JP2014107526A - 配線基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
微細な配線導体の電気的信頼性が良好な配線基板の製造方法を提供することを課題とする。
【解決手段】
絶縁基板１上に金属層８を被着させる工程と、金属層８上に、配線導体２に対応する部位の金属層８を被覆するとともに、この部位以外の金属層８を露出させるブラストレジスト層Ｒを被着させる工程と、ブラストレジスト層Ｒから露出する金属層８をサンドブラスト法により絶縁基板１に達しない深さだけ掘削する工程と、掘削後にブラストレジスト層Ｒから露出する金属層８をエッチング除去し、配線導体２を形成する工程と、ブラストレジスト層Ｒを剥離除去する工程とを行うことを特徴とする配線基板１０の製造方法。
【選択図】図３

Description

本発明は、半導体集積回路素子などの半導体素子を搭載するために用いられる配線基板の製造方法に関するものである。

近年、携帯型のゲーム機や音楽プレーヤーに代表される電子機器の小型化が進む中、それらに使用される半導体素子等を搭載する配線基板にも高密度で微細な配線形成が要求されている。

従来の配線基板の配線形成は、周知のサブトラクティブ法が好適に用いられる。サブトラクティブ法は、例えば次のような手順で形成される。まず、ガラスクロスにエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を含浸させて成る絶縁基板を用意する。次に絶縁基板表面に無電解めっき、電解めっきを順次析出させて金属層を形成する。次に金属層の表面に配線パターンに対応する部位の金属層を被覆するとともに、配線パターン以外の部位に対応する金属層を露出する開口を有するエッチングレジストを形成する。次に、開口内に露出する金属層をエッチング除去した後に、エッチングレジストを剥離除去してやればよい。

ところが、サブトラクティブ法は、上面側から絶縁基板側に向けて金属層を順次エッチングして配線導体を形成していくために、エッチング液に長時間さらされる金属層の上面側がエッチングレジストの開口幅以上に過剰に除去され易い。このために、微細な幅の配線導体を形成しようとすると、金属層の上面側が過剰にエッチングされて痩せてしまい、所定の幅の配線導体の形成が困難であるという問題がある。その結果、配線導体の電気的信頼性が悪く、断線などの不具合が生じる場合がある。

特許第３５９３６３９号公報

本発明は、微細な配線導体の電気的信頼性が良好な配線基板の製造方法を提供することを課題とする。

本発明における配線基板の製造方法は、絶縁基板上に金属層を被着させる工程と、金属層上に、配線導体に対応する部位の金属層を被覆するとともに、該部位以外の金属層を露出させるブラストレジスト層を被着させる工程と、ブラストレジスト層から露出する金属層をサンドブラスト法により絶縁基板に達しない深さだけ掘削する工程と、掘削後にブラストレジスト層から露出する金属層をエッチング除去し、配線導体を形成する工程と、ブラストレジスト層を剥離除去する工程とを行うことを特徴とするものである。

本発明の配線基板によれば、ブラストレジスト層から露出する金属層をサンドブラスト法により絶縁基板に達しない深さだけ掘削する。さらに、堀削された部位の金属層をエッチングにより除去する。その結果、エッチング処理の時間が短くて済むため、金属層の上面側を過剰にエッチング除去することを防止できる。これにより、微細な配線導体の形成においても、所定の幅を有する配線導体を形成できるため、電気的信頼性が良好な配線基板を提供することができる。

図１は、本発明の配線基板の実施形態の一例を示す概略断面図である。 図２（ａ）〜（ｅ）は、本発明の配線基板の製造方法の実施形態の一例を示す概略断面図である。 図３（ｆ）〜（ｊ）は、本発明の配線基板の製造方法の実施形態の一例を示す概略断面図である。

次に、本発明の配線基板の実施形態の一例を図１を基に説明する。図１に示すように本例の配線基板１０は、主として絶縁基板１と、配線導体２と、ソルダーレジスト層３とを具備している。

絶縁基板１は、例えばガラスクロスにエポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂等の熱硬化性樹脂を含浸させた電気絶縁材料から成る。絶縁基板１は、この例では単層構造であるが、同一または異なる電気絶縁材料から成る複数の絶縁層を多層に積層した多層構造であってもよい。

絶縁基板１は、その上面中央部に半導体素子Ｓが搭載される搭載部１ａを有しているとともに上下に貫通する複数の貫通孔４を有している。搭載部１ａは半導体素子Ｓに対応する大きさおよび形状をしている。また、絶縁基板１の下面は、外部の電気回路基板と接続するための接続面となっている。そして、絶縁基板１の上下面および貫通孔４内に配線導体２が被着されている。

配線導体２は、主として銅めっきなどの金属層から成る。そして、配線導体２は、絶縁基板１を挟んで上下に位置するもの同士が貫通孔４を介して互いに接続されている。なお、上面および下面の配線導体２の一部は、例えば半導体素子Ｓ等に接続される半導体素子接続パッド５および回路基板の電極との接続に用いられる回路基板接続パッド６を形成している。これらの半導体素子接続パッド５および回路基板接続パッド６は、ソルダーレジスト層３に設けられた開口部３ａ、３ｂから露出している。配線導体２の幅は、１０〜５０μｍ程度である。

ソルダーレジスト層３は、アクリル変性エポキシ樹脂等の感光性を有する熱硬化性樹脂を硬化させた電気絶縁材料から成る。

そして、半導体素子Ｓの電極Ｔを半導体素子接続パッド５にフリップチップ技術により接続するとともに、外部接続パッド６を外部の電気回路基板の配線導体に接続することにより半導体素子Ｓが外部の電気回路基板に電気的に接続され、半導体素子Ｓと外部の電気回路基板との間で配線導体２を介して信号を伝送することにより半導体素子Ｓが作動する。

次に、本発明の配線基板の製造方法の一例について、図２〜図３を基にして詳細に説明する。なお、図２および図３において図１と同様の箇所には同様の符号を付して説明する。

まず、図２（ａ）に示すように、ガラスクロスに熱硬化性樹脂を含浸させた絶縁板１Ｐの上下両面に、厚みが５〜３５μｍ程度の銅箔７が被着された両面銅張板１０Ｐを準備する。

次に、図２（ｂ）に示すように、両面銅張板１０Ｐにドリル加工やレーザ加工、あるいはブラスト加工により貫通孔４を穿孔する。貫通孔４の直径は５０〜２５０μｍ程度である。

次に、図２（ｃ）に示すように、銅箔７をエッチング除去することで絶縁基板１が形成される。この後、例えば過マンガン酸ナトリウム水溶液により貫通孔４内部のスミアを除去することが好ましい。

次に、図２（ｄ）に示すように、絶縁基板１表面および貫通孔４内に無電解銅めっき層（不図示）および電解銅めっき層から成る金属層８を順次被着させる。無電解銅めっき層の厚みは０．１〜１μｍ程度、電解銅めっき層の厚みは５〜３０μｍ程度とする。

次に、図２（ｅ）に示すように、金属層８上に、ブラストレジスト層Ｒを被着する。なお、この例では、ブラストレジスト層Ｒは、配線導体２に対応するパターンを有している。このようなブラストレジスト層Ｒは、感光性を有する樹脂フィルムを金属層８の表面に真空プレス機を用いて貼着するとともに上記パターンを有するように露光および現像処理することにより形成される。

次に、図３（ｆ）に示すように、例えば上面側のブラストレジスト層Ｒのパターンの開口内に露出する金属層８を、サンドブラスト法により絶縁基板１に到達しない深さまで掘削する。このように、サンドブラスト法による掘削が絶縁基板１に到達しないことで、絶縁基板１に含まれるガラス繊維の破断等のダメージを回避することができる。なお、サンドブラスト法は、微細粉体を混入した高圧の噴流をノズルから金属層８に対して噴射することで、金属層８を掘削することができる。なお、微細粉体としては、酸化アルミや酸化ケイ素、あるいは酸化鉄や酸化チタンなどが用いられる。微細紛体の粒径は５〜２５μｍ程度のものを使用することが好ましい。

同様のサンドブラスト法による掘削を、絶縁基板１に被着された下面の金属層８に実施することで、図３（ｇ）に示すように、ブラストレジスト層Ｒから露出した両面の金属層８が絶縁基板１に到達しない深さに堀削された状態を得る。なお、掘削された部位において絶縁基板１上に残しておく金属層８の厚みは５μｍ以下であることが好ましい。５μｍを超えると、次の工程にて金属層８をエッチング除去するときに時間がかかってしまうため、絶縁基板１の金属層８の上面側が過剰にエッチング除去されてしまい、所定の幅を有する配線導体２を形成できなくなる場合がある。

次に、図３（ｈ）に示すように、ブラストレジスト層Ｒから露出した金属層８をエッチング除去する。このとき、ブラストレジスト層Ｒから露出する金属層８はサンドブラスト法により、５μｍ以下の薄い厚みで残るように堀削されているためエッチングの時間が短くて済む。

次に、図３（ｉ）に示すように、ブラストレジスト層Ｒを剥離除去する。これにより、絶縁基板１の表面に配線導体２が形成される。

次に、図３（ｊ）に示すように、絶縁基板１および配線導体２の上面に、配線導体層２の一部を半導体素子接続パッド５および外部接続パッド６として露出する開口部３ａ、３ｂを有するソルダーレジスト層３を形成する。これにより、図１に示すような配線基板１０が形成される。このとき、本発明における配線基板１０の製造方法においては、上述したように、ブラストレジスト層Ｒから露出した金属層８が５μｍ以下の薄い厚みのため、エッチングの時間が短くて済む。これにより、微細な幅の配線導体２を形成する場合でも金属層８の上面側が過剰にエッチングされて痩せてしまうことを回避できる。その結果、所定の幅を有する配線導体２の形成が可能になり、配線導体２の電気的信頼性が良好な配線基板１０を提供することができる。

ところで、近年、電子機器の動作速度を高速化するために高周波の伝送信号が多用されているが、伝送信号の周波数が高くなるにしたがい、伝送信号が配線導体の表面付近を集中して流れる表皮効果という現象が生じる。このため、高周波の信号を効率良く伝送するためには、配線導体表面をより低粗度に形成する必要性が知られている。ここで、本発明における配線基板の製造方法においては、サンドブラスト法の微細紛体の掘削により配線導体が形成される。このとき、微細紛体の衝突により配線導体側面部の表面が、サブトラクティブ法により形成された配線導体の側面部に比べて粗度が小さい状態に形成される。このため、本発明における配線基板の製造方法により形成された配線基板は、高周波の信号を効率良く伝送するのに好適である。

１ 絶縁基板
２ 配線導体
８ 金属層
１０ 配線基板
Ｒ ブラストレジスト層

Claims (1)

1. 絶縁基板上に金属層を被着させる工程と、前記金属層上に、配線導体に対応する部位の前記金属層を被覆するとともに、該部位以外の前記金属層を露出させるブラストレジスト層を被着させる工程と、前記ブラストレジスト層から露出する前記金属層をサンドブラスト法により前記絶縁基板に達しない深さだけ掘削する工程と、該掘削後に前記ブラストレジスト層から露出する前記金属層をエッチング除去し、前記配線導体を形成する工程と、前記ブラストレジスト層を剥離除去する工程とを行うことを特徴とする配線基板の製造方法。

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