KR20140102144A

KR20140102144A - 다층배선기판 제조용의 지지기판, 다층배선기판의 제조방법

Info

Publication number: KR20140102144A
Application number: KR1020140015265A
Authority: KR
Inventors: 신노스케 마에다
Original assignee: 니혼도꾸슈도교 가부시키가이샤
Priority date: 2013-02-13
Filing date: 2014-02-11
Publication date: 2014-08-21
Also published as: JP2014154794A; CN103987212A; TW201438538A; TWI507109B

Abstract

(과제) 제조 수율을 향상시킬 수 있음과 아울러, 제조비용의 저감이나 제조효율의 향상을 도모할 수 있는 다층배선기판 제조용의 지지기판을 제공하는 것.
(해결수단) 다층배선기판의 제조에 이용되는 지지기판(70)은 지지기판 본체(71) 및 적층금속시트체(81)를 구비한다. 지지기판 본체(71)는 기판 주면(72)을 가진다. 적층금속시트체(81)는 기판 주면(72)에 배치되고, 하지측 금속층(82)과 표층측 금속층(83)을 박리 가능한 상태에서 밀착시켜 이루어진다. 또한, 하지측 금속층(82)의 외형 치수는 표층측 금속층(83)의 외형 치수보다도 크게 설정되어 있다.

Description

다층배선기판 제조용의 지지기판, 다층배선기판의 제조방법{SUPPORT SUBSTRATE FOR MANUFACTURING MULTILAYER WIRING SUBSTRATE, MANUFACTURING METHOD OF MULTILAYER WIRING SUBSTRATE}

본 발명은 복수의 수지 절연층과 복수의 도체층을 교호로 적층하여 다층화한 구조를 가지는 다층배선기판 제조용의 지지기판, 및 지지기판을 이용한 다층배선기판의 제조방법에 관한 것이다.

컴퓨터의 마이크로 프로세서 등으로서 사용되는 반도체집적회로소자(IC칩)는 근래 점점 고속화, 고기능화되고 있으며, 이에 부수하여 단자수가 증가하고, 단자 사이 피치도 좁아지는 경향에 있다. 일반적으로 IC칩의 바닥면에는 다수의 단자가 밀집하여 어레이(array) 형상으로 배치되어 있고, 이와 같은 단자그룹은 마더보드측의 단자그룹에 대해서 플립칩(flip chip)의 형태로 접속된다. 단, IC칩측의 단자그룹과 마더보드측의 단자그룹에서는 단자 사이 피치에 큰 차이가 있는 것으로부터 IC칩을 마더보드 위에 직접적으로 접속하는 것은 곤란하다. 그로 인해, 통상은 IC칩을 IC칩 탑재용 배선기판 위에 탑재하여 이루어지는 반도체패키지를 제작하고, 상기 반도체패키지를 마더보드 위에 탑재한다고 하는 수법이 채용된다.

이런 종류의 패키지를 구성하는 IC칩 탑재용 배선기판으로서는, 코어기판의 표면 및 이면에 빌드업층을 형성한 다층배선기판이 실용화되어 있다. 상기 다층배선기판에 있어서는, 코어기판으로서 예를 들면, 보강섬유에 수지를 함침시킨 수지기판(유리에폭시기판 등)이 이용되고 있다. 그리고 상기 코어기판의 강성을 이용하여 코어기판의 표면 및 이면에 수지 절연층과 도체층을 교호로 적층함으로써 빌드업층이 형성되어 있다. 즉, 상기 다층배선기판에 있어서, 코어기판은 보강의 역할을 다하고 있으며, 빌드업층과 비교해서 매우 두껍게 형성되어 있다. 또, 코어기판에는 표면 및 이면에 형성된 빌드업층 사이의 도통을 도모하기 위한 배선(구체적으로는, 스루홀 도체 등)이 관통 형성되어 있다.

그런데 근래에는 반도체집적회로소자의 고속화에 수반하여 사용되는 신호주파수가 고주파 대역으로 되어 오고 있다. 상기의 경우, 코어기판을 관통하는 배선이 큰 인덕턴스로서 기여하고, 고주파 신호의 전송 로스나 회로 오동작의 발생으로 이어져 고속화의 방해가 된다. 그래서, 다층배선기판을 코어기판을 가지지 않는 코어레스 배선기판으로 하는 것이 제안되고 있다. 이와 같이 하면, 비교적 두꺼운 코어기판을 생략함으로써 전체의 배선길이가 짧아지기 때문에, 고주파 신호의 전송 로스가 저감되고, 반도체집적회로소자를 고속으로 동작시키는 것이 가능하게 된다.

또한, 코어레스 배선기판은, 예를 들면 이하의 수법에 의해서 제조된다(예를 들면 특허문헌 1 참조). 도 10에 나타내어지는 바와 같이, 우선, 유리 에폭시 수지로 이루어지는 지지기판(101), 및 하지(下地)측 금속박(102)과 표층측 금속박(103)을 박리 가능한 상태에서 밀착시켜 이루어지는 적층금속시트체[(104){필러블 (peelable) 구리박}]를 준비한다. 다음에, 지지기판(101)의 기판 주면{(主面) (105)} 및 기판 이면(106)에 적층금속시트체(104)를 설치하는 적층금속시트 설치공정을 실시한다. 그 후, 적층금속시트체(104) 위에 복수의 수지 절연층 및 복수의 도체층을 교호로 적층하여 다층화하는 적층공정(빌드업공정)을 실시함으로써, 적층구조체(빌드업층)를 얻는다. 또한, 적층구조체에 있어서 제품영역보다도 외측에 위치하는 주위부를 지지기판(101)마다 제거하는 제거공정을 실시함으로써, 적층금속시트체(104)의 박리 계면(하지측 금속박(102)과 표층측 금속박(103)의 계면)을 노출시킨다. 그 후, 하지측 금속박(102)과 표층측 금속박(103)의 계면에서 분리하는 분리공정을 실시함으로써, 지지기판(101)으로부터 적층구조체가 분리되고, 코어기판을 가지지 않는 박형(薄型)의 다층배선기판이 얻어진다.

특허문헌 1: 일본국 특개2007-214427호 공보(단락 [0055] 도 12 등)

그런데 도 10에 나타내어지는 적층금속시트체(104)는, 이하와 같이 하여 형성된다. 우선, 지지기판(101)의 각각의 면(105, 106)에 대해서, 면(105, 106)과 면적 및 형상이 동일한 금속박(107, 108)으로 이루어지는 적층체(109)를 배치한다(도 11 참조). 다음에, 금속박(108) 위에 에칭용의 마스크인 드라이 필름(도시생략)을 래미네이트하는 래미네이트공정을 실시한다. 또한, 포토마스크를 통하여 드라이 필름을 노광하는 노광공정과, 노광된 드라이 필름을 현상하여 드라이 필름의 외주부를 제거하는 현상공정을 실시하고, 적층체(109)의 외주부를 표면으로 노출시킨다. 그리고 에칭을 실시하여 금속박(107, 108)의 외주부를 제거힘으로써, 면(105, 106)의 외주부를 표면으로 노출시키는 에칭공정을 실시한다. 그 후, 드라이 필름을 제거하는 드라이 필름 제거공정을 실시함으로써, 도 10에 나타내어지는 적층금속시트체(104)가 형성된다.

그런데 금속박(107, 108)에 대한 에칭을 실시하면, 금속박(107)과 금속박(108)의 계면에 에칭액이 침입될 가능성이 있기 때문에, 불량품 발생률이 높아져 제조 수율이 저하된다고 하는 문제가 있다. 예를 들면, 지지기판(101)을 제조라인에서 반송하면서 에칭을 실시할 경우, 가이드롤러 등이 금속박(107, 108)의 외주 가장자리에 접촉되는 일이 있다. 이때, 금속박(108)의 외주 부분이 말리면, 금속박(108)이 단번에 박리되기 때문에 다량의 에칭액이 계면으로 침입된다고 하는 문제가 있다. 또, 적층금속시트체(104)를 형성할 때에는 래미네이트공정, 노광공정, 현상공정, 에칭공정, 드라이 필름 제거공정이라고 하는 다수의 공정(계 5공정)이 필요하게 되기 때문에, 공정수의 증가를 피할 수 없게 되어, 제조비용의 상승이나 제조효율의 저하로 이어진다고 하는 문제도 있다.

본 발명은 상기의 과제에 감안하여 이루어진 것이며, 그 제 1 목적은, 제조 수율을 향상시킬 수 있음과 아울러, 제조비용의 저감이나 제조효율의 향상을 도모할 수 있는 다층배선기판 제조용의 지지기판을 제공하는 것에 있다. 또, 제 2 목적은, 상기의 지지기판을 이용한 매우 적합한 다층배선기판의 제조방법을 제공하는 것에 있다.

상기 과제를 해결하기 위한 수단(수단 1)으로서는, 복수의 수지 절연층과 복수의 도체층을 교호로 적층하여 다층화한 구조를 가지는 다층배선기판의 제조에 이용되는 지지기판으로서, 기판 주면을 가지는 지지기판 본체와, 상기 기판 주면에 배치되고, 하지측 금속층과 표층측 금속측을 박리 가능한 상태에서 밀착시켜 이루어지는 적층금속시트체를 구비하며, 상기 하지측 금속층의 외형 치수가 상기 표층측 금속층의 외형 치수보다도 크게 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 다층배선기판 제조용의 지지기판이 있다.

따라서, 수단 1의 다층배선기판 제조용의 지지기판에 따르면, 적층금속시트체는, 표층측 금속층의 외주부를 기계적으로 제거하여 하지측 금속층의 외형 치수를 표층측 금속층의 외형 치수보다도 크게 함으로써 얻어지는 구조이다. 즉, 적층금속시트체는, 표층측 금속층의 외주부를 예를 들면 에칭 등에 의해서 제거하지 않아도 얻어지는 구조이기 때문에, 하지측 금속층과 표층측 금속층의 계면에 에칭액이 침입되는 등의 문제 자체가 발생하지 않게 된다. 그러므로 불량품 발생률이 낮게 억제되기 때문에 제조되는 다층배선기판의 제조 수율이 높아진다. 또, 기계적인 가공에 의해서 적층금속시트체를 형성할 경우에는, 표층측 금속층을 절단하는 공정이나, 절단한 표층측 금속층의 외주부를 제거하는 공정만을 실시하는 것만으로 완료되게 된다. 그 결과, 에칭을 실시하여 적층금속시트체를 형성하는 경우보다도 공정수가 줄어들기 때문에, 다층배선기판의 제조비용을 저감할 수 있음과 아울러, 다층배선기판의 제조 효율이 향상된다.

또한, 상기 다층배선기판은 비용성, 가공성, 절연성, 기계적 강도 등을 고려하여 적절히 선택할 수 있다. 다층배선기판으로서는, 복수의 수지 절연층과 복수의 도체층을 교호로 적층하여 다층화한 구조를 가지는 것이 사용된다. 또한, 이와 같은 다층배선기판에 더불어서 예를 들면, 수지 절연층과 도체층을 교호로 적층하여 이루어지는 빌드업층을 코어기판의 편면 또는 양면에 가지는 빌드업 다층배선기판을 이용하는 것도 허용된다. 이와 같이 하면, 다층배선기판의 고밀도화를 도모하기 쉬워진다.

다층배선기판을 구성하는 복수의 수지 절연층은 절연성, 내열성, 내습성 등을 고려하여 적절히 선택할 수 있다. 각 수지 절연층을 형성하기 위한 고분자 재료의 매우 적합한 예로서는 에폭시 수지, 페놀 수지, 우레탄 수지, 실리콘 수지, 폴리이미드 수지 등의 열경화성 수지, 폴리카보네이트 수지, 아크릴 수지, 폴리아세탈 수지, 폴리프로필렌 수지 등의 열가소성 수지 등을 들 수 있다.

다층배선기판을 구성하는 복수의 도체층은 주로 구리로 이루어지고, 서브트랙티브(Subtractive)법, 세미 애디티브(Semi Additive)법, 풀 에더티브(Full additive)법 등이라고 하는 공지의 수법에 의해서 형성된다. 구체적으로 말하면 예를 들면, 구리박의 에칭, 무전해구리도금 또는 전해구리도금 등의 수법이 적용된다. 또한, 스퍼터나 CVD 등의 수법에 의해 박막을 형성한 후에 에칭을 실시하는 것에 의해 도체층을 형성하거나, 도전성 페이스트 등의 인쇄에 의해 도체층을 형성하거나 하는 것도 가능하다.

그리고 다층배선기판 제조용의 지지기판은, 기판 주면을 가지는 지지기판 본체를 구비한다. 지지기판 본체로서는, 완전히 경화된 수지재료로 이루어지는 수지 판을 이용해도 좋고, 금속재료로 이루어지는 금속판을 이용해도 좋다. 또한, 지지기판 본체를 형성하기 위한 수지재료나 금속재료로서는, 저비용이며 비교적 딱딱한 재료를 이용하면 좋다. 단, 복수의 수지 절연층 및 복수의 도체층을 적층하여 이루어지는 적층구조체를 지지기판 본체마다 절단하는 경우에는, 절단이 용이한 수지기판을 지지기판으로서 이용하는 것이 좋다.

또한, 지지기판은 기판 주면에 배치되고, 하지측 금속층과 표층측 금속층을 박리 가능한 상태에서 밀착시켜 이루어지는 적층금속시트체를 구비한다. 여기서, 하지측 금속층 및 표층측 금속층의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 표층측 금속층의 두께를 하지측 금속층의 두께보다도 크게 하면, 표층측 금속층을 하지측 금속층으로부터 박리할 때에 표층측 금속층이 깨지기 어려워진다.

또한, 지지기판 본체는 기판 주면과, 기판 주면의 반대측에 위치하는 기판 이면을 가지며, 적층금속시트체는 기판 주면 및 기판 이면에 각각 배치되어 있어도 좋다. 이와 같이 하면, 1개의 지지기판으로부터 2개의 다층배선기판을 제조할 수 있기 때문에, 다층배선기판의 제조효율이 더한층 향상된다.

상기 과제를 해결하기 위한 다른 수단(수단 2)으로서는, 상기 수단 1에 기재된 다층배선기판 제조용의 지지기판을 이용하여 다층배선기판을 제조하는 방법으로서, 상기 기판 주면에 상기 적층금속시트체를 설치하는 적층금속시트 설치공정과, 상기 표층측 금속층의 외주부를 기계적으로 제거함으로써, 상기 하지측 금속층의 외주부 및 상기 표층측 금속층을 표면으로 노출시키는 외주 금속층 제거공정과, 상기 복수의 수지 절연층 및 상기 복수의 도체층을 적층하여 상기 다층배선기판이 되어야 할 배선 적층부를 상기 하지측 금속층의 외주부 위 및 상기 표층측 금속층 위에 가지는 적층구조체를 얻는 적층공정과, 상기 적층공정 후, 상기 배선 적층부보다도 외측에 위치하는 주위부를 상기 적층구조체로부터 상기 지지기판 본체마다 제거하는 제거공정과, 상기 배선 적층부와 상기 지지기판 본체를 상기 하지측 금속층과 상기 표층측 금속층의 계면에서 분리하는 분리공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 다층배선기판의 제조방법이 있다.

따라서, 수단 2의 다층배선기판의 제조방법에 따르면, 외주 금속층 제거공정에 있어서 표층측 금속층의 외주부를 기계적으로 제거함으로써, 하지측 금속층의 외형 치수가 표층측 금속층의 외형 치수보다도 큰 적층금속시트체를 형성하고 있다. 즉, 표층측 금속층의 외주부를 예를 들면 에칭 등에 의해서 제거하지 않아도, 적층금속시트체가 얻어지기 때문에, 하지측 금속층과 표층측 금속층의 계면에 에칭 액이 침입되는 등의 문제 자체가 발생되지 않게 된다. 그러므로 불량품 발생률이 낮게 억제되기 때문에, 제조되는 다층배선기판의 제조 수율이 높아진다. 또, 외주 금속층 제거공정에서는 기계적인 가공을 실시하기 때문에, 표층측 금속층을 절단하는 공정과 절단한 표층측 금속층의 외주부를 제거하는 공정으로 이루어지는 외주 금속층 제거공정만을 실시하는 것만으로, 적층금속시트체를 형성할 수 있다. 그 결과, 에칭을 실시하여 적층금속시트체를 형성하는 경우보다도 공정수가 줄어들기 때문에, 다층배선기판의 제조비용을 저감할 수 있음과 아울러, 다층배선기판의 제조효율이 향상된다.

이하, 다층배선기판의 제조방법에 대해서 설명한다.

적층금속시트 설치공정에서는, 지지기판 본체의 기판 주면에 적층금속시트체를 설치한다.

계속되는 외주 금속층 제거공정에서는, 표층측 금속층의 외주부를 기계적으로 제거함으로써, 하지측 금속층의 외주부 및 표층측 금속층을 표면으로 노출시킨다. 여기서, 표층측 금속층의 외주부를 기계적으로 제거하는 방법으로서는, 표층측 금속층의 외주부를 절단하는 방법이나, 표층측 금속층의 외주부의 표면을 연마하는 방법 등을 들 수 있다. 표층측 금속층의 외주부를 절단하는 방법으로서는, 커터나이프에 의한 절단가공, 펀칭장치를 이용한 펀치가공, 레이저장치를 이용한 레이저가공 등이 있다. 또, 표층측 금속층의 외주부의 표면을 연마하는 방법으로서는, 샌드블라스트(sandblast)나, 사포에 의한 연마 등을 들 수 있다.

또한, 외주 금속층 제거공정에서는, 표층측 금속층의 외주부를 절단함과 동시에, 하지측 금속층에 있어서 표층측 금속층의 외주 가장자리의 바로 아래가 되는 개소에 하지측 금속층의 표면에 있어서 개구되는 노치부를 형성하고, 표층측 금속층의 외주 가장자리부를 하지측 금속층측으로 구부리도록 해도 좋다. 이와 같이 하면, 하지측 금속층과 표층측 금속층의 계면이 노치부 내로 밀어 넣어지기 때문에 하지측 금속층으로부터의 표층측 금속층의 박리를 확실하게 방지할 수 있다. 그러므로 불량품 발생률이 더욱 낮게 억제되기 때문에, 제조되는 다층배선기판의 제조 수율이 더한층 높아진다.

또한, 외주 금속층 제거공정에서는, 노치부를 지지기판 본체에 도달하는 정도의 깊이로 형성해도 좋고, 하지측 금속층을 분단하지 않는 정도의 깊이로 형성해도 좋다. 노치부를 지지기판 본체에 도달하는 정도의 깊이로 형성할 경우, 하지측 금속층과 표층측 금속층의 계면이 노치부 내로 더욱 깊게 밀어 넣어지기 때문에, 하지측 금속층으로부터의 표층측 금속층의 박리를 더욱 확실하게 방지할 수 있다. 한편, 노치부를 하지측 금속층을 분단하지 않는 정도의 깊이로 형성할 경우, 지지기판 본체에 깊은 노치가 형성되는 것에 기인하는 지지기판 본체의 강도 저하를 방지할 수 있다. 게다가 노치부의 깊이를 하지측 금속층을 분단하지 않는 정도로 하여 두면, 하지측 금속층을 시드층으로서 이용할 수 있기 때문에, 시드층의 형성공정을 생략할 수 있다.

계속되는 적층공정에서는, 복수의 수지 절연층 및 복수의 도체층을 적층하여 다층배선기판이 되어야 할 배선 적층부를 하지측 금속층의 외주부 위 및 표층측 금속층 위에 가지는 적층구조체를 얻는다.

또한, 다층배선기판은 코어기판을 가지지 않고, 복수의 수지 절연층에 형성된 비아 도체는, 수지 절연층의 각 층에 있어서 동일 방향으로 확경(擴徑)되어 있어도 좋다. 즉, 다층배선기판은, 동일한 수지 절연층을 주체로서 형성되고, 동일 방향으로 확경된 비아 도체에 의해서만 각각의 도체층을 접속하는 코어레스 배선기판이라도 좋다. 이와 같이 하면, 비교적 두꺼운 코어기판을 생략함으로써 배선의 배선길이가 짧아지기 때문에, 고주파 신호의 전송 로스가 저감되고, 반도체집적회로소자를 고속으로 동작시키는 것이 가능하게 된다.

적층공정 후의 제거공정에서는, 배선 적층부보다도 외측에 위치하는 주위부를 적층구조체로부터 지지기판 본체마다 제거한다. 계속되는 분리공정에서는, 배선 적층부와 지지기판 본체를 하지측 금속층과 표층측 금속층의 계면에서 분리한다. 이 시점에서 소망의 다층배선기판을 얻을 수 있다.

도 1은 본 실시형태에 있어서의 반도체패키지의 개략 구성을 나타내는 개략 단면도.
도 2는 다층배선기판의 제조방법을 나타내는 설명도.
도 3은 다층배선기판의 제조방법을 나타내는 설명도.
도 4는 다층배선기판의 제조방법을 나타내는 설명도.
도 5는 다층배선기판의 제조방법을 나타내는 설명도.
도 6은 다층배선기판의 제조방법을 나타내는 설명도.
도 7은 다층배선기판의 제조방법을 나타내는 설명도.
도 8은 다층배선기판의 제조방법을 나타내는 설명도.
도 9는 다른 실시형태에 있어서의 다층배선기판의 제조방법을 나타내는 설명도.
도 10은 종래 기술에 있어서의 다층배선기판의 제조방법을 나타내는 설명도.
도 11은 종래 기술에 있어서의 다층배선기판의 제조방법을 나타내는 설명도.

이하, 본 발명을 구체화한 일실시형태를 도면에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 1에 나타내어지는 바와 같이, 본 실시형태의 반도체패키지(10)는 다층배선기판(11)과, 반도체집적회로소자인 IC칩(21)으로 이루어지는 BGA{볼 그리드 어레이(ball grid array)}이다. 또한, 반도체패키지(10)의 형태는, BGA에만 한정되지 않고, 예를 들면 PGA{핀 그리드 어레이(pin grid array)}나 LGA{랜드 그리드 어레이(land grid array)} 등이라도 좋다. IC칩(21)은 세로 15.O㎜×가로 15.O㎜×두께 O.8㎜의 직사각형 평판 형상이며, 열팽창 계수가 4.2ppm/℃의 실리콘으로 이루어진다.

한편, 다층배선기판(11)은 코어기판을 가지지 않고, 에폭시 수지로 이루어지는 4층의 수지 절연층(43, 44, 45, 46)과 구리로 이루어지는 도체층(51)을 교호로 적층하여 다층화한 배선 적층부(40)를 가지고 있다. 본 실시형태의 배선 적층부 (40)는 세로 50.O㎜×가로 50.O㎜×두께 O.4㎜의 평면에서 보는 것이 대략 직사각형 형상이다. 본 실시형태에 있어서, 수지 절연층(43∼46)의 열팽창 계수는, 10∼60ppm/℃ 정도(구체적으로는 20ppm/℃ 정도)로 되어 있다. 또한, 수지 절연층(43∼46)의 열팽창 계수는 3O℃∼ 유리전이온도(Tg) 사이의 측정값의 평균값을 말한다.

도 1에 나타내어지는 바와 같이, 배선 적층부(40)의 주면(41) 위(제 4 층의 수지 절연층(46)의 표면 위)에는, 단자 패드(52)가 어레이 형상으로 배치되어 있다. 또한, 단자 패드(52)의 표면 위에는, 복수의 땜납 범프(54)가 배치 설치되어 있다. 각 땜납 범프(54)에는, IC칩(21)의 단자(22)가 면(面) 접속되어 있다. 즉, IC칩(21)은 배선 적층부(40)의 주면(41)측에 탑재되어 있다. 또한, 각 단자 패드 (52) 및 각 땜납 범프(54)가 형성되어 있는 영역은 IC칩(21)을 탑재 가능한 IC칩 탑재영역(23)이다.

한편, 배선 적층부(40)의 이면(42) 위(제 1 층의 수지 절연층(43)의 하면 위)에는 BGA용 패드(53)가 어레이 형상으로 배치 설치되어 있다. 또, 수지 절연층 (43)의 하면은 솔더 레지스트(47)에 의해서 거의 전체적으로 덮여져 있다. 솔더 레지스트(47)의 소정 개소에는 BGA용 패드(53)를 노출시키는 개구부(48)가 형성되어 있다. 각 BGA용 패드(53)의 표면 위에는 마더보드 접속용의 복수의 땜납 범프(55)가 배치 설치되어 있으며, 각 땜납 범프(55)에 의해, 배선 적층부(40)는 도시하지 않는 마더보드 위에 실장된다.

도 1에 나타내어지는 바와 같이, 각 수지 절연층(43∼46)에는 각각 비아 구멍(56) 및 비아 도체(57)가 설치되어 있다. 각 비아구멍(56)은 원뿔대 형상을 이루고, 각 수지 절연층(43∼46)에 대해서 YAG레이저 또는 탄산가스레이저를 이용한 펀칭가공을 시행하는 것에 의해 형성된다. 각 비아 도체(57)는 수지 절연층(43∼46) 의 각 층에 있어서 동일 방향(도 1에서는 하측 방향)으로 확경된 형상을 가지며, 각 도체층(51), 단자 패드(52) 및 BGA용 패드(53)를 상호 전기적으로 접속하고 있다.

다음에, 다층배선기판(11)의 제조방법에 대해서 설명한다.

우선, 충분한 강도를 가지는 지지기판(유리 에폭시 기판 등)을 준비하고, 그 지지기판 위에, 수지 절연층(43∼46) 및 도체층(51)을 빌드업하여 배선 적층부(40)를 형성한다.

상술(詳述)하면, 우선, 기재(74)의 양면에 프리프레그(75)를 첩부함으로써, 기재(74) 및 프리프레그(75)로 이루어지는 지지기판 본체(71)를 얻는다(도 2 참조). 또한, 프리프레그(75)는 유리섬유(glass cloth)에 필러를 함유하지 않는 수지(본 실시형태에서는 열경화성 수지인 에폭시 수지)를 함침시킴으로써 형성되어 있다. 또, 지지기판 본체(71)는 기판 주면(72)과 기판 주면(72)의 반대측에 위치하는 기판 이면(73)을 가지고 있다.

그리고 적층금속시트 설치공정을 실시하고, 지지기판 본체(71)에 대해서 적층금속시트체(81)를 설치한다(도 2 참조). 또한, 적층금속시트체(81)는 하지측 구리박(82, 하지측 금속층)과 표층측 구리박(83, 표층측 금속층)을 박리 가능한 상태에서 밀착시켜 이루어지고, 하지측 구리박(82)의 이면{프리프레그(75)에 접촉하는 면} 전체에는 접착층이 설치되어 있다. 또, 하지측 구리박(82)의 두께는 3㎛로 설정되고, 표층측 구리박(83)의 두께는 18㎛로 설정되어 있기 때문에, 표층측 구리박 (83)의 두께는 하지측 구리박(82)의 두께보다도 크게 되어 있다.

계속되는 외주 금속층 제거공정에서는, 표층측 구리박(83)의 외주부를 기계적으로 제거함으로써, 하지측 구리박(82)의 외주부 및 표층측 구리박(83)을 표면으로 노출시킨다(도 3, 도 4 참조). 구체적으로는, 표층측 구리박(83)의 외주부를 커터나이프를 이용하여 절단함과 동시에, 하지측 구리박(82)에 있어서 표층측 구리박 (83)의 외주 가장자리(84)의 바로 아래가 되는 개소에 하지측 구리박(82)의 표면 (85)에 있어서 개구되는 노치부(86)를 형성한다(도 4 참조). 이에 수반하여 표층측 구리박(83)의 외주 가장자리부(87)가 하지측 구리박(82)측으로 구부러지는 동시에, 하지측 구리박(82)과 표층측 구리박(83)의 계면이 노치부(86) 내로 밀어 넣어지게 된다. 또한, 본 실시형태의 노치부(86)는 하지측 구리박(82)을 분단하지 않는 정도의 깊이(2㎛)로 형성되기 때문에, 지지기판 본체(71)에 도달하는 일은 없다. 그 후, 표층측 구리박(83)의 외주부를 제거하면, 하지측 구리박(82)의 외주부 및 표층측 구리박(83)이 표면으로 노출되게 된다. 이 시점에서 하지측 구리박(82)의 외형 치수는 표층측 구리박(83)의 외형 치수보다도 커진다.

계속되는 적층공정에서는, 양 적층금속시트체(81)의 위에 시트 형상의 절연수지기재를 적층하고, 진공압착열프레스기(도시생략)를 이용하여 진공하에서 가압 가열한 후, 경화시킴으로써, 하지측 구리박(82)의 외주부 및 표층측 구리박(83)을 피복하는 제 4 층의 수지 절연층(46)을 형성한다(도 5 참조). 그리고 레이저가공을 시행함으로써, 수지 절연층(46)의 소정의 위치에 비아 구멍(56)을 형성하고, 다음에 각 비아 구멍(56) 내의 스미어(smear)를 제거하는 디스미어(desmear)처리를 실시한다.

다음에, 종래 공지의 수법에 따라서 무전해구리도금 및 전해구리도금을 실시하는 것에 의해, 각 비아 구멍(56) 내에 비아 도체(57)를 형성한다. 또한, 종래 공지의 수법(예를 들면 세미 애디티브법)에 의해서 에칭을 실시하는 것에 의해, 수지 절연층(46) 위에 도체층(51)을 패턴 형성한다.

또, 제 1 층∼제 3 층의 수지 절연층(43∼45) 및 도체층(51)에 대해서도, 상술한 제 4 층의 수지 절연층(46) 및 도체층(51)과 마찬가지의 수법에 의해서 형성하고, 수지 절연층(46) 위에 적층하여 간다, 그리고 BGA용 패드(53)가 형성된 수지 절연층(43) 위에 감광성 에폭시 수지를 도포하여 경화시킴으로써, 솔더 레지스트 (47)를 형성한다. 다음에, 소정의 마스크를 배치한 상태에서 노광 및 현상을 실시하고, 솔더 레지스트(47)에 개구부(48)를 패터닝한다. 이상의 제조공정에 의해서, 지지기판(70)의 양측에 각각 적층금속시트체(81), 수지 절연층(43∼46) 및 도체층 (51)을 적층한 적층구조체(90)가 형성된다(도 6 참조). 또한, 도 6에 나타내어지는 바와 같이, 적층구조체(90)에 있어서 적층금속시트체(81) 위{구체적으로는 표층측 구리박(83) 위}에 위치하는 영역이 배선 적층부(40)가 된다.

적층공정 후의 제거공정에서는 상기 적층구조체(90)를 다이싱장치(도시생략)에 의해 절단하고, 배선 적층부(40)보다도 외측에 위치하는 주위부(91)를, 적층구조체(90)로부터 지지기판 본체(71)마다 제거한다. 이때, 배선 적층부(40)와 주위부 (91)의 경계 부분(도 6의 일점쇄선 참조)에 있어서, 배선 적층부(40)를 지지기판 (70)마다 절단한다(도 7 참조). 상기 절단에 의해서, 수지 절연층(46)으로 밀봉되어 있던 표층측 구리박(83)의 외측 가장자리부가 노출된 상태가 된다.

계속되는 분리공정에서는 적층구조체(90)를 배선 적층부(40)와 지지기판(70)으로 분리하고, 하지측 구리박(82) 및 표층측 구리박(83)을 노출시킨다. 구체적으로 말하면, 적층금속시트체(81)를 하지측 구리박(82)과 표층측 구리박(83)의 계면에서 박리하고, 배선 적층부(40)를 지지기판(70)으로부터 분리한다(도 8 참조).

다음에, 제 4 층의 수지 절연층(46) 위에 단자 패드(52)를 형성한다. 구체적으로는 배선 적층부[(40){수지 절연층(46)}]의 주면(41) 위에 있는 표층측 구리박 (83)에 대해서 에칭에 의한 패터닝을 실시함으로써, 수지 절연층(46)에 있어서의 주면(41) 위의 영역에 단자 패드(52)를 형성한다.

또한, 최표층(最表層)의 수지 절연층(46) 위에 형성된 복수의 단자 패드(52) 위에, 1C칩(21) 접속용의 땜납 범프(54)를 형성한다. 구체적으로는, 도시하지 않는 땜납볼 탑재장치를 이용하여 각 단자 패드(52) 위에 땜납 볼을 배치한 후, 땜납 볼을 소정의 온도로 가열하여 리플로우(reflow)함으로써, 각 단자 패드(52) 위에 땜납 범프(54)를 형성한다. 마찬가지로, 수지 절연층(43) 위에 형성된 복수의 BGA용 패드(53) 위에 땜납 범프(55)를 형성한다.

그 후, 배선 적층부(40)의 1C칩 탑재영역(23)에 1C칩(21)을 얹어 놓는다. 이때, 1C칩(21)측의 단자(22)와 배선 적층부(40)측의 땜납 범프(54)를 위치 맞춤하도록 한다. 그리고 가열하여 각 땜납 범프(54)를 리플로우함으로써, 단자(22)와 땜납 범프(54)가 접합되고, 배선 적층부(40)에 1C칩(21)이 탑재된다.

따라서, 본 실시형태에 따르면 이하의 효과를 얻을 수 있다.

(1) 본 실시형태의 다층배선기판(11)의 제조방법에 따르면, 외주 금속층 제거공정에 있어서 표층측 구리박(83)의 외주부를 기계적으로 제거함으로써, 하지측 구리박(82)의 외형 치수가 표층측 구리박(83)의 외형 치수보다도 큰 적층금속시트체(81)를 형성하고 있다. 즉, 표층측 구리박(83)의 외주부를 예를 들면 에칭 등에 의해서 제거하지 않아도, 적층금속시트체(81)가 얻어지기 때문에, 하지측 구리박 (82)과 표층측 구리박(83)의 계면에 에칭액이 침입되는 등의 문제 자체가 발생되지 않게 된다. 그러므로 불량품 발생률이 낮게 억제되기 때문에, 제조되는 다층배선기판(11)의 제조 수율이 높아진다.

또, 외주 금속층 제거공정에서는 기계적인 가공을 실시하기 때문에, 표층측 구리박(83)을 절단하는 공정과 절단한 표층측 구리박(83)의 외주부를 제거하는 공정으로 이루어지는 외주 금속층 제거공정만을 실시하는 것만으로, 적층금속시트체 (81)를 형성할 수 있다. 그 결과, 에칭을 실시하여 적층금속시트체를 형성하는 경우보다도 공정수가 줄어들기 때문에, 다층배선기판(11)의 제조비용를 저감할 수 있음과 아울러, 다층배선기판(11)의 제조효율이 향상된다.

(2) 본 실시형태의 외주 금속층 제거공정에서는, 표층측 구리박(83)의 외주부를 절단함과 동시에, 하지측 구리박(82)에 있어서 표층측 구리박(83)의 외주 가장자리(84)의 바로 아래가 되는 개소에 노치부(86)를 형성하고, 표층측 구리박(83)의 외주 가장자리부(87)를 하지측 구리박(82)측으로 구부리도록 하고 있다. 그 결과, 하지측 구리박(82)과 표층측 구리박(83)의 계면이 노치부(86) 내로 밀어 넣어지기 때문에, 하지측 구리박(82)으로부터의 표층측 구리박(83)의 박리를 확실하게 방지할 수 있다. 그러므로 불량품 발생률이 더욱 낮게 억제되기 때문에, 제조되는 다층배선기판(11)의 제조 수율이 더한층 높아진다.

(3) 본 실시형태에서는 하측의 구리박{하지측 구리박(82)}이 상측의 구리박{표층측 구리박(83)}보다도 외경이 크고, 상측의 구리박이 하측의 구리박의 외주부로부터 밀려나오지 않도록 지지기판(70) 위에 배치되어 있다. 이 경우, 절연수지기재를 상측에서 꽉 눌러도, 상측의 구리박의 평탄도를 충분히 확보할 수 있다. 따라서, 배선 적층부(40)의 표면으로 노출되는 표층측 구리박(83)을 패터닝함으로써, 평탄도가 높은 단자 패드(52)를 형성할 수 있고, 단자 패드(52)의 접속 신뢰성을 충분히 확보할 수 있다.

(4) 본 실시형태에서는 배선 적층부(40)와 지지기판(70)을 분리하기 위해 이용한 표층측 구리박(83)을 패터닝함으로써, 단자 패드(52)가 형성되어 있다. 이와 같이 하면, 단자 패드(52)를 다른 구리박 또는 구리도금에 의해서 형성하는 경우와 비교하여 다층배선기판(11)의 제조비용을 억제할 수 있다.

또한, 본 실시형태를 이하와 같이 변경해도 좋다.

상기 실시형태의 외주 금속층 제거공정에서는, 표층측 구리박(83)의 외주부를 커터나이프를 이용하여 절단함으로써 노치부(86)를 형성하고 있었지만, 노치부의 형성방법은 이것에 한정되는 것은 아니고, 다른 방법을 이용하여 노치부를 형성해도 좋다. 예를 들면, 표층측 구리박(183)의 외주부를 레이저를 이용하여 절단함으로써, 노치부{(186)(도 9 참조)}를 형성해도 좋다. 또한, 노치부(186)를 지지기판 본체(171)에 도달하는 정도의 깊이로 형성하면, 표층측 구리박(183)의 외주 가장자리(184)와 하지측 구리박(182)의 외주 가장자리(185)가 레이저의 열로 연결되게 된다(도 9의 영역 A1참조). 그 결과, 하지측 구리박(182)으로부터의 표층측 구리박(183)의 박리가 확실하게 방지되기 때문에, 불량품 발생률이 더욱 낮게 억제되고, 제조되는 다층배선기판(11)의 제조 수율이 더한층 높아진다.

상기 실시형태의 외주 금속층 제거공정에서는, 노치부(86)를 하지측 구리박 (82)을 분단하지 않는 정도의 깊이로 형성하고 있었지만, 지지기판 본체(71)에 도달하는 정도의 깊이로 형성해도 좋다. 이와 같이 했을 경우, 표층측 구리박(83)의 외주부를 커터나이프를 이용하여 절단한다고 하면, 하지측 구리박(82)과 표층측 구리박(83)의 계면이 노치부(86) 내로 더욱 깊게 밀어 넣어지기 때문에, 하지측 구리박(82)으로부터의 표층측 구리박(83)의 박리를 더욱 확실하게 방지할 수 있다.

상기 실시형태에서는, 지지기판(70)의 양측에 배선 적층부(40)를 형성했지만, 지지기판(7O)의 편측에만 배선 적층부(40)를 형성해도 좋다.

상기 실시형태에서는, 표층측 구리박(83)을 패터닝함으로써 단자 패드(52)를 형성하고 있었지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 적층공정에 있어서, 표층측 구리박(83) 위에 단자 패드(52)를 미리 패턴 형성하여 둔다. 그리고 분리공정 후, 배선 적층부(40)의 주면(41)으로 노출되는 표층측 구리박(83)을 에칭에 의해서 완전히 제거한다. 이와 같이 해도, 코어기판을 가지지 않는 다층배선기판을 제조할 수 있다.

상기 실시형태에서는 도체층(51), 단자 패드(52) 및 BGA용 패드(53)는 주면 (41)측에서 이면(42)측으로 향함에 따라서 확경된 비아 도체(57)에 의해 서로 접속되어 있었지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 비아 도체는 동일 방향으로 확경된 형상이면 좋고, 이면(42)측에서 주면(41)측으로 향함에 따라서 확경된 비아 도체에 의해 도체층(51), 단자 패드(52) 및 BGA용 패드(53)를 서로 접속해도 좋다.

상기 실시형태의 적층금속시트체(81)는 하지측 구리박(82)의 외형 치수가 표층측 구리박(83)의 외형 치수보다도 크게 설정되어 있었다. 그러나 하지측 구리박 (82)의 외형 치수와 표층측 구리박(83)의 외형 치수가 서로 동일한 적층금속시트체로 변경해도 좋다.

다음에, 상기한 실시형태에 의해서 파악되는 기술적 사상을 이하에 열거한다.

(1) 상기 수단 1에 있어서, 상기 하지측 금속층에 있어서 상기 표층측 금속층의 외주 가장자리의 바로 아래가 되는 개소에 상기 하지측 금속층의 표면에 있어서 개구되는 노치부가 형성되고, 상기 노치부의 깊이는 상기 지지기판 본체에 도달하는 정도로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 다층배선기판 제조용의 지지기판.

(2) 복수의 수지 절연층과 복수의 도체층을 교호로 적층하여 다층화한 구조를 가지는 다층배선기판의 제조에 이용되는 지지기판으로서, 기판 주면을 가지는 지지기판 본체와, 상기 기판 주면에 배치되고, 하지측 금속층과 표층측 금속층을 박리 가능한 상태에서 밀착시켜 이루어지는 적층금속시트체를 구비하며, 상기 하지측 금속층에 있어서 상기 표층측 금속층의 외주 가장자리의 바로 아래가 되는 개소에 상기 하지측 금속층의 표면에 있어서 개구되는 노치부가 형성되는 것을 특징으로 하는 다층배선기판 제조용의 지지기판.

11 - 다층배선기판 40: 배선 적층부
43, 44, 45, 46: 수지 절연층 51: 도체층
57: 비아 도체 70: 지지기판
71, 171: 지지기판 본체 72: 기판 주면
73: 기판 이면 81: 적층금속시트체
82, 182: 하지측 금속층으로서의 하지측 구리박
83, 183: 표층측 금속층으로서의 표층측 구리박
84, 184: 표층측 금속층의 외주 가장자리
85: 하지측 금속층의 표면 86, 186: 노치부
87: 표층측 금속층의 외주 가장자리부 90: 적층구조체
91: 주위부

Claims

복수의 수지 절연층과 복수의 도체층을 교호로 적층하여 다층화한 구조를 가지는 다층배선기판의 제조에 이용되는 지지기판으로서,
기판 주면을 가지는 지지기판 본체와,
상기 기판 주면에 배치되고, 하지측 금속층과 표층측 금속층을 박리 가능한 상태에서 밀착시켜 이루어지는 적층금속시트체를 구비하며,
상기 하지측 금속층의 외형 치수가 상기 표층측 금속층의 외형 치수보다도 크게 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 다층배선기판 제조용의 지지기판.
청구항 1에 있어서,
상기 하지측 금속층에 있어서 상기 표층측 금속층의 외주 가장자리의 바로 아래가 되는 개소에 상기 하지측 금속층의 표면에 있어서 개구되는 노치부가 형성되고,
상기 표층측 금속층의 외주 가장자리부가 상기 하지측 금속층측으로 구부려져 있는 것을 특징으로 하는 다층배선기판 제조용의 지지기판.
청구항 1에 있어서,
상기 지지기판 본체는 상기 기판 주면과, 상기 기판 주면의 반대측에 위치하는 기판 이면을 가지며,
상기 적층금속시트체는 상기 기판 주면 및 상기 기판 이면에 각각 배치되는 것을 특징으로 하는 다층배선기판 제조용의 지지기판.
청구항 2에 있어서,
상기 노치부는 상기 하지측 금속층을 분단하고 있지 않은 것을 특징으로 하는 다층배선기판 제조용의 지지기판.
청구항 1에 있어서,
상기 표층측 금속층의 두께는 상기 하지측 금속층의 두께보다도 큰 것을 특징으로 하는 다층배선기판 제조용의 지지기판.
청구항 2에 있어서,
상기 표층측 금속층의 두께는 상기 하지측 금속층의 두께보다도 큰 것을 특징으로 하는 다층배선기판 제조용의 지지기판.
청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 기재된 다층배선기판 제조용의 지지기판을 이용하여 다층배선기판을 제조하는 방법으로서,
상기 기판 주면에 상기 적층금속시트체를 설치하는 적층금속시트 설치공정과,
상기 표층측 금속층의 외주부를 기계적으로 제거함으로써 상기 하지측 금속층의 외주부 및 상기 표층측 금속층을 표면으로 노출시키는 외주 금속층 제거공정과,
상기 복수의 수지 절연층 및 상기 복수의 도체층을 적층하여 상기 다층배선기판이 되어야 할 배선 적층부를 상기 하지측 금속층의 외주부 위 및 상기 표층측 금속층 위에 가지는 적층구조체를 얻는 적층공정과,
상기 적층공정 후, 상기 배선 적층부보다도 외측에 위치하는 주위부를 상기 적층구조체로부터 상기 지지기판 본체마다 제거하는 제거공정과,
상기 배선 적층부와 상기 지지기판 본체를 상기 하지측 금속층과 상기 표층측 금속층의 계면에서 분리하는 분리공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 다층배선기판의 제조방법.
청구항 7에 있어서,
상기 외주 금속층 제거공정에서는 상기 표층측 금속층의 외주부를 절단함과 동시에, 상기 하지측 금속층에 있어서 상기 표층측 금속층의 외주 가장자리의 바로 아래가 되는 개소에 상기 하지측 금속층의 표면에 있어서 개구되는 노치부를 형성하고, 상기 표층측 금속층의 외주 가장자리부를 상기 하지측 금속층측으로 구부리는 것을 특징으로 하는 다층배선기판의 제조방법.
청구항 8에 있어서,
상기 외주 금속층 제거공정에서는 상기 노치부를 상기 지지기판 본체에 도달하는 정도의 깊이로 형성하는 것을 특징으로 하는 다층배선기판의 제조방법.
청구항 8에 있어서,
상기 외주 금속층 제거공정에서는 상기 노치부를 상기 하지측 금속층을 분단하지 않는 정도의 깊이로 형성하는 것을 특징으로 하는 다층배선기판의 제조방법.
청구항 7에 있어서,
상기 다층배선기판은 코어기판을 가지지 않고, 상기 복수의 수지 절연층에 형성된 비아 도체는 상기 수지 절연층의 각 층에 있어서 동일 방향으로 확경되어 있는 것을 특징으로 하는 다층배선기판의 제조방법.