JPWO2018026004A1 - 支持基板、支持基板付積層体及び半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法 - Google Patents

支持基板、支持基板付積層体及び半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法 Download PDF

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Abstract

樹脂層と、前記樹脂層の少なくとも一方の面側に設けられ且つ剥離手段を備えた接着層と、前記接着層上に設けられた第1の金属層と、を有する第1の積層体を準備する第1の積層体準備工程と、前記第1の金属層をエッチングして、前記第1の積層体に第1の配線導体を形成する第1の配線形成工程と、前記第1の積層体の前記第1の配線導体が設けられた面に、絶縁樹脂層と第2の金属層とをこの順で積層して、第2の積層体を形成する第2の積層体形成工程と、前記絶縁樹脂層に前記第1の配線導体に達する非貫通孔を形成し、前記非貫通孔が形成された前記絶縁樹脂層に電解めっき及び/又は無電解めっきを施して、前記絶縁樹脂層上に第2の配線導体を形成する第2の配線形成工程と、前記第2の配線導体が形成された前記第2の積層体から、少なくとも前記樹脂層を剥離する剥離工程と、を含む半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法。

Description

本発明は、支持基板、支持基板付積層体及び半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法に関するものである。
電子機器、通信機器、及びパーソナルコンピューターなどに広く用いられる半導体パッケージの高機能化及び小型化は、近年、益々加速している。それに伴い、半導体パッケージにおけるプリント配線板及び半導体素子搭載用パッケージ基板の薄型化が要求されている。通常、プリント配線板及び半導体素子搭載用パッケージ基板は、支持基板上に回路パターンとなる層(以下、単に「配線導体」ともいう。)と絶縁材料とを積層させて作製される。
このような半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法としては、例えば、キャリア箔付極薄銅箔のキャリア箔面に第1の絶縁樹脂を設けてなる回路形成用支持基板を用い、パターン電解銅めっきによって第1の配線導体を形成し、更に、第2の絶縁樹脂を積層し、その後第2の配線導体を形成する方法が開示されている(例えば、下記特許文献1参照。)。
特開2005−101137号公報
上述の特許文献1の半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法によれば、第1の配線導体は、化学研磨、レジスト貼り付け、露光、現像、乾燥、水洗浄、酸洗浄、電気めっき、乾燥、レジスト剥離、乾燥といった多数の工数を有する、「パターンめっき工程」を用いて製造されている。このような方法としては、例えば、上述のように絶縁層表面に薄銅箔を貼り付けた積層板をパターンめっきする"M−SAP法"を用いる方法や、銅箔を使用せずに、絶縁層表面に直接パターンめっきする"SAP法"を用いる方法がある。しかし、このようなパターンめっき工程は、工数が多い分、密着していたレジストが物理的衝撃等で剥がれる可能性や、その工程中に異物が混入してしまう可能性があるため、半導体搭載用パッケージ基板の回路形成不良が起こりやすい工程である。このため、工数が少なく効率良く回路が形成でき、回路形成不良が起こりにくい歩留りのよい方法が求められている。
上述の課題を解決すべく本発明は、生産効率がよく、歩留りの高い半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法並びにこれに用いられる支持基板及び支持基板付積層体を提供することを目的とする。
<1> 樹脂層と、前記樹脂層の少なくとも一方の面側に設けられ且つ剥離手段を備えた接着層と、前記接着層上に設けられた第1の金属層と、を有する第1の積層体を準備する第1の積層体準備工程と、
前記第1の金属層をエッチングして、前記第1の積層体に第1の配線導体を形成する第1の配線形成工程と、
前記第1の積層体の前記第1の配線導体が設けられた面に、絶縁樹脂層と第2の金属層とをこの順で積層して、第2の積層体を形成する第2の積層体形成工程と、
前記絶縁樹脂層に前記第1の配線導体に達する非貫通孔を形成し、前記非貫通孔が形成された前記絶縁樹脂層に電解めっき及び/又は無電解めっきを施して、前記絶縁樹脂層上に第2の配線導体を形成する第2の配線形成工程と、
前記第2の配線導体が形成された前記第2の積層体から、少なくとも前記樹脂層を剥離する剥離工程と、
を含む半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法。
<2> 前記第1の配線形成工程は、前記第1の積層体の前記第1の金属層上にレジストを積層する工程と、
フォトリソグラフィーによって前記レジストを現像して前記第1の金属層上に配線回路パターンを形成する工程と、
前記第1の金属層を、エッチング液を用いてパターニングし、前記パターニングされた前記第1の金属層上の前記配線回路パターンを除去して、前記接着層上に第1の配線導体を形成する工程と、
を含む前記<1>に記載の半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法。
<3> 前記第2の積層体形成工程は、前記第1の配線導体上に粗化処理を施し、前記粗化処理が施された前記第1の配線導体が設けられた面に、前記絶縁樹脂層と第2の金属層とを加熱加圧してこの順で積層する前記<1>又は<2>に記載の半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法。
<4> 前記第2の配線形成工程は、前記電解めっき及び/又は無電解めっきによって前記非貫通孔の内壁を接続し、且つ、サブトラクティブ工法又はセミアディティブ工法によって前記第2の配線導体を形成する前記<1>〜<3>のいずれか一つに記載の半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法。
<5> 前記第2の配線形成工程によって前記絶縁樹脂層上に前記第2の配線導体が形成された前記第2の積層体に対して、更に、前記第2の積層体形成工程及び前記第2の配線形成工程と同じ工程をn回繰り返し行い(n+2)層の配線導体を有するビルドアップ構造を有する第nの積層体を形成し、
前記剥離工程は、前記第nの積層体から少なくとも前記樹脂層を剥離する前記<1>〜<4>のいずれか一つに記載の半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法。
<6> 前記第2の配線形成工程は、レーザーによって前記非貫通孔を形成する前記<1>〜<5>のいずれか一つに記載の半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法。
<7> 前記剥離工程は、少なくとも前記樹脂層を物理的手段によって剥離する前記<1>〜<6>のいずれか一つに記載の半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法。
<8> 前記樹脂層の厚さが1μm以上である前記<1>〜<7>のいずれか一つに記載の半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法。
<9> 前記第1の金属層の厚さが100μm以下である前記<1>〜<8>のいずれか一つに記載の半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法。
<10> 前記接着層の厚さが100μm以下である前記<1>〜<9>のいずれか一つに記載の半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法。
<11> 前記第1の積層体の厚みが30〜300μmである前記<1>〜<10>のいずれか一つに記載の半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法。
<12> 前記絶縁樹脂層の厚みが5〜100μmである前記<1>〜<11>のいずれか一つに記載の半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法。
<13> 前記剥離工程において、少なくとも前記樹脂層が剥離された前記第2の積層体から、少なくとも前記接着層を除去する工程を含む前記<1>〜<12>のいずれか一つに記載の半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法。
<14> 前記剥離工程において、エッチング液又はデスミア液を用いて前記除去をおこなう前記<13>に記載の半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法。
<15> 前記剥離工程において、プラズマ処理によって前記除去をおこなう前記<13>に記載の半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法。
<16> 前記剥離手段が、キャリア層及び厚さ5μm以下の金属膜を含み前記接着層と前記樹脂層との間に設けられた中間層であって、前記キャリア層が前記樹脂層側に配置された前記<1>〜<15>のいずれか一つに記載の半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法。
<17> 前記剥離工程において、前記第2の積層体から、前記樹脂層及び前記キャリア層を剥離する前記<16>に記載の半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法。
<18> 前記剥離手段が、フッ素系樹脂を含み前記接着層と前記樹脂層との間に設けられた中間層である前記<1>〜<15>のいずれか一つに記載の半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法。
<19> 前記剥離工程において、前記第2の積層体から、前記樹脂層及び前記中間層を剥離する前記<18>に記載の半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法。
<20> 前記剥離手段が熱膨張性粒子であって、前記接着層が前記熱膨張性粒子を前記第1の金属層との界面側に含む前記<1>〜<15>のいずれか一つに記載の半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法。
<21> 前記剥離工程において、前記第2の積層体から、少なくとも前記樹脂層及び前記接着層を剥離する前記<20>に記載の半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法。
<22> 前記剥離手段が、剥離層と厚さ1μm以上の金属膜とを含み前記接着層と前記樹脂層との間に設けられた中間層である前記<1>〜<15>のいずれか一つに記載の半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法。
<23> 前記剥離工程において、前記第2の積層体から、前記樹脂層及び前記中間層を剥離する前記<22>の半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法。
<24> 前記剥離工程は、さらに前記中間層を除去する工程を含む前記<16>〜<18>のいずれか一つに記載の半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法。
<25> 前記中間層の厚さが1μm以上である前記<16>〜<19>のいずれか一つに記載の半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法。
<26> 樹脂層と、
前記樹脂層の少なくとも一方の面側に設けられ且つ剥離手段を備えた接着層と、
前記接着層上に設けられた金属層と、
を有する支持基板。
<27> 前記剥離手段が、キャリア層及び厚さ5μm以下の金属膜を含み前記接着層と前記樹脂層との間に設けられた中間層であって、前記キャリア層が前記樹脂層側に配置された前記<26>に記載の支持基板。
<28> 前記剥離手段が、フッ素系樹脂を含み前記接着層と前記樹脂層との間に設けられた中間層である前記<26>に記載の支持基板。
<29> 前記剥離手段が熱膨張性粒子であって、前記接着層が前記熱膨張性粒子を前記金属層との界面側に含む前記<26>に記載の支持基板。
<30> 前記剥離手段が、剥離層と厚さ1μm以上の金属膜とを含み前記接着層と前記樹脂層との間に設けられた中間層である前記<26>に記載の支持基板。
<31> 前記樹脂層の両面のそれぞれに、前記接着層及び前記金属層が配置された前記<26>〜<30>のいずれか一つに記載の支持基板。
<32> 樹脂層と、
前記樹脂層の少なくとも一方の面側に設けられ剥離手段を備えた接着層と、
前記接着層上に設けられた絶縁樹脂層と、
前記絶縁樹脂層に埋設された第1の配線導体と、
前記絶縁樹脂層上に設けられた第2の金属層と、
を有する支持基板付積層体。
本発明の半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法によれば、生産効率がよく、歩留りの高い半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法並びにこれに用いられる支持基板及び支持基板付積層体を提供することができる。
第1の積層体(支持基板)の構成の一態様を説明する概略図である。 本実施形態の製造方法の一態様(中間層として、キャリア層と厚さ5μm以下の金属膜とを含む層を用いた態様)における流れを示す説明図である。 中間層として、フッ素系樹脂を含む層を用いた態様における本実施形態の製造方法の流れを示す説明図である。 剥離手段として、熱膨張性粒子を用いた態様における本実施形態の製造方法の流れを示す説明図である。 剥離手段として剥離層付銅箔を用いた態様における本実施形態の製造方法の流れを示す説明図である。 ビルドアップ構造を有する半導体素子搭載用パッケージ基板を示す説明図である。
以下、本発明について実施形態を例に説明する。但し、本発明の態様は以下に説明する実施形態に限定されるものではない。
本実施形態の半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法(以下、単に『本実施形態の製造方法』と称することがある。)は、
樹脂層と、前記樹脂層の少なくとも一方の面側に設けられ且つ剥離手段を備えた接着層と、前記接着層上に設けられた第1の金属層と、を有する第1の積層体を準備する第1の積層体準備工程と、
前記第1の金属層をエッチングして、前記第1の積層体に第1の配線導体を形成する第1の配線形成工程と、
前記第1の積層体の前記第1の配線導体が設けられた面に、絶縁樹脂層と第2の金属層とをこの順で積層して、第2の積層体を形成する第2の積層体形成工程と、
前記絶縁樹脂層に前記第1の配線導体に達する非貫通孔を形成し、前記非貫通孔が形成された前記絶縁樹脂層に電解めっき及び/又は無電解めっきを施して、前記絶縁樹脂層上に第2の配線導体を形成する第2の配線形成工程と、
前記第2の配線導体が形成された前記第2の積層体から、少なくとも前記樹脂層を剥離する剥離工程と、を含む。
本実施形態の半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法によれば、第1の積層体準備工程において、第1の積層体として、樹脂層上に、剥離手段を備えた接着層と(第1の)金属層をこの順で有する積層体(支持基板)を用いる。当該支持基板は金属層が接着層上に形成されているため、第1の配線導体を形成する際に、第1の金属層にエッチング処理を施すことができる。このため、第1の配線導体を形成する際にパターンめっき工程を用いる必要がなく、サブトラクティブ法のみで半導体素子搭載用パッケージ基板を作製することができる。
ここで、「サブトラクティブ法」とはエッチングで回路形成を行う方法であり、例えば、レジストフィルムを貼り付けてエッチングで回路を形成することができる。また、サブトラクティブ法は、例えば、化学研磨、レジスト貼り付け、露光、現像、水洗浄、エッチング、水洗浄、レジスト剥離、水洗浄、乾燥、内層粗化処理といった工数を有することができる。
本実施形態の製造方法に用いることのできる本実施形態の支持基板は、樹脂層と、前記樹脂層の少なくとも一方の面側に設けられ且つ剥離手段を備えた接着層と、前記接着層上に設けられた金属層と、を有する。前記金属層は、本実施形態の製造方法における"第1の金属層"に相当するものであり、前記支持基板は、本実施形態の製造方法における"第1の積層体"として用いることができる。剥離手段については後述するが、例えば、接着層と樹脂層との間に設けられた中間層を剥離手段として用いたり、熱膨張性粒子などの剥離手段を接着層に含有させることができる。
本実施形態の半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法においては、樹脂層と、前記樹脂層の少なくとも一方の面側に設けられ剥離手段を備えた接着層と、前記接着層上に設けられた絶縁樹脂層と、前記絶縁樹脂層に埋設された第1の配線導体と、前記絶縁樹脂層上に設けられた第2の金属層と、を有する支持基板付積層体が中間製品として作製される。本実施形態の支持基板付積層体は、例えば、本実施形態の製造方法における第2の積層体形成工程によって形成される"第2の積層体"に相当するものである。当該支持基板付積層体から少なくとも樹脂層を剥離することで半導体素子搭載用パッケージ基板とすることができる。
以下、必要に応じて図面を参照しつつ、本実施形態について詳細に説明するが、本発明は下記本実施形態に限定されるものではない。本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。なお、図面中、同一要素には同一符号を付すこととし、重複する説明は省略する。また、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。更に、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。なお、本明細書において、各積層体は、各層が互いに接着したものであるが、その各層は、必要に応じて、互いに剥離可能なものであってもよい。
《半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法》
上述のように本実施形態の製造方法は、少なくとも、第1の積層体準備工程と、第1の配線形成工程と、第2の積層体形成工程と、第2の配線形成工程と、剥離工程と、を含む。本実施形態の製造方法は、その他必要に応じて、適宜他の工程等を含んでいてもよい。
[第1の積層体準備工程]
第1の積層体準備工程は、樹脂層と、前記樹脂層の少なくとも一方の面側に設けられ剥離手段を備えた接着層と、前記接着層上に設けられた第1の金属層と、を有する第1の積層体を準備する工程である。後述のように剥離手段等として樹脂層と接着層との間に中間層を設けることができる。
(第1の積層体(支持基板))
まず、本工程にて準備される第1の積層体について説明する。図1は、第1の積層体(支持基板)の構成の一態様を説明する概略図である。図1に示すように、本実施形態における第1の積層体10は、樹脂層1の両面に、中間層2と、接着層3と、第1の金属層4と、がこの順で設けられている。本実施形態における第1の積層体(支持基板)は、接着層3の剥離手段として、中間層2が樹脂層1と接着層3との間に設けられている。
例えば、第1の金属層4の直下の層がキャリア銅箔付極薄銅箔等の金属層であると、エッチング時に第1の金属層4とその直下の層との両方が除去されてしまう。この場合、積層工程にて絶縁樹脂層等を金属層上に積層する際、直下の層の除去された領域から樹脂層1の表面が露出しまう場合がある。このため、後述の絶縁樹脂層6と樹脂層1とが張り付いてしまい、その後に続く工程において、樹脂層1を中心とする部材群を第2の積層体からとり除くことができなくなってしまう。
これに対し、本実施形態における第1の積層体(支持基板)は、第1の金属層4の直下の層が接着層3であり、更に剥離手段として、樹脂層1との間に中間層2が設けられている。このため、本実施形態における第1の積層体(支持基板)は、エッチング時に接着層3が第1の金属層4と一緒に除去されることがなく、上述のような樹脂層1と絶縁樹脂層との接着等を防止することができる。また、接着層3は中間層2等の剥離手段を備えているため、第1の金属層4を第1の配線導体とした後であっても、第1の配線導体と、樹脂層1を中心とする部材群とを、後の工程において第2の積層体から容易にセパレートすることができる。
図1で示すように第1の積層体10においては、樹脂層1の両端部が中間層2及び接着層3の両端部を覆うはみ出し部分1Aを有することができる。はみ出し部分1Aは、例えば樹脂層として後述のプリプレグを用いた場合、プリプレグ中の樹脂が溶融して加熱加圧時にはみ出して形成される部分である。本実施形態における第1の積層体10においてはみ出し部分1Aは必須の構成ではないが、はみ出し部分1Aを有する場合、例えば、中間層と接着層との層間や樹脂層と中間層との層間に各工程で用いる薬液が染み込むのを防止することができる。尚、後述する図2〜図4においては、はみ出し部分1Aの図示を省略する。
第1の積層体準備工程においては、半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法の一工程として、第1の積層体を形成する工程が含まれていてもよいし、別途、完成された第1の積層体(即ち、本実施形態の支持基板)を用意し、当該第1の積層体を用いて本実施形態の半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法を実施してもよい。
−樹脂層−
樹脂層は、第1の積層体のキャリア基板としての役割を果たす層であり、後述の剥離工程において剥離される層である。前記樹脂層としては、特に限定されないが、通常のガラスクロス等の基材に熱硬化性樹脂等の絶縁性の樹脂材料(絶縁材料)を含浸させたプリプレグや、絶縁性のフィルム材等を用いることができる。
ここで、"プリプレグ"とは、樹脂組成物等の絶縁材料を基材に含浸又は塗工してなるものである。
前記基材としては、特に限定されるものではなく、各種の電気絶縁材料用積層板に用いられる周知のものを適宜使用することが出来る。前記基材の材質は特に限定されるものではないが、例えば、Eガラス、Dガラス、Sガラス又はQガラス等の無機物繊維;ポリイミド、ポリエステル又はテトラフルオロエリレン等の有機繊維;及びそれらの混合物等が挙げられる。また、前記基材の形状は特に限定されるものではないが、例えば、織布、不織布、ロービンク、チョップドストランドマット、サーフェシングマット等の形状を有するものを適宜用いることができる。但し、前記基材の材質及び形状は、目的とする成形物の用途や性能により選択され、必要により単独もしくは2種類以上の材質及び形状の使用も可能である。
前記基材の厚みは特に制限はないが、通常0.015〜0.5mm程度のものを使用することができる。また、前記基材としては、シランカップリング剤等で表面処理したものや機械的に開繊処理を施したものを用いることができ、これら基材は耐熱性や耐湿性、加工性の面から好適である。
前記絶縁材料としては、プリント配線板の絶縁材料として用いられる公知の樹脂組成物を適宜選定して用いることが出来る。前記樹脂組成物としては、耐熱性、耐薬品性の良好な熱硬化性樹脂をベースとして用いることができる。前記熱硬化性樹脂としては、特に限定されるものではないが、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、シアネート樹脂、マレイミド樹脂、イソシアネート樹脂、ベンゾシクロブテン樹脂、ビニール樹脂などを例示することができる。前記熱硬化性樹脂は、1種類のものを単独で用いてもよいし、2種類以上を混合して用いてもよい。
熱硬化性樹脂の中でも、エポキシ樹脂は、耐熱性、耐薬品性、電気特性に優れ、比較的安価であることから、絶縁樹脂として好適に用いることができる。エポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、脂肪族鎖状エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂、ビフェノールのジグリシジルエテール化物、ナフタレンジオールのジグリシジルエテール化物、フェノール類のジグリシジルエテール化物、アルコール類のジグリシジルエテール化物、及びこれらのアルキル置換体、ハロゲン化物、水素添加物などを挙げることができる。エポキシ樹脂は、1種類を単独で用いてもよいし、2種類以上を混合して用いてもよい。また、このエポキシ樹脂とともに用いる硬化剤は、エポキシ樹脂を硬化させるものであれば限定することなく使用でき、例えば、多官能フェノール類、多官能アルコール類、アミン類、イミダゾール化合物、酸無水物、有機リン化合物及びこれらのハロゲン化物などが挙げられる。これらのエポキシ樹脂硬化剤は、1種類を単独で用いてもよいし、2種類以上を混合して用いてもよい。
前記シアネート樹脂は、加熱によりトリアジン環を繰り返し単位とする硬化物を生成する樹脂であり、硬化物は誘電特性に優れる。このため、特に高周波特性が要求される場合などに好適である。前記シアネート樹脂としては、例えば、2,2−ビス(4−シアナトフェニル)プロパン、ビス(4−シアナトフェニル)エタン、2,2−ビス(3,5ジメチル−4−シアナトフェニル)メタン、2,2−(4−シアナトフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、α,α'−ビス(4−シアナトフェニル)−m−ジイソプロピルベンゼン、フェノールノボラック及びアルキルフェノールノボラックのシアネートエステル化物等が挙げられる。その中でも、2,2−ビス(4−シアナトフェニル)プロパンは、硬化物の誘電特性と硬化性とのバランスが特に良好であり、コスト的にも安価であるため好ましい。またシアネートエステル化合物等のシアネート樹脂は、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を混合して用いてもよい。また、前記シアネートエステル化合物は予め一部が三量体や五量体にオリゴマー化されていてもよい。
さらに、シアネート樹脂に対して硬化触媒や硬化促進剤を併用することもできる。硬化触媒としては、例えば、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛等の金属類を用いることができ、具体的には、2−エチルヘキサン酸塩、オクチル酸塩等の有機金属塩やアセチルアセトン錯体などの有機金属錯体を挙げることができる。前記硬化触媒は、1種類を単独で使用してもよいし、2種類以上を混合して使用してもよい。
また、前記硬化促進剤としてはフェノール類を使用することが好ましく、ノニルフェノール、パラクミルフェノールなどの単官能フェノールや、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールSなどの二官能フェノール、又は、フェノールノボラック、クレゾールノボラックなどの多官能フェノールなどを用いることができる。前記硬化促進剤は、1種類を単独で使用してもよいし、2種類以上を混合して使用してもよい。
前記絶縁材料として用いられる樹脂組成物には、誘電特性、耐衝撃性、フィルム加工性などを考慮して、熱可塑性樹脂をブレンドすることもできる。前記熱可塑性樹脂としては、特に限定されるものではないが、例えば、フッ素樹脂、ポリフェニレンエーテル、変性ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンスルフィド、ポリメーボネート、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアクリレート、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリブタジエンなどを挙げることができる。前記熱可塑性樹脂は、1種類のものを単独で用いてもよいし、2種類以上を混合して用いてもよい。
熱可塑性樹脂の中でも、硬化物の誘電特性を向上させることができるという観点からは、ポリフェニレンエーテル及び変性ポリフェニレンエーテルを配合して用いることが有用である。ポリフェニレンエーテル及び変性ポリフェニレンエーテルとしては、例えば、ポリ(2,6−ジメチル−1,4−フェニレン)エーテル、ポリ(2,6−ジメチル−1,4−フェニレン)エーテルとポリスチレンとのアロイ化ポリマー、ポリ(2,6ジメチル−1,4−フェニレン)エーテルとスチレンーブタジエンコポリマーとのアロイ化ポリマー、ポリ(2,6−ジメチル−1,4−フェニレン)エーテルとスチレン−無水マレイン酸コポリマのアロイ化ポリマー、ポリ(3,6−ジメチル−1,4−フェニレン)エーテルとポリアミドとのアロイ化ポリマー、ポリ(2,6−ジメチル−1,4−フェニレン)エーテルとスチレンーブタジエン−アクリロニトリルコポリマーとのアロイ化ポリマーなどが挙げられる。また、ポリフェニレンレンエーテルに反応性や重合性を付与するために、ポリマー鎖末端にアミン基、エポキシ基、カルボン基、スチリル基などの官能基を導入したり、ポリマー鎖側鎖にアミン基、エポキシ基、カルボキシル基、スチリル基、メタクリル基などの官能基を導入してもよい。
前記熱可塑性樹脂の中でも、耐湿性に優れ、更に金属に対する接着性が良好な観点からは、ポリアミドイミド樹脂が有用である。ポリアミドイミド樹脂の原料は特に限定されるものではないが、酸性分としては、無水トリメリット酸、無水トリメリット酸モノクロライドが挙げられ、アミン成分としては、メタフェニレンジアミン、パラフェニレンジアミン、4,4'−ジアミノジフェニルエーテル、4,4'−ジアミノジフェニルメタン、ビス[4−(アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、2,2'−ビス[4−(4−アミノフ
ェノキシ)フェニル]プロパンなどが挙げられる。前記ポリアミドイミド樹脂は、乾燥性を向上させるためにシロキサン変性としてもよく、この場合、アミノ成分としてシロキサンジアミンを用いることができる。前記ポリアミドイミド樹脂は、フィルム加工性を考慮すると、分子量が5万以上のものを用いるのが好ましい。
上述の熱可塑性樹脂については、主としてプリプレグに用いられる絶縁材料として説明したが、これら熱可塑性樹脂はプリプレグとしての使用に限定されない。例えば、上述の熱可塑性樹脂を用いてフィルム加工したものを本実施形態における樹脂層として用いてもよい。
絶縁材料として用いられる樹脂組成物には、無機フィラーが混合されていてもよい。前記無機フィラーとしては、アルミナ、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、クレー、タルク、三酸化アンチモン、五酸化アンチモン、酸化亜鉛、溶融シリカ、ガラス粉、石英粉、シラスバルーンなどが挙げられる。これら無機フィラーは単独で使用してもよいし、2種類以上を混合して使用してもよい。
絶縁材料として用いられる樹脂組成物は、有機溶媒を含有していてもよい。前記有機溶媒としては、ベンゼン、トルエン、キシエン、トリメチルベンゼンのような芳香族炭化水素系溶媒;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイノブチルケトンのようなケトン系溶媒;テトラヒドロフランのようなエーテル系溶媒;イソプロパノール、ブタノールのようなアルコール系溶媒;2−メトキシエタノール、2−ブトキシエタノールのようなエーテルアルコール溶媒;N−メチルピロリドン、N、N−ジメチルホルムアミド、N、N−ジメチルアセトアミドのようなアミド系溶媒などを、所望に応じて併用することができる。尚、プリプレグを作製する場合におけるワニス中の溶媒量は樹脂組成物全体に対して40〜80質量%の範囲とすることが好ましい。また、前記ワニスの粘度は20〜100cP(20〜100mPa・s)の範囲が望ましい。
絶縁材料として用いられる樹脂組成物は難燃剤を含有していてもよい。前記難燃剤としては特に限定されるものではないが、例えば、デカブロモジフェニルエーテル、テトラブロモビスフェノールA、テトラブロモ無水フタル酸、トリブロモフェノールなどの臭素化合物、トリフェニルフォスフェート、トリキシレルフォスフェート、クレジルジフェニルフォスフェートなどのリン化合物、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウムなどの金属水酸化物、赤リン及びその変性物、三酸化アンチモン、五酸化アンチモンなどのアンチモン化合物、メラミン、シアヌール酸、シアヌール酸メラミンなどのトリアジン化合物など公知慣例の難燃剤を用いることができる。
絶縁材料として用いられる樹脂組成物に対して、さらに必要に応じて上述の硬化剤、硬化促進剤や、その他、熱可塑性粒子、着色剤、紫外線不透過剤、酸化防止剤、還元剤などの各種添加剤や充填剤を加えることができる。
前記プリプレグは、例えば、上述した基材に対する樹脂組成物の付着量が、乾燥後のプリプレグにおける樹脂含有率で20〜90質量%となるように、樹脂組成物(ワニスを含む)を基材に含浸又は塗工した後、100〜200℃の温度で1〜30分間加熱乾燥することで、半硬化状態(Bステージ状態)のプリプレグとして得ることができる。そのようなプリプレグとしては、例えば、三菱ガス化学製の厚み0.1mmのプリプレグ(商品名:A−IT56)を使用することができる。本実施形態の第1の積層体の準備工程においては、例えば、このプリプレグを所望の樹脂層の厚さとなるように、1〜20枚重ね、その両面に三菱ガス化学製の厚み0.1mmのプリプレグ(商品名:A−IT56)を配置した構成で加熱加圧することができる。プリプレグの成形方法としては、通常の手法を適用でき、例えば、多段プレス、多段真空プレス、連続成形、オートクレーブ成形機等を使用し、通常、温度100〜250℃、圧力2〜100kg/cm2、加熱時間0.1〜5時間の範囲で成形したり、真空ラミネート装置などを用いてラミネート条件50〜200℃、0.1〜10MPsの条件で真空又は大気圧の条件で行うことができる。
−接着層−
接着層は、樹脂層の少なくとも一方の面側に設けられており、剥離手段を備えている。剥離手段については後述するが、例えば、樹脂層と接着層との間に設けられる中間層等が挙げられる。
本実施形態において「接着層」は、樹脂を含み、金属層と接着することのできる非金属層を意味する。また、接着層を構成する樹脂は、後の工程で金属層がエッチングされる際にこれらエッチング処理に伴う工程に用いられる薬液に対する耐性が高いものを好適に用いることができる。前記接着層は、非金属層であるため、エッチングの際に第1の配線導体ともに除去されず樹脂層と絶縁樹脂層とが溶着することがない。また、接着層は非金属層であるため、剥離工程又は除去工程において容易に第1の配線導体から剥離又は除去することができる。
前記接着層を構成する樹脂としては、特に限定されず、例えば、熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂のいずれであってもよいが、絶縁材料であることが好ましい。前記絶縁材料としては、上述の樹脂層に用いることできる熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂を用いることができるが、例えば、耐熱性、耐薬品性、電気特性の観点から、エポキシ樹脂を好適に用いることができる。エポキシ樹脂としては、特に限定されないが、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、脂肪族鎖状エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂、ビフェノールのジグリシジルエテール化物、ナフタレンジオールのジグリシジルエテール化物、フェノール類のジグリシジルエテール化物、アルコール類のジグリシジルエテール化物、及びこれらのアルキル置換体、ハロゲン化物、水素添加物などを挙げることができる。エポキシ樹脂は、1種類を単独で用いてもよいし、2種類以上を混合して用いてもよい。また、このエポキシ樹脂とともに用いる硬化剤は、エポキシ樹脂を硬化させるものであれば限定することなく使用でき、例えば、多官能フェノール類、多官能アルコール類、アミン類、イミダゾール化合物、酸無水物、有機リン化合物及びこれらのハロゲン化物などが挙げられる。これらのエポキシ樹脂硬化剤は、1種類を単独で用いてもよいし、2種類以上を混合して用いてもよい。
−剥離手段−
接着層は剥離手段を備える。ここで「剥離手段」とは、接着層と対象となる層との剥離を容易にするための手段を意味し、例えば、剥離可能な中間層を用いて対象となる層との剥離を容易にするための手段や隣接する層との接着力を低下させて接着層と対象となる層との剥離を容易にする手段等が含まれる。特に限定されるものではないが、前記剥離手段としては以下の態様が例示される。
(1)剥離手段が、キャリア層及び厚さ5μm以下の金属膜を含み前記接着層と前記樹脂層との間に設けられた中間層であって、前記キャリア層が前記樹脂層側に配置された態様
(2)剥離手段が、フッ素系樹脂を含み、前記接着層と前記樹脂層との間に設けられた中間層である態様
(3)剥離手段が熱膨張性粒子であって、前記接着層が前記熱膨張性粒子を前記第1の金属層との界面側に含む態様
(4)剥離手段が、剥離層と厚さ1μm以上の金属膜とを含み、前記接着層と前記樹脂層との間に設けられた中間層である態様
尚、中間層は例えば接着層の剥離手段として用いることのできる他、任意の目的で設けることができる。
前記キャリア層と、厚さ5μm以下の金属膜と、を前記樹脂層側からこの順で含む中間層としては、例えば、キャリア金属箔付き金属箔を用いることができる。ここで、「キャリア金属箔付き金属箔」とは、キャリア層としてキャリア金属箔を有し、更にそのキャリア金属箔よりも薄い金属箔(以下、「薄金属箔」と称することがある。)を備える積層体シートである。より詳細には、キャリア金属箔付き金属箔は、キャリア金属箔に、必要に応じて別のフィルムを介して、薄金属箔が剥離可能な状態で積層された積層シートであり、市販のものであってもよい。
前記中間層がキャリア金属箔と薄金属箔とを積層してなる積層シートである場合、通常、キャリア金属箔と薄金属箔との間で剥離することになる。キャリア金属箔の厚さは、特に限定されないがハンドリング性と経済性とを考慮すると、9〜70μmが好ましく、12〜35μmがさらに好ましい。薄金属箔の厚さについても特に限定されるものではないが、経済性及び積層体の生産性を考慮すると、5μm以下が好ましく、1〜5μmが更に好ましい。前記薄金属箔の金属の種類は特に限定されず、例えば、金、銀、銅、アルミニウム、及びこれらのうちの2種以上の金属からなる合金から選択される少なくとも1種を使用できる。なかでも、熱膨張率、導電性及び経済性の点から銅を好適に用いることができる。
キャリア金属箔と薄金属箔との界面における剥離強度は特に限定されないが、各工程における薬液の浸み込みや、剥離工程における剥離むらを抑制する観点から、1〜50N/mであると好ましく、3〜40N/mであるとより好ましく、5〜20N/mであると更に好ましい。剥離強度の測定方法は公知の手段を適宜用いることができるが、例えば、オートグラフ又はばねばかりを用いて剥離し、そのときの剥離強度を測定値とすることができる。尚、キャリア金属箔と薄金属箔との剥離強度は、剥離工程においてキャリア金属箔及び薄金属箔の界面で剥離できるように、キャリア金属箔及び樹脂層間の接着強度や薄金属箔及び接着層間の接着強度等よりも小さいことが好ましい。
前記フッ素系樹脂を含む中間層に含まれるフッ素系樹脂としては、特に限定されるものではないが、ポリテトラフルオロエチレン、ポリビニリデンフルオライド、ポリクロロトリフルオロエチレン等が挙げられる。前記中間層がフッ素系樹脂を含む場合、当該フッ素系樹脂を含む(中間)層は、必要に応じて他の熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂を含んでいてもよい。他の樹脂とフッ素系樹脂とを併用する場合、特に限定されるものではないが、中間層中のフッ素系樹脂の含有量は、中間層の全質量に対して10質量%以上であることが好ましく、50質量%以上であることが好ましく、90質量%以上であることが好ましい。前記フッ素系樹脂を含む層としては、特に限定されるものではないが、例えば、市販品のテフロン(登録商標)シート等を好適に用いることができる。
特に限定されるものではないが、フッ素系樹脂を含む中間層を用いる場合、中間層と接着層との界面において剥離するように構成することができる。この場合、フッ素系樹脂を含む中間層と接着層との界面における剥離強度は特に限定されないが、剥離工程における剥離むら等を抑制する観点から、1〜100N/mであると好ましく、1〜70N/mであるとより好ましく、1〜50N/mであると更に好ましい。剥離強度の測定方法は公知の手段を適宜用いることができるが、例えば、オートグラフ又はばねばかりを用いて剥離し、そのときの剥離強度を測定値とすることができる。尚、フッ素系樹脂を含む中間層と接着層との剥離強度は、剥離工程において中間層及び接着層の界面で剥離できるように、中間層及び樹脂層間の接着強度や接着層及び第1の配線導体との接着強度等よりも小さいことが好ましい。
前記接着層が剥離手段として熱膨張性粒子を含む場合、前記熱膨張性粒子としては、特に限定されるものではないが、例えば、容易にガス化して熱膨張性を示す化合物(例えば、イソブタン、プロパン、ペンタン等)をコアとし、シェルに、例えば、塩化ビニリデン−アクリロニトリル共重合体やポリビニルアルコール、ポリビニルブチラールやポリメチルメタクリレート、ポリアクリロニトリルやポリ塩化ビニリデン、ポリスルホン等の熱溶融性物質や熱膨張で破壊する物質を用いたマイクロカプセル等を用いることができる。熱膨張性粒子の体積膨張は、特に限定されるものではないが、例えば5倍以上とすることができる。更に、熱膨張性粒子の膨張温度も特に限定されるものではなく、前記第1の金属層と接着層との接着性を維持したい工程では接着強度が低下せず、後の工程において剥離可能なように適宜設定することができる。更に、用いる熱膨張性粒子の平均粒径も、適宜設定でき、例えば、1〜50μmとすることができる。
前記熱膨張粒子を剥離手段として接着層に含ませる場合、接着層の接着力を低下させたい面側に熱膨張粒子を偏在させることができる。但し、本発明は当該構成に限定されることなく、例えば、樹脂層側に熱膨張粒子を偏在させてもよいし、接着層内に熱膨張粒子を均一に分散させてもよい。
前記熱膨張粒子を用いた場合、例えば、接着層のベースポリマーとして、熱可塑性樹脂を用いることができる。前記熱可塑性樹脂としては、一定の温度を付与すると軟化して可塑性を示し、冷却すると固化する樹脂であって、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル等のビニル系ポリマー、ポリエステル,ポリアミドなどの縮合系ポリマー等が挙げられる。
前記接着層が剥離手段として熱膨張性粒子を含む場合、例えば、前記樹脂層上に熱膨張性粒子を含む接着層用組成物を塗布して接着層を形成してもよいし、ポリエステルフィルム等の支持体上に熱膨張性粒子を含む接着層が形成されたフィルム等を用いてもよい。後者の場合、例えば、支持体を中間層として前記樹脂層側に配置し、接着層側に前記第1の金属層を配置するように構成することができる。このようなフィルムとしては公知のものを適宜使用することができるが、例えば、ポリエステル基材に剥離層が形成された市販品である、電子部品工程用熱剥離シート(日東電工株式会社製、商品名:リバアルファ(品番31950E))等を適宜用いることができる。
剥離層と、厚さ1μm以上の金属膜と、含む中間層を剥離手段として用いる場合、当該中間層は、剥離層が接着層側、金属膜が樹脂層側に位置するように接着層と樹脂層との間に配置される。剥離層に含まれる材料としては特に限定はないが、例えば、シラン化合物等のケイ素化合物を用いることができる。更に、剥離層には必要に応じて公知の熱硬化性樹脂等を用いてもよい。このような中間層としては、例えば、市販の剥離層付金属箔等を用いることができる。
前記中間層として剥離層付金属箔を用いる場合、剥離工程において剥離する箇所は特に限定はないが、通常、接着層と剥離層との間で剥離することが好ましい。剥離層の厚さは特に限定されるものではないが、5nm〜100nmが好ましく、10nm〜80nmが更に好ましく、20nm〜60nmが特に好ましい。
また、前記中間層に用いられる膜厚1μm以上の金属膜の金属の種類は特に限定されず、例えば、金、銀、銅、アルミニウム、及びこれらのうちの2種以上の金属からなる合金から選択される少なくとも1種を使用できる。なかでも、熱膨張率、導電性及び経済性の点から銅を好適に用いることができる。また、当該金属膜の膜厚は1μm以上であり、ハンドリング性や経済性を考慮すると、9μm〜70μmが好ましく、12μm〜35μmがさらに好ましい。
−第1の金属層−
前記第1の金属層の金属の種類は特に限定されず、例えば、金、銀、銅、アルミニウム、及びこれらのうちの2種以上の金属からなる合金から選択される少なくとも1種を使用できる。なかでも、熱膨張率、導電性及び経済性の点から銅を好適に用いることができる。
−各層の厚み−
前記第1の積層体の厚さは、所望に応じて適宜設定可能であり特に限定されないが、例えば、積層時の取り扱いの観点から、30μm〜300μmが好ましく、40μm〜200μmが更に好ましい。
前記樹脂層の厚さは、所望に応じて適宜設定可能であり特に限定されないが、例えば、絶縁信頼性の観点から、1μm以上であることが好ましく、5μm〜200μmが好ましく、5μm〜100μmが更に好ましい。
前記中間層の厚さは特に限定されないが、エッチングにより第1の配線導体を形成する観点、並びに、経済的及び生産性の観点から、1μm以上が好ましく、100μm以下が好ましく、1μm〜50μmがより好ましい。
前記接着層の厚さは特に限定されないが、例えば、後のデスミア工程にて除去する観点から、100μm以下が好ましく、80μm以下が好ましく、1μm〜50μmがより好ましい。
前記第1の金属層の厚さは特に限定されないが、エッチングにより第1の配線導体を形成する観点、並びに、経済的及び生産性の観点から、100μm以下が好ましく、20μm以下が好ましく、5μm〜20μmがより好ましい。
[第1の配線形成工程]
第1の配線形成工程は、前記第1の金属層をエッチングして前記第1の積層体に第1の配線導体を形成する工程である。
第1の金属層をエッチングして第1の配線導体を形成する方法は、特に限定されるものでなく、例えば、前記第1の積層体の前記第1の金属層上にレジストを積層する工程と、フォトリソグラフィーによって前記レジストを現像して前記第1の金属層上に配線回路パターンを形成する工程と、前記第1の金属層を、エッチング液を用いてパターニングし、前記パターニングされた前記第1の金属層上の前記配線回路パターンを除去して、前記接着層上に第1の配線導体を形成する工程(所謂サブトラクティブ工法)と、を含むことで、第1の金属層から第1の配線導体を形成することができる。前記サブトラクティブ法によって第1の配線導体を形成する方法は、特に限定されるものではなく、通常、多層プリント配線板の製造において行われている公知の方法を用いることができる。
上述のレジストは特に限定されず、例えば市販のドライフィルムレジスト等公知のものを適宜選定して用いることができる。また、配線回路パターンの形成の際におけるフォトリソグラフィー(露光、現像、レジストの除去を含む)の条件等は特に限定されず、公知の手段及び装置を用いて実施することができる。
第1の配線導体のパターン幅は、特に限定はなく用途に応じて適宜その幅を選定することができるが、例えば、5〜100μmとすることができ、好ましくは10〜30μm程度とすることができる。
例えば、特に限定されるものではないが、サブトラクティブ法による第1の金属層からの第1の配線導体の形成は、以下のようにして行うことができる。まず、メック(株)製CZ−8100(商品名)などの過水硫酸系のソフトエッチング液を用いて、銅箔(金属層)表面を1〜2μmエッチング(粗化処理)し、次に、その銅箔表面に、温度110±10℃、圧力0.50±0.02MPaでドライフィルム(日立化成製RD−1225)をラミネートする。次いで、マスク露光機を用いて位置合わせ用の穴を基準に露光し、1%炭酸ナトリウム水溶液にてドライフィルムレジストを現像し、その後、エッチングレジストに覆われていない部分の銅箔を塩化第二銅水溶液で除去し、最終的にアミン系のレジスト剥離液にてドライフィルムレジストを剥離することで第1の配線導体を形成することができる。
[第2の積層体形成工程]
第2の積層体形成工程は、前記第1の積層体の前記第1の配線導体が設けられた面に絶縁樹脂層と第2の金属層とをこの順で積層して、第2の積層体を形成する工程である。また、前記第2の積層体形成工程は、前記第1の配線導体上に粗化処理を施し、前記粗化処理が施された前記第1の配線導体が設けられた面に前記絶縁樹脂層と第2の金属層とを加熱加圧してこの順で積層することができる。前記粗化処理を施すことで、第1の配線導体と前記絶縁樹脂との接着強度を高めることができる。前記粗化処理は公知の方法を適宜用いることができるが、例えば、酸化処理、還元処理、エッチングを行うなどの粗化処理を採用することができる。
(絶縁樹脂層)
前記絶縁樹脂層としては、上述の樹脂層と同様の材料(例えば、プリプレグ)を用いることができる。また、前記絶縁樹脂層の厚みは、所望に応じて適宜設定可能であり特に限定されないが、例えば、絶縁信頼性の観点から、5μm〜100μmが好ましく、20μm〜90μmが更に好ましい。
(第2の金属層)
前記第2の金属層としては、例えば、上述の第1の金属層や極薄銅箔と同様の金属を用いることができる。前記第2の金属層は、例えば、キャリア付の極薄銅箔を使用することができる。この場合、前記キャリアは、極薄銅箔の面を前記絶縁樹脂層上に配置し、加熱加圧によって積層した後に剥離され、キャリアが剥離された後の極薄銅箔が第2の金属層となる。
前記第1の配線導体が設けられた面に前記絶縁樹脂層と第2の金属層とを配置した後の加熱加圧の方法は特に限定されるものではないが、例えば、真空(減圧)ホットプレス、及び真空(減圧)ラミネート等の公知の手段を挙げることができる。
例えば、前記絶縁樹脂層としてプリプレグを用いた場合、接着強度をより高くする観点から、真空(減圧)ホットプレスを好適に採用することができる。加熱加圧時における加熱温度は特に限定されるものではないが、例えば、接着強度をより高くする観点から、160〜230℃が好ましく、180〜220℃が更に好ましい。また、加圧圧力も特に限定されるものではないが、例えば、接着強度をより高くする観点から、1〜4MPaが好ましく、2.5〜3.5MPaが更に好ましい。更に、加熱及び加圧処理の時間も特に限定されるものではないが、例えば、接着強度をより高くする観点から、60〜300分間が好ましく、120〜180分間がさらに好ましい。但し、これら加熱温度、加圧圧力及び加熱及び加圧の処理時間は用いる材料により適宜選定される。
[第2の配線形成工程]
第2の配線形成工程は、前記絶縁樹脂層に前記第1の配線導体に達する非貫通孔を形成し、前記非貫通孔が形成された前記絶縁樹脂層に電解めっき及び/又は無電解めっきを施し、前記絶縁樹脂層上に第2の配線導体を形成する工程である。特に限定されるものではないが、例えば、前記第2の配線形成工程は、前記電解めっき及び/又は無電解めっきによって前記非貫通孔の内壁を接続し、且つ、サブトラクティブ工法又はセミアディティブ工法によって前記第2の配線導体を形成することができる。尚、特に限定されるものではないが、工程数や歩留まり率の向上の観点から、前記第2の配線導体の形成方法は、サブトラクティブ工法を用いることが好ましい。
(非貫通孔)
非貫通孔を形成する手段は特に限定はないが、例えば、炭酸ガスレーザー等のレーザーやドリル等の公知の手段を用いることができる。非貫通孔は金属層を介して前記絶縁樹脂層に形成され、本工程にて形成される第2の配線導体と第1の配線導体とを電気的に接続させるために設けられる。非貫通孔の数やサイズは所望に応じて適宜選定することができる。また、非貫通孔を形成した後に過マンガン酸ナトリウム水溶液等を用いてデスミア処理を施すことができる。
第2の配線形成工程は、非貫通孔を形成したのち、電解銅めっき及び/又は無電解銅めっきを施して、非貫通孔の内壁に銅めっき膜を形成し、第1の配線導体と第2の金属層とを電気的に接続する。前記電解銅めっき及び/無電解めっきは公知の方法を採用することができる。当該銅めっきは、電解銅めっき及び無電解めっきはどちらか一方のみでもよいが、電解銅めっき及び無電解めっきの両方を施すことが好ましい。
(第2の配線導体の形成)
第2の配線形成工程は、電解めっき及び/又は無電解めっき処理の後、第2の配線導体を形成する。第2の配線導体の形成方法は特に限定されるものではなく、サブトラクティブ工法やセミアディティブ工法等の公知の手段を適宜採用することができる。第2の配線形成工程におけるサブトラクティブ工法は、特に限定されることはないが、例えば、第2の金属層の整面を実施し、ドライフィルムレジスト等をラミネートし、更に、ネガ型マスクを張り合わせた後、露光機にて回路パターンを焼付け、現像液にてドライフィルムレジストを現像し、エッチングレジストを形成することができる。その後エッチング処理を施し、エッチングレジストのない部分の金属(例えば、銅)を塩化第二鉄水溶液等で除去した後、レジストを除去することで、第2の配線導体を形成することができる。
[剥離工程]
剥離工程は、前記第2の配線導体が形成された前記第2の積層体から、少なくとも前記樹脂層を剥離する工程である。樹脂層を剥離する手段は物理的手段又は化学的手段のいずれも採用することができるが、例えば剥離される予定の境界面に物理的な力を加えて、物理的に第1の絶縁樹脂層を剥離することが好ましい。剥離工程において、前記第2の配線導体が形成された前記第2の積層体から少なくとも樹脂層を剥離することで、本実施形態における半導体素子搭載用パッケージ基板を作製することができる。本実施形態においては、用いる剥離手段の種類に応じて、剥離工程において剥離される層の境界面が異なる。
前記剥離工程は、少なくとも前記樹脂層が剥離された前記第2の積層体から、前記中間層及び前記接着層の少なくとも一方を除去する工程(除去工程)を含むことができる。また、前記剥離工程においては、エッチング液又はデスミア液を用いて前記中間層及び前記接着層の少なくとも一方を除去することができる。さらに、剥離工程は、プラズマ処理によって前記中間層及び前記接着層の少なくとも一方を除去してもよい。これら中間層又は接着層の除去については、用いられる材料に応じて公知の手段を適宜採用することができる。前記プラズマ処理に用いるプラズマ装置としては、特に限定されるものではないが、March Plasma Systems社の型番PCB1600Eなどを用いることができる。また、特に限定されるものではないが、前記プラズマ処理には、例えば、四フッ化炭素等のフッ素系ガスを用いることができる。
[本実施形態の製造方法の流れについて]
以下、図を用いて本実施形態の製造方法の流れについて説明する。
まず、図2を用いて、接着層の剥離手段として中間層を用い、当該中間層としてキャリア層と厚さ5μm以下の金属膜とを含む層を用いた態様について説明する。図2は、本実施形態の製造方法の一態様(中間層としてキャリア層と厚さ5μm以下の金属膜とを含む層を用いた態様)における流れを示す説明図である。
図2(A)に示すように、第1の積層体準備工程においては、樹脂層1と、樹脂層1の両面に各々中間層2と、接着層3と、第1の金属層4と、を有する第1の積層体10が準備される。図2(A)において中間層2は、樹脂層1側からキャリア層2Aと厚さ5μm以下の極薄銅箔層2Bとが積層された構造を有している。尚、図2(A)に示す第1の積層体10が、樹脂層1と、樹脂層1の少なくとも一方の面に設けられた中間層2と、中間層2上に設けられた接着層3と、接着層3上に設けられた金属層(第1の金属層4)と、を有する本実施形態の支持基板に該当する。
図2(B)に示すように、第1の配線形成工程においては、第1の金属層4をエッチングして第1の積層体10に第1の配線導体5を形成する。上述のように、第1の配線導体5は、第1の積層体10の第1の金属層4上にレジストを積層する工程と、フォトリソグラフィーによって前記レジストを現像して第1の金属層4上に配線回路パターンを形成する工程と、前記配線回路パターンが形成された第1の金属層4にサブトラクティブ工法を施すことによって、接着層3上に第1の配線導体5を形成する工程と、によって形成することができる。
図2(C)に示すように、第2の積層体形成工程において、第1の積層体10の第1の配線導体5が設けられた面に絶縁樹脂層6と第2の金属層7とをこの順で積層し、第2の積層体20を形成する。第2の積層体形成工程は、第1の配線導体5に粗化処理を施して、粗化処理が施された第1の配線導体5を設けることで、第1の配線導体5と絶縁樹脂層6との接着強度を高めることができる。粗化処理の後、第1の配線導体5上に絶縁樹脂層6と第2の金属層7とを加熱加圧してこの順で積層する。尚、図2(D)に示す第2の積層体20が、樹脂層1と、樹脂層1の少なくとも一方の面に設けられた中間層2と、中間層2上に設けられた接着層3と、前記接着層3上に設けられた絶縁樹脂層6と、絶縁樹脂層6に埋設された第1の配線導体(金属層)5と、絶縁樹脂層6上に設けられた第2の金属層7と、を有する本実施形態の支持基板付積層体に該当する。
図2(D)に示すように、第2の配線形成工程において、まず絶縁樹脂層6に第1の配線導体5に達する非貫通孔8が形成される。前記非貫通孔8は、上述のように例えばレーザー等で形成することができる。また、非貫通孔8を形成した後は所望によってデスミア処理が施される。次いで、非貫通孔8が形成された絶縁樹脂層6に電解めっき及び/又は無電解めっきを施すことで、非貫通孔の内壁が接続され、第1の配線導体5と第2の金属層7とが電気的に接続される。尚、本実施形態においては、第1の配線導体5と第2の金属層7とが電気的に接続されるように構成したが、本発明は当該実施態様に限定されるものではなく、全ての非貫通孔において第1の配線導体5と第2の金属層7とが電気的に接続されている必要はなく第1の配線導体5と第2の金属層7とが電気的に接続されていない箇所があってもよい。
次いで、図2(E)に示すように、第2の配線形成工程は、例えば、サブトラクティブ工法又はセミアディティブ工法によって第2の配線導体9を形成する。特に限定されるものではないが、工程数や歩留まり率の向上の観点から、前記第2の配線導体9の形成方法は、サブトラクティブ工法が好ましい。尚、後述するように、ビルドアップ構造を有する半導体素子搭載用パッケージ基板を形成する場合には、第2の配線形成工程によって絶縁樹脂層6上に第2の配線導体9が形成された第2の積層体20に対して、更に、第2の積層体形成工程及び第2の配線形成工程と同じ工程をn回繰り返し行うことができる。これにより、(n+2)層の配線導体を有するビルドアップ構造を有する第2の積層体20を形成することができる。
図2(F)に示すように、剥離工程において、第2の配線導体9が形成された第2の積層体20から、少なくとも樹脂層1を剥離する。図2に(F)においては、第2の積層体20が、樹脂層1の両面に設けられたキャリア層2Aと極薄銅箔層2Bとの境界面で剥離するように構成されている。本実施形態では樹脂層1の両面にそれぞれ各層が積層されているため、一つの第2の積層体20から二つの半導体素子搭載用パッケージ基板を得ることができる。
図2(G)に示すように、除去工程において、樹脂層1とキャリア層2Aとが剥離された第2の積層体20から、接着層3と中間層の残りである極薄銅箔層2Bとを除去する。極薄銅箔層2B及び接着層3の除去には、上述のエッチング液又はデスミア液を用いることができる。
以上の工程を経ることで、本実施形態における半導体素子搭載用パッケージ基板30を得ることができる。本実施形態の製造方法によれば、めっきパターン法を用いることなく半導体素子搭載用パッケージ基板30を容易に歩留まりよく形成することができる。
次に、接着層の剥離手段として、中間層を用い、当該中間層としてフッ素系樹脂を含む層を用いた態様における本実施形態の製造方法の流れを説明する。図3は、中間層としてフッ素系樹脂を含む層を用いた態様における本実施形態の製造方法の流れを示す説明図である。尚、上述の図2の工程と重複する部材については同一の番号を付し、同様の工程についてはその説明を省略する。
図3(A)に示すように、第1の積層体準備工程においては、樹脂層1と、樹脂層1の両面に各々中間層2Cと、接着層3と、第1の金属層4と、を有する第1の積層体10が準備される。図3(A)においては中間層として、例えばテフロン(登録商標)シート等のフッ素系樹脂を含む中間層2Cが用いられている。
中間層として、フッ素系樹脂を含む中間層2Cを用いた場合、図3(F)に示すように剥離工程においては、第2の積層体20が、樹脂層1の両面に設けられた中間層2Cと接着層3との境界面で剥離するように構成されている。
図3(G)に示すように、除去工程においては、樹脂層1と中間層2Cとが剥離された第2の積層体20から、接着層3を除去する。接着層3の除去には、上述のデスミア液又はプラズマ処理を用いることができる。
以上の工程を経ることで、本実施形態における半導体素子搭載用パッケージ基板30を得ることができる。本実施形態の製造方法によっても、めっきパターン法を用いることなく半導体素子搭載用パッケージ基板30を容易に歩留まりよく形成することができる。
次に、剥離手段として熱膨張性粒子を用いた態様(熱剥離シートを用いた態様)における本実施形態の製造方法の流れを説明する。当該態様において、熱剥離シートは、熱膨張性粒子を含む接着層と支持体とで構成されており、当該支持体が図4における中間層となっている。図4は、剥離手段として熱膨張性粒子を用いた態様における本実施形態の製造方法の流れを示す説明図である。尚、上述の図2の工程と重複する部材については同一の番号を付し、同様の工程についてはその説明を省略する。
図4(A)に示すように、第1の積層体準備工程においては、樹脂層1と、樹脂層1の両面に各々中間層2Dと、接着層3と、第1の金属層4と、を有する第1の積層体10が準備される。図4(A)においては、接着層3には図示を省略する熱膨張性粒子が含まれている。また、当該熱膨張性粒子は接着層3の第1の金属層4側に偏在している。また、中間層として、熱剥離シートの支持体が中間層2Dとしてそのまま用いられている。
上述のように剥離手段として熱膨張性粒子を用いた場合、図4(F)に示すように剥離工程においては、第2の積層体20が、樹脂層1の両側に設けられた接着層3と第1の配線導体5との境界面で剥離するように構成されている。図4においては、樹脂層1と共に接着層3が剥離されるため除去工程とを行う必要がない。しかし、例えば、接着層3の一部が第1の配線導体5の表面に残存している可能性もあるため、任意に上述のデスミア液又はプラズマ処理を用いて除去工程を行ってもよい。
以上の工程を経ることで、本実施形態における半導体素子搭載用パッケージ基板30を得ることができる。本実施形態の製造方法によっても、めっきパターン法を用いることなく半導体素子搭載用パッケージ基板30を容易に歩留まりよく形成することができる。
次に、剥離手段として中間層を用い、当該中間層として剥離層と厚さ1μm以上の金属膜との積層体を用いた態様における本実施形態の製造方法の流れを説明する。当該態様においては、中間層としてケイ素化合物を含む剥離層を備えた剥離層付銅箔を用いた場合を例に説明する。図5は、剥離手段として剥離層付銅箔を用いた態様における本実施形態の製造方法の流れを示す説明図である。尚、上述の図2の工程と重複する部材については同一の番号を付し、同様の工程についてはその説明を省略する。
図5(A)に示すように、第1の積層体準備工程においては、樹脂層1と、樹脂層1の両面に各々中間層2Eと、接着層3と、第1の金属層4と、を有する第1の積層体10が準備される。図5(A)において中間層2Eは、樹脂層1側から厚さ1μm以下の銅箔12と剥離層13とが積層された構造を有している。尚、図5(A)に示す第1の積層体10が、樹脂層1と、樹脂層1の少なくとも一方の面に設けられた中間層2Eと、中間層2E上に設けられた接着層3と、接着層3上に設けられた金属層(第1の金属層4)と、を有する本実施形態の支持基板に該当する。
上述のように剥離手段としてケイ素化合物を含む剥離層を備えた剥離層付銅箔を用いた場合、図5(F)に示すように剥離工程においては、第2の積層体20が、接着層3と剥離層13との境界面で剥離するように構成されている。次いで、図5(G)に示すように、除去工程において、樹脂層1と中間層2Eとが剥離された第2の積層体20から、接着層3を除去する。接着層3の除去には、上述のデスミア液を用いることができる。
以上の工程を経ることで、本実施形態における半導体素子搭載用パッケージ基板30を得ることができる。本実施形態の製造方法によっても、めっきパターン法を用いることなく半導体素子搭載用パッケージ基板30を容易に歩留まりよく形成することができる。
[ビルドアップ構造を有する積層体]
上述のように、本実施形態の製造方法はビルドアップ構造を有する半導体素子搭載用パッケージ基板を作製することも可能である。例えば、第2の配線形成工程によって絶縁樹脂層上に第2の配線導体が形成された第2の積層体に対して、更に、第2の積層体形成工程及び第2の配線形成工程と同じ工程をn回繰り返し行い(n+2)層の配線導体を有するビルドアップ構造を有する第nの積層体を形成し、剥離工程において、第nの積層体から少なくとも樹脂層を剥離することでビルドアップ構造を有する半導体素子搭載用パッケージ基板を作製することができる。
当該ビルドアップ構造を有する半導体素子搭載用パッケージ基板としては、例えば、図6に示す半導体素子搭載用パッケージ基板30A及び30Bを挙げることができる。
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上述の実施態様に限定されるものではない。
以下、実施例において本発明の製造方法について具体的に説明する。
[実施例1]
(第1の積層体準備工程)
第1の積層体準備工程(以下、「工程1」と称することがある。)として、厚み0.1mmのプリプレグ(樹脂層;三菱ガス化学株式会社製、商品名:A−IT56)の両面に、予め極薄銅箔側の面にエポキシ樹脂を塗布・乾燥して接着層(厚さ3μm)を設けたキャリア付き極薄銅箔(三井金属鉱業(株)製、商品名:MTEx、キャリア厚さ:18μm、極薄銅箔厚さ:3μm)を、キャリア銅箔面がプリプレグと接するように重ねた。本実施例では、剥離手段として"キャリア付き極薄銅箔"を中間層として用いた。さらに、その両側(接着層面)に銅箔(第1の金属層;三井金属鉱業(株)製、商品名:3EC−VLP、厚さ12μm)を配置し、真空下、温度220℃、プレス圧力3MPaで60分間プレス処理して、第1の積層体(以下、「支持基板」と称することがある。)を作製した。
(第1の配線形成工程)
第1の配線形成工程(以下、「工程2」と称することがある。)として、工程1で作製した支持基板の両面に、感光性ドライフィルムレジスト(日立化成(株)製、商品名:RD−1225)をラミネートした。その後、所定の回路パターンに沿って露光、現像処理し、更にエッチング処理及びレジスト剥離を行って、基板表面に第1の配線導体(以下、「第1の回路パターン層」と称することがある。)を形成した。本工程においてパターン形成に要した時間は5分間程度であった。
(第2の積層体形成工程)
第2の積層体形成工程(以下、「工程3」と称することがある。)として、まず、第1の回路パターン層と本工程で積層するプリプレグとの接着強度を上げるため、三菱ガス化学(株)製クリーンエッチEMR−5100を用いて第1の回路パターン層の表面銅の粗化処理を行った。次いで、厚み0.080mmのプリプレグ(絶縁樹脂層;三菱ガス化学株式会社製、商品名:SH65)と、キャリア付き極薄銅箔(三井金属鉱業(株)製、商品名:MT18Ex、キャリア厚さ:18μm、極薄銅箔厚さ:2μm)とをキャリア銅箔面が最外層となるように、第1の回路パターン層を形成した支持基板の両面に配置して、真空下、温度220℃、プレス圧力3MPaで120分間プレス処理した。
次いで、X線穴あけ装置を用いて、位置合わせ用の穴を形成した。その後、基板の最外層のキャリア銅箔を物理的に剥離し、第2の積層体を形成した。キャリア銅箔が剥離された後の極薄銅箔は第2の金属層に相当する。
(第2の配線形成工程)
第2の配線形成工程(以下、「工程4」と称することがある。)として、まず、炭酸ガスレーザー加工機(三菱電機(株)製ML605GTWIII−H)により、支持基板の第1の回路パターン層に達する穴径100μmの非貫通孔を形成した。非貫通孔のスミア除去のため、デスミア処理を行った。デスミア処理は、まず、奥野製薬製のデスミア用膨潤液PTH−B103に65℃5分間浸して膨潤させたのち、奥野製薬製デスミア処理液PTH1200+PTH1200NAに80℃8分間浸し、最後に奥野製薬製のデスミア用中和液PTH−B303に45℃で5分間浸して行った。
次に、無電解めっきにて0.4〜0.8μmの厚みのめっき層を形成した後、電解めっきにより15〜30μmのめっき層を形成した。これにより、支持基板と外層(第2の金属層)とが非貫通孔のめっき部分を通じて電気的に接続された。
その後、表面に感光性ドライフィルムレジスト(日立化成(株)製、商品名:RD−1225)をラミネートした後、上述の位置合わせ用の穴に合わせて、所定の回路パターンを露光、現像処理し、更にエッチング処理、レジスト剥離を行うサブトラクティブ工法によって、基板表面に第2の配線導体(以下、「第2の回路パターン層」と称することがある。)を形成した。
(剥離工程)
剥離工程(以下、「工程5」と称することがある。)として、上述の工程1で積層プレスした、接着層が形成されたキャリア付き極薄銅箔のキャリア銅箔と極薄銅箔との境界部に物理的な力を加えて、第2の積層体から、樹脂層をキャリア銅箔と共に剥離した。その後、極薄銅箔を過硫酸系のソフトエッチング液により除去し、更に第2の積層体表面に残った樹脂(接着層)をデスミア処理液にて除去し、半導体素子搭載用パッケージ基板(半導体素子搭載用基板)を得た。
[実施例2]
(第1の積層体準備工程)
工程1として、厚み0.1mmのプリプレグ(樹脂層;三菱ガス化学株式会社製、商品名:A−IT56)の両面に、予めエポキシ樹脂を塗布・乾燥して接着層(厚さ3μm)を設けたテフロン(登録商標)フィルム(厚み:100μm)をテフロン(登録商標)フィルム面がプリプレグと接するように張り合わせた。次いで、その両側(接着層面)に銅箔(第1の金属層;三井金属鉱業(株)製、商品名:3EC−VLP、厚さ12μm)を配置し、真空下、温度160℃、プレス圧力3MPaで60分間プレス処理して、支持基板(第1の積層体)を作製した。本実施例では、剥離手段として"テフロン(登録商標)
フィルム"を中間層として用いた。
(第1の配線形成工程)
工程2として、工程1で作製した支持基板の両面に、感光性ドライフィルムレジスト(日立化成(株)製、商品名:RD−1225)をラミネートした。その後、所定の回路パターンに沿って露光、現像処理し、更にエッチング処理、レジスト剥離を行って、基板表面に回路パターン層(第1の配線導体)を形成した。
(第2の積層体形成工程)
その後、工程3として、まず、第1の回路パターン層と本工程で積層するプリプレグとの接着強度を上げるため、三菱ガス化学(株)製クリーンエッチEMR−5100を用いて第1の回路パターン層の表面銅の粗化処理を行った。次いで、厚み0.080mmのプリプレグ(絶縁樹脂層;三菱ガス化学株式会社製、商品名:SH65)と、キャリア付き極薄銅箔(三井金属鉱業(株)製、商品名:MT18Ex、キャリア厚さ:18μm、極薄銅箔厚さ:2μm)とをキャリア銅箔面が最外層になるように、第1の回路パターン層を形成した支持基板の両面に配置して、真空下、温度160℃、プレス圧力3MPaで120分間プレス処理した。
次いで、X線穴あけ装置を用いて、位置合わせ用の穴を形成した。その後、基板の最外層のキャリア銅箔を物理的に剥離し、第2の積層体を形成した。キャリア銅箔が剥離された後の極薄銅箔は第2の金属層に相当する。
(第2の配線形成工程)
工程4として、まず、炭酸ガスレーザー加工機(三菱電機(株)製ML605GTWIII−H)により、支持基板の第1の回路パターン層に達する穴径100μmの非貫通孔を形成した。非貫通孔のスミア除去のため、デスミア処理を行った。デスミア処理は、まず、奥野製薬製のデスミア用膨潤液PTH−B103に65℃5分間浸して膨潤させたのち、奥野製薬製デスミア処理液PTH1200+PTH1200NAに80℃8分間浸し、最後に奥野製薬製のデスミア用中和液PTH−B303に45℃5分間浸して行った。
次に、無電解めっきにて0.4〜0.8μmの厚みのめっき層を形成した後、電解めっきにより15〜30μmのめっき層を形成した。これにより、支持基板と外層(第2の金属層)とが非貫通孔のめっき部分を通じて電気的に接続された。
その後、表面に感光性ドライフィルムレジスト(日立化成(株)製、商品名:RD−1225)をラミネートした後、上述の位置合わせ用の穴に合わせて、所定の回路パターンを露光、現像処理し、更にエッチング処理、レジスト剥離を行うサブトラクティブ工法によって、基板表面に第2の回路パターン層(第2の配線導体)を形成した。
(剥離工程)
次に、工程5として、上述の工程1で積層プレスした、接着層付きテフロン(登録商標)フィルムの、接着層とテフロン(登録商標)フィルムとの境界部に物理的な力を加えて、第2の積層体から、樹脂層をテフロン(登録商標)フィルムと共に剥離した。更に第2の積層体表面に残った樹脂(接着層)をデスミア処理液にて除去し、半導体素子搭載用パッケージ基板(半導体素子搭載用基板)を得た。
[実施例3]
(第1の積層体準備工程)
工程1として、厚み0.1mmのプリプレグ(樹脂層;三菱ガス化学株式会社製、商品名:A−IT56)の両面に、電子部品工程用熱剥離シート(日東電工株式会社製、商品名:リバアルファ(品番31950E),(厚さ96μm))を張り合わせた。当該電子部品工程用熱剥離シートは接着層と支持体(中間層)とを備えており、熱膨張性粒子を含んでいる。本実施例においては当該電子部品工程用熱剥離シートの接着層が本発明における接着層に相当する。また、前記電子部品工程用熱剥離シートは中間層側がプリプレグと接するように張り合わせた。次いで、その両側(接着層面)に銅箔(三井金属鉱業(株)製、商品名:3EC−VLP、厚さ12μm)を配置し、真空下、温度160℃、プレス圧力3MPaで60分間プレス処理して、支持基板を作製した。
(第1の配線形成工程)
工程2として、工程1で作製した支持基板の両面に、感光性ドライフィルムレジスト(日立化成(株)製、商品名:RD−1225)をラミネートした。その後、所定の回路パターンに沿って露光、現像処理し、更にエッチング処理、レジスト剥離を行って、基板表面に回路パターン層(第1の配線導体)を形成した。
(第2の積層体形成工程)
その後、工程3として、まず、支持基板の回路パターン層と本工程で積層するプリプレグとの接着強度を上げるため、三菱ガス化学(株)製クリーンエッチEMR−5100を用いて第1の回路パターン層の表面銅の粗化処理を行った。次いで、公称厚み0.080mmのプリプレグ(絶縁樹脂層;三菱ガス化学株式会社製、商品名:SH65)と、キャリア付き極薄銅箔(三井金属鉱業(株)製、商品名:MT18Ex、厚さ2μm)とをキャリア銅箔面が最外層になるように、第1の回路パターン層を形成した支持基板の両面に配置して、真空下、温度160℃、プレス圧力3MPaで120分間プレス処理した。
次いで、X線穴あけ装置を用いて、位置合わせ用の穴を形成した。その後、基板の最外層のキャリア銅箔を物理的に剥離し、第2の積層体を形成した。キャリア銅箔が剥離された後の極薄銅箔は第2の金属層に相当する。
(第2の配線形成工程)
工程4として、まず、炭酸ガスレーザー加工機(三菱電機(株)製ML605GTWIII−H)により、支持基板の第1の回路パターン層に達する穴径100μmの非貫通孔を形成した。非貫通孔のスミア除去のため、デスミア処理を行った。デスミア処理は、まず、奥野製薬製のデスミア用膨潤液PTH−B103に65℃5分間浸して膨潤させたのち、奥野製薬製デスミア処理液PTH1200+PTH1200NAに80℃8分間浸し、最後に奥野製薬製のデスミア用中和液PTH−B303に45℃5分間浸して行った。
次に、無電解めっきにて0.4〜0.8μmの厚みのめっき層を形成した後、電解めっきにより15〜30μmのめっき層を形成した。これにより、支持基板と外層(第2の金属層)とが非貫通孔のめっき部分を通じて電気的に接続された。
その後、表面に感光性ドライフィルムレジスト(日立化成(株)製、商品名:RD−1225)をラミネートした後、上述の位置合わせ用の穴に合わせて、所定の回路パターンを露光、現像処理し、更にエッチング処理、レジスト剥離を行うサブトラクティブ工法によって、基板表面に第2の回路パターン層(第2の配線導体)を形成した。
(剥離工程)
次に、工程5として、200℃1分の加熱処理を行い、第2の積層体から、樹脂層を電子部品工程用熱剥離シートと共に剥離し、半導体素子搭載用パッケージ基板を得た。
[実施例4]
(第1の積層体準備工程)
剥離手段として“剥離層付銅箔”を中間層として用いた実施例について説明する。
工程1として、厚み0.1mmのプリプレグ(樹脂層;三菱ガス化学株式会社製、商品名:ST56)の両面に、剥離層付銅箔(JX日鉱日石金属社、商品名:PCS、銅箔の厚さ12μm、剥離層の厚さ40nm)を、剥離層面と反対面(即ち、銅箔側)がプリプレグと接するように張り合わせた。次いで、その両側に予めエポキシ樹脂を塗布・乾燥して接着層(厚さ3μm)を設けた銅箔(第1の金属層;三井金属鉱業(株)製、商品名:3EC−VLP、厚さ12μm)の接着層面と前記剥離層付銅箔の剥離層面が接するように配置し、真空下、温度200℃、プレス圧力3MPaで60分間プレス処理して、支持基板(第1の積層体)を作製した。
(第1の配線形成工程)
工程2として、工程1で作製した支持基板の両面に、感光性ドライフィルムレジスト(日立化成(株)製、商品名:RD−1225)をラミネートした。その後、所定の回路パターンに沿って露光、現像処理し、更にエッチング処理、レジスト剥離を行って、基板表面に回路パターン層(第1の配線導体)を形成した。
(第2の積層体形成工程)
その後、工程3として、まず、支持基板の回路パターン層と本工程で積層するプリプレグとの接着強度を上げるため、三菱ガス化学(株)製クリーンエッチEMR−5100を用いて第1の回路パターン層の表面銅の粗化処理を行った。次いで、交称厚み0.080mmのプリプレグ(絶縁樹脂層;三菱ガス化学株式会社製、商品名:SH65)と、キャリア付き極薄銅箔(三井金属鉱業(株)製、商品名:MT18Ex、厚さ2μm)とをキャリア銅箔面が最外層になるように、第1の回路パターン層を形成した支持基板の両面に配置して、真空下、温度200℃、プレス圧力3MPaで120分間プレス処理した。
次いで、X線穴あけ装置を用いて、位置合わせ用の穴を形成した。その後、基板の最外層のキャリア銅箔を物理的に剥離し、第2の積層体を形成した。キャリア銅箔が剥離された後の極薄銅箔は第2の金属層に相当する。
(第2の配線形成工程)
工程4として、まず、炭酸ガスレーザー加工機(三菱電機(株)製ML605GTWIII−H)により、支持基板の第1の回路パターン層に達する穴径100μmの非貫通孔を形成した。非貫通孔のスミア除去のため、デスミア処理を行った。デスミア処理は、まず、奥野製薬製のデスミア用膨潤液PTH−B103に65℃5分間浸して膨潤させたのち、奥野製薬製デスミア処理液PTH1200+PTH1200NAに80℃8分間浸し、最後に奥野製薬製のデスミア用中和液PTH−B303に45℃5分間浸して行った。
次に、無電解めっきにて0.4〜0.8μmの厚みのめっき層を形成した後、電解めっきにより15〜30μmのめっき層を形成した。これにより、支持基板と外層(第2の金属層)とが非貫通孔のめっき部分を通じて電気的に接続された。
その後、表面に感光性ドライフィルムレジスト(日立化成(株)製、商品名:RD−1225)をラミネートした後、上述の位置合わせ用の穴に合わせて、所定の回路パターンを露光、現像処理し、更にエッチング処理、レジスト剥離を行うサブトラクティブ工法によって、基板表面に第2の回路パターン層(第2の配線導体)を形成した。
(剥離工程)
次に、工程5として、上述の工程1で積層プレスした、接着層と剥離層との境界部に物理的な力を加えて、第2の積層体から、剥離層付銅箔と樹脂層(プリプレグ)とを剥離した。その後、第2の積層体表面に残った樹脂(接着層)をデスミア処理液にて除去し、半導体素子搭載用パッケージ基板(半導体素子搭載用基板)を得た。
[比較例1]
実施例1の工程1において、接着層を塗布したキャリア付き銅箔を使用せず、プリプレグ(樹脂層)上に直接第1の金属層を設けた支持基板を用いた以外は、全て実施例1と同様にして、積層体を作製し、半導体素子搭載用パッケージ基板のセパレートを試みた。その結果、支持基板とパターンが埋め込みされた基板とがプリプレグの樹脂にて接着し、基板をセパレートできなかった。
[比較例2]
実施例1の工程1において、接着層を塗布したキャリア付き銅箔を使用せず、プリプレグ(樹脂層)上に直接キャリア付き極薄銅箔(三井金属鉱業(株)製、商品名:MT18Ex、厚さ2μm)を設けた支持基板を用い、工程2において、エッチング処理の代りにパターンめっき処理にて第1の配線導体を作製した以外は実施例1と同様に積層体を作製した。その際、工程2においてパターニングに要した時間は50分間程度であり、実施例1の工程2と比べて約10倍の時間を要した。
[比較例3]
実施例1の工程1において、接着層を塗布したキャリア付き銅箔を使用せず、プリプレグ(樹脂層)上に直接キャリア付き極薄銅箔(三井金属鉱業(株)製、商品名:MT18Ex、厚さ2μm)を設け支持基板を用いた以外は実施例1と同様に積層体を作製し、半導体素子搭載用パッケージ基板のセパレートを試みた。その結果、工程2のエッチング処理によって銅箔と共にキャリア付き極薄銅箔が除去され、プリプレグの樹脂層が露出してしまい、工程3においてプリプレグの樹脂層と工程1におけるプリプレグの樹脂層とが溶着してしまい、後の工程にて基板をセパレートできなかった。
以上のように、樹脂層(プリプレグ)と第1の金属層との間に剥離手段を備えた接着層を有する支持基板を用いた実施例1〜3においては、サブトラクティブ工法を用いて第1の配線導体を形成することによって、パターンめっき工程を使用した製造方法よりも少ない工程で半導体素子搭載用パッケージ基板を形成することができた。更に、実施例においては、支持基板のセパレートもスムースに行われた。また、得られた半導体素子搭載用パッケージ基板は、回路形成不良もなく良好であった。
2016年8月5日に出願された日本国特許出願2016−154890号の開示及び2017年4月25日に出願された日本国特許出願2017−086338号の開示は、その全体が参照により本明細書に取り込まれる。
また、明細書に記載された全ての文献、特許出願、及び技術規格は、個々の文献、特許出願、及び技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。
1 樹脂層
2 中間層
2Aキャリア層(キャリア銅箔)
2B極薄銅箔層(金属膜)
3 接着層
4 第1の金属層
5 第1の配線導体
6 絶縁樹脂層
7 第2の金属層
8 非貫通孔
9 第2の配線導体
10 第1の積層体(支持基板)
20 第2の積層体(支持基板付積層体)
30 半導体素子搭載用パッケージ基板

Claims (32)

  1. 樹脂層と、前記樹脂層の少なくとも一方の面側に設けられ且つ剥離手段を備えた接着層と、前記接着層上に設けられた第1の金属層と、を有する第1の積層体を準備する第1の積層体準備工程と、
    前記第1の金属層をエッチングして、前記第1の積層体に第1の配線導体を形成する第1の配線形成工程と、
    前記第1の積層体の前記第1の配線導体が設けられた面に、絶縁樹脂層と第2の金属層とをこの順で積層して、第2の積層体を形成する第2の積層体形成工程と、
    前記絶縁樹脂層に前記第1の配線導体に達する非貫通孔を形成し、前記非貫通孔が形成された前記絶縁樹脂層に電解めっき及び/又は無電解めっきを施して、前記絶縁樹脂層上に第2の配線導体を形成する第2の配線形成工程と、
    前記第2の配線導体が形成された前記第2の積層体から、少なくとも前記樹脂層を剥離する剥離工程と、
    を含む半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法。
  2. 前記第1の配線形成工程は、前記第1の積層体の前記第1の金属層上にレジストを積層する工程と、
    フォトリソグラフィーによって前記レジストを現像して前記第1の金属層上に配線回路パターンを形成する工程と、
    前記第1の金属層を、エッチング液を用いてパターニングし、前記パターニングされた前記第1の金属層上の前記配線回路パターンを除去して、前記接着層上に第1の配線導体を形成する工程と、
    を含む請求項1に記載の半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法。
  3. 前記第2の積層体形成工程は、前記第1の配線導体上に粗化処理を施し、前記粗化処理が施された前記第1の配線導体が設けられた面に、前記絶縁樹脂層と第2の金属層とを加熱加圧してこの順で積層する請求項1又は2に記載の半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法。
  4. 前記第2の配線形成工程は、前記電解めっき及び/又は無電解めっきによって前記非貫通孔の内壁を接続し、且つ、サブトラクティブ工法又はセミアディティブ工法によって前記第2の配線導体を形成する請求項1〜3のいずれか一項に記載の半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法。
  5. 前記第2の配線形成工程によって前記絶縁樹脂層上に前記第2の配線導体が形成された前記第2の積層体に対して、更に、前記第2の積層体形成工程及び前記第2の配線形成工程と同じ工程をn回繰り返し行い(n+2)層の配線導体を有するビルドアップ構造を有する第nの積層体を形成し、
    前記剥離工程は、前記第nの積層体から少なくとも前記樹脂層を剥離する請求項1〜4のいずれか一項に記載の半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法。
  6. 前記第2の配線形成工程は、レーザーによって前記非貫通孔を形成する請求項1〜5のいずれか一項に記載の半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法。
  7. 前記剥離工程は、少なくとも前記樹脂層を物理的手段によって剥離する請求項1〜6のいずれか一項に記載の半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法。
  8. 前記樹脂層の厚さが1μm以上である請求項1〜7のいずれか一項に記載の半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法。
  9. 前記第1の金属層の厚さが100μm以下である請求項1〜8のいずれか一項に記載の半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法。
  10. 前記接着層の厚さが100μm以下である請求項1〜9のいずれか一項に記載の半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法。
  11. 前記第1の積層体の厚みが30〜300μmである請求項1〜10のいずれか一項に記載の半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法。
  12. 前記絶縁樹脂層の厚みが5〜100μmである請求項1〜11のいずれか一項に記載の半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法。
  13. 前記剥離工程において、少なくとも前記樹脂層が剥離された前記第2の積層体から、少なくとも前記接着層を除去する工程を含む請求項1〜12のいずれか一項に記載の半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法。
  14. 前記剥離工程において、エッチング液又はデスミア液を用いて前記除去をおこなう請求項13に記載の半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法。
  15. 前記剥離工程において、プラズマ処理によって前記除去をおこなう請求項13に記載の半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法。
  16. 前記剥離手段が、キャリア層及び厚さ5μm以下の金属膜を含み前記接着層と前記樹脂層との間に設けられた中間層であって、前記キャリア層が前記樹脂層側に配置された請求項1〜15のいずれか一項に記載の半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法。
  17. 前記剥離工程において、前記第2の積層体から、前記樹脂層及び前記キャリア層を剥離する請求項16に記載の半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法。
  18. 前記剥離手段が、フッ素系樹脂を含み前記接着層と前記樹脂層との間に設けられた中間層である請求項1〜15のいずれか一項に記載の半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法。
  19. 前記剥離工程において、前記第2の積層体から、前記樹脂層及び前記中間層を剥離する請求項18に記載の半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法。
  20. 前記剥離手段が熱膨張性粒子であって、前記接着層が前記熱膨張性粒子を前記第1の金属層との界面側に含む請求項1〜15のいずれか一項に記載の半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法。
  21. 前記剥離工程において、前記第2の積層体から、少なくとも前記樹脂層及び前記接着層を剥離する請求項20に記載の半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法。
  22. 前記剥離手段が、剥離層と厚さ1μm以上の金属膜とを含み前記接着層と前記樹脂層との間に設けられた中間層である請求項1〜15のいずれか一項に記載の半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法。
  23. 前記剥離工程において、前記第2の積層体から、前記樹脂層及び前記中間層を剥離する請求項22に記載の半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法。
  24. 前記剥離工程は、さらに前記中間層を除去する工程を含む請求項16〜18のいずれか一項に記載の半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法。
  25. 前記中間層の厚さが1μm以上である請求項16〜19のいずれか一項に記載の半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法。
  26. 樹脂層と、
    前記樹脂層の少なくとも一方の面側に設けられ且つ剥離手段を備えた接着層と、
    前記接着層上に設けられた金属層と、
    を有する支持基板。
  27. 前記剥離手段が、キャリア層及び厚さ5μm以下の金属膜を含み前記接着層と前記樹脂層との間に設けられた中間層であって、前記キャリア層が前記樹脂層側に配置された請求項26に記載の支持基板。
  28. 前記剥離手段が、フッ素系樹脂を含み前記接着層と前記樹脂層との間に設けられた中間層である請求項26に記載の支持基板。
  29. 前記剥離手段が熱膨張性粒子であって、前記接着層が前記熱膨張性粒子を前記金属層との界面側に含む請求項26に記載の支持基板。
  30. 前記剥離手段が、剥離層と厚さ1μm以上の金属膜とを含み前記接着層と前記樹脂層との間に設けられた中間層である請求項26に記載の支持基板。
  31. 前記樹脂層の両面のそれぞれに、前記接着層及び前記金属層が配置された請求項26〜30のいずれか一項に記載の支持基板。
  32. 樹脂層と、
    前記樹脂層の少なくとも一方の面側に設けられ剥離手段を備えた接着層と、
    前記接着層上に設けられた絶縁樹脂層と、
    前記絶縁樹脂層に埋設された第1の配線導体と、
    前記絶縁樹脂層上に設けられた第2の金属層と、
    を有する支持基板付積層体。
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