TWI405523B - 積層體、基板之製造方法、基板以及半導體裝置 - Google Patents

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TWI405523B
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Junpei Morimoto
Kenichi Kaneda
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Sumitomo Bakelite Co
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Description

積層體、基板之製造方法、基板以及半導體裝置
本發明是有關積層體、基板之製造方法、基板以及半導體裝置。
隨著電子機器的小型化、高速化，推進了多層印刷電路板的高密度實裝‧高密度配線化，進而要求圖案的細線化或穿通孔(through hole)的小徑化。為了能對應於這些要求，使用積疊(build up)方式的多層印刷電路板。
作為此積疊方式之多層印刷電路板之芯部的內層板，大多是使用玻璃纖維基材的硬質(rigid)雙面板或多層板，絕緣樹脂層的積疊是以塗布樹脂的方式、重疊薄膜狀樹脂的方式、附有樹脂的銅箔方式等積層重疊而形成。
此時，在已積疊的絕緣樹脂層中一般並未內藏纖維基材。然而，這種結構的積疊方式之多層印刷電路板，也判明具有下述的缺點。無內藏纖維基材的積疊層容易發生樹脂碎裂。並且，在熱衝擊時容易因樹脂的熱收縮而發生樹脂碎裂。
於是，才有內藏纖維基材的積疊層之探討。然而，在內藏纖維基材的積疊層中，當進行雷射鑽孔(laser via)加工時，會在基材表面或孔穴壁面發生污跡(smear)而造成電路缺陷。因此，為了改善內藏纖維基材的積疊層之雷射加工性，即有使用有機基材作為基材的方式之提案(例如，參照專利文獻1：日本特開平11-330707號公報)。
然而，在使用這種有機材料的方法中，可能有作為基材的剛性低而不易薄型化的情形。
為了改善這些問題，本發明人等成功開發出使用非常薄的玻璃纖維基材之積疊層，而可使雷射加工性之改善提高到某種程度。但是，即使是使用薄質玻璃纖維基材，也不能完全抑制污跡的發生。本發明的目的是：在將使用25μm以下的纖維基材之樹脂層予以雷射加工時，可充分抑制污跡的發生，且可使雷射加工性更為提高。
為了達成上述的目的，記載於下述(1)至(13)中的本發明是：(1)一種積層體，係具有內藏以纖維基材所構成之芯部之樹脂層、以及接合在前述樹脂層之至少單面之金屬層的積層體，其中，前述纖維基材的厚度在25μm以下，且前述金屬層具有對應於形成在前述樹脂層之導通孔的開口部。
(2)如上述(1)的積層體，其中，前述纖維基材係玻璃纖維基材。
(3)如上述(1)的積層體，其中，構成前述金屬層的金屬係銅及銅系合金的至少一種。
(4)如上述(1)的積層體，其中，前述樹脂層係由含有氰酸酯樹脂的樹脂組成物所構成。
(5)如上述(1)的積層體，其中，相對於前述樹脂層的厚度方向，前述纖維基材是偏向存在者。
(6)如上述(5)的積層體，其中，前述樹脂層具有形成在以前述纖維基材所構成之芯部(core)之一邊之面的第1樹脂層、以及形成在另一邊之面的第2樹脂層，前述第1樹脂層之厚度為5至15μm，前述第2樹脂層之厚度為15至50μm。
(7)如上述(6)的積層體，其中，構成前述第1樹脂層的第1樹脂組成物與構成前述第2樹脂層的第2樹脂組成物為不同者。
(8)一種基板的製造方法，其具有下述步驟：在上述(1)中的積層體照射雷射而於前述樹脂層形成導通孔的步驟、與形成前述導通孔後從前述積層體去除前述金屬層的步驟。
(9)如上述(8)之基板之製造方法，其中，前述導通孔的開口徑係在前述金屬層側為55至85μm，在前述金屬層之相反側為35至65μm。
(10)一種基板，其係藉由上述(8)之製造方法而獲得。
(11)一種基板，其係具備芯基板(core substrate)、形成在該芯基板之至少一邊之面之電路配線部、以及設置在該電路配線部上之樹脂層的基板，其中，前述樹脂層具有以纖維基材所構成的芯部、形成在該芯部之一邊之面的第1樹脂層、以及形成在該芯部之另一邊之面的第2樹脂層，前述纖維基材的厚度在25μm以下，且在前述第2樹脂層的一部份中埋設有前述電路配線部。
(12)如上述(11)中的基板，其中，在將前述第1樹脂層的厚度作為B2[μm]、前述第2樹脂層的厚度作為B1[μm]、前述電路配線部的厚度作為t1[μm]及其殘銅率作為S[%]、且將從前述電路配線部之前述第2樹脂層側之端面直至前述芯部為止的前述第2樹脂層的厚度作為t2[μm]時，B2<B1，且可滿足B1=t2+t1×(1-S/100)的關係。
(13)一種半導體裝置，其係由在上述(10)的基板搭載半導體元件而成。
以下說明有關本發明的積層體、基板的製造方法、基板及半導體裝置。
本發明的積層體係具有內藏以纖維基材所構成之芯部之樹脂層、以及接合在前述樹脂層之單面之金屬層的積層體，其中，前述纖維基材的厚度在25μm以下，前述金屬層具有對應於形成在前述樹脂層之導通孔的開口部。
另外，本發明的基板之製造方法之特徵係具有下述步驟；在上述的積層體上照射雷射而於前述樹脂層形成導通孔的步驟、與在形成前述導通孔後從前述積層體去除前述金屬層的步驟。
並且，本發明的基板之特徵是以上述的製造方法得之。此外，本發明的半導體裝置之特徵是在上述的基板上搭載半導體元件而形成。
(積層體)
首先說明積層體。
如第1圖所示，積層體10具有內藏以纖維基材所構成之芯部1的樹脂層2、與接合在樹脂層2之單面上的金屬層3。
樹脂層2係由形成在芯部1之一邊之面的第1樹脂層21與形成在另一邊之面的第2樹脂層22所構成。
金屬層3係以相接於第1樹脂層21之方式來接合。
並且，在金屬層3中，形成有對應於後來形成在樹脂層2之導通孔(via hole)的開口部31。
(芯部)
構成芯部1的纖維基材的厚度在25μm以下。因此，除了可提高雷射加工性之外，也可使樹脂層2變薄。
再者，以往要使用厚度在25μm以下的纖維基材作為樹脂層2的芯部1時，實有其困難。在本發明中，藉由應用後述的方法，即可使厚度25μm以下的纖維基材亦可內藏在樹脂層2的芯部1中，因此是可解決所衍生出之新課題者。
前述纖維基材，可舉例如以玻璃織布、玻璃不織布等玻璃纖維基材、聚醯胺樹脂纖維、芳香族聚醯胺樹脂纖維、全芳香族聚醯胺樹脂纖維等聚醯胺系樹脂纖維、聚酯樹脂纖維、芳香族聚酯樹脂纖維、全芳香族聚酯樹脂纖維等聚酯系樹脂纖維、聚醯亞胺樹脂纖維、氟樹脂纖維等作為主成分之織布或不織布所構成的合成纖維基材，或是以牛皮紙、棉絨(cotton linter)紙、棉絨與牛皮紙漿之混抄紙作為 主成分的紙基材等。在這些基材之中也以玻璃纖維基材為佳。因此，即可使樹脂層2的剛性優異、且可使樹脂層2變薄。並且，也可使樹脂層2的熱膨脹係數變小，進而使利用樹脂層2製作成的基板減少翹曲的發生。
構成這種玻璃纖維基材的玻璃，可舉例如E玻璃、C玻璃、A玻璃、S玻璃、D玻璃、NE玻璃、T玻璃、H玻璃等。其中以T玻璃為佳。藉此，可使玻璃纖維基材的熱膨脹係數變小，進而使樹脂層2的熱膨脹係數變小。
前述纖維基材的厚度是在25μm以下，但以3至20μm為更佳，而以10至18μm為尤佳。厚度在前述範圍內時，可使樹脂層2的剛性與雷射加工性之間保持優異的平衡。
雖然並未特別限定芯部1的位置，但較佳係相對於樹脂層2的厚度方向為偏向存在者(不在中間位置而偏靠一邊之意)。由此，即可配合電路圖案而調整樹脂量。並且，也可藉由調整最適樹脂量而使厚度變薄。
在此，依據第2圖來說明芯部1係相對於樹脂層2的厚度方向為偏向存在之狀態。第2圖(a)、(b)係表示芯部1相對於樹脂層2為偏向存在之狀態之截面示意圖。如第2圖(a)、(b)所示，即表示相對於樹脂層2的厚度方向之中心線A-A，是以使芯部1的中心偏離該中心線之方式來配置。在第2圖(a)中，芯部1的下方(第2圖中之下方)之面係與樹脂層2的下方(第2圖中之下方)之面幾乎成為一致。在第2圖(b)中，芯部1是配置在中心線A-A與樹脂 層2的下方(第2圖中之下方)的面之間。尚且，芯部1也可與中心線A-A有一部份重疊。例如，若使纖維基材偏向存在於樹脂層2的上方，即能以令設置在樹脂層2下方之金屬層所受到之衝擊減少的強度來加工，而可提高雷射加工性。
(樹脂層)
芯部1係內藏在樹脂層2中。此樹脂層2係以含有熱硬化性樹脂的樹脂組成物所構成者為佳。藉此，即可使耐熱性提高。
前述熱硬化性樹脂，可舉例如：酚酚醛(phenol novolac)樹脂、甲酚酚醛樹脂、雙酚A酚醛樹脂等酚醛型酚樹脂；未改質的甲階酚醛(resol)酚樹脂、或經桐油、亞麻仁油、核桃油等所改質的油改質甲階酚醛酚樹脂等甲階酚醛型酚樹脂等酚樹脂；雙酚A環氧樹脂、雙酚F環氧樹脂等雙酚型環氧樹脂；酚醛環氧樹脂、甲酚酚醛環氧樹脂等酚醛型環氧樹脂、聯苯型環氧樹脂等環氧樹脂；尿素樹脂、三聚氰胺樹脂等具有三環之樹脂；不飽和聚酯樹脂、雙順丁烯二醯亞胺樹脂、聚胺基甲酸乙酯(polyurethane)樹脂、苯二甲酸二烯丙酯樹脂、聚矽氧樹脂、具有苯并 環的樹脂、氰酸酯樹脂等。
在此等之中，尤其以氰酸酯樹脂(包括氰酸酯樹脂的預聚物)為佳。藉此，即可使樹脂層2的熱膨脹係數變小。並且，也可使樹脂層2的電特性(低介電係數、低介電損耗正切(dielectric loss tangent))等變得優異。
前述氰酸酯樹脂，可藉由例如使鹵化氰化合物與酚類反應且有必要時以加熱等方法預聚合物化而獲得。具體上，可舉例如酚醛型氰酸酯樹脂、雙酚A型氰酸酯樹脂、雙酚E型氰酸酯樹脂、四甲基雙酚F型氰酸酯樹脂等雙酚型氰酸酯樹脂等。在這些樹脂之中，也以酚醛型氰酸酯樹脂為佳。藉此，即可因增加交聯密度而提高耐熱性，並可提高樹脂組成物等的難燃性。此係由於酚醛型氰酸酯樹脂是在硬反應後形成三環。並且，推測可能是因為酚醛型氰酸酯樹脂之結構上的苯環比例較高而容易碳化之故。更進一步，即使是將樹脂層2薄膜化(厚度35μm以下)後，也可賦予樹脂層2優異的剛性。尤其因加熱時的剛性優異，故也可使半導體元件實裝時的信賴度特別優異。
前述酚醛型氰酸酯樹脂，可使用例如以式(Ⅰ)表示者。
以前述式(Ⅰ)表示的酚醛型氰酸酯樹脂之平均重複單位n，雖然並無特別的限定，但以1至10為佳，而以2至7為尤佳。當平均重複單位n未達前述下限值時，則會因酚醛型氰酸酯樹脂變得容易結晶化，且對於汎用溶劑的溶解性為較降低，而有變得難以處理的情形。並且，當平均重複單位n超過前述上限值時，則會因熔融黏度變得過 高，而可能降低樹脂層2的成形性。
雖然前述氰酸酯樹脂的重量平均分子量並無特別限定，但以重量平均分子量在500至4,500為佳，而以600至3,000為尤佳。當重量平均分子量未達前述下限值時，則在製作樹脂層2時會產生黏性，而可能使樹脂層2彼此相互接觸時會相互附著，或可能產生樹脂的轉印。並且，當重量平均分子量超過前述上限值時，則使反應過快，而在作為基板(尤其是電路基板)時，有成形不良或層間剝離強度降低的情形。
前述氰酸酯樹脂等的重量平均分子量，例如可以GPC來測定。
GPC測定可使用例如下述的條件進行：裝置為東曹製HLC-8200GPC，管柱為TSK=GEL聚苯乙烯，溶劑為THF(四氫呋喃)。
前述熱硬化性樹脂之含量，雖然並無特別的限定，但以前述全樹脂組成物的5至50重量%為佳，並以20至40重量%為尤佳。當含量未達前述下限值時，可能有難以形成樹脂層2的情形，當超過前述上限值時，則可能有降低樹脂層2的強度之情形。
同時，前述樹脂組成物以含有無機填充材者為佳。藉此，即使將樹脂層2予以薄膜化(厚度35μm以下)後，也可使強度優異。並且，也可提高樹脂層2的低熱膨脹化。
前述無機填充材，可舉例如滑石、氧化鋁、玻璃、氧化矽、雲母、氫氧化鋁、氫氧化鎂等。在這些材料之中， 是以氧化矽較佳，尤以熔融氧化矽(尤其是球狀熔融氧化矽)有優異的低熱膨脹性而佳。雖然其形狀有破碎狀、球狀，但為了確保對纖維基材的含浸性以降低樹脂組成物的熔融黏度，則使用球狀氧化矽等，可採用符合其目的之使用方法。
雖然前述無機填充材的平均粒徑並無特別限定，但以0.01至5.0μm為佳，並以0.2至2.0μm為尤佳。當無機填充材的粒徑未達前述下限值時，則因清漆(varnish)的黏度變高，而可能影響到製作樹脂層2時的作業性。再者，當超過前述上限值時，有可能在清漆中引起無機填充材的沉降等現象。
上述之平均粒徑可應用例如粒度分布計(HORIBA製，LA-500)來測定。
更以平均粒徑為5.0μm以下的球狀氧化矽(尤其是球狀熔融氧化矽)為佳，尤其是平均粒徑為0.01至2.0μm的球狀熔融氧化矽更佳。藉此，可使無機填充材的充填性提高。
雖然前述無機填充材的含量並無特別限定，但以全樹脂組成物的20至70重量%為宜，並以30至50重量%時尤佳。當含量在前述範圍內時，特別可使樹脂層2變成低熱膨脹、低吸水者。
在使用氰酸酯樹脂(尤其是酚醛型氰酸酯樹脂)作為前述熱硬化性樹脂時，宜使用環氧樹脂(實質上不含鹵素原子)。前述環氧樹脂，可舉例如酚酚醛型環氧樹脂、雙酚型 環氧樹脂、萘型環氧樹脂、芳基伸烷基型環氧樹脂等。在這些樹脂之中，也以芳基伸烷基型環氧樹脂為佳。藉此，可提高樹脂層2的吸濕焊接耐熱性及難燃性。
前述芳基伸烷基型環氧樹脂，是指在重複單位中具有一個以上芳基伸烷基的環氧樹脂。可舉例如二甲苯型環氧樹脂、聯苯二伸甲基型環氧樹脂等。在這些樹脂之中，也以聯苯二伸甲基型環氧樹脂為佳。聯苯二伸甲基型環氧樹脂為例如可以式(Ⅱ)表示者。
雖然以前述式(Ⅱ)表示的聯苯二伸甲基型環氧樹脂之平均重複單位n並無特別限定，但以1至10為佳，而以2至5為尤佳。當平均重複單位n未滿前述下限值時，由於聯苯二伸甲基型環氧樹脂變得容易結晶化，而使其對於汎用溶劑的溶解性變得較為低落，而可能有變得難以處理的情形。並且，當平均重複單位n超過前述上限值時，因樹脂的流動性降低，而可能成為成形不良等的原因。
雖然前述環氧樹脂的含量並無特別限定，但以全樹脂組成物的1至55重量%為宜，並以5至40重量%為尤佳。
當含量未滿前述下限值時，可能有降低氰酸酯樹脂的反應性，或降低所得製品的耐濕性之情形；當超過前述上限值時，則可能有使耐熱性降低的情形。
雖然前述環氧樹脂的重量平均分子量並無特別限定， 但以重量平均分子量在500至20,000為佳，而800至15,000時尤佳。當重量平均分子量未達前述下限值時，可能有使樹脂層2產生黏性的情形，當重量平均分子量超過前述上限值時，在製作樹脂層2時，可能降低對基材的含浸性，而不能得到均勻的製品。
前述環氧樹脂之重量平均分子量，可使用例如GPC來測定。
可使用例如下述的條件進行GPC測定；裝置為東曹製HLC-8200GPC，管柱為TSK=GEL聚苯乙烯，溶劑為THF(四氫呋喃)。
在使用氰酸酯樹脂(尤其是酚醛型氰酸酯樹脂)作為前述熱硬化性樹脂時，宜使用酚樹脂。前述酚樹脂，可舉例如酚醛型酚樹脂、甲階酚醛型酚樹脂、芳基伸烷基型酚樹脂等。在這些樹脂之中，也以芳基伸烷基型酚樹脂為佳。藉此，可提高吸濕焊接耐熱性。
前述芳基伸烷型酚樹脂，可舉例如伸二甲苯型酚樹脂、聯苯二伸甲基型酚樹脂等。聯苯二伸甲基型酚樹脂係可以例如式(Ⅲ)表示者。
雖然以前述式(Ⅲ)表示的聯苯二伸甲基型環氧樹脂之重複單位n並無特別限定，但以1至12為佳，而以2至8 為尤佳。當平均重複單位n未滿前述下限值時，可能有使耐熱性降低的情形。並且，當平均重複單位n超過前述上限值時，可能有因與其他樹脂的相溶性降低，而使作業性降低的情形。
藉由前述氰酸酯樹脂(尤其是酚醛型氰酸酯樹脂)與芳基伸烷型酚樹脂的組合，再控制交聯密度後，即可提高金屬與樹脂之間的密著性。
雖然前述酚樹脂的含量並無特別限定，但以全樹脂組成物的1至55重量%為宜，並以5至40重量%為尤佳。當含量未滿前述下限值時，可能有耐熱性降低之情形；當超過前述上限值時，則可能有損害低熱膨脹的特性之情形。
雖然前述酚樹脂的重量平均分子量並無特別的限定，但以重量平均分子量在400至18,000為佳，而以500至15,000為尤佳。當重量平均分子量未達前述下限值時，可能有使樹脂層2產生黏性的情形，當重量平均分子量超過前述上限值時，在製作樹脂層2時，可能降低對纖維基材的含浸性，而不能得到均勻的製品。
前述酚樹脂的重量平均分子量可使用例如GPC來測定。
更進一步，在使用前述氰酸酯樹脂(尤其是酚醛型氰酸酯樹脂)、前述酚樹脂(芳基伸烷基型酚樹脂，尤其是聯苯二伸甲基型酚樹脂)與前述環氧樹脂(芳基伸烷基型環氧樹脂，尤其是聯苯二伸甲基型環氧樹脂)的組合而製作基板(尤其是電路基板)時，尤其可得到優異的尺寸安定性。
雖然並無特別的限定前述樹脂組成物中宜使用偶合劑。前述偶合劑因可提高前述熱硬化性樹脂及前述無機填充材的界面之濕潤性，而可使熱硬化性樹脂等及無機填充材均勻地固定在纖維基材上，可改善耐熱性，尤其是吸濕後的焊接耐熱性。
前述偶合劑可使用通常慣用者中的任何一種，但具體上以使用選自環氧矽烷偶合劑、陽離子矽烷偶合劑、胺基矽烷偶合劑、鈦酸鹽系偶合劑及聚矽氧油型偶合劑中的一種以上之偶合劑為佳。藉此，可提高與無機填充材的界面之間的濕潤性，進而使耐熱性更為提高。
由於前述偶合劑的添加量是依前述無機填充材的表面積而定，故無特別的限定，但以相對於無機填充材100重量份為0.05至3重量份為佳，而以0.1至2重量份為尤佳。當含量未達前述下限值時，因不能將無機填充材充分被覆，而有可能使提高耐熱性的效果降低，當超過前述上限值時，則會影響反應，而可能有使彎曲強度降低等的情形。
在前述樹脂組成物中，也可配合需要而使用硬化促進劑。前述硬化促進劑可使用已周知之物質。例如萘酸鋅、萘酸鈷、辛酸錫、辛酸鈷、雙(乙醯丙酮)鈷(Ⅱ)、三(乙醯丙酮)鈷(Ⅲ)等有機金屬鹽；三乙基胺、三丁基胺、二氮雜雙環[2,2,2]辛烷等三級胺類、2-苯基-4-甲基咪唑、2-乙基-4-乙基咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑、2-苯基-4-甲基-5-羥基咪唑、2-苯基-4,5-二羥基咪唑等咪唑類；酚、雙酚A、壬基酚等酚化合物；醋酸、苯甲酸、 水楊酸、對甲苯磺酸等有機酸等；或其之混合物。
雖然前述硬化促進劑的含量並無特別限定，但以前述全樹脂組成物的0.01至5重量%為宜，並以0.05至2重量%為尤佳。當含量未達前述下限值時，可能有顯現不出促進硬化的效果之情形，當超過前述上限值時，則有可能使樹脂層2的保存性降低。
前述樹脂組成物中，也可併用苯氧基樹脂、聚醯亞胺樹脂、聚醯胺醯亞胺樹脂、聚苯醚(polyphenylene oxide)樹脂、聚醚碸樹脂等熱可塑性樹脂。
並且，在前述樹脂組成物中，也可配合需要而添加顏料、抗氧化劑等上述成分以外的添加劑。
雖然樹脂層2並無特別限定，但以具有在芯部之一邊之面上形成的第1樹脂層21、與在另一邊之面上形成的第2樹脂層22者為佳，而構成第1樹脂層21的第1樹脂組成物與構成第2樹脂層22的第2樹脂組成物係可為相同者也可為相異者。
當第1樹脂組成物與第2樹脂組成物為不同時，也可賦予各樹脂層不同的機能。
並且，在第1樹脂組成物與第2樹脂組成物為相同時，則有優異的尺寸安定性及可減少基板的翹曲的性能。
雖然第1樹脂層21的厚度並無特別限定，但以5至15μm為宜，而以8至10μm為尤佳。同時，雖然也並未特別限定第2樹脂層22的厚度，但以15至50μm為宜，而以25至35μm為尤佳。尚且，這些樹脂層的厚度可配 合欲積層之對象的電路之殘銅率，而作適度的調整。
並且，一般樹脂層2是作為電路基板的積疊層使用，此時，係以如同要埋設對方的電路配線般的方式來使用。
第3圖中所示係將樹脂層2埋設在電路配線中的狀態。使第1樹脂層21的厚度為B2[μm]、第2樹脂層22的厚度為B1[μm]、對方的電路配線部4之厚度為t1[μm]及其殘銅率為S[%]、從電路配線部4之上端面(第3圖中上側)4a直至芯部1的厚度為t2[μm]時，則以B2<B1且可滿足B1=t2+t1×(1-S/100)的關係為佳。
此時，雖然t2的厚度並無特別限定，但以0至15μm為宜。並且，在因電路配線部4與芯部1之間的接觸，而使電路配線部4有絕緣性降低之虞時，則以t2在3至15μm為佳。另一方面，欲使樹脂層2的厚度變薄時，以t2在0至5μm為佳，並且為了能兼顧到絕緣性與薄度時，則以t2在3至5μm為佳。藉此，即可使樹脂層2的一邊之面上對電路配線部4有優異的埋設性，且可賦予高度的絕緣信賴性。
尚且，內藏芯部1的樹脂層2之製造方法，可舉例如以下的方法。
預先製造已在搭載薄膜(carrier film)上塗布第1樹脂組成物的搭載材料5a，與已在搭載薄膜上塗布第2樹脂組成物的搭載材料5b，將此搭載材料5a、5b積層在纖維基材11上後，藉由剝離搭載材料5a、5b的方法，使樹脂材料承載在厚度25μm以下的纖維基材11上後，即得到內 藏有以纖維基材11所構成的芯部1之樹脂層2。
在此，將預先製造搭載材料5a、5b並將此搭載材料5a、5b積層在纖維基材11上後再剝離搭載薄膜的方法，利用第4圖具體說明。第4圖係表示製造樹脂層2的步驟之一例的步驟圖。
首先，準備已塗布有第1樹脂組成物及第2樹脂組成物的搭載材料5a及5b。
接著，利用真空積層裝置6，於減壓下使搭載材料5a及5b從纖維基材的兩面重合，並以積層滾輪61予以接合。藉由在減壓下進行接合，即使在纖維基材11的內部或搭載材料5a、5b的樹脂層與纖維基材11之間的接合部位中存在有未填充之部份，也可將其視為減壓空隙或實質的真空空隙。所以，最後可使所得樹脂層2中減少空隙(void)的產生。此係由於減壓空隙或真空空隙可以後述的加熱處理來消除之故。這種可於減壓下使纖維基材11與搭載材料5a、5b接合的其他裝置，例如可使用真空箱(vacuum box)裝置等。
其次，在使纖維基材11與搭載材料5a、5b接合之後，可利用熱風乾燥裝置62，以塗布在搭載材料上的樹脂之熔融溫度以上的溫度加熱處理。藉此，可將前述減壓下的接合步驟中所產生的減壓空隙等幾乎全部消除。
前述加熱處理的其他方法，例如可使用紅外線加熱裝置、加熱滾輪裝置、平板狀的熱盤加壓裝置等實施。
另外，要得到這種樹脂層2的其他方法，亦可為：將 厚度25μm以下的纖維基材11浸漬於低黏度的樹脂清漆中，使其乾燥後即形成第1樹脂層21，更進一步，浸漬於另一樹脂清漆中而形成第2樹脂層22，藉此而可得樹脂層2。
(金屬層)
在如此操作而得的樹脂層2的第1樹脂層21之上方(第1圖中的上方)的面上，設置有金屬層3。在此金屬層3中，對應於後來形成在樹脂層2中的導通孔而形成有開口部31。藉此，金屬層3即具有作為保護層的作用，在應用雷射照射而形成導通孔時，可防止樹脂層2的表面因受到雷射的干擾波而劣化。
雖然金屬層3的厚度並無特別的限定，但以5μm以下者為宜，並以在2至4μm為尤佳。當厚度在前述範圍內時，可在最後製造基板時容易地去除金屬層3。
這樣的金屬層3，可舉例如可剝離的金屬箔(例如可剝離之銅箔)、藉由電解電鍍而形成的金屬層、藉由無電解電鍍而形成的金屬層等。在這些金屬層之中，也以可剝離的金屬箔(尤其是可剝離之銅箔)為佳。當使用可剝離的金屬箔時，能以比藉電鍍而形成的金屬層更短的時間獲得，且可提高金屬層3的厚度精度。
構成金屬層3的金屬，可舉例如銅、銅系合金、鋁、鋁系合金等。尤其在使用於高頻率用途時，以使用銅及銅系合金為佳，因其導電率高於鋁、鋁系合金。
將金屬層3接合在樹脂層2上的方法，可舉例如真空 壓鑄、積層等。其中又以藉由真空壓鑄而接合之方法為佳。藉此，即可提高金屬層3與樹脂層2之間的密著強度。
由此而得的積層體10，因樹脂層2具有以纖維基材所構成的芯部1，故可減少樹脂碎裂等情形發生，是適於作成薄型化者。並且，因金屬層3具有可對應於形成在樹脂層2中的導通孔之開口部31，故在形成導通孔時的雷射加工性亦優異。
(積層體的製造)
說明這種積層體10的製造方法之一例。
首先，應用上述方法，準備內藏有以纖維基材所構成的芯部1之樹脂層2(第5圖(a))。
在此樹脂層2的單面上，以真空壓鑄法積層金屬箔而形成金屬層3(第5圖(b))。此時，為了提高樹脂層2與金屬層3之間的密著性，宜使用過錳酸鹽、重鉻酸鹽等氧化劑等，將樹脂層2的表面進行粗化處理。
另外，在樹脂層2上形成金屬層3時，也可利用以在構成樹脂層2的第1樹脂層21及第2樹脂層22的至少一方上形成金屬箔者作為搭載材料5a或5b，貼合在纖維基材11的兩側，並以積層滾輪61使其接合的方法。
接著，在金屬層3的表面上貼附乾膜7(第5圖(c))。乾膜7是感光性膜，且為在經過紫外線等的照射後可選擇性地變成可溶或不溶於顯像液者。本實施形態中，是使用經紫外線等的照射後不溶於顯像液者。
在貼附乾膜7之後，以遮罩71覆蓋形成開口部31的 部份，照射紫外線72(第6圖(d))。藉此，受紫外線72照射的部份即進行光硬化，而變成不溶於顯像液。而且，以顯像液處理乾膜7後，可去除紫外線72未照射的部份(以遮罩71覆蓋的部份)。藉此，可在乾膜7上形成相當於開口部31的部份73(第6圖(e))。在此部份73中，金屬層3係露出表面。形成有此部份73的乾膜7係在下一步驟的蝕刻處理中，具有作為遮罩的機能。
其次，藉由進行蝕刻處理，而可去除露出表面的金屬層3的部份，形成開口部31(第6圖(f))。
而且，以剝離液去除乾膜7(遮罩)後，即可得積層體10(第6圖(g))。
(基板的製造方法)
其次，說明基板的製造方法之一例。
首先，準備兩面上已形成有電路圖案81的芯基板8(第7圖(a))。接著，將積層體10積層在芯基板8的電路圖案81之上(第7圖(b))。使積層體10積層在電路圖案81上的方法，可舉例如真空壓鑄、積層等。其中又以藉由真空壓鑄而接合之方法為佳。藉此，即可提高金屬層3與樹脂層2之間的密著強度。
尚且，為了提高芯基板8的表面與積層體10之間的密著性，宜使用過錳酸鹽、重鉻酸鹽等氧化劑將芯基板8的表面予以粗化處理。
接著，將雷射9照射在金屬3的開口部31上後，形成(第7圖(c))導通孔23(第7圖(d))。應用此方法，即可使雷 射加工性優異。亦即，因在形成導通孔23的部份之上方周圍設置有金屬層3，故可防止導通孔23的周圍受到雷射9的干擾波等之傷害(使導通孔的開口部加大到必要以上)。同時，也可減少污跡的發生。
此處所使用的雷射9，例如可使用CO2 雷射、UV-YAG雷射等。
並且，是以將樹脂層2貫穿至可使其達到芯基板8的電路圖案81的條件下，進行雷射9的照射為宜。藉此，可使干擾波所造成的影響更為減低。
雖然開口的導通孔23之開口徑(直徑)並無特別限定，但以導通孔23的上端側231係55至85μm為佳，並以60至70μm為尤佳。另外，雖然開口的導通孔23的下端側232之開口徑(直徑)並無特別的限定，但以35至65μm為佳，並以50至60μm為尤佳。導通孔23的開口徑在前述範圍內時，可使導體對導通孔23內的埋入性特別優異。
雷射9照射後，可藉由蝕刻而將金屬層3去除(第8圖(e))。接著，在導通孔23內形成柱狀的導體24，在樹脂層2的表面上則形成金屬層3a(第8圖(f))。形成導體24的方法，雖然有例如充填導電性膏的方法、藉由無電解電鍍而埋入的方法、藉由電解電鍍而埋入的方法等，但在使用藉由電解電鍍而埋入的方法時，因在導通孔23內形成導體24的同時，也可在表層上形成金屬層，故為較佳。
然後，在金屬層上施予蝕刻處理等而形成電路圖案後，使電路圖案的預定部位與導體24導通，即得多層配線 板(基板)100(第8圖(g))。多層配線基板100係被稱為所謂的「1-2-1基板」。本實施形態中，雖然是以在芯基板上形成1層樹脂層(積疊層)的情形來加以說明，但也可形成2層以上的樹脂層。在形成2層以上的樹脂時，可藉由重複進行第7圖(b)的步驟，而得到多層配線板。
如此而得的基板，因構成基板的樹脂層之熱膨脹係數小，而可能使基板整體的熱膨脹係數也變小。因此，即可減少在搭載半導體元件時所發生的基板翹曲。
其次，簡單說明半導體裝置。
如第9圖所示，半導體裝置12具有半導體元件121與上述的多層配線基板(1-2-1基板)100。
半導體元件121是搭載在多層配線基板100的圖中上方(單面側)，而半導體元件121與多層配線基板100係以預定之端子互相透過焊接突點(solder bump)13而導通。
[實施例]
以下，將依照實施例及比較例詳細說明本發明，但本發明並不只限於這些範圍。
(實施例1) (1)樹脂清漆(resin varnish)的調製
將酚醛型氰酸酯樹脂(Lonza Japan股份公司製，Primaset PT-30，重量平均分子量約700)(含量為全樹脂組成物的23.98重量%)、聯苯二伸甲基型環氧樹脂(日本化藥股份公司製，NC-3000，環氧當量275，重量平均分子量2,000)(含量為全樹脂組成物的17.98重量%)、苯氧基樹 脂/聯苯環氧樹脂與雙酚S環氧樹脂之共聚合物且末端部具有環氧基的樹脂(日本環氧樹脂股份公司製，YX-8100H30，重量平均分子量30,000)(含量為全樹脂組成物的5.99重量%)、雙酚A與雙酚F的共聚合物之苯氧基樹脂(日本環氧樹脂股份公司製，jER4275，重量平均分子量60,000)(含量為全樹脂組成物的11.99重量%)、咪唑化合物(四國化成工業股份公司製，Curezol 1B2PZ(1-苯甲基-2-苯基咪唑))(含量為全樹脂組成物的0.06重量%)溶解分散在甲基異丁基酮中。並且，添加無機填充材/球狀熔融氧化矽(Admatechs股份公司製，SO-25R，平均粒徑0.5μm)(含量為全樹脂組成物的40重量%)與偶合劑/環氧矽烷偶合劑(GE東芝聚矽氧股份公司製，A-187)(含量係相對於無機填充材100重量份為0.5重量份)後，利用高速攪拌裝置攪拌10分鐘後，即調製成樹脂清漆。
(2)搭載(carrier)材料的製造
使用聚對苯二甲酸乙二酯薄膜(三菱化學聚酯公司製，SFB-38，厚度38μm、寬度480m)作為搭載薄膜，以逗點塗布機(comma coater)塗布上述的樹脂清漆後，以170℃的乾燥置乾燥3分鐘，形成厚度11μm、寬度410mm的樹脂層並使其位在搭載薄膜的寬度方向之中心，而得搭載材料5a(最後會形成第1樹脂層)。
另外，在調整以同樣方法塗布的樹脂清漆之量後，形成厚度4μm寬度360mm的樹脂層並使其位在搭載薄膜的寬幅方向之中心，而得搭載材料5b(最後會形成第2樹脂 層)。
(3)樹脂層的製造
芯部的材料是使用纖維基材的玻璃織布(日東紡股份公司製，Cloth type #1015，寬度360mm、厚度15μm、基重17g/m2 )，藉由第4圖中所示的真空積層裝置及熱風乾燥裝置而製造成樹脂層。
具體上，是將前述搭載材料5a及搭載材料5b以位在玻璃織布的寬幅方向之中心的方式分別貼合在玻璃織布的兩面上，並於750Torr的減壓條件下，使用80℃的積層滾輪使其接合。
此時，在玻璃織布的寬幅方向尺寸的內側領域中，是將搭載材料5a及搭載材料5b的樹脂層分別接合在纖維布的兩面上，同時在玻璃織布的寬幅方向尺寸的外側領域中，是使搭載材料5a及搭載材料5b的樹脂層相互接合。
其次，將上述已接合者在已設定成120℃的橫向搬送型熱風乾燥裝置內流通2分鐘，不施予壓力作用而進行加熱處理後，可得厚度30μm(第1樹脂層：11μm、纖維基材：15μm、第2樹脂層：4μm)的樹脂層。
(4)積層體的製造
將所得樹脂層的單面之聚對苯二甲酸乙二酯薄膜剝離後，以真空壓鑄使作為金屬層的可剝離銅箔(peelable copper foil)(厚度18μm)積層金屬層。
接著，將此金屬層的表面予以粗化處理之後，貼附上感光性的乾膜(東京應化工業股份公司製，AR-320)，以 遮罩材覆蓋相當於積層體的開口部之部份，以紫外線(小野測器股份公司製，緊密(compact)曝光機EV-0800)照射。藉此，乾膜之受到紫外線照射的部份會光硬化，而未照射到的部份則仍然未硬化。其次，使用顯像液(1%碳酸鈉水溶液)進行顯像處理，而除掉紫外線未照射部份的乾膜。其次，以蝕刻處理液去除露出表面的金屬層，同時也去除乾膜後，即得積層體。
(5)基板的製造
在兩面已形成有電路圖案的芯基板(住友Back lite股份公司製，商品編號4785GS)之兩個面上，以真空壓鑄法積層上述的積層體。其次，為了能在樹脂部份上形成導通孔，而進行雷射照射。在雷射照射中，是使用CO2 雷射(三菱電機股份公司製)，並以脈寬5μs、基準能2.0mJ、發射數3發的加工條件進行加工。然後，可得到開口部的上端側之開口徑為60μm至70μm、下端側之開口徑為50μm至60μm的導通孔。接著，以蝕刻處理去除金屬層。
蝕刻處理之後，在導通孔上進行填充導通孔(filled via)電鍍，以使層間連接。具體上，係將基板浸在硫酸銅液(奧野製藥工業股份公司製)中，並在其兩端設置與基板平行的陽極後，通以20A的直流電流2小時使銅埋入導通孔中，同時也在基板的表面上形成25μm的銅層。
再重複進行一次同樣的步驟，即得1-2-1的基板。
(6)半導體裝置的製造
在所得的1-2-1基板上，搭載半導體元件即得半導 體裝置。具體上，使半導體元件隔介焊接球而接合在基板的表面上，再在基板與半導體元件之間注入密封樹脂組成物以形成底部填充(underfill)部，而得半導體裝置。
(實施例2)
除了將纖維基材的厚度設為20μm之外，其餘進行與實施例1同樣的步驟。
(實施例3)
除了將芯部的材料變更成有機不織布(Kuraray股份公司製，商品編號MBBK6C，厚度15μm)之外，其餘進行與實施例1同樣的步驟。
(實施例4)
除了將第1樹脂層的厚度變更成7.5μm、第2樹脂層的厚度變更成7.5μm之外，其餘進行與實施例1同樣的步驟。
(實施例5)
除了在樹脂清漆中不使用氰酸酯樹脂而將氰酸酯樹脂成分變更成環氧樹脂，且將環氧樹脂的含量變更成全樹脂組成物的41.96重量%之外，其餘進行與實施例1同樣的步驟。
(比較例1)
除了省略形成金屬層的步驟之外，其餘進行與實施例1同樣的步驟。
(比較例2)
除了不使用為芯部材料之纖維基材之外，其餘進行與 實施例1同樣的步驟。
(比較例3)
除了將纖維基材的厚度設為50μm(日東紡股份公司製，Cloth type # 1080，基重47g/m2 )之外，其餘進行與實施例1同樣的步驟。
對於由各實施例及比較例所得的基板及半導體裝置，進行以下的評估。使評估內容與項目一起表示。所得結果如表1中所示。
1.關於雷射加工性
關於雷射加工性、關於形成導通孔後有無污跡殘渣，可利用SEM以10,000倍進行觀察。各符號如下所述。
◎：幾乎無污跡殘渣
○：底部有污跡殘渣
△：基材表面或孔穴壁面上有污跡殘渣
X：不可開口
2.基板的面方向之熱膨脹係數
從樹脂硬化物採取4mm×20mm的評估用樣品。
利用TMA裝置(TMA)(TA儀器公司製)，以10℃/分鐘來昇溫並測定，而測定熱膨脹係數。α1為玻璃轉移溫度以下的熱膨脹係數。
3.回焊試驗(reflow test)後的耐碎裂性
將所得的半導體裝置進行條件為30℃、60%、18小時的前處理，並進行回焊試驗(尖峰溫度260℃，進行3次)之後，以超音波探測裝置進行碎裂(剝離)的觀察。結果是 以「良品數/樣品總數」表示。尚且，評估是以n=4進行。
4.熱循環試驗後的耐碎裂性
進行熱循環試驗(以-55℃(30分鐘)/125℃(30分鐘)，500次循環)之後，以超音波探測裝置進行碎裂(剝離)的觀察。結果是以「良品數/樣品總數」表示。尚且，評估是以n=4進行。
由表1可知，實施例1至5所得的樹脂層之污跡少、雷射加工性優異。
並且，實施例1至4所得的基板之熱膨脹係數為特別小，暗示在搭載半導體元件後的基板翹曲會變小。
同時，實施例1至4所得的半導體裝置在回焊試驗後及熱循環試驗後的耐碎裂性為特別優異。
[產業上的可利用性]
依照本發明，即可充分抑制雷射加工時污跡的產生，並可使雷射加工性更為提高。
另外，在使用氰酸酯樹脂作為前述樹脂層時，可使樹 脂層的熱膨脹係數降低，因此，在使用該樹脂層製作基板時，可減少基板翹曲的發生。所以，具有產業上的可利用性。
1‧‧‧芯部
2‧‧‧樹脂層
3、3a‧‧‧金屬層
4‧‧‧電路配線部
4a‧‧‧電路配線部之上端側
5a、5b‧‧‧搭載材料
6‧‧‧真空積層裝置
7‧‧‧乾膜
8‧‧‧芯基板
9‧‧‧雷射
10‧‧‧積層體
11‧‧‧纖維基材
12‧‧‧半導體裝置
13‧‧‧焊接突點
21‧‧‧第1樹脂層
22‧‧‧第2樹脂層
23‧‧‧導通孔
24‧‧‧導體
31‧‧‧開口部
61‧‧‧積層滾輪
62‧‧‧熱風乾燥裝置
71‧‧‧遮罩
72‧‧‧紫外線
73‧‧‧乾膜上相當於開口部之部分
81‧‧‧電路圖案
100‧‧‧多層配線基板
121‧‧‧半導體元件
231‧‧‧導通孔之上端側
232‧‧‧導通孔之下端側
第1圖係表示積層體之一例的截面圖。
第2圖(a)及(b)係表示積層體之一例的截面圖。
第3圖係表示將樹脂層埋設在電路配線中的狀態之截面示意圖。
第4圖係表示製造樹脂層的步驟之示意圖。
第5圖(a)至(c)係表示製造積層體的步驟之示意圖。
第6圖(d)至(g)係表示製造積層體的步驟之示意圖。
第7圖(a)至(d)係表示製造基板的步驟之示意圖。
第8圖(e)至(g)係表示製造基板的步驟之示意圖。
第9圖係表示半導體裝置之一例的截面圖。
1‧‧‧芯部
2‧‧‧樹脂層
3‧‧‧金屬層
10‧‧‧積層體
21‧‧‧第1樹脂層
22‧‧‧第2樹脂層
31‧‧‧開口部

Claims (12)

  1. 一種積層體，其係具有內藏以纖維基材所構成之芯部之樹脂層、以及接合在前述樹脂層之至少單面之金屬層的積層體，其中，前述纖維基材的厚度在25μm以下，相對於前述樹脂層的厚度方向，前述纖維基材是偏向存在者，且前述金屬層具有對應於形成在前述樹脂層之導通孔(via hole)的開口部。
  2. 如申請專利範圍第1項之積層體，其中，前述纖維基材係玻璃纖維基材。
  3. 如申請專利範圍第1項之積層體，其中，構成前述金屬層的金屬係銅及銅系合金的至少一種。
  4. 如申請專利範圍第1項之積層體，其中，前述樹脂層係由含有氰酸酯樹脂的樹脂組成物所構成。
  5. 如申請專利範圍第1項之積層體，其中，前述樹脂層具有形成在以前述纖維基材所構成之芯部之一邊之面的第1樹脂層、以及形成在另一邊之面的第2樹脂層，前述第1樹脂層之厚度為5至15μm，前述第2樹脂層之厚度為15至50μm。
  6. 如申請專利範圍第5項之積層體，其中，構成前述第1樹脂層的第1樹脂組成物與構成前述第2樹脂層的第2樹脂組成物為不同者。
  7. 一種基板的製造方法，其具有下述步驟： 對申請專利範圍第1項之積層體照射雷射而於前述樹脂層形成導通孔的步驟、與形成前述導通孔後從前述積層體去除前述金屬層的步驟。
  8. 如申請專利範圍第7項之基板之製造方法，其中，前述導通孔的開口徑在前述金屬層側為55至85μm，在前述金屬層之相反側為35至65μm。
  9. 一種基板，其係藉由申請專利範圍第7項之基板之製造方法而獲得。
  10. 一種基板，其係具備芯基板、形成在該芯基板之至少一邊之面之電路配線部、以及設置在該電路配線部上之樹脂層的基板，其中，前述樹脂層具有以纖維基材所構成的芯部、形成在該芯部之一邊之面的第1樹脂層、以及形成在該芯部之另一邊之面的第2樹脂層，前述纖維基材的厚度在25μm以下，相對於前述樹脂層的厚度方向，前述纖維基材是偏向存在者，且在前述第2樹脂層的一部份中埋設有前述電路配線部。
  11. 如申請專利範圍第10項之基板，其中，在將前述第1樹脂層的厚度作為B2[μm]、前述第2樹脂層的厚度作為B1[μm]、前述電路配線部的厚度作為t1[μm]及其殘銅率作為S[%]、且將從前述電路配線部之前述第2 樹脂層側之端面直至前述芯部為止的前述第2樹脂層的厚度作為t2[μm]時，B2<B1，且可滿足B1=t2+t1×(1-S/100)的關係。
  12. 一種半導體裝置，其係由在申請專利範圍第9項之基板搭載半導體元件而成。
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