JP2005005500A - Printed wiring board, multilayer wiring board and semiconductor device - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a printed wiring board, a multilayer wiring board and a semiconductor device capable of forming a highly reliable contact via. <P>SOLUTION: The printed wiring board comprises a metal substrate 11 of aluminium, a dielectric film 12 formed to cover the metal substrate, a conductive polymer film 13 formed to cover the dielectric film, a conductive paste film 14 formed on the surface of the conductive polymer film, a first insulating resin film 15 sealing an assembly from the metal substrate to the conductive paste film and having a first opening 15a and a second opening 15b, a first conductive layer 16 of zinc formed on the surface of the metal substrate, a second conductive layer 17 of nickel plating formed on the surface of the first conductive layer, and third conductive layers 18a and 18b of copper plating having a thickness of 5 μm or more formed on the surface of the second conductive layer and the conductive paste film. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンデンサを内蔵する印刷配線板、多層配線板及び半導体装置に関し、特に、信頼性の高い接続ビアを形成することができる印刷配線板、多層配線板及び半導体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コンデンサを基板中に内蔵する従来の印刷配線板として、例えば以下の特許文献１が参照される。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−３２０１７１号公報
【０００４】
特許文献１には、アルミニウムからなる金属基材の表面を覆って形成された酸化アルミニウムからなるコンデンサ用誘電体層と、このコンデンサ用誘電体層の表面を覆って形成されたコンデンサ電極用銅めっき層と、を備え、このコンデンサ用誘電体層に、金属基材に通じる第１のコンタクトホールがレーザにより開口して形成され、コンデンサ電極用銅めっき層に、第１のコンタクトホールと連通し、該第１のコンタクトホールの径よりも大きい径を有する第２のコンタクトホールが開口して形成され、コンデンサ電極用銅めっき層上に非感光性樹脂からなる絶縁層が形成され、該絶縁層に、第２のコンタクトホール及び第１のコンタクトホールのそれぞれを通って金属基材まで通じる金属基材コンタクト用ビアホールがレーザにより形成され、該絶縁層に、コンデンサ電極用銅めっき層まで通じるコンデンサ電極コンタクト用ビアホールがレーザにより形成され、金属基材コンタクト用ビアホールの内壁に、金属基材と電気的に接続する金属基材コンタクト用銅めっき層が形成され、コンデンサ電極コンタクト用ビアホールの内壁に、コンデンサ電極用銅めっき層と電気的に接続するコンデンサ電極コンタクト用銅めっき層が形成された構成が開示されている。これにより、チップコンデンサを層間絶縁膜内に埋め込む必要をなくし、層間絶縁膜の膜厚を薄くし、多層配線基板全体の厚みも薄くすることを可能としている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、レーザにより絶縁層１１９に第１のコンタクトホール１１９ａを形成すると、レーザが金属基材１１１の内部にまで到達してしまう。金属基材１１１が露出すると電解銅めっきが均一な膜に析出せず、信頼性のある金属基材コンタクト用の銅めっき１２０ａが形成できないおそれがある（図９（Ａ）参照）。
【０００６】
また、コンデンサ電極用の銅めっき１１８が金属スパッタ膜のように薄い場合には、レーザにより絶縁層１１９に第２のコンタクトホール１１９ｂを形成すると、レーザが銅めっき１１８を突き破ってコンデンサ用の誘電体層１１２の内部にまで到達してしまう。コンデンサ用の誘電体層１１２が露出すると電解銅めっきが均一な膜に析出せず、信頼性のあるコンデンサ電極コンタクト用の銅めっき１２０ｂが形成できないおそれがある（図９（Ｂ）参照）。
【０００７】
ところで、特許文献１には、アルミニウム基材の表面を酸素プラズマ処理してその表層部を酸化し、表層部をＡｌ_２Ｏ_３からなるコンデンサ用誘電体膜、あるいは、Ａｌ_２Ｏ_３よりなる粉体をアルミニウム基材の表面に堆積させ、それを焼成することで、Ａｌ_２Ｏ_３からなるコンデンサ用誘電体膜を形成することができる旨が記載されている。しかしながら、粉体の焼成等によって形成される酸化アルミニウム膜では、要求される薄膜化に対応できるものとはいえない。
【０００８】
本発明の第１の目的は、信頼性の高い接続ビア（コンタクトホール）を形成することができる印刷配線板、多層配線板及び半導体装置を提供することである。
【０００９】
本発明の第２の目的は、コンデンサ用誘電体膜の薄膜化に対応できる印刷配線板、多層配線板及び半導体装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
コンデンサ電極用コンタクトホールをレーザによって形成する際に、レーザをコンデンサ電極用銅めっき層の表面近くで止めることができるようにするには、コンデンサ電極用銅めっき層の厚みを数〜数十μｍと厚くすることが有効である。そして、コンデンサ用誘電体層を薄膜化（容量の増大化）したときの絶縁性を確保するためには、コンデンサ用誘電体層を固体電解質材料（例えば、ポリピロールなど）からなる導電性高分子膜で覆うことが有効である。よって、このようなコンデンサ電極用銅めっき層と導電性高分子膜を組み合わせた構成にすれば、導電性高分子膜とコンデンサ電極用銅めっき層の両者の有利な効果を享受することができ、上記目的を達成することができるとも考えられる。しかしながら、コンデンサ電極用の銅めっき２１８を厚く析出させるためには、導電性高分子膜２１３を直接めっき浴に長時間浸漬することとなり、導電性高分子膜２１３が破壊されて電気特性の劣化（静電容量の低下、リーク電流の増加）を引き起こすおそれがある（図１０参照）。そこで、このような問題を解決すべく、以下のような手段を案出した。
【００１１】
本発明の第１の視点においては、コンデンサを内蔵する印刷配線板において、表面の一部又は全部が粗化されたアルミニウムよりなる金属基材と、少なくとも前記金属基材の粗化された表面を覆って形成された誘電体膜と、前記誘電体膜の表面を覆って形成された導電性高分子膜と、前記導電性高分子膜の表面の少なくとも一部に形成された導電性ペースト膜と、前記金属基材乃至前記導電性ペースト膜を含む組立体を封止するとともに、前記金属基材に通じる第１の開口部を有し、かつ、前記導電性ペースト膜に通じる第２の開口部を有する第１の絶縁樹脂膜と、を備える。そして、前記第１の開口部における前記金属基材の表面に形成され、かつ、亜鉛よりなる第１の導電層を有する。そして、前記第１の開口部における前記第１の導電層の表面に形成され、かつ、ニッケルめっき又はパラジウムめっきよりなる第２の導電層を有する。そして、前記第１の開口部における前記第２の導電層の表面に形成されるとともに、前記第２の開口部における前記導電性ペースト膜の表面に形成され、前記第２の導電層よりも電気伝導性の高い金属めっきよりなり、かつ、膜厚が２μｍ以上（好ましくは５μｍ以上）である第３の導電層を有する。そして、前記金属基材乃至前記第３の導電層を含む組立体を封止するとともに、前記第１の開口部における前記第３の導電層に通じる第１のコンタクトホール、及び前記第２の開口部における前記第３の導電層に通じる第２のコンタクトホールの少なくとも一方を有する第２の絶縁樹脂膜を有する。そして、前記第１のコンタクトホールにおける前記第３の導電層の表面を含む前記第２の絶縁樹脂膜の表面の所定領域に形成された第１の電極パッドと、前記第２のコンタクトホールにおける前記第３の導電層の表面を含む前記第２の絶縁樹脂膜の表面の所定領域に形成された第２の電極パッドと、を有する。
【００１２】
本発明の第２の視点においては、コンデンサを内蔵する印刷配線板において、表面の一部又は全部が粗化されたアルミニウムよりなる金属基材と、少なくとも前記金属基材の粗化された表面を覆って形成された誘電体膜と、前記誘電体膜の表面を覆って形成された導電性高分子膜と、前記導電性高分子膜の表面の少なくとも一部に形成された導電性ペースト膜と、前記金属基材乃至前記導電性ペースト膜を含む組立体を封止するとともに、前記金属基材に通じる第１の開口部を有し、かつ、前記導電性ペースト膜に通じる第２の開口部を有する第１の絶縁樹脂膜と、を備える。そして、前記第１の開口部における前記金属基材の表面に形成され、かつ、亜鉛よりなる第１の導電層を有する。そして、前記第１の開口部における前記第１の導電層の表面に形成されるとともに、前記第２の開口部における前記導電性ペースト膜の表面に形成され、かつ、ニッケルめっき又はパラジウムめっきよりなる第２の導電層を有する。そして、前記第１の開口部における前記第２の導電層の表面に形成されるとともに、前記第２の開口部における前記第２の導電層の表面に形成され、前記第２の導電層よりも電気伝導性の高い金属めっきよりなり、かつ、膜厚が２μｍ以上（好ましくは５μｍ以上）である第３の導電層を有する。そして、前記金属基材乃至前記第３の導電層を含む組立体を封止するとともに、前記第１の開口部における前記第３の導電層に通じる第１のコンタクトホール、及び前記第２の開口部における前記第３の導電層に通じる第２のコンタクトホールの少なくとも一方を有する第２の絶縁樹脂膜を有する。そして、前記第１のコンタクトホールにおける前記第３の導電層の表面を含む前記第２の絶縁樹脂膜の表面の所定領域に形成された第１の電極パッドと、前記第２のコンタクトホールにおける前記第３の導電層の表面を含む前記第２の絶縁樹脂膜の表面の所定領域に形成された第２の電極パッドと、を有する。
【００１３】
本発明の第３の視点においては、多層配線板において、前記印刷配線板の上層及び下層の少なくとも一方に、絶縁層と配線層とが交互に積層されてなることを特徴とする。
【００１４】
本発明の第４の視点においては、半導体装置において、半導体チップと、前記印刷配線板又は前記多層配線板よりなる配線板と、を搭載することを特徴とする。
【００１５】
以下の説明からも明らかとされるように、上記目的は特許請求の範囲の各請求項の本発明によっても同様にして達成される。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態１に係る印刷配線板について図面を用いて説明する。図１及び図２は、本発明の実施形態１に係る印刷配線板の構成を模式的に示した部分断面図である。図２（Ａ）、図２（Ｂ）は、図１の丸で囲んだＡの領域（第１のコンタクトホール１９ａ周辺部）、Ｂの領域（第２のコンタクトホール１９ｂ周辺部）をそれぞれ拡大して示した部分拡大図である。この印刷配線板１０は、金属基材１１、誘電体膜１２、導電性高分子膜１３、導電性ペースト膜１４、第１の絶縁樹脂膜１５、第１の導電層１６、第２の導電層１７、第３の導電層１８ａ、１８ｂ、第２の絶縁樹脂膜１９、第１の電極パッド２０ａ、第２の電極パッド２０ｂ、を有する。
【００１７】
金属基材１１は、表面の一部（例えば、陽極接続用ビアが配される領域及びその周辺領域を除く部分）又は表面全部が粗化処理（例えば、エッチング処理）された細かい凹凸面を有するアルミニウムよりなる部材である。アルミニウム板をコア基板とすれば、基板の厚みを薄くしながら、必要な強度を保つことができる。また、金属基材１１の粗化処理された表面粗さは、一例として、１〜５０μｍ（マイクロメートル）程度とされる。
【００１８】
誘電体膜１２は、少なくとも金属基材１１の粗化された凹凸面を覆って形成されている。誘電体膜１２には、例えば、酸化アルミニウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、酸化タンタル、ＢＳＴ、ＰＺＴ等の金属酸化物を用いることができ、２種以上の金属酸化物を組み合わせた複合膜も用いることができる。また、誘電体膜１２には、酸化アルミニウムの比誘電率（約ε＝９．０）以上の高誘電物質を用いることが好ましい。誘電体膜１２の膜厚は、例えば、酸化アルミニウムの場合、数百ｐｍ（ピコメートル）〜数十ｎｍ（ナノメートル）とされる。誘電体膜１２の形成は、金属基材１１の表面を酸化処理することで行ってもよいし、スパッタリング法等の成膜法で行ってもよい。このように、本実施形態によれば、粗化処理により表面積が拡大された金属基材１１に、薄膜の誘電体膜１２が形成されたことで、コンデンサの厚み（電極間の距離）が縮減し、誘電体膜１２が、下地となった金属基材１１の表面の凹凸に追従した凹凸となり、誘電体及び電極の表面積が拡大し、コンデンサの静電容量は増大している。
【００１９】
導電性高分子膜１３は、誘電体膜１２の表面を覆って形成された対向電極である。誘電体膜１２を、導電性高分子膜１３で覆うことで絶縁性が確保されている。導電性高分子膜１３には、例えば、ポリピロール、ポリアセチレン、ポリアニリン、ポリアリレーン、ポリアリレーンビニレン、ポリチオフェン、ポリ−３−アルキルチオフェン等を用いることができ、２種以上の組み合わせでもよく、その中でもポリピロールを用いることが好ましい。導電性高分子膜１３の膜厚は、例えば、１０〜５０μｍとされる。
【００２０】
導電性ペースト膜１４は、導電性高分子膜１３の表面の少なくとも一部（第２の電極用の接続ビアで接続を行う箇所を含む領域）に形成されている。導電性ペースト膜１４として、カーボンペースト層上に銀ペースト層を形成した２層構造よりなる膜を用いることが好ましい。導電性ペースト層１４の膜厚は、例えば、カーボンペーストと銀ペーストの２層からなる場合、５〜２０μｍとされる。
【００２１】
第１の絶縁樹脂膜１５は、金属基材１１乃至導電性ペースト膜１４を含む組立体を封止する絶縁性の樹脂膜である。第１の絶縁樹脂膜１５は、金属基材１１に通じる第１の開口部１５ａを有し、導電性ペースト膜１４に通じる第２の開口部１５ｂを有し、第１の絶縁樹脂膜１５を貫通する貫通部１５ｃを有する。第１の絶縁樹脂膜１５として、例えば、感光性ソルダーレジスト（太陽インキ製造社製ＰＳＲ４０００ ＮＡＳ−９０−ＴＹ，タムラ化研社製 ＤＳＲ ２２００ ＢＧＸ−８等）等を用いることができる。
【００２２】
第１の導電層１６は、第１の開口部１５ａにおける金属基材１１（アルミニウム）の表面に形成され、かつ、亜鉛よりなる導電層である。第１の導電層１６は、例えば、粒径１μｍ程度の多数の結晶性亜鉛を金属基材１１（アルミニウム）に置換析出させている。第１の導電層１６を設けるのは、金属基材１１に係るアルミニウムは酸やアルカリに弱いため（活性が大きいため）、アルミニウムの表面に既存の銅めっき、ニッケルめっき等を成膜させることが困難だからであり、アルミニウムの表面が酸化してしまって良好なめっき密着が得られないからである。その点、亜鉛よりなる第１の導電層１６を形成することで、金属基材１１と第１の導電層１６が良好に密着し、かつ、亜鉛上に銅めっきやニッケルめっきを行うことが可能となる。ここで、第１の導電層１６の形成方法は、例えば、ダブルジンケート法又はジンケート法である。ダブルジンケート法では、例えば、アルカリ脱脂工程、酸性エッチング工程、活性化工程、第１の亜鉛置換工程、亜鉛剥離工程、第２の亜鉛置換工程の順に行われ、各工程における薬品（いずれもメルテックス社製）、濃度、温度、時間は、表１に示すとおりである。ジンケート法では、例えば、アルカリ脱脂工程、酸性エッチング工程、活性化工程、亜鉛置換工程の順に行われる。
【００２３】
【表１】

【００２４】
第２の導電層１７は、第１の開口部１５ａにおける第１の導電層１６の表面に形成された導電層である。すなわち、第１の導電層１６を介して、第２の導電層１７と金属基材１１とは電気的接続が行われている。第２の導電層１７には、ニッケルめっき又はパラジウムめっきを用いることができる。ニッケルめっき又はパラジウムめっきの形成には、例えば、既存の電解めっき法、無電解めっき法を用いることができる。このようなニッケルめっき又はパラジウムめっきは、亜鉛よりなる第１の導電層１６と良好な密着性を有することができるとともに、耐食性の向上、低接触抵抗等の効果がある。また、ニッケルめっき又はパラジウムめっきを行った後は、既存の電解銅めっき法、無電解銅めっき法のいずれの方法も可能となる。第２の導電層１７の厚さは、例えば、１μｍ以上１０μｍ以下であり、好ましくは３μｍ以上７μｍ以下である。
【００２５】
第３の導電層１８ａは、第１の開口部１５ａにおける第２の導電層１７の表面に形成された陽極取り出し用の導電層である。第３の導電層１８ｂは、第２の開口部１５ｂにおける導電性ペースト膜１４の表面に形成された陰極取り出し用の導電層である。第３の導電層１８ａ、１８ｂには、第２の導電層よりも電気伝導性の高い金属めっき、例えば、銅めっき、金めっき、銀めっき等を用いることができる。第３の導電層１８ａ、１８ｂの形成には、例えば、既存の電解めっき法、無電解めっき法を用いることができる。第３の導電層１８ａ、１８ｂの厚さは、当該第３の導電層１８ａ、１８ｂにレーザ（例えば、ＣＯ_２レーザ、ＵＶ−ＹＡＧレーザ）を照射しても当該レーザを前記第３の導電層で止めることができる厚さであればよく、例えば、２μｍ以上であり、好ましくは５μｍ以上２５μｍ以下であり、より好ましくは１０μｍ以上２０μｍ以下である。
【００２６】
第２の絶縁樹脂膜１９は、金属基材１１乃至第３の導電層１８ａ、１８ｂを含む組立体を封止する絶縁性の樹脂膜である。また、第２の絶縁樹脂膜１９は、第１の開口部１５ａにおける第３の導電層１８ａに通じる陽極接続用の第１のコンタクトホール１９ａを有し、第２の開口部１５ｂにおける第３の導電層１８ｂに通じる陰極接続用の第２のコンタクトホール１９ｂを有し、貫通部１５ｃにおける第２の絶縁樹脂膜１９を貫通するスルーホール用の貫通孔１９ｃを有する。第２の絶縁樹脂膜１９には、例えば、市販の絶縁樹脂フィルムや絶縁樹脂付き銅箔を用いることができる。絶縁樹脂として、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂、ポリイミド樹脂、フッ素樹脂、ベンゾシクロブテン樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、液晶ポリマー等の非感光性絶縁樹脂を用いることができる。また、絶縁樹脂を塗布して、第２の絶縁樹脂膜１９の形成を行ってもよい。第１のコンタクトホール１９ａ、第２のコンタクトホール１９ｂ及び貫通孔１９ｃは、例えば、第２の絶縁樹脂膜１９にレーザ（例えば、ＣＯ_２レーザ、ＵＶ−ＹＡＧレーザ）を照射することによって形成することができる。第１のコンタクトホール１９ａ、第２のコンタクトホール１９ｂ及び貫通孔１９ｃを形成するときのレーザの選択について、レーザのエネルギー量や回路の微細度合いにもよるが、例えば、径が約７５μｍ以上の穴を形成するときはＣＯ_２レーザが適しており、径が約７５μｍ以下の穴を形成するときはＵＶ−ＹＡＧレーザが適している。
【００２７】
第１の電極パッド２０ａは、第１のコンタクトホール１９ａにおける第３の導電層１８ａの表面を含む第２の絶縁樹脂膜１９の表面の所定領域に形成された金属層である。第２の電極パッド２０ｂは、第２のコンタクトホール１９ｂにおける第３の導電層１８ｂの表面を含む第２の絶縁樹脂膜１９の表面の所定領域に形成された金属層である。また、印刷配線板１０は、基板の貫通孔１９ｃの表面に貫通接続するためのスルーホール２０ｃ（めっきスルーホール）を備えており、表面と裏面間での信号配線が可能である。第１の電極パッド２０ａ、第２の電極パッド２０ｂ及びスルーホール２０ｃには、例えば、無電解めっき、電解めっき等による銅等の電極材料を用いることができ、第３の導電層１８ａ、１８ｂと同じ材料を用いてもよい。銅等の電極材料を被着する際、印刷配線板の図示されない導体パターンと、貫通孔１９ｃの表面にも、銅等の電極材料が被着される。
【００２８】
この印刷配線板１０は、金属基材１１を陽極（＋）とし、誘電体膜１２を介して導電性ペースト膜１４側を陰極（−）としており、この間に、電荷を蓄積する。
【００２９】
なお、図１の断面図で示す金属基材１１ａと１１ｂは一体である。この印刷配線板１０を上面からみた場合、金属基材１１ａと１１ｂの平面形状は、環状、π状等任意のパターンであってよい（図示せず）。
【００３０】
図２（Ａ）に示すように、第１のコンタクトホール１９ａ付近には、金属基材１１に第１の導電層１６、第２の導電層１７及び第３の導電層１８ａを介して接続される第１の電極パッド２０ａが設けられている。金属基材１１の表面には、図示した範囲内において誘電体膜、導電性高分子膜及び導電性ペースト膜は形成されていない。
【００３１】
図２（Ｂ）に示すように、第２のコンタクトホール１９ｂ付近には、金属基材１１の対向電極である導電性高分子膜１３に導電性ペースト膜１４及び第３の導電層１８ｂを介して接続される第２の電極パッド２０ｂが設けられている。
【００３２】
かかる構成の本実施形態によれば、誘電体膜１２の厚さを極めて薄く形成することができ、金属基材１１の粗化処理により電極の表面積を増大させ、導電性高分子膜１３を金属基材１１の粗化面に良好な追従性で被覆することができ、このため実質的に、金属基材１１の対向電極及び誘電体膜１２の表面積を増大させることが可能となり、高い静電容量を実現することができる。また、第１の開口部１５ａ及び第２の開口部１５ｂへの第３の導電層１８ａ、１８ｂを形成する際（例えば、電解銅めっきする際）、導電性高分子膜１３は導電性ペースト膜１４若しくは第１の絶縁樹脂膜１５で覆われており、めっき液に直接接することがないので、導電性高分子膜１３が破壊され電気特性劣化（静電容量低下やリーク電流増加）を引き起こすことがない。また、レーザによって第２の絶縁樹脂膜１９に開口した第１のコンタクトホール１９ａ及び第２のコンタクトホール１９ｂの底では、常に十分に厚い第３の導電層１８ａ、１８ｂが表面となるので、レーザを確実に第３の導電層１８ａ、１８ｂで止めることができ、過剰に掘り込んで金属基材１１、誘電体膜１２及び導電性高分子膜１３を露出させることがないので、第１のコンタクトホール１９ａ及び第２のコンタクトホール１９ｂへの安定した第１の電極パッド２０ａ及び第２の電極パッド２０ｂの形成（例えば、銅めっき析出）とビア接続を得ることができる。さらに、高い静電容量のコンデンサを実現するとともに、基板を貫通するスルーホール２０ｃが形成され、基板の表面と裏面に所望のパターンが形成され、インターポーザとしての基板としての役割も果たしている。
【００３３】
次に、本発明の実施形態１に係る印刷配線板の製造方法について説明する。図３及び図４は、本発明の実施形態１に係る印刷配線板の断面を主たる製造工程について工程順に模式的に示した部分断面図である。なお、図３及び図４は、単に、図面作成の都合で分図されている。
【００３４】
まず、図３（Ａ）に示すように、金属基材１１（例えば、箔状のアルミニウム板）を用意する（ステップＡ１）。次に、図３（Ｂ）に示すように、金属基材１１の所望の位置に、ドリル加工等により、穴明けし、貫通穴１１ｃ形成する（ステップＡ２）。
【００３５】
次に、図３（Ｃ）に示すように、金属基材１１の表面上の、陽極接続用ビアを形成する箇所を含む領域にテンポラリーマスク２２（絶縁性のレジスト）を形成する（ステップＡ３）。ここで、テンポラリーマスク２２の形成は、金属基材１１の表面の粗化処理の前に行われる。テンポラリーマスク２２としては、例えば、市販の感光性ドライフィルム等を用いることができる。テンポラリーマスク２２は、例えば、感光性ドライフィルムを熱圧着ラミネータで両面に貼り付け、所望のパターンを有するフォトマスクを介して紫外線を照射して感光性ドライフィルムを選択的に硬化させ、その後、未露光部を現像液で除去することによって形成することができる。
【００３６】
次に、このテンポラリーマスク２２をマスクとして、金属基材１１の表面の粗化処理を行う（ステップＡ４）。この粗化処理は、例えば、エッチングによって行われる。その際、テンポラリーマスク２２で覆われた表面以外の金属基材１１の表面には凹凸を形成する。当然のことながら、テンポラリーマスク２２が塗布された箇所の金属基材１１の表面は粗化処理されない。
【００３７】
次に、コンデンサ用の誘電体として、金属基材１１の粗化処理された表面の凹凸に追従するようにして、誘電体膜１２（例えば、酸化アルミニウム）を形成する（ステップＡ５）。誘電体膜１２の膜厚は数百ｐｍ〜数十ｎｍとする。粗化処理により表面積が拡大された誘電体膜が形成されるので静電容量が増大する。テンポラリーマスク２２が塗布された箇所の金属基材１１の表面には誘電体膜１２は形成されない。
【００３８】
次に、誘電体膜１２の上に、導電性高分子膜１３（例えば、ポリピロール膜）を形成する（ステップＡ６）。導電性高分子膜１３の膜厚は１０〜２０μｍとする。テンポラリーマスク２２が塗布された箇所の金属基材１１の表面には導電性高分子膜は形成されない。テンポラリーマスク２２の側面は、ポリピロール膜１３の端部と当接している。この後、テンポラリーマスク２２を剥がす（ステップＡ７）ことで、図３（Ｄ）に示すような組立体（基板）ができる。
【００３９】
次に、図３（Ｅ）に示すように、導電性高分子膜１３の表面上の、陰極接続用ビアを形成する箇所を含む領域に、導電性ペースト膜１４を形成する（ステップＡ８）。ここでの導電性ペースト膜１４は、カーボンペーストと、銀ペーストの２層からなる。導電性ペースト膜１４は、インクジェット方式又はスクリーン方式などの印刷により形成することができる。
【００４０】
次に、図３（Ｆ）に示すように、金属基材１１乃至導電性ペースト膜１４を含む組立体全体を第１の絶縁樹脂膜１５（感光性絶縁樹脂）で覆い、フォトリソグラフィ法（ここでは、露光、現像のみ）により、陽極接続用ビア及び陰極接続用ビアのそれぞれに対応する第１の開口部１５ａ及び第２の開口部１５ｂを形成した後、第１の絶縁樹脂膜１５を硬化させる（ステップＡ９）。この時点では、金属基材１１の貫通穴１１ｃの箇所にも第１の絶縁樹脂膜１５が覆われており、スルーホールに対応する貫通部１５ｃが存在する。
【００４１】
次に、図４（Ａ）に示すように、第２の開口部１５ｂ含む領域をマスキングするテンポラリーマスク２３（絶縁性のレジスト）を形成する（ステップＡ１０）。この時点では、第１の開口部１５ａはマスキングされておらず、金属基材１１が露出している。テンポラリーマスク２３は、前記テンポラリーマスク２２と同様な方法で形成される。
【００４２】
次に、第１の開口部１５ａから露出している金属基材１１の表面に第１の導電層１６（亜鉛）を形成する（ステップＡ１１）。ここでの第１の導電層１６（亜鉛）の形成は、ダブルジンケート法又はジンケート法であり、これにより第１の開口部１５ａから露出した金属基材１１（アルミニウム）の表面に、選択的に第１の導電層１６（亜鉛）を析出させることができる。なお、この時点ではテンポラリーマスク２３は剥がされていない。
【００４３】
次に、図４（Ｂ）に示すように、第１の開口部１５ａから露出している第１の導電層１６（亜鉛）の表面に第２の導電層１７（ニッケルめっき又はパラジウムめっき）を形成する（ステップＡ１２）。第２の導電層１７の膜厚は、１〜１０μｍとする。ここでは、第１の開口部１５ａから露出した第１の導電層１６（亜鉛）の表面に、選択的に第２の導電層１７（ニッケルめっき又はパラジウムめっき）を成膜させることができる。なお、この時点ではテンポラリーマスク２３は剥がされていない。
【００４４】
次に、テンポラリーマスク２３を剥がした後、図４（Ｃ）に示すように、第１の開口部１５ａから露出している第２の導電層１７（ニッケルめっき又はパラジウムめっき）の表面、及び第２の開口部１５ｂから露出している導電性ペースト膜１４（例えば、カーボンペースト、銀ペースト）の表面に、それぞれ第３の導電層１８ａ（例えば、銅めっき）及び第３の導電層１８ｂ（例えば、銅めっき）を形成する（ステップＡ１３）。第３の導電層の膜厚は、５〜２５μｍとする（なお、めっき前処理の酸洗により溶解する分を見込んで、この数値範囲に１〜２μｍ加えてもよい）。ここでは、第１の開口部１５ａから露出した第２の導電層１７（ニッケルめっき又はパラジウムめっき）の表面、及び第２の開口部１５ｂから露出している導電性ペースト膜１４（カーボンペースト、銀ペースト）の表面に、選択的に第３の導電層１８ａ、１８ｂ（銅めっき）を成膜させることができる。
【００４５】
次に、第１の絶縁樹脂膜１５をマスクとして、第３の導電層１８ａ、１８ｂ（例えば、銅めっき）の表面の粗化処理が行われる（ステップＡ１４）。この粗化処理は、例えば、公知の黒化還元処理、ソフトエッチング等によって行われる。その際、第１の絶縁樹脂膜１５で覆われた表面以外の第３の導電層１８ａ、１８ｂの表面には凹凸を形成する。
【００４６】
次に、組立体の表面に第２の絶縁樹脂膜１９（例えば、エポキシ樹脂）を形成する（ステップＡ１５）。ここで、第２の絶縁樹脂膜１９は、絶縁樹脂付き銅箔を用いる場合、組立体の上下面に絶縁樹脂付き銅箔を貼り、真空積層プレスすることにより形成できる。また、絶縁樹脂フィルムを用いる場合、組立体の上下面に絶縁樹脂フィルムを真空ラミネータで貼り付け、その後、硬化させることにより第２の絶縁樹脂膜１９を形成することができる。また、絶縁樹脂を塗布して第２の絶縁樹脂膜１９を形成してもかまわない。
【００４７】
次に、第２の絶縁樹脂膜１９のスルーホールを設ける場所にスルーホール用の貫通孔１９ｃをレーザ（例えば、ＣＯ_２レーザ、ＵＶ−ＹＡＧレーザ）加工で形成し、陽極接続用の第１のコンタクトホール１９ａ、及び陰極接続用の第２のコンタクトホール１９ｂをレーザ（例えば、ＣＯ_２レーザ、ＵＶ−ＹＡＧレーザ）加工で形成する（ステップＡ１６）。第１のコンタクトホール１９ａ及び第２のコンタクトホール１９ｂでは、第３の導電層１８ａ、１８ｂの上面まで第２の絶縁樹脂膜１９を除去し、第３の導電層１８ａ、１８ｂを露出させる。レーザの条件について、例えば、ＣＯ_２レーザでは、装置が三菱電機製レーザ加工機、パルスあたりのエネルギー量が２〜１０ｍＪ、パルス幅が２〜１０μ秒、ショット数が３〜１０ショット、加工方法がバースト加工、サイクル加工、及びトレパニング加工とすることができる。また、例えば、ＵＶ−ＹＡＧレーザでは、装置が三菱電機製レーザ加工機、パルスあたりのエネルギー量が０．０１〜０．０５ｍＪ、パルス幅が１００〜５００ｎ秒、ショット数が３０〜２００ショット、加工方法がバースト加工、及びトレパニング加工とすることができる。
【００４８】
次に、第１のコンタクトホール１９ａ、第２のコンタクトホール１９ｂの壁面やビア底、及び貫通孔１９ｃの壁面に付着したコンタミネーションを除去するために、過マンガン酸液で洗浄する（ステップＡ１７）。
【００４９】
次に、めっきの密着性を増強させるため、第２の絶縁樹脂膜１９（例えば、エポキシ樹脂）の表面の化学粗化を行ない、その後、基板表面全体（ビア底も含む）に無電解銅めっきでシード層を形成する（ステップＡ１８）。ここで、化学粗化には、例えば、公知のデスミア、樹脂粗化処理等を用いることができる。
【００５０】
次に、回路形成用のドライフィルムを基板にラミネートしてからマスク露光、現像工程を経て、所望の配線パターンを形成した後、電解銅めっきで配線パターン（第１の電極パッド２０ａ、第２の電極パッド２０ｂ、スルーホール２０ｃ、回路２０ｄを含む）を形成する（ステップＡ１９）。なお、両面の配線パターンをスルーホールめっきにより接続するスルーホールめっき技術として、例えばアディティブ法等が用いられるが、本発明は、かかる手法に限定されるものではない。
【００５１】
最後に、ドライフィルムを剥がす（同時にシード層も除去される）（ステップＡ２０）。以上の工程により、図４（Ｄ）の構成の印刷配線板が形成される。
【００５２】
本実施形態の製造方法によれば、第１の開口部１５ａ及び第２の開口部１５ｂへの第３の導電層１８ａ、１８ｂを形成する際（例えば、電解銅めっきする際）、導電性高分子膜１３は導電性ペースト膜１４及び第１の絶縁樹脂膜１５で覆われており、めっき液に直接接することがない。また、レーザによって第２の絶縁樹脂膜１９に開口した第１のコンタクトホール１９ａ及び第２のコンタクトホール１９ｂの底では、常に十分に厚い第３の導電層１８ａ、１８ｂが表面となるので、レーザを確実に第３の導電層１８ａ、１８ｂで止めることができ、過剰に掘り込んで金属基材１１、誘電体膜１２及び導電性高分子膜１３を露出させることがない。
【００５３】
次に、本発明の実施形態２に係る印刷配線板について図面を用いて説明する。図５及び図６は、本発明の実施形態２に係る印刷配線板の構成を模式的に示した部分断面図である。図６（Ａ）、図６（Ｂ）は、図５の丸で囲んだＡの領域（第１のコンタクトホール１９ａ周辺部）、Ｂの領域（第２のコンタクトホール１９ｂ周辺部）をそれぞれ拡大して示した部分拡大図である。この印刷配線板１０は、金属基材１１、誘電体膜１２、導電性高分子膜１３、導電性ペースト膜１４、第１の絶縁樹脂膜１５、第１の導電層１６、第２の導電層１７ａ、１７ｂ、第３の導電層１８ａ、１８ｂ、第２の絶縁樹脂膜１９、第１の電極パッド２０ａ、第２の電極パッド２０ｂ、を有する。
【００５４】
実施形態２に係る印刷配線板は、第２の導電層１７ｂを有する点で、実施形態１に係る印刷配線板と異なる。実施形態２に係る印刷配線板の第２の導電層１７ｂ以外の構成は、実施形態１に係る印刷配線板の対応する構成と同様である。
【００５５】
第２の導電層１７ｂは、第２の開口部１５ｂにおける導電性ペースト膜１４の表面に形成されている。第２の導電層１７ｂの材料や膜厚は、実施形態１に係る印刷配線板の第２の導電層１７（図１参照）と同様である。第３の導電層１８ｂは、第２の開口部１５ｂにおける第２の導電層１７ｂの表面に形成されている。
【００５６】
かかる構成の本実施形態によれば、誘電体膜１２の厚さを極めて薄く形成することができ、金属基材１１の粗化処理により電極の表面積を増大させ、導電性高分子膜１３を金属基材１１の粗化面に良好な追従性で被覆することができ、このため実質的に、金属基材１１の対向電極及び誘電体膜１２の表面積を増大させることが可能となり、高い静電容量を実現することができる。また、第１の開口部１５ａ及び第２の開口部１５ｂへの第２の導電層１７ａ、１７ｂ及び第３の導電層１８ａ、１８ｂを形成する際（例えば、電解銅めっきする際）、導電性高分子膜１３は導電性ペースト膜１４及び第１の絶縁樹脂膜１５で覆われており、めっき液に直接接することがないので、導電性高分子膜１３が破壊され電気特性劣化（静電容量低下やリーク電流増加）を引き起こすことがない。また、レーザによって第２の絶縁樹脂膜１９に開口した第１のコンタクトホール１９ａ及び第２のコンタクトホール１９ｂの底では、常に十分に厚い第３の導電層１８ａ、１８ｂが表面となるので、レーザを確実に第３の導電層１８ａ、１８ｂで止めることができ、過剰に掘り込んで金属基材１１、誘電体膜１２及び導電性高分子膜１３を露出させることがないので、第１のコンタクトホール１９ａ及び第２のコンタクトホール１９ｂへの安定した第１の電極パッド２０ａ及び第２の電極パッド２０ｂの形成（例えば、銅めっき析出）とビア接続を得ることができる。さらに、高い静電容量のコンデンサを実現するとともに、基板を貫通するスルーホール２０ｃが形成され、基板の表面と裏面に所望のパターンが形成され、インターポーザとしての基板としての役割も果たしている。
【００５７】
次に、本発明の実施形態２に係る印刷配線板の製造方法について説明する。図７及び図８は、本発明の実施形態２に係る印刷配線板の断面を主たる製造工程について工程順に模式的に示した部分断面図である。なお、図７及び図８は、単に、図面作成の都合で分図されている。
【００５８】
実施形態２に係る印刷配線板の製造方法は、実施形態１に係る印刷配線板の製造方法におけるステップＡ１〜Ａ１１、Ａ１４〜Ａ２０と共通し、ステップＡ１２及びＡ１３と異なる。
【００５９】
実施形態２に係る印刷配線板の製造方法では、実施形態１に係る印刷配線板の製造方法におけるステップＡ１〜Ａ１１を行った後（図８（Ｂ）参照）、テンポラリーマスク２３を剥がし、その後、第１の開口部１５ａから露出している第１の導電層１６（亜鉛）の表面に第２の導電層１７ａ（ニッケルめっき又はパラジウムめっき）を形成するとともに、第２の開口部１５ｂから露出している導電性ペースト膜１４（カーボンペースト、銀ペースト）の表面に第２の導電層１７ｂ（ニッケルめっき）を形成する。次に、第１の開口部１５ａから露出している第２の導電層１７ａ（ニッケルめっき又はパラジウムめっき）の表面、及び第２の開口部１５ｂから露出している第２の導電層１７ｂ（ニッケルめっき又はパラジウムめっき）の表面に、それぞれ第３の導電層１８ａ（銅めっき）及び第３の導電層１８ｂ（銅めっき）を形成する（図８（Ｃ）参照）。その後、実施形態２に係る印刷配線板の製造方法では、実施形態１に係る印刷配線板の製造方法におけるステップＡ１４〜Ａ２０を行う。以上の工程により、図８（Ｄ）の構成の印刷配線板が形成される。
【００６０】
本実施形態の製造方法によれば、第１の開口部１５ａ及び第２の開口部１５ｂに第２の導電層１７ａ、１７ｂ及び第３の導電層１８ａ、１８ｂを形成する際（例えば、電解銅めっきする際）、導電性高分子膜１３は導電性ペースト膜１４及び第１の絶縁樹脂膜１５で覆われており、めっき液に直接接することがない。また、レーザによって第２の絶縁樹脂膜１９に開口形成した第１のコンタクトホール１９ａ及び第２のコンタクトホール１９ｂの底では、常に十分に厚い第３の導電層１８ａ、１８ｂが表面となるので、レーザを確実に第３の導電層１８ａ、１８ｂで止めることができ、過剰に掘り込んで金属基材１１、誘電体膜１２及び導電性高分子膜１３を露出させることがない。
【００６１】
【発明の効果】
本発明に係る印刷配線板によれば、電極表面を粗化処理して電極の表面積を増大させ、比誘電率の高い酸化皮膜を薄く形成して、コンデンサの電極間の距離を薄くし、大静電容量のコンデンサを内蔵した印刷配線板を実現している。これにより、インターポーザ等の基板内に大静電容量のコンデンサを内蔵することを可能としている。
【００６２】
また、本発明に係る印刷配線板によれば、導電性高分子膜が第１の絶縁樹脂膜及び導電性ペースト膜で覆われており、めっき液に直接接することがないので、導電性高分子膜が破壊され電気特性劣化（静電容量低下やリーク電流増加）を引き起こすことがない。これにより、信頼性の高い接続ビアを形成することができる。
【００６３】
また、本発明に係る印刷配線板によれば、レーザによる第２の絶縁樹脂膜への穴あけの際、レーザを確実に第３の導電層で止めることができ、過剰に掘り込んで金属基材、誘電体膜及び導電性高分子膜を露出させることがない。これにより、信頼性の高い接続ビアを形成することができる。
【００６４】
また、本発明に係る印刷配線板によれば、陽極の電極と陰極の電極との電気的な絶縁性が確保されており、印刷配線板における配線の引き回し等に支障をきたすことなく、設計自由度を確保しながら、高静電容量のキャパシタを基板内に形成することを可能としている。
【００６５】
また、本発明の半導体装置によれば、デカップリングコンデンサ、ノイズフィルタ、大容量のキャパシタアレイ等を内蔵したパッケージを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１に係る印刷配線板の構成を模式的に示した部分断面図である。
【図２】本発明の実施形態１に係る印刷配線板の構成を模式的に示した部分断面図（拡大）である。
【図３】本発明の実施形態１に係る印刷配線板の断面を主たる製造工程について工程順に模式的に示した第１の部分断面図である。
【図４】本発明の実施形態１に係る印刷配線板の断面を主たる製造工程について工程順に模式的に示した第２の部分断面図である。
【図５】本発明の実施形態２に係る印刷配線板の構成を模式的に示した部分断面図である。
【図６】本発明の実施形態２に係る印刷配線板の構成を模式的に示した部分断面図（拡大）である。
【図７】本発明の実施形態２に係る印刷配線板の断面を主たる製造工程について工程順に模式的に示した第１の部分断面図である。
【図８】本発明の実施形態２に係る印刷配線板の断面を主たる製造工程について工程順に模式的に示した第２の部分断面図である。
【図９】従来例に係る印刷配線板の構成を模式的に示した部分断面図（拡大）である。
【図１０】比較例に係る印刷配線板の構成を模式的に示した部分断面図（拡大）である。
【符号の説明】
１０ 印刷配線板
１１、１１ａ、１１ｂ、１１１、２１１ 金属基材（アルミニウム）
１１ｃ 貫通穴
１２、１１２、２１２ 誘電体膜
１３、２１３ 導電性高分子膜
１４ 導電性ペースト膜（カーボンペースト、銀ペースト）
１５ 第１の絶縁樹脂膜（感光性絶縁樹脂）
１５ａ 第１の開口部
１５ｂ 第２の開口部
１５ｃ 貫通部
１６ 第１の導電層（亜鉛）
１７、１７ａ、１７ｂ 第２の導電層（ニッケル又はパラジウムめっき）
１８ａ、１８ｂ、１１８、２１８ 第３の導電層（銅めっき）
１９、１１９、２１９ 第２の絶縁樹脂膜（非感光性絶縁樹脂）
１９ａ、１１９ａ 第１のコンタクトホール（陽極接続用）
１９ｂ、１１９ｂ、２１９ｂ 第２のコンタクトホール（陰極接続用）
１９ｃ 貫通孔（スルーホール用）
２０ａ、１２０ａ 第１の電極パッド（銅めっき）
２０ｂ、１２０ｂ、２２０ｂ 第２の電極パッド（銅めっき）
２０ｃ スルーホール（銅めっき）
２０ｄ 回路（銅めっき）
２２、２３ テンポラリーマスク[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a printed wiring board, a multilayer wiring board, and a semiconductor device with a built-in capacitor, and more particularly to a printed wiring board, a multilayer wiring board, and a semiconductor device that can form a highly reliable connection via.
[0002]
[Prior art]
For example, the following Patent Document 1 is referred to as a conventional printed wiring board in which a capacitor is built in a substrate.
[0003]
[Patent Document 1]
JP 2001-320171 A
[0004]
Patent Document 1 discloses a capacitor dielectric layer made of aluminum oxide formed so as to cover the surface of a metal substrate made of aluminum, and a capacitor electrode copper plating formed so as to cover the surface of the capacitor dielectric layer. A first contact hole communicating with the metal substrate is formed by opening a laser in the capacitor dielectric layer, and the capacitor electrode copper plating layer communicates with the first contact hole. A second contact hole having a diameter larger than the diameter of the first contact hole is formed to open, and an insulating layer made of a non-photosensitive resin is formed on the copper plating layer for the capacitor electrode. , A via hole for contact with a metal base material that leads to the metal base material through each of the second contact hole and the first contact hole is formed by a laser. A via hole for capacitor electrode contact that leads to the copper plating layer for capacitor electrode is formed in the insulating layer by a laser, and the inner wall of the via hole for metal substrate contact is electrically connected to the metal substrate for metal substrate contact A configuration is disclosed in which a copper plating layer is formed and a capacitor electrode contact copper plating layer electrically connected to the capacitor electrode copper plating layer is formed on the inner wall of the capacitor electrode contact via hole. This eliminates the need to embed the chip capacitor in the interlayer insulating film, makes it possible to reduce the thickness of the interlayer insulating film and reduce the thickness of the entire multilayer wiring board.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the first contact hole 119 a is formed in the insulating layer 119 by the laser, the laser reaches the inside of the metal base 111. When the metal substrate 111 is exposed, the electrolytic copper plating does not deposit on a uniform film, and there is a possibility that the reliable copper plating 120a for the metal substrate contact cannot be formed (see FIG. 9A).
[0006]
Further, when the copper plating 118 for the capacitor electrode is as thin as a metal sputter film, when the second contact hole 119b is formed in the insulating layer 119 by a laser, the laser penetrates the copper plating 118 and the dielectric for the capacitor The inside of the layer 112 is reached. When the capacitor dielectric layer 112 is exposed, the electrolytic copper plating does not deposit on a uniform film, and there is a possibility that the reliable copper plating 120b for capacitor electrode contact cannot be formed (see FIG. 9B).
[0007]
By the way, in Patent Document 1, the surface of an aluminum substrate is subjected to oxygen plasma treatment to oxidize the surface layer portion, and the surface layer portion is made of Al. ₂ O ₃ Dielectric film for capacitors made of Al or Al ₂ O ₃ By depositing the powder consisting of on the surface of the aluminum substrate and firing it, Al ₂ O ₃ It is described that a capacitor dielectric film can be formed. However, it cannot be said that an aluminum oxide film formed by firing powder or the like can cope with the required thinning.
[0008]
A first object of the present invention is to provide a printed wiring board, a multilayer wiring board, and a semiconductor device capable of forming a connection via (contact hole) with high reliability.
[0009]
A second object of the present invention is to provide a printed wiring board, a multilayer wiring board, and a semiconductor device that can cope with a reduction in the thickness of a capacitor dielectric film.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
When the capacitor electrode contact hole is formed by a laser, the thickness of the capacitor electrode copper plating layer is set to several to several tens of μm so that the laser can be stopped near the surface of the capacitor electrode copper plating layer. It is effective to increase the thickness. In order to ensure insulation when the capacitor dielectric layer is thinned (capacity increase), the capacitor dielectric layer is made of a conductive polymer film made of a solid electrolyte material (for example, polypyrrole). It is effective to cover with. Therefore, if such a configuration in which the copper plating layer for capacitor electrodes and the conductive polymer film are combined, the advantageous effects of both the conductive polymer film and the copper plating layer for capacitor electrodes can be enjoyed. It is considered that the above object can be achieved. However, in order to deposit the copper plating 218 for the capacitor electrode thickly, the conductive polymer film 213 is directly immersed in the plating bath for a long time, and the conductive polymer film 213 is destroyed to deteriorate the electrical characteristics ( There is a risk of causing a decrease in capacitance and an increase in leakage current (see FIG. 10). In order to solve such problems, the following means have been devised.
[0011]
In a first aspect of the present invention, in a printed wiring board incorporating a capacitor, a metal base material made of aluminum whose surface is partially or entirely roughened, and at least a roughened surface of the metal base material. A dielectric film formed to cover, a conductive polymer film formed to cover the surface of the dielectric film, and a conductive paste film formed on at least a part of the surface of the conductive polymer film; And sealing the assembly including the metal base material to the conductive paste film, having a first opening leading to the metal base material, and having a first opening leading to the conductive paste film A first insulating resin film. And it has the 1st conductive layer which is formed in the surface of the said metal base material in a said 1st opening part, and consists of zinc. And it has the 2nd conductive layer which is formed in the surface of the said 1st conductive layer in a said 1st opening part, and consists of nickel plating or palladium plating. And formed on the surface of the second conductive layer in the first opening and formed on the surface of the conductive paste film in the second opening, and more electrically than the second conductive layer. It has the 3rd conductive layer which consists of metal plating with high conductivity, and whose film thickness is 2 micrometers or more (preferably 5 micrometers or more). And while sealing the assembly containing the said metal base material thru | or said 3rd conductive layer, the 1st contact hole which leads to the said 3rd conductive layer in the said 1st opening part, and the said 2nd opening A second insulating resin film having at least one of the second contact holes communicating with the third conductive layer. A first electrode pad formed in a predetermined region of the surface of the second insulating resin film including the surface of the third conductive layer in the first contact hole; and the second electrode in the second contact hole. And a second electrode pad formed in a predetermined region on the surface of the second insulating resin film including the surface of the third conductive layer.
[0012]
In a second aspect of the present invention, in a printed wiring board incorporating a capacitor, a metal base material made of aluminum whose surface is partially or entirely roughened, and at least a roughened surface of the metal base material. A dielectric film formed to cover, a conductive polymer film formed to cover the surface of the dielectric film, and a conductive paste film formed on at least a part of the surface of the conductive polymer film; And sealing the assembly including the metal base material to the conductive paste film, having a first opening leading to the metal base material, and having a first opening leading to the conductive paste film A first insulating resin film. And it has the 1st conductive layer which is formed in the surface of the said metal base material in a said 1st opening part, and consists of zinc. And formed on the surface of the first conductive layer in the first opening, formed on the surface of the conductive paste film in the second opening, and made of nickel plating or palladium plating A second conductive layer; And formed on the surface of the second conductive layer in the first opening, and formed on the surface of the second conductive layer in the second opening, than the second conductive layer. It has a third conductive layer made of metal plating with high electrical conductivity and a film thickness of 2 μm or more (preferably 5 μm or more). And while sealing the assembly containing the said metal base material thru | or said 3rd conductive layer, the 1st contact hole which leads to the said 3rd conductive layer in the said 1st opening part, and the said 2nd opening A second insulating resin film having at least one of the second contact holes communicating with the third conductive layer. A first electrode pad formed in a predetermined region of the surface of the second insulating resin film including the surface of the third conductive layer in the first contact hole; and the second electrode in the second contact hole. And a second electrode pad formed in a predetermined region on the surface of the second insulating resin film including the surface of the third conductive layer.
[0013]
According to a third aspect of the present invention, in the multilayer wiring board, an insulating layer and a wiring layer are alternately laminated on at least one of an upper layer and a lower layer of the printed wiring board.
[0014]
According to a fourth aspect of the present invention, in a semiconductor device, a semiconductor chip and a wiring board made of the printed wiring board or the multilayer wiring board are mounted.
[0015]
As will be apparent from the following description, the above object can be similarly achieved by the present invention of each claim.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A printed wiring board according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 and 2 are partial cross-sectional views schematically showing the configuration of a printed wiring board according to Embodiment 1 of the present invention. FIGS. 2A and 2B are enlarged views of the area A (the periphery of the first contact hole 19a) and the area B (the periphery of the second contact hole 19b) encircled in FIG. It is the elements on larger scale shown. The printed wiring board 10 includes a metal substrate 11, a dielectric film 12, a conductive polymer film 13, a conductive paste film 14, a first insulating resin film 15, a first conductive layer 16, and a second conductive layer. 17, third conductive layers 18a and 18b, a second insulating resin film 19, a first electrode pad 20a, and a second electrode pad 20b.
[0017]
The metal base 11 has a fine uneven surface in which a part of the surface (for example, a region excluding the region where the anode connecting via is arranged and its peripheral region) or the entire surface is roughened (for example, an etching process). It is a member made of aluminum. If the aluminum plate is used as the core substrate, the required strength can be maintained while reducing the thickness of the substrate. Moreover, the roughened surface roughness of the metal substrate 11 is, for example, about 1 to 50 μm (micrometer).
[0018]
The dielectric film 12 is formed so as to cover at least the roughened uneven surface of the metal substrate 11. For the dielectric film 12, for example, a metal oxide such as aluminum oxide, titanium oxide, barium titanate, tantalum oxide, BST, or PZT can be used, and a composite film in which two or more metal oxides are combined is also used. be able to. The dielectric film 12 is preferably made of a high dielectric material having a relative dielectric constant (approximately ε = 9.0) of aluminum oxide. The film thickness of the dielectric film 12 is, for example, several hundred pm (picometer) to several tens of nm (nanometer) in the case of aluminum oxide. Formation of the dielectric film 12 may be performed by oxidizing the surface of the metal substrate 11 or may be performed by a film forming method such as a sputtering method. Thus, according to the present embodiment, the thickness of the capacitor (distance between the electrodes) is reduced by forming the thin dielectric film 12 on the metal substrate 11 whose surface area has been expanded by the roughening treatment. However, the dielectric film 12 becomes unevenness following the unevenness of the surface of the metal base material 11 as a base, the surface area of the dielectric and the electrode is increased, and the capacitance of the capacitor is increased.
[0019]
The conductive polymer film 13 is a counter electrode formed so as to cover the surface of the dielectric film 12. The insulating property is ensured by covering the dielectric film 12 with the conductive polymer film 13. For the conductive polymer film 13, for example, polypyrrole, polyacetylene, polyaniline, polyarylene, polyarylenevinylene, polythiophene, poly-3-alkylthiophene, and the like can be used. Is preferably used. The film thickness of the conductive polymer film 13 is, for example, 10 to 50 μm.
[0020]
The conductive paste film 14 is formed on at least a part of the surface of the conductive polymer film 13 (a region including a portion where connection is made by the connection via for the second electrode). As the conductive paste film 14, it is preferable to use a film having a two-layer structure in which a silver paste layer is formed on a carbon paste layer. The film thickness of the conductive paste layer 14 is, for example, 5 to 20 μm when the conductive paste layer 14 includes two layers of a carbon paste and a silver paste.
[0021]
The first insulating resin film 15 is an insulating resin film that seals the assembly including the metal substrate 11 to the conductive paste film 14. The first insulating resin film 15 has a first opening 15 a that communicates with the metal substrate 11, has a second opening 15 b that communicates with the conductive paste film 14, and the first insulating resin film 15 It has a through portion 15c that penetrates. As the first insulating resin film 15, for example, a photosensitive solder resist (such as PSR4000 NAS-90-TY manufactured by Taiyo Ink Manufacturing Co., Ltd., DSR 2200 BGX-8 manufactured by Tamura Kaken Co., Ltd.) or the like can be used.
[0022]
The first conductive layer 16 is a conductive layer formed on the surface of the metal base 11 (aluminum) in the first opening 15a and made of zinc. In the first conductive layer 16, for example, a large amount of crystalline zinc having a particle size of about 1 μm is substituted and deposited on the metal substrate 11 (aluminum). The first conductive layer 16 is provided because aluminum according to the metal substrate 11 is weak against acid and alkali (because of its high activity), so that existing copper plating, nickel plating, or the like can be formed on the aluminum surface. This is because it is difficult, and the surface of aluminum is oxidized, and good plating adhesion cannot be obtained. In that respect, by forming the first conductive layer 16 made of zinc, the metal substrate 11 and the first conductive layer 16 can be satisfactorily adhered, and copper plating or nickel plating can be performed on zinc. It becomes. Here, the method of forming the first conductive layer 16 is, for example, a double zincate method or a zincate method. In the double zincate method, for example, an alkaline degreasing step, an acidic etching step, an activation step, a first zinc replacement step, a zinc stripping step, and a second zinc replacement step are performed in this order, and chemicals in each step (all are Meltex Table 1 shows the concentration, temperature, and time. In the zincate method, for example, an alkali degreasing step, an acidic etching step, an activation step, and a zinc replacement step are performed in this order.
[0023]
[Table 1]

[0024]
The second conductive layer 17 is a conductive layer formed on the surface of the first conductive layer 16 in the first opening 15a. That is, the second conductive layer 17 and the metal substrate 11 are electrically connected via the first conductive layer 16. Nickel plating or palladium plating can be used for the second conductive layer 17. For the formation of nickel plating or palladium plating, for example, an existing electrolytic plating method or electroless plating method can be used. Such nickel plating or palladium plating can have good adhesion to the first conductive layer 16 made of zinc, and has effects such as improved corrosion resistance and low contact resistance. Moreover, after nickel plating or palladium plating, any of the existing electrolytic copper plating method and electroless copper plating method can be used. The thickness of the second conductive layer 17 is, for example, 1 μm or more and 10 μm or less, and preferably 3 μm or more and 7 μm or less.
[0025]
The third conductive layer 18a is a conductive layer for taking out the anode formed on the surface of the second conductive layer 17 in the first opening 15a. The third conductive layer 18b is a cathode extraction conductive layer formed on the surface of the conductive paste film 14 in the second opening 15b. For the third conductive layers 18a and 18b, metal plating having higher electrical conductivity than the second conductive layer, for example, copper plating, gold plating, silver plating, or the like can be used. For example, an existing electrolytic plating method or electroless plating method can be used to form the third conductive layers 18a and 18b. The thickness of the third conductive layers 18a and 18b is such that the third conductive layers 18a and 18b are laser-exposed (for example, CO 2 ₂ A thickness that can stop the laser with the third conductive layer is sufficient, for example, 2 μm or more, preferably 5 μm or more and 25 μm or less, and more Preferably they are 10 micrometers or more and 20 micrometers or less.
[0026]
The second insulating resin film 19 is an insulating resin film that seals the assembly including the metal base 11 to the third conductive layers 18a and 18b. The second insulating resin film 19 has a first contact hole 19a for anode connection that communicates with the third conductive layer 18a in the first opening 15a, and a third contact in the second opening 15b. It has a second contact hole 19b for cathode connection that leads to the conductive layer 18b, and a through hole 19c for a through hole that penetrates the second insulating resin film 19 in the through portion 15c. For the second insulating resin film 19, for example, a commercially available insulating resin film or a copper foil with an insulating resin can be used. As the insulating resin, for example, a non-photosensitive insulating resin such as an epoxy resin, a phenol resin, a polyester resin, a bismaleimide triazine resin, a polyimide resin, a fluorine resin, a benzocyclobutene resin, a polyphenylene ether resin, or a liquid crystal polymer can be used. Alternatively, the second insulating resin film 19 may be formed by applying an insulating resin. The first contact hole 19a, the second contact hole 19b, and the through hole 19c are formed on the second insulating resin film 19 with a laser (for example, CO ₂ (Laser, UV-YAG laser) can be formed. The selection of the laser when forming the first contact hole 19a, the second contact hole 19b, and the through hole 19c is, for example, a hole having a diameter of about 75 μm or more, depending on the amount of laser energy and the fineness of the circuit. CO to form ₂ A laser is suitable, and a UV-YAG laser is suitable when forming a hole having a diameter of about 75 μm or less.
[0027]
The first electrode pad 20a is a metal layer formed in a predetermined region on the surface of the second insulating resin film 19 including the surface of the third conductive layer 18a in the first contact hole 19a. The second electrode pad 20b is a metal layer formed in a predetermined region on the surface of the second insulating resin film 19 including the surface of the third conductive layer 18b in the second contact hole 19b. Further, the printed wiring board 10 includes a through hole 20c (plating through hole) for through-connecting to the surface of the through hole 19c of the substrate, and signal wiring is possible between the front surface and the back surface. For the first electrode pad 20a, the second electrode pad 20b, and the through hole 20c, for example, an electrode material such as copper by electroless plating or electrolytic plating can be used, and the third conductive layers 18a, 18b and The same material may be used. When the electrode material such as copper is applied, the electrode material such as copper is also applied to the conductor pattern (not shown) of the printed wiring board and the surface of the through hole 19c.
[0028]
The printed wiring board 10 has a metal substrate 11 as an anode (+) and a conductive paste film 14 side through a dielectric film 12 as a cathode (−), and charges are accumulated during this period.
[0029]
In addition, the metal base materials 11a and 11b shown by sectional drawing of FIG. 1 are integral. When the printed wiring board 10 is viewed from above, the planar shape of the metal bases 11a and 11b may be an arbitrary pattern such as an annular shape or a π shape (not shown).
[0030]
As shown in FIG. 2A, in the vicinity of the first contact hole 19a, the metal substrate 11 is connected via the first conductive layer 16, the second conductive layer 17, and the third conductive layer 18a. A first electrode pad 20a is provided. A dielectric film, a conductive polymer film and a conductive paste film are not formed on the surface of the metal substrate 11 within the range shown in the figure.
[0031]
As shown in FIG. 2B, in the vicinity of the second contact hole 19b, the conductive polymer film 13 that is the counter electrode of the metal substrate 11 is interposed between the conductive paste film 14 and the third conductive layer 18b. A second electrode pad 20b to be connected is provided.
[0032]
According to this embodiment having such a configuration, the thickness of the dielectric film 12 can be formed extremely thin, the surface area of the electrode is increased by roughening the metal substrate 11, and the conductive polymer film 13 is made of metal. The roughened surface of the base material 11 can be coated with good followability, so that it is possible to substantially increase the surface area of the counter electrode and the dielectric film 12 of the metal base material 11, and high electrostatic capacity. Capacity can be realized. When the third conductive layers 18a and 18b are formed on the first opening 15a and the second opening 15b (for example, when electrolytic copper plating is performed), the conductive polymer film 13 is a conductive paste film. 14 or the first insulating resin film 15 and is not in direct contact with the plating solution, so that the conductive polymer film 13 is destroyed and electrical characteristics are deteriorated (capacitance reduction and leakage current increase). There is no. Since the third conductive layers 18a and 18b are always sufficiently thick at the bottoms of the first contact hole 19a and the second contact hole 19b opened in the second insulating resin film 19 by the laser, the laser Can be reliably stopped by the third conductive layers 18a and 18b, and the first contact is prevented from being dug excessively to expose the metal substrate 11, the dielectric film 12, and the conductive polymer film 13. Stable formation (for example, copper plating deposition) of the first electrode pad 20a and the second electrode pad 20b in the hole 19a and the second contact hole 19b and via connection can be obtained. Furthermore, a capacitor having a high capacitance is realized, and a through hole 20c penetrating the substrate is formed, and a desired pattern is formed on the front surface and the back surface of the substrate, which also serves as a substrate as an interposer.
[0033]
Next, a method for manufacturing a printed wiring board according to Embodiment 1 of the present invention will be described. 3 and 4 are partial cross-sectional views schematically showing the cross-section of the printed wiring board according to Embodiment 1 of the present invention in the order of the steps in the main manufacturing process. 3 and 4 are simply separated for convenience of drawing.
[0034]
First, as shown in FIG. 3A, a metal substrate 11 (for example, a foil-like aluminum plate) is prepared (step A1). Next, as shown in FIG. 3B, a hole is drilled at a desired position of the metal base 11 by drilling or the like to form a through hole 11c (step A2).
[0035]
Next, as shown in FIG. 3C, a temporary mask 22 (insulating resist) is formed in a region on the surface of the metal base 11 including a portion where an anode connection via is to be formed (step A3). . Here, the temporary mask 22 is formed before the surface roughening treatment of the metal substrate 11. As the temporary mask 22, for example, a commercially available photosensitive dry film or the like can be used. The temporary mask 22 is, for example, a photosensitive dry film attached to both sides with a thermocompression laminator, and irradiated with ultraviolet rays through a photomask having a desired pattern to selectively cure the photosensitive dry film. It can be formed by removing the exposed portion with a developer.
[0036]
Next, the surface of the metal substrate 11 is roughened using the temporary mask 22 as a mask (step A4). This roughening process is performed by etching, for example. At that time, irregularities are formed on the surface of the metal substrate 11 other than the surface covered with the temporary mask 22. As a matter of course, the surface of the metal substrate 11 where the temporary mask 22 is applied is not roughened.
[0037]
Next, as a capacitor dielectric, a dielectric film 12 (for example, aluminum oxide) is formed so as to follow the roughness of the roughened surface of the metal substrate 11 (step A5). The film thickness of the dielectric film 12 is several hundred pm to several tens of nm. Since a dielectric film having an enlarged surface area is formed by the roughening treatment, the capacitance increases. The dielectric film 12 is not formed on the surface of the metal substrate 11 where the temporary mask 22 is applied.
[0038]
Next, a conductive polymer film 13 (for example, a polypyrrole film) is formed on the dielectric film 12 (step A6). The film thickness of the conductive polymer film 13 is 10 to 20 μm. A conductive polymer film is not formed on the surface of the metal substrate 11 where the temporary mask 22 is applied. The side surface of the temporary mask 22 is in contact with the end of the polypyrrole film 13. Thereafter, the temporary mask 22 is peeled off (step A7), whereby an assembly (substrate) as shown in FIG.
[0039]
Next, as shown in FIG. 3E, a conductive paste film 14 is formed on the surface of the conductive polymer film 13 in a region including a portion where a cathode connection via is to be formed (step A8). The conductive paste film 14 here is composed of two layers of carbon paste and silver paste. The conductive paste film 14 can be formed by printing such as an inkjet method or a screen method.
[0040]
Next, as shown in FIG. 3F, the entire assembly including the metal substrate 11 to the conductive paste film 14 is covered with a first insulating resin film 15 (photosensitive insulating resin), and a photolithography method (here) Then, the first insulating resin film 15 is cured after forming the first opening 15a and the second opening 15b corresponding to the anode connecting via and the cathode connecting via by exposure and development only). (Step A9). At this time, the first insulating resin film 15 is also covered at the location of the through hole 11c of the metal substrate 11, and the through portion 15c corresponding to the through hole exists.
[0041]
Next, as shown in FIG. 4A, a temporary mask 23 (insulating resist) for masking the region including the second opening 15b is formed (step A10). At this point, the first opening 15a is not masked, and the metal substrate 11 is exposed. The temporary mask 23 is formed by the same method as the temporary mask 22.
[0042]
Next, the 1st conductive layer 16 (zinc) is formed in the surface of the metal base material 11 exposed from the 1st opening part 15a (step A11). The formation of the first conductive layer 16 (zinc) here is a double zincate method or a zincate method, whereby the surface of the metal substrate 11 (aluminum) exposed from the first opening 15a is selectively formed. The first conductive layer 16 (zinc) can be deposited. At this point, the temporary mask 23 has not been removed.
[0043]
Next, as shown in FIG. 4B, a second conductive layer 17 (nickel plating or palladium plating) is applied to the surface of the first conductive layer 16 (zinc) exposed from the first opening 15a. Form (Step A12). The film thickness of the second conductive layer 17 is 1 to 10 μm. Here, the second conductive layer 17 (nickel plating or palladium plating) can be selectively formed on the surface of the first conductive layer 16 (zinc) exposed from the first opening 15a. At this point, the temporary mask 23 has not been removed.
[0044]
Next, after removing the temporary mask 23, as shown in FIG. 4C, the surface of the second conductive layer 17 (nickel plating or palladium plating) exposed from the first opening 15a, and the first The third conductive layer 18a (for example, copper plating) and the third conductive layer 18b (for example, copper plating) are respectively formed on the surface of the conductive paste film 14 (for example, carbon paste and silver paste) exposed from the two openings 15b. , Copper plating) is formed (step A13). The film thickness of the third conductive layer is 5 to 25 μm (in addition, 1 to 2 μm may be added to this numerical range in anticipation of the amount dissolved by the pickling of the plating pretreatment). Here, the surface of the second conductive layer 17 (nickel plating or palladium plating) exposed from the first opening 15a and the conductive paste film 14 (carbon paste, silver exposed from the second opening 15b). The third conductive layers 18a and 18b (copper plating) can be selectively formed on the surface of the paste.
[0045]
Next, using the first insulating resin film 15 as a mask, the surface of the third conductive layers 18a and 18b (for example, copper plating) is roughened (step A14). This roughening process is performed by, for example, a known blackening reduction process, soft etching, or the like. At that time, irregularities are formed on the surfaces of the third conductive layers 18 a and 18 b other than the surface covered with the first insulating resin film 15.
[0046]
Next, a second insulating resin film 19 (for example, epoxy resin) is formed on the surface of the assembly (step A15). Here, when using a copper foil with an insulating resin, the second insulating resin film 19 can be formed by attaching the copper foil with an insulating resin to the upper and lower surfaces of the assembly and performing vacuum lamination pressing. Moreover, when using an insulating resin film, the 2nd insulating resin film 19 can be formed by sticking an insulating resin film on the upper and lower surfaces of an assembly with a vacuum laminator, and making it harden | cure after that. Alternatively, the second insulating resin film 19 may be formed by applying an insulating resin.
[0047]
Next, a through hole 19c for the through hole is provided with a laser (for example, CO ₂ The first contact hole 19a for anode connection and the second contact hole 19b for cathode connection are formed by laser (UV-YAG laser) processing. ₂ Laser (UV-YAG laser) processing is used (step A16). In the first contact hole 19a and the second contact hole 19b, the second insulating resin film 19 is removed up to the upper surfaces of the third conductive layers 18a and 18b to expose the third conductive layers 18a and 18b. Regarding laser conditions, for example, CO ₂ In the laser, the machine is a laser machine manufactured by Mitsubishi Electric, the energy amount per pulse is 2 to 10 mJ, the pulse width is 2 to 10 μsec, the number of shots is 3 to 10 shots, the processing method is burst processing, cycle processing, and trepanning processing. It can be. For example, in the case of a UV-YAG laser, the apparatus is a laser machine manufactured by Mitsubishi Electric, the energy amount per pulse is 0.01 to 0.05 mJ, the pulse width is 100 to 500 nsec, the number of shots is 30 to 200 shots, The method can be burst processing and trepanning processing.
[0048]
Next, in order to remove the contamination adhering to the wall surface and via bottom of the first contact hole 19a and the second contact hole 19b and the wall surface of the through hole 19c, it is washed with a permanganic acid solution (step A17). .
[0049]
Next, in order to enhance the adhesion of plating, the surface of the second insulating resin film 19 (for example, epoxy resin) is chemically roughened, and then the entire surface of the substrate (including the via bottom) is electrolessly plated with copper. Then, a seed layer is formed (step A18). Here, for the chemical roughening, for example, a known desmear, a resin roughening treatment, or the like can be used.
[0050]
Next, after laminating a dry film for circuit formation on the substrate, a mask exposure and development process are performed to form a desired wiring pattern, and then the wiring pattern (first electrode pad 20a, second electrode) is formed by electrolytic copper plating. An electrode pad 20b, a through hole 20c, and a circuit 20d are formed (step A19). As a through-hole plating technique for connecting the wiring patterns on both sides by through-hole plating, for example, an additive method is used, but the present invention is not limited to such a method.
[0051]
Finally, the dry film is peeled off (the seed layer is also removed at the same time) (Step A20). Through the above steps, a printed wiring board having the configuration shown in FIG. 4D is formed.
[0052]
According to the manufacturing method of the present embodiment, when the third conductive layers 18a and 18b are formed in the first opening 15a and the second opening 15b (for example, when electrolytic copper plating is performed), the conductive high The molecular film 13 is covered with the conductive paste film 14 and the first insulating resin film 15, and does not directly contact the plating solution. Since the third conductive layers 18a and 18b are always sufficiently thick at the bottoms of the first contact hole 19a and the second contact hole 19b opened in the second insulating resin film 19 by the laser, the laser Can be reliably stopped by the third conductive layers 18a and 18b, and the metal substrate 11, the dielectric film 12, and the conductive polymer film 13 are not exposed excessively.
[0053]
Next, a printed wiring board according to Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to the drawings. 5 and 6 are partial cross-sectional views schematically showing the configuration of the printed wiring board according to Embodiment 2 of the present invention. 6A and 6B are enlarged views of the region A (the first contact hole 19a peripheral portion) and the B region (the second contact hole 19b peripheral portion) circled in FIG. It is the elements on larger scale shown. The printed wiring board 10 includes a metal substrate 11, a dielectric film 12, a conductive polymer film 13, a conductive paste film 14, a first insulating resin film 15, a first conductive layer 16, and a second conductive layer. 17a, 17b, third conductive layers 18a, 18b, a second insulating resin film 19, a first electrode pad 20a, and a second electrode pad 20b.
[0054]
The printed wiring board according to the second embodiment is different from the printed wiring board according to the first embodiment in that it includes the second conductive layer 17b. The configuration of the printed wiring board according to the second embodiment other than the second conductive layer 17b is the same as the corresponding configuration of the printed wiring board according to the first embodiment.
[0055]
The second conductive layer 17b is formed on the surface of the conductive paste film 14 in the second opening 15b. The material and thickness of the second conductive layer 17b are the same as those of the second conductive layer 17 (see FIG. 1) of the printed wiring board according to the first embodiment. The third conductive layer 18b is formed on the surface of the second conductive layer 17b in the second opening 15b.
[0056]
According to this embodiment having such a configuration, the thickness of the dielectric film 12 can be formed extremely thin, the surface area of the electrode is increased by roughening the metal substrate 11, and the conductive polymer film 13 is made of metal. The roughened surface of the base material 11 can be coated with good followability, so that it is possible to substantially increase the surface area of the counter electrode and the dielectric film 12 of the metal base material 11, and high electrostatic capacity. Capacity can be realized. Further, when the second conductive layers 17a and 17b and the third conductive layers 18a and 18b are formed in the first opening 15a and the second opening 15b (for example, when electrolytic copper plating is performed), the conductivity is increased. Since the polymer film 13 is covered with the conductive paste film 14 and the first insulating resin film 15 and does not come into direct contact with the plating solution, the conductive polymer film 13 is destroyed and the electric characteristics deteriorate (capacitance). Lowering or increasing leakage current). Since the third conductive layers 18a and 18b are always sufficiently thick at the bottoms of the first contact hole 19a and the second contact hole 19b opened in the second insulating resin film 19 by the laser, the laser Can be reliably stopped by the third conductive layers 18a and 18b, and the first contact is prevented from being dug excessively to expose the metal substrate 11, the dielectric film 12, and the conductive polymer film 13. Stable formation (for example, copper plating deposition) of the first electrode pad 20a and the second electrode pad 20b in the hole 19a and the second contact hole 19b and via connection can be obtained. Furthermore, a capacitor having a high capacitance is realized, and a through hole 20c penetrating the substrate is formed, and a desired pattern is formed on the front surface and the back surface of the substrate, which also serves as a substrate as an interposer.
[0057]
Next, a method for manufacturing a printed wiring board according to Embodiment 2 of the present invention will be described. 7 and 8 are partial cross-sectional views schematically showing the main manufacturing steps in the order of the steps of the printed wiring board according to Embodiment 2 of the present invention. 7 and 8 are simply divided for convenience of drawing.
[0058]
The printed wiring board manufacturing method according to the second embodiment is common to steps A1 to A11 and A14 to A20 in the printed wiring board manufacturing method according to the first embodiment, and is different from steps A12 and A13.
[0059]
In the method for manufacturing a printed wiring board according to Embodiment 2, after performing Steps A1 to A11 in the method for manufacturing a printed wiring board according to Embodiment 1 (see FIG. 8B), the temporary mask 23 is peeled off, and then A second conductive layer 17a (nickel plating or palladium plating) is formed on the surface of the first conductive layer 16 (zinc) exposed from the first opening 15a, and is exposed from the second opening 15b. A second conductive layer 17b (nickel plating) is formed on the surface of the conductive paste film 14 (carbon paste, silver paste). Next, the surface of the second conductive layer 17a (nickel plating or palladium plating) exposed from the first opening 15a and the second conductive layer 17b (nickel exposed) from the second opening 15b. A third conductive layer 18a (copper plating) and a third conductive layer 18b (copper plating) are respectively formed on the surface of the plating or palladium plating (see FIG. 8C). Thereafter, in the method for manufacturing a printed wiring board according to the second embodiment, steps A14 to A20 in the method for manufacturing a printed wiring board according to the first embodiment are performed. Through the above steps, a printed wiring board having the configuration shown in FIG. 8D is formed.
[0060]
According to the manufacturing method of the present embodiment, when the second conductive layers 17a and 17b and the third conductive layers 18a and 18b are formed in the first opening 15a and the second opening 15b (for example, electrolytic copper When plating), the conductive polymer film 13 is covered with the conductive paste film 14 and the first insulating resin film 15, and does not directly contact the plating solution. In addition, at the bottom of the first contact hole 19a and the second contact hole 19b formed in the second insulating resin film 19 by laser, the sufficiently thick third conductive layers 18a and 18b are always on the surface, The laser can be reliably stopped by the third conductive layers 18a and 18b, and the metal base 11, the dielectric film 12, and the conductive polymer film 13 are not exposed excessively.
[0061]
【The invention's effect】
According to the printed wiring board of the present invention, the surface of the electrode is roughened to increase the surface area of the electrode, the oxide film having a high relative dielectric constant is formed thinly, the distance between the electrodes of the capacitor is thinned, and the large A printed wiring board with a built-in electrostatic capacitor is realized. This makes it possible to incorporate a capacitor having a large capacitance in a substrate such as an interposer.
[0062]
Further, according to the printed wiring board of the present invention, the conductive polymer film is covered with the first insulating resin film and the conductive paste film, and does not directly contact the plating solution. The film is not destroyed and electrical characteristics are not deteriorated (capacitance reduction or leakage current increase). Thereby, a highly reliable connection via can be formed.
[0063]
Further, according to the printed wiring board of the present invention, the laser can be surely stopped at the third conductive layer when the second insulating resin film is drilled by the laser, and the metal substrate is dug excessively. The dielectric film and the conductive polymer film are not exposed. Thereby, a highly reliable connection via can be formed.
[0064]
Further, according to the printed wiring board according to the present invention, the electrical insulation between the anode electrode and the cathode electrode is ensured, and the design freedom can be achieved without hindering the routing of the wiring on the printed wiring board. It is possible to form a high-capacitance capacitor in the substrate while securing the degree.
[0065]
Further, according to the semiconductor device of the present invention, a package incorporating a decoupling capacitor, a noise filter, a large-capacity capacitor array, and the like can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partial cross-sectional view schematically showing a configuration of a printed wiring board according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 2 is a partial cross-sectional view (enlarged) schematically showing the configuration of the printed wiring board according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 3 is a first partial cross-sectional view schematically showing, in the order of steps, the main manufacturing process of the cross section of the printed wiring board according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 4 is a second partial cross-sectional view schematically showing, in the order of steps, the main manufacturing process of the cross-section of the printed wiring board according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 5 is a partial cross-sectional view schematically showing the configuration of a printed wiring board according to Embodiment 2 of the present invention.
FIG. 6 is a partial cross-sectional view (enlarged) schematically showing the configuration of a printed wiring board according to Embodiment 2 of the present invention.
FIG. 7 is a first partial cross-sectional view schematically showing, in order of processes, main manufacturing steps of a cross section of a printed wiring board according to Embodiment 2 of the present invention.
FIG. 8 is a second partial cross-sectional view schematically showing, in the order of steps, a main manufacturing process of a cross-section of a printed wiring board according to Embodiment 2 of the present invention.
FIG. 9 is a partial sectional view (enlarged) schematically showing a configuration of a printed wiring board according to a conventional example.
FIG. 10 is a partial cross-sectional view (enlarged) schematically showing a configuration of a printed wiring board according to a comparative example.
[Explanation of symbols]
10 Printed wiring board
11, 11a, 11b, 111, 211 Metal substrate (aluminum)
11c Through hole
12, 112, 212 Dielectric film
13, 213 Conductive polymer film
14 Conductive paste film (carbon paste, silver paste)
15 First insulating resin film (photosensitive insulating resin)
15a first opening
15b second opening
15c penetration
16 First conductive layer (zinc)
17, 17a, 17b Second conductive layer (nickel or palladium plating)
18a, 18b, 118, 218 Third conductive layer (copper plating)
19, 119, 219 Second insulating resin film (non-photosensitive insulating resin)
19a, 119a First contact hole (for anode connection)
19b, 119b, 219b Second contact hole (for cathode connection)
19c Through hole (for through hole)
20a, 120a First electrode pad (copper plating)
20b, 120b, 220b Second electrode pad (copper plating)
20c Through hole (copper plating)
20d circuit (copper plating)
22, 23 Temporary mask

Claims (15)

表面の一部又は全部が粗化されたアルミニウムよりなる金属基材と、
少なくとも前記金属基材の粗化された表面を覆って形成された誘電体膜と、
前記誘電体膜の表面を覆って形成された導電性高分子膜と、
前記導電性高分子膜の表面の少なくとも一部に形成された導電性ペースト膜と、
前記金属基材乃至前記導電性ペースト膜を含む組立体を封止するとともに、前記金属基材に通じる第１の開口部を有し、かつ、前記導電性ペースト膜に通じる第２の開口部を有する第１の絶縁樹脂膜と、
前記第１の開口部における前記金属基材の表面に形成され、かつ、亜鉛よりなる第１の導電層と、
前記第１の開口部における前記第１の導電層の表面に形成され、かつ、ニッケルめっき又はパラジウムめっきよりなる第２の導電層と、
前記第１の開口部における前記第２の導電層の表面に形成されるとともに、前記第２の開口部における前記導電性ペースト膜の表面に形成され、前記第２の導電層よりも電気伝導性の高い金属めっきよりなり、かつ、膜厚が２μｍ以上である第３の導電層と、
を備えることを特徴とする印刷配線板。A metal substrate made of aluminum having a partially or entirely rough surface;
A dielectric film formed to cover at least the roughened surface of the metal substrate;
A conductive polymer film formed over the surface of the dielectric film;
A conductive paste film formed on at least a part of the surface of the conductive polymer film;
Sealing the assembly including the metal base material or the conductive paste film, and having a first opening leading to the metal base material and a second opening leading to the conductive paste film A first insulating resin film having
A first conductive layer formed on the surface of the metal substrate in the first opening and made of zinc;
A second conductive layer formed on the surface of the first conductive layer in the first opening and made of nickel plating or palladium plating; and
It is formed on the surface of the second conductive layer in the first opening and is formed on the surface of the conductive paste film in the second opening, and is more electrically conductive than the second conductive layer. A third conductive layer made of high metal plating and having a thickness of 2 μm or more;
A printed wiring board comprising: 表面の一部又は全部が粗化されたアルミニウムよりなる金属基材と、
少なくとも前記金属基材の粗化された表面を覆って形成された誘電体膜と、
前記誘電体膜の表面を覆って形成された導電性高分子膜と、
前記導電性高分子膜の表面の少なくとも一部に形成された導電性ペースト膜と、
前記金属基材乃至前記導電性ペースト膜を含む組立体を封止するとともに、前記金属基材に通じる第１の開口部を有し、かつ、前記導電性ペースト膜に通じる第２の開口部を有する第１の絶縁樹脂膜と、
前記第１の開口部における前記金属基材の表面に形成され、かつ、亜鉛よりなる第１の導電層と、
前記第１の開口部における前記第１の導電層の表面に形成されるとともに、前記第２の開口部における前記導電性ペースト膜の表面に形成され、かつ、ニッケルめっき又はパラジウムめっきよりなる第２の導電層と、
前記第１の開口部における前記第２の導電層の表面に形成されるとともに、前記第２の開口部における前記第２の導電層の表面に形成され、かつ、前記第２の導電層よりも電気伝導性の高い金属めっきよりなり、膜厚が２μｍ以上である第３の導電層と、
を備えることを特徴とする印刷配線板。A metal substrate made of aluminum having a partially or entirely rough surface;
A dielectric film formed to cover at least the roughened surface of the metal substrate;
A conductive polymer film formed over the surface of the dielectric film;
A conductive paste film formed on at least a part of the surface of the conductive polymer film;
Sealing the assembly including the metal base material or the conductive paste film, and having a first opening leading to the metal base material and a second opening leading to the conductive paste film A first insulating resin film having
A first conductive layer formed on the surface of the metal substrate in the first opening and made of zinc;
The second opening formed on the surface of the first conductive layer in the first opening and formed on the surface of the conductive paste film in the second opening and made of nickel plating or palladium plating. A conductive layer of
Formed on the surface of the second conductive layer in the first opening, formed on the surface of the second conductive layer in the second opening, and more than the second conductive layer. A third conductive layer made of metal plating having high electrical conductivity and having a thickness of 2 μm or more;
A printed wiring board comprising: 前記金属基材乃至前記第３の導電層を含む組立体を封止するとともに、前記第１の開口部における前記第３の導電層に通じる第１のコンタクトホール、及び前記第２の開口部における前記第３の導電層に通じる第２のコンタクトホールの少なくとも一方を有する第２の絶縁樹脂膜と、
を備えることを特徴とする請求項１又は２記載の印刷配線板。In the first contact hole leading to the third conductive layer in the first opening and in the second opening, the assembly including the metal base material to the third conductive layer is sealed. A second insulating resin film having at least one second contact hole that communicates with the third conductive layer;
The printed wiring board according to claim 1, further comprising: 前記誘電体膜は、酸化アルミニウム、酸化チタン及びチタン酸バリウムのうち少なくとも１つよりなることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一に記載の印刷配線板。The printed wiring board according to any one of claims 1 to 3, wherein the dielectric film is made of at least one of aluminum oxide, titanium oxide, and barium titanate. 前記導電性高分子膜は、ポリピロール、ポリアセチレン及びポリアニリンのうち少なくとも１つよりなることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一に記載の印刷配線板。The printed wiring board according to claim 1, wherein the conductive polymer film is made of at least one of polypyrrole, polyacetylene, and polyaniline. 前記導電性ペースト膜は、カーボンペーストと銀ペーストの２層よりなることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一に記載の印刷配線板。The printed wiring board according to claim 1, wherein the conductive paste film includes two layers of a carbon paste and a silver paste. 前記第１の絶縁樹脂膜は、感光性絶縁樹脂よりなることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一に記載の印刷配線板。The printed wiring board according to claim 1, wherein the first insulating resin film is made of a photosensitive insulating resin. 前記第１の導電層は、ジンケート法又はダブルジンケート法によって処理された亜鉛よりなることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一に記載の印刷配線板。The printed wiring board according to claim 1, wherein the first conductive layer is made of zinc treated by a zincate method or a double zincate method. 前記第２の導電層の膜厚は、１μｍ以上１０μｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一に記載の印刷配線板。The printed wiring board according to claim 1, wherein the second conductive layer has a thickness of 1 μm or more and 10 μm or less. 前記第３の導電層は、銅めっきよりなることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一に記載の印刷配線板。The printed wiring board according to claim 1, wherein the third conductive layer is made of copper plating. 前記第３の導電層の膜厚は、５μｍ以上であることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一に記載の印刷配線板。The printed wiring board according to claim 1, wherein the third conductive layer has a thickness of 5 μm or more. 前記第２の絶縁樹脂膜は、非感光性絶縁樹脂よりなることを特徴とする請求項３乃至１１のいずれか一に記載の印刷配線板。The printed wiring board according to claim 3, wherein the second insulating resin film is made of a non-photosensitive insulating resin. 前記第１のコンタクトホール及び前記第２のコンタクトホールは、前記第２の絶縁樹脂膜にレーザを照射することによって形成されたことを特徴とする請求項３乃至１２のいずれか一に記載の印刷配線板。The printing according to any one of claims 3 to 12, wherein the first contact hole and the second contact hole are formed by irradiating the second insulating resin film with a laser. Wiring board. 請求項１乃至１３のいずれか一に記載の前記印刷配線板の上層及び下層の少なくとも一方に、絶縁層と配線層とが交互に積層されてなることを特徴とする多層配線板。14. A multilayer wiring board, wherein an insulating layer and a wiring layer are alternately laminated on at least one of an upper layer and a lower layer of the printed wiring board according to any one of claims 1 to 13. 半導体チップと、
請求項１乃至１３のいずれか一に記載の前記印刷配線板、又は、請求項１４記載の前記多層配線板よりなる配線板と、
を搭載することを特徴とする半導体装置。A semiconductor chip;
The printed wiring board according to any one of claims 1 to 13, or the wiring board comprising the multilayer wiring board according to claim 14,
A semiconductor device comprising:

Images