JPWO2018026004A1 - 支持基板、支持基板付積層体及び半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
前記第1の金属層をエッチングして、前記第1の積層体に第1の配線導体を形成する第1の配線形成工程と、
前記第1の積層体の前記第1の配線導体が設けられた面に、絶縁樹脂層と第2の金属層とをこの順で積層して、第2の積層体を形成する第2の積層体形成工程と、
前記絶縁樹脂層に前記第1の配線導体に達する非貫通孔を形成し、前記非貫通孔が形成された前記絶縁樹脂層に電解めっき及び/又は無電解めっきを施して、前記絶縁樹脂層上に第2の配線導体を形成する第2の配線形成工程と、
前記第2の配線導体が形成された前記第2の積層体から、少なくとも前記樹脂層を剥離する剥離工程と、
を含む半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法。
<2> 前記第1の配線形成工程は、前記第1の積層体の前記第1の金属層上にレジストを積層する工程と、
フォトリソグラフィーによって前記レジストを現像して前記第1の金属層上に配線回路パターンを形成する工程と、
前記第1の金属層を、エッチング液を用いてパターニングし、前記パターニングされた前記第1の金属層上の前記配線回路パターンを除去して、前記接着層上に第1の配線導体を形成する工程と、
を含む前記<1>に記載の半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法。
<3> 前記第2の積層体形成工程は、前記第1の配線導体上に粗化処理を施し、前記粗化処理が施された前記第1の配線導体が設けられた面に、前記絶縁樹脂層と第2の金属層とを加熱加圧してこの順で積層する前記<1>又は<2>に記載の半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法。
<4> 前記第2の配線形成工程は、前記電解めっき及び/又は無電解めっきによって前記非貫通孔の内壁を接続し、且つ、サブトラクティブ工法又はセミアディティブ工法によって前記第2の配線導体を形成する前記<1>〜<3>のいずれか一つに記載の半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法。
<5> 前記第2の配線形成工程によって前記絶縁樹脂層上に前記第2の配線導体が形成された前記第2の積層体に対して、更に、前記第2の積層体形成工程及び前記第2の配線形成工程と同じ工程をn回繰り返し行い(n+2)層の配線導体を有するビルドアップ構造を有する第nの積層体を形成し、
前記剥離工程は、前記第nの積層体から少なくとも前記樹脂層を剥離する前記<1>〜<4>のいずれか一つに記載の半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法。
<6> 前記第2の配線形成工程は、レーザーによって前記非貫通孔を形成する前記<1>〜<5>のいずれか一つに記載の半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法。
<7> 前記剥離工程は、少なくとも前記樹脂層を物理的手段によって剥離する前記<1>〜<6>のいずれか一つに記載の半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法。
<8> 前記樹脂層の厚さが1μm以上である前記<1>〜<7>のいずれか一つに記載の半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法。
<9> 前記第1の金属層の厚さが100μm以下である前記<1>〜<8>のいずれか一つに記載の半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法。
<10> 前記接着層の厚さが100μm以下である前記<1>〜<9>のいずれか一つに記載の半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法。
<11> 前記第1の積層体の厚みが30〜300μmである前記<1>〜<10>のいずれか一つに記載の半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法。
<12> 前記絶縁樹脂層の厚みが5〜100μmである前記<1>〜<11>のいずれか一つに記載の半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法。
<13> 前記剥離工程において、少なくとも前記樹脂層が剥離された前記第2の積層体から、少なくとも前記接着層を除去する工程を含む前記<1>〜<12>のいずれか一つに記載の半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法。
<14> 前記剥離工程において、エッチング液又はデスミア液を用いて前記除去をおこなう前記<13>に記載の半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法。
<15> 前記剥離工程において、プラズマ処理によって前記除去をおこなう前記<13>に記載の半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法。
<16> 前記剥離手段が、キャリア層及び厚さ5μm以下の金属膜を含み前記接着層と前記樹脂層との間に設けられた中間層であって、前記キャリア層が前記樹脂層側に配置された前記<1>〜<15>のいずれか一つに記載の半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法。
<17> 前記剥離工程において、前記第2の積層体から、前記樹脂層及び前記キャリア層を剥離する前記<16>に記載の半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法。
<18> 前記剥離手段が、フッ素系樹脂を含み前記接着層と前記樹脂層との間に設けられた中間層である前記<1>〜<15>のいずれか一つに記載の半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法。
<19> 前記剥離工程において、前記第2の積層体から、前記樹脂層及び前記中間層を剥離する前記<18>に記載の半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法。
<20> 前記剥離手段が熱膨張性粒子であって、前記接着層が前記熱膨張性粒子を前記第1の金属層との界面側に含む前記<1>〜<15>のいずれか一つに記載の半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法。
<21> 前記剥離工程において、前記第2の積層体から、少なくとも前記樹脂層及び前記接着層を剥離する前記<20>に記載の半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法。
<22> 前記剥離手段が、剥離層と厚さ1μm以上の金属膜とを含み前記接着層と前記樹脂層との間に設けられた中間層である前記<1>〜<15>のいずれか一つに記載の半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法。
<23> 前記剥離工程において、前記第2の積層体から、前記樹脂層及び前記中間層を剥離する前記<22>の半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法。
<24> 前記剥離工程は、さらに前記中間層を除去する工程を含む前記<16>〜<18>のいずれか一つに記載の半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法。
<25> 前記中間層の厚さが1μm以上である前記<16>〜<19>のいずれか一つに記載の半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法。
<26> 樹脂層と、
前記樹脂層の少なくとも一方の面側に設けられ且つ剥離手段を備えた接着層と、
前記接着層上に設けられた金属層と、
を有する支持基板。
<27> 前記剥離手段が、キャリア層及び厚さ5μm以下の金属膜を含み前記接着層と前記樹脂層との間に設けられた中間層であって、前記キャリア層が前記樹脂層側に配置された前記<26>に記載の支持基板。
<28> 前記剥離手段が、フッ素系樹脂を含み前記接着層と前記樹脂層との間に設けられた中間層である前記<26>に記載の支持基板。
<29> 前記剥離手段が熱膨張性粒子であって、前記接着層が前記熱膨張性粒子を前記金属層との界面側に含む前記<26>に記載の支持基板。
<30> 前記剥離手段が、剥離層と厚さ1μm以上の金属膜とを含み前記接着層と前記樹脂層との間に設けられた中間層である前記<26>に記載の支持基板。
<31> 前記樹脂層の両面のそれぞれに、前記接着層及び前記金属層が配置された前記<26>〜<30>のいずれか一つに記載の支持基板。
<32> 樹脂層と、
前記樹脂層の少なくとも一方の面側に設けられ剥離手段を備えた接着層と、
前記接着層上に設けられた絶縁樹脂層と、
前記絶縁樹脂層に埋設された第1の配線導体と、
前記絶縁樹脂層上に設けられた第2の金属層と、
を有する支持基板付積層体。
本実施形態の半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法(以下、単に『本実施形態の製造方法』と称することがある。)は、
樹脂層と、前記樹脂層の少なくとも一方の面側に設けられ且つ剥離手段を備えた接着層と、前記接着層上に設けられた第1の金属層と、を有する第1の積層体を準備する第1の積層体準備工程と、
前記第1の金属層をエッチングして、前記第1の積層体に第1の配線導体を形成する第1の配線形成工程と、
前記第1の積層体の前記第1の配線導体が設けられた面に、絶縁樹脂層と第2の金属層とをこの順で積層して、第2の積層体を形成する第2の積層体形成工程と、
前記絶縁樹脂層に前記第1の配線導体に達する非貫通孔を形成し、前記非貫通孔が形成された前記絶縁樹脂層に電解めっき及び/又は無電解めっきを施して、前記絶縁樹脂層上に第2の配線導体を形成する第2の配線形成工程と、
前記第2の配線導体が形成された前記第2の積層体から、少なくとも前記樹脂層を剥離する剥離工程と、を含む。
ここで、「サブトラクティブ法」とはエッチングで回路形成を行う方法であり、例えば、レジストフィルムを貼り付けてエッチングで回路を形成することができる。また、サブトラクティブ法は、例えば、化学研磨、レジスト貼り付け、露光、現像、水洗浄、エッチング、水洗浄、レジスト剥離、水洗浄、乾燥、内層粗化処理といった工数を有することができる。
上述のように本実施形態の製造方法は、少なくとも、第1の積層体準備工程と、第1の配線形成工程と、第2の積層体形成工程と、第2の配線形成工程と、剥離工程と、を含む。本実施形態の製造方法は、その他必要に応じて、適宜他の工程等を含んでいてもよい。
第1の積層体準備工程は、樹脂層と、前記樹脂層の少なくとも一方の面側に設けられ剥離手段を備えた接着層と、前記接着層上に設けられた第1の金属層と、を有する第1の積層体を準備する工程である。後述のように剥離手段等として樹脂層と接着層との間に中間層を設けることができる。
まず、本工程にて準備される第1の積層体について説明する。図1は、第1の積層体(支持基板)の構成の一態様を説明する概略図である。図1に示すように、本実施形態における第1の積層体10は、樹脂層1の両面に、中間層2と、接着層3と、第1の金属層4と、がこの順で設けられている。本実施形態における第1の積層体(支持基板)は、接着層3の剥離手段として、中間層2が樹脂層1と接着層3との間に設けられている。
例えば、第1の金属層4の直下の層がキャリア銅箔付極薄銅箔等の金属層であると、エッチング時に第1の金属層4とその直下の層との両方が除去されてしまう。この場合、積層工程にて絶縁樹脂層等を金属層上に積層する際、直下の層の除去された領域から樹脂層1の表面が露出しまう場合がある。このため、後述の絶縁樹脂層6と樹脂層1とが張り付いてしまい、その後に続く工程において、樹脂層1を中心とする部材群を第2の積層体からとり除くことができなくなってしまう。
これに対し、本実施形態における第1の積層体(支持基板)は、第1の金属層4の直下の層が接着層3であり、更に剥離手段として、樹脂層1との間に中間層2が設けられている。このため、本実施形態における第1の積層体(支持基板)は、エッチング時に接着層3が第1の金属層4と一緒に除去されることがなく、上述のような樹脂層1と絶縁樹脂層との接着等を防止することができる。また、接着層3は中間層2等の剥離手段を備えているため、第1の金属層4を第1の配線導体とした後であっても、第1の配線導体と、樹脂層1を中心とする部材群とを、後の工程において第2の積層体から容易にセパレートすることができる。
樹脂層は、第1の積層体のキャリア基板としての役割を果たす層であり、後述の剥離工程において剥離される層である。前記樹脂層としては、特に限定されないが、通常のガラスクロス等の基材に熱硬化性樹脂等の絶縁性の樹脂材料(絶縁材料)を含浸させたプリプレグや、絶縁性のフィルム材等を用いることができる。
前記基材の厚みは特に制限はないが、通常0.015〜0.5mm程度のものを使用することができる。また、前記基材としては、シランカップリング剤等で表面処理したものや機械的に開繊処理を施したものを用いることができ、これら基材は耐熱性や耐湿性、加工性の面から好適である。
また、前記硬化促進剤としてはフェノール類を使用することが好ましく、ノニルフェノール、パラクミルフェノールなどの単官能フェノールや、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールSなどの二官能フェノール、又は、フェノールノボラック、クレゾールノボラックなどの多官能フェノールなどを用いることができる。前記硬化促進剤は、1種類を単独で使用してもよいし、2種類以上を混合して使用してもよい。
ェノキシ)フェニル]プロパンなどが挙げられる。前記ポリアミドイミド樹脂は、乾燥性を向上させるためにシロキサン変性としてもよく、この場合、アミノ成分としてシロキサンジアミンを用いることができる。前記ポリアミドイミド樹脂は、フィルム加工性を考慮すると、分子量が5万以上のものを用いるのが好ましい。
接着層は、樹脂層の少なくとも一方の面側に設けられており、剥離手段を備えている。剥離手段については後述するが、例えば、樹脂層と接着層との間に設けられる中間層等が挙げられる。
接着層は剥離手段を備える。ここで「剥離手段」とは、接着層と対象となる層との剥離を容易にするための手段を意味し、例えば、剥離可能な中間層を用いて対象となる層との剥離を容易にするための手段や隣接する層との接着力を低下させて接着層と対象となる層との剥離を容易にする手段等が含まれる。特に限定されるものではないが、前記剥離手段としては以下の態様が例示される。
(1)剥離手段が、キャリア層及び厚さ5μm以下の金属膜を含み前記接着層と前記樹脂層との間に設けられた中間層であって、前記キャリア層が前記樹脂層側に配置された態様
(2)剥離手段が、フッ素系樹脂を含み、前記接着層と前記樹脂層との間に設けられた中間層である態様
(3)剥離手段が熱膨張性粒子であって、前記接着層が前記熱膨張性粒子を前記第1の金属層との界面側に含む態様
(4)剥離手段が、剥離層と厚さ1μm以上の金属膜とを含み、前記接着層と前記樹脂層との間に設けられた中間層である態様
尚、中間層は例えば接着層の剥離手段として用いることのできる他、任意の目的で設けることができる。
また、前記中間層に用いられる膜厚1μm以上の金属膜の金属の種類は特に限定されず、例えば、金、銀、銅、アルミニウム、及びこれらのうちの2種以上の金属からなる合金から選択される少なくとも1種を使用できる。なかでも、熱膨張率、導電性及び経済性の点から銅を好適に用いることができる。また、当該金属膜の膜厚は1μm以上であり、ハンドリング性や経済性を考慮すると、9μm〜70μmが好ましく、12μm〜35μmがさらに好ましい。
前記第1の金属層の金属の種類は特に限定されず、例えば、金、銀、銅、アルミニウム、及びこれらのうちの2種以上の金属からなる合金から選択される少なくとも1種を使用できる。なかでも、熱膨張率、導電性及び経済性の点から銅を好適に用いることができる。
前記第1の積層体の厚さは、所望に応じて適宜設定可能であり特に限定されないが、例えば、積層時の取り扱いの観点から、30μm〜300μmが好ましく、40μm〜200μmが更に好ましい。
第1の配線形成工程は、前記第1の金属層をエッチングして前記第1の積層体に第1の配線導体を形成する工程である。
第2の積層体形成工程は、前記第1の積層体の前記第1の配線導体が設けられた面に絶縁樹脂層と第2の金属層とをこの順で積層して、第2の積層体を形成する工程である。また、前記第2の積層体形成工程は、前記第1の配線導体上に粗化処理を施し、前記粗化処理が施された前記第1の配線導体が設けられた面に前記絶縁樹脂層と第2の金属層とを加熱加圧してこの順で積層することができる。前記粗化処理を施すことで、第1の配線導体と前記絶縁樹脂との接着強度を高めることができる。前記粗化処理は公知の方法を適宜用いることができるが、例えば、酸化処理、還元処理、エッチングを行うなどの粗化処理を採用することができる。
前記絶縁樹脂層としては、上述の樹脂層と同様の材料(例えば、プリプレグ)を用いることができる。また、前記絶縁樹脂層の厚みは、所望に応じて適宜設定可能であり特に限定されないが、例えば、絶縁信頼性の観点から、5μm〜100μmが好ましく、20μm〜90μmが更に好ましい。
前記第2の金属層としては、例えば、上述の第1の金属層や極薄銅箔と同様の金属を用いることができる。前記第2の金属層は、例えば、キャリア付の極薄銅箔を使用することができる。この場合、前記キャリアは、極薄銅箔の面を前記絶縁樹脂層上に配置し、加熱加圧によって積層した後に剥離され、キャリアが剥離された後の極薄銅箔が第2の金属層となる。
第2の配線形成工程は、前記絶縁樹脂層に前記第1の配線導体に達する非貫通孔を形成し、前記非貫通孔が形成された前記絶縁樹脂層に電解めっき及び/又は無電解めっきを施し、前記絶縁樹脂層上に第2の配線導体を形成する工程である。特に限定されるものではないが、例えば、前記第2の配線形成工程は、前記電解めっき及び/又は無電解めっきによって前記非貫通孔の内壁を接続し、且つ、サブトラクティブ工法又はセミアディティブ工法によって前記第2の配線導体を形成することができる。尚、特に限定されるものではないが、工程数や歩留まり率の向上の観点から、前記第2の配線導体の形成方法は、サブトラクティブ工法を用いることが好ましい。
非貫通孔を形成する手段は特に限定はないが、例えば、炭酸ガスレーザー等のレーザーやドリル等の公知の手段を用いることができる。非貫通孔は金属層を介して前記絶縁樹脂層に形成され、本工程にて形成される第2の配線導体と第1の配線導体とを電気的に接続させるために設けられる。非貫通孔の数やサイズは所望に応じて適宜選定することができる。また、非貫通孔を形成した後に過マンガン酸ナトリウム水溶液等を用いてデスミア処理を施すことができる。
第2の配線形成工程は、電解めっき及び/又は無電解めっき処理の後、第2の配線導体を形成する。第2の配線導体の形成方法は特に限定されるものではなく、サブトラクティブ工法やセミアディティブ工法等の公知の手段を適宜採用することができる。第2の配線形成工程におけるサブトラクティブ工法は、特に限定されることはないが、例えば、第2の金属層の整面を実施し、ドライフィルムレジスト等をラミネートし、更に、ネガ型マスクを張り合わせた後、露光機にて回路パターンを焼付け、現像液にてドライフィルムレジストを現像し、エッチングレジストを形成することができる。その後エッチング処理を施し、エッチングレジストのない部分の金属(例えば、銅)を塩化第二鉄水溶液等で除去した後、レジストを除去することで、第2の配線導体を形成することができる。
剥離工程は、前記第2の配線導体が形成された前記第2の積層体から、少なくとも前記樹脂層を剥離する工程である。樹脂層を剥離する手段は物理的手段又は化学的手段のいずれも採用することができるが、例えば剥離される予定の境界面に物理的な力を加えて、物理的に第1の絶縁樹脂層を剥離することが好ましい。剥離工程において、前記第2の配線導体が形成された前記第2の積層体から少なくとも樹脂層を剥離することで、本実施形態における半導体素子搭載用パッケージ基板を作製することができる。本実施形態においては、用いる剥離手段の種類に応じて、剥離工程において剥離される層の境界面が異なる。
以下、図を用いて本実施形態の製造方法の流れについて説明する。
以上の工程を経ることで、本実施形態における半導体素子搭載用パッケージ基板30を得ることができる。本実施形態の製造方法によれば、めっきパターン法を用いることなく半導体素子搭載用パッケージ基板30を容易に歩留まりよく形成することができる。
以上の工程を経ることで、本実施形態における半導体素子搭載用パッケージ基板30を得ることができる。本実施形態の製造方法によっても、めっきパターン法を用いることなく半導体素子搭載用パッケージ基板30を容易に歩留まりよく形成することができる。
以上の工程を経ることで、本実施形態における半導体素子搭載用パッケージ基板30を得ることができる。本実施形態の製造方法によっても、めっきパターン法を用いることなく半導体素子搭載用パッケージ基板30を容易に歩留まりよく形成することができる。
以上の工程を経ることで、本実施形態における半導体素子搭載用パッケージ基板30を得ることができる。本実施形態の製造方法によっても、めっきパターン法を用いることなく半導体素子搭載用パッケージ基板30を容易に歩留まりよく形成することができる。
上述のように、本実施形態の製造方法はビルドアップ構造を有する半導体素子搭載用パッケージ基板を作製することも可能である。例えば、第2の配線形成工程によって絶縁樹脂層上に第2の配線導体が形成された第2の積層体に対して、更に、第2の積層体形成工程及び第2の配線形成工程と同じ工程をn回繰り返し行い(n+2)層の配線導体を有するビルドアップ構造を有する第nの積層体を形成し、剥離工程において、第nの積層体から少なくとも樹脂層を剥離することでビルドアップ構造を有する半導体素子搭載用パッケージ基板を作製することができる。
[実施例1]
(第1の積層体準備工程)
第1の積層体準備工程(以下、「工程1」と称することがある。)として、厚み0.1mmのプリプレグ(樹脂層;三菱ガス化学株式会社製、商品名:A−IT56)の両面に、予め極薄銅箔側の面にエポキシ樹脂を塗布・乾燥して接着層(厚さ3μm)を設けたキャリア付き極薄銅箔(三井金属鉱業(株)製、商品名:MTEx、キャリア厚さ:18μm、極薄銅箔厚さ:3μm)を、キャリア銅箔面がプリプレグと接するように重ねた。本実施例では、剥離手段として"キャリア付き極薄銅箔"を中間層として用いた。さらに、その両側(接着層面)に銅箔(第1の金属層;三井金属鉱業(株)製、商品名:3EC−VLP、厚さ12μm)を配置し、真空下、温度220℃、プレス圧力3MPaで60分間プレス処理して、第1の積層体(以下、「支持基板」と称することがある。)を作製した。
第1の配線形成工程(以下、「工程2」と称することがある。)として、工程1で作製した支持基板の両面に、感光性ドライフィルムレジスト(日立化成(株)製、商品名:RD−1225)をラミネートした。その後、所定の回路パターンに沿って露光、現像処理し、更にエッチング処理及びレジスト剥離を行って、基板表面に第1の配線導体(以下、「第1の回路パターン層」と称することがある。)を形成した。本工程においてパターン形成に要した時間は5分間程度であった。
第2の積層体形成工程(以下、「工程3」と称することがある。)として、まず、第1の回路パターン層と本工程で積層するプリプレグとの接着強度を上げるため、三菱ガス化学(株)製クリーンエッチEMR−5100を用いて第1の回路パターン層の表面銅の粗化処理を行った。次いで、厚み0.080mmのプリプレグ(絶縁樹脂層;三菱ガス化学株式会社製、商品名:SH65)と、キャリア付き極薄銅箔(三井金属鉱業(株)製、商品名:MT18Ex、キャリア厚さ:18μm、極薄銅箔厚さ:2μm)とをキャリア銅箔面が最外層となるように、第1の回路パターン層を形成した支持基板の両面に配置して、真空下、温度220℃、プレス圧力3MPaで120分間プレス処理した。
第2の配線形成工程(以下、「工程4」と称することがある。)として、まず、炭酸ガスレーザー加工機(三菱電機(株)製ML605GTWIII−H)により、支持基板の第1の回路パターン層に達する穴径100μmの非貫通孔を形成した。非貫通孔のスミア除去のため、デスミア処理を行った。デスミア処理は、まず、奥野製薬製のデスミア用膨潤液PTH−B103に65℃5分間浸して膨潤させたのち、奥野製薬製デスミア処理液PTH1200+PTH1200NAに80℃8分間浸し、最後に奥野製薬製のデスミア用中和液PTH−B303に45℃で5分間浸して行った。
剥離工程(以下、「工程5」と称することがある。)として、上述の工程1で積層プレスした、接着層が形成されたキャリア付き極薄銅箔のキャリア銅箔と極薄銅箔との境界部に物理的な力を加えて、第2の積層体から、樹脂層をキャリア銅箔と共に剥離した。その後、極薄銅箔を過硫酸系のソフトエッチング液により除去し、更に第2の積層体表面に残った樹脂(接着層)をデスミア処理液にて除去し、半導体素子搭載用パッケージ基板(半導体素子搭載用基板)を得た。
(第1の積層体準備工程)
工程1として、厚み0.1mmのプリプレグ(樹脂層;三菱ガス化学株式会社製、商品名:A−IT56)の両面に、予めエポキシ樹脂を塗布・乾燥して接着層(厚さ3μm)を設けたテフロン(登録商標)フィルム(厚み:100μm)をテフロン(登録商標)フィルム面がプリプレグと接するように張り合わせた。次いで、その両側(接着層面)に銅箔(第1の金属層;三井金属鉱業(株)製、商品名:3EC−VLP、厚さ12μm)を配置し、真空下、温度160℃、プレス圧力3MPaで60分間プレス処理して、支持基板(第1の積層体)を作製した。本実施例では、剥離手段として"テフロン(登録商標)
フィルム"を中間層として用いた。
工程2として、工程1で作製した支持基板の両面に、感光性ドライフィルムレジスト(日立化成(株)製、商品名:RD−1225)をラミネートした。その後、所定の回路パターンに沿って露光、現像処理し、更にエッチング処理、レジスト剥離を行って、基板表面に回路パターン層(第1の配線導体)を形成した。
その後、工程3として、まず、第1の回路パターン層と本工程で積層するプリプレグとの接着強度を上げるため、三菱ガス化学(株)製クリーンエッチEMR−5100を用いて第1の回路パターン層の表面銅の粗化処理を行った。次いで、厚み0.080mmのプリプレグ(絶縁樹脂層;三菱ガス化学株式会社製、商品名:SH65)と、キャリア付き極薄銅箔(三井金属鉱業(株)製、商品名:MT18Ex、キャリア厚さ:18μm、極薄銅箔厚さ:2μm)とをキャリア銅箔面が最外層になるように、第1の回路パターン層を形成した支持基板の両面に配置して、真空下、温度160℃、プレス圧力3MPaで120分間プレス処理した。
工程4として、まず、炭酸ガスレーザー加工機(三菱電機(株)製ML605GTWIII−H)により、支持基板の第1の回路パターン層に達する穴径100μmの非貫通孔を形成した。非貫通孔のスミア除去のため、デスミア処理を行った。デスミア処理は、まず、奥野製薬製のデスミア用膨潤液PTH−B103に65℃5分間浸して膨潤させたのち、奥野製薬製デスミア処理液PTH1200+PTH1200NAに80℃8分間浸し、最後に奥野製薬製のデスミア用中和液PTH−B303に45℃5分間浸して行った。
次に、工程5として、上述の工程1で積層プレスした、接着層付きテフロン(登録商標)フィルムの、接着層とテフロン(登録商標)フィルムとの境界部に物理的な力を加えて、第2の積層体から、樹脂層をテフロン(登録商標)フィルムと共に剥離した。更に第2の積層体表面に残った樹脂(接着層)をデスミア処理液にて除去し、半導体素子搭載用パッケージ基板(半導体素子搭載用基板)を得た。
(第1の積層体準備工程)
工程1として、厚み0.1mmのプリプレグ(樹脂層;三菱ガス化学株式会社製、商品名:A−IT56)の両面に、電子部品工程用熱剥離シート(日東電工株式会社製、商品名:リバアルファ(品番31950E),(厚さ96μm))を張り合わせた。当該電子部品工程用熱剥離シートは接着層と支持体(中間層)とを備えており、熱膨張性粒子を含んでいる。本実施例においては当該電子部品工程用熱剥離シートの接着層が本発明における接着層に相当する。また、前記電子部品工程用熱剥離シートは中間層側がプリプレグと接するように張り合わせた。次いで、その両側(接着層面)に銅箔(三井金属鉱業(株)製、商品名:3EC−VLP、厚さ12μm)を配置し、真空下、温度160℃、プレス圧力3MPaで60分間プレス処理して、支持基板を作製した。
工程2として、工程1で作製した支持基板の両面に、感光性ドライフィルムレジスト(日立化成(株)製、商品名:RD−1225)をラミネートした。その後、所定の回路パターンに沿って露光、現像処理し、更にエッチング処理、レジスト剥離を行って、基板表面に回路パターン層(第1の配線導体)を形成した。
その後、工程3として、まず、支持基板の回路パターン層と本工程で積層するプリプレグとの接着強度を上げるため、三菱ガス化学(株)製クリーンエッチEMR−5100を用いて第1の回路パターン層の表面銅の粗化処理を行った。次いで、公称厚み0.080mmのプリプレグ(絶縁樹脂層;三菱ガス化学株式会社製、商品名:SH65)と、キャリア付き極薄銅箔(三井金属鉱業(株)製、商品名:MT18Ex、厚さ2μm)とをキャリア銅箔面が最外層になるように、第1の回路パターン層を形成した支持基板の両面に配置して、真空下、温度160℃、プレス圧力3MPaで120分間プレス処理した。
工程4として、まず、炭酸ガスレーザー加工機(三菱電機(株)製ML605GTWIII−H)により、支持基板の第1の回路パターン層に達する穴径100μmの非貫通孔を形成した。非貫通孔のスミア除去のため、デスミア処理を行った。デスミア処理は、まず、奥野製薬製のデスミア用膨潤液PTH−B103に65℃5分間浸して膨潤させたのち、奥野製薬製デスミア処理液PTH1200+PTH1200NAに80℃8分間浸し、最後に奥野製薬製のデスミア用中和液PTH−B303に45℃5分間浸して行った。
次に、工程5として、200℃1分の加熱処理を行い、第2の積層体から、樹脂層を電子部品工程用熱剥離シートと共に剥離し、半導体素子搭載用パッケージ基板を得た。
(第1の積層体準備工程)
剥離手段として“剥離層付銅箔”を中間層として用いた実施例について説明する。
工程1として、厚み0.1mmのプリプレグ(樹脂層;三菱ガス化学株式会社製、商品名:ST56)の両面に、剥離層付銅箔(JX日鉱日石金属社、商品名:PCS、銅箔の厚さ12μm、剥離層の厚さ40nm)を、剥離層面と反対面(即ち、銅箔側)がプリプレグと接するように張り合わせた。次いで、その両側に予めエポキシ樹脂を塗布・乾燥して接着層(厚さ3μm)を設けた銅箔(第1の金属層;三井金属鉱業(株)製、商品名:3EC−VLP、厚さ12μm)の接着層面と前記剥離層付銅箔の剥離層面が接するように配置し、真空下、温度200℃、プレス圧力3MPaで60分間プレス処理して、支持基板(第1の積層体)を作製した。
工程2として、工程1で作製した支持基板の両面に、感光性ドライフィルムレジスト(日立化成(株)製、商品名:RD−1225)をラミネートした。その後、所定の回路パターンに沿って露光、現像処理し、更にエッチング処理、レジスト剥離を行って、基板表面に回路パターン層(第1の配線導体)を形成した。
その後、工程3として、まず、支持基板の回路パターン層と本工程で積層するプリプレグとの接着強度を上げるため、三菱ガス化学(株)製クリーンエッチEMR−5100を用いて第1の回路パターン層の表面銅の粗化処理を行った。次いで、交称厚み0.080mmのプリプレグ(絶縁樹脂層;三菱ガス化学株式会社製、商品名:SH65)と、キャリア付き極薄銅箔(三井金属鉱業(株)製、商品名:MT18Ex、厚さ2μm)とをキャリア銅箔面が最外層になるように、第1の回路パターン層を形成した支持基板の両面に配置して、真空下、温度200℃、プレス圧力3MPaで120分間プレス処理した。
工程4として、まず、炭酸ガスレーザー加工機(三菱電機(株)製ML605GTWIII−H)により、支持基板の第1の回路パターン層に達する穴径100μmの非貫通孔を形成した。非貫通孔のスミア除去のため、デスミア処理を行った。デスミア処理は、まず、奥野製薬製のデスミア用膨潤液PTH−B103に65℃5分間浸して膨潤させたのち、奥野製薬製デスミア処理液PTH1200+PTH1200NAに80℃8分間浸し、最後に奥野製薬製のデスミア用中和液PTH−B303に45℃5分間浸して行った。
次に、工程5として、上述の工程1で積層プレスした、接着層と剥離層との境界部に物理的な力を加えて、第2の積層体から、剥離層付銅箔と樹脂層(プリプレグ)とを剥離した。その後、第2の積層体表面に残った樹脂(接着層)をデスミア処理液にて除去し、半導体素子搭載用パッケージ基板(半導体素子搭載用基板)を得た。
実施例1の工程1において、接着層を塗布したキャリア付き銅箔を使用せず、プリプレグ(樹脂層)上に直接第1の金属層を設けた支持基板を用いた以外は、全て実施例1と同様にして、積層体を作製し、半導体素子搭載用パッケージ基板のセパレートを試みた。その結果、支持基板とパターンが埋め込みされた基板とがプリプレグの樹脂にて接着し、基板をセパレートできなかった。
実施例1の工程1において、接着層を塗布したキャリア付き銅箔を使用せず、プリプレグ(樹脂層)上に直接キャリア付き極薄銅箔(三井金属鉱業(株)製、商品名:MT18Ex、厚さ2μm)を設けた支持基板を用い、工程2において、エッチング処理の代りにパターンめっき処理にて第1の配線導体を作製した以外は実施例1と同様に積層体を作製した。その際、工程2においてパターニングに要した時間は50分間程度であり、実施例1の工程2と比べて約10倍の時間を要した。
実施例1の工程1において、接着層を塗布したキャリア付き銅箔を使用せず、プリプレグ(樹脂層)上に直接キャリア付き極薄銅箔(三井金属鉱業(株)製、商品名:MT18Ex、厚さ2μm)を設け支持基板を用いた以外は実施例1と同様に積層体を作製し、半導体素子搭載用パッケージ基板のセパレートを試みた。その結果、工程2のエッチング処理によって銅箔と共にキャリア付き極薄銅箔が除去され、プリプレグの樹脂層が露出してしまい、工程3においてプリプレグの樹脂層と工程1におけるプリプレグの樹脂層とが溶着してしまい、後の工程にて基板をセパレートできなかった。
また、明細書に記載された全ての文献、特許出願、及び技術規格は、個々の文献、特許出願、及び技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。
2 中間層
2Aキャリア層(キャリア銅箔)
2B極薄銅箔層(金属膜)
3 接着層
4 第1の金属層
5 第1の配線導体
6 絶縁樹脂層
7 第2の金属層
8 非貫通孔
9 第2の配線導体
10 第1の積層体(支持基板)
20 第2の積層体(支持基板付積層体)
30 半導体素子搭載用パッケージ基板
Claims (32)
- 樹脂層と、前記樹脂層の少なくとも一方の面側に設けられ且つ剥離手段を備えた接着層と、前記接着層上に設けられた第1の金属層と、を有する第1の積層体を準備する第1の積層体準備工程と、
前記第1の金属層をエッチングして、前記第1の積層体に第1の配線導体を形成する第1の配線形成工程と、
前記第1の積層体の前記第1の配線導体が設けられた面に、絶縁樹脂層と第2の金属層とをこの順で積層して、第2の積層体を形成する第2の積層体形成工程と、
前記絶縁樹脂層に前記第1の配線導体に達する非貫通孔を形成し、前記非貫通孔が形成された前記絶縁樹脂層に電解めっき及び/又は無電解めっきを施して、前記絶縁樹脂層上に第2の配線導体を形成する第2の配線形成工程と、
前記第2の配線導体が形成された前記第2の積層体から、少なくとも前記樹脂層を剥離する剥離工程と、
を含む半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法。 - 前記第1の配線形成工程は、前記第1の積層体の前記第1の金属層上にレジストを積層する工程と、
フォトリソグラフィーによって前記レジストを現像して前記第1の金属層上に配線回路パターンを形成する工程と、
前記第1の金属層を、エッチング液を用いてパターニングし、前記パターニングされた前記第1の金属層上の前記配線回路パターンを除去して、前記接着層上に第1の配線導体を形成する工程と、
を含む請求項1に記載の半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法。 - 前記第2の積層体形成工程は、前記第1の配線導体上に粗化処理を施し、前記粗化処理が施された前記第1の配線導体が設けられた面に、前記絶縁樹脂層と第2の金属層とを加熱加圧してこの順で積層する請求項1又は2に記載の半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法。
- 前記第2の配線形成工程は、前記電解めっき及び/又は無電解めっきによって前記非貫通孔の内壁を接続し、且つ、サブトラクティブ工法又はセミアディティブ工法によって前記第2の配線導体を形成する請求項1〜3のいずれか一項に記載の半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法。
- 前記第2の配線形成工程によって前記絶縁樹脂層上に前記第2の配線導体が形成された前記第2の積層体に対して、更に、前記第2の積層体形成工程及び前記第2の配線形成工程と同じ工程をn回繰り返し行い(n+2)層の配線導体を有するビルドアップ構造を有する第nの積層体を形成し、
前記剥離工程は、前記第nの積層体から少なくとも前記樹脂層を剥離する請求項1〜4のいずれか一項に記載の半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法。 - 前記第2の配線形成工程は、レーザーによって前記非貫通孔を形成する請求項1〜5のいずれか一項に記載の半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法。
- 前記剥離工程は、少なくとも前記樹脂層を物理的手段によって剥離する請求項1〜6のいずれか一項に記載の半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法。
- 前記樹脂層の厚さが1μm以上である請求項1〜7のいずれか一項に記載の半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法。
- 前記第1の金属層の厚さが100μm以下である請求項1〜8のいずれか一項に記載の半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法。
- 前記接着層の厚さが100μm以下である請求項1〜9のいずれか一項に記載の半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法。
- 前記第1の積層体の厚みが30〜300μmである請求項1〜10のいずれか一項に記載の半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法。
- 前記絶縁樹脂層の厚みが5〜100μmである請求項1〜11のいずれか一項に記載の半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法。
- 前記剥離工程において、少なくとも前記樹脂層が剥離された前記第2の積層体から、少なくとも前記接着層を除去する工程を含む請求項1〜12のいずれか一項に記載の半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法。
- 前記剥離工程において、エッチング液又はデスミア液を用いて前記除去をおこなう請求項13に記載の半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法。
- 前記剥離工程において、プラズマ処理によって前記除去をおこなう請求項13に記載の半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法。
- 前記剥離手段が、キャリア層及び厚さ5μm以下の金属膜を含み前記接着層と前記樹脂層との間に設けられた中間層であって、前記キャリア層が前記樹脂層側に配置された請求項1〜15のいずれか一項に記載の半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法。
- 前記剥離工程において、前記第2の積層体から、前記樹脂層及び前記キャリア層を剥離する請求項16に記載の半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法。
- 前記剥離手段が、フッ素系樹脂を含み前記接着層と前記樹脂層との間に設けられた中間層である請求項1〜15のいずれか一項に記載の半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法。
- 前記剥離工程において、前記第2の積層体から、前記樹脂層及び前記中間層を剥離する請求項18に記載の半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法。
- 前記剥離手段が熱膨張性粒子であって、前記接着層が前記熱膨張性粒子を前記第1の金属層との界面側に含む請求項1〜15のいずれか一項に記載の半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法。
- 前記剥離工程において、前記第2の積層体から、少なくとも前記樹脂層及び前記接着層を剥離する請求項20に記載の半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法。
- 前記剥離手段が、剥離層と厚さ1μm以上の金属膜とを含み前記接着層と前記樹脂層との間に設けられた中間層である請求項1〜15のいずれか一項に記載の半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法。
- 前記剥離工程において、前記第2の積層体から、前記樹脂層及び前記中間層を剥離する請求項22に記載の半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法。
- 前記剥離工程は、さらに前記中間層を除去する工程を含む請求項16〜18のいずれか一項に記載の半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法。
- 前記中間層の厚さが1μm以上である請求項16〜19のいずれか一項に記載の半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法。
- 樹脂層と、
前記樹脂層の少なくとも一方の面側に設けられ且つ剥離手段を備えた接着層と、
前記接着層上に設けられた金属層と、
を有する支持基板。 - 前記剥離手段が、キャリア層及び厚さ5μm以下の金属膜を含み前記接着層と前記樹脂層との間に設けられた中間層であって、前記キャリア層が前記樹脂層側に配置された請求項26に記載の支持基板。
- 前記剥離手段が、フッ素系樹脂を含み前記接着層と前記樹脂層との間に設けられた中間層である請求項26に記載の支持基板。
- 前記剥離手段が熱膨張性粒子であって、前記接着層が前記熱膨張性粒子を前記金属層との界面側に含む請求項26に記載の支持基板。
- 前記剥離手段が、剥離層と厚さ1μm以上の金属膜とを含み前記接着層と前記樹脂層との間に設けられた中間層である請求項26に記載の支持基板。
- 前記樹脂層の両面のそれぞれに、前記接着層及び前記金属層が配置された請求項26〜30のいずれか一項に記載の支持基板。
- 樹脂層と、
前記樹脂層の少なくとも一方の面側に設けられ剥離手段を備えた接着層と、
前記接着層上に設けられた絶縁樹脂層と、
前記絶縁樹脂層に埋設された第1の配線導体と、
前記絶縁樹脂層上に設けられた第2の金属層と、
を有する支持基板付積層体。
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