CN1980542A - 制造布线基板的方法和制造电子元件安装结构的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种制造布线基板的方法和制造电子元件安装结构的方法。在根据本发明的制造布线基板的方法中，通过将金属箔的周边侧选择性地粘接到临时基板上的布线形成区域的外周部分上，来将金属箔暂时固定在临时基板上，该临时基板由浸渍有树脂的非织织物制成，此后，在金属箔上形成积层布线层，并且通过切断该结构的从粘合层向内的内侧部分，将金属箔与临时基板分离，这样，获得了包括形成在金属箔上的积层布线层的布线构件。

Description

制造布线基板的方法和制造电子元件安装结构的方法
技术领域
本发明涉及一种制造布线基板的方法和制造电子元件安装结构的方法。更具体地说，本发明涉及一种制造可应用于电子元件安装基板的布线基板的方法，并涉及一种制造用于将电子元件安装在布线基板上的电子元件安装结构的方法。
背景技术
作为用于安装电子元件的布线基板，至今为止已经有通过在临时基板上以可分离的方式形成所期望的布线层并且随后将该布线层与临时基板分离而获得布线基板的方法。专利文献1(日本未审专利公报No.2005-236244)公开了一种获得布线基板的方法，该方法包括以下步骤：通过使用粘合层仅粘接铜箔的周边侧而将该铜箔形成在树脂基板上；在铜箔上形成积层布线层(build-up wiring layer)；此后通过切断树脂基板的从粘合层向内的内侧部分将铜箔和积层布线层与树脂基板分离。
同时，专利文献2(日本未审专利公报No.2004-87701)公开了一种获得布线基板的方法，该方法包括以下步骤：通过使用粘合层将可分离膜和金属基底粘接到载板(carrier plate)上，所述可分离膜比载板小，并且所述金属基底的尺寸与所述载板相同；在金属基底上形成金属焊盘；此后，通过切断布线基板的可分离膜的周边部分将金属基底与可分离膜和载板分离。
另外，专利文献3(日本未审专利公报No.2004-235323)公开了一种获得布线基板的方法，该方法包括以下步骤：将第一金属层和第二金属层以这样的方式层叠在中心基板上，即，第一金属层的外周的位置位于比第二金属层的外周的位置更向内的位置，并通过使用粘合膜粘接这两个层；在第二金属层上形成积层布线层；此后，通过切断布线基板的第一金属层的周边部分将第二金属层和积层布线层与第一金属层和中心基板分离。
另外，专利文献4(日本未审专利公报No.2005-63987)公开了一种获得布线基板的方法，该方法包括以下步骤：在上侧设置有基础电介质片的基板上形成第一电介质片和第二电介质片，该第一电介质片和第二电介质片被设置为使得第二电介质片包裹第一电介质片；在其上形成布线层；此后，通过切断布线基板的第一电介质片的外周部分，从而将第一电介质片与设置有基础电介质片的基板分离。
然而，在现有技术的上述制造方法中，在许多情况下，由于在制造工艺中的加热步骤中所施加的热应力(由于结构中的热膨胀系数之间的差而产生该热应力)，在临时基板上以可分离的状态形成积层布线层的一系列步骤中，可能在积层布线层中出现褶皱。因此，这些方法的可靠性并不总是足够的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种制造布线基板的方法，通过该方法能够可靠并低成本地制造布线基板，而不会产生任何问题，在所述方法中，在临时基板上以可分离的状态形成积层布线层，本发明还提供一种制造用于将电子元件容易地安装在所述布线基板上的电子元件安装结构的方法。
根据本发明的制造布线基板的方法包括以下步骤：制备由浸渍有树脂的非织织物(nonwoven fabric)制成的临时基板；通过用粘合层将金属箔的周边侧选择性地粘接到所述临时基板上的布线形成区域的周边部分上，将所述金属箔暂时固定在所述临时基板的至少一个表面上；在所述金属箔上形成积层布线层；以及通过切断在所述临时基板上形成有所述金属箔和所述积层布线层的结构的从形成在其中的所述粘合层向内的内侧部分，并由此将所述金属箔与所述临时基板分离，来获得其中在所述金属箔上形成有所述积层布线层的布线构件。
在本发明中，使用所述浸渍有树脂的非织织物作为临时基板，然后通过使用粘合层将所述金属箔的周边侧选择性地粘接到所述临时基板的布线形成区域的外周部分上，将所述金属箔暂时固定在所述临时基板上，并且在其上形成所期望的积层布线层。此后，通过切断从设置有粘合层的部分向内的内侧部分，将所述金属箔和所述积层布线层与所述临时基板分离以获得所述布线构件。
在部分地粘接所述金属箔并由此将其暂时固定在所述临时基板上的情况下，当所述临时基板与所述积层布线层之间的热膨胀系数不同时，在所述金属箔上形成所述积层布线层的工艺中容易在所述积层布线层上产生褶皱。
作为专注研究的结果，本申请的发明人已经发现，可以按照以下方式解决在所述积层布线层中产生褶皱的问题。即，通过使用热膨胀系数与所述积层布线层相近的非织玻璃织物环氧树脂基板作为所述临时基板，即使在制造工艺中进行加热时，在所述临时基板与所述积层布线层之间的热膨胀的程度也几乎相同。因此能够解决上述问题。
在本发明的一个优选模式中，在获得所述布线构件之后，通过去除所述金属箔而暴露出所述积层布线层的最下面的布线层。于是，所述积层布线层的最下面和最上面的布线层之一构成用于安装电子元件的内部连接焊盘，而在相对侧暴露出的布线层构成外部连接焊盘。
同时，在本发明的布线基板上安装电子元件的情况下，在通过将所述金属箔和所述积层布线层与所述临时基板分离而获得所述布线构件之后，将所述电子元件安装在所述布线构件的上表面侧上，同时将所述金属箔留在下表面侧上，然后通过从所述布线构件去除所述金属箔来暴露出最下面的布线层，从而获得所述外部连接焊盘。
因为所述金属箔用作加强构件，所以与在去除所述金属箔之后安装所述电子元件的情况相比，容易输送或处理所述布线基板而不受扭曲的影响。结果，可以高可靠性地安装所述电子元件。
作为另一种选择，还可以在所述临时基板上方的所述金属箔上形成所述积层布线层之后安装所述电子元件，然后通过切断所述结构而将所述金属箔与所述临时基板分离。在该方面的情况下，也在所述临时基板存在的同时安装所述电子元件。因此，与上述方面相同，可以高可靠性地安装所述电子元件而不受扭曲的影响。
如上所述，根据本发明，可以制造不具有中心基板的布线基板而不产生任何问题。
附图说明
图1A至1K是表示根据本发明第一实施例的制造布线基板的方法的剖视图。
图2和图3是平面图，表示在根据本发明第一实施例的制造布线基板的方法中，布线形成区域与用于设置粘合层的区域之间的关系。
图4A至4F是表示根据本发明第二实施例的制造电子元件安装结构的方法的剖视图。
图5A至5D是表示根据本发明第二实施例的变型例的制造电子元件安装结构的方法的剖视图。
具体实施方式
下面将参照附图描述本发明的实施例。
(第一实施例)
图1A至1K是顺序地表示根据本发明第一实施例的制造布线基板的方法的剖视图。首先，如图1A所示，制备临时基板10，该临时基板由通过对非织玻璃织物浸渍环氧树脂而构成的非织玻璃织物环氧树脂制成。此外，还可以使用通过对由诸如芳族聚酰胺或液晶聚合物等的其他纤维制成的非织织物浸渍树脂而形成的临时基板10。
本实施例的多个特征之一在于，使临时基板10的热膨胀系数与将要形成在其上的积层布线层的热膨胀系数相近。为此，这里采用由上述材料制成的临时基板10，并且将其热膨胀系数设置在从30 ppm/℃到50ppm/℃的范围内。同时，用于获得布线基板的布线形成区域A分别限定在临时基板10的两个表面上。可以在临时基板10的各个表面上限定单个布线形成区域A。作为另一种选择，可以在其各个表面上限定多个布线形成区域A。
此后，如图1B所示，制备厚度为从12μm到18μm的铜箔12(金属箔)，并且通过使用粘合层14选择性地将各个铜箔12的周边侧粘接到临时基板10的每一侧上的布线形成区域A的外周部分上，将铜箔12暂时分别固定在临时基板10的全部两个表面。这时，在真空环境下将铜箔12粘接到临时基板10上，并且在铜箔12的中央主要部分中不设置粘合层14。因此，铜箔12在中央主要部分处为仅与临时基板10接触的状态。因此，稍后能够容易地将铜箔12的中央主要部分与临时基板10分离。这里，除了铜箔12之外，还可以使用诸如铝箔的其它薄膜金属材料。
随后，如图1C所示，在临时基板10的两个表面上形成在期望部分设置有开口16x的电镀抗蚀剂膜16。另外，在使用铜箔12作为电镀电源层时，通过电解电镀在电镀抗蚀剂膜16的开口16x中形成由金(Au)、镍(Ni)、锡(Sn)等制成的第一布线层18。此后，如图1D所示，去除电镀抗蚀剂膜16。第一布线层18用作内部连接焊盘C1，如下所述。
随后，如图1E所示，在临时基板10的两个表面上分别形成用于覆盖第一布线层18的第一绝缘层20。使用环氧树脂、聚酰亚胺树脂等作为第一绝缘层20的材料。在形成第一绝缘层20的方法的示例中，通过在临时基板10的两个表面上分别层叠树脂膜，然后通过在挤压(加压)树脂膜的同时在从130℃到150℃范围内的温度下进行热处理，而使树脂膜硬化，从而获得第一绝缘层20。
随后，再次如图1E所示，利用激光等对第一绝缘层20进行处理，从而在临时基板10的两个表面上暴露出第一布线层18，由此分别形成第一通孔20x。
这里，可以通过光刻法对感光树脂膜进行构图，或者通过丝网印刷对设置有开口的树脂膜进行构图来形成第一绝缘层20。
随后，如图1F所示，在临时基板10的两个表面侧的第一绝缘层20上分别形成由铜(Cu)等制成的第二布线层18a，这些第二布线层18a通过第一通孔20x连接到第一布线层18。第二布线层18a例如通过半加成法(semi-additive method)形成。更准确的是，首先，通过无电电镀(electroless plating)或通过溅射法在第一通孔20x内和第一绝缘层20上形成Cu晶种层(seed layer)(未示出)。此后，在其上形成具有与第二布线层18a相对应的开口的抗蚀剂膜(未示出)。随后，在使用Cu晶种层作为电镀电源层的同时通过电解电镀在抗蚀剂膜的开口中形成Cu层图案(未示出)。随后，去除抗蚀剂层，然后通过在使用Cu层图案作为掩模的同时对Cu晶种层进行蚀刻而获得第二布线层18a。除了上述半加成法之外，还可以采用诸如相减法的各种其它布线形成方法作为形成第二布线层18a的方法。
然后，如图1G所示，通过重复相同的工艺在临时基板10的两个表面上分别形成用于覆盖第二布线层18a的第二绝缘层20a，然后在第二布线层18a上的第二绝缘层20a上的多个部分处分别形成第二通孔20y。另外，在临时基板10的两个表面上的第二绝缘层20a上分别形成通过第二通孔20y连接到第二布线层18a的第三布线层18b。
随后，如图1H所示，在临时基板10的两个表面上分别形成在第三布线层18b上设置有开口22x的焊接抗蚀剂膜22。因此，在焊接抗蚀剂膜22的开口22x内侧暴露出的第三布线层18b构成外部连接焊盘C2。这里，如果需要，可以在焊接抗蚀剂膜22的开口22x内侧的第三布线层18b上形成诸如Ni/Au电镀层的接触层。
这样，在临时基板10上方的铜箔12上形成所期望的积层布线层。虽然在上述示例中形成了三层的积层布线层(第一至第三布线层18至18b)，但是可以形成n层(n是大于等于1的整数)的积层布线层。同时，可以仅在临时基板10的一个表面上形成积层布线层。
如上所述，在本实施例中，在铜箔12的周边侧选择性地与粘合层14粘接的状态下，将铜箔12暂时固定在临时基板10上，铜箔12的中央主要部分处于仅与临时基板10接触的状态。
因此，当在铜箔12上形成积层布线层时，如果在临时基板10与积层布线层之间，各个热膨胀系数显著不同，则由于在两个组成部分之间的热膨胀程度不同，所以在积层布线层中容易产生褶皱。
例如，与本实施例的情况不同，在采用包含玻璃布(编织织物)的树脂基板作为临时基板10的情况下，基板的热膨胀系数在15ppm/℃到17ppm/℃的范围内，该热膨胀系数明显小于积层布线层的热膨胀系数(20ppm/℃到50ppm/℃)。因此，在制造工艺中进行加热时，积层布线层可能膨胀较大，从而在积层布线层上易于产生褶皱。
然而，在本实施例中，采用非织玻璃织物环氧树脂基板作为临时基板10。该基板的热膨胀系数在30ppm/℃到50ppm/℃的范围内，因此可以使该热膨胀系数与积层布线层的平均热膨胀系数(20ppm/℃到50ppm/℃)相近。积层布线层的布线层(Cu)的热膨胀系数大约为18ppm/℃，而绝缘层(树脂)的热膨胀系数在50ppm/℃到60ppm/℃的范围内。因此，即使在制造工艺期间进行加热，临时基板10和积层布线层也几乎以相同的程度膨胀。因此防止了在积层布线层上产生褶皱。这样，可以提高积层布线层的产量和可靠性。
随后，如图1I所示，通过切断图1H所示结构的从粘合层14开始的内侧部分来去除该结构的外部部分。这样，如图1J所示，获得在其中临时基板10和铜箔12仅彼此接触的布线形成区域A，从而能够将铜箔12和形成在其上的积层布线层与临时基板10分离。这样，从临时基板10的两个表面侧分别获得多个布线构件30，这些布线构件分别包括铜箔12和形成在其上的积层布线层。
此后，如图1K所示，对于第一布线层18和第一绝缘层20选择性地去除布线构件30的铜箔12。例如可以通过利用氯化铁水溶液、氯化铜水溶液或过硫酸铵水溶液进行湿蚀刻，来对于第一布线层18(例如金)和第一绝缘层20选择性地进行蚀刻，从而去除铜箔12。
因此，暴露出第一布线层18的下表面并获得内部连接焊盘C1。这样，制造了第一实施例的没有中心基板的布线基板1。这里，除了去除铜箔12之外，还可以通过对铜箔12进行构图而形成待连接到第一布线层18的电极。
在本实施例的优选示例中，如图2所示，在临时基板10上限定多个布线形成区域A，并在由多个布线形成区域A构成的块区域的外周部分上设置粘合层14，从而将铜箔12暂时固定在临时基板上。接着，通过切断从该结构的粘合层14向内的内侧部分而将铜箔12与临时基板10分离，并且在去除铜箔12后，分割电路构件30以获得单独的布线基板。
作为另一种选择，如图3所示，可以通过在临时基板10的各个布线形成区域A的外周部分上设置粘合层14而临时固定铜箔12。在这方面，切断了各个布线形成区域A的从粘合层14开始的内侧部分。接着，通过将铜箔12与临时基板10分离而获得单独的电路构件30，并且随后去除铜箔。
同时，在本实施例的优选示例中，半导体芯片与内部连接焊盘C1(第一布线层18)电连接并安装在其上，在外部连接焊盘C2(第三布线层18b)上设置有外部连接端子。
如上所述，在制造本实施例的布线基板的方法中，使用了非织玻璃织物环氧树脂基板作为临时基板10。接着，使用粘合层14将铜箔12的周边侧粘接到临时基板上，从而暂时固定铜箔12。随后，在其上形成所期望的积层布线层。此后，通过切断从设置有粘合层14的部分向内的内侧部分从而将铜箔12和积层布线层与临时基板10分离而获得布线构件30。
如前所述，因为非织玻璃织物环氧树脂基板的热膨胀系数与积层布线层的热膨胀系数相近，所以即使在制造工艺中进行加热时也可以解决在积层布线层中产生褶皱的问题。这是因为临时基板10与积层布线层之间的热膨胀程度几乎相同。
(第二实施例)
图4A至4F是表示根据本发明第二实施例的制造电子元件安装结构的方法的剖视图。在第二实施例中，将基于本发明的制造布线基板的方法的技术思想来描述将电子元件安装在布线基板上的优选方法。
首先，如图4A所示，制备由非织玻璃织物环氧树脂制成的临时基板10。接着，与第一实施例相同，通过利用粘合层14选择性地将铜箔12的周边侧粘接到临时基板10的布线形成区域A的外周部分上，将铜箔12分别暂时固定在临时基板10的两个表面上。
另外，在临时基板10的两个表面侧的铜箔12上形成设置有开口22y的焊接抗蚀剂膜22a。接着，通过电解电镀在焊接抗蚀剂膜22a的开口22y中形成第一布线层28。在第二实施例中，第一实施例的内部连接焊盘C1和外部连接焊盘C2上下倒置，第一布线层28用作外部连接焊盘C2。
接着，如图4B所示，在临时基板10的两个表面侧上形成用于覆盖第一布线层28的第一绝缘层20。接着，与第一实施例相同，分别在第一绝缘层20上形成第二布线层28a，这些第二布线层28a将通过设在第一绝缘层20中的第一通孔20x连接到第一布线层28。
随后，如图4C所示，在临时基板10的两个表面侧上形成用于覆盖第二布线层28a的第二绝缘层20a。接着，分别在第二布线层28a上的第二绝缘层20a的多个部分中形成第二通孔20y。另外，分别在临时基板10的两个表面上的第二绝缘层20a上形成第三布线层28b，这些第三布线层28b将通过第二通孔20y连接到第二布线层28a。
接着，如图4D所示，在第三布线层28b上形成设置有开口22z的焊接抗蚀剂膜22b。于是，在第二实施例中，第三布线层28b的暴露部分构成内部连接焊盘C1。
接着，再次如图4D所示，与第一实施例相同，切断该结构的如图4D所示从在其中形成的粘合层14向内的内侧部分。这样，如图4E所示，获得具有这样的结构的布线构件30，其中在铜箔12上形成积层布线层。另外，制备具有突起40a的半导体芯片40(电子元件)，并通过倒装接合将半导体芯片40的突起40a连接到布线构件30上侧的内部连接焊盘C1。另外，将底部填充树脂39填充到半导体芯片40下侧的空隙中。
这里，半导体芯片40被用作电子元件的示例。然而，可以安装诸如电容器元件的各种电子元件。而且，除了倒装接合之外，还可以采用诸如引线接合方法的其它安装方法作为安装电子元件的方法。
在本实施例中，在安装半导体芯片40时，用作加强件的铜箔12保留在布线构件30中。因此，容易输送或处理布线构件30而避免发生扭曲。这样，可以高可靠性地安装半导体芯片40。
此后，如图4F所示，通过从布线构件30去除铜箔12而在下侧暴露出外部连接焊盘C2(第一布线层28)。这里，在输送或处理没有问题的情况下，可以在去除铜箔12之后安装半导体芯片40。
通过上述方式，获得了第二实施例的电子元件安装结构2(半导体器件)。
图5A至5D表示根据第二实施例的变型例的制造电子元件安装结构的方法。如图5A所示，在切断图4D所示的结构之前，可以通过倒装接合将半导体芯片40的突起40a连接到两个表面上的内部连接焊盘C1(第三布线层28b)。
此后，如图5B所示，切断图5A的结构的从粘合层14向内的内侧部分。这样，如图5C所示将铜箔12与临时基板10分离，并且从临时基板10的两个表面侧获得各个结构，其中半导体芯片40安装在布线构件30上，该布线构件由铜箔12和形成在其上的积层布线层构成。另外，如图5D所示，通过从布线构件30去除铜箔12而暴露出外部连接焊盘C2(第一布线层28)。
此外，在该变型例中，半导体芯片安装在设置在临时基板10上的布线构件30上。因此，可以高可靠性地安装半导体芯片而不受扭曲等的影响。
图4F和图5D表示采用接点栅格阵列(LGA)类型作为外部连接类型的示例，并将外部连接焊盘C2用作接点。在采用球栅阵列(BGA)类型的情况下，将焊料球等设置在外部连接焊盘C2上，并在其上设置外部连接端子。同时，在采用引脚栅格阵列(PGA)类型的情况下，引脚设置在外部连接焊盘C2上。

Claims (10)

1、一种制造布线基板的方法，该方法包括以下步骤：
制备由浸渍有树脂的非织织物制成的临时基板；
通过使用粘合层将金属箔的周边侧选择性地粘接到所述临时基板上的布线形成区域的周边部分上，来将所述金属箔暂时固定在所述临时基板的至少一个表面上；
在所述金属箔上形成积层布线层；以及
通过切断其中在所述临时基板上形成所述金属箔和所述积层布线层的结构的从形成在其中的所述粘合层向内的内侧部分，并由此将所述金属箔与所述临时基板分离，来获得其中在所述金属箔上形成所述积层布线层的布线构件。
2、根据权利要求1所述的制造布线基板的方法，该方法还包括以下步骤：
在获得所述布线构件的步骤之后去除所述金属箔。
3、根据权利要求1所述的制造布线基板的方法，其中
所述临时基板的热膨胀系数在从30ppm/℃到50ppm/℃的范围内，并且
所述积层布线层的热膨胀系数在从20ppm/℃到50ppm℃/的范围内。
4、根据权利要求2所述的制造布线基板的方法，其中
在去除所述金属箔的步骤中暴露出的所述积层布线层的最下面的布线层构成用于安装电子元件的内部连接焊盘，并且
所述积层布线层的最上面的布线层构成外部连接焊盘。
5、根据权利要求2所述的制造布线基板的方法，其中
在去除所述金属箔的步骤中暴露出的所述积层布线层的最下面的布线层构成外部连接焊盘，并且
所述积层布线层的最上面的布线层构成用于安装电子元件的内部连接焊盘。
6、根据权利要求1所述的制造布线基板的方法，其中
所述金属箔和所述积层布线层形成在所述临时基板的两个表面侧中的每一个上，并且
分别从所述临时基板的两个表面侧获得所述布线构件。
7、根据权利要求3所述的制造布线基板的方法，其中
所述金属箔和所述积层布线层的布线层由铜制成，并且
所述积层布线层的绝缘层由树脂制成。
8、一种制造电子元件安装结构的方法，该方法包括以下步骤：
制备由浸渍有树脂的非织织物制成的临时基板；
通过使用粘合层将金属箔的周边侧选择性地粘接到所述临时基板上的布线形成区域的周边部分上，来将所述金属箔暂时固定在所述临时基板的至少一个表面上；
在所述金属箔上形成积层布线层；
通过切断其中在所述临时基板上形成所述金属箔和所述积层布线层的结构的从形成在其中的所述粘合层向内的内侧部分，并由此将所述金属箔与所述临时基板分离，来获得其中在所述金属箔上形成所述积层布线层的布线构件；
安装电子元件，以使其与所述布线构件的最上面的布线层电连接；以及
从所述布线构件去除所述金属箔。
9、一种制造电子元件安装结构的方法，该方法包括以下步骤：
制备由浸渍有树脂的非织织物制成的临时基板；
通过使用粘合层将金属箔的周边侧选择性地粘接到所述临时基板上的布线形成区域的周边部分上，来将所述金属箔暂时固定在所述临时基板的至少一个表面上；
在所述金属箔上形成积层布线层；
安装电子元件，以使其与所述积层布线层的最上面的布线层电连接；
通过切断其中在所述临时基板上形成所述金属箔和所述积层布线层的结构的从形成在其中的所述粘合层向内的内侧部分，并由此将所述金属箔与所述临时基板分离，来获得其中将电子元件安装在形成在所述金属箔上的所述积层布线层上的布线构件；以及
从所述布线构件去除所述金属箔。
10、根据权利要求8所述的制造电子元件安装结构的方法，其中
所述金属箔和所述积层布线层形成在所述临时基板的两个表面侧中的每一个上，并且
分别从所述临时基板的两个表面侧获得所述布线构件。
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