JP6824436B2 - 極薄銅箔及びキャリア付極薄銅箔、並びにプリント配線板の製造方法 - Google Patents
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Description
前記キャリア上に設けられ、Ti、Cr、Mo、Mn、W及びNiからなる群から選択される少なくとも1種の金属で構成される密着金属層と、
前記密着金属層上に設けられ、炭素層からなる剥離層と、
前記剥離層上に、前記第二極薄銅層が前記剥離層と接するように設けられる、前記極薄銅箔と、
を備えた、キャリア付極薄銅箔が提供される。
前記第一極薄銅層を加工して第一回路を形成する工程と、
前記第一回路を絶縁樹脂で封止する工程と、
前記キャリアを前記密着金属層及び前記剥離層とともに剥離して前記第二極薄銅層を露出させる工程と、
前記第二極薄銅層を加工し、その後前記エッチングストッパー層を加工して、第二回路を形成する工程と、
前記第二回路を絶縁樹脂で封止する工程と、
を含む、プリント配線板の製造方法が提供される。
本発明の極薄銅箔が図1に模式的に示される。図1に示されるように、本発明の極薄銅箔10は、第一極薄銅層12と、エッチングストッパー層14と、第二極薄銅層16とをこの順に備えたものである。また、極薄銅箔10の両面の算術平均粗さRaが20nm以下である。このように、極薄銅箔10を第一極薄銅層12、エッチングストッパー層14及び第二極薄銅層16の3層構成とし、その両面の算術平均粗さRaを20nm以下とすることにより、ライン/スペース(L/S)が10μm以下/10μm以下の高度に微細化された配線を両面で異なるパターンで形成可能であり、それ故、シリコンインターポーザ及びガラスインターポーザの安価で且つ加工しやすいより良い代替品として使用可能な極薄銅箔を提供することが可能となる。すなわち、本発明の極薄銅箔10を用いることで、図3及び4に示されるように、極薄銅箔10の第一極薄銅層12を加工して第一回路13を形成した後、第二極薄銅層16及びエッチングストッパー層14を加工して第二回路17を形成することで、両面で異なるパターンの配線を形成することができる。これは、第一極薄銅層12と第二極薄銅層16の間に介在するエッチングストッパー層14が、第一回路13形成のための第一極薄銅層12のエッチング時に、エッチング液が反対側の第二極薄銅層16を浸食するのを阻止するとともに、第二回路17形成のための第二極薄銅層16のエッチング時に、エッチング液が反対側の第一回路13を浸食するのを阻止するためである。また、極薄銅箔10の両面の算術平均粗さRaを20nm以下とすることにより微細回路の形成性を向上させ、シリコンインターポーザやガラスインターポーザでしか実現し得なかったようなライン/スペース(L/S)が10μm以下/10μm以下の高度に微細化された配線パターンを形成することが可能となる。さらに、極薄銅箔10は銅層を主体としているため、高価で且つ硬いが故に加工しづらいシリコンインターポーザ及びガラスインターポーザと比べて格段に安価で且つ加工しやすいため、これらのより良い代替品として極めて適する。
本発明の極薄銅箔はキャリア付極薄銅箔の形態で提供されるのが、ハンドリング性が向上し、かつ、プリント配線板の製造(特に極薄銅箔の両面への回路形成)がしやすくなる点で好ましい。図2に本発明のキャリア付極薄銅箔の好ましい態様が模式的に示される。図2に示されるキャリア付極薄銅箔20は、キャリア22と、密着金属層24と、剥離層26と、上述した極薄銅箔10とをこの順に備えたものである。キャリア22はガラス又はセラミックスで構成される。密着金属層24は、Ti、Cr、Mo、Mn、W及びNiからなる群から選択される少なくとも1種の金属で構成される層であり、キャリア22上に設けられる。剥離層26は、炭素層からなる層であり、密着金属層24上に設けられる。極薄銅箔10は、剥離層26上に、第二極薄銅層16が剥離層26と接するように設けられる。所望により、キャリア22の両面に上下対称となるように上述の各種層を順に備えてなる構成としてもよい。キャリア付極薄銅箔20は、上述した極薄銅箔10、キャリア22、密着金属層24、剥離層26を備えること以外は、公知の層構成を採用すればよく特に限定されない。
<測定条件>
‐測定装置:レーザラマン分光光度計NRS−5200(日本分光株式会社製)
‐励起波長:532.29nm
‐グレーティング:600Line/mm
‐スリット幅:200×1000μm
‐アパーチャ:直径4000μm
‐対物レンズ:MPLFLN 100倍
‐露光時間:60秒
キャリア付極薄銅箔20は、上述したキャリア22を用意し、キャリア22上に、密着金属層24、剥離層26、第二極薄銅層16、エッチングストッパー層14、及び第一極薄銅層12を形成することにより製造することができる。密着金属層24、剥離層26、第二極薄銅層16、エッチングストッパー層14、及び第一極薄銅層12の各層の形成は、極薄化によるファインピッチ化に対応しやすい観点から、気相法により行われるのが好ましい。気相法の例としては、スパッタリング法、真空蒸着法、及びイオンプレーティング法が挙げられるが、0.05nm〜5000nmといった幅広い範囲で膜厚制御できる点、広い幅ないし面積にわたって膜厚均一性を確保できる点等から、最も好ましくはスパッタリング法である。特に、密着金属層24、剥離層26、第二極薄銅層16、エッチングストッパー層14、及び第一極薄銅層12の全ての層をスパッタリング法により形成することで、製造効率が格段に高くなる。その上、スパッタリング法は高純度のターゲットを用いて真空中で成膜が行われるのが一般的なため、極薄銅箔10の両面において不純物が極めて少ないクリーンな状態を形成することができ、その結果、回路形成の際にフォトレジストと極薄銅箔10との間で良好な密着性を確保することができる。また、ガラス又はセラミックスで構成されるキャリア22の高い平坦性を各層が引き継げることから、極薄銅箔10の両面において算術平均粗さRaが20nm以下という高い平坦性をより好都合に実現することができる。その結果、フォトレジストを用いたライン/スペース(L/S)が10μm以下/10μm以下の微細回路形成をより高精度に行うことができる。
本発明のキャリア付極薄銅箔はプリント配線板用積層板の形態で提供されてもよい。すなわち、本発明の好ましい態様によれば、上記キャリア付極薄銅箔を備えた、プリント配線板用積層板が提供される。プリント配線板用積層板の形態としては以下の2つの形態が挙げられる。(i)プリント配線板用積層板の第一の形態は、キャリア付極薄銅箔そのものの形態である。すなわち、キャリア22の少なくとも片面に、密着金属層24/剥離層26/第二極薄銅層16/エッチングストッパー層14/第一極薄銅層12がこの順に積層されたキャリア付極薄銅箔10そのものの形態であり、キャリアの両面に密着金属層24/剥離層26/第二極薄銅層16/エッチングストッパー層14/第一極薄銅層12がこの順に積層された形態が含まれる。いずれにしても、キャリア22がガラス板やセラミックス板の場合など、キャリア単体に剛性があり支持体として機能し得る場合、この形態が成立する。例えば、ガラスをキャリア22として用いた場合、軽量で、熱膨脹係数が低く、剛直で表面が平坦なため、極薄銅箔10の両面を極度に平滑にできる等の利点がある。(ii)プリント配線板用積層板の第二の形態は、キャリア22の密着金属層24と反対側(すなわちキャリア22の外側表面)に接着剤層を備えた形態である。この場合、接着剤層の例としては、樹脂層、(ガラス等の)繊維強化性プリプレグ等が挙げられる。例えば、第一極薄銅層12/エッチングストッパー層14/第二極薄銅層16/剥離層26/密着金属層24/キャリア22/接着剤層(図示せず)/キャリア22/密着金属層24/剥離層26/第二極薄銅層16/エッチングストッパー層14/第一極薄銅層12の層構成を採用することも可能である。
本発明のキャリア付極薄銅箔を用いてプリント配線板を製造することができる。以下、プリント配線板の好ましい製造方法について説明する。このプリント配線板の製造方法は、(1)キャリア付極薄銅箔の準備工程と、(2)第一回路の形成工程と、(3)第一回路の封止工程と、(4)キャリアの剥離工程と、(5)第二回路の形成工程と、(6)第二回路の封止工程とを含む。これらの工程を含むプリント配線板の製造方法が模式的に図3及び4に示される。
キャリア付極薄銅箔20を支持体として用意する(図3(a)参照)。上述のとおり、キャリア付極薄銅箔20はプリント配線板用積層板の形態で用意されうる。すなわち、上述したように、キャリア付極薄銅箔そのものの形態で提供されてもよいし、キャリア22の密着金属層24と反対側(キャリア22の外側表面)に接着剤層を備えた形態(例えば、第一極薄銅層12/エッチングストッパー層14/第二極薄銅層16/剥離層26/密着金属層24/キャリア22/接着剤層/キャリア22/密着金属層24/剥離層26/第二極薄銅層16/エッチングストッパー層14/第一極薄銅層12の層構成)で用意されてもよい。
第一極薄銅層12を加工して第一回路13を所定のパターンで形成する(図3(b)参照)。第一回路13の形成は公知の手法によって行えばよく、特に限定されないが、以下の(2a)〜(2d)に示されるように行われるのが好ましい。
第一極薄銅層12の表面にフォトレジスト層を所定のパターンで形成する。フォトレジストは感光性フィルムであるのが好ましく、例えば感光性ドライフィルムである。フォトレジスト層は露光及び現像により所定の配線パターンを付与すればよい。
第一極薄銅層12の露出表面(すなわちフォトレジスト層でマスキングされていない部分)に電気銅めっき層を形成する。電気銅めっきは公知の手法により行えばよく、特に限定されない。
次いで、フォトレジスト層を剥離する。その結果、電気銅めっき層が配線パターン状に残り、配線パターンを形成しない部分の第一極薄銅層12が露出する。
第一極薄銅層12の不要部分を銅フラッシュエッチングにより除去してエッチングストッパー層14を露出させ、それにより第一回路13を形成する。銅フラッシュエッチング液は硫酸/過酸化水素混合液や、過硫酸ナトリウム及び過硫酸カリウムの少なくともいずれか1種を含む液を用いるのが、電気銅めっき層の過度なエッチングを回避しながら、露出した第一極薄銅層12を確実にエッチングできる点で好ましい。こうして、電気銅めっき層/第一極薄銅層12が配線パターン状に残り、配線パターンを形成しない部分のエッチングストッパー層が銅フラッシュエッチング液により溶解されず残留し、表面に露出することとなる。このとき、エッチングストッパー層14を構成するCr、W、Ta、Co、Ti、Ag、Ni及びMoから選択される少なくとも1種の金属は、銅フラッシュエッチング液に対して溶解しないという性質を有するので、銅フラッシュエッチング液に対して優れた耐薬品性を呈することができる。すなわち、エッチングストッパー層14は銅フラッシュエッチングで除去されることなく、露出状態で残され、それにより反対側の第二極薄銅層16のエッチング液による浸食を阻止する。
第一回路13を絶縁樹脂28で封止する(図3(c)参照)。なお、絶縁樹脂での封止は公知の手法に基づいて行えばよい。
第一回路13が絶縁樹脂28で封止された積層体からキャリア22を密着金属層24及び剥離層26とともに剥離して第二極薄銅層16を露出させる(図4(d)参照)。この剥離手法としては、物理的な分離、化学的な分離等が採用可能であるが、物理的な分離が好ましい。物理的分離法は、手や治工具、機械等でキャリア22等を積層体から引き剥がすことにより分離する手法である。このとき、本発明のキャリア付極薄銅箔20は密着金属層24を有することで、キャリア22の機械的剥離強度の優れた安定性をもたらすことができる。その結果、キャリア22を密着金属層24及び剥離層26とともに無理なく剥離することができる。これは、密着金属層24の介在により確保されるキャリア22と剥離層26との密着性と比べて、剥離層26と第二極薄銅層16との密着性が安定して低くなるためであると考えられる。
第二極薄銅層16を加工し、その後エッチングストッパー層14を加工して、第二回路17を形成する(図4(e)参照)。このとき、積層体はキャリア22をもはや有していないし、従来技術のような剛性をもたらすシリコンインターポーザやガラスインターポーザも元々有していないが、第一回路13が絶縁樹脂28で封止された積層体自体で(あたかも積層体が樹脂基板であるかのように)所望の剛性を確保することができる。そのため、第二回路17の形成(特に微細回路形成)や、後述するICチップ30の実装を、積層体のフラットな形状を安定的に保持しながら行えるとの利点がある。そして、積層体のフラットな形状の安定的な保持は、微細回路を精度良く形成することを可能にするだけでなく、ICチップ30の実装時においては既に形成された微細回路を損傷させにくくすることから、製品歩留まりの向上に寄与する。
第二極薄銅層16を加工して形成された第二回路17を絶縁樹脂28で封止してプリント配線板32を得る(図4(f)参照)。絶縁樹脂28での封止は公知の手法に基づいて行えばよい。
Claims (14)
- 第一極薄銅層、エッチングストッパー層、及び第二極薄銅層をこの順に備えた極薄銅箔であって、前記極薄銅箔の両面の算術平均粗さRaが20nm以下である、極薄銅箔。
- 前記エッチングストッパー層が、Al、Nb、Zr、Cr、W、Ta、Co、Ti、Ag、Ni及びMoからなる群から選択される少なくとも1種で構成される、請求項1に記載の極薄銅箔。
- 前記第一極薄銅層及び前記第二極薄銅層の各々の厚さが0.05〜1.0μmであり、かつ、前記エッチングストッパー層の厚さが0.05〜1.0μmである、請求項1又は2に記載の極薄銅箔。
- 前記極薄銅箔の厚さが0.15〜3.0μmである、請求項1〜3のいずれか一項に記載の極薄銅箔。
- 前記極薄銅箔の両面の算術平均粗さRaが0.1〜20nmである、請求項1〜4のいずれか一項に記載の極薄銅箔。
- 前記第一極薄銅層、前記エッチングストッパー層、及び前記第二極薄銅層はいずれもスパッタ膜である、請求項1〜5のいずれか一項に記載の極薄銅箔。
- ガラス又はセラミックスで構成されるキャリアと、
前記キャリア上に設けられ、Ti、Cr、Mo、Mn、W及びNiからなる群から選択される少なくとも1種の金属で構成される密着金属層と、
前記密着金属層上に設けられる、炭素層からなる剥離層と、
前記剥離層上に、前記第二極薄銅層が前記剥離層と接するように設けられる、請求項1〜6のいずれか一項に記載の極薄銅箔と、
を備えた、キャリア付極薄銅箔。 - 前記キャリアがガラスで構成される、請求項7に記載のキャリア付極薄銅箔。
- 前記密着金属層の厚さが5〜500nmである、請求項7又は8に記載のキャリア付極薄銅箔。
- 前記剥離層の厚さが1〜20nmである、請求項7〜9のいずれか一項に記載のキャリア付極薄銅箔。
- ラマン分光法により測定される、前記キャリアが前記密着金属層と共に剥離された場合における、前記極薄銅箔の前記剥離層側の表面における前記剥離層の残留割合が、前記剥離された密着金属層付きキャリアの前記剥離層側の表面における前記剥離層の残留量に対して、50%以下である、請求項7〜10のいずれか一項に記載のキャリア付極薄銅箔。
- 前記第一極薄銅層、前記エッチングストッパー層、前記第二極薄銅層、前記剥離層、及び前記密着金属層はいずれもスパッタ膜である、請求項7〜11のいずれか一項に記載のキャリア付極薄銅箔。
- 請求項7〜12のいずれか一項に記載のキャリア付極薄銅箔を用意する工程と、
前記第一極薄銅層を加工して第一回路を形成する工程と、
前記第一回路を絶縁樹脂で封止する工程と、
前記キャリアを前記密着金属層及び前記剥離層とともに剥離して前記第二極薄銅層を露出させる工程と、
前記第二極薄銅層を加工し、その後前記エッチングストッパー層を加工して、第二回路を形成する工程と、
前記第二回路を絶縁樹脂で封止する工程と、
を含む、プリント配線板の製造方法。 - 前記第二回路を形成する工程が、ICチップを実装する工程をさらに含む、請求項13に記載の製造方法。
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