JP4427874B2 - Multilayer wiring board manufacturing method and multilayer wiring board - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体チップを搭載する多層配線板に関し、層間の電気的接続と接着を同時に行う多層配線板の製造方法およびその製造方法により製造された多層配線板に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
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おり、これらの電子機器に使用される半導体パッケージは、従来にも増して益々小型化かつ多ピン化が進んできている。
【0003】
従来の回路基板はプリント配線板と呼ばれ、ガラス繊維の織布にエポキシ樹脂を含浸させた積層板からなるガラスエポキシ板に貼り付けられた銅箔をパターニング後、複数枚重ねて積層接着し、ドリルで貫通穴を開けて、この穴の壁面に銅めっきを行ってビアを形成し層間の電気接続を行った配線基板の使用が主流であった。しかし、搭載部品の小型化、高密度化が進み、上記の配線基板では配線密度が不足して部品の搭載に問題が生じるようになってきている。
【0004】
このような背景により、近年、ビルドアップ多層配線板が採用されている。ビルドアップ多層配線板は、樹脂のみで構成される絶縁層と導体とを積み重ねながら成形される。ビア形成方法としては、従来のドリル加工に代わって、レーザ法、プラズマ法やフォト法等、多岐にわたり、小径のビアホールを自由に配置することで高密度化を達成するものである。層間接続部としては、ブライドビア(Blind Via)やバリードビア(Buried Via:ビアを導電体で充填した構造)等があり、ビアの上にビアを形成するスタックドビアが可能なバリードビアホールが特に注目されている。バリードビアホールとしては、ビアホールをめっきで充填する方法と、導電性ペースト等で充填する場合とに分けられる。一方、配線パターンを形成する方法として、銅箔をエッチングする方法(サブトラクティブ法)、電解銅めっきによる方法(アディティブ法)等があり、配線密度の高密度化に対応可能なアディティブ法が特に注目され始めている。
【0005】
このような多層配線板を用いた半導体パッケージは非常にピン数が多いため、多層配線板の方が半導体チップよりもサイズが大きいのが一般的である。したがって、多層配線板のハンドリング性の観点から、多層配線板がリジッド性を有する必要があることは当然である。現状は、多層配線板のリジッド性を確保するために、補強繊維に樹脂を含浸させた絶縁層を有するプリント配線板(FR−4等のガラスエポキシ基板)のリジッド性を利用し、その両面にビルドアップ層を積層している。しかしながら、補強繊維に樹脂を含浸させた絶縁層を有するプリント配線板は、補強繊維と樹脂との界面で絶縁破壊を生じることがあり、絶縁特性に課題を残している。
【0006】
一方、特開平11−111887号公報の”従来の技術”には、テープBGAのスティフナ(補強枠)についての記載がある。テープBGAにスティフナを貼り付けることは一般的であり、テープBGAのハンドリング性の観点から、テープBGAのリジッド性を確保することが目的である。これにより、スムーズに半田ボールを搭載することができるようになる。また、テープBGAには絶縁層としてポリイミド等が使用されており、すなわち、絶縁層が補強繊維未充填の樹脂からなるため、良好な絶縁特性を有している。しかしながら、テープBGAでは多層化が困難であるため、超多ピンの半導体パッケージとして採用することはできない。また、ノイズの不要輻射を防止したり、放熱特性を向上させるためには、スティフナを接地配線パターンに導通接続することが好ましい。しかしながら、テープBGAとスティフナの接着には、絶縁性・熱伝導率の高い接着剤を用いるため、放熱特性の向上は見込めるが、不要輻射の防止には対応できないといった課題がある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、半導体チップを搭載する多層配線板における、このような問題点に鑑み、リジッド性を有するだけではなく、放熱特性・ノイズ特性に優れた多層配線板を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明は、金属板を電解めっき用リードとして、レジスト金属層および配線パターンを電解めっきにより形成する工程と、該金属板をエッチングにより除去する工程とを含む多層配線板の製造方法であって、該多層配線板の半導体チップを搭載する側の最外層を形成する際に使用する金属板を部分的にエッチングして除去することにより、該多層配線板の最外層上に金属枠を形成する工程と、該金属枠を該多層配線板に設けられた接地配線パターンと導通接続する工程とを含んでなることを特徴とする多層配線板の製造方法である。
【0009】
本発明の多層配線板の製造方法は、金属板を電解めっき用リードとして、レジスト金属層および配線パターンを電解めっきにより形成する工程と、金属板をエッチングにより除去する工程とを含み、かつこれらの工程を繰り返して行うものであって、多層配線板の半導体チップを搭載する側の最外層を形成する際に使用する金属板を部分的にエッチングして除去することにより、多層配線板の最外層上に金属枠を形成する工程を含んでなることを基本とし、金属板を電解めっき用リードとして、レジスト金属層および配線パターンを電解めっきにより形成する工程と、配線パターン上に絶縁膜を形成する工程、配線パターンの一部が露出するように絶縁膜にビアを形成する工程と、金属板を電解めっき用リードとして、導体ポストを電解めっきにより形成する工程と、導体ポストの表面または被接続層の被接合部の表面の少なくとも一方に接合用金属材料層を形成する工程と、絶縁膜の表面または被接続層の表面の少なくとも一方に接着剤層を形成する工程と、導体ポストと被接合部とを接着剤層を介して接合用金属材料層により接合し、絶縁膜と被接続層とを接着剤層により接着する工程と、金属板をエッチングにより除去する工程とを含むものであって、多層配線板の半導体チップを搭載する側の最外層を形成する際に使用する金属板を部分的にエッチングして除去することにより、多層配線板の最外層上に金属枠を形成する工程を含んでなることが好ましい。さらには、絶縁膜が補強繊維未充填の樹脂からなることが好ましく、金属枠を多層配線板に設けられた接地配線パターンと導通接続する工程とを含むことが、よりいっそう好ましい。
【0010】
本発明の多層配線板は、前記の多層配線板の製造方法により得られることを特徴としている。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明するが、本発明はこれによって何ら限定されるものではない。
【0012】
図1(a)〜図4(r)は、本発明の実施形態である多層配線板の製造方法の一例を説明するための図で、図4(r)は得られる多層配線板の構造を示す断面図である。
【0013】
本発明の多層配線板の製造方法としては、まず、金属板101上にパターニングされためっきレジスト102を形成する(図1(a))。このめっきレジスト102は、例えば、金属板101上に紫外線感光性のドライフィルムレジストをラミネートし、ネガフィルム等を用いて選択的に感光し、その後現像することにより形成できる。金属板101の材質は、本発明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、特に、使用される薬液に対して耐性を有するものであって、最終的にエッチングにより除去可能であることが必要である。金属板101の材質としては、例えば、銅、銅合金、42合金、ニッケル等が挙げられる。
【0014】
次に、金属板101を電解めっき用リードとして、レジスト金属層103を電解めっきにより形成する(図1(b))。この電解めっきにより、金属板101上のめっきレジスト102が形成されていない部分に、レジスト金属層103が形成される。レジスト金属層103の材質は、本発明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、特に、最終的に金属板101をエッチングにより除去する際に使用する薬液に対して耐性を有することが必要である。レジスト金属層103の材質としては、例えば、ニッケル、金、錫、銀、半田、パラジウム等が挙げられる。なお、レジスト金属層103を形成する目的は、金属板101をエッチングする際に使用する薬液により、図1(c)に示す配線パターン104が浸食・腐食されるのを防ぐことである。したがって、金属板101をエッチングする際に使用する薬液に対して、図1(c)に示す配線パターン104が耐性を有している場合は、このレジスト金属層103は不要である。また、レジスト金属層103は配線パターン104と同一のパターンである必要はなく、金属板101上にめっきレジスト102を形成する前に、金属板101の全面にレジスト金属層103を形成しても良い。
【0015】
次に、金属板101を電解めっき用リードとして、配線パターン104を電解めっきにより形成する(図1(c))。この電解めっきにより、金属板101上のめっきレジスト102が形成されていない部分に、配線パターン104が形成される。配線パターン104の材質としては、本発明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、特に、最終的にレジスト金属層103をエッチングにより除去する際に使用する薬液に対して耐性を有することが必要である。実際は、配線パターン104を浸食・腐食しない薬液でエッチング可能なレジスト金属層103の材質を選定するのが得策である。配線パターン104の材質としては、例えば、銅、ニッケル、金、錫、銀、パラジウム等が挙げられる。さらには、銅を用いることで、低電気抵抗で安定した配線パターン104が得られる。
【0016】
次に、めっきレジスト102を除去し(図1(d))、形成した配線パターン104上に絶縁膜105を形成する(図1(e))。絶縁膜105を構成する樹脂は、本発明の製造方法に適するものであればどのようなものでも使用できる。特に、補強繊維(例えば、ガラスクロス)未充填の樹脂からなる絶縁膜105を形成することが好ましい。また、絶縁膜105の形成方法は、使用する樹脂に適した方法で良く、樹脂ワニスを印刷、カーテンコート、バーコート等の方法で直接塗布したり、ドライフィルムタイプの樹脂を真空ラミネート、真空プレス等の方法で積層する方法が挙げられる。特に、市販されている樹脂付銅箔は入手が容易であり、真空ラミネートにより配線パターン104の凹凸を埋め込みながら成形し、最後に銅箔をエッチングすれば、絶縁膜105の表面が配線パターン104の凹凸に影響されることなく、非常に平坦になる。また、絶縁膜105の表面には銅箔表面の微細な粗化形状が転写されるため、図2(i)に示す接着剤層109との密着性を確保することができる。
【0017】
次に、形成した絶縁膜105にビア106を形成する(図1(f))。ビア106の形成方法は、本発明の製造方法に適する方法であればどのような方法でも良く、レーザー、プラズマによるドライエッチング、ケミカルエッチング等が挙げられる。また、絶縁膜105を感光性樹脂とした場合には、絶縁膜105を選択的に感光し、現像することでビア106を形成することもできる。
【0018】
次に、金属板101を電解めっき用リードとして、導体ポスト107を電解めっきにより形成する(図2(g))。この電解めっきにより、絶縁膜105のビア106が形成されている部分に、導体ポスト107が形成される。電解めっきにより導体ポスト107を形成すれば、導体ポスト107の先端の形状を自由に制御することができる。導体ポスト107の材質としては、本発明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く、例えば、銅、ニッケル、金、錫、銀、パラジウム等が挙げられる。さらには、銅を用いることで、低電気抵抗で安定した導体ポスト107が得られる。
【0019】
次に、導体ポスト107の表面(先端)に、接合用金属材料層108を形成する(図2(h))。接合用金属材料層108の形成方法としては、無電解めっきにより形成する方法、金属板101を電解めっき用リードとして電解めっきにより形成する方法、接合用金属材料を含有するペーストを印刷する方法が挙げられる。印刷による方法では、印刷用マスクを導体ポスト107に対して精度良く位置合せする必要があるが、無電解めっきや電解めっきによる方法では、導体ポスト107の表面以外に接合用金属材料層108が形成されることがないため、導体ポスト107の微細化・高密度化にも対応しやすい。特に、電解めっきによる方法では、無電解めっきによる方法よりも、めっき可能な金属が多種多様であり、また薬液の管理も容易であるため、非常に好適である。接合用金属材料層108の材質としては、図2(j)に示す被接合部112と金属接合可能な金属であればどのようなものでもよく、例えば、半田が挙げられる。半田の中でも、SnやIn、もしくはSn、Ag、Cu、Zn、Bi、Sb、Pb、In、Auの少なくとも二種からなる半田を使用することが好ましい。より好ましくは、環境に優しいPbフリー半田である。なお、図2(h)では、導体ポスト107の表面に接合用金属材料層108を形成する例を示したが、接合用金属材料層108を形成する目的は、導体ポスト107と被接合部112とを金属接合させることであるため、被接合部112に接合用金属材料層108を形成しても構わない。もちろん、導体ポスト107と被接合部112の両表面に形成しても構わない。
【0020】
次に、絶縁膜105の表面に、接着剤層109を形成する(図2(i))。接着剤層109の形成は、使用する接着剤樹脂に応じて適した方法で良く、樹脂ワニスを印刷、カーテンコート、バーコート等の方法で直接塗布したり、ドライフィルムタイプの樹脂を真空ラミネート、真空プレス等の方法で積層する方法が挙げられる。なお、図2(i)では、絶縁膜105の表面に接着剤層109を形成する例を示したが、被接続層111の表面に接着剤層109を形成しても構わない。もちろん、絶縁膜105と被接続層111の両表面に形成しても構わない。
【0021】
次に、上述の工程により得られた接続層110と被接続層111とを位置合わせをする(図2(j))。位置合わせは、接続層110および被接続層111に予め形成されている位置決めマークを、画像認識装置により読み取り位置合わせする方法、位置合わせ用のピン等で位置合わせする方法等を用いることができる。なお、図2(j)に示す被接続層111は、図1(a)〜図1(d)に示す工程と同様な工程により、得ることができる。
【0022】
次に、接続層110および被接続層111とを積層する(図2(k))。積層方法としては、例えば、真空プレスを用いて、導体ポスト107が、接着剤層109を介して、接合用金属材料層108により被接合部112と金属接合するまで加圧し、更に加熱して接着剤層109を硬化させて、接続層110と被接続層111とを接着することができる。
【0023】
次に、接続層110の金属板101をエッチングにより除去する(図3(l))。金属板101と配線パターン104との間にレジスト金属層103が形成されており、そのレジスト金属層103は、金属板101をエッチングにより除去する際に使用する薬液に対して耐性を有しているため、金属板101をエッチングしてもレジスト金属層103が浸食・腐食されることがなく、結果的に配線パターン104が浸食・腐食されることはない。金属板101の材質が銅、レジスト金属層103の材質がニッケル、錫または半田の場合、市販のアンモニア系エッチング液を使用することができる。金属板101の材質が銅、レジスト金属層103の材質が金や銀の場合、塩化第ニ鉄溶液、塩化第二銅溶液を含め、ほとんどのエッチング液を使用することができる。
【0024】
次に、レジスト金属層103をエッチングにより除去する(図3(m))。配線パターン104は、レジスト金属層103をエッチングにより除去する際に使用する薬液に対して耐性を有するため、配線パターン104は浸食・腐食されることはない。そのため、レジスト金属層103が除去されることにより、配線パターン104が露出する。配線パターン104の材質が銅、レジスト金属層103の材質がニッケル、錫または半田の場合、市販の半田・ニッケル剥離剤(例えば、三菱ガス化学製・Pewtax)を使用することができる。配線パターン104の材質が銅、レジスト金属層103の材質が金の場合、配線パターン104を浸食・腐食させることなく、レジスト金属層103をエッチングすることは困難である。この場合には、レジスト金属層103をエッチングする工程を省略し、レジスト金属層103を残したままでも良い。
【0025】
続いて、上述の工程、すなわち図1(a)〜図3(m)を繰り返して行うことにより、多層配線板113の製造途中のもの(図3(m)参照)に対して、もう1層積層したものを得ることができる(図3(n))。
【0026】
図3(o)〜図4(p)に示す工程は、多層配線板113の最外層117aを形成する工程を説明するための図である。図3(o)〜図4(p)に示す工程は、図2(j)〜図2(k)に示す工程と同様に、接続層と被接続層との位置合わせ(図3(o))、接続層と被接続層との積層(図4(p))からなる。
【0027】
次に、金属板101aをエッチングにより完全に除去し、金属板101bについては、半導体チップ202を搭載する部分のみ、エッチングにより除去して、金属枠116を形成する(図4(q))。多層配線板113が金属枠116を有することにより、絶縁膜105が補強繊維(例えば、ガラスクロス)未充填の樹脂からなる場合でも、多層配線板113としてはリジッド性を有することになる。また、絶縁膜105aは、樹脂ワニスを印刷、カーテンコート、バーコート等の方法で直接塗布したり、ドライフィルムタイプの樹脂を真空ラミネート、真空プレス等の方法で積層することにより、直接、金属板101b上に形成するため、絶縁膜105aと金属枠116との密着性は高くなる。
【0028】
最後に、最外層117bの表面にソルダーレジスト115を形成し、パッド114bの部分を開口して、多層配線板113を得ることができる(図4(r))。なお、最外層117bに配線パターン104が形成されておらず、パッド114bのみが形成されている場合には、ソルダーレジスト115を形成する必要はない。もう一方の最外層117aについても同様である。図4(r)の場合は、パッド114aのみが形成されているため、ソルダーレジストを形成する必要はない。また、最外層117a、117bを形成する際に使用するレジスト金属層118a、118bを除去する必要はない。すなわち、このレジスト金属層118a、118bは、多層配線板113の両表面に形成されるパッド114a、114bに施すめっき被膜として利用される。レジスト金属層118a、118bの材質は金、銀、パラジウム、ニッケル、半田等が挙げられ、金、銀、パラジウム、ニッケルのそれぞれからなるいずれか2つ以上を含む層構成にしてもよい。また、配線パターン104が銅からなる場合には、金およびニッケルの2層構成であると良い。これにより、パッド114a、114bに搭載される半田ボールの半田が、配線パターン104の銅に拡散することを防止することができる。さらには、金属枠116を多層配線板113の接地配線パターン119に導通接続することにより、半導体デバイス201からのノイズの不要輻射を低減することができるだけでなく、半導体デバイス201の放熱特性を向上させることができる。
【0029】
以上の工程により、多層配線板113の半導体チップ202を搭載する側に金属枠116を有する多層配線板を製造することができる。
【0030】
本発明による多層配線板の製造方法および製造された多層配線板の特徴は、次に示す通りである。
(1)製造時に使用する金属板101bを部分的にエッチングすることにより、金属枠116を形成することができる。
(2)多層配線板113が金属枠116を有することにより、絶縁膜105が補強繊維(例えば、ガラスクロス)未充填の樹脂からなる場合でも、多層配線板113としてはリジッド性を有する。
(3)金属枠116を多層配線板113の接地配線パターン119に導通接続することにより、半導体デバイス201からのノイズの不要輻射を低減することができるだけでなく、半導体デバイス201の放熱特性を向上させることができる。
【0031】
なお、上述の工程により得られた多層配線板113のパッド114a側に半導体チップ202を搭載し、パッド114b側に半田ボール205を搭載することにより、半導体装置201を得ることができる(図5)。
【0032】
【実施例】
以下、実施例により更に具体的に説明するが、本発明はこれによって何ら限定されるものではない。
【0033】
接着剤の調合例
m,p−クレゾールノボラック樹脂(日本化薬(株)製PAS−1、OH基当量120)100gと、ビスフェノールF型エポキシ樹脂(日本化薬(株)製RE−404S、エポキシ基当量165)140gを、シクロヘキサノン60gに溶解し、硬化触媒としてトリフェニルフォスフィン(北興化学工業(株)製)0.2gを添加し、接着剤ワニスを作製した。
【0034】
実施例(多層配線板の製造例)
表面を粗化処理した150ミクロン厚の圧延銅板(金属板101・古川電気工業製EFTEC−64T)にドライフィルムレジスト(旭化成製AQ−2058)をロールラミネートし、所定のネガフィルムを用いて露光・現像し、配線パターン104の形成に必要なめっきレジスト(めっきレジスト102)を形成した。次に、圧延銅板を電解めっき用リードとして、電解めっきによりニッケルからなるレジスト金属層(レジスト金属層103)を形成し、さらに電解銅めっきにより配線パターン(配線パターン104)を形成した。配線パターンは、線幅/線間/厚み=20ミクロン/20ミクロン/10ミクロンとした。次に、樹脂付銅箔(住友ベークライト製APL)を真空ラミネートにより配線パターンの凹凸を埋め込みながら成形し、銅箔を全面エッチングして、25ミクロン厚の絶縁膜(絶縁膜105)を形成した。次に、50ミクロン径のビア(ビア106)をUV−YAGレーザーにより形成した。次に、圧延銅板を電解めっき用リードとして、電解銅めっきによりビアを銅で充填し、銅ポスト(導体ポスト107)を形成した。次に、圧延銅板を電解めっき用リードとして、電解めっきにより銅ポスト上にSn−Pb共晶半田層(接合用金属材料層108)を形成した。次に、バーコートにより、上述の接着剤ワニスを、絶縁膜の表面、すなわちSn−Pb共晶半田が形成された面に塗布後、80℃で20分乾燥し、10ミクロン厚の接着剤層(接着剤層109)を形成した。これまでの工程により、ビルドアップ層(接続層110)を得た。一方、上述の工程と同様に、電解ニッケル/金めっきにより圧延銅板上にレジスト金属層(レジスト金属層118b)を形成し、さらに電解銅めっきにより配線パターンを形成し、ランド(被接合部112)を有する被接続層(被接続層111)を得た。次に、上述の工程により得られたビルドアップ層と被接続層に予め形成されている位置決めマークを、画像認識装置により読み取り、両者を位置合わせし、100℃の温度で仮圧着した。これを、プレスにより220℃の温度で加熱加圧して、銅ポストが、接着剤層を貫通してランドと半田接合し、接着剤層により被接続層にビルドアップ層を接着した。次に、アンモニア系エッチング液を用いて、ビルドアップ層の圧延銅板をエッチングして除去し、さらに半田・ニッケル剥離剤(三菱ガス化学製・Pewtax)を用いてニッケルをエッチングして除去した。さらに、上述の工程を繰返し、ビルドアップ層をもう1層積層した。ただし、最外層(最外層117a、117b)を形成する際のレジスト金属層(レジスト金属層118a、118b)をニッケル/金の2層構成とした。続いて、半導体チップを搭載する側の圧延銅板をエッチングすることにより金属枠(金属枠116)を形成し、被接続層側の圧延銅板をエッチングすることにより全面除去した。最後に、ソルダーレジスト(ソルダーレジスト115)を形成した。以上の工程により、金属枠を有し、絶縁膜が補強繊維未充填の樹脂からなる多層配線板(多層配線板113)を得ることができた。
【0035】
【発明の効果】
本発明により得られる多層配線板は、金属枠を有するため、絶縁膜が補強繊維未充填の樹脂からなる場合でも、リジッド性を有するため、ハンドリング性を確保することができ、さらには、絶縁特性を大幅に向上させることができる。また、接地配線パターンを金属枠に導通接続することにより、半導体デバイスの放熱特性を大幅に向上することができ、さらには、半導体デバイスからの不要輻射を防止することができ、高速動作に対応できる多層配線板を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施形態による多層配線板の製造方法の一例を示す断面図である。
【図2】 本発明の実施形態による多層配線板の製造方法の一例を示す断面図である(図1の続き)。
【図3】 本発明の実施形態による多層配線板の製造方法の一例を示す断面図である(図2の続き)。
【図4】 本発明の実施形態による多層配線板の製造方法の一例を示す断面図である(図3の続き)。
【図5】 本発明の実施形態による多層配線板を使用して製造した半導体デバイスの一例を示す断面図である。
【符号の説明】
101 金属板
101a 金属板
101b 金属板
102 めっきレジスト
103 レジスト金属層
104 配線パターン
105 絶縁膜
106 ビア
107 導体ポスト
108 接合用金属材料層
109 接着剤層
110 接続層
111 被接続層
112 被接合部
113 多層配線板
114a パッド
114b パッド
115 ソルダーレジスト
116 金属枠
117a 最外層
117b 最外層
118a レジスト金属層
118b レジスト金属層
201 半導体デバイス
202 半導体チップ
203 バンプ
204 アンダーフィル
205 半田ボール[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a multilayer wiring board on which a semiconductor chip is mounted, and relates to a method for manufacturing a multilayer wiring board that performs electrical connection and adhesion between layers at the same time, and a multilayer wiring board manufactured by the manufacturing method.
[0002]
[Prior art]
In recent years, with the demand for higher functionality and lighter, thinner and smaller electronic devices, high-density integration and further high-density mounting of electronic components have progressed. Semiconductor packages used in these electronic devices have been In addition, the size and number of pins are increasing.
[0003]
A conventional circuit board is called a printed wiring board, and after patterning a copper foil attached to a glass epoxy board made of a laminated board in which a glass fiber woven fabric is impregnated with an epoxy resin, a plurality of sheets are laminated and adhered. The mainstream is to use a wiring board in which a through hole is made with a drill, and copper is plated on the wall surface of this hole to form a via and make an electrical connection between layers. However, with the progress of downsizing and increasing the density of mounted components, the above wiring board is insufficient in wiring density, causing problems in mounting components.
[0004]
Against this background, in recent years, build-up multilayer wiring boards have been adopted. The build-up multilayer wiring board is molded while stacking an insulating layer made of only resin and a conductor. As a via forming method, a high density can be achieved by freely arranging small-diameter via holes, such as a laser method, a plasma method and a photo method, instead of a conventional drilling process. Examples of the interlayer connection include a buried via and a buried via (Buried Via: a structure in which a via is filled with a conductor), and a buried via hole capable of forming a stacked via on the via is particularly noted. ing. The burred via hole is divided into a method of filling the via hole with plating and a case of filling with a conductive paste or the like. On the other hand, as a method of forming a wiring pattern, there are a method of etching a copper foil (subtractive method), a method of electrolytic copper plating (additive method), etc., and an additive method that can cope with a higher wiring density is particularly noted. Being started.
[0005]
Since a semiconductor package using such a multilayer wiring board has a very large number of pins, the multilayer wiring board is generally larger in size than a semiconductor chip. Therefore, from the viewpoint of handling properties of the multilayer wiring board, it is natural that the multilayer wiring board needs to be rigid. At present, in order to ensure the rigid property of the multilayer wiring board, the rigid property of the printed wiring board (glass epoxy substrate such as FR-4) having an insulating layer in which a reinforcing fiber is impregnated with resin is used on both sides. Build-up layers are stacked. However, a printed wiring board having an insulating layer in which a reinforcing fiber is impregnated with a resin may cause a dielectric breakdown at the interface between the reinforcing fiber and the resin, leaving a problem in the insulating characteristics.
[0006]
On the other hand, “conventional technology” in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-1111887 describes a stiffener (reinforcing frame) of a tape BGA. It is common to affix a stiffener on the tape BGA, and the purpose is to ensure the rigid property of the tape BGA from the viewpoint of the handleability of the tape BGA. As a result, the solder balls can be smoothly mounted. The tape BGA uses polyimide or the like as an insulating layer, that is, the insulating layer is made of a resin not filled with reinforcing fibers, and therefore has good insulating characteristics. However, since tape BGA is difficult to be multi-layered, it cannot be adopted as a super multi-pin semiconductor package. In order to prevent unwanted radiation of noise and improve heat dissipation characteristics, it is preferable to connect the stiffener to the ground wiring pattern. However, since an adhesive having high insulation and thermal conductivity is used for bonding the tape BGA and the stiffener, improvement in heat dissipation characteristics can be expected, but there is a problem that it cannot cope with prevention of unnecessary radiation.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a multilayer wiring board having not only rigid properties but also excellent heat dissipation characteristics and noise characteristics in view of such problems in a multilayer wiring board on which a semiconductor chip is mounted.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is a method for producing a multilayer wiring board comprising a step of forming a resist metal layer and a wiring pattern by electrolytic plating using a metal plate as a lead for electrolytic plating, and a step of removing the metal plate by etching, A step of forming a metal frame on the outermost layer of the multilayer wiring board by partially etching away the metal plate used when forming the outermost layer on the side of mounting the semiconductor chip of the multilayer wiring board And a step of conductively connecting the metal frame to a ground wiring pattern provided on the multilayer wiring board. It is a manufacturing method of the multilayer wiring board characterized by including.
[0009]
The method for producing a multilayer wiring board of the present invention comprises a step of forming a resist metal layer and a wiring pattern by electrolytic plating using a metal plate as a lead for electrolytic plating, and a step of removing the metal plate by etching. The process is repeated, and the outermost layer of the multilayer wiring board is removed by partially etching and removing the metal plate used when forming the outermost layer on the side of the multilayer wiring board on which the semiconductor chip is mounted. Basically, the method includes a step of forming a metal frame on the top, a step of forming a resist metal layer and a wiring pattern by electrolytic plating, using a metal plate as a lead for electrolytic plating, and forming an insulating film on the wiring pattern Process, forming vias in the insulating film so that part of the wiring pattern is exposed, and electroplating the conductor posts using a metal plate as the lead for electrolytic plating. Forming a bonding metal material layer on at least one of the surface of the conductor post or the connected portion of the connected layer, and bonding to at least one of the surface of the insulating film or the surface of the connected layer A step of forming an agent layer, a step of bonding a conductor post and a portion to be bonded by a bonding metal material layer via an adhesive layer, and bonding an insulating film and a layer to be connected by an adhesive layer, a metal plate And removing the metal plate used for forming the outermost layer on the side of mounting the semiconductor chip of the multilayer wiring board by partially etching and removing the multilayer wiring. It is preferable to include a step of forming a metal frame on the outermost layer of the plate. Furthermore, the insulating film is preferably made of a resin not filled with reinforcing fibers, and the metal frame is formed of a multilayer wiring board. Provided in Ground wiring pattern When Conductive connection Including a process Even more preferred.
[0010]
The multilayer wiring board of the present invention is obtained by the above-described method for manufacturing a multilayer wiring board.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited thereto.
[0012]
FIGS. 1A to 4R are diagrams for explaining an example of a method for manufacturing a multilayer wiring board according to an embodiment of the present invention. FIG. 4R shows the structure of the resulting multilayer wiring board. It is sectional drawing shown.
[0013]
As a method for manufacturing a multilayer wiring board according to the present invention, first, a patterned
[0014]
Next, the resist
[0015]
Next, the
[0016]
Next, the plating resist 102 is removed (FIG. 1D), and an insulating
[0017]
Next, a via 106 is formed in the formed insulating film 105 (FIG. 1F). Any method may be used for forming the via 106 as long as it is suitable for the manufacturing method of the present invention, and examples thereof include laser, plasma dry etching, and chemical etching. In the case where the insulating
[0018]
Next, the
[0019]
Next, the bonding
[0020]
Next, an
[0021]
Next, the
[0022]
Next, the
[0023]
Next, the
[0024]
Next, the resist
[0025]
Subsequently, by repeating the above-described steps, that is, FIG. 1A to FIG. 3M, another layer is produced for the
[0026]
The processes shown in FIGS. 3O to 4P are diagrams for explaining the process of forming the
[0027]
Next, the
[0028]
Finally, the solder resist 115 is formed on the surface of the
[0029]
Through the above steps, a multilayer wiring board having the
[0030]
The manufacturing method of the multilayer wiring board according to the present invention and the characteristics of the manufactured multilayer wiring board are as follows.
(1) The
(2) Since the
(3) Conductive connection of the
[0031]
The
[0032]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.
[0033]
Example of adhesive formulation
100 g of m, p-cresol novolak resin (Nippon Kayaku Co., Ltd. PAS-1, OH group equivalent 120) and bisphenol F type epoxy resin (Nippon Kayaku Co., Ltd. RE-404S, epoxy group equivalent 165) 140 g Was dissolved in 60 g of cyclohexanone, and 0.2 g of triphenylphosphine (manufactured by Hokuko Chemical Co., Ltd.) was added as a curing catalyst to prepare an adhesive varnish.
[0034]
Example (manufacturing example of multilayer wiring board)
A dry film resist (AQ-2058 manufactured by Asahi Kasei) is roll-laminated to a 150 micron thick rolled copper plate (
[0035]
【The invention's effect】
Since the multilayer wiring board obtained by the present invention has a metal frame, even when the insulating film is made of a resin that is not filled with reinforcing fibers, it has a rigid property, so that it can ensure handling properties, and further has an insulating property. Can be greatly improved. In addition, by conducting the ground wiring pattern to the metal frame, the heat dissipation characteristics of the semiconductor device can be greatly improved. Furthermore, unnecessary radiation from the semiconductor device can be prevented and high-speed operation can be supported. A multilayer wiring board can be manufactured.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a method for manufacturing a multilayer wiring board according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of a method for manufacturing a multilayer wiring board according to an embodiment of the present invention (continuation of FIG. 1).
3 is a cross-sectional view showing an example of a method for manufacturing a multilayer wiring board according to an embodiment of the present invention (continuation of FIG. 2).
4 is a cross-sectional view showing an example of a method for manufacturing a multilayer wiring board according to an embodiment of the present invention (continuation of FIG. 3).
FIG. 5 is a cross-sectional view showing an example of a semiconductor device manufactured using the multilayer wiring board according to the embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
101 metal plate
101a metal plate
101b metal plate
102 Plating resist
103 resist metal layer
104 Wiring pattern
105 Insulating film
106 Via
107 Conductor post
108 Metal material layer for bonding
109 Adhesive layer
110 Connection layer
111 Connected layer
112 Joined part
113 multilayer wiring board
114a pad
114b pad
115 solder resist
116 metal frame
117a outermost layer
117b outermost layer
118a Resist metal layer
118b Resist metal layer
201 Semiconductor device
202 Semiconductor chip
203 Bump
204 Underfill
205 Solder ball
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