JPH10258475A - 積層材料及びそれを用いるチップキャリア - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 絶縁層とその上に形成された導体層とを含む
チップキャリアの当該絶縁層をＢＣＢ樹脂から形成した
場合でも、絶縁層と導体層との間に良好な密着性を実現
する。 【解決手段】 絶縁層上に導体層が形成されてなる構造
を有するチップキャリアにおいて、絶縁層をベンゾシク
ロブテン樹脂中にＳｉＯ₂フィラーが分散してなる構造
とし、且つ導体層に接する絶縁層の表面を過マンガン酸
塩処理を施こす。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、積層材料に関し、
特に半導体装置を搭載し、その半導体装置を外部回路に
接続するため等に用いるチップキャリアに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、エポキシ樹脂からなる絶縁層
上に、無電解銅メッキ層が形成され、更にその上に電解
銅メッキ層が形成されている構造を有する積層材料がチ
ップキャリアとして広く用いられている。ここで、チッ
プキャリアとは、ＬＳＩなどの半導体装置を搭載して外
部回路に接続するために用いられるプリント配線板、リ
ードフレーム、ＢＧＡ（ボール・グリッド・アレイ）等
の総称である。

【０００３】このようなチップキャリアは、エポキシ樹
脂と無電解銅メッキ層との間の密着性が良好であるとい
う利点を有するが、エポキシ樹脂は誘電率が高く、高周
波特性が不十分であるという欠点を有している。

【０００４】そこで、絶縁層のエポキシ樹脂に代えて、
低い誘電率、低い吸水性、高耐熱性等の特性を有するベ
ンゾシクロブテン樹脂（ＢＣＢ樹脂）を使用することが
試みられている。この場合、ＢＣＢ樹脂からなる絶縁層
とその上に形成される導体層との間の密着性が十分では
ないために、絶縁層上に導体層を形成する前に、絶縁層
の表面を予め粗面化処理することが試みられている。

【０００５】ところで、このような粗面化処理として
は、過マンガン酸塩処理、次亜塩素酸塩処理、及びクロ
ム酸塩処理が知られている。これらの中で、次亜塩素酸
塩処理の場合には有毒な塩素ガスの発生を避けることが
できないという問題がある。また、クロム酸塩処理の場
合には既に形成されている銅などの導体層が侵されてし
まうという問題だけでなく、有害なクロムイオンを含有
する排水の処理の負担が大きいという問題がある。従っ
て、それらの問題を持たない過マンガン酸塩処理で粗面
化することが望まれている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＢＣＢ
樹脂はエポキシ樹脂よりも耐薬品性に優れているため
に、過マンガン酸塩処理では十分に粗面化することがで
きず、絶縁層と無電解メッキ法により形成された導体層
との間の密着性が不十分であるという問題がある。な
お、導体層を、無電解メッキ法ではなくスパッタ法で形
成することにより絶縁層との密着性を向上させることが
できるが、スパッタ法は生産性が非常に低く、製造コス
トが増大するという問題がある。

【０００７】このように、ＢＣＢ樹脂からなる絶縁層を
有するチップキャリアの当該絶縁層の表面を、過マンガ
ン酸塩処理により粗面化できるようにすることが、強く
望まれているのが現状である。

【０００８】本発明は、上述した従来の技術の課題を解
決しようとするものであり、絶縁層とその上に形成され
た導体層とを含む積層材料及びそれからなるチップキャ
リアの当該絶縁層をＢＣＢ樹脂から形成した場合に、絶
縁層と導体層との密着性を向上させるために、絶縁層の
表面の粗面化を過マンガン酸塩処理により容易にできる
ようにすることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者は、ＳｉＯ₂フ
ィラーを分散させたＢＣＢ樹脂からなる絶縁層の表面を
過マンガン酸塩処理を施すことにより容易に粗面化でき
ることを見出し、本発明を完成させるに至った。

【００１０】即ち、本発明は、絶縁層上に導体層が形成
された構造を有するチップキャリアにおいて、絶縁層が
ＢＣＢ樹脂中にＳｉＯ₂フィラーが分散してなる構造を
有し、且つ導体層に接する絶縁層の表面に過マンガン酸
塩処理が施されていることを特徴とする積層材料を提供
する。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、チップキャリアに特に適し
た本発明の積層材料を詳細に説明する。

【００１２】本発明の積層材料は、絶縁層上に導体層が
形成された構造をその少なくとも一部に有する。ここ
で、絶縁層は、ＢＣＢ樹脂中にＳｉＯ₂フィラーが分散
した構造を有し、しかも導体層に接する絶縁層の表面に
過マンガン酸塩処理が施されている。

【００１３】絶縁層の構成する樹脂として使用するＢＣ
Ｂ樹脂は、チップキャリアの絶縁層材料として好ましい
特性、即ち、低誘電率、低吸湿性、高耐熱性、高平坦化
性、高接着性、高耐薬品性等を有する。従って、絶縁層
材料としてＢＣＢ樹脂を使用することによりチップキャ
リアの信頼性を向上させることが可能となる。

【００１４】ところで、ＢＣＢ樹脂自体は、耐薬品性が
高いために過マンガン酸塩処置により粗面化することが
非常に困難な樹脂である。そこで、本発明においては、
過マンガン酸塩処理により粗面化できるようにするため
に、ＢＣＢ樹脂中に無機フィラーの中では比較的低誘電
率のＳｉＯ₂フィラーを分散させている。ＳｉＯ2フィラ
ーを分散させることにより過マンガン酸塩処理で粗面化
できる理由は明確ではないが、以下のように考えられ
る。

【００１５】即ち、ＳｉＯ₂フィラーを分散する際に、
ＢＣＢ樹脂がＳｉＯ₂中に吸着され固定されるので、熱
硬化工程においてＳｉＯ₂フィラー近傍のＢＣＢ樹脂の
熱硬化が十分に進行せず、そのため過マンガン酸塩処理
でも粗面化が行えるようになると考えられる。従って、
ＢＣＢ樹脂に代えて、エポキシ樹脂などを用いた場合で
もＳｉＯ₂フィラー添加効果を期待することができる。

【００１６】絶縁層におけるＢＣＢ樹脂とＳｉＯ₂フィ
ラーとの含有比率は、ＳｉＯ₂フィラーが少なすぎると
十分に粗面化することができず、多すぎると絶縁層の誘
電率が上昇して、高周波特性が低下するので、ＢＣＢ樹
脂１００重量部に対して、ＳｉＯ₂フィラーが好ましく
は１〜１５重量部である。

【００１７】また、ＳｉＯ₂フィラーの粒径は、大きす
ぎると絶縁層の表面の凹乙が大きすぎてパターニングで
きないので５μｍ以下が好ましい。

【００１８】絶縁層には、上述のＢＣＢ樹脂とＳｉＯ₂
フィラーとの他に、ＢＣＢ樹脂に相溶する樹脂を必要に
応じて配合することができる。

【００１９】絶縁層の表面を粗面化する過マンガン酸塩
処理としては、従来のチップキャリアにおいて、エポキ
シ樹脂からなる絶縁層の粗面化処理の際に利用されてい
る過マンガン酸塩処理を使用することができる。例え
ば、過マンガン酸カリウム１０〜２００ｇ／ｌと５規定
未満のアルカリ（水酸化ナトリウムなど）とを含有する
処理水溶液を、好ましくは４０〜９０℃に加熱し、その
処理液に絶縁層の表面を浸漬法あるいは噴霧法等により
接触させる処理を挙げることができる。

【００２０】本発明のチップキャリアの導体層として
は、従来のチップキャリアの導体層と同じ構成とするこ
とができ、好ましくは無電解銅メッキ層を挙げることが
できる。ここで、無電解銅メッキ層の形成の際に使用す
るメッキ浴等のメッキ条件に特に制限はなく、従来のチ
ップキャリアの無電解銅メッキ層の場合と同様とするこ
とができる。

【００２１】本発明のチップキャリアにおいては、導電
層の導通信頼性等を向上させるために、無電解銅メッキ
層上に更に電解銅メッキ層を常法により形成することが
好ましい。この場合の電解メッキ条件は、従来のチップ
キャリアの電解銅メッキ層の場合と同様とすることがで
きる。

【００２２】以上説明した本発明のチップキャリアは、
次のようにして作製することができる。

【００２３】即ち、ＢＣＢ樹脂中にＳｉＯ₂フィラーが
分散した構造の絶縁層の表面に過マンガン酸塩処理を施
し、その後にその処理面上に無電解金属メッキ法により
導体層を形成することにより作製することができる。

【００２４】ここで、絶縁層におけるＢＣＢ樹脂とＳｉ
Ｏ₂フィラーとの含有割合、ＳｉＯ₂フィラーの粒径、過
マンガン酸塩処理、無電解メッキ層や電解メッキ層の種
類や形成方法については、前述したとおりである。ま
た、絶縁層の形成についても常法により行うことがで
き、例えば、ＢＣＢ樹脂とＳｉＯ₂フィラーとを、メシ
チレン等の有機溶剤中でビーズミル等の分散装置を用い
て分散し、その分散物をスピンコート法やスクリーンコ
ート法等により成膜して乾燥させ、必要に応じて露光、
現像、バフ研磨すればよい。

【００２５】以上の説明した本発明のチップキャリア
は、低誘電率、低吸湿性、高耐熱性、高平坦化性、高接
着性、高耐薬品性等を有するＢＣＢ樹脂を絶縁層の材料
として使用し、しかもその表面が過マンガン酸塩処理に
より容易に粗面化することができる。従って、その上に
形成される導体層との密着性が向上する。よって、半導
体装置を搭載することにより信頼性の高いチップモジュ
ールとなる。

【００２６】

【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
る。

【００２７】実施例１ ＢＣＢ樹脂（ダウケミカル社製）１００重量部と平均粒
径１００オングストロームのシリカ粉末（ＡＥＲＯＳＩ
ＬＲ ＭＯＸ１７０、日本アエロジル社製）７重量部と
を、メシチレン２重量部中でビーズミルにより１時間分
散させた。得られた分散液を、スクリーンコート法によ
り成膜し、８０〜１００℃のオーブン中で約１０分間プ
リベークして絶縁層を形成した。

【００２８】得られた絶縁層を４２０ｎｍの光（１００
〜２００ｍＪ／ｃｍ²）でパターニング露光し、アルカ
リ水溶液系現像液（炭酸ナトリウム：水酸化ナトリウム
＝７３：２７の１％水溶液）で現像し、水洗した後に、
１００℃で３０分間ポストベークした。

【００２９】得られた絶縁層の表面を、バフロール（Ｈ
Ｄ５Ｓ−ＳＦ、３Ｍ社製）を備えたバフ研磨装置（石井
表記社製）で研磨した（バフロール回転数１５００ｒｐ
ｍ、オシレーション５Ｈｚ（間隔５ｍｍ）、送り速度２
ｍ／分、２回通し、流水冷却、研磨量５〜６μｍ）。

【００３０】この研磨した絶縁層を、過マンガン酸カリ
ウム３％と水酸化ナトリウム２％とを含有する過マンガ
ン酸塩処理液に６５℃で１０分間接触させることにより
粗面化した。

【００３１】この粗面化した絶縁層の表面を、奥野製薬
製のＯＰＣプロセスに従って、キャラクタライジング
し、アクセラレーティングし、硫酸銅浴（ＣｕＳＯ₄・
５Ｈ₂Ｏ０．０３Ｍ； ＥＤＴＡ・４Ｈ ０．２４Ｍ；
２，２′−Ｂｉｐｙｒｉｄｉｎｅ １０ｐｐｍ； Ｐ
ＥＧ−１０００ １００ｐｐｍ； ｐ−ＨＣＨＯ ０．
２０Ｍ； ｐＨ＝１２．５； 温度 ６０℃； 大気雰
囲気下）で無電解銅メッキし、更に硫酸銅浴で電解銅メ
ッキすることによりチップキャリアを得た。

【００３２】得られたチップキャリアを一昼夜放置した
後に、その絶縁層と無電解銅メッキ層との間の密着性を
調べるために、ＪＩＳ Ｃ５０１２に従って、テープ剥
離試験を行った。その結果、剥離強度は５００ｇ／ｃｍ
²であった。

【００３３】比較例１過マンガン酸塩処理液による粗面
化を行わない以外は、実施例１と同様にして比較のため
のチップキャリアを得た。得られたチップキャリアにつ
いて、実施例１と同様にテープ剥離試験を行った。その
結果、試験中に剥離してしまい、測定できなかった。

【００３４】

【発明の効果】本発明によれば、絶縁層とその上に形成
された導体層とを含むチップキャリアの当該絶縁層をＢ
ＣＢ樹脂から形成した場合でも、絶縁層と導体層との密
着性を向上させることができる。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁層上に導体層が形成された構造を有
   する積層材料において、絶縁層がベンゾシクロブテン樹
   脂中にＳｉＯ₂フィラーが分散してなる構造を有し、且
   つ導体層に接する絶縁層の表面に過マンガン酸塩処理が
   施されていることを特徴とする積層材料。
2. 【請求項２】 絶縁層におけるベンゾシクロブテン樹脂
   １００重量部に対するＳｉＯ₂フィラーの含有割合が１
   〜１５重量部である請求項１記載の積層材料。
3. 【請求項３】 ＳｉＯ₂フィラーの粒径が５μｍ以下で
   ある請求項１又は２記載の積層材料。
4. 【請求項４】 導体層が、無電解銅メッキ層である請求
   項１〜３のいずれかに記載の積層材料。
5. 【請求項５】 無電解銅メッキ層上に、更に電解銅メッ
   キ層が形成されている請求項１〜４のいずれかに記載の
   積層材料。
6. 【請求項６】 請求項１〜５のいずれかの積層材料から
   なるチップキャリア。
7. 【請求項７】 請求項６に記載のチップキャリアに半導
   体装置が搭載されているチップモジュール。