JP4738430B2 - Wiring board manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、半導体集積回路素子等の半導体素子を搭載するための配線基板の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method of manufacturing a wiring board for mounting a semiconductor element such as a semiconductor integrated circuit element.
一般に、現在の電子機器は、移動体通信機器に代表されるように小型化、薄型化、軽量化が要求されており、このような電子機器に使用される半導体素子を搭載するための配線基板にも小型化、薄型化、多端子化が求められている。そして、それを実現するために、配線基板における信号導体等を含む配線導体の幅を細くするとともに配線導体同士の間隔を狭くし、さらには配線導体層と絶縁層とを多層に積層して配線することにより配線基板の高密度配線化が図られている。 In general, current electronic devices are required to be reduced in size, thickness, and weight as represented by mobile communication devices, and wiring boards for mounting semiconductor elements used in such electronic devices are required. In addition, downsizing, thinning, and multi-terminal are required. In order to achieve this, the width of the wiring conductor including the signal conductor in the wiring board is narrowed and the interval between the wiring conductors is narrowed. Further, the wiring conductor layer and the insulating layer are laminated in multiple layers. By doing so, the wiring board is made high-density wiring.
このような高密度配線の配線基板として、耐熱性繊維基材に熱硬化性樹脂を含浸させた絶縁層を複数積層して成る絶縁基板の表面および絶縁層間に金属箔から成る配線導体が配設されて成る配線基板が知られている。あるいは、このように表面および絶縁層間に金属箔から成る配線導体が配設された絶縁基板の上下面にさらに熱硬化性樹脂から成る樹脂層とめっき金属層から成る配線導体とが交互に積層されて成る配線基板が知られている。 As a wiring board for such high-density wiring, a wiring conductor made of metal foil is disposed between the surface of the insulating substrate formed by laminating a plurality of insulating layers impregnated with a thermosetting resin on a heat-resistant fiber base and between the insulating layers. There is known a wiring board formed as described above. Alternatively, a resin layer made of a thermosetting resin and a wiring conductor made of a plated metal layer are alternately laminated on the upper and lower surfaces of the insulating substrate in which the wiring conductor made of metal foil is disposed between the surface and the insulating layer in this way. There is a known wiring board.
なお、上記の配線基板に使用される絶縁基板は、一般的にはガラス繊維基材にエポキシ樹脂を含浸させて熱硬化させた硬化済の複数の絶縁層をガラス繊維基材に未硬化のエポキシ樹脂を含浸させて成る接着層を介して積層するとともに接着層のエポキシ樹脂を熱硬化させることにより製作されている。また、絶縁基板の内部および表面に配設された金属箔から成る配線導体は、絶縁層の上下面に予め銅箔を貼着しておくとともにその銅箔を配線パターン状にエッチングすることにより形成されており、各絶縁層の表面から銅箔の厚み分突出した状態で配設されている。そのため、絶縁基板の絶縁層の間に配設された配線導体の間に接着層が充分に充填されずに隙間が生じてしまい、その隙間に湿気が浸入し配線導体間の電気的な絶縁性が低下してしまうという問題点があった。また、絶縁層の表面と配線導体の表面との高さの相違により絶縁基板の表面が凹凸状態になってしまい、その上に樹脂層とめっき金属層から成る配線導体とを交互に積層させた場合には、めっき金属層による微細な配線導体を良好に形成することが困難であった。 Insulating substrates used for the above-mentioned wiring boards are generally made of uncured epoxy on glass fiber base material, which is made of a plurality of cured insulating layers obtained by impregnating a glass fiber base material with an epoxy resin and thermosetting it. It is manufactured by laminating via an adhesive layer impregnated with resin and thermosetting the epoxy resin of the adhesive layer. In addition, wiring conductors made of metal foil disposed inside and on the surface of the insulating substrate are formed by pasting copper foil on the upper and lower surfaces of the insulating layer and etching the copper foil into a wiring pattern. It is arranged in a state protruding from the surface of each insulating layer by the thickness of the copper foil. For this reason, the adhesive layer is not sufficiently filled between the wiring conductors disposed between the insulating layers of the insulating substrate, resulting in gaps, and moisture enters the gaps to electrically insulate the wiring conductors. There was a problem that would decrease. In addition, the surface of the insulating substrate becomes uneven due to the difference in height between the surface of the insulating layer and the surface of the wiring conductor, and the wiring conductor composed of the resin layer and the plated metal layer is alternately laminated thereon. In this case, it was difficult to satisfactorily form a fine wiring conductor using a plated metal layer.
そこで、このような問題点を解決するために、耐熱性樹脂から成る転写フィルムの表面に予め配線パターン状に形成された金属箔から成る配線導体を、未硬化の熱硬化樹脂を含有する絶縁シートの表面に圧接して埋入させた後、転写フィルムを除去することによって配線導体が転写された未硬化の絶縁層を複数枚作成し、これらを積層圧着後、一括して熱硬化させる一括硬化によって絶縁基板を製作するとともに絶縁基板の表面および絶縁層間に金属箔から成る配線導体を配設する方法が提案されている。 Therefore, in order to solve such problems, an insulating sheet containing an uncured thermosetting resin is used as a wiring conductor made of a metal foil previously formed in a wiring pattern on the surface of a transfer film made of a heat resistant resin. After being pressed and embedded in the surface of the wire, the transfer film is removed to create a plurality of uncured insulating layers onto which the wiring conductor has been transferred. A method for manufacturing an insulating substrate and arranging a wiring conductor made of metal foil between the surface of the insulating substrate and an insulating layer has been proposed.
この方法によれば、転写時に金属箔から成る配線導体を未硬化状態の絶縁層にその表面と配線導体の表面とが略同一面となるように埋入することができるので、絶縁基板における絶縁層と配線導体との間に隙間が生じることがないとともに、絶縁基板の表面に配線導体に起因する凹凸が形成されることがない。したがって、絶縁基板に配設された配線導体間に湿気が侵入することによる電気的な絶縁性の低下がないとともに、絶縁基板上に樹脂層とめっき金属層から成る配線導体とを積層した場合には、めっき金属層による微細な配線導体を良好に形成することができる。 According to this method, the wiring conductor made of the metal foil can be embedded in the uncured insulating layer so that the surface thereof and the surface of the wiring conductor are substantially flush with each other at the time of transfer. There is no gap between the layer and the wiring conductor, and no irregularities due to the wiring conductor are formed on the surface of the insulating substrate. Therefore, there is no reduction in electrical insulation due to moisture entering between the wiring conductors arranged on the insulating substrate, and when a wiring conductor composed of a resin layer and a plated metal layer is laminated on the insulating substrate. Can satisfactorily form a fine wiring conductor with a plated metal layer.
ところで、このような配線基板において絶縁基板の表面や絶縁層間に配設される配線導体として用いられる金属箔は、一般的には表面が平滑な電着ドラムの表面に電解めっき法によって金属膜を析出させる方法により成形された電解金属箔が用いられる。そして電解金属箔の一方の面は金属めっきの粒成長によって算術平均粗さが１〜２μｍの凹凸のついたマット面と呼ばれる粗面となり、他方の面は算術平均粗さが０．１〜０．３μｍのドラム表面に対応したシャイニー面と呼ばれる微粗面となる。また、転写フィルムに対しては微粗面側が接着されており、金属箔の絶縁層に埋入される側の主面は、凹凸のついた粗面となっている。なお、金属箔は、配線パターン状にエッチング処理されるため、その側面は算術平均粗さが０．０５〜０．１μｍのエッチング面となっている。
しかしながら、上記の方法により複数の絶縁層が積層された絶縁基板を得るとともに絶縁基板の表面および絶縁層間に金属箔から成る配線導体を配設した場合、配線導体の絶縁層に埋入された側の主面は凹凸のついた粗面となっているので絶縁層との接着強度が大きいが、他方の主面は微粗面となっているため、この微粗面に積層される他の絶縁層との接着強度が極端に小さく、そのため配線基板に半導体素子を実装するための熱や半導体素子が作動時に発生する熱が加えられると、配線導体の微粗面と絶縁層との間に隙間が生じ、その隙間を起点とするクラックが発生して周囲の配線導体を切断してしまうという問題点があった。 However, when an insulating substrate in which a plurality of insulating layers are laminated is obtained by the above method and a wiring conductor made of a metal foil is disposed between the surface of the insulating substrate and the insulating layer, the side embedded in the insulating layer of the wiring conductor The main surface of this is a rough surface with irregularities, so the adhesive strength with the insulating layer is large, but the other main surface is a fine rough surface, so other insulating layers laminated on this fine rough surface When the heat for mounting the semiconductor element on the wiring board or the heat generated during operation of the semiconductor element is applied, there is a gap between the fine rough surface of the wiring conductor and the insulating layer. There is a problem that a crack starting from the gap is generated and the surrounding wiring conductor is cut.
そこで、転写フィルムに対して金属箔の粗面側を接着するとともにこれを配線パターン状にエッチングした後、金属箔の露出面を酸処理して化学的に粗化することにより配線導体の全ての面を粗面とした後に絶縁シートに転写することが提案されている。しかしながら、絶縁基板の表面に配設された配線導体においては、凹凸の大きな粗面が露出することになるので、これに半導体素子の電極や外部電気回路基板の配線導体を接続させると、配線導体と半導体素子や外部電気回路基板との良好な接続が困難となってしまう。また、絶縁基板の表面に樹脂層とめっき金属層から成る配線導体とを積層した場合には、絶縁基板の表面の金属箔から成る配線導体とめっき金属層から成る配線導体との良好な接続が困難となってしまう。 Therefore, after bonding the rough surface side of the metal foil to the transfer film and etching it into a wiring pattern, the exposed surface of the metal foil is chemically treated to chemically roughen all the wiring conductors. It has been proposed to transfer the surface to an insulating sheet after making the surface rough. However, in the wiring conductor disposed on the surface of the insulating substrate, a rough surface with large irregularities is exposed. Therefore, when the electrode of the semiconductor element or the wiring conductor of the external electric circuit board is connected to this, the wiring conductor And a good connection between the semiconductor element and the external electric circuit board become difficult. In addition, when a wiring conductor made of a resin layer and a plated metal layer is laminated on the surface of the insulating substrate, a good connection between the wiring conductor made of the metal foil on the surface of the insulating substrate and the wiring conductor made of the plated metal layer is achieved. It becomes difficult.
本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑み完成されたものであり、その目的は、配線基板に半導体素子を実装する際の熱や半導体素子が作動時に発生する熱が加えられても配線導体と絶縁層との間に剥離が生じず、しかも絶縁基板の表面の金属箔から成る配線導体に半導体素子や外部電気回路基板の配線導体が接続される場合には、半導体素子や外部電気回路基板との電気的な接続信頼性に優れる配線基板の製造方法を提供することにあり、絶縁基板の表面に樹脂層とめっき金属層から成る配線導体とが積層されている場合には銅箔から成る配線導体とめっき導体から成る配線導体との電気的な接続信頼性に優れる配線基板の製造方法を提供することにある。 The present invention has been completed in view of the problems of the prior art, and the object of the present invention is to provide a wiring conductor even when heat is generated when a semiconductor element is mounted on a wiring board or when the semiconductor element is activated. When the wiring conductor of the semiconductor element or the external electric circuit board is connected to the wiring conductor made of the metal foil on the surface of the insulating substrate, there is no separation between the semiconductor element and the external electric circuit board. And a wiring board manufacturing method excellent in electrical connection reliability. When a wiring layer made of a resin layer and a plated metal layer is laminated on the surface of an insulating board, the wiring board is made of copper foil. An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a wiring board that has excellent electrical connection reliability between a wiring conductor and a wiring conductor made of a plating conductor.
本発明の配線基板の製造方法は、絶縁層が積層されて成る絶縁基板と、該絶縁基板の表面に配設された第１の配線導体と、前記絶縁層の層間に配設された第２の配線導体とを具備する配線基板の製造方法であって、一方面が粗面であり、他方面が前記粗面よりも算術平均粗さの小さい微粗面である電解金属箔を複数準備する工程と、前記複数の金属箔のうちの一部の金属箔の前記微粗面に転写フィルムを貼着して前記第１の配線導体用転写フィルムを形成する工程と、前記複数の金属箔のうちの他の金属箔の前記粗面に転写フィルムを貼着して前記第２の配線導体用転写フィルムを形成する工程と、前記第１の配線導体用転写フィルムおよび前記第２の配線導体用転写フィルムの前記金属箔をそれぞれパターン加工して第１の配線導体および第２の配線導体を形成した後、露出した前記第１の配線導体および前記第２の配線導体の表面を粗化する工程と、前記絶縁層を複数準備する工程と、前記複数の絶縁層のうちの一部の絶縁層に前記第１の配線導体用転写フィルムの前記第１の配線導体を埋入させた後、前記一部の絶縁層から前記転写フィルムを剥離して、前記第１の配線導体を前記一部の絶縁層に転写する工程と、前記複数の絶縁層のうちの他の絶縁層に前記第２の配線導体用転写フィルムの前記第２の配線導体を埋入させた後、前記他の絶縁層から前記転写フィルムを剥離して、前記第２の配線導体を前記他の絶縁層に転写する工程と、前記第１の配線導体が最外層となり、前記第２の配線導体が内層となるように、前記複数の絶縁層を積層する工程とを具備することを特徴とする。 The method of manufacturing a wiring board according to the present invention includes an insulating substrate in which insulating layers are laminated, a first wiring conductor disposed on the surface of the insulating substrate, and a second disposed between the insulating layers. A plurality of electrolytic metal foils having one surface that is a rough surface and the other surface that is a fine rough surface having an arithmetic average roughness smaller than that of the rough surface. A step of forming a transfer film for the first wiring conductor by attaching a transfer film to the finely rough surface of a part of the metal foils of the plurality of metal foils; A step of attaching a transfer film to the rough surface of the other metal foil to form the second wiring conductor transfer film, the first wiring conductor transfer film, and the second wiring conductor; first wiring conductors and the metal foil of the transfer film is patterned, respectively After forming the second wiring conductor, comprising the steps of roughening the exposed first wiring conductor and the surface of the second wiring conductor, comprising the steps of a plurality preparing the insulating layer, of the plurality of insulating layers After the first wiring conductor of the first wiring conductor transfer film is embedded in a part of the insulating layer, the transfer film is peeled off from the part of the insulating layer, and the first wiring After transferring the conductor to the part of the insulating layer, and embedding the second wiring conductor of the second wiring conductor transfer film in another insulating layer of the plurality of insulating layers; Peeling the transfer film from the other insulating layer, transferring the second wiring conductor to the other insulating layer, the first wiring conductor being an outermost layer, and the second wiring conductor being as the inner layer, especially by including a step of laminating the plurality of insulation layers To.
本発明の配線基板の製造方法において好ましくは、前記絶縁基板の表面に、前記第１の配線導体の一部を露出させる開口部を有する樹脂層を積層する工程をさらに具備することを特徴とする。 Preferably, the method for manufacturing a wiring board according to the present invention further includes a step of laminating a resin layer having an opening exposing a part of the first wiring conductor on the surface of the insulating substrate. .
本発明の配線基板の製造方法において好ましくは、前記第１の配線導体の前記開口部から露出する面をエッチングして平滑化する工程をさらに具備することを特徴とする。 Preferably, the method for manufacturing a wiring board according to the present invention further includes a step of etching and smoothing a surface exposed from the opening of the first wiring conductor.
本発明の配線基板の製造方法によれば、粗面および側面の凹凸と絶縁層の熱硬化性樹脂とが噛みあって最表層の絶縁層に強固に密着するとともに、絶縁基板の表面に露出する側の主面が微粗面となるので大きな凹凸が形成されず、そのため配線導体と半導体素子や外部電気回路基板とを良好に接続することができる。また、絶縁層の間に配設された第２の配線導体は、微粗面および側面が化学的に粗化されているとともに該粗化された微粗面側が絶縁層に埋入されていることから、その全面が粗化面となり、全面に形成された凹凸と絶縁層の熱硬化性樹脂とが噛みあって樹脂層と強固に密着し、絶縁層との間に剥離が発生することはない。 According to the method for manufacturing a wiring substrate of the present invention, the rough surface and the unevenness of the side surface and the thermosetting resin of the insulating layer are engaged with each other and firmly adhered to the outermost insulating layer and exposed to the surface of the insulating substrate. Since the main surface on the side is a rough surface, large unevenness is not formed, and therefore, the wiring conductor and the semiconductor element or the external electric circuit board can be satisfactorily connected. Further, the second wiring conductor disposed between the insulating layers has a finely roughened surface and side surfaces chemically roughened, and the roughened roughened surface side is embedded in the insulating layer. Therefore, the entire surface becomes a roughened surface, and the unevenness formed on the entire surface and the thermosetting resin of the insulating layer are engaged with each other and firmly adhered to the resin layer, and peeling between the insulating layer is generated. Absent.
次に、本発明を添付の図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の製造方法によって得られる配線基板の第１の形態例を示す断面図であり、図２はその要部拡大断面図である。これらの図において、１は絶縁層、２は絶縁基板、３ａは絶縁基板２の表面に配設された金属箔から成る第１の配線導体、３ｂは絶縁層１の間に配設された金属箔から成る第２の配線導体、４は貫通導体であり、複数の絶縁層１が積層一体化されることにより絶縁基板２が形成され、この絶縁基板２の表面に第１の配線導体３ａおよび絶縁層１の間に第２の配線導体３ｂが配設されるとともに上下の配線導体３ａ、３ｂが絶縁層１を貫通して設けられた貫通導体４により電気的に接続されることにより第１の形態例の配線基板が構成されている。なお、本例の配線基板においては、絶縁基板２の上下面に第１の配線導体３ａの一部を露出させるようにしてソルダーレジストとして機能する樹脂層５を被着させた例を示している。
Next, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a first embodiment of a wiring board obtained by the manufacturing method of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of an essential part thereof. In these drawings, 1 is an insulating layer, 2 is an insulating substrate, 3a is a first wiring conductor made of a metal foil disposed on the surface of the
絶縁基板２を構成する各絶縁層１は、アラミド繊維やガラス繊維等の耐熱性繊維の不織布または織布から成る耐熱性繊維基材に熱硬化性樹脂を含浸させて成り、それぞれが金属箔から成る第１の配線導体３ａや第２の配線導体３ｂを支持するとともに上下に位置する第１配線導体３ａと第２の配線導体３ｂとの間および第２の配線導体３ｂ同士の間における電気的な絶縁性を保持する機能を有する。このような絶縁層１は、耐熱性繊維基材に未硬化の熱硬化性樹脂組成物を含浸させた厚みが５０〜１５０μｍ程度の絶縁シートに種々の加工を施した後、そのような絶縁シートを複数枚積層するとともに熱硬化させることにより互いに一体化されている。
Each insulating
なお、絶縁層１を形成するための絶縁シートは、アラミド繊維やガラス繊維等の耐熱性繊維の不織布または織布を、熱硬化性樹脂、架橋剤、エラストマーおよび適当な溶剤を混合してなる液状の熱硬化性樹脂組成物に浸漬することによって、あるいはこの組成物をアラミド繊維やガラス繊維等の耐熱性繊維の不織布または織布に塗布し含浸させることによって製作される。耐熱性繊維基材が織布から成る場合、その織り方は特に制限されず、一般的には平織、綾織、朱子織等の織布が用いられる。このような耐熱性繊維基材の含有率は、熱硬化性樹脂１００質量部に対して５０〜１３０質量部が好ましい。耐熱性繊維基材の含有率が熱硬化性樹脂１００質量部に対して５０質量部より少ないと、絶縁層１の硬化時に熱硬化性樹脂が流動し、第１の配線導体３ａや第２の配線導体３ｂが歪んでしまい易くなる傾向があり、１３０質量部より多いと耐熱性繊維基材に熱硬化性樹脂を良好に含浸できなくなる傾向にある。従って、耐熱性繊維基材の含有率は、熱硬化性樹脂１００質量部に対して、５０〜１５０質量部が好ましい。
The insulating sheet for forming the insulating
絶縁シートを構成する熱硬化性樹脂組成物に含有される熱硬化性樹脂としては、アリル変性ポリフェニレンエーテル樹脂やエポキシ樹脂、変性ポリオレフィン樹脂等が用いられる。この熱硬化性樹脂の分子量は、後述する第１および第２の配線導体３ａ、３ｂの転写が行ないやすいように、１００００〜５０００００の範囲であることが好ましい。
As the thermosetting resin contained in the thermosetting resin composition constituting the insulating sheet, an allyl-modified polyphenylene ether resin, an epoxy resin, a modified polyolefin resin, or the like is used. The molecular weight of the thermosetting resin is preferably in the range of 10,000 to 500,000 so that the first and
また、架橋剤としては、トリアリルイソシアヌレート等のトリアジン化合物が用いられる。架橋剤の含有率は、熱硬化性樹脂１００質量部に対して、１〜１０質量部であることが好ましい。架橋剤の含有率が熱硬化性樹脂１００質量部に対して１質量部より少ないと、絶縁層１の架橋密度が上がらずに絶縁基板２が吸湿し易くなる傾向があり、１０質量部より多いと絶縁層１が脆くなる傾向にある。したがって、架橋剤の含有率は熱硬化性樹脂１００質量部に対して１〜１０質量部であることが好ましい。
As the crosslinking agent, a triazine compound such as triallyl isocyanurate is used. It is preferable that the content rate of a crosslinking agent is 1-10 mass parts with respect to 100 mass parts of thermosetting resins. When the content of the cross-linking agent is less than 1 part by mass with respect to 100 parts by mass of the thermosetting resin, the insulating
さらに、エラストマーとしては、スチレン−エチレン−ブチレン−スチレン（ＳＥＢＳ）やスチレン−エチレン−プロピレン−スチレン（ＳＥＰＳ）等の熱可塑性エラストマーが用いられる。エラストマーの含有率は熱硬化性樹脂１００質量部に対して、１０〜４０質量部が好ましい。エラストマーの含有率が熱硬化性樹脂１００質量部に対して１０質量部より少ないと絶縁層１が脆くなる傾向にあり、４０質量部を超えると絶縁層１の剛性が低くなる傾向にある。したがって、エラストマーの含有率は熱硬化性樹脂１００質量部に対して１０〜４０質量部が好ましい。
Furthermore, thermoplastic elastomers such as styrene-ethylene-butylene-styrene (SEBS) and styrene-ethylene-propylene-styrene (SEPS) are used as the elastomer. As for the content rate of an elastomer, 10-40 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of thermosetting resins. When the elastomer content is less than 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the thermosetting resin, the insulating
絶縁基板２の表面に配設された第１の配線導体３ａおよび各絶縁層１の間に配設された第２の配線導体３ｂは、それぞれ厚みが５〜５０μｍ程度の銅やアルミニウム、銀等の金属箔から成り、配線基板に搭載される半導体素子の各電極を外部電気回路基板の配線導体に電気的に接続する導電路の一部として機能する。これらの配線導体３ａ、３ｂは、幅が２０〜２００μｍ程度の信号用導体や広面積の接地または電源用導体を含んでおり、一般的には絶縁基板２の表面において微細な高密度配線が施されている。そして、例えば絶縁基板２の上面に配設された第１の配線導体３ａの一部が半導体素子６の電極に半田バンプ７ａを介して電気的に接続される半導体素子接続パッドを形成しているとともに絶縁基板２の下面に配設された第１の配線導体３ａの一部が外部電気回路基板の配線導体に半田バンプ７ｂを介して電気的に接続される外部接続パッドを形成している。
The
このような配線導体３ａ、３ｂは、マット面と呼ばれる粗面およびシャイニー面と呼ばれる微粗面を有する電解金属箔をポリエチレンテレフタレート等の耐熱性樹脂から成る転写フィルム上に接着剤を介して剥離可能に貼着するとともにエッチングにより所定の配線パターンにパターン加工した後、そのパターン加工された金属箔の露出面を化学的に粗化して転写フィルム上に配線導体３ａや３ｂを形成し、次にこの転写フィルム上の配線導体３ａや３ｂを絶縁層１用の絶縁シートの表面に熱プレスを用いて熱圧着して埋入させておき、それを絶縁シートとともに積層することにより絶縁基板２の表面や絶縁層１の間に配設される。
なお、この第１の形態例においては、絶縁基板２の表面に配設された第１の配線導体３ａは、金属箔の微粗面を転写フィルム上に貼着して製作されており、その粗面および側面が化学的に粗化されているとともに粗面側が絶縁層１の表面に埋入されている。他方、絶縁層１の間に配設された第２の配線導体３ｂは、金属箔の粗面を転写フィルム上に貼着して製作されており、微粗面および側面が化学的に粗化されているとともに微粗面側が絶縁層１の表面に埋入されている。そして、この第１の形態例においてはこのことが重要である。
In the first embodiment, the
絶縁基板２の表面に配設された第１の配線導体３ａは、粗面および側面が化学的に粗化されているとともに粗面側が絶縁層１の表面に埋入されていることから、化学的に粗化された粗面および側面の凹凸と絶縁層１の熱硬化性樹脂とが噛み合って絶縁層１に強固に密着するとともに、絶縁基板２の表面に露出する面が微粗面となるので露出面に大きな凹凸が形成されることはない。したがって、第１の配線導体３ａと半導体素子６や外部電気回路基板とを良好に接続することができる。
The
また、絶縁層１の間に配設された第２の配線導体３ｂは、微粗面および側面が化学的に粗化されているとともに微粗面側が絶縁層１の表面に埋入されていることから、第２の配線導体３ｂが埋入された側の絶縁層１の熱硬化性樹脂と配線導体３ｂの化学的に粗化された微粗面および側面の凹凸と噛み合って強固に密着するとともに反対側の粗面の凹凸とこれに接する絶縁層１の熱硬化性樹脂とが噛み合って上下の絶縁層１に強固に密着する。
Further, the
したがって、第１の形態例の配線基板によれば、半導体素子６を実装する際の熱や半導体素子６が作動時に発生する熱が加えられても、配線導体３ａや３ｂと絶縁層１との間に剥離が発生することはなく、また半導体素子６や外部電気回路基板との電気的な接続信頼性に優れる配線基板を提供することができる。
Therefore, according to the wiring board of the first embodiment, even if heat is generated when the
なお、絶縁基板２の表面に配設された第１の配線導体３ａは、化学的に粗化された粗面面の算術平均粗さが１μｍ未満であると、絶縁層１との密着力が弱いものとなり、配線導体３ａに半導体素子６や外部電気回路基板を接続する際等に応力が加えられると、絶縁基板２から剥離してしまう危険性が大きくなり、他方、２μｍを超えると、配線導体３ａを形成する際に微細な配線パターンを良好に形成することが困難になる。したがって、絶縁基板２の表面に配設された第１の配線導体３ａの、化学的に粗化された粗面の算術平均粗さは１〜２μｍであることが好ましい。
The
さらに、絶縁基板２の表面に配設された第１の配線導体３ａは、その化学的に粗化された側面の算術平均粗さが０．３μｍ未満であると、側面と絶縁層１との接合力が弱いものとなる傾向にあり、０．７μｍを越えると、第１の配線導体３ａを形成す際に微細な配線パターンを良好に形成することが困難になる。したがって、絶縁基板２の表面に配設された第１の配線導体３ａは、その粗化された側面の算術平均粗さが０．３〜０．７μｍであることが好ましい。
Further, the
さらに、絶縁層１の間に配設された第２の配線導体３ｂは、その化学的に粗化された微粗面および側面の算術平均粗さが０．３μｍ未満であると、絶縁層１との密着力が小さく、絶縁層１との間で剥離してしまう危険性が大きくなり、０．７μｍを超えると、配線導体３ｂを形成する際に微細な配線パターンを形成することが困難となる。したがって、絶縁層１の間に配設された第２の配線導体３ｂは、その化学的に粗化された微粗面および側面の算術平均粗さが０．３〜０．７μｍであることが好ましい。また、絶縁層１の間に配設された第２の配線導体３ｂは、その粗面の算術平均粗さが１μｍ未満であると、絶縁層１との密着力が小さく、絶縁層１との間で剥離してしまう危険性が大きくなり、２μｍを超えると、第２の配線導体３ｂを形成する際に微細な配線パターンを形成することが困難となる。したがって、絶縁層１の間に配設された第２の配線導体３ｂは、その粗面の算術平均粗さが１〜２μｍであることが好ましい。
Further, the
また、絶縁層１を貫通して設けられた貫通導体４は、例えば、錫７０〜９０質量％と銀とビスマスと銅とから成る合金粉末および熱硬化性樹脂を含有する導電性材料から成り、貫通導体４に含有される合金粉末同士が互いに接触するとともに合金粉末と配線導体３ａや３ｂを構成する銅箔とが接触することにより第１の配線導体３ａと第２の配線導体３ｂとの間や第２の配線導体３ｂ同士の間を電気的に接続する。
Further, the through
この貫通導体４は、配線導体３ａや３ｂ用の銅箔が埋入される前の絶縁層１用の絶縁シートにレーザ加工により直径が３０〜２００μｍ程度の貫通孔を穿孔しておくとともに、その貫通孔内に錫７０〜９０質量％と銀とビスマスと銅とから成る合金粉末および未硬化の熱硬化性樹脂を含有する金属ペーストを充填しておき、その金属ペーストを絶縁層１用の絶縁シートとともに熱硬化させることにより形成される。
The through
なお、貫通導体４を形成する導電性材料における金属粉末の含有量は８０〜９５質量％が好ましい。金属粉末の含有量が８０質量％より少ないと導電性材料における金属粉末同士の良好な接触が妨げられて貫通導体４の電気抵抗が上昇してしまう傾向があり、９５質量％を超えると導電性材料用の金属ペーストの粘度が高くなり、貫通孔内への良好な充填が妨げられてしまう傾向にある。したがって、貫通導体４を形成する導電性材料における金属粉末の含有量は８０〜９５質量％が好ましい。
In addition, as for content of the metal powder in the electroconductive material which forms the
また、貫通導体４用の導電性材料に含有される金属粉末は、錫と銀とビスマスと銅とを含有する合金から成り、錫を７０〜９０質量％含有することが好ましい。さらに、金属粉末の平均粒径は５〜１０μｍが好ましい。平均粒径が５μｍより小さいと導電性材料用の金属ペーストの粘度が高くなり、貫通孔内への良好な充填が妨げられてしまう傾向があり、１０μｍより大きいと金属粉末が高密度充填されずに貫通導体４の電気抵抗が高くなってしまう傾向がある。したがって、貫通導体４用の導電性材料に含有される金属粉末の平均粒径は５〜１０μｍが好ましい。
The metal powder contained in the conductive material for the through
また、貫通導体４の熱硬化性樹脂は、トリアリルシアヌレートやトリアリルイソシアヌレート、トリスエポキシプロピルイソシアヌレート、トリス（２−ヒドロキシエチル）イソシアヌレート等のトリアジン系熱硬化性樹脂が好ましい。
The thermosetting resin of the through
さらに、絶縁基板２の上下面には第１の配線導体３ａの一部として形成された半導体素子接続パッドや外部接続パッドの中央部を露出させる開口部を有する樹脂層５が積層されている。樹脂層５は、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂から成り、半導体接続パッド同士や外部接続パッド同士が半田バンプ７ａや７ｂにより互いに電気的に短絡するのを防止するためのソルダーレジストとして機能し、感光性を有する未硬化の熱硬化性樹脂のシートを絶縁基板２の上下面に貼着するとともに露光および現像した後、紫外線および熱硬化させることによって形成される。なお、絶縁基板２の表面に樹脂層５が積層されている場合、第１の配線導体３ａは樹脂層５と接する面が算術平均粗さで０．３〜０．７μｍとなるように化学的に粗化された微粗面であることが好ましい。第１の配線導体３ａの樹脂層５と接する面が算術平均粗さ０．３〜０．７μｍとなるように化学的に粗化された微粗面であると、化学的に粗化された微粗面の凹凸と樹脂層５の樹脂とが噛み合って樹脂層５とこれに接する第１の配線導体３ａとが強固に密着する。また、樹脂層５の開口部から露出する第１の配線導体３ａの表面は、ニッケルや金等のめっき金属層または鉛−錫合金や錫−銀合金等の半田が被着されており、それにより半田バンプ７ａや７ｂとの接合性が良好となっている。なお、このように第１の配線導体３ａの表面にめっき金属層や半田が被着されている場合、第１の配線導体３ａのめっき金属層や半田が被着された表面が算術平均粗さ０．０５〜０．１μｍとなるようにマイクロエッチングにより平滑化されていることが好ましい。第１の配線導体３ａのめっき金属層や半田が被着された表面が算術平均粗さ０．０５〜０．１μｍとなるようにマイクロエッチングにより平滑化されていることにより、第１の配線導体３ａとめっき金属層や半田とが強固に密着する。
Further, a
そして、この例の配線基板は、樹脂層５から露出した半導体素子接続パッドに半導体素子６の電極を半田バンプ７ａを介して電気的に接続することによって半導体装置となり、この半導体装置における外部接続パッドを半田バンプ７ｂを介して外部電気回路基板の配線導体に電気的に接続することによって、外部電気回路基板に実装されることとなる。
The wiring board of this example becomes a semiconductor device by electrically connecting the electrodes of the
なお、このような配線基板は、以下に述べる方法により製作される。まず、金属箔は、例えば金属箔が銅箔である場合、銅イオンを含有する電解液に浸漬した電着ドラム（カソード体）と鉛容器（アノード体）との間に、電流密度が数１０〜数１００Ａ／ｄｍ２の電流を通電して電着ドラム表面に１０〜３０μｍ程度の銅箔を析出させ、その後、電着ドラム表面から銅箔を剥離する。このとき、電着ドラム側の面は電着ドラムの表面に対応した算術平均粗さが０．１〜０．３μｍのシャイニー面と呼ばれる微粗面となり、反対側の面は銅の結晶が析出するに伴ってこぶ状に成長して形成される算術平均粗さが１〜２μｍのマット面と呼ばれる粗面となっている。
Such a wiring board is manufactured by the method described below. First, for example, when the metal foil is a copper foil, the metal foil has a current density of several tens between the electrodeposition drum (cathode body) immersed in an electrolytic solution containing copper ions and the lead container (anode body). A current of ˜100 A /
次に、厚みが２０〜５０μｍ程度のポリエチレンテレフタレート等の耐熱性樹脂から成る転写フィルムの片面に接着剤を介して上記の銅箔を貼着する。このとき、絶縁基板２の表面に配設する第１の配線導体３ａ用の銅箔は、その微粗面側を転写フィルム側にして貼着し、絶縁層１の間に配設する第２の配線導体３ｂ用の銅箔は、その粗面側を転写フィルム側にして貼着する。
Next, the copper foil is attached to one side of a transfer film made of a heat resistant resin such as polyethylene terephthalate having a thickness of about 20 to 50 μm via an adhesive. At this time, the copper foil for the
次に、転写フィルムに貼着した銅箔上に耐エッチング樹脂を被着するとともにこの耐エッチング樹脂を露光および現像して銅箔を配線導体３ａや３ｂの配線パターン状に被覆する耐エッチング樹脂層を形成し、しかる後、これを塩化第二鉄溶液中に浸漬して銅箔の露出部をエッチング除去した後、耐エッチング樹脂層を剥離して転写フィルム上に配線導体３ａや３ｂを形成する。その後、配線導体３ａや３ｂの露出表面を酸処理により化学的に粗化する。このとき、絶縁基板２の表面に配設する第１の配線導体３ａは、露出する粗面の算術平均粗さが１〜２μｍであるとともに露出する側面の算術平均粗さが０．３〜０．７μｍとなるように粗化する。他方、絶縁層１の間に配設する第２の配線導体３ｂは、露出する微粗面および側面の算術平均粗さが０．３〜０．７μｍとなるように粗化する。なお、この粗化処理は、塩酸や硫酸、硝酸、酢酸、蟻酸などの酸処理による化学的な薬品処理によって多数の尖頭状を有する突起を施すことができるが、特に酸溶液を配線導体３ａや３ｂに噴霧することが望ましい。
Next, an etching resistant resin is applied onto the copper foil adhered to the transfer film, and the etching resistant resin is exposed and developed to coat the copper foil in the wiring pattern of the
次に、耐熱性繊維基材に未硬化の熱硬化性樹脂組成物を含浸させて成る絶縁層１用の絶縁シートを複数枚準備するとともにこれらの絶縁シートにレーザ光の照射により貫通導体４を形成するための貫通孔を穿孔する。このような貫通孔は、絶縁シートの表面に保護フィルムを貼着するとともにその上から炭酸ガスレーザやＹＡＧレーザ等のレーザ光を照射することにより形成される。
Next, a plurality of insulating sheets for the insulating
次に、絶縁層１用の絶縁シートに形成した貫通孔内に導電性粉末と未硬化の熱硬化性樹脂とから成る金属ペーストを充填する。貫通孔への金属ペーストの充填は、スクリーン印刷法により行なわれ、印刷用のマスクとしては貫通孔に対応する孔を有するメタルマスクや貫通孔を形成する際に貼着した保護フィルムそのものを用いることができる。
Next, a metal paste made of conductive powder and uncured thermosetting resin is filled into the through holes formed in the insulating sheet for the insulating
次に、絶縁層１用の絶縁シートから保護フィルムを剥離した後、転写フィルム上に形成した配線導体３ａや３ｂと貫通孔内の金属ペーストとが接触するようにして絶縁シートの表面に配線導体３ａや３ｂを熱プレスを用いて熱圧着して埋入させた後、絶縁シートから転写フィルムを剥離して配線導体３ａや３ｂを転写する。熱圧着は、熱プレス機を用いて温度が１００〜１５０℃、圧力が０．５〜５ＭＰａの条件で数分間加圧することにより行なわれる。このとき、絶縁基板２の表面に配設される第１の配線導体３ａは、化学的に粗化された粗面側が絶縁シートに埋入され、微粗面が表面に露出する。また、絶縁層１の間に配設される第２の配線導体３ｂは、化学的に粗化された微粗面側が絶縁シートに埋入され、粗面が表面に露出する。
Next, after peeling off the protective film from the insulating sheet for the insulating
なお、熱圧着は加熱に先行して加圧のみを行なう方が良い。加熱を先に行なうと、熱によって転写フィルムが伸び、配線導体３ａや３ｂと貫通導体４との正確な位置合わせが困難となる傾向がある。したがって、熱圧着は加熱に先行して加圧のみを行なうことが好ましい。
In thermocompression bonding, it is better to perform only pressurization prior to heating. If the heating is performed first, the transfer film is stretched by heat, and accurate alignment between the wiring
また、絶縁層１用の絶縁シートはロール状の連続体ではなく、１枚ずつカットされて供給されることが望ましい。これは通常、配線導体３ａや３ｂがロール状の連続体で供給されるため、絶縁シートを動かして細かな位置の調整を行ない、配線導体３ａや３ｂとの位置合わせを行なった方が、位置合わせ機構がコンパクトになるためである。なお、配線導体３ａや３ｂと絶縁シートとの位置合わせは画像認識装置により、光学的に行なうことができるが、その他、様々な公知の方法も使用しても良い。
Further, it is desirable that the insulating sheet for the insulating
最後に、配線導体３ａや３ｂが転写された絶縁シートの複数枚を、各絶縁シートに転写された配線導体３ａと３ｂとの間や３ｂ同士の間が貫通孔に充填した金属ペーストで接続されるようにして積層するとともに、それらを加熱加圧して絶縁シートおよび金属ペースト中の熱硬化性樹脂を熱硬化させる。これにより、複数の絶縁層１が積層された絶縁基板２の表面に、化学的に粗化された粗面および側面が埋入された第１の配線導体３ａが配設されているとともに絶縁層１の間に微粗面および側面が化学的に粗化された第２の配線導体３ｂが配設された本発明を実施するための第１の形態例に示した配線基板が得られる。なお、積層体の加熱処理にあたっては、積層体をフッ素系樹脂などから成る離型性シートで上下から１〜５ＭＰａの圧力で挟みこみ、それを１５０〜２４０℃の温度で熱処理して、絶縁シートおよび金属ペースト中の熱硬化性樹脂を熱硬化させることが好ましい。
Finally, a plurality of insulating sheets to which the
次に、本発明の製造方法によって得られる配線基板の第２の形態例を図３および図４を基にして説明する。これらの図において、１１は絶縁層、１２は絶縁基板、１３ａは絶縁基板１２の表面に配設された金属箔から成る第１の配線導体、１３ｂは絶縁層１１の間に配設された金属箔から成る第２の配線導体、１４は貫通導体、１５は樹脂層、１６はめっき金属層から成る第３の配線導体であり、複数の絶縁層１１が積層一体化されることにより絶縁基板１２が形成され、この絶縁基板１２の表面に第１の配線導体１３ａおよび絶縁層１１の間に第２の配線導体１３ｂが配設されているとともに上下の配線導体１３ａ、１３ｂが絶縁層１１を貫通して設けられた貫通導体１４により電気的に接続されており、さらに絶縁基板１２の表面に樹脂層１５およびめっき金属層から成る第３の配線導体１６が積層されることにより本発明を実施するための第２の形態例の配線基板が構成されている。なお、本例では最表層の樹脂層１５の表面に耐半田樹脂層１７を被着させた例を示している。
Next, a second embodiment of the wiring board obtained by the manufacturing method of the present invention will be described with reference to FIGS. In these drawings, 11 is an insulating layer, 12 is an insulating substrate, 13a is a first wiring conductor made of a metal foil disposed on the surface of the insulating
絶縁基板１２を構成する各絶縁層１１は、前述した第１の形態例における絶縁層１と同様の材料および方法により形成されており、それぞれが金属箔から成る第１の配線導体１３ａや第２の配線導体１３ｂを支持するとともに上下に位置する第１の配線導体１３ａと第２の配線導体１３ｂとの間および第２の配線導体１３ｂ同士間の電気的な絶縁性を保持する機能を有する。
Each insulating
絶縁基板１２の表面に配設された第１の配線導体１３ａおよび絶縁層１１の間に配設された第２の配線導体１３ｂは、それぞれが前述した第１の形態例における第１の配線導体３ａ、第２の配線導体３ｂと同様の材料および方法により形成されており、配線基板に搭載される半導体素子１８の各電極を外部電気回路基板の配線導体に電気的に接続する導電路の一部として機能する。これらの配線導体１３ａ、１３ｂは、幅が２０〜２００μｍ程度の信号用導体や広面積の接地または電源用導体を含んでおり、一般的には絶縁基板１２の表面において微細な高密度配線が施されている。
The
なお、この第２の形態例においては、絶縁基板１２の表面に配設された第１の配線導体１３ａは、金属箔の微粗面を転写フィルム上に貼着して製作されており、その粗面および側面が化学的に粗化されているとともに粗面側が最表層の絶縁層１１の表面に埋入されている。他方、絶縁層１１の間に配設された第２の配線導体１３ｂは、金属箔の粗面を転写フィルム上に貼着して製作されており、微粗面および側面が化学的に粗化されているとともに微粗面側が絶縁層１１の表面に埋入されている。そして、この第２の形態例においてはこのことが重要である。
In the second embodiment, the
絶縁基板１２の表面に配設された第１の配線導体１３ａは、粗面および側面が化学的に粗化されているとともに粗面側が絶縁層１１の表面に埋入されていることから、化学的に粗化された粗面および側面の凹凸と絶縁層１１の熱硬化性樹脂とが噛み合って絶縁層１１に強固に密着するとともに、絶縁基板１２の表面に露出する面が微粗面となるので露出面に大きな凹凸が形成されることがない。したがって第１の配線導体１３ａと後述するめっき金属層から成る第３の配線導体１６とが良好に接続される。
The
また、絶縁層１１の間に配設された第２の配線導体１３ｂは、微粗面および側面が化学的に粗化されているとともに微粗面側が絶縁層１１の表面に埋入されていることから、第２の配線導体１３ｂが埋入された側の絶縁層１１の熱硬化性樹脂と第２の配線導体１３ｂの化学的に粗化された微粗面および側面の凹凸と噛み合って強固に密着するとともに反対側の粗面の凹凸とこれに接する絶縁層１１の熱硬化性樹脂とが噛み合って上下の絶縁層１１に強固に密着する。
The
したがって、第２の形態例の配線基板によれば、半導体素子１８を実装する際の熱や半導体素子１８が作動時に発生する熱が加えられても、配線導体１３ａや１３ｂと絶縁層１１との間に剥離が発生することはないとともに第１の配線導体１３ａと第３の配線導体１６との電気的接続信頼性に優れる配線基板を提供することができる。
Therefore, according to the wiring board of the second embodiment, even if heat is generated when the
なお、絶縁基板１２の表面に配設された第１の配線導体１３ａは、化学的に粗化された粗面の算術平均粗さが１μｍ未満であると、絶縁層１１との密着力が弱いものとなり、第１の配線導体１３ａに熱や応力が加えられると、絶縁基板１２から剥離してしまう危険性が大きくなり、他方、２μｍを超えると、第１の配線導体１３ａを形成する際に微細な配線パターンを良好に形成することが困難になる。したがって、絶縁基板１２の表面に埋設された第１の配線導体１３ａの、化学的に粗化された粗面の算術平均粗さは１〜２μｍであることが好ましい。
The
さらに、第１の配線導体１３ａは、その化学的に粗化された側面の算術平均粗さが０．３μｍ未満であると、側面と絶縁層１１との接合力を向上させることが困難であり、０．７μｍを超えると、第１の配線導体１３ａを形成する際に微細な配線パターンを良好に形成することが困難になる。したがって、絶縁基板１２の表面に配設された第１の配線導体１３ａは、その化学的に粗化された側面の算術平均粗さが０．３〜０．７μｍであることが好ましい。
Furthermore, if the arithmetic average roughness of the chemically roughened side surface of the
またさらに、絶縁層１１の間に配設された第２の配線導体１３ｂは、その化学的に粗化された微粗面および側面の算術平均粗さが０．３μｍ未満であると、絶縁層１１との密着力が小さく、絶縁層１１との間で剥離してしまう危険性が大きくなり、０．７μｍを超えると、第２の配線導体１３ｂを形成する際に微細な配線パターンを形成することが困難となる。したがって、絶縁層１１の間に配設された第２の配線導体１３ｂは、その化学的に粗化された微粗面および側面の算術平均粗さが０．３〜０．７μｍであることが好ましい。また、絶縁層１１の間に配設された第２の配線導体１３ｂは、その粗面の算術平均粗さが１μｍ未満であると、絶縁層１１との密着力が小さく、絶縁層１１との間で剥離してしまう危険性が大きくなり、２μｍを超えると、第２の配線導体１３ｂを形成する際に微細な配線パターンを形成することが困難となる。したがって、絶縁層１１の間に配設された第２の配線導体１３ｂは、その粗面の算術平均粗さが１〜２μｍであることが好ましい。
Furthermore, the
また、絶縁層１１を貫通して設けられた貫通導体１４は、前述した第１の形態例における貫通導体４と同様の材料および方法により形成され、貫通導体１４に含有される合金粉末同士が互いに接触するとともに合金粉末と配線導体１３ａや１３ｂを構成する銅箔とが接触することにより第１の配線導体１３ａと第２の配線導体１３ｂとの間や第２の配線導体１３ｂ同士の間を電気的に接続する。
Further, the through
さらに、絶縁基板１２の表面には、第１の配線導体１３ａの一部を露出させる開口部を有する樹脂層１５が積層されており、樹脂層１５の表面および開口部内には第１の配線導体１３ａに電気的に接続された銅めっき等のめっき金属層から成る第３の配線導体１６が被着されている。
Furthermore, a
樹脂層１５は、第３の配線導体１６の支持体としての機能を有し、その厚みが１０〜８０μｍであり、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂に平均粒径が０．１〜２μｍのシリカやアルミナ等の無機絶縁フィラーを１０〜５０質量％程度分散させた絶縁樹脂材料から成る。
The
この樹脂層１５は、未硬化の熱硬化性樹脂に平均粒径０．１〜２μｍの無機絶縁フィラーを分散させてシート状に形成した樹脂シートを、絶縁基板１２の表面に真空プレスにより貼着し、その後、樹脂シート中の熱硬化性樹脂を１５０〜２００℃で熱硬化することにより絶縁基板１２の表面に積層される。また開口部は樹脂層１５にレーザ加工を施すことにより形成される。なお、絶縁基板１２の表面を例えばバフロールを用いた機械的研磨法により算術平均粗さが０．１〜２μｍとなるように粗化しておくと、絶縁基板１２と樹脂層１５とを強固に密着させることができる。したがって、絶縁基板１２の表面は、その算術平均粗さが０．１〜２μｍとなるように粗化されていることが好ましい。また、第１の配線導体１３ａは、その樹脂層１５に接する表面を算術平均粗さが０．１〜２μｍとなるように化学的に粗化した微粗面としておくと、第１の配線導体１３ａとこれに接する樹脂層１５とを強固に密着させることができる。したがって、第１の配線導体１３ａの樹脂層１５に接する表面は、その算術平均粗さが０．３〜０．７μｍとなるように化学的に粗化した微粗面であることが好ましい。
This
樹脂層１５の表面および開口部内に被着された配線導体１６は、下地としての厚みが１〜２μｍの無電解銅めっきと、その上の主導体としての厚みが１０〜３０μｍの電解銅めっきとから成り、配線基板に搭載される半導体素子１８の各電極と絶縁基板１２表面の第１の配線導体１３ａとの間を高密度で接続する機能を有する。そして、例えば上面側の最表層の樹脂層１５上に配設された第３の配線導体１６の一部が半導体素子１８の電極に半田バンプ１９ａを介して電気的に接続される半導体素子接続パッドを形成しているとともに下面側の最表層の樹脂層１５上に配設された第３の配線導体１６の一部が外部電気回路基板の配線導体に半田バンプ１９ｂを介して電気的に接続される外部接続パッドを形成している。
The
この第３の配線導体１６は、セミアディティブ法により形成される。具体的には、まず樹脂層１５の表面および開口部の内壁を過マンガン酸塩類水溶液等の粗化液に浸漬し表面を算術平均粗さが０．２〜１．０μｍとなるように化学的に粗化する。樹脂層１５の表面および開口部の内壁を算術平均粗さが０．２〜１．０μｍとなるように化学的に粗化することにより樹脂層１５と第３の配線導体１６とを強固に密着させることができる。したがって、樹脂層１５の表面および開口部の内壁を算術平均粗さが０．２〜１．０μｍとなるように化学的に粗化することが好ましい。次に開口部から露出する第１の配線導体１３ａの表面をマイクロエッチングして算術平均粗さが０．０５〜０．１μｍとなるように平滑化する。開口部から露出する第１の配線導体１３ａの表面を算術平均粗さが０．０５〜０．１μｍとなるようにマイクロエッチングにより平滑化することにより第１の配線導体１３ａと第３の配線導体１６とを強固に密着させることができる。したがって、樹脂層１５の開口部から露出する第１の配線導体１３ａの表面を算術平均粗さが０．０５〜０．１μｍとなるようにマイクロエッチングにより平滑化することが好ましい。その後、無電解めっき用パラジウム触媒の水溶液中に浸漬して樹脂層１５の表面および開口部内にパラジウム触媒を付着させる。次に、硫酸銅とホルマリンとＥＤＴＡナトリウム塩と安定剤とを含有する無電解銅めっき液中に約３０分間浸漬して樹脂層１５の表面および開口部内の全面に厚みが１〜２μｍ程度の無電解銅めっきを析出させる。次に、樹脂層１５の表面および開口部内の全面に被着させた無電解銅めっきの表面に第３の配線導体１６の配線パターン形状に対応する開口部を有するめっきレジスト層を被着する。次に、硫酸と硫酸銅５水和物と塩素と光沢剤とを含有する電解銅めっき液中に数Ａ／ｄｍ２の電流を印加しながら数時間浸漬することによりめっきレジスト層の開口部から露出した無電解銅めっき上に厚みが１０〜３０μｍの電解銅めっきを被着する。その後、めっきレジスト層を水酸化ナトリウムで剥離し、さらに、めっきレジスト層を剥離したことにより露出する無電解銅めっきを硫酸と過酸化水素水の混合物等の硫酸系水溶液によりエッチング除去して第３の配線導体１６が形成される。
The
さらにこの第２の形態例では、最外層の樹脂層１５上に耐半田樹脂層１７が被着されている。耐半田樹脂層１７は、その厚みが１０〜５０μｍであり、例えばアクリル変性エポキシ樹脂等の感光性樹脂と光開始剤等とから成る混合物に３０〜７０質量％のシリカやタルク等の無機粉末フィラーを含有させた絶縁材料から成り、隣接する第３の配線導体１６同士が半田により電気的に短絡することを防止するとともに、第３の配線導体１６と樹脂層１５との接合強度を向上させる機能を有する。
Furthermore, in this second embodiment, a solder-
この耐半田樹脂層１７は、感光性樹脂と光開始剤と無機粉末フィラーとから成る未硬化の樹脂フィルムを最外層の樹脂層１５の表面に被着させるか、あるいは、感光性樹脂と光開始材と無機粉末フィラーとから成る未硬化の樹脂ワニスを最外層の樹脂層１５の表面に塗布して未硬化の感光性樹脂層を形成し、しかる後、その未硬化の感光性樹脂層を露光および現像して開口部を形成し、これを紫外線硬化および熱硬化させることにより形成される。
The solder-
そして、この例の配線基板は、上面側に露出する半導体素子接続パッドに半導体素子１８の各電極を電気的に接続することにより半導体装置となり、この半導体装置における外部接続パッドを外部電気回路基板の配線導体に電気的に接続することにより搭載する半導体素子１８が外部の電気回路に接続されることとなる。
The wiring board of this example becomes a semiconductor device by electrically connecting each electrode of the
なお、本発明は上述の実施の形態例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば、種々の変更が可能であることは言うまでもない。 It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
本発明の製造方法により得られた配線基板における配線導体と絶縁層との接着性を評価するために、次のような評価用の試料を製作して評価を行なった。 In order to evaluate the adhesiveness between the wiring conductor and the insulating layer in the wiring board obtained by the manufacturing method of the present invention, the following samples for evaluation were manufactured and evaluated.
まず、粗面と微粗面とを有するとともに粗面の算術平均粗さがそれぞれ異なる数種類の電解銅箔を準備した。次にそれらの銅箔の微粗面側を転写フィルムに接着するとともにその銅箔を幅が３０〜１００μｍの配線パターン状にエッチングした後、露出した粗面および側面を蟻酸の噴霧により化学的に粗化して絶縁基板の表面に配設するための第１の配線導体を転写フィルム上に形成した。また、上記と同様の銅箔の粗面側を転写フィルムに接着するとともにその銅箔を上記と同様にして幅が３０〜１００μｍのパターンにエッチングした後、露出した微粗面および側面を上記と同様にして粗化することにより絶縁層の間に配設するための第２の配線導体を転写フィルム上に形成した。 First, several types of electrolytic copper foils having a rough surface and a fine rough surface and different arithmetic average roughness of the rough surface were prepared. Next, the copper foil is bonded to the transfer film and the copper foil is etched into a wiring pattern having a width of 30 to 100 μm, and then the exposed rough surface and side surfaces are chemically sprayed with formic acid. A first wiring conductor for roughening and disposing on the surface of the insulating substrate was formed on the transfer film. Also, after bonding the rough surface side of the copper foil similar to the above to the transfer film and etching the copper foil into a pattern having a width of 30 to 100 μm in the same manner as described above, the exposed fine rough surface and side surfaces are By roughening in the same manner, a second wiring conductor to be disposed between the insulating layers was formed on the transfer film.
次にガラスクロスに未硬化のアリル変性ポリフェニレンエーテル樹脂を含浸させた絶縁シートの表面に上記の転写フィルム上の配線導体をそれぞれ熱プレスにより埋入させた後、転写フィルムを除去することにより配線導体を転写した。 Next, the wiring conductor on the transfer film was embedded in the surface of the insulating sheet impregnated with uncured allyl-modified polyphenylene ether resin in a glass cloth, respectively, and then the wiring conductor was removed by removing the transfer film. Was transcribed.
次に絶縁基板の表面に配設するための第１の配線導体が転写された絶縁シートと、絶縁層の間に配設するための第２の配線導体が転写された絶縁シートとを重ねて熱プレスすることにより絶縁基板の表面に第１の配線導体が配設されているとともに絶縁層の間に第２の配線導体が配設された絶縁基板を得た。 Next, the insulating sheet on which the first wiring conductor to be disposed on the surface of the insulating substrate is transferred and the insulating sheet on which the second wiring conductor to be disposed between the insulating layers are transferred are overlapped. The insulating substrate in which the first wiring conductor was disposed on the surface of the insulating substrate and the second wiring conductor was disposed between the insulating layers was obtained by hot pressing.
次にこれらの絶縁基板の表面に銅箔から成る配線導体の一部を露出させる開口部を有するエポキシ樹脂から成る樹脂層を積層するとともに開口部内に露出した銅箔から成る配線導体の表面をマイクロエッチングして算術平均粗さが０．０５〜０．１μｍとなるように平滑化した後、樹脂層の表面および開口部内にセミアディティブ法を用いて銅めっきから成る配線導体を被着させて本発明による試料を得た。また、転写フィルム上の配線パターン状にエッチングされた電解銅箔の露出面を粗化処理しないで転写した以外は上述の方法と同様の方法により作製することにより本発明の範囲外の比較のための試料を得た。
これらの試料においては、銅箔から成る配線導体と銅めっきから成る配線導体とは強固に密着しており、両者の電気的な接続は良好であった。
Next, a resin layer made of an epoxy resin having an opening that exposes a part of the wiring conductor made of copper foil is laminated on the surface of these insulating substrates, and the surface of the wiring conductor made of copper foil exposed in the opening is micronized. After etching and smoothing so that the arithmetic average roughness becomes 0.05 to 0.1 μm, a wiring conductor made of copper plating is deposited on the surface and openings of the resin layer using a semi-additive method. A sample according to the invention was obtained. Also, for comparison outside the scope of the present invention, it was produced by the same method as described above except that the exposed surface of the electrolytic copper foil etched into the wiring pattern on the transfer film was transferred without roughening. Samples were obtained.
In these samples, the wiring conductor made of copper foil and the wiring conductor made of copper plating were firmly adhered, and the electrical connection between them was good.
次にこれらの試料をＭＩＬ−ＳＴＤ−８８３ＤのＣｏｎｄｉｔｉｏｎ Ｂに規定の−５５〜＋１２５℃の温度サイクル試験に１０００サイクル入れた後、絶縁層と配線導体との間に剥離が発生するかどうかを確認した。また、各配線導体のパターン形状についてもその良否を確認した。 Next, after these samples were put into a temperature cycle test of −55 to + 125 ° C. specified in Condition B of MIL-STD-883D for 1000 cycles, it was confirmed whether or not peeling occurred between the insulating layer and the wiring conductor. did. The quality of the pattern shape of each wiring conductor was also confirmed.
その結果を表１に示す。なお、表１において、試料番号＊１の試料は本発明の範囲外の比較のための試料である。 The results are shown in Table 1. In Table 1, the sample of sample number * 1 is a sample for comparison outside the scope of the present invention.
表１に示すように、本発明による試料（試料番号２〜５）においては、配線導体と絶縁層との間に剥離が発生することなく、両者が強固に密着していることが分かる。これに対し、本発明の範囲外の比較のための試料（試料番号＊１）においては、配線導体と絶縁層との間に剥離が発生した。
As shown in Table 1, in the samples according to the present invention (
また、本発明による試料（試料番号２〜５）のうち、第１の配線導体における粗面および側面の算術平均粗さがそれぞれ２．５μｍ、１．０μｍであり、かつ第２の配線導体における微粗面および側面の算術表面粗さがそれぞれ１．０μｍである試料番号５の試料は、第１および第２の配線導体のパターン形状が悪く、高密度配線には不向きであるが、第１の配線導体における粗面および側面の算術平均粗さがそれぞれ１．０〜２．０μｍ、０．３〜０．７μｍであり、かつ第２の配線導体における微粗面および側面の算術平均粗さがそれぞれ０．３〜０．７μｍである試料番号２〜３の試料は、第１および第２の配線導体のパターン形状が良好であり高密度配線が可能であることが分かる。
Further, among the samples according to the present invention (
１，１１：絶縁層
２，１２：絶縁基板
３ａ，１３ａ：第１の配線導体
３ｂ，１３ｂ：第２の配線導体
１６：第３の配線導体
５，１５：樹脂層
DESCRIPTION OF
Claims (3)
一方面が粗面であり、他方面が前記粗面よりも算術平均粗さの小さい微粗面である電解金属箔を複数準備する工程と、
前記複数の金属箔のうちの一部の金属箔の前記微粗面に転写フィルムを貼着して前記第１の配線導体用転写フィルムを形成する工程と、
前記複数の金属箔のうちの他の金属箔の前記粗面に転写フィルムを貼着して前記第２の配線導体用転写フィルムを形成する工程と、
前記第１の配線導体用転写フィルムおよび前記第２の配線導体用転写フィルムの前記金属箔をそれぞれパターン加工して第１の配線導体および第２の配線導体を形成した後、露出した前記第１の配線導体および前記第２の配線導体の表面を粗化する工程と、
前記絶縁層を複数準備する工程と、
前記複数の絶縁層のうちの一部の絶縁層に前記第１の配線導体用転写フィルムの前記第１の配線導体を埋入させた後、前記一部の絶縁層から前記転写フィルムを剥離して、前記第１の配線導体を前記一部の絶縁層に転写する工程と、
前記複数の絶縁層のうちの他の絶縁層に前記第２の配線導体用転写フィルムの前記第２の配線導体を埋入させた後、前記他の絶縁層から前記転写フィルムを剥離して、前記第２の配線導体を前記他の絶縁層に転写する工程と、
前記第１の配線導体が最外層となり、前記第２の配線導体が内層となるように、前記複数の絶縁層を積層する工程とを具備することを特徴とする配線基板の製造方法。 A wiring board comprising: an insulating substrate in which insulating layers are laminated; a first wiring conductor disposed on a surface of the insulating substrate; and a second wiring conductor disposed between the insulating layers. A manufacturing method comprising:
A step of preparing a plurality of electrolytic metal foils whose one side is a rough surface and the other side is a fine rough surface having a smaller arithmetic average roughness than the rough surface;
A step of forming a transfer film for the first wiring conductor by attaching a transfer film to the finely rough surface of some of the metal foils;
A step of attaching a transfer film to the rough surface of another metal foil of the plurality of metal foils to form the second wiring conductor transfer film;
The metal foils of the first wiring conductor transfer film and the second wiring conductor transfer film are patterned to form the first wiring conductor and the second wiring conductor, respectively, and then the exposed first first wiring conductor and second wiring conductor are formed . Roughening the surfaces of the wiring conductor and the second wiring conductor ;
Preparing a plurality of the insulating layers;
The first wiring conductor of the first wiring conductor transfer film is embedded in a part of the plurality of insulating layers, and then the transfer film is peeled off from the part of the insulating layer. Transferring the first wiring conductor to the part of the insulating layer;
After embedding the second wiring conductor of the second wiring conductor transfer film in another insulating layer of the plurality of insulating layers, peeling the transfer film from the other insulating layer, Transferring the second wiring conductor to the other insulating layer;
And a step of laminating the plurality of insulating layers so that the first wiring conductor is an outermost layer and the second wiring conductor is an inner layer.
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