JP7067666B1 - 多層配線基板の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
特に、最近の多層配線基板においては、ガラス基板を採用し、ガラス基板に貫通孔を形成して、貫通電極を設けている。そして、ガラス基板の両面に導体層、絶縁樹脂層、導体層を順次積層する多層配線基板が採用されている。
しかし、ガラス基板のガラス厚が100μm程度になると、多層配線基板の製造工程中にガラス基板に割れ等の障害が発生しやすい。
具体的には、ガラス基板の第1面上に第1の配線の形成を行う工程と、該第1の配線が形成されたガラス基板の第1の配線側を支持体でサポートする工程と、上記ガラス基板に対し、貫通孔形成の起点となるレーザ改質部を、上記第1面とは反対側の面から照射するレーザで形成する工程と、上記ガラス基板の第1面とは反対側の面から第1面に向けて、フッ化水素エッチング液を用いてエッチングを施して、ガラス基板の薄板化を行いつつ貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、上記貫通孔形成工程の後に、上記貫通孔の内部に貫通電極を形成すると共に、上記ガラス基板の上記第1面とは反対側の面に第2の配線を形成して、貫通電極を介して上記第1の配線と上記第2の配線を接続する工程と、上記第2の配線を形成後に、上記ガラス基板から上記支持体を外す工程を採用している。
この結果、エッチングによる貫通孔の形成において、貫通孔の径にバラつきが発生することがある。
第1面及び第2面を有するガラス基板に貫通孔を形成する多層配線の製造方法において、
前記ガラス基板の前記第2面に支持体を接着する第1の工程、
前記ガラス基板及び支持体の双方にレーザ照射による改質部を形成する第2の工程、
前記支持体を剥離除去する第3の工程
前記ガラス基板にエッチング処理により貫通孔を形成する第4の工程
を有する。
上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施をするための形態における説明により明らかにされる。
なお、以下の説明は、本発明の一例に関するものであり、本発明はこれらによって限定されるものではない。また、図面の記載において、同一部分には同一の符号を付して示している。
図面において示す各構成要素の位置、大きさ、形状、範囲などは、発明の理解を容易にするため、実際の位置、大きさ、形状、範囲などを表していない場合がある。このため、本発明は、必ずしも、図面に開示された位置、大きさ、形状、範囲などに限定されない。
また、「上方」とは、板状部材又は層を水平に載置した場合の垂直上方の方向を意味する。さらに、「上方」及びこれと反対の「下方」については、これらを「Z軸プラス方向」、「Z軸マイナス方向」ということがあり、水平方向については、「X軸方向」、「Y軸方向」ということがある。
さらに、「中心部」とは、面又は層の周辺部ではない中心部を意味する。そして、「中心方向」とは、面又は層の周辺部から面又は層の平面形状における中心に向かう方向を意味する。
以下では、図1から図11を参照して、第1実施形態における多層配線層の製造方法について説明する。
(第1支持体の接着)
まず、図1を参照して、ガラス基板60に第1支持体61を接着する工程を説明する。
図1に示すように、第1接着層62を使用して、ガラス基板60に第1支持体61を貼り合わせ、ガラス基板60、第1接着層62、第1支持体61からなる積層構造体63を形成する。
ガラス基板60に第1支持体を貼り合わせるためには、例えば、ラミネーター、真空加圧プレス、減圧貼り合わせ機等を使用することができる。
次に、図2を参照して、レーザ改質部の形成工程について説明する。図2に示す様に、積層構造体63に対し、レーザを照射し、貫通孔の起点となるレーザ改質部65を形成する。レーザ改質部65は、ガラス基板60に対し、例えば垂直方向に延在し、ガラス基板60のほぼ全面に形成することができる。このとき、第1接着層62、第1支持体61にレーザ改質部65が形成されても構わない。
本実施形態においては、ガラス基板60に第1支持体61を重ねた状態でレーザを照射することによって、レーザ照射の処理条件(process window)を広くとることが可能となり、かつ、ガラス基板60に対して確実に所望のレーザ改質部を形成することが可能となる。
次に図3を参照して、第1配線層21の形成工程について説明する。図3に示す様に、積層構造体63のガラス基板60上の上面である第1面20に導電層と絶縁樹脂層からなる第1配線層21の形成を行う。このとき、ガラス基板60上には耐フッ酸金属層15を含むシード層を形成した後に、セミアディティブ(SAP)工法で第1面20に貫通電極接続部41、貫通電極間の配線16を形成し、不要となるシード層を除去した後に、絶縁樹脂層25を形成する。
次に図4を参照して、第2支持体の接着工程について説明する。図4に示すように、積層構造体63の第1配線層21上に第2接着層71、第2支持体70の形成を行う。
次に、図5を参照して、第1支持体の剥離工程について説明する。図5に示すように、ガラス基板60と第1接着層62の界面から第1接着層62と第1支持体61を剥離する。
次に、図6を参照して、エッチングによる貫通孔形成工程について説明する。図6に示すように、ガラス基板60のレーザ改質部65をエッチングで選択的に除去し、図中下側の面から貫通孔12を形成する。エッチングはフッ化水素水溶液を使用した湿式エッチングが適している。フッ化水素水溶液によるエッチング量は、ガラス多層配線基板の厚さに応じて、適宜設定することとなる。例えば、ガラス基板60の厚みT1が200μmである場合、そのエッチング量は50μm以上、175μm以下の範囲であることが望ましい。
エッチング後のガラス基板60の厚みT2は、25μm以上、150μm以下であることが好ましい。
次に、図7を参照して、第2配線層の形成工程について説明する。図7に示すように、ガラス基板60の下方の第2面30に導電層と絶縁樹脂層からなる第2配線層22を形成する。貫通孔12、並びにガラス基板60の第2面側の第2配線層の形成には、給電用のシード層の形成、レジストによるパターン形成を行い、2μm以上、20μm以下のめっき処理をした後に、不要となったレジストパターンを剥離し、シード層を除去し、絶縁樹脂の形成を行う。
第2配線層22では、その後の工程でフッ化水素水溶液によるエッチング処理がないことから、耐フッ酸金属と異なる材料を使用することができる。この場合、貫通孔12の側面に、耐フッ酸金属と異なる材料からなる金属層が形成される。耐フッ酸金属と異なる材料として、例えば、Ti、Cu等が挙げられ、それらの材料からなる少なくとも1層以上の金属層が、貫通孔12の側面、並びにガラス基板60の第2面30上に形成される。材料、層数等は、本内容に限られたものだけでなく、必要に応じて適宜設定することができる。
次に、図8を参照して、第2支持体の剥離工程について説明する。図8に示すように、ガラス基板60の第1面20側の第1配線層21の上方に形成された第2接着層71並びに第2支持体70を、第1面側の第1配線層21と第2接着層71の界面より剥離する。これによって、図9に示すように、ガラス基板60の第1面20側に第1配線層21、第2面30側に第2配線層22が形成されたガラス基板60が得られる。
第2支持体70を第2配線層22から剥離するにあたっては、第2接着層71に使用した材料に応じて、UV光の照射、加熱処理、物理剥離等から使用材料に応じた適宜の剥離方式を選択することができる。また、第1配線層21と第2接着層71との接合面に、第2接着層71の残差が生じる場合、プラズマ洗浄、超音波洗浄、水洗、アルコールを使用した溶剤洗浄などを行ってもよい。
次に、図10を参照して、ビルドアップ層の形成工程について説明する。
図10に示すように、ガラス基板60の第1面20側の第1配線層21、第2面30側の第2配線層22に、第1面側の第1配線層を導通させるための導通電極31、第2面側の第2配線層を導通させるための導通電極32を形成する。導通電極31、32は、絶縁樹脂層25にレーザでビアを形成した後、ビア上にシード層を形成し、その後、セミアディティブ工法(レジストパターン形成、めっき、レジスト剥離、シード層除去、絶縁樹脂層25)を用いて形成する。
なお、第1配線層21、第2配線層22は、少なくとも1層以上積層されており、必要に応じて、適宜の層数を設定することができる。
次に、第2実施形態について、図1、図12、図13、図4乃至図11を参照して説明する。
第2実施形態は、レーザ改質の工程を第1配線層の形成の後に行う点で、第1実施形態と異なる。
以下の説明において、上述の第1実施形態と同一又は同等の構成要素については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。
第2実施形態に係る多層配線基板の製造方法において、最初の工程である、第1支持体の接着工程は、図1を参照して説明した第1実施形態と同一であるので、説明を省略する。
次に、図12を参照して、第2実施形態における配線層の形成工程について説明する。
なお、耐フッ酸金属層及び導電金属皮膜の材料や成膜方法などは、第1実施形態の場合と同様である。
次に、図13を参照して、第2実施形態におけるレーザ改質部の形成工程について説明する。図13に示すように、積層構造体63に対し、レーザを第1支持体61の面から照射し、貫通孔の起点となるレーザ改質部65を形成する。レーザ改質部65は、ガラス基板60に対し、例えば垂直方向に延在し、全面に形成する。このとき、第1接着層62、第1支持体61にレーザ改質部65が形成されても構わない。
第2実施形態において、第2支持体の接着工程以降の、第1支持体の剥離、エッチングによる貫通孔形成、第2配線層の形成、第2支持体の剥離、ビルドアップ層の形成は、図4乃至図11を参照して説明した第1の実施形態と同様であるため、説明は省略する。
次に、第3実施形態について、図1、図12、図14、図15、図5乃至図11を参照して説明する。
第3実施形態は、レーザ改質の工程を、第2支持体の接着工程の後に行う点で第2実施形態と異なる。
以下の説明において、上述の第1実施形態、第2実施形態と同一又は同等の構成要素については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。
第3実施形態に係るガラス多層配線基板の製造方法において、最初の工程である第1支持体の接着工程及び第1配線層の形成工程は、図1及び図12を参照して説明した第2実施形態と同一であるので説明を省略する。
次に、図14を参照して、第3実施形態における第2支持体の接着工程について説明する。
第3実施形態においては、図14に示すように、積層構造体63の第1配線層21上に第2接着層71、第2支持体70を形成する。
その後、図15に示すように、積層構造体63に対してレーザを照射し、貫通孔の起点となるレーザ改質部65を形成する。レーザ改質部65は、ガラス基板60に対し、例えば垂直方向に延在し、全面に形成する。このとき、第1接着層62、第1支持体61にレーザ改質部65が形成されても構わない。
第3実施形態において、第1支持体の剥離工程以降の、エッチングによる貫通孔形成、第2配線層の形成、第2支持体の剥離、ビルドアップ層の形成は、図5乃至図11を参照して説明した第1の実施形態と同様であるため、説明は省略する。
以上第1~第3実施形態において説明した製造方法によれば、レーザ改質部を形成する際に、ガラス基板60だけをレーザの照射対象とするのではなく、常に、ガラス基板60と同質の材料で構成される支持体を同時に照射対象としている。このため、ガラス基板60の厚さ方向(z軸方向)全体に確実にレーザ改質部を形成することができる。つまり、レーザ改質が十分に行われない可能性のあるレーザ改質の末端となる箇所は、支持体中に存在することとなる。そして、そのような不安定なレーザ改質部は、支持体と共に後の工程で剥離除去されることとなる。このため、ガラス基板60に形成されるレーザ改質部は、均質性が高く、精度よく形成されることから、後のエッチングによっても貫通孔を均一に形成することが可能となる。
従来は、ガラス基板60のみをレーザ照射の対象としていたことから、ガラス基板の表面付近では、レーザ改質部が必ずしも均質に形成されず、結果的に貫通孔の形状のばらつきを招いたが、本開示の多層配線の形成方法によれば、この点を大幅に改善できる。
第1、第2、第3実施形態により製造された多層配線基板の構造について、図16、図17、図18を用いて説明する。
本発明の第1乃至第3実施形態によって製造された多層配線基板では、図16、図17、図18に示すように、ガラス基板60に第1面20側の第1配線層21と第2面30側の第2配線層22とが円錐台形状の貫通電極11によって導通されている。
また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
さらに、本発明が目的とするものと均等な効果をもたらす全ての実施形態をも含むものである。
11:貫通電極
12:貫通孔
15:耐フッ酸金属層
16:配線
21:第1配線層
22:第2配線層
25:絶縁樹脂層
31:導通電極
32:導通電極
41:貫通電極接続部
42:貫通電極接続部
51:半導体素子用接合パッド
52:半導体素子用接合はんだ
53:基板用接合パッド
54:基板用接合はんだ
55:ソルダーレジスト
60:ガラス基板
61:第1支持体
62:第1接着層
63:積層構造体
65:レーザ改質部
70:第2支持体
71:第2接着層
80:キャパシタ構造
90:BGA基板
100:半導体素子
D1:貫通孔第1面側 開口径
D2:貫通孔第2面側 開口径
Claims (5)
- 第1面及び第2面を有するガラス基板に貫通孔を形成する多層配線基板の製造方法において、
前記ガラス基板の前記第2面にガラスで構成される第1支持体を接着する第1の工程、
前記ガラス基板及び第1支持体の双方にレーザ照射による改質部を形成する第2の工程、
前記第1支持体を剥離除去する第3の工程
前記ガラス基板にエッチング処理により貫通孔を形成する第4の工程
を有する多層配線基板の製造方法。 - 請求項1に記載の多層配線基板の製造方法において、
改質部を形成する前記第2の工程は、前記ガラス基板の第1面に第1配線層を形成した後に行うことを特徴とする多層配線基板の製造方法。 - 請求項1に記載の多層配線基板の製造方法において、
改質部を形成する前記第2の工程は、前記ガラス基板の第1面の上方に第1配線層を形成し、さらに、前記第1配線層の上方に第2支持体を接着した後に行うことを特徴とする多層配線基板の製造方法。 - 請求項1から3のいずれか一項に記載の多層配線基板の製造方法において、
貫通孔を形成する前記第4の工程の後に、前記第1支持体が剥離除去された前記ガラス基板の前記第2面の下方に第2配線層を形成する第5の工程、及び、
第2支持体を剥離除去する第6の工程
を有する多層配線基板の製造方法。 - 請求項4に記載の多層配線基板の製造方法において、
前記第2支持体を剥離除去する前記第6の工程の後に、
前記ガラス基板の上方及び/又は下方にビルドアップ層を形成する工程
を有する多層配線基板の製造方法。
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