布線基板及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供布線基板及其制造方法，即使減薄了核心基板，也能夠防止扭曲或翹曲的發(fā)生。作為解決手段，布線基板包含：具有第1布線層（20）的核心基板（10）；層間絕緣層（40），其由形成在核心基板（10）上的含有纖維增強材料的樹脂層（30）以及形成在含有纖維增強材料的樹脂層（30）上的底層（32）形成，并具有到達第1布線層（20）的過孔（VH1）；以及第2布線層（22），其形成在底層（32）上，經(jīng)由過孔（VH1）與第1布線層（20）連接。
【專利說明】布線基板及其制造方法
【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及布線基板及其制造方法。
【背景技術】
[0002]以往，存在用于搭載半導體芯片等電子部件的布線基板。在這樣的布線基板的一例中，在玻璃環(huán)氧樹脂等的核心基板的兩面?zhèn)龋纬捎性鰧硬季€。近年來，要求電子部件裝置的小型化和高性能化等，為了應對于此，布線基板的核心基板的薄型化不斷發(fā)展。
[0003]專利文獻1:日本特開2011 - 181630號公報
[0004]專利文獻2:日本特開2010 - 232418號公報
[0005]專利文獻3:日本特開2010 - 10329號公報
[0006]如后述的預備事項一節(jié)所說明的那樣，當減薄布線基板的核心基板時，不能得到足夠的剛性，因此存在如下問題:布線基板的制造工序中的加熱處理等會導致布線基板發(fā)生扭曲或翹曲。
[0007]本發(fā)明的目的在于，提供即使減薄核心基板也能夠防止扭曲或翹曲的發(fā)生的布線基板及其制造方法。
[0008]根據(jù)以下公開的一個方面，提供一種布線基板，其具有:具有第I布線層的核心基板；層間絕緣層，其由形成在所述核心基板上的含有纖維增強材料的樹脂層以及形成在所述含有纖維增強材料的樹脂層上的底層(primer layer)形成，并具有到達所述第I布線層的過孔；以及第2布線層，其形成在所述底層上，經(jīng)由所述過孔與所述第I布線層連接。
[0009]此外，根據(jù)所公開的另一方面，提供一種布線基板的制造方法，其具有如下工序:在具有第I布線層的核心基板上，形成依次層疊有含有纖維增強材料的樹脂層和底層的層疊體，得到層間絕緣層；通過對所述層間絕緣層進行加工，形成到達所述第I布線層的過孔；以及在所述底層上，形成經(jīng)由所述過孔與所述第I布線層連接的第2布線層。
[0010]根據(jù)以下公開的內容，布線基板在核心基板上形成有含有纖維增強材料的樹脂層，增強了核心基板的剛性。由此，即使在制造布線基板的工序中反復進行加熱處理等，也能夠防止核心基板發(fā)生扭曲或翹曲。
[0011]此外，在含有纖維增強材料的樹脂層上，形成由環(huán)氧樹脂等形成的底層作為密接層。關于底層，由于其表面容易粗糙化，所以能夠通過錨固效應在底層上以良好的密接性形成布線層。
[0012]這樣，通過利用含有纖維增強材料的樹脂層來增強核心基板、并在其上方形成底層，能夠防止核心基板發(fā)生扭曲或翹曲，并且能夠確保布線層22的密接性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是示出預備事項中的布線基板的剖面圖。
[0014]圖2是用于說明預備事項中的布線基板的問題點的剖面圖。
[0015]圖3的(a)?(e)是示出實施方式的布線基板的制造方法的剖面圖(其I)。[0016]圖4的(a)~(d)是示出實施方式的布線基板的制造方法的剖面圖(其2)。
[0017]圖5的(a)~(C)是示出實施方式的布線基板的制造方法的剖面圖(其3)。
[0018]圖6的(a)~(C)是示出實施方式的布線基板的制造方法的剖面圖(其4)。
[0019]圖7是示出實施方式的布線基板的剖面圖。
[0020]圖8是示出使用圖7的布線基板的半導體裝置的一例的剖面圖。
[0021]標號說明
[0022]I…布線基板，5…半導體裝置，10…核心基板,20a...種子層,20b…金屬鍍層,20…第I布線層，22…第2布線層，24...第3布線層，26...第4布線層，30...含有纖維增強材料的樹脂層，30a…含有纖維增強材料的樹脂膜，32...底層，32a…底膜，40...第I層間絕緣層，42…第2層間絕緣層，44…第3層間絕緣層，46…阻焊劑，46a...開口部，50...半導體芯片，52…突起電極，54…填充樹脂，56…外部連 接端子，MF…層疊膜，TE…貫通電極，TH…貫通孔，VHl…第I過孔，VH2…第2過孔，VH3…第3過孔。
【具體實施方式】
[0023]以下，參照附圖對實施方式進行說明。
[0024]在說明實施方式之前，對作為基礎的預備事項進行說明。如圖1所示，在預備事項所涉及的布線基板100中，在厚度方向的中央部配置有核心基板200。在核心基板200中形成有貫通孔TH，在貫通孔TH的內壁上，形成有貫通孔鍍層220。此外，在貫通孔TH的余孔中，填充有樹脂240。
[0025]此外，在核心基板200的兩面?zhèn)?，分別形成有經(jīng)由貫通孔鍍層220相互連接的第I布線層300。此外，在核心基板200的兩面?zhèn)?，在第I布線層300上分別層疊有第2、第3、第4 布線層 320、340、360。
[0026]兩面?zhèn)鹊牡贗布線層~第4布線層300、320、340、360隔著配置于彼此之間的層間絕緣層400而層疊。并且，第I布線層~第4布線層300、320、340、360經(jīng)由在各層間絕緣層400中形成的過孔VH而連接。
[0027]此外，在核心基板200的兩面?zhèn)龋謩e形成有阻焊劑420，所述阻焊劑420在第4布線層360的連接部上設置有開口部420a。
[0028]核心基板200由玻璃環(huán)氧樹脂形成，其厚度為400 μ m~800 μ m。核心基板200是具有比較厚的厚度的剛性基板，具有足夠的剛性。因此，即使在布線基板的制造工序中反復進行加熱處理等，也不會使布線基板發(fā)生扭曲或翹曲。
[0029]近年來，要求電子部件裝置的小型化和高性能化等，為了應對于此，布線基板100的核心基板200的薄型化不斷發(fā)展。
[0030]在圖2中，示出了將圖1的布線基板100中的核心基板200的厚度減薄至ΙΟΟμπι~200μπι而得到的布線基板120。在圖2中，其它的要素與圖1相同。
[0031]當布線基板120的核心基板200的厚度減薄至100 μ π!~200 μ m時，剛性大為減弱，不再是剛性基板。因此，如圖2所示，存在如下問題:當在布線基板的制造工序中反復進行加熱處理等時，核心基板200無法耐受內部產生的熱應力，導致布線基板120發(fā)生扭曲或翹曲。
[0032]在以下說明的實施方式中，能夠解決上述問題。[0033](實施方式)
[0034]圖3?圖6是示出實施方式的布線基板的制造方法的剖面圖，圖7是示出實施方式的布線基板的剖面圖。以下，一邊對實施方式的布線基板的制造方法進行說明，一邊對布線基板的結構進行說明。
[0035]在實施方式的布線基板的制造方法中，如圖3 (a)所示，首先，準備好由絕緣樹脂材料形成的核心基板10。核心基板10優(yōu)選由玻璃環(huán)氧樹脂等含有纖維增強材料的樹脂形成，但是也可以由聚酰亞胺膜等樹脂膜形成。核心基板10被減薄至100 μ m?200 μ m左右的厚度，不具有足夠的剛性。
[0036]接著，如圖3 (b)所示，利用雕刻機或者模壓機等在厚度方向上對核心基板10進行貫通加工，由此形成貫通孔TH。貫通孔TH的直徑例如為50μπι?IOOym左右。在使用了拼板用的大型核心基板10的情況下，針對多個劃分后的產品區(qū)域中的每一個，分別形成貫通孔TH。
[0037]接著，如圖3 (C)所示，在核心基板10的兩面以及貫通孔TH的內壁上，通過化學鍍形成銅層等種子層20a。進而，如圖3 (d)所示，在核心基板10的兩面?zhèn)纫约柏炌譚H的內壁的種子層20a上，利用電鍍形成金屬鍍層20b，其中，所述電鍍將種子層20a用作電鍍供電路徑。金屬鍍層20b填入到貫通孔TH內而形成。
[0038]進而，如圖3 (e)所示，在核心基板10的兩面?zhèn)?，利用光刻和濕法蝕刻對金屬鍍層20b和種子層20a進行構圖，由此形成第I布線層20。
[0039]第I布線層20由種子層20a和金屬鍍層20b形成，其整體厚度例如為20 μ m?50 μ m。兩面?zhèn)鹊牡贗布線層20經(jīng)由填充到貫通孔TH中的貫通電極TE相互連接。
[0040]另外，除了圖3 (e)的示例之外，也可以在貫通孔TH的內壁上形成貫通電極TE作為貫通孔鍍層，并利用樹脂來填充貫通孔TH的余孔。也就是說，兩面?zhèn)鹊牡贗布線層20只要經(jīng)由在貫通孔TH中形成的導體層相互連接即可。
[0041]接著，如圖4 (a)所示，準備層疊膜MF，該層疊膜MF在含有纖維增強材料的樹脂膜30a的一面粘結了底膜32a。
[0042]關于含有纖維增強材料的樹脂膜30a，使熱硬化性樹脂、例如環(huán)氧樹脂滲入到玻璃纖維、芳綸纖維(aramid fibre)、碳素纖維等纖維增強材料中，進行加熱干燥，由此成為半硬化狀態(tài)(B階段)。含有纖維增強材料的樹脂膜30a被用作用于使薄膜的核心基板10具有足夠剛性的增強材料。
[0043]底膜32a由半硬化狀態(tài)(B階段)的環(huán)氧樹脂或者聚酰亞胺樹脂等形成，作為密接層發(fā)揮作用，該密接層用于以良好的密接性形成布線層。
[0044]還可以在含有纖維增強材料的樹脂膜30a和底膜32a的兩者之中，在樹脂中散布
二氧化硅填充物。
[0045]然后，將層疊膜MF的含有纖維增強材料的樹脂膜30a的表面分別配置于圖3 Ce)的結構體的兩面，在190°C?200°C的溫度下利用模具等進行熱壓。由此，在核心基板10的兩面?zhèn)龋欣w維增強材料的樹脂膜30a和底膜32a熔化而具備流動性，之后進行硬化。
[0046]這樣，如圖4 (b)所示，在核心基板10的兩面?zhèn)龋謩e得到了由含有纖維增強材料的樹脂膜30a形成的含有纖維增強材料的樹脂層30。此外，兩面?zhèn)鹊暮欣w維增強材料的樹脂層30分別是在外表面上粘結了由底膜32a形成的底層32的狀態(tài)下形成的。[0047]例如，含有纖維增強材料的樹脂層30的厚度為40 μ m?60 μ m，底層32的厚度為10 μ m ?20 μ m0
[0048]通過使含有纖維增強材料的樹脂膜30a熔化而流動，由此填充了第I布線層20之間的間隔區(qū)域，消除了第I布線層20的高度差。其結果是，兩面?zhèn)鹊牡讓?2的外表面平坦地形成。
[0049]通過在薄型化后的剛性低的核心基板10的兩面形成含有纖維增強材料的樹脂層30，增強了核心基板10的剛性。因此，即使在之后的多層布線的各種制造工序中反復進行加熱處理等，也能夠防止核心基板10發(fā)生扭曲或翹曲。
[0050]此外，在本實施方式中，在含有纖維增強材料的樹脂層30上形成了底層32。如后所述，在底層32上基于鍍覆法形成布線層。為了高可靠性地形成布線層，需要使布線層的基底層的表面成為粗糙面，利用錨固效應來確保密接性。
[0051]由于含有纖維增強材料的樹脂層30的表面難以適度地進行粗糙化，所以，如果在含有纖維增強材料的樹脂層30上直接形成布線層，則布線層無法得到足夠的密接性。
[0052]因此，在本實施方式中，在含有纖維增強材料的樹脂層30上形成表面容易實現(xiàn)粗糙化的環(huán)氧樹脂等底層32，在底層32上以良好的密接性形成布線層。
[0053]另外，在圖4 Ca)和(b)的示例中，通過粘貼層疊膜MF來形成含有纖維增強材料的樹脂層30和底層32a，但是也可以在核心基板10的兩面?zhèn)刃纬闪撕欣w維增強材料的樹脂層30之后，在其上方層疊底層32。
[0054]也就是說，可以在核心基板10的兩面?zhèn)刃纬蓪盈B體，該層疊體從內側起依次層疊了含有纖維增強材料的樹脂層30和底層32。
[0055]這樣，在核心基板10的兩面?zhèn)?，得到了由含有纖維增強材的樹脂層30和底層32形成的第I層間絕緣層40。
[0056]接著，如圖4 (C)所示，在核心基板10的兩面?zhèn)?，利用激光對底?2和含有纖維增強材的樹脂層30進行加工，分別形成到達第I布線層20的第I過孔VHl。
[0057]然后，如圖4 (d)所示，通過高錳酸法等去鉆污處理來去除第I過孔VHl內的樹脂污垢而進行清潔。此時，同時對底層32的表面進行去鉆污處理。
[0058]由此，如圖4 Cd)的局部放大剖面圖所示，在底層32的表面上形成了凹凸而成為粗糙面R。底層32的表面粗糙度(Ra)例如為IOOnm?600nm，在形成布線層時，可得到充分的錨固效果。
[0059]或者，去鉆污處理也可通過使用了 CF4等氣體的等離子處理來進行。在該情況下，也能夠使底層32的表面成為適度的粗糙面R。等離子處理通過干法蝕刻裝置來進行。
[0060]此外，在僅靠去鉆污處理粗糙化不夠的情況下，可以在進行了去鉆污處理之后，進一步利用等離子處理等對底層32的表面進行粗糙化。
[0061]接著，如圖5 Ca)所示，在核心基板10的兩面?zhèn)鹊牡贗層間絕緣層40上，分別形成經(jīng)由第I過孔VHl與第I布線層20連接的第2布線層22。第2布線層22例如通過半添加法而形成。
[0062]具體而言，首先，在圖4 (d)的結構體的兩面?zhèn)?，通過化學鍍或者濺射法，在底層32上和第I過孔VHl的內壁上形成銅層等種子層(未圖示)。
[0063]接著，在種子層上形成電鍍抗蝕劑(未圖示)，該電鍍抗蝕劑在配置第2布線層22的包含第I過孔VHl的區(qū)域中設置有開口部。接著，通過電鍍在電鍍抗蝕劑的開口部中形成銅層等金屬鍍層(未圖示)，其中，所述電鍍將種子層用作電鍍供電路徑。
[0064]進而，在去除了電鍍抗蝕劑后，將金屬鍍層用作掩模對種子層進行蝕刻，由此得到第2布線層22。
[0065]接著，如圖5 (b)所示，在核心基板10的兩面?zhèn)?，利用熱壓，在第I層間絕緣層40和第2布線層22上粘貼未硬化的樹脂膜，由此分別形成第2層間絕緣層42。
[0066]進而，如圖5 (c)所示，在核心基板10的兩面?zhèn)?，利用激光對?層間絕緣層42進行加工，由此分別形成到達第2布線層22的第2過孔VH2。
[0067]接著，如圖6 (a)所示，通過與圖5 (a)的第2布線層22的形成方法相同的方法，在核心基板10的兩面?zhèn)鹊牡?層間絕緣層42上，分別形成經(jīng)由第2過孔VH2與第2布線層22連接的第3布線層24。
[0068]接著，如圖6 (b)所示，在核心基板10的兩面?zhèn)龋脽釅?，在?層間絕緣層42和第3布線層24上粘貼未硬化的樹脂膜，由此分別形成第3層間絕緣層44。進一步，同樣地在核心基板10的兩面?zhèn)?，利用激光對?層間絕緣層44進行加工，由此分別形成到達第3布線層24的第3過孔VH3。
[0069]接著，如圖6 (C)所示，通過與圖5 (a)的第2布線層22的形成方法相同的方法，在核心基板10的兩面?zhèn)鹊牡?層間絕緣層44上，分別形成經(jīng)由第3過孔VH3與第3布線層24連接的第4布線層26。
[0070]然后，如圖7所示，在核心基板10的兩面?zhèn)鹊牡?層間絕緣層44上，分別形成在第4布線層26的連接部上設置有開口部46a的阻焊劑46。此外，根據(jù)需要，在兩面?zhèn)鹊牡?布線層26的連接部處形成鎳/金鍍層等，從而形成接觸層(未圖示)。
[0071]由此，得到實施方式的布線基板I。在使用拼板用的大型核心基板10的情況下，從最上方的阻焊劑46 —直切斷至最下方的阻焊劑46，從各制品區(qū)域得到各布線基板I。
[0072]如圖7所示，在實施方式的布線基板I中，核心基板10配置在厚度方向的中央部。核心基板10的厚度減薄至100 μ m?200 μ m左右。
[0073]在核心基板10中形成有在厚度方向上貫通的貫通孔TH。在核心基板10的兩面?zhèn)确謩e形成有第I布線層20。兩面?zhèn)鹊牡贗布線層20經(jīng)由填充在貫通孔TH內中的貫通電極TE相互連接。
[0074]在核心基板10的兩面?zhèn)确謩e形成有含有纖維增強材料的樹脂層30。含有纖維增強材料的樹脂層30作為增強材料發(fā)揮作用，該增強材料用于強化薄型化后的核心基板10的剛性。此外，在兩面?zhèn)鹊暮欣w維增強材料的樹脂層30上分別形成有底層32。由含有纖維增強材料的樹脂層30和底層32形成第I層間絕緣層40。
[0075]在核心基板10的兩面?zhèn)?，在第I層間絕緣層40中分別形成有到達第I布線層20的第I過孔VHl。此外，在兩面?zhèn)鹊牡贗層間絕緣層40上，分別形成有經(jīng)由第I過孔VHl與第I布線層20連接的第2布線層22。
[0076]底層32作為密接層發(fā)揮作用，該密接層用于以良好的密接性在含有纖維增強材料的樹脂層30上形成第2布線層22。底層32的表面成為粗糙面R (圖4 (d))，通過錨固效應在底層32上以良好的密接性形成第2布線層22。
[0077]此外，在核心基板10的兩面?zhèn)鹊牡贗層間絕緣層40和第2布線層22上，分別形成有具有到達第2布線層22的第2過孔VH2的第2層間絕緣層42。進而，在兩面?zhèn)鹊牡?層間絕緣層42上，分別形成有經(jīng)由第2過孔VH2與第2布線層22連接的第3布線層24。
[0078]此外，同樣地在核心基板10的兩面?zhèn)鹊牡?層間絕緣層42和第3布線層24上，分別形成有具有到達第3布線層24的第3過孔VH3的第3層間絕緣層44。此外，在兩面?zhèn)鹊牡?層間絕緣層44上，分別形成有經(jīng)由第3過孔VH3與第3布線層24連接的第4布線層26。
[0079]此外，在核心基板10的兩面?zhèn)鹊牡?層間絕緣層44上，分別形成了在第4布線層26的連接部上設置有開口部46a的阻焊劑46。
[0080]在實施方式的布線基板I中，雖然核心基板10進行了薄型化，但由于利用含有纖維增強材料的樹脂層30對核心基板10進行了增強，所以具有足夠的剛性。因此，即使在布線基板I的制造工序中反復進行熱壓接樹脂膜時的加熱處理等，核心基板10也能夠耐受內部產生的熱應力。
[0081]由此，防止布線基板I發(fā)生扭曲或翹曲。此外，由于增強了核心基板10的剛性，所以能夠提高核心基板10的操作性和搬運的可靠性。
[0082]此外，由于難以對含有纖維增強材料的樹脂層30的表面進行適度的粗糙化，所以在含有纖維增強材料的樹脂層30上形成了底層32作為密接層。如上所述，由環(huán)氧樹脂等形成的底層32通過進行去鉆污處理而容易得到粗糙面R，所以能夠通過錨固效應以良好的密接性形成第2布線層22。
[0083]這樣，在本實施方式的布線基板I中，利用含有纖維增強材料的樹脂層30來增強核心基板10，并在其上方形成底層32，由此，能夠防止核心基板10發(fā)生翹曲，并且能夠確保第2布線層22的密接性。由此，即使在對布線基板I進行薄型化的情況下，也能夠確保足夠的可靠性。
[0084]在本實施方式的示例中，在核心基板10的兩面?zhèn)?，形成了?jīng)由貫通電極TE相互連接的第I布線層?第4布線層20、22、24、26，但布線層的層疊數(shù)可任意地設定。
[0085]此外，也可以僅在核心基板10的一面形成包括含有纖維增強材料的樹脂層30和底層32的多層布線。
[0086]然后，如圖8所示，在圖7的布線基板I上表面?zhèn)鹊牡?布線層26的連接部處，以倒裝方式連接半導體芯片50的突起電極52。進而，在半導體芯片50和布線基板I的間隙中填充底層填充樹脂54。此外，通過在布線基板I的下表面?zhèn)鹊牡?布線層26的連接部處搭載焊球等方式，來設置外部連接端子56。
[0087]由此，得到了使用本實施方式的布線基板的半導體裝置5。利用布線基板I的兩面?zhèn)鹊牡贗布線層?第4布線層20、22、24、26，對半導體芯片50的突起電極52的窄間距進行間距轉換，以與安裝基板的連接電極的寬間距相對應。
[0088]然后，將半導體裝置5的外部連接端子56與母板等安裝基板的連接電極連接。
【權利要求】
1.一種布線基板，其特征在于，該布線基板具有: 具有第I布線層的核心基板； 層間絕緣層，其由形成在所述核心基板上的含有纖維增強材料的樹脂層以及形成在所述含有纖維增強材料的樹脂層上的底層形成，并具有到達所述第I布線層的過孔；以及第2布線層，其形成在所述底層上，經(jīng)由所述過孔與所述第I布線層連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的布線基板，其特征在于， 所述核心基板的厚度為100 μ m?200 μ m。
3.根據(jù)權利要求1所述的布線基板，其特征在于， 所述底層的表面是粗糙面，所述第2布線層形成在所述粗糙面上。
4.根據(jù)權利要求1所述的布線基板，其特征在于， 所述第I布線層形成在所述核心基板的兩面?zhèn)?，?jīng)由在所述核心基板的貫通孔中形成的導體層相互連接， 在所述核心基板的兩面?zhèn)?，分別形成有所述層間絕緣層和所述第2布線層。
5.一種布線基板的制造方法，其特征在于，包含如下工序: 在具有第I布線層的核心基板上，形成依次層疊有含有纖維增強材料的樹脂層和底層的層疊體，得到層間絕緣層； 通過對所述層間絕緣層進行加工，形成到達所述第I布線層的過孔；以及 在所述底層上，形成經(jīng)由所述過孔與所述第I布線層連接的第2布線層。
6.根據(jù)權利要求5所述的布線基板的制造方法，其特征在于， 所述核心基板的厚度為100 μ m?200 μ m。
7.根據(jù)權利要求5所述的布線基板的制造方法，其特征在于， 該制造方法具有在形成所述過孔的工序之后對所述過孔內進行去鉆污處理的工序，通過所述去鉆污處理使得所述底層的表面成為粗糙面。
8.根據(jù)權利要求5所述的布線基板的制造方法，其特征在于， 所述第I布線層形成在所述核心基板的兩面?zhèn)?，?jīng)由在所述核心基板的貫通孔中形成的導體層相互連接， 在所述核心基板的兩面?zhèn)冗M行得到所述層間絕緣層的工序、形成所述過孔的工序以及形成所述第2布線層的工序。
【文檔編號】H05K3/46GK103517548SQ201310232621
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年6月13日 優(yōu)先權日:2012年6月15日
【發(fā)明者】本藤吉昭, 竹內浩文 申請人:新光電氣工業(yè)株式會社