JP2009279770A - 積層板の製造方法、積層板、回路板、半導体パッケージ用基板および半導体装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高耐熱性を有するとともに、部品実装時の熱工程での歪みのない積層板の製造方法、積層板、回路板、半導体パッケージ用基板および半導体装置を提供すること。
【解決手段】基材に樹脂成分を含浸させたプリプレグを所定枚数重ね合わせて加熱加圧成形する積層板の製造方法であって、高圧で成形する第一の工程と、前記第一の圧力よりも低い圧力で成形する第二の工程と、を含み、前記樹脂成分のＤＳＣによる硬化度が３０％以上、９０％以下になったとき第一の工程から第二の工程に切換えることを特徴とする積層板の製造方法である。
【選択図】図１

Description

本発明は、積層板の製造方法、積層板、回路板、半導体パッケージ用基板および半導体装置に関するものである。

近年の電子機器の高機能化並びに軽薄短小化の要求に伴い、電子部品の高密度集積化、さらには高密度実装化が進んできている。これらの電子機器に使用される半導体装置は、小型化かつ多ピン化してきており、また、半導体装置を含めた電子部品を実装する、実装用基板も小型化してきている。

積層板を回路加工して得られる回路板に半導体パッケージを実装して得られる半導体装置においてもその小型化に伴って、従来のようなリードフレームを使用した形態の半導体装置では、小型化に限界がきている。最近では半導体装置用回路板（インターポーザー）上にチップを実装したものとして、ＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）や、ＣＳＰ（Ｃｈｉｐ Ｓｃａｌｅ Ｐａｃｋａｇｅ）と言った、エリア実装型の新しい半導体装置が提案されている。しかしながら、電子機器の小型・軽量化と高機能化の流れはとどまるところを知らず、加えて携帯電話に見られるような薄型化の動向が加わることにより、半導体装置においても薄型化が急速に進行している。

このように半導体装置の薄型化が進むと、従来では半導体装置の剛性の大部分を担っていた半導体チップ、封止材の厚みが極めて薄くなり、半導体装置の反りが発生しやすくなる。また、基板の構成部材として半導体装置用回路板の占める割合が大きくなるため、半導体装置用回路板の物性・挙動が半導体装置の反りに大きな影響を及ぼすようになってきている。そのため、積層板としても、回路板としての反り、リフロー時の反り、部品実装時の反りなど様々な状況下で反りの小さい積層板が求められている。
特開平１０−１６６３８１号公報 特開２００１−０３０２７９号公報 特開２００３−０４８２２７号公報

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、高耐熱性を有するとともに、部品実装時の熱工程での歪みのない積層板の製造方法、積層板、回路板、半導体パッケージ用基板および半導体装置を提供することにある。

本発明による積層板の製造方法は、基材に樹脂成分を含浸させたプリプレグを所定枚数重ね合わせて加熱加圧成形する積層板の製造方法であって、第一の圧力で成形する第一の工程と、前記第一の圧力よりも低い第二の圧力で成形する第二の工程と、前記第二の圧力を維持した状態、または、前記第二の圧力以下の状態で終了し、積層板を得る工程と、を含み、前記樹脂成分の示差操作熱量測定（ＤＳＣ）による硬化度が３０％以上、９０％以下になったとき第一の工程から第二の工程に切換えることを特徴とする。

本発明によれば、前記樹脂成分のＤＳＣによる硬化度が３０％以上、９０％以下になったとき第一の工程から第二の工程に切換える。これにより、樹脂成分に生じた歪みが開放され、回路板に部品実装時の熱履歴があったとしても反りのない積層板の製造方法を提供することができる。

また、前記第一の工程から積層板を得る工程における成形温度の最高温度は、最終的に得られる前記積層板のガラス転移温度よりも低くてもよい。また、前記第二の圧力は、０．０５ＭＰａ以上、０．５ＭＰａ以下であってもよい。

さらに、前記第一の圧力は、０．５ＭＰａ以上、１０ＭＰａ以下であり、前記第一の工程の前に、前記第一の圧力よりも低い圧力で加熱しつつ予熱する予熱工程を含んでもよい。前記予熱工程の圧力は、０．１ＭＰａ以上、３ＭＰａ以下であってもよい。また、前記予熱工程から前記第一の工程へ移行するときの、前記樹脂成分の溶融粘度が、１０００Ｐａ・ｓ以上、２００００Ｐａ・ｓ以下であってもよい。

さらに、本発明の製造方法で得られたことを特徴とする積層板を提供することができる。

さらに、本発明の積層板を用いて作成されたことを特徴とする回路板を提供できる。

さらに、本発明の回路板を用いて作成されたことを特徴とする半導体パッケージ用基板を提供できる。

さらに、本発明の半導体パッケージ用基板に半導体素子を実装してなることを特徴とする半導体装置を提供できる。

本発明によれば、高耐熱性を有するとともに、部品実装時の熱工程での歪みのない積層板の製造方法、積層板、回路板、半導体パッケージ用基板および半導体装置を提供することができる。

以下、本発明の積層板の製造方法、積層板、回路板、半導体パッケージ用基板および半導体装置について説明する。

本発明の積層板の製造方法は、基材に樹脂成分を含浸させたプリプレグを所定枚数重ね合わせて加熱加圧成形する積層板の製造方法であって、第一の圧力で成形する第一の工程１２０と、第一の圧力よりも低い第二の圧力で成形する第二の工程１３０と、前記第二の圧力を維持した状態、または、前記第二の圧力以下の状態で終了し、積層板を得る工程とから構成されている。そして、基材に含浸された樹脂成分のＤＳＣによる硬化度が３０％以上、９０％以下になったとき第一の工程１２０から第二の工程１３０に切換える工程を含む製造方法である。樹脂成分のＤＳＣによる硬化度は、３０％以上、９０％以下になったとき第一の工程１２０から第二の工程１３０に切換えるのが好ましく、さらに好ましくは、硬化度が４０％以上、８０％以下になったときである。
ここで硬化度とは、２０℃／分以下の昇温条件において、（第一の工程１２０から第二の工程１３０に切換える際の樹脂成分の発熱量）÷（プレス工程前の樹脂成分の発熱量）に１００をかけたものである。
硬化度が、上記範囲内にあったときに成形圧力を低くすることで積層板内部の応力を緩和するという効果を奏する。硬化度が下限値以下であれば、樹脂成分の硬化度が低く、弾性率が低い時点で圧力を低下させるため、プリプレグの基材として用いられるガラスクロス、有機織布等の繊維基材に起因する表面凹凸が生じる。硬化度が上限値を超えた場合、樹脂成分の弾性率が高くなっているため、第一の工程１２０で生じた成形歪を第二の工程１３０で開放するのが困難になり、リフロー時の熱履歴で反りを生じる可能性がある。

第一の工程１２０から積層板を得る工程における成形温度の最高温度は、最終的に得られる積層板のガラス転移温度よりも低くてもよい。本発明においては、樹脂成分のＤＳＣによる硬化度が３０％以上、９０％以下となったところで成形圧力の低い第二の工程１３０に切換えるため、成形温度の最高温度は必ずしもガラス転移温度を超えなくとも内部応力の小さい積層板の製造方法とすることができる。ここで、成形温度とは、加熱加圧成形されている最終的に積層板となる積層板中間体の温度のことを言う。

本発明の積層板の製造方法では、第二の圧力は、０．０５ＭＰａ以上、０．５ＭＰａ以下であることが好ましく、さらに好ましくは、０．１ＭＰａ以上、０．３ＭＰａ以下である。これは、第二の工程１３０は、プレス成形の熱盤からの熱の伝熱を維持しながら、プレス工程で発生する成形歪を低下させるために、第一の工程１２０よりも成形圧力を低下させる。積層板の製造は、一般にステンレス板（ＳＵＳ板）等の材質の当て板を用いて、積層板と交互に複数枚重ね合わせて加熱加圧する。第二の圧力が、上記範囲内にあれば、ガラスクロス、有機織布等の繊維基材に起因する表面凹凸を発生させることなく、成形中の樹脂成分の内部歪みを開放することができる。第二の圧力が上記範囲未満であれば、基板への熱伝導性が低下するため、熱盤からの伝熱が遅くなり、樹脂の硬化時間が延長され、生産性が低下する、更に複数枚重ね合わせた基板の位置により熱履歴が異なり、反り、寸法挙動等の基板の特性バラつきが生じ易くなる。また、第二の圧力が上記範囲を超える場合は、成形歪の開放硬化が小さいため、回路板としたときリフロー時の熱で反りが発生しやすく好ましくない。

第二の工程１３０の圧力は、積層板の冷却が完了し積層板を得る工程まで維持する。これにより、基板への熱伝導性が維持できるため、冷却時間を短縮することができる。また、冷却過程での歪が生じ易くなるため好ましい。

本発明の積層板の製造方法では、第一の工程１２０はプリプレグが持つ表面凹凸を平坦化させるために、高い圧力を掛けることが好ましく、第一の圧力は、０．５ＭＰａ以上、１０ＭＰａ以下であることが好ましく、さらに好ましくは、０．７ＭＰａ以上、４ＭＰａ以下である。第一の工程１２０の成形圧力がこの範囲にあれば、積層板の平坦性が向上し、樹脂フローを最適にできるため、積層板の厚み分布を均一にすることができる。

第一の工程１２０の前に、第一の圧力よりも低い予熱工程１１０を含んでも良い。一般的にプリプレグの樹脂成分は熱硬化性樹脂を含むため、プレス成形時の樹脂の粘度は、加熱により溶融し一旦低下し、更に加熱されると硬化が進み上昇する。樹脂組成によっては、低下した粘度が低くなるため、高いの圧力を初期から掛けているとフローが増大し、厚み分布が悪化する場合がある。その場合は、予熱工程１１０で低い圧力を掛け、適度に粘度が上昇した際に、第一の工程１２０で平坦化を行うのが好ましい。

本発明の積層板の製造方法では、予熱工程１１０の圧力は０．１ＭＰａ以上、３ＭＰａ以下であるのが好ましく、さらに好ましくは、０．２ＭＰａ以上、１ＭＰａ以下である。予熱工程１１０の圧力がこの範囲内にあれば、基板への熱伝導性が向上するため、熱盤からの伝熱がよくなる工程の短縮を図ることが出来る。また、複数枚重ね合わせた基板の位置により熱履歴のバラツキを小さくできるので、第一の工程１２０で生ずるフロー量が基板の位置により異なることが少なくなり、厚み分布が均一化する。

予熱工程１１０から第一の工程１２０へ移行する際の樹脂成分の溶融粘度は、１０００Ｐａ・ｓ以上、２００００Ｐａ・ｓ以下であるのが好ましく、さらに好ましくは、３０００Ｐａ・ｓ以上、１００００Ｐａ・ｓ以下である。樹脂成分の溶融粘度が上限以下であると、成型ボイドが生じず、回路板としたときの絶縁信頼性が向上する。また、下限値以上であれば、樹脂フローが均一となり、均一な板厚となる。

本発明の積層板の製造方法では、樹脂成分の硬化物の５０℃〜１５０℃における熱膨張係数が１５ｐｐｍ以上、４０ｐｐｍ以下であることが好ましい。熱膨張係数がこの範囲内にあれば、樹脂と繊維基材との熱膨張係数差が小さくできるので、積層板の表面凹凸が生じにくく、回路板、半導体パッケージ用基板として使用した際に、実装信頼性が向上する。

本発明の積層板の製造方法では、積層板の２５０℃における貯蔵弾性率は５ＧＰａ以上、３０ＧＰａ以下であるのが好ましい。貯蔵弾性率がこの範囲内にあれば、リフロー工程で２４０℃以上にさらされた際に、積層板の反りが起こりにくく、実装信頼性にすぐれる。

本発明の積層板の製造方法では、樹脂成分は、無機充填材としてシリカ、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウムおよび、タルクからなる群より選ばれる１種類以上を含むのが好ましい。これにより、積層板を薄膜化しても強度に優れ、積層板の低熱膨張化が図れるため、反りが小さい積層板を作製することが可能となる。更に難燃性が向上し、積層板として好適に使用出来る。また、シリカ、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、タルク以外の無機充填材を必要に応じて使用しても構わない。例としては焼成クレー、未焼成クレー、マイカ、ガラス等のケイ酸塩、酸化チタン、アルミナ等の酸化物、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ハイドロタルサイト等の炭酸塩、水酸化カルシウム等の水酸化物、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、亜硫酸カルシウム等の硫酸塩または亜硫酸塩、ホウ酸亜鉛、メタホウ酸バリウム、ホウ酸アルミニウム、ホウ酸カルシウム、ホウ酸ナトリウム等のホウ酸塩、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化ケイ素、窒化炭素等の窒化物、チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウム等のチタン酸塩等を挙げることができる。これらの中の１種類を単独で用いることもできるし、２種類以上を併用したりすることもできる。

本発明の積層板の製造方法では、無機充填材の平均粒子径は、特に限定されないが、０．０１〜５．０μｍが好ましく、特に０．１〜２．０μｍが好ましい。無機充填材の粒径が前記下限値未満であるとワニスの粘度が高くなるため、プリプレグ作製時の作業性に影響を与える場合がある。また、前記上限値を超えると、ワニス中で無機充填剤の沈降等の現象が起こる場合がある。
この平均粒子径は、例えば粒度分布計（ＨＯＲＩＢＡ製、ＬＡ−５００）により測定することができる。

また前記無機充填材は、特に限定されないが、平均粒子径が単分散の無機充填材を用いることもできるし、平均粒子径が多分散の無機充填材を用いることもできる。さらに平均粒子径が単分散及び／または、多分散の無機充填材を１種類または２種類以上併用したりすることもできる。

また、本発明の積層板の製造方法では、樹脂成分には、エポキシ樹脂を成分として含むのが好ましい。エポキシ樹脂は積層板用材料として広く用いられているように、高耐熱であり、絶縁性、絶縁信頼性に優れ、かつ低価格であるからである。前記エポキシ樹脂としては、例えばビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂 ビスフェノールＥ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＭ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＰ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＺ型エポキシ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラックエポキシ樹脂等のノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、キシリレン型エポキシ樹脂、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂等のアリールアルキレン型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、アントラセン型エポキシ樹脂、フェノキシ型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、ノルボルネン型エポキシ樹脂、アダマンタン型エポキシ樹脂、フルオレン型エポキシ樹脂等が挙げられる。これらの中の１種類を単独で用いることもできるし、異なる重量平均分子量を有する２種類以上を併用したり、１種類または２種類以上と、それらのプレポリマーを併用したりすることもできる。

また、本発明の積層板の製造方法では、樹脂成分には、シアネート樹脂（シアネート樹脂のプレポリマーを含む）を含むのが好ましい。これにより、積層板の熱膨張率を小さくすることができる。さらに、積層板の電気特性（低誘電率、低誘電正接）、機機械強度等にも優れる。

シアネート樹脂としては、例えばハロゲン化シアン化合物とフェノール類とを反応させ、必要に応じて加熱等の方法でプレポリマー化することにより得ることができる。具体的には、ノボラック型シアネート樹脂、ビスフェノールＡ型シアネート樹脂、ビスフェノールＥ型シアネート樹脂、テトラメチルビスフェノールＦ型シアネート樹脂等のビスフェノール型シアネート樹脂等を挙げることができる。

次に、本発明の積層板について説明する。

本発明の積層板は、上述の製造方法によって作製することができる。得られた積層板は、ガラス転移温度以下の温度でプレス成形された場合であっても、成形歪が開放されているため、リフロー工程で２４０℃以上の高温にさらされた場合でも、寸法収縮が小さく、これに起因した反りも小さい。また、積層板は、繊維基材の折り目に由来する表面凹凸も小さく、表面平滑性にも優れ、微細回路形成にも適している。そのため、プリント回路板、半導体パッケージ用基板として使用した際に、好適に使用出来る。

次に、本発明の回路板およびその回路板を用いて作成された半導体パッケージ用基板について説明する。

本発明の回路板は、上述の積層板を用いて製造することができる。製造方法は特に限定されないが、例えば積層板の両支持層が銅箔よりなる銅張積層板を用い、ドリル機で所定のところを開孔して、無電解めっきにより、内層回路基板の両面の導通を図る。そして、銅箔をエッチングすることにより回路を形成する。
なお、多層プリント配線板を得る際に用いられる内層用回路板は、例えば、内層回路部分を黒化処理等の粗化処理したものを好適に用いることができる。また開口部は、導体ペースト、または樹脂ペーストで適宜埋めることができる。

次に、上記回路板を内層回路板として用いた多層構造を持つ半導体パッケージ用基板について説明する。支持層がフィルムの積層板またはフィルム付き絶縁樹脂シートを用い、内層回路を覆うように、積層し、絶縁層を形成する。積層（ラミネート）方法は、特に限定されないが、真空プレス、常圧ラミネーター、および真空下で加熱加圧するラミネーターを用いて積層する方法が好ましく、更に好ましくは、真空下で加熱加圧するラミネーターを用いる方法である。

その後、前記絶縁層を加熱することにより硬化させる。硬化させる温度は、特に限定されないが、１００℃〜２５０℃の範囲が好ましい。特に、１５０℃〜２００℃が好ましい。また、次のレーザー照射および樹脂残渣の除去を容易にするため半硬化状態にしておく場合もある。また、一層目の絶縁樹脂層を通常の加熱温度より低い温度で加熱することにより一部硬化（半硬化）させ、絶縁層上に、一層ないし複数の絶層をさらに形成し半硬化の絶縁層を実用上問題ない程度に再度加熱硬化させることにより絶縁層間および絶縁樹脂層と回路との密着力を向上させることができる。この場合の半硬化の温度は、８０℃〜２００℃が好ましく、１００℃〜１８０℃がより好ましい。尚、次工程においてレーザーを照射し、樹脂に開口部を形成するが、その前にフィルムを剥離する必要がある。フィルムの剥離は、絶縁層を形成後、加熱硬化の前、または加熱硬化後のいずれに行っても特に問題はない。

内層回路の材質は、この製造方法に適するものであれば、どのようなものでも良いが、内層回路の形成においてエッチングや剥離などの方法により除去可能であることが好ましく、前記エッチングにおいては、これに使用される薬液などに対し、耐薬品性を有するものが好ましい。そのような内層回路の材質は、例えば、銅箔、銅板、銅合金板、４２合金およびニッケル等が挙げられる。特に、銅箔、銅板および銅合金板は、電解めっき品や圧延品を選択できるだけでなく、様々な厚みのものを容易に入手できるため、内層回路として使用するのに最も好ましい。

次に、絶縁層に、レーザーを照射して、開口部を形成する。前記レーザーは、エキシマレーザー、ＵＶレーザーおよび炭酸ガスレーザー等が使用できる。前記レーザーによる開口部の形成は、絶縁層の材質が、感光性・非感光性に関係なく、微細な開口部を容易に形成することができる。したがって、絶縁層に微細な開口部を形成することが必要とされる場合に、特に好ましい。
なお、レーザー照射後の樹脂残渣等は過マンガン酸塩、重クロム酸塩等の酸化剤などにより除去することが好ましい。また、平滑な絶縁層の表面を同時に粗化することができ、続く金属メッキにより形成する導電配線回路の密着性を上げることができる。

次に、外層回路を形成する。外層回路の形成方法は、例えば、公知の方法であるセミアディティブ法などで形成することができるが、本発明は何らこれらに限定されない。次に、導体ポストを形成する。導体ポストの形成方法としては、公知の方法である電解メッキ等で形成することができる。例えば、外層回路を電解メッキ用リードとして、銅電解メッキを行い、銅で充填し銅ポストを形成することができる。前記工程を繰り返すことにより、さらに多層にすることができる。尚、前記で絶縁層を半硬化状態にした場合は、後硬化（ポストキュア）を行う場合もある。

次に、ソルダーレジストを形成する。ソルダーレジストの形成方法は、特に限定されないが、例えば、ドライフィルムタイプのソルダーレジストをラミネートし、露光、および現像により形成する方法、または液状レジストを印刷したものを露光、および現像により形成する方法によりなされる。なお、接続用電極部は、金めっき、ニッケルメッキおよび半田めっき等の金属皮膜で適宜被覆することができる。このような方法により半導体パッケージ用基板を作製することができる。

次に本発明の半導体パッケージ用基板を用いて作製される半導体装置について説明する。

半導体装置の製造方法は、特に限定されないが、例えば前記で得られた半導体パッケージ用基板を用い、半導体パッケージ用基板と半導体素子とを、半田バンプを介して接続する。半導体素子と半導体パッケージ用基板との接続方法は、フリップチップボンダーなどを用いて基板上の接続用電極部と半導体素子の金属バンプの位置合わせを行ったあと、ＩＲリフロー装置、熱板等の加熱装置を用いて半田バンプを融点以上に加熱し、半導体パッケージ用基板と半田バンプとを溶融接合することにより接続する。尚、接続信頼性を良くするため、あらかじめ半導体パッケージ用基板上の接続用電極部に半田ペースト等、比較的融点の低い金属の層を形成しておいても良い。この接合工程に先んじて、半田バンプおよび、または半導体パッケージ用基板上の接続用電極部の表層にフラックスを塗布することで接続性を向上させることもできる。

次に、半導体パッケージ用基板と半導体素子との間には液状封止樹脂を充填し、半導体装置を得ることができる。

以下、本発明を実施例及び比較例により説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

（実施例１）
（１）樹脂ワニスの調製
ノボラック型シアネート樹脂（ロンザジャパン株式会社製、プリマセットＰＴ−３０、重量平均分子量約７００）１９．７重量部、ビフェニルジメチレン型エポキシ樹脂（日本化薬株式会社製、ＮＣ−３０００Ｈ、エポキシ当量２７５）１１重量部、ビフェニルジメチレン型フェノール樹脂（明和化成株式会社製、ＭＥＨ−７８５１−３Ｈ、水酸基当量２３０）９重量部、およびエポキシシラン型カップリング剤（ＧＥ東芝シリコーン株式会社製、Ａ−１８７）０．３重量部をメチルエチルケトンに常温で溶解し、球状溶融シリカ（株式会社アドマテックス社製、球状溶融シリカ、ＳＯ−２５Ｒ、平均粒径０．５μｍ）６０重量部を添加し、高速攪拌機を用いて１０分攪拌して、樹脂ワニスを得た。

（２）プリプレグの製造
上述の樹脂ワニスをガラス織布（厚さ９４μｍ、日東紡績製、ＷＥＡ−２１１６）に含浸し、１５０℃の加熱炉で２分間乾燥して、プリプレグ中のワニス固形分が約５０重量％のプリプレグを得た。

（３）積層板の製造
上述のプリプレグを２枚重ね、両面に１８μｍの銅箔を重ねて、図１に示す加熱加圧プロファイルにて加熱加圧成形した。つまり、予熱工程圧力を０．２ＭＰａとし、開始から５０分経過した時点で第一の工程に切り替え圧力を３ＭＰａとした。この時のプリプレグの樹脂成分の溶融粘度が６０００Ｐａ・ｓであった。更に、開始から８５分経過した時点で第二の工程に切り替え、圧力を０．２ＭＰａとした。この時の反応率は７０％であった。更に開始から１４５分経過した時点で、冷却工程に移行した。この時点の成形温度は２２３℃であった。冷却開始後３３分で成形温度が８０℃となったところで成形を終了した。この成形過程により板厚０．２ｍｍの銅張積層板を得た。この銅張積層板の樹脂のガラス転移温度は２６０℃であった。

（実施例２）
上述のプリプレグを２枚重ね、両面に１８μｍの銅箔を重ねて、図２に示す加熱加圧プロファイルにて加熱加圧成形した。つまり、予熱工程圧力を０．２ＭＰａとし、開始から６５分経過した時点で第一の工程に切り替え圧力を３ＭＰａとした。この時のプリプレグの樹脂成分の溶融粘度が６０００Ｐａ・ｓであった。更に、開始から８０分経過した時点で第二の工程に切り替え、圧力を０．２ＭＰａとした。この時の反応率は４０％であった。更に開始から１４５分経過した時点で、冷却工程に移行した。この時点の基板温度は２２３℃であった。冷却開始後３３分で成形温度が８０℃となったところで成形を終了した。この成形過程により板厚０．２ｍｍの銅張積層板を得た。この銅張積層板の樹脂のガラス転移温度は２６０℃であった。

（比較例１）
実施例と同様にプリプレグを２枚重ね、両面に１８μｍの銅箔を重ねて、図３に示す加熱加圧プロファイルにて加熱加圧成形した。つまり、予熱工程圧力を０．２ＭＰａとし、開始から５０分経過した時点で第一の工程に切り替え圧力を３ＭＰａとした。この時のプリプレグの樹脂成分の溶融粘度が６０００Ｐａ・ｓであった。更に、開始から１４５分経過した時点で第二の工程に切り替え、圧力を開放（０ＭＰａ）した。この時の反応率は９６％であった。圧力を開放した状態で冷却工程に移行した。この時点の成形温度は２８０℃であった。冷却開始後６５分で成形温度が８０℃となったところで成形を終了した。この成形過程により板厚０．２ｍｍの銅張積層板を得た。この銅張積層板の樹脂のガラス転移温度は２６５℃であった。

（比較例２）
実施例と同様にプリプレグを２枚重ね、両面に１８μｍの銅箔を重ねて、特開２００１−０３０２７９号公報の実施例１の成形条件で、図４に示すような加熱加圧プロファイルにより加熱加圧成形した。つまり、予熱工程圧力を０．２ＭＰａとし、開始から５０分経過した時点で第一の工程に切り替え圧力を３ＭＰａとした。この時のプリプレグの樹脂成分の溶融粘度が６０００Ｐａ・ｓであった。更に、開始から８８分経過した時点で第二の工程に切り替え、プレスの熱盤を下降させて圧力を０．５ＭＰａとした。この時の反応率は７０％であった。更に開始から１４５分経過した時点で、冷却工程に移行すると同時に圧力を２．０ＭＰａに昇圧させた。この時点の成形温度は２８０℃であった。冷却開始後５６分で成形温度が８０℃となったところで成形を終了した。この成形過程により板厚０．２ｍｍの銅張り積層板を得た。この銅張り積層板の樹脂のガラス転移温度は２６５℃であった。

（比較例３）
実施例と同様にプリプレグを２枚重ね、両面に１８μｍの銅箔を重ねて、特開２００３−０４８２２７号公報の実施例１の成形条件で、図５に示すような加熱加圧プロファイルにより加熱加圧成形した。つまり、予熱工程圧力を０．２ＭＰａとし、開始から５０分経過した時点で第一の工程に切り替え圧力を３ＭＰａとした。この時のプリプレグの樹脂成分の溶融粘度が６０００Ｐａ・ｓであった。更に、開始から８０分経過した時点で第二の工程に切り替え、プレスの圧力を０．８ＭＰａとした。この時の反応率は２５％であった。更に開始から１４５分経過した時点で、第二の圧力を維持したまま冷却工程に移行した。この時点の成形温度は２３０℃であった。冷却開始後２９分で成形温度が８０℃となったところで成形を終了した。この成形過程により板厚０．２ｍｍの銅張り積層板を得た。この銅張り積層板の樹脂のガラス転移温度は２６０℃であった。

両面銅張積層板の評価
作製した両面銅張積層板を用いて以下方法での評価を実施した。結果を表１に示す。

（表面平滑性）
非接触型３次元光干渉式表面粗さ計(ＷＹＫＯ ＮＴ−１１００ ビーコインスツルメンツ社製)により、作製した両面銅張積層板の任意の部分の視野１．５ｍｍ角で観察を行い、隣り合った繊維布目の最高点と最低点との高さを測定した。

（ガラス転移温度、貯蔵弾性率）
両面銅張積層板の銅箔を全面エッチングし、得られた積層板から２ｍｍ×２ｍｍのテストピースを切り出し、ＴＡインスツルメント製ＤＭＡ２９８０を用いて動的粘弾性測定を行った。尚、ガラス転移温度は、１Ｈｚにおいてtａｎδが最大値を示す温度とした。

（熱膨張係数）
両面銅張積層板の銅箔を全面エッチングし、得られた積層板から２ｍｍ×２ｍｍのテストピースを切り出して、ＴＡインスツルメント製ＴＭＡを用いて、熱機械分析を行い、３０℃〜１５０℃における平均膨張率を測定した。

（常態反り）
両面銅張積層板の銅箔を全面エッチングし、得られた積層板から５０ｍｍ×５０ｍｍのテストピースを切り出して、ミツトヨ製画像測定機を用いてサンプル表面の高さを測定し、最高点と最低点の差を常態反り量とした。測定値は５個のサンプルとした。

（リフロー処理後反り）
両面銅張積層板の銅箔を全面エッチングし、得られた積層板から５０ｍｍ×５０ｍｍのテストピースを切り出した後、最高温度２６０℃でリフロー炉に投入して加熱処理を行った。２０℃、６５％ＲＨの環境に２４Ｈ静置した後に、ミツトヨ製画像測定機を用いてサンプル表面の高さを測定し、最高点と最低点の差を常態反り量とした。測定値は５個のサンプルとした。

（実装性）
銅張積層板を用いて、配線パターン、レジストを有するインターポーザーを作製した。前記インターポーザーに半導体チップをマウントし、ボンディングワイヤで接続した後、封止樹脂で半導体チップ及びボンディングワイヤを０．６ｍｍの厚みで封止し、１７５度で４時間加熱して硬化させるポストモールドキュア処理を行い、さらに、Ｐｂフリーの半田ボール（千住金属株式会社製、融点２１７度）を上記インターポーザーの半導体チップ搭載面とは反対側の面に載せて、上記図４の加熱条件で加熱するリフロー工程を行い、半導体装置とした。二次実装して１５０度で８時間乾燥させる乾燥処理を行った。二次実装後に接合できたものを○、できなかったものを×とした。

上記評価結果を表に示す。

本発明の構成である実施例１および２は常態反り、リフロー処理後反り、リフロー処理後寸法変化、表面凹凸に優れており、回路形成性、実装性も問題がなかった。これに対し、冷却が終了しないうちに、積層板を取り出した比較例１では、常態における反りが大きく、更に表面平滑性に劣る結果であった。さらに、第二の工程で熱盤を落とし、圧力を０とするため冷却時間が延長され、工程時間の延長となった。また、冷却後半で再度圧力を上昇させた比較例２ではリフロー処理後の反りが大きく、二次実装時の接合不良が生じた。硬化度が低い状態で圧力を下げ、そのまま冷却を行った比較例３では、表面凹凸が大きく、回路形成性に問題が生じた。

本発明の積層板の製造方法によれば、小型化、薄型化要求へ対応し、反りが小さく、高密度で微細配線が要求される半導体パッケージ用基板を提供することができる。

本発明の一実施形態を示す加熱加圧プロファイルである。 本発明の他の実施形態を示す加熱加圧プロファイルである。 従来例を示す加熱加圧プロファイルである。 従来例を示す加熱加圧プロファイルである。 従来例を示す加熱加圧プロファイルである。

符号の説明

１００ 温度プロファイル
１１０ 予熱工程（圧力）
１２０ 第一の工程（圧力）
１３０ 第二の工程（圧力）
１４０ 冷却工程
１５０ 第三の工程

Claims (16)

1. 基材に樹脂成分を含浸させたプリプレグを所定枚数重ね合わせて加熱加圧成形する積層板の製造方法であって、
   第一の圧力で成形する第一の工程と、
   前記第一の圧力よりも低い第二の圧力で成形する第二の工程と、
   前記第二の圧力を維持した状態、または、前記第二の圧力以下の状態で終了し、積層板を得る工程と、
   を含み、前記樹脂成分の示差操作熱量測定（ＤＳＣ）による硬化度が３０％以上、９０％以下になったとき前記第一の工程から前記第二の工程に切換えることを特徴とする積層板の製造方法。
2. 前記第一の工程から、前記積層板を得る工程における成形温度の最高温度は、最終的に得られる前記積層板のガラス転移温度よりも低い請求項１に記載の積層板の製造方法。
3. 前記第二の圧力は、０．０５ＭＰａ以上、０．５ＭＰａ以下である請求項１または２に記載の積層板の製造方法。
4. 前記第一の圧力は、０．５ＭＰａ以上、１０ＭＰａ以下である請求項１ないし３のいずれかに記載の積層板の製造方法。
5. 前記第一の工程の前に、前記第一の圧力よりも低い圧力で加圧しつつ予熱する予熱工程を含む請求項１ないし４のいずれかに記載の積層板の製造方法。
6. 前記予熱工程の圧力は、０．１ＭＰａ以上、３ＭＰａ以下である請求項５に記載の積層板の製造方法。
7. 前記予熱工程から前記第一の工程へ移行するときの、前記樹脂成分の溶融粘度が、１０００Ｐａ・ｓ以上、２００００Ｐａ・ｓ以下である請求項５または６に記載の積層板の製造方法。
8. 前記積層板の２５０℃における貯蔵弾性率が５ＧＰａ以上、３０ＧＰａ以下である請求項１ないし７のいずれかに記載の積層板の製造方法。
9. 前記樹脂成分は、無機充填材としてシリカ、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウムおよび、タルクからなる群より選ばれる１種類以上を含む請求項１ないし８のいずれかに記載の積層板の製造方法。
10. 前記樹脂成分は、エポキシ樹脂を含む請求項１ないし９のいずれかに記載の積層板の製造方法。
11. 前記樹脂組成物がシアネート樹脂を含む請求項１ないし１０のいずれかに記載の積層板の製造方法。
12. 請求項１〜１１の製造方法で得られた積層板。
13. 前記積層板の５０℃〜１５０℃における熱膨張係数が１５ｐｐｍ以上、４０ｐｐｍ以下である請求項１２に記載の積層板。
14. 請求項１２または１３に記載の積層板を用いて作成された回路板。
15. 請求項１４に記載の回路板を用いて作成された半導体パッケージ用基板。
16. 請求項１５に記載の半導体パッケージ用基板に半導体素子を実装してなる半導体装置。

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