層および前記第2の補完的パターニング導電層と接し、
前記第3の導電ビア群は、前記第2の補完的絶縁層の対応するビア開口に設けられ、
前記第2の導電ビア群は、前記第1のパターニング導電層上に、前記第1のパターニング導電層の領域に堆積させる特性を持つ触媒を含む無電解メッキ溶液を用いた選択的高速無電解メッキによって形成され、
前記第3の導電ビア群は、前記第2のパターニング導電層上に、前記第2のパターニング導電層の領域に堆積させる特性を持つ触媒を含む無電解メッキ溶液を用いた選択的高速無電解メッキによって形成され、
前記第1のパターニング導電層および前記第2のパターニング導電層は、厚みが2ミクロン未満であり、線幅および線間が30ミクロン未満である
多層基板コア構造。 - 前記第1の導電ビア群、前記第1のパターニング導電層、前記第2のパターニング導電層、前記第2の導電ビア群、および前記第1の補完的パターニング導電層はそれぞれ、銅、ニッケルおよび銀のうち少なくとも1つを含む
請求項9に記載の多層基板コア構造。 - 前記開始絶縁層および前記第1の補完的絶縁層はそれぞれ、ガラスエポキシ樹脂およびビスマレイミドトリアジン(BT)のうち少なくとも1つを含む
請求項9または10に記載の多層基板コア構造。 - 前記ビアのうち少なくとも一部は、互いにずれている
請求項9から11のいずれか一項に記載の多層基板コア構造。 - 前記第2のパターニング導電層は、前記開始絶縁層の前記第1の表面および前記開始絶縁層の前記第1の導電ビア群上に形成されたシード層を有する
請求項9から12のいずれか一項に記載の多層基板コア構造。 - パッケージ基板と、
前記パッケージ基板に結合されている、プロセッサを含む集積回路(IC)と、
前記パッケージ基板に結合されているメモリデバイスと
を備え、
前記パッケージ基板は、
対向する第1の表面および第2の表面と、前記第1の表面から前記第2の表面に到達し銅を含む材料が充填されて前記第1の表面および前記第2の表面と共面な第1の導電ビア群とを有する開始絶縁層と、
前記開始絶縁層の前記第1の表面および前記第1の導電ビア群上に設けられている第2のパターニング導電層と、
前記開始絶縁層の前記第2の表面および前記第1の導電ビア群上に設けられている第1のパターニング導電層と、
銅を含む材料が充填された第2の導電ビア群を有し、前記第1のパターニング導電層および前記開始絶縁層の前記第2の表面の露出した部分上に設けられる第1の補完的絶縁層と、
前記第1の補完的絶縁層上に設けられる第1の補完的パターニング導電層と、
銅を含む材料が充填された第3の導電ビア群を有し、前記第2のパターニング導電層および前記開始絶縁層の前記第1の表面の露出した部分上に設けられる第2の補完的絶縁層と、
前記第2の補完的絶縁層上に設けられる第2の補完的パターニング導電層と
を有し、
前記第1の導電ビア群は、それぞれ円錐形状を有し、
前記第1の導電ビア群は、前記開始絶縁層の前記第1の表面に設けられた初期導電層上に、前記初期導電層の領域に堆積させる特性を持つ触媒を含む無電解メッキ溶液を用いた選択的高速無電解メッキによって、前記開始絶縁層の前記第2の表面と共面に形成され、
前記第2のパターニング導電層は、銅を含む材料から成り、前記開始絶縁層の前記第1の導電ビア群の少なくとも一つと接し、前記第1の導電ビア群を形成した後に前記初期導電層を除去して、前記開始絶縁層の前記第1の表面および前記第1の導電ビア群上にセミアディティブ法によって設けられ、厚みが2ミクロン未満かつ線幅および線間が30ミクロン未満であり、
前記第1のパターニング導電層は、銅を含む材料から成り、前記開始絶縁層の前記第1の導電ビア群の少なくとも一つと接し、前記開始絶縁層の前記第2の表面と前記第1の導電ビア群とで形成される表面上にセミアディティブ法によって設けられ、厚みが2ミクロン未満かつ線幅および線間が30ミクロン未満であり、
前記第2の導電ビア群は、それぞれ円錐形状を有し、
前記第1の補完的パターニング導電層は、銅を含む材料から成り、前記第2の導電ビア群の少なくとも一つのビアが前記第1のパターニング導電層および前記第1の補完的パターニング導電層に接し、
前記第2の導電ビア群は、前記第1のパターニング導電層上に、前記第1のパターニング導電層の領域に堆積させる特性を持つ触媒を含む無電解メッキ溶液を用いた選択的高速無電解メッキによって形成され、
前記第3の導電ビア群は、それぞれ円錐形状を有し、
前記第2の補完的パターニング導電層は、銅を含む材料から成り、前記第3の導電ビア群の少なくとも一つのビアが前記第2のパターニング導電層および前記第2の補完的パターニング導電層に接し、
前記第3の導電ビア群は、前記第2のパターニング導電層上に、前記第2のパターニング導電層の領域に堆積させる特性を持つ触媒を含む無電解メッキ溶液を用いた選択的高速無電解メッキによって形成される
アセンブリ。 - 前記開始絶縁層の前記第1の導電ビア群のうちの少なくとも一つのビア、前記第2の導電ビア群の少なくとも一つのビア、前記第3の導電ビア群の少なくとも一つのビアは一列に並ぶ
請求項14に記載のアセンブリ。 - 前記開始絶縁層の前記第1の導電ビア群のうちの少なくとも一つのビアは、50ミクロンから300ミクロンの間の範囲の直径を有する
請求項14または15に記載のアセンブリ。 - 前記開始絶縁層の前記第1の導電ビア群のピッチが約150ミクロン以上である
請求項14から16のいずれか一項に記載のアセンブリ。 - 前記開始絶縁層の前記円錐形状の前記第1の導電ビア群は、レーザ穿孔により形成される
請求項14から17のいずれか一項に記載のアセンブリ。 - 前記開始絶縁層の前記第1の導電ビア群は、第1の方向から形成される
請求項18に記載のアセンブリ。 - 前記第2のパターニング導電層は、前記開始絶縁層の前記第1の表面および前記開始絶縁層の前記第1の導電ビア群上に形成されたシード層を有する
請求項14から19のいずれか一項に記載のアセンブリ。
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