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JP4549366B2 - 多層プリント配線板 - Google Patents

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JP4549366B2
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Description

本発明は、ビルドアップ多層プリント配線板に関し、特にＩＣチップなどの電子部品を内蔵する多層プリント配線板に関するものである。
ＩＣチップは、ワイヤーボンディング、ＴＡＢ、フリップチップなどの実装方法によって、プリント配線板との電気的接続を取っていた。
ワイヤーボンディングは、プリント配線板にＩＣチップを接着剤によりダイボンディングさせて、該プリント配線板のパッドとＩＣチップのパッドとを金線などのワイヤーで接続させた後、ＩＣチップ並びにワイヤーを守るために熱硬化性樹脂あるいは熱可塑性樹脂などの封止樹脂を施していた。
ＴＡＢは、ＩＣチップのバンプとプリント配線板のパッドとをリードと呼ばれる線を半田などによって一括して接続させた後、樹脂による封止を行っていた。
フリップチップは、ＩＣチップとプリント配線板のパッド部とをバンプを介して接続させて、バンプとの隙間に樹脂を充填させることによって行っていた。
特開平１１−２３３６７８号公報 特開平８−２９３４７６号公報 特開平１０−２６１６４２号公報
しかしながら、それぞれの実装方法は、ＩＣチップとプリント配線板の間に接続用のリード部品（ワイヤー、リード、バンプ）を介して電気的接続を行っている。それらの各リード部品は、切断、腐食し易く、これにより、ＩＣチップとの接続が途絶えたり、誤作動の原因となることがあった。
本発明者は、ＩＣチップを多層プリント配線板に内蔵することで、リード部品を用いることなくＩＣチップと多層プリント配線板との電気接続を取ることを案出した。即ち、樹脂絶縁性基板に開口部、通孔やザグリ部を設けてＩＣチップなどの電子部品を予め内蔵させて、層間絶縁層を積層し、該ＩＣチップのパッド上に、フォトエッチングあるいはレーザにより、バイアホールを設けて、導電層である導体回路を形成させた後、更に、層間絶縁層と導電層を繰り返して、多層プリント配線板を設ける構造を案出した。
しかし、このＩＣチップを内蔵する構造において、ＩＣチップの上層に配設される層間絶縁層に剥離、クラックが発生し、信頼性が低下することが明らかになった。
本発明は上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、リード部品を介さないで、ＩＣチップと直接電気的に接続し得ると共に、高い信頼性を備える多層プリント配線板を提案することを目的とする。
本発明者は、層間絶縁層の剥離、クラックは、ＩＣチップの角部近辺において発生していることを発見した。このため、剥離、クラックは、ＩＣチップの角部において応力が集中しているためであるとの知見を持ち、ＩＣチップの４辺の角部を面取りして耐久試験を行ったところ、層間絶縁層での剥離、クラックが発生しなくなった。即ち、ＩＣチップの面取りにより、高い信頼性が得られることが判明した。
なお、ＩＣチップのパッドには、トランジション層を設けるこのが好適である。この理由は、次の通りである。ＩＣチップのパッドは一般的にアルミニウムなどで製造されている。トランジション層を形成させていないダイパッドのままで、フォトエッチングにより層間絶縁層のバイアホールを形成させた時、ダイパッドのままであれば露光、現像後にパッドの表層に樹脂が残りやすかった。それに、現像液の付着によりパッドの変色を引き起こした。一方、レーザによりバイアホールを形成させた場合にもダイパッドを焼損しない条件で行うと、パッド上に樹脂残りが発生した。また、後工程に、酸や酸化剤あるいはエッチング液に浸漬させたり、種々のアニール工程を経ると、ＩＣチップのパッドの変色、溶解が発生した。更に、ＩＣチップのパッドは、４０μｍ程度の径で作られており、バイアホールはそれより大きいので位置ずれの際に未接続が発生しやすい。
これに対して、ダイパッド上に銅等からなるトランジション層を設けることで、溶剤の使用が可能となりパッド上の樹脂残りを防ぐことができる。また、後工程の際に酸や酸化剤あるいはエッチング液に浸漬させたり、種々のアニール工程を経てもパッドの変色、溶解が発生しない。これにより、パッドとバイアホールとの接続性や信頼性を向上させる。更に、ＩＣチップのパッド上に４０μｍよりも大きな径のトランジション層を介在させることで、バイアホールを確実に接続させることができる。望ましいのは、トランジション層は、バイアホール径と同等以上のものがよい。
それぞれに多層プリント配線板だけで機能を果たしてもいるが、場合によっては半導体装置としてのパッケージ基板としての機能させるために外部基板であるマザーボードやドーターボードとの接続のため、ＢＧＡ、半田バンプやＰＧＡ（導電性接続ピン）を配設させてもよい。また、この構成は、従来の実装方法で接続した場合よりも配線長を短くできて、ループインダクタンスも低減できる。
本願発明に用いられるＩＣチップなどの電子部品を内蔵させる樹脂製基板としては、エポキシ樹脂、ＢＴ樹脂、フェノール樹脂などにガラスエポキシ樹脂などの補強材や心材を含浸させた樹脂、エポキシ樹脂を含浸させたプリプレグを積層させたものなどが用いられるが、一般的にプリント配線板で使用されるものを用いることができる。それ以外にも両面銅張積層板、片面板、金属膜を有しない樹脂板、樹脂シートを用いることができる。ただし、３５０℃以上の温度を加えると樹脂は、溶解、炭化をしてしまう。
コア基板等の予め樹脂製絶縁基板にＩＣチップなどの電子部品を収容するキャビティをザグリ、通孔、開口を形成したものに該電子部品を接着剤などで接合させる。ＩＣチップを内蔵させたコア基板の全面に蒸着、スパッタリングなどの物理的な蒸着を行い、全面に導電性の金属膜を形成させる。その金属としては、スズ、クロム、チタン、ニッケル、亜鉛、コバルト、金、銅などの金属を１層以上形成させるものがよい。厚みとしては、０．００１〜２．０μｍの間で形成させるのがよい。特に、０．０１〜１．０μｍが望ましい。特に、ニッケル、クロム、チタンで形成するのがよい。界面から湿分の侵入がなく、金属密着性に優れるからである。
その金属膜上に、無電解あるいは電解めっきにより、厚付けさせる。形成されるメッキの種類としては銅、ニッケル、金、銀、亜鉛、鉄などがある。電気特性、経済性、また、後程で形成されるビルドアップである導体層は主に銅であることから、銅を用いることがよい。その厚みは１〜２０μｍの範囲で行うのがよい。それより厚くなると、エッチングの際にアンダーカットが起こってしまい、形成されるトランジション層とバイアホールと界面に隙間が発生することがある。その後、エッチングレジストを形成して、露光、現像してトランジション層以外の部分の金属を露出させてエッチングを行い、ＩＣチップのパッド上にトランジション層を形成させる。
本発明で定義されるトランジション層について説明する。
トランジション層は、従来のＩＣチップ実装技術を用いることなく、半導体素子であるＩＣチップとプリント配線板と直接接続を取るために設けられた中間の仲介層を意味する。特徴としては、２層以上の金属層で形成され、半導体素子であるＩＣチップのダイパッドよりも大きくさせることにある。それによって、電気的接続や位置合わせ性を向上させるものであり、かつ、ダイパッドにダメージを与えることなくレーザやフォトエッチングによるバイアホール加工を可能にするものである。そのため、プリント配線板へのＩＣチップの埋め込み、収容、収納や接続を確実にすることができる。また、トランジション層上には、直接、プリント配線板の導体層である金属を形成することを可能にする。その導体層の一例としては、層間樹脂絶縁層のバイアホールや基板上のスルーホールなどがある。
また、上記トランジション層の製造方法以外にも、ＩＣチップ及びコア基板の上に形成した金属膜上にドライフィルムレジストを形成してトランジション層に該当する部分を除去させて、電解めっきによって厚付けした後、レジストを剥離してエッチング液によって、同様にＩＣチップのパッド上にトランジション層を形成させることもできる。
以上記述したように本発明の多層プリント配線板では、ＩＣチップの角部が面取りされているため、ＩＣチップの角部において応力が集中せず、層間絶縁層での剥離、クラックを無くし、高い信頼性を得ることができる。
以下、本発明の実施形態について図を参照して説明する。
[第１実施形態]
先ず、本発明の第１実施形態に係る多層プリント配線板の構成について、多層プリント配線板１０の断面を示す図７を参照して説明する。
図７に示すように多層プリント配線板１０は、ＩＣチップ２０を収容するコア基板３０と、層間樹脂絶縁層５０、層間樹脂絶縁層１５０とからなる。層間樹脂絶縁層５０には、バイアホール６０および導体回路５８が形成され、層間樹脂絶縁層１５０には、バイアホール１６０および導体回路１５８が形成されている。
ＩＣチップ２０には、パッシベーション膜２４が被覆され、該パッシベーション膜２４の開口内に入出力端子を構成するダイパッド２２が配設されている。パッド２２の上には、主として銅からなるトランジション層３８が形成されている。
層間樹脂絶縁層１５０の上には、ソルダーレジスト層７０が配設されている。ソルダーレジスト層７０の開口部７１下の導体回路１５８には、図示しないドータボード、マザーボード等の外部基板と接続するための半田バンプ７６が設けられている。
本実施形態の多層プリント配線板１０では、コア基板３０にＩＣチップ２０を予め内蔵させて、該ＩＣチップ２０のパッド２２にはトランジション層を３８を配設させている。このため、リード部品や封止樹脂を用いず、ＩＣチップと多層プリント配線板（パッケージ基板）との電気的接続を取ることができる。
多層プリント配線板１０に内蔵されたＩＣチップ２０の平面図を図１（Ｂ）に示す。該ＩＣチップ２０の４辺の角部２０ａは、面取りされ半円状に形成されている。従って、多層プリント配線板１０がヒートサイクルが加えられた際にも、ＩＣチップ２０の角部２０ａにおいて応力が集中することがない。このため、角部２０ａの近傍で、コア基板３０と層間樹脂絶縁層５０、ＩＣチップと層間樹脂絶縁層５０との剥離、及び、層間樹脂絶縁層５０でのクラックの発生を防ぎ、多層プリント配線板１０の信頼性を向上させることができる。なお、図１（Ｂ）に示すように、ＩＣチップ２０の角部２０ａを半円状に形成する代わりに、図１（Ｃ）に示すように、角部２０ａを切断し、ＩＣチップ２０を８角形にすることでも角部２０ａでの応力集中を防ぐことができる。
本実施形態の多層プリント配線板は、ＩＣチップ部分にトランジション層３８が形成されていることから、ＩＣチップ部分には平坦化されるので、上層の層間絶縁層５０も平坦化されて、膜厚みも均一になる。更に、トランジション層によって、上層のバイアホール６０を形成する際も形状の安定性を保つことができる。
更に、ダイパッド２２上に銅製のトランジション層３８を設けることで、パッド２２上の樹脂残りを防ぐことができ、また、後工程の際に酸や酸化剤あるいはエッチング液に浸漬させたり、種々のアニール工程を経てもパッド２２の変色、溶解が発生しない。これにより、ＩＣチップのパッドとバイアホールとの接続性や信頼性を向上させる。更に、４０μｍ径パッド２２上に６０μｍ径以上のトランジション層３８を介在させることで、６０μｍ径のバイアホールを確実に接続させることができる。
引き続き、図７を参照して上述した多層プリント配線板の製造方法について、図１〜図６を参照して説明する。
（１）先ず、図１（Ａ）に示す多数個取り用ＩＣチップを、ダイシングにより図１（Ｂ）に示すように個片に切断すると共に、角部２０ａを研磨により半円状に面取りする。
（２）一方、ガラスクロス等の心材にエポキシ等の樹脂を含浸させたプリプレグを積層した絶縁樹脂基板（コア基板）３０を出発材料として用意する（図２（Ａ）参照）。次に、コア基板３０の片面に、ザグリ加工でＩＣチップ収容用の凹部３２を形成する（図２（Ｂ）参照）。ここでは、ザグリ加工により凹部を設けているが、開口を設けた絶縁樹脂基板と開口を設けない樹脂絶縁基板とを張り合わせることで、収容部を備えるコア基板を形成できる。
（３）その後、凹部３２に、印刷機を用いて接着材料３４を塗布する。このとき、塗布以外にも、ポッティングなどをしてもよい。次に、ＩＣチップ２０を接着材料３４上に載置する（図２（Ｃ）参照）。
（４）そして、ＩＣチップ２０の上面を押す、もしくは叩いて凹部３２内に完全に収容させる（図２（Ｄ）参照）。これにより、コア基板３０を平滑にすることができる。
（５）その後、ＩＣチップ２０を収容させたコア基板３０の全面に蒸着、スパッタリングなどの物理的な蒸着を行い、全面に導電性の金属膜３３を形成させる（図３（Ａ））。その金属としては、スズ、クロム、チタン、ニッケル、亜鉛、コバルト、金、銅などの金属を１層以上形成させるものがよい。厚みとしては、０．０００１〜２．０μｍの間で、特に望ましいのは０．０１〜１．０μｍの間で形成させるのがよい。
金属膜３３上に、無電解めっきにより、めっき膜３６を形成させてもよい（図３（Ｂ））。形成されるメッキの種類としては銅、ニッケル、金、銀、亜鉛、鉄などがある。電気特性、経済性、また、後程で形成されるビルドアップである導体層は主に銅であることから、銅を用いるとよい。その厚みは１〜２０μｍの範囲で行うのがよい。
（６）その後、レジストを塗布し、露光、現像してＩＣチップのパッドの上部に開口を設けるようにメッキレジスト３５を設け、無電解メッキを施して無電解めっき膜３７を設ける（図３（Ｃ））。メッキレジスト３５を除去した後、メッキレジスト３５下の無電解めっき膜３６、金属膜３３を除去することで、ＩＣチップのパッド２２上にトランジション層３８を形成する（図３（Ｄ））。ここでは、メッキレジストによりトランジション層を形成したが、無電解めっき膜３６の上に電解めっき膜を均一に形成した後、エッチングレジストを形成して、露光、現像してトランジション層以外の部分の金属を露出させてエッチングを行い、ＩＣチップのパッド上にトランジション層を形成させることも可能である。この場合、電解めっき膜の厚みは１〜１５μｍの範囲がよい。それより厚くなると、エッチングの際にアンダーカットが起こってしまい、形成されるトランジション層とバイアホールと界面に隙間が発生することがあるからである。
（７）次に、基板にエッチング液をスプレイで吹きつけ、トランジション層３８の表面をエッチングすることにより粗化面３８αを形成する（図４（Ａ）参照）。
（８）上記工程を経た基板に、厚さ５０μｍの熱硬化型樹脂シートを温度５０〜１５０℃まで昇温しながら圧力kg／cm２で真空圧着ラミネートし層間樹脂絶縁層５０を設ける（図４（Ｂ）参照）。真空圧着時の真空度は、１０ｍｍＨｇである。
（９）次に、波長１０．４μｍのＣＯ２ガスレーザにて、ビーム径５ｍｍ、トップハットモード、パルス幅５．０μ秒、マスクの穴径０．５ｍｍ、１ショットの条件で、層間樹脂絶縁層５０に直径８０μｍのバイアホール用開口４８を設ける（図４（Ｃ）参照）。クロム酸を用いて、開口４８内の樹脂残りを除去する。ダイパッド２２上に銅製のトランジション層３８を設けることで、パッド２２上の樹脂残りを防ぐことができ、これにより、パッド２２と後述するバイアホール６０との接続性や信頼性を向上させる。更に、４０μｍ径パッド２２上に６０μｍ以上の径のトランジション層３８を介在させることで、６０μｍ径のバイアホール用開口４８を確実に接続させることができる。なお、ここでは、クロム酸を用いて樹脂残さを除去したが、酸素プラズマを用いてデスミア処理を行うことも可能である。
（１０）次に、クロム酸、過マンガン酸塩などの酸化剤等に浸漬させることによって、層間樹脂絶縁層５０の粗化面５０αを設ける（図４（Ｄ）参照）。該粗化面５０αは、０．１〜５μｍの範囲で形成されることがよい。その一例として、過マンガン酸ナトリウム溶液５０ｇ／ｌ、温度６０℃中に５〜２５分間浸漬させることによって、２〜３μｍの粗化面５０αを設ける。上記以外には、日本真空技術株式会社製のＳＶ−４５４０を用いてプラズマ処理を行い、層間樹脂絶縁層５０の表面に粗化面５０αを形成することもできる。この際、不活性ガスとしてはアルゴンガスを使用し、電力２００Ｗ、ガス圧０．６Ｐａ、温度７０℃の条件で、２分間プラズマ処理を実施する。
（９）粗化面５０αが形成された層間樹脂絶縁層５０上に、金属層５２を設ける（図５（Ａ）参照）。金属層５２は、無電解めっきによって形成させる。予め層間樹脂絶縁層５０の表層にパラジウムなどの触媒を付与させて、無電解めっき液に５〜６０分間浸漬させることにより、０．１〜５μｍの範囲でめっき膜である金属層５２を設ける。その一例として、
〔無電解めっき水溶液〕
ＮｉＳＯ４ ０．００３ ｍｏｌ／ｌ
酒石酸 ０．２００ ｍｏｌ／ｌ
硫酸銅 ０．０３０ ｍｏｌ／ｌ
ＨＣＨＯ ０．０５０ ｍｏｌ／ｌ
ＮａＯＨ ０．１００ ｍｏｌ／ｌ
α、α′−ビピルジル １００ ｍｇ／ｌ
ポリエチレングリコール（ＰＥＧ） ０．１０ ｇ／ｌ
３４℃の液温度で４０分間浸漬させた。
上記以外でも上述したプラズマ処理と同じ装置を用い、内部のアルゴンガスを交換した後、Ｎｉ及びＣｕをターゲットにしたスパッタリングを、気圧０．６Ｐａ、温度８０℃、電力２００Ｗ、時間５分間の条件で行い、Ｎｉ／Ｃｕ金属層５２を層間樹脂絶縁層５０の表面に形成することもできる。このとき、形成されるＮｉ／Ｃｕ金属層５２の厚さは０．２μｍである。
（１２）上記処理を終えた基板３０に、市販の感光性ドライフィルムを貼り付け、フォトマスクフィルムを載置して、１００ｍＪ／cm２で露光した後、０．８％炭酸ナトリウムで現像処理し、厚さ１５μｍのめっきレジスト５４を設ける。次に、以下の条件で電解めっきを施して、厚さ１５μｍの電解めっき膜５６を形成する（図５（Ｂ）参照）。なお、電解めっき水溶液中の添加剤は、アトテックジャパン社製のカパラシドＨＬである。
〔電解めっき水溶液〕
硫酸 ２．２４ ｍｏｌ／ｌ
硫酸銅 ０．２６ ｍｏｌ／ｌ
添加剤（アトテックジャパン製、カパラシドＨＬ）
１９．５ ｍｌ／ｌ
〔電解めっき条件〕
電流密度 １Ａ／dm２
時間 ６５分
温度 ２２±２℃
（１３）めっきレジスト５４を５％ＮａＯＨで剥離除去した後、そのめっきレジスト下の金属層５２を硝酸および硫酸と過酸化水素の混合液を用いるエッチングにて溶解除去し、金属層５２と電解めっき膜５６からなる厚さ１６μｍの導体回路５８及びバイアホール６０を形成し、第二銅錯体と有機酸とを含有するエッチング液によって、粗化面５８α、６０αを形成する（図５（Ｃ）参照）。無電解めっきや酸化還元処理を用いて粗化面を形成することもできる。
（１４）次いで、上記（８）〜（１３）の工程を、繰り返すことにより、さらに上層の層間樹脂絶縁層１５０及び導体回路１５８（バイアホール１６０を含む）を形成する（図６（Ａ）参照）。
（１５）次に、ジエチレングリコールジメチルエーテル（ＤＭＤＧ）に６０重量％の濃度になるように溶解させた、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂（日本化薬社製）のエポキシ基５０％をアクリル化した感光性付与のオリゴマー（分子量４０００）４６．６７重量部、メチルエチルケトンに溶解させた８０重量％のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（油化シェル社製、商品名：エピコート１００１）１５重量部、イミダゾール硬化剤（四国化成社製、商品名：２Ｅ４ＭＺ−ＣＮ）１．６重量部、感光性モノマーである多官能アクリルモノマー（共栄化学社製、商品名：Ｒ６０４）３重量部、同じく多価アクリルモノマー（共栄化学社製、商品名：ＤＰＥ６Ａ）１．５重量部、分散系消泡剤（サンノプコ社製、商品名：Ｓ−６５）０．７１重量部を容器にとり、攪拌、混合して混合組成物を調整し、この混合組成物に対して光重量開始剤としてベンゾフェノン（関東化学社製）２．０重量部、光増感剤としてのミヒラーケトン（関東化学社製）０．２重量部を加えて、粘度を２５℃で２．０Ｐａ・ｓに調整したソルダーレジスト組成物（有機樹脂絶縁材料）を得る。
なお、粘度測定は、Ｂ型粘度計（東京計器社製、ＤＶＬ−Ｂ型）で６０ｒｐｍの場合はローターNo.４、６ｒｐｍの場合はローターNo.３によった。なお、ソルダーレジストとして市販のソルダーレジストを用いることもできる。
（１６）次に、基板３０に、上記ソルダーレジスト組成物を３０μｍの厚さで塗布し、７０℃で２０分間、７０℃で３０分間の条件で乾燥処理を行った後、ソルダーレジストレジスト開口部のパターンが描画された厚さ５ｍｍのフォトマスクをソルダーレジスト層７０に密着させて１０００ｍＪ／cm２の紫外線で露光し、ＤＭＴＧ溶液で現像処理し、２００μｍの直径の開口７１を形成する（図６（Ｂ）参照）。
（１７）次に、ソルダーレジスト層（有機樹脂絶縁層）７０を形成した基板を、塩化ニッケル（２．３×１０−１ｍｏｌ／ｌ）、次亞リン酸ナトリウム（２．８×１０−１ｍｏｌ／ｌ）、クエン酸ナトリウム（１．６×１０−１ｍｏｌ／ｌ）を含むｐＨ＝４．５の無電解ニッケルめっき液に２０分間浸漬して、開口部７１に厚さ５μｍのニッケルめっき層７２を形成する。さらに、その基板を、シアン化金カリウム（７．６×１０−３ｍｏｌ／ｌ）、塩化アンモニウム（１．９×１０−１ｍｏｌ／ｌ）、クエン酸ナトリウム（１．２×１０−１ｍｏｌ／ｌ）、次亜リン酸ナトリウム（１．７×１０−１ｍｏｌ／ｌ）を含む無電解めっき液に８０℃の条件で７．５分間浸漬して、ニッケルめっき層７２上に厚さ０．０３μｍの金めっき層７４を形成することで、導体回路１５８に半田パッド７５を形成する（図６（Ｃ）参照）。
（１８）この後、ソルダーレジスト層７０の開口部７１に、半田ペーストを印刷して、２００℃でリフローすることにより、半田バンプ７６を形成する。これにより、ＩＣチップ２０を内蔵し、半田バンプ７６を有する多層プリント配線板１０を得ることができる（図７参照）。
上述した実施形態では、層間樹脂絶縁層５０、１５０に熱硬化型樹脂シートを用いた。この熱硬化型樹脂シート樹脂には、難溶性樹脂、可溶性粒子、硬化剤、その他の成分が含有されている。それぞれについて以下に説明する。
第１実施形態の製造方法において使用する熱硬化型樹脂シートは、酸または酸化剤に可溶性の粒子（以下、可溶性粒子という）が酸または酸化剤に難溶性の樹脂（以下、難溶性樹脂という）中に分散したものである。
なお、第１実施形態で使用する「難溶性」「可溶性」という語は、同一の酸または酸化剤からなる溶液に同一時間浸漬した場合に、相対的に溶解速度の早いものを便宜上「可溶性」と呼び、相対的に溶解速度の遅いものを便宜上「難溶性」と呼ぶ。
上記可溶性粒子としては、例えば、酸または酸化剤に可溶性の樹脂粒子（以下、可溶性樹脂粒子）、酸または酸化剤に可溶性の無機粒子（以下、可溶性無機粒子）、酸または酸化剤に可溶性の金属粒子（以下、可溶性金属粒子）等が挙げられる。これらの可溶性粒子は、単独で用いても良いし、２種以上併用してもよい。
上記可溶性粒子の形状は特に限定されず、球状、破砕状等が挙げられる。また、上記可溶性粒子の形状は、一様な形状であることが望ましい。均一な粗さの凹凸を有する粗化面を形成することができるからである。
上記可溶性粒子の平均粒径としては、０．１〜１０μｍが望ましい。この粒径の範囲であれば、２種類以上の異なる粒径のものを含有してもよい。すなわち、平均粒径が０．１〜０．５μｍの可溶性粒子と平均粒径が１〜３μｍの可溶性粒子とを含有する等である。これにより、より複雑な粗化面を形成することができ、導体回路との密着性にも優れる。なお、第１実施形態において、可溶性粒子の粒径とは、可溶性粒子の一番長い部分の長さである。
上記可溶性樹脂粒子としては、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂等からなるものが挙げられ、酸あるいは酸化剤からなる溶液に浸漬した場合に、上記難溶性樹脂よりも溶解速度が速いものであれば特に限定されない。
上記可溶性樹脂粒子の具体例としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリフェニレン樹脂、ポリオレフィン樹脂、フッ素樹脂等からなるものが挙げられ、これらの樹脂の一種からなるものであってもよいし、２種以上の樹脂の混合物からなるものであってもよい。
また、上記可溶性樹脂粒子としては、ゴムからなる樹脂粒子を用いることもできる。上記ゴムとしては、例えば、ポリブタジエンゴム、エポキシ変性、ウレタン変性、（メタ）アクリロニトリル変性等の各種変性ポリブタジエンゴム、カルボキシル基を含有した（メタ）アクリロニトリル・ブタジエンゴム等が挙げられる。これらのゴムを使用することにより、可溶性樹脂粒子が酸あるいは酸化剤に溶解しやすくなる。つまり、酸を用いて可溶性樹脂粒子を溶解する際には、強酸以外の酸でも溶解することができ、酸化剤を用いて可溶性樹脂粒子を溶解する際には、比較的酸化力の弱い過マンガン酸塩でも溶解することができる。また、クロム酸を用いた場合でも、低濃度で溶解することができる。そのため、酸や酸化剤が樹脂表面に残留することがなく、後述するように、粗化面形成後、塩化パラジウム等の触媒を付与する際に、触媒が付与されなたかったり、触媒が酸化されたりすることがない。
上記可溶性無機粒子としては、例えば、アルミニウム化合物、カルシウム化合物、カリウム化合物、マグネシウム化合物およびケイ素化合物からなる群より選択される少なくとも一種からなる粒子等が挙げられる。
上記アルミニウム化合物としては、例えば、アルミナ、水酸化アルミニウム等が挙げられ、上記カルシウム化合物としては、例えば、炭酸カルシウム、水酸化カルシウム等が挙げられ、上記カリウム化合物としては、炭酸カリウム等が挙げられ、上記マグネシウム化合物としては、マグネシア、ドロマイト、塩基性炭酸マグネシウム等が挙げられ、上記ケイ素化合物としては、シリカ、ゼオライト等が挙げられる。これらは単独で用いても良いし、２種以上併用してもよい。
上記可溶性金属粒子としては、例えば、銅、ニッケル、鉄、亜鉛、鉛、金、銀、アルミニウム、マグネシウム、カルシウムおよびケイ素からなる群より選択される少なくとも一種からなる粒子等が挙げられる。また、これらの可溶性金属粒子は、絶縁性を確保するために、表層が樹脂等により被覆されていてもよい。
上記可溶性粒子を、２種以上混合して用いる場合、混合する２種の可溶性粒子の組み合わせとしては、樹脂粒子と無機粒子との組み合わせが望ましい。両者とも導電性が低くいため樹脂シートの絶縁性を確保することができるとともに、難溶性樹脂との間で熱膨張の調整が図りやすく、樹脂シートからなる層間樹脂絶縁層にクラックが発生せず、層間樹脂絶縁層と導体回路との間で剥離が発生しないからである。
上記難溶性樹脂としては、層間樹脂絶縁層に酸または酸化剤を用いて粗化面を形成する際に、粗化面の形状を保持できるものであれば特に限定されず、例えば、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、これらの複合体等が挙げられる。また、これらの樹脂に感光性を付与した感光性樹脂であってもよい。感光性樹脂を用いることにより、層間樹脂絶縁層に露光、現像処理を用いてバイアホール用開口を形成することできる。
これらのなかでは、熱硬化性樹脂を含有しているものが望ましい。それにより、めっき液あるいは種々の加熱処理によっても粗化面の形状を保持することができるからである。
上記難溶性樹脂の具体例としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、フェノキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリフェニレン樹脂、ポリオレフィン樹脂、フッ素樹脂等が挙げられる。これらの樹脂は単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。
さらには、１分子中に、２個以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂がより望ましい。前述の粗化面を形成することができるばかりでなく、耐熱性等にも優れてるため、ヒートサイクル条件下においても、金属層に応力の集中が発生せず、金属層の剥離などが起きにくいからである。
上記エポキシ樹脂としては、例えば、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、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、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、アルキルフェノールノボラック型エポキシ樹脂、ビフェノールＦ型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、フェノール類とフェノール性水酸基を有する芳香族アルデヒドとの縮合物のエポキシ化物、トリグリシジルイソシアヌレート、脂環式エポキシ樹脂等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。それにより、耐熱性等に優れるものとなる。
第１実施形態で用いる樹脂シートにおいて、上記可溶性粒子は、上記難溶性樹脂中にほぼ均一に分散されていることが望ましい。均一な粗さの凹凸を有する粗化面を形成することができ、樹脂シートにバイアホールやスルーホールを形成しても、その上に形成する導体回路の金属層の密着性を確保することができるからである。また、粗化面を形成する表層部だけに可溶性粒子を含有する樹脂シートを用いてもよい。それによって、樹脂シートの表層部以外は酸または酸化剤にさらされることがないため、層間樹脂絶縁層を介した導体回路間の絶縁性が確実に保たれる。
上記樹脂シートにおいて、難溶性樹脂中に分散している可溶性粒子の配合量は、樹脂シートに対して、３〜４０重量％が望ましい。可溶性粒子の配合量が３重量％未満では、所望の凹凸を有する粗化面を形成することができない場合があり、４０重量％を超えると、酸または酸化剤を用いて可溶性粒子を溶解した際に、樹脂シートの深部まで溶解してしまい、樹脂シートからなる層間樹脂絶縁層を介した導体回路間の絶縁性を維持できず、短絡の原因となる場合がある。
上記樹脂シートは、上記可溶性粒子、上記難溶性樹脂以外に、硬化剤、その他の成分等を含有していることが望ましい。
上記硬化剤としては、例えば、イミダゾール系硬化剤、アミン系硬化剤、グアニジン系硬化剤、これらの硬化剤のエポキシアダクトやこれらの硬化剤をマイクロカプセル化したもの、トリフェニルホスフィン、テトラフェニルホスフォニウム・テトラフェニルボレート等の有機ホスフィン系化合物等が挙げられる。
上記硬化剤の含有量は、樹脂シートに対して０．０５〜１０重量％であることが望ましい。０．０５重量％未満では、樹脂シートの硬化が不十分であるため、酸や酸化剤が樹脂シートに侵入する度合いが大きくなり、樹脂シートの絶縁性が損なわれることがある。一方、１０重量％を超えると、過剰な硬化剤成分が樹脂の組成を変性させることがあり、信頼性の低下を招いたりしてしまうことがある。
上記その他の成分としては、例えば、粗化面の形成に影響しない無機化合物あるいは樹脂等のフィラーが挙げられる。上記無機化合物としては、例えば、シリカ、アルミナ、ドロマイト等が挙げられ、上記樹脂としては、例えば、ポリイミド樹脂、ポリアクリル樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリフェニレン樹脂、メラニン樹脂、オレフィン系樹脂等が挙げられる。これらのフィラーを含有させることによって、熱膨脹係数の整合や耐熱性、耐薬品性の向上などを図り多層プリント配線板の性能を向上させることができる。
また、上記樹脂シートは、溶剤を含有していてもよい。上記溶剤としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、酢酸エチル、酢酸ブチル、セロソルブアセテートやトルエン、キシレン等の芳香族炭化水素等が挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、２種類以上併用してもよい。ただし、これらの層間樹脂絶縁層は、３５０℃以上の温度を加えると溶解、炭化をしてしまう。
引き続き、第１実施形態の第１改変例に係る多層プリント配線板について、図８を参照して説明する。上述した第１実施形態では、ＢＧＡを配設した場合で説明した。第１改変例では、第１実施形態とほぼ同様であるが、図８に示すように導電性接続ピン９６を介して接続を取るＰＧＡ方式に構成されている。
次に、第１実施形態の第２改変例に係る多層プリント配線板について、図９を参照して説明する。
上述した第１実施形態では、コア基板３０にザグリで設けた凹部３２にＩＣチップを収容した。これに対して、第２改変例では、コア基板３０に形成した通孔３２にＩＣチップ２０を収容してある。この第２改変例では、ＩＣチップ２０の裏面側にヒートシンクを直接取り付けることができるため、ＩＣチップ２０を効率的に冷却できる利点がある。
引き続き、第１実施形態の第３改変例に係る多層プリント配線板について、図１０を参照して説明する。
上述した第１実施形態では、ＩＣチップ２０のパッド２２上にトランジション層３８を形成し、該トランジション層３８に層間樹脂絶縁層５０のバイアホール６０を接続した。これに対して、第３改変例では、トランジション層を設けることなくバイアホール６０をパッド２２へ直接接続してある。この第３改変例は、第１実施形態と比較して工程を削減できるため、廉価に構成できる利点がある。
次に、第１実施形態の第４改変例に係る多層プリント配線板について、図１１を参照して説明する。
上述した第１実施形態では、多層プリント配線板内にＩＣチップを収容した。これに対して、第４改変例では、多層プリント配線板内にＩＣチップ２０を収容すると共に、表面にＩＣチップ１２０を載置してある。内蔵のＩＣチップ２０としては、発熱量の比較的小さいキャシュメモリが用いられ、表面のＩＣチップ１２０としては、演算用のＣＰＵが載置されている。
ＩＣチップ２０のパッド２２と、ＩＣチップ１２０のパッド１２４とは、トランジション層３８−バイアホール６０−導体回路５８−バイアホール１６０−導体回路１５８−半田バンプ７６Ｕを介して接続されている。一方、ＩＣチップ１２０のパッド１２４と、ドータボード９０のパッド９２とは、半田バンプ７６Ｕ−導体回路１５８−バイアホール１６０−導体回路５８−バイアホール６０−スルーホール１３６−バイアホール６０−導体回路５８−バイアホール１６０−導体回路１５８−半田バンプ７６Ｕを介して接続されている。
第４改変例では、歩留まりの低いキャシュメモリ２０をＣＰＵ用のＩＣチップ１２０と別に製造しながら、ＩＣチップ１２０とキャシュメモリ２０とを近接して配置することが可能になり、ＩＣチップの高速動作が可能となる。この第４改変例では、ＩＣチップを内蔵すると共に表面に載置することで、それぞれの機能が異なるＩＣチップなどの電子部品を実装させることができ、より高機能な多層プリント配線板を得ることができる。
[第２実施形態]
本発明の第２実施形態に係る多層プリント配線板について図を参照して説明する。上述した第１実施形態では、コア基板にＩＣチップを搭載してからトランジション層を設けた。これに対して、第２実施形態では、ＩＣチップにトランジション層を設けてからコア基板に搭載する。
図２０に示すように第２実施形態の多層プリント配線板１０は、ＩＣチップ２０を収容するコア基板３０と、層間樹脂絶縁層５０、層間樹脂絶縁層１５０とからなる。層間樹脂絶縁層５０には、バイアホール６０および導体回路５８が形成され、層間樹脂絶縁層１５０には、バイアホール１６０および導体回路１５８が形成されている。
層間樹脂絶縁層１５０の上には、ソルダーレジスト層７０が配設されている。ソルダーレジスト層７０の開口部７１下の導体回路１５８には、図示しないドータボード、マザーボード等の外部基板と接続するための半田バンプ７６が設けられている。
第２実施形態に係る多層プリント配線板１０に収容される半導体素子（ＩＣチップ）の構成について、半導体素子２０の断面を示す図１４（Ａ）、及び、平面図を示す図１５（Ｂ）を参照して説明する。
図１４（Ｂ）に示すように半導体素子２０の上面には、ダイパッド２２及び配線（図示せず）が配設されており、該ダイパッド２２及び配線の上に、パッシベーション膜２４が被覆され、該ダイパッド２２には、パッシベーション膜２４の開口が形成されている。ダイパッド２２の上には、主として銅からなるトランジション層３８が形成されている。トランジション層３８は、薄膜層３３と電解めっき膜３７とからなる。
本実施形態の多層プリント配線板１０では、コア基板３０にＩＣチップ２０を内蔵させて、該ＩＣチップ２０のパッド２２にはトランジション層３８を配設させている。このため、リード部品や封止樹脂を用いず、ＩＣチップと多層プリント配線板（パッケージ基板）との電気的接続を取ることができる。また、ＩＣチップ部分にトランジション層３８が形成されていることから、ＩＣチップ部分には平坦化されるので、上層の層間絶縁層５０も平坦化されて、膜厚みも均一になる。更に、トランジション層によって、上層のバイアホール６０を形成する際も形状の安定性を保つことができる。
更に、ダイパッド２２上に銅製のトランジション層３８を設けることで、パッド２２上の樹脂残りを防ぐことができ、また、後工程の際に酸や酸化剤あるいはエッチング液に浸漬させたり、種々のアニール工程を経てもパッド２２の変色、溶解が発生しない。これにより、ＩＣチップのパッドとバイアホールとの接続性や信頼性を向上させる。更に、４０μｍ径パッド２２上に６０μｍ径以上のトランジション層３８を介在させることで、６０μｍ径のバイアホールを確実に接続させることができる。
図１５（Ｂ）に示すようにＩＣチップ２０の４辺の角部２０ａは、面取りされ半円状に形成されている。従って、多層プリント配線板１０が寒冷のヒートサイクルが加えられた際にも、ＩＣチップ２０の角部２０ａにおいて応力が集中することがない。このため、角部２０ａの近傍で、コア基板３０と層間樹脂絶縁層５０、ＩＣチップと層間樹脂絶縁層５０との剥離、及び、層間樹脂絶縁層５０でのクラックの発生を防ぎ、多層プリント配線板１０の信頼性を向上させることができる。
引き続き、図２０を参照して上述した多層プリント配線板の製造方法について、図１２〜図１９を参照して説明する。
先ず、図１４（Ｂ）を参照して上述した半導体素子の製造方法について、図１２〜図１５を参照して説明する。
（１）先ず、図１２（Ａ）に示すシリコンウエハー２０Ａに、定法により配線２１及びダイパッド２２を形成する（図１２（Ｂ）及び図１２（Ｂ）の平面図を示す図１５（Ａ）参照、なお、図１２（Ｂ）は、図１５（Ａ）のＢ−Ｂ断面を表している）。
（２）次に、ダイパッド２２及び配線２１の上に、パッシベーション膜２４を形成し、ダイパッド２２上に開口２４ａを設ける（図１２（Ｃ））。
（３）シリコンウエハー２０Ａに蒸着、スパッタリングなどの物理的な蒸着を行い、全面に導電性の金属膜（薄膜層）３３を形成させる（図１３（Ａ））。その厚みは、０．００１〜２．０μｍの範囲で形成させるのがよい。その範囲よりも下の場合は、全面に薄膜層を形成することができない。その範囲よりも上の場合は、形成される膜に厚みのバラツキが生じてしまう。最適な範囲は０．０１〜１．０μｍである。形成する金属としては、スズ、クロム、チタン、ニッケル、亜鉛、コバルト、金、銅の中から、選ばれるものを用いることがよい。それらの金属は、ダイパッドの保護膜となり、かつ、電気特性を劣化させることがない。第２実施形態では、薄膜層３３は、クロムにより形成される。
（４）その後、液状レジスト、感光性レジスト、ドライフィルムのいずれかのレジスト層を薄膜層３３上に形成させる。トランジション層３８を形成する部分が描画されたマスク（図示せず）を該レジスト層上に、載置して、露光、現像を経て、メッキレジスト３５に非形成部３５ａを形成させる。電解メッキを施してレジスト層の非形成部３５ａに厚付け層（電解めっき膜）３７を設ける（図１３（Ｂ））。形成されるメッキの種類としては銅、ニッケル、金、銀、亜鉛、鉄などがある。電気特性、経済性、また、後程で形成されるビルドアップである導体層は主に銅であることから、銅を用いるとよく、第２実施形態では、銅を用いる。その厚みは１〜２０μｍの範囲で行うのがよい。
（５）メッキレジスト３５をアルカリ溶液等で除去した後、メッキレジスト３５下の金属膜３３を硫酸−過酸化水素水、塩化第二鉄、塩化第二銅、第二銅錯体−有機酸塩等のエッチング液によって除去することで、ＩＣチップのパッド２２上にトランジション層３８を形成する（図１３（Ｃ））。
（６）次に、基板にエッチング液をスプレイで吹きつけ、トランジション層３８の表面をエッチングすることにより粗化面３８αを形成する（図１４（Ａ）参照）。無電解めっきや酸化還元処理を用いて粗化面を形成することもできる。
（７）最後に、トランジション層３８が形成されたシリコンウエハー２０Ａを、ダイシングなどによって個片に分割すると共に、４辺の角部２０ａを半円状に面取りして半導体素子２０を形成する（図１４（Ｂ）及び図１４（Ｂ）の平面図である図１５（Ｂ）参照）。その後、必要に応じて、分割された半導体素子２０の動作確認や電気検査を行なってもよい。半導体素子２０は、ダイパッド２２よりも大きなトランジション層３８が形成されているので、プローブピンが当てやすく、検査の精度が高くなっている。
なお、図１４（Ｂ）を参照して上述した第２実施形態に係る半導体素子では、トランジション層３８が、薄膜層３３と電解めっき膜３７とからなる２層構造であった。これに対して、トランジション層を、薄膜層（第１薄膜層）と無電解めっき膜（第２薄膜層）と電解めっき膜（厚付け層）とからなる３層構造として構成することもできる。３層構造の場合、第２薄膜層を、第１薄膜層３３の上に、スパッタ、蒸着、無電解めっきによって積層する。その厚みは、０．０１〜５μｍが良く、特に０．１〜３．０μｍが望ましい。その場合積層できる金属は、ニッケル、銅、金、銀の中から選ばれるものがよい。
また、上述した例では、セミアディテブ工程を用い、レジスト非形成部に厚付け層３７を形成することでトランジション層３８を形成した。これに対して、フルアディテブ工程を用い、厚付け層３７を均一に形成した後、レジストを設け、レジスト非形成部をエッチングで除去することでトランジション層３８を形成することも可能である。
引き続き、上述したＩＣチップ２０を収容する多層プリント配線板の製造工程について説明する。
（１）ガラスクロス等の心材にＢＴ（ビスマレイミドトリアジン）樹脂、エポキシ等の樹脂を含浸させたプリプレグを積層して硬化させた厚さ０．５mmの絶縁樹脂基板３０Ａを出発材料とする。先ず、絶縁樹脂基板３０ＡにＩＣチップ収容用の通孔３２を形成する（図１６（Ａ）参照）。ここでは、心材に樹脂を含浸させた樹脂基板３０Ａを用いているが、心材を備えない樹脂基板を用いることもできる。なお、通孔３２の上端開口部には、テーパ３２ａを設けることが好適である。テーパ３２ａにより、後述する積層工程において、キャビティエッジ部に発生する充填樹脂の溝を無くすことができる。また、平坦性を確保することが可能になる。
（２）その後、絶縁樹脂基板３０Ａの通孔３２に、図１４（Ｂ）を参照して上述したＩＣチップ２０を収容する（図１６（Ｂ）参照）。
（３）そして、ＩＣチップ２０を収容する絶縁樹脂基板３０Ａと、同じく、ガラスクロス等の心材にまたはＢＴ、エポキシ等の樹脂を含浸させたプリプレグを積層して硬化させた厚さ０．２mmの絶縁樹脂基板（コア基板）３０Ｂとを、ガラスクロス等の心材にエポキシ等の樹脂を含浸させた未硬化のプリプレグ３０Ｃ（厚さ０．１mm）を介在させて積層する（図１６（Ｃ））。ここでは、心材に樹脂を含浸させた樹脂基板３０Ｂを用いているが、心材を備えない樹脂基板を用いることもできる。また、プリプレグの代わりに、種々の熱硬化性樹脂、又は、熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂とを心材に含浸させたシートを用いることができる。
（４）ステンレス（ＳＵＳ）プレス板１００Ａ、１００Ｂで、上述した積層体を上下方向から加圧する。この際に、プリプレグ３０Ｃからエポキシ樹脂３０αがしみ出し、通孔３２とＩＣチップ２０との間の空間を充填すると共に、ＩＣチップ２０の上面を覆う。これにより、ＩＣチップ２０と、絶縁樹脂基板３０Ａとの上面が完全に平坦になる。（図１６（Ｄ））。このため、後述する工程でビルドアップ層を形成する際に、バイアホール及び配線を適正に形成することができ、多層プリント配線板の配線の信頼性を高めることができる。加圧及び／又は仮硬化は、減圧下で行うことが好適である。減圧することで、ＩＣチップ２０、絶縁樹脂基板３０Ａ、プリプレグ３０Ｃ、樹脂基板３０Ｂの間、及び、プリプレグ３０Ｃ中に気泡が残ることがなくなり、多層プリント配線板の信頼性を高めることができる。
（５）この後、加熱して、未硬化のエポキシ樹脂３０αを硬化させることでＩＣチップ２０を収容するコア基板３０を形成する（図１６（Ｅ））。この本硬化は、減圧下で行うことが好適である。減圧することで、プリプレグ３０Ｃ中に気泡が残ることがなくなり、多層プリント配線板の信頼性を高めることができる。
（６）上記工程を経た基板に、厚さ５０μｍの第１実施形態と同様の熱硬化型樹脂シートを温度５０〜１５０℃まで昇温しながら圧力５kg／cm２で真空圧着ラミネートし層間樹脂絶縁層５０を設ける（図１７（Ａ）参照）。真空圧着時の真空度は、１０ｍｍＨｇである。
（７）次に、波長１０．４μｍのＣＯ２ガスレーザにて層間樹脂絶縁層５０に直径６０μｍのバイアホール用開口４８を設ける（図１７（Ｂ）参照）。クロム酸を用いて、開口４８内の樹脂残りを除去する。ダイパッド２２上に銅製のトランジション層３８を設けることで、パッド２２上の樹脂残りを防ぐことができ、これにより、パッド２２と後述するバイアホール６０との接続性や信頼性を向上させる。更に、４０μｍ径パッド２２上に６０μｍ以上の径のトランジション層３８を介在させることで、６０μｍ径のバイアホール用開口４８を確実に接続させることができる。
（８）次に、過マンガン酸で層間樹脂絶縁層５０の表面を粗化し、粗化面５０αを形成する（図１７（Ｃ）参照）。
（９）次に、第１実施形態と同様に金属層５２を層間樹脂絶縁層５０の表面に形成する（図１８（Ａ）参照）。
（１０）上記処理を終えた基板３０に、市販の感光性ドライフィルムを貼り付け、フォトマスクフィルムを載置して、１００ｍＪ／cm２で露光した後、０．８％炭酸ナトリウムで現像処理し、厚さ２０μｍのめっきレジスト５４を設ける。次に、第１実施形態と同様の条件で電解めっきを施して、厚さ１５μｍの電解めっき膜５６を形成する（図１８（Ｂ）参照）。
（１１）めっきレジスト５４を５％ＮａＯＨで剥離除去した後、そのめっきレジスト下の金属層５２を硝酸および硫酸と過酸化水素の混合液を用いるエッチングにて溶解除去し、金属層５２と電解めっき膜５６からなる厚さ１６μｍの導体回路５８及びバイアホール６０を形成し、第二銅錯体と有機酸とを含有するエッチング液によって、粗化面５８α、６０αを形成する（図１８（Ｃ）参照）。本実施形態では、図１６（Ｅ）を参照して上述したように、コア基板３０の上面が完全に平滑に形成されているため、バイアホール６０によりトランジション層３８に適切に接続を取ることができる。このため、多層プリント配線板の信頼性を高めることが可能となる。
（１２）次いで、上記（６）〜（１１）の工程を、繰り返すことにより、さらに上層の層間樹脂絶縁層１５０及び導体回路１５８（バイアホール１６０を含む）を形成する（図１９（Ａ）参照）。
（１３）次に、第１実施形態と同様にソルダーレジスト組成物（有機樹脂絶縁材料）を得る。
（１４）次に、基板３０に、上記ソルダーレジスト組成物を２０μｍの厚さで塗布し、７０℃で２０分間、７０℃で３０分間の条件で乾燥処理を行った後、ソルダーレジストレジスト開口部のパターンが描画された厚さ５ｍｍのフォトマスクをソルダーレジスト層７０に密着させて１０００ｍＪ／cm２の紫外線で露光し、ＤＭＴＧ溶液で現像処理し、２００μｍの直径の開口７１を形成する（図１９（Ｂ）参照）。
（１５）次に、ソルダーレジスト層（有機樹脂絶縁層）７０を形成した基板の開口部７１に厚さ５μｍのニッケルめっき層７２を形成する。さらに、ニッケルめっき層７２上に厚さ０．０３μｍの金めっき層７４を形成することで、導体回路１５８に半田パッド７５を形成する（図１９（Ｃ）参照）。
（１６）この後、ソルダーレジスト層７０の開口部７１に、はんだペーストを印刷して、２００℃でリフローすることにより、半田バンプ７６を形成する。これにより、ＩＣチップ２０を内蔵し、半田バンプ７６を有する多層プリント配線板１０を得ることができる（図２０参照）。
[第３実施形態]
引き続き、第３実施形態に係る多層プリント配線板の構成について説明する。
図２６に示すように第３実施形態の多層プリント配線板１０は、図１４（Ｂ）を参照して上述した第２実施形態のＩＣチップ２０を載置するヒートシンク３０Ｄと、ＩＣチップ２０を収容するコア基板３１と、ＩＣチップ２０上の層間樹脂絶縁層５０、層間樹脂絶縁層１５０とからなる。層間樹脂絶縁層５０には、バイアホール６０および導体回路５８が形成され、層間樹脂絶縁層１５０には、バイアホール１６０および導体回路１５８が形成されている。
層間樹脂絶縁層１５０の上には、ソルダーレジスト層７０が配設されている。ソルダーレジスト層７０の開口部７１下の導体回路１５８には、図示しないドータボード、マザーボード等の外部基板と接続するための半田バンプ７６が設けられている。
ヒートシンク３０Ｄは、窒化アルミニウム、アルミナ、ムライト等のセラミック、又は、アルミニウム合金、銅、隣青銅等の金属からなる。ここで、熱伝導率の高いアルミニウム合金、又は、両面に粗化処理を施した銅箔を用いることが好適である。本実施形態では、コア基板３１に埋設させるＩＣチップ２０の裏面にヒートシンク３０Ｄを取り付けることで、ＩＣチップ２０に発生する熱を逃がし、コア基板３１及びコア基板上に形成される層間樹脂絶縁層５０，１５０の反りを防止し、該層間樹脂絶縁層上のバイアホール６０，１６０、導体回路５８，１５８に断線が生じることを無くす。これにより、配線の信頼性を高める。
なお、ＩＣチップ２０は、ヒートシンク３０Ｄに、導電性接着剤２９により取り付けられている。導電性接着剤２９は、銅、金、銀、アルミニウム等の金属粉を樹脂に含有させてなり、高い熱伝導性を有するため、ＩＣチップ２０に発生した熱を効率的にヒートシンク３０Ｄ側へ逃がすことができる。ここでは、ＩＣチップ２０の取り付けに導電性接着剤を用いるが、熱伝導性が高い接着剤であれば、種々の物を用いることができる。
本実施形態の多層プリント配線板１０では、コア基板３１にＩＣチップ２０を内蔵させて、該ＩＣチップ２０のパッド２２にはトランジション層３８を配設させている。このため、リード部品や封止樹脂を用いず、ＩＣチップと多層プリント配線板（パッケージ基板）との電気的接続を取ることができる。また、ＩＣチップ部分にトランジション層３８が形成されていることから、ＩＣチップ部分には平坦化されるので、上層の層間絶縁層５０も平坦化されて、膜厚みも均一になる。更に、トランジション層によって、上層のバイアホール６０を形成する際も形状の安定性を保つことができる。
更に、ダイパッド２２上に銅製のトランジション層３８を設けることで、パッド２２上の樹脂残りを防ぐことができ、また、後工程の際に酸や酸化剤あるいはエッチング液に浸漬させたり、種々のアニール工程を経てもパッド２２の変色、溶解が発生しない。これにより、ＩＣチップのパッドとバイアホールとの接続性や信頼性を向上させる。更に、４０μｍ径パッド２２上に６０μｍ径以上のトランジション層３８を介在させることで、６０μｍ径のバイアホールを確実に接続させることができる。
また、第２実施形態と同様にＩＣチップ２０の４辺の角部２０ａは、面取りされ半円状に形成されている。従って、多層プリント配線板１０がヒートサイクルが加えられた際にも、ＩＣチップ２０の角部２０ａにおいて応力が集中することがない。このため、角部２０ａの近傍で、コア基板３０と層間樹脂絶縁層５０、ＩＣチップと層間樹脂絶縁層５０との剥離、及び、層間樹脂絶縁層５０でのクラックの発生を防ぎ、多層プリント配線板１０の信頼性を向上させることができる。
引き続き、図２６を参照して上述した多層プリント配線板の製造方法について、図２１〜図２５を参照して説明する。
（１）窒化アルミニウム、アルミナ、ムライト等のセラミック、又は、アルミニウム合金、隣青銅等から成る板状のヒートシンク３０Ｄ（図２１（Ａ））に、導電性接着剤２９を塗布する（図２１（Ｂ））。導電性接着剤としては、平均粒子径２〜５μｍの銅粒子を含有するペーストを用いて、厚さ１０〜２０μｍにしたものを用いた。
（２）上述した第２実施形態のＩＣチップ２０を載置する（図２１（Ｃ））。
（３）次に、ＩＣチップ２０を取り付けたヒートシンク３０Ｄを、ステンレス（ＳＵＳ）プレス板１００Ａに載置する。そして、ガラスクロス等の心材にＢＴ（ビスマレイミドトリアジン）樹脂、エポキシ等の樹脂を含浸させた未硬化のプリプレグを積層して成る厚さ０．５mmのプリプレグ積層体３１αをヒートシンク３０Ｄに載置する（図２２（Ａ））。プリプレグ積層体３１αには、予めＩＣチップ２０の位置に通孔３２を設けておく。ここでは、心材に樹脂を含浸させたプリプレグを用いているが、心材を備えない樹脂基板を用いることもできる。また、プリプレグの代わりに、種々の熱硬化性樹脂、又は、熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂とを心材に含浸させたシートを用いることができる。
（４）ステンレス（ＳＵＳ）プレス板１００Ａ、１００Ｂで、上述した積層体を上下方向から加圧する。この際に、プリプレグ３１αからエポキシ樹脂３１βがしみ出し、通孔３２とＩＣチップ２０との間の空間を充填すると共に、ＩＣチップ２０の上面を覆う。これにより、ＩＣチップ２０と、プリプレグ積層体３１αとの上面が完全に平坦になる。（図２２（Ｂ））。このため、後述する工程でビルドアップ層を形成する際に、バイアホール及び配線を適正に形成することができ、多層プリント配線板の配線の信頼性を高めることができる。なお、第２実施形態と同様に、減圧して加圧、及び／又は、仮硬化を行うことで、気泡の混入を防ぎ多層プリント配線板の信頼性を高めることができる。
（５）この後、加熱して、プリプレグのエポキシ樹脂を硬化させることで、ＩＣチップ２０を収容するコア基板３１を形成する（図２２（Ｃ））。なお、第２実施形態と同様に、減圧して硬化を行うことで、気泡の混入を防ぎ多層プリント配線板の信頼性を高めることができる。
（６）上記工程を経た基板に、厚さ５０μｍの第１実施形態と同様の熱硬化型樹脂シートを温度５０〜１５０℃まで昇温しながら圧力５kg／cm２で真空圧着ラミネートし、層間樹脂絶縁層５０を設ける（図２３（Ａ）参照）。真空圧着時の真空度は、１０ｍｍＨｇである。
（７）次に、波長１０．４μｍのＣＯ２ガスレーザにて層間樹脂絶縁層５０に直径６０μｍのバイアホール用開口４８を設ける（図２３（Ｂ）参照）。クロム酸を用いて、開口４８内の樹脂残りを除去する。ダイパッド２２上に銅製のトランジション層３８を設けることで、パッド２２上の樹脂残りを防ぐことができ、これにより、パッド２２と後述するバイアホール６０との接続性や信頼性を向上させる。更に、４０μｍ径パッド２２上に６０μｍ以上の径のトランジション層３８を介在させることで、６０μｍ径のバイアホール用開口４８を確実に接続させることができる。
（８）次に、過マンガン酸で層間樹脂絶縁層５０の表面を粗化し、粗化面５０αを形成する（図２３（Ｃ）参照）。
（９）次に、第１実施形態と同様に金属層５２を間樹脂絶縁層５０の表面に形成する（図２４（Ａ）参照）。
（１０）上記処理を終えた基板３０に、市販の感光性ドライフィルムを貼り付け、フォトマスクフィルムを載置して、１００ｍＪ／cm２で露光した後、０．８％炭酸ナトリウムで現像処理し、厚さ１５μｍのめっきレジスト５４を設ける。次に、第１実施形態と同様の条件で電解めっきを施して、厚さ１５μｍの電解めっき膜５６を形成する（図２４（Ｂ）参照）。
（１１）めっきレジスト５４を５％ＮａＯＨで剥離除去した後、そのめっきレジスト下の金属層５２を硝酸および硫酸と過酸化水素の混合液を用いるエッチングにて溶解除去し、金属層５２と電解めっき膜５６からなる厚さ１６μｍの導体回路５８及びバイアホール６０を形成し、第二銅錯体と有機酸とを含有するエッチング液によって、粗化面５８α、６０αを形成する（図２４（Ｃ）参照）。本実施形態では、図２２（Ｃ）を参照して上述したように、コア基板３１の上面が完全に平滑に形成されているため、バイアホール６０によりトランジション層３８に適切に接続を取ることができる。このため、多層プリント配線板の信頼性を高めることが可能となる。
（１２）次いで、上記（６）〜（１１）の工程を、繰り返すことにより、さらに上層の層間樹脂絶縁層１５０及び導体回路１５８（バイアホール１６０を含む）を形成する（図２５（Ａ）参照）。
（１３）次に、第１実施形態と同様なソルダーレジスト組成物（有機樹脂絶縁材料）を得る。
（１４）次に、基板３０に、上記ソルダーレジスト組成物を２０μｍの厚さで塗布し、７０℃で２０分間、７０℃で３０分間の条件で乾燥処理を行った後、ソルダーレジストレジスト開口部のパターンが描画された厚さ５ｍｍのフォトマスクをソルダーレジスト層７０に密着させて１０００ｍＪ／cm２の紫外線で露光し、ＤＭＴＧ溶液で現像処理し、２００μｍの直径の開口７１を形成する（図２５（Ｂ）参照）。
（１５）次に、ソルダーレジスト層（有機樹脂絶縁層）７０を形成した基板の開口部７１に厚さ５μｍのニッケルめっき層７２を形成する。さらに、ニッケルめっき層７２上に金めっき層７４を形成することで、導体回路１５８に半田パッド７５を形成する（図２５（Ｃ）参照）。
（１６）この後、ソルダーレジスト層７０の開口部７１に、半田ペーストを印刷して、２００℃でリフローすることにより、半田バンプ７６を形成する。最後に、ヒートシンク３０Ｄを、ダイシングなどによって個片に分割して多層プリント配線板１０を得る（図２６参照）。
[第１比較例]
第１比較例として、第１実施形態と同様にして多層プリント配線板を形成した。但し、ＩＣチップの角部の面取りは行わなかった。
[第２比較例]
第２比較例として、第２実施形態と同様にして多層プリント配線板を形成した。但し、ＩＣチップの角部の面取りは行わなかった。
[第３比較例]
第３比較例として、第３実施形態と同様にして多層プリント配線板を形成した。但し、ＩＣチップの角部の面取りは行わなかった。
第１、第２、第３実施形態の多層プリント配線板と、第１、第２、第３比較例の多層プリント配線板とをヒートサイクルを行った後の、層間樹脂絶縁層の剥離、クラックの発生の有無を評価した結果を図２７の図表に示す。第１、第２、第３実施形態では、層間樹脂絶縁層に剥離、クラックが発生しなかったが、第１、第２、第３比較例では、層間樹脂絶縁層に剥離、クラックが発生した。
（Ａ）は、裁断前の多数個取り用のＩＣチップの平面図であり、（Ｂ）、（Ｃ）は、面取りされ個片化されたＩＣチップの平面図である。 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）は、本発明の第１実施形態に係る多層プリント配線板の製造工程図である。 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）は、本発明の第１実施形態に係る多層プリント配線板の製造工程図である。 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）は、本発明の第１実施形態に係る多層プリント配線板の製造工程図である。 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、本発明の第１実施形態に係る多層プリント配線板の製造工程図である。 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、本発明の第１実施形態に係る多層プリント配線板の製造工程図である。 第１実施形態に係る多層プリント配線板の断面図である。 第１実施形態の第１実施形態の改変例に係る多層プリント配線板の断面図である。 第１実施形態の第２改変例に係る多層プリント配線板の断面図である。 第１実施形態の第３改変例に係る多層プリント配線板の断面図である。 第１実施形態の第４改変例に係る多層プリント配線板の断面図である。 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、本発明の第２実施形態に係る多層プリント配線板に収容されるＩＣチップの製造工程図である。 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、本発明の第２実施形態に係る多層プリント配線板に収容されるＩＣチップの製造工程図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、本発明の第２実施形態に係る多層プリント配線板に収容されるＩＣチップの製造工程図である。 （Ａ）は、本発明の第２実施形態に係るシリコンウエハーの平面図であり、（Ｂ）は、個片化された半導体素子の平面図である。 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）は、本発明の第２実施形態に係る多層プリント配線板の製造工程図である。 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、本発明の第２実施形態に係る多層プリント配線板の製造工程図である。 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、本発明の第２実施形態に係る多層プリント配線板の製造工程図である。 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、本発明の第２実施形態に係る多層プリント配線板の製造工程図である。 本発明の第２実施形態に係る多層プリント配線板の断面図である。 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、本発明の第３実施形態に係る多層プリント配線板の製造工程図である。 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、本発明の第３実施形態に係る多層プリント配線板の製造工程図である。 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、本発明の第３実施形態に係る多層プリント配線板の製造工程図である。 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、本発明の第３実施形態に係る多層プリント配線板の製造工程図である。 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、本発明の第３実施形態に係る多層プリント配線板の製造工程図である。 本発明の第３実施形態に係る多層プリント配線板の断面図である。 各実施形態と比較例との評価結果を示す図表である。
符号の説明
２０ ＩＣチップ
２０ａ 角部
２２ パッド
２４ パッシベーション膜
３０ コア基板
３０Ｄ ヒートシンク
３２ 凹部
３６ 樹脂層
３８ トランジション層
５０ 層間樹脂絶縁層
５８ 導体回路
６０ バイアホール
７０ ソルダーレジスト層
７６ 半田バンプ
９０ ドータボード
９６ 導電性接続ピン
９７ 導電性接着剤
１５０ 層間樹脂絶縁層
１５８ 導体回路
１６０ バイアホール

Claims (2)

  1. 基板上に層間絶縁層と導体層とが繰り返し形成され、該層間絶縁層には、バイアホールが形成された多層プリント配線板において、
    前記基板には、パッドを有すると共に４辺の角部が円弧状に面取りされたＩＣチップが内蔵され、
    前記バイアホールと前記パッドは、前記パッド上に形成される仲介層を介して電気的接続され、
    前記仲介層は、２層以上の金属層で形成されていることを特徴とする多層プリント配線板。
  2. 前記仲介層の径は、ＩＣチップのパッド径よりも大きく形成されていることを特徴とする請求項１に記載の多層プリント配線。
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