專利名稱：多層印刷電路板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于增層(buildup)多層印刷電路板，特別是關(guān)于內(nèi)藏IC 芯片等的電子元件的多層印刷電路板及多層印刷電路板的制造方法.
背景技術(shù)：
IC芯片是通過(guò)線接合(wire bonding) 、 TAB、倒裝片接合(flip -chip)等的安裝方法，而取得與印刷電路板的電連接.
電線連接是通過(guò)粘接劑使IC芯片模接于印刷電路板，以金屬等的 電線連接該印刷電路板的焊盤(pán)與IC芯片的焊盤(pán)后，為了保護(hù)IC芯片與 電線而施加熱硬化性樹(shù)脂或熱可塑性樹(shù)脂等的封裝樹(shù)脂.
TAB是通過(guò)焊錫稱為引線(lead)的線等一起連接IC芯片的焊盤(pán) 與印刷電路板的焊盤(pán)后，以樹(shù)脂進(jìn)行封裝.
倒裝片接合是通過(guò)凸塊而使IC芯片與印刷電路板的焊盤(pán)部分連接， 并以樹(shù)脂填充與凸塊的空隙而進(jìn)行.
然而，各個(gè)安裝方法，是在IC芯片與印刷電路板之間通過(guò)連接用 的引線部件(電線、引線、凸塊)而進(jìn)行電連接.這些引線部件容易切 斷、腐蝕，因此成為與IC芯片的連接中斷、錯(cuò)誤動(dòng)作的原因，
另外，各個(gè)安裝方法，為了保護(hù)IC芯片以環(huán)氣樹(shù)脂等的熱可塑性 樹(shù)脂進(jìn)行封裝，但是填充該樹(shù)脂時(shí)因含有氣泡，氣泡成為起點(diǎn)，導(dǎo)致引 線部件的破壞和IC焊盤(pán)的腐蝕、可靠性的降低.以熱可塑性樹(shù)脂封裝， 必須結(jié)合各個(gè)零件而做成樹(shù)脂填裝用柱塞(plunger)、模型，另外，即 使是熱硬化性樹(shù)脂也必須選定考慮引線部件、焊錫阻擋層(solder resist) 的材料等的樹(shù)脂，因此也成為成本較高的原因.
本發(fā)明為了解決上述課趙，其目的為提供一種不通過(guò)引線部件，而 得到與IC芯片直接電連接的多層印刷電路板及多層印刷電路板的制造 方法.
本發(fā)明人等經(jīng)過(guò)詳細(xì)研究之后，提出在樹(shù)脂絕緣性襯底設(shè)置開(kāi)口部、
通孔和銃孔y y )部而預(yù)先內(nèi)藏IC芯片等的電子元件，而積層間 絕緣層，在該IC芯片的管芯焊盤(pán)上，以光蝕刻或激光，設(shè)置通孔，形
成導(dǎo)電的導(dǎo)體電路后，再重復(fù)層間絕緣層與導(dǎo)電層而設(shè)置多層印刷電路
板，不使用封裝樹(shù)脂，通過(guò)無(wú)引線(leadless)而可取得與IC芯片的電 連接構(gòu)造.
再者，本發(fā)明人等，提出在樹(shù)脂絕緣性村底設(shè)置開(kāi)口部、通孔和銃 孔部而預(yù)先內(nèi)藏IC芯片等的電子元件，積層間絕緣層，在該IC芯片的 管芯焊盤(pán)上，以光蝕刻或激光，設(shè)置通孔，而形成導(dǎo)電層導(dǎo)體電路后， 再重復(fù)層間絕緣層與導(dǎo)電層，并在多層印刷電路板的表層也安裝IC芯 片等的電子元件的構(gòu)造.因此，不使用封裝樹(shù)脂，以無(wú)引線而能取得與 IC芯片的電連接.另外，可安裝各個(gè)功能不同的IC芯片等的電子元件， 可得到更高功能的多層印刷電路板.具體例，為在內(nèi)藏IC芯片埋入快 速緩沖存儲(chǔ)器(cache memory),通過(guò)在表層安裝具有運(yùn)算功能的IC 芯片，可分別制造成品率低的快速緩沖存儲(chǔ)器與IC芯片，但可相近配 置IC芯片與快速緩沖存儲(chǔ)器.
并且，本發(fā)明人等詳細(xì)研究的結(jié)果，提出在樹(shù)脂絕緣性襯底設(shè)置開(kāi) 口部、通孔和銃孔部而預(yù)先收容IC芯片等的電子元件，在該IC芯片的 管芯焊盤(pán)上形成至少2層以上組成的過(guò)渡層，在過(guò)渡層的上層積層間樹(shù) 脂絕緣層，在該IC芯片的過(guò)渡層的通孔上，通過(guò)光蝕刻或激光設(shè)置通 孔，形成導(dǎo)電層導(dǎo)體電路后，再重復(fù)層間絕緣層與導(dǎo)電層，而設(shè)置多層 印刷電路板，不使用封裝樹(shù)脂，并以無(wú)引線而能取得與IC芯片的電連 接.另外，在IC芯片部分形成過(guò)渡層，由于IC芯片部分被平坦化，所 以上層的層間絕緣層也被平坦化，膜厚度也 變得平均.并且，通過(guò)前迷的過(guò)渡層，形成上層的通孔時(shí)，也可保持形 狀的穩(wěn)定性.
在IC芯片的焊盤(pán)上設(shè)置過(guò)渡層的理由，如下所述.第1管芯烀盤(pán) 微細(xì)且尺寸小，形成通孔時(shí)的對(duì)位變得困難，因此設(shè)置過(guò)渡層使對(duì)位容 易.設(shè)置過(guò)渡層的話，管芯伴盤(pán)節(jié)距(pitch )150|iim以下，焊盤(pán)尺寸2(Him 以下也可穩(wěn)定形成增層(build up)層.沒(méi)有形成過(guò)渡層的管芯焊盤(pán)， 以光蝕刻形成層間絕緣層的通孔時(shí)，通孔直徑比管芯焊盤(pán)的直徑大，在
進(jìn)行除去通孔底殘?jiān)瑢娱g樹(shù)脂絕緣層表面粗化處理時(shí)，管芯焊盤(pán)表面
的保護(hù)層聚亞跣胺(polyimide)層將溶解、損傷.另一方面，激光的場(chǎng) 合，通孔直徑比管芯焊盤(pán)的直徑大的時(shí)候，管芯焊盤(pán)及鈍態(tài)保護(hù) (passivation)膜聚亞酰胺層(IC的保護(hù)膜)將被激光破壞.并且IC芯片 的管芯烀盤(pán)非常小，通孔直徑比管芯焊盤(pán)尺寸大，不論是以光蝕刻方法， 或激光方法都非常難對(duì)合位置，常發(fā)生管芯焊盤(pán)與通孔的連接不良.
相對(duì)于此，在管芯焊盤(pán)上設(shè)置過(guò)渡層，管芯焊盤(pán)節(jié)距150jum以下， 焊盤(pán)尺寸2(Him以下，也可可靠地在管芯焊盤(pán)上連接通孔(via)，使焊 盤(pán)與通孔的連接性和可靠性提高.并且，IC芯片的焊盤(pán)上通過(guò)比較大直 徑的過(guò)渡層，在去殘法(desmear)、電鍍步碟等的后續(xù)步稞時(shí)，即使 浸漬于酸和蝕刻液，經(jīng)過(guò)各種回火步驟，也不會(huì)有溶解管芯焊盤(pán)及IC 的保護(hù)膜溶解、損傷的危險(xiǎn).
即使分別僅得到多層印刷電路板功能，視場(chǎng)合做為半導(dǎo)體裝置的安 裝襯底的功能，為了外部襯底的母板和子板的連接，也可設(shè)置BGA、焊 錫凸塊、和PGA(導(dǎo)電連接拴).另外，該構(gòu)成，在已知的安裝方法連 接的場(chǎng)合也可縮短配線長(zhǎng)，也可減低回路感抗.
下列說(shuō)明本發(fā)明定義的過(guò)渡層.
過(guò)渡層尚未用于已知技術(shù)的IC芯片安裝技術(shù)，為了取得半導(dǎo)體元件 IC芯片與印刷電路板的直接連接，是指設(shè)置的中間的中介層.其特征是 以2層以上的金屬層形成.而且，比半導(dǎo)體元件IC芯片的管芯焊盤(pán)大. 借此，提高電連接和位置接合性，且不會(huì)造成管芯焊盤(pán)損傷，可用激光 和光蝕刻加工通孔.因此，可可靠地埋入、收容、收納和連接IC芯片 于印刷電路板.另外，過(guò)渡層上，可直接形成印刷電路板的導(dǎo)體層金屬. 該導(dǎo)體層之一例為層間樹(shù)脂絕緣層的通孔和村底上的通孔等.
本發(fā)明使用的內(nèi)藏IC芯片等的電子元件的樹(shù)脂制襯底，是用將玻 璃環(huán)氧樹(shù)脂等的加強(qiáng)材料或芯材含浸于環(huán)氣樹(shù)脂、BT樹(shù)脂、酚樹(shù)脂等的 樹(shù)脂，與含浸環(huán)氧樹(shù)脂的預(yù)烤(，9，k/)積層形成物，但也可使用 一般印刷電路板使用的材料.除此以外也可使用兩面銅張積層板、單面 板、沒(méi)有金屬膜的樹(shù)脂板、樹(shù)脂薄膜.但是，施加350"C以上的溫度時(shí)， 樹(shù)脂會(huì)完全溶解、炭化.另外，陶瓷的話，由于外型加工性差，不可使 用.
在芯襯底等的預(yù)先樹(shù)脂制絕緣村底上收容IC芯片等的電子元件的
凹洞(cavity)形成銃孔、通孔、開(kāi)口之處以粘接刑等接合該IC芯片.
在內(nèi)藏IC芯片的芯襯底全面地進(jìn)行蒸鍍、濺射等，而全面性形成 導(dǎo)電特性的金屬膜(第1薄膜層).該金屬以錫、鉻、鈦、鎳、鋅、鈷、 金、銅等為佳.厚度以在0.001~2.0|iim之間為佳.未滿0.001nm，無(wú)法全 面性平均積層，超過(guò)2.0pm形成困難，也無(wú)法提高效果.特佳為 0.01 1.0jxm,鉻的場(chǎng)合以0.1|nm的厚度為佳.
通過(guò)第1薄膜層，進(jìn)行管芯焊盤(pán)的披夜，可在過(guò)渡層與IC芯片上 提高與管芯焊盤(pán)的界面的密著性.用這些金屬披覆管芯焊盤(pán)，可防止水 分侵入至界面，以及管芯焊盤(pán)的溶解、腐蝕，提高可靠性.另外，通過(guò) 該第1薄膜層，可以沒(méi)有引線等的安裝方法取得與IC芯片的連接.在 此，使用鉻、鎳、鈦，是因?yàn)榭煞乐顾智秩胫两缑妫饘倜苤詢?yōu)良. 鉻、鈦的厚度，為在濺射層不造成裂痕且可獲得上層與金屬的密著性的 厚度.于是，以IC芯片的定位標(biāo)記為基準(zhǔn)在芯襯底上形成定位標(biāo)記.
在第1薄膜層上，以濺射、蒸鍍或無(wú)電解電鍍形成笫2薄膜層.該 金屬為錸、銅、金、銀等.以電特性、經(jīng)濟(jì)性、還有在后續(xù)形成的厚度 施加層主要為銅來(lái)說(shuō)，使用銅較好.
在此設(shè)置笫2薄膜層的理由，是笫1薄膜層無(wú)法取得形成后述的厚 度施加層的電解電鍍用的引線.第2薄膜層36被用為施加厚度的引線. 該厚度以0.01 5nm的范圍進(jìn)行為佳.未滿O.Olnm，無(wú)法得到做為引線 的作用，超過(guò)5nm,蝕刻時(shí)，比下層的第1薄膜層多去除而產(chǎn)生空間， 水分容易侵入，可靠性降低.
第2薄膜層上，以無(wú)電解或電解電鍍施加厚度.因?yàn)殡娞匦?、?jīng)濟(jì) 性，做為過(guò)渡層的強(qiáng)度和構(gòu)造上的耐性，還有后續(xù)形成的增層的導(dǎo)體層 主要為銅，較好的是使用銅電解電鍍形成.該厚度以l~2(Vm的范閨進(jìn) 行為佳.比lnm薄時(shí)，與上層的通孔的連接可靠性降低，比20m厚， 蝕刻時(shí)將引起底切(undercut)，形成的過(guò)渡層與通孔界面發(fā)生空隙. 另外，視場(chǎng)合，可在笫1薄膜層上直接電鍍施加厚度，也可再積層多層.
之后，以芯村底的定位標(biāo)記為基準(zhǔn)形成蝕刻阻擋層，瀑光、顯像而 露出過(guò)渡層以外部分的金屬而進(jìn)行蝕刻，在IC芯片的管芯焊盤(pán)上形成 笫1薄膜層、笫2薄膜層、厚度施加層組成的過(guò)渡層.
再者，以減層工序(subtractive process)形成過(guò)渡層的場(chǎng)合，金屬 膜上，以無(wú)電解或電解電鍍，施加厚度.形成的電鍍的種類為銅、鎳、
金、銀、鋅、鐵等.由于電特性、經(jīng)濟(jì)性、還有后續(xù)形成的增層導(dǎo)體層
主要為銅，因此使用銅較好。該厚度以l~20|iim的范閨進(jìn)行為佳，比該 厚度厚時(shí)，蝕刻時(shí)引起底切，形成的過(guò)渡層與通孔的界面發(fā)生空隙.之 后，形成蝕刻阻擋層，膝光顯像而露出過(guò)渡層以外的部分的金屬而進(jìn)行 蝕刻，在IC芯片的焊盤(pán)上形成過(guò)渡層.
如上所述，本發(fā)明人等，提出在形成于芯村底的凹部收容IC芯片， 在該芯襯底上積層間樹(shù)脂絕緣層與導(dǎo)體電路，而在安裝襯底內(nèi)內(nèi)藏IC 芯片的方案.
該方法，在收納IC芯片的芯襯底上全面形成金屬膜，而披夜、保 護(hù)電子元件IC芯片的烀盤(pán)，視場(chǎng)合，通過(guò)在該焊盤(pán)上形成過(guò)渡層，取 得焊盤(pán)與層間樹(shù)脂絕緣層的通孔的電連接.
然而，由于全面性施加金屬膜，在IC芯片上形成的定位標(biāo)記完全 被隱藏，因此描繪有配線等的掩膜和激光裝置等無(wú)法吻合襯底的位置. 所以，該IC芯片的焊盤(pán)與通孔的位置發(fā)生偏差，無(wú)法取得電連接.

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明即為了解上述問(wèn)題，其目的為提供與內(nèi)藏IC芯片可取得適 當(dāng)連接的多層印刷電路板的制造方法.
本發(fā)明的多層印刷電路板的制造方法，是在襯底上重復(fù)形成層間絕 緣層與導(dǎo)體層，在該層間絕緣層形成通孔，并通過(guò)該通孔而電連接，該 方法至少具備以下(a)~(c)步驟
(a) 在前迷襯底收容電子元件；
(b) 根據(jù)前迷電子元件的定位標(biāo)記，在前述襯底形成定位標(biāo)記；
以及
(c) 根據(jù)前述襯底的定位標(biāo)記進(jìn)行加工或形成.
在本發(fā)明中，根據(jù)電子元件的定位標(biāo)記，在收容電子元件的襯底形 成定位標(biāo)記，并根據(jù)襯底的定位標(biāo)記進(jìn)行加工或形成.因此，電子元件 與位置正確地封合，可在襯底上的層間樹(shù)脂絕緣層形成通孔.
該場(chǎng)合的加工，是指在電子元件IC芯片或襯底上形成的全部.例 如，IC芯片的焊盤(pán)上的過(guò)渡層、識(shí)別字符(英文字母、數(shù)字等)、定位 標(biāo)記等.
另外，該場(chǎng)合的形成，是指在芯襯底上施加的層間樹(shù)脂絕緣層(未 含有玻璃布等的加強(qiáng)材料者)上形成的全部.例如，通孔、配線、識(shí)別字符(英文字母、數(shù)字等)、定位標(biāo)記等.
本發(fā)明的多層印刷電路板的制造方法，是在襯底上重復(fù)形成層間絕 緣層與導(dǎo)體層，在該層間絕緣層形成通孔，并通過(guò)該通孔而電連接，該
方法至少具備以下(a) (d)步驟
(a) 在前述襯底收容電子元件；
(b) 根據(jù)前述電子元件的定位標(biāo)記，以激光在前述村底形成定位
標(biāo)記；
(c) 在前述村底的定位標(biāo)記上形成金屬膜；以及
(d) 根據(jù)前述襯底的定位標(biāo)記進(jìn)行加工或形成.
在本發(fā)明中，是根據(jù)電子元件的定位標(biāo)記，以激光在收容電子元件 的襯底上穿設(shè)定位標(biāo)記，在以激光穿設(shè)的定位標(biāo)記形成金屬膜后，根據(jù) 襯底的定位標(biāo)記進(jìn)行加工或形成.因此，電子元件與位置正確地封合， 可在村底上的層間樹(shù)脂絕緣層形成通孔.另外，以激光穿設(shè)的定位標(biāo)記 上形成金屬膜，因此可容易地以反射認(rèn)出定位標(biāo)記，可正確地封合位置.
本發(fā)明的多層印刷電路板的制造方法，在襯底上重復(fù)形成層間絕緣 層與導(dǎo)體層，在該層間絕緣層形成通孔，并通過(guò)該通孔而電連接，該方 法至少具備以下(a) -(e)步驟
(a) 在前述襯底收容電子元件；
(b) 根據(jù)前述電子元件的定位標(biāo)記，而以激光在前述襯底形成定 位標(biāo)記；
(c) 在前述襯底的定位標(biāo)記上形成金屬膜；
(d) 在前述村底形成層間絕緣層；以及
(e) 根據(jù)前述襯底的定位標(biāo)記在前述層間絕緣層進(jìn)行加工或形成通 孔用開(kāi)口.
在本發(fā)明中，是根據(jù)電子元件的定位標(biāo)記，而在收容電子元件的襯 底上形成定位標(biāo)記，在定位標(biāo)記形成金屬膜后，根據(jù)襯底的定位標(biāo)記進(jìn) 行加工或形成.因此，電子元件與位置正確地封合，可在襯底上的層間 樹(shù)脂絕緣層形成通孔.另外，在以激光穿設(shè)的定位標(biāo)記上也形成金屬膜， 即使在該定位標(biāo)記上形成層間絕緣層，以反射方式進(jìn)行困像識(shí)別，可容 易地識(shí)別定位標(biāo)記，可正確地決定位置.
如上所述，本發(fā)明人等，提出通過(guò)由在樹(shù)脂絕緣性襯底上設(shè)置開(kāi)口 部、通孔和銃孔部，而預(yù)先內(nèi)藏IC芯片等的電子元件，積層間絕緣層，
并在該IC芯片的焊盤(pán)上，以光蝕刻或激光，設(shè)置通孔，而形成導(dǎo)電層
導(dǎo)體電路后，再重復(fù)設(shè)置層間絕緣層與導(dǎo)體層，而形成多層印刷電路板，
可不使用封裝樹(shù)脂，以無(wú)引線、無(wú)凸塊取得與IC芯片的電連接的構(gòu)造. 然而，IC芯片的伴盤(pán)， 一般是以鋁等制造，在制造步驟中氧化，在
表面形成氧化披夜膜.因此，通過(guò)在表面形成的氣化披復(fù)膜，凸塊的連
接電阻增加，無(wú)法取得到IC芯片適當(dāng)?shù)碾娺B接.另外，管芯焊盤(pán)上殘
存氧化膜，烀盤(pán)與過(guò)渡層的密著性不充足無(wú)法滿足可靠性.
本發(fā)明為了解決上述課題，其目的為提供在IC芯片上可以無(wú)引線
而取得適當(dāng)?shù)仉娺B接的多層印刷電路板及多層印刷電路板的制造方法. 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的多層印刷電路板的制造方法，至少具
有以下(a) ~ (e)步驟
(a) 在前述襯底收容電子元件；
(b) 將前述電子元件的管芯焊盤(pán)的表面的披覆膜除去；
(c) 在前述管芯焊盤(pán)上，形成用以與最下層的層間絕緣層的通孔連 接的過(guò)渡層；(d) 在前述襯底上，形成層間絕緣層；以及
(e) 在前述層間絕緣層上，形成導(dǎo)體電路以及連接過(guò)渡層的通孔. 在本發(fā)明中，為了在襯底內(nèi)收容IC芯片，可以無(wú)引線而取得與IC
芯片的電連接.并且，因?yàn)樵贗C芯片等的電子元件的管芯烀盤(pán)的連接 面施予氧化披覆膜除去處理，因此管芯烀盤(pán)的電阻減少，可提高導(dǎo)電特 性.另外，由于在IC芯片部分設(shè)置過(guò)渡層，IC芯片部分被平坦化，上 層的層間絕緣層也被平坦化，膜厚度變得平均.再者，上層的通孔形成 時(shí)，也可保持形狀的穩(wěn)定性.較理想的為完全地除去披覆膜.
在本發(fā)明中，是以逆濺射、等離子處理完去地除去氣化披覆膜而提 高IC芯片的管芯焊盤(pán)的導(dǎo)電特性.
進(jìn)行逆濺射的場(chǎng)合，是以氬等的惰性氣體做為濺射氣體，對(duì)管芯焊 盤(pán)表面的氧化披覆膜進(jìn)行逆栽射，而完全地除去氣化披復(fù)膜.以等離子 進(jìn)行處理的場(chǎng)合，將襯底放置于真空狀態(tài)的裝置內(nèi)，在氧、或氮、碳酸 氣體、四氣化碳中放出等離子，而除去管芯焊盤(pán)表面的氣化披褒膜.
在本發(fā)明中，因?yàn)槌ヅ材ぃc過(guò)渡層的最下層的形成，連續(xù)地 在非氧氛圍中進(jìn)行，因此不會(huì)在焊盤(pán)表面再形成氧化披菝膜，可提高IC 芯片的管芯烀盤(pán)與過(guò)渡層之間的導(dǎo)電特性與密著性. 本發(fā)明中的多層印刷電路板，是在襯底上重復(fù)形成層間絕緣層與導(dǎo) 體層，在該層間絕緣層形成通孔，并通過(guò)該通孔而電連接，
在前述村底中內(nèi)藏電子元件；
在前述電子元件的管芯烀盤(pán)上，形成與最下層的層間絕緣層的通孔 連接的過(guò)渡層；以及
除去前述管芯焊盤(pán)的表面的披復(fù)膜.
在本發(fā)明中，因?yàn)樵谝r底內(nèi)收容IC芯片，可以無(wú)引線取得與IC芯 片的電連接.并且，由于對(duì)IC芯片等的電子元件的管芯烀盤(pán)的連接面 施加氣化披覆膜除去處理，因此可減低管芯焊盤(pán)的電阻，提高導(dǎo)電特性. 另外，通過(guò)在IC芯片部分設(shè)置過(guò)渡層，由于IC芯片部分被平坦化，上 層的層間絕緣層也被平坦化，膜厚度也變得平均.再者，形成上層的通 孔時(shí)，也可保持形狀的穩(wěn)定性.較理想的是披度膜完全地除去.


第1圖是本發(fā)明的實(shí)施例1的多層印刷電路板的制造工序圖.
笫2圖是實(shí)施例1的多層印刷電路板的制造工序圖.
第3圖是實(shí)施例1的多層印刷電路板的制造工序圖.
笫4圖是實(shí)施例1的多層印刷電路板的制造工序圖.
笫5圖是實(shí)施例1的多層印刷電路板的制造工序困.
第6圖是實(shí)施例1的多層印刷電路板的剖面圖.
第7圖，(A)是擴(kuò)大顯示第3困(A)中的過(guò)渡層，(B)是笫7圖(A) 的B箭頭處放大圖，(C)、 (D)、 (E)是過(guò)渡層的改變例的說(shuō)明圖.
第8圖，(A)是實(shí)施例1的多層印刷電路板的透視田，(B)是擴(kuò)大顯 示該多層印刷電路板的一部分的說(shuō)明圖.
第9困，(A)是實(shí)施例1的笫1改變例的多層印刷電路板的透視圖， (B)是擴(kuò)大顯示該多層印刷電路板的一部分的說(shuō)明固.
第10圖是實(shí)施例1的第2改變例的多層印刷電路板的剖面圖.
笫11困是實(shí)施例1的第3改變例的多層印刷電路板的剖面圖.
笫12圖是實(shí)施例1的笫4改變例的多層印刷電路板的剖面困.
第13圖是實(shí)施例1的多層印刷電路板的制造工序困.
第14圖是實(shí)施例1的多層印刷電路板的制造工序困.
笫15圖是實(shí)施例1的多層印刷電路板的制造工序困，
第16圖是實(shí)施例1的多層印刷電路板的制造工序困.
第17困是實(shí)施例1的多層印刷電路板的制造工序圖. 第18圖是實(shí)施例1的多層印刷電路板的制造工序圖. 笫19圖，(A)是笫13圖(D)中的芯襯底的平面圖，(B)是第13圖(E) 的平面困.
第20圖，(A)是光掩膜載置前的芯襯底的平面圖，(B)是栽置光掩膜 狀態(tài)的芯襯底的平面困，
第21圖是實(shí)施例2的笫1改變例的多層印刷電路板的剖面困.
第22圖是實(shí)施例3的多層印刷電路板的制造工序圖.
第23圖是實(shí)施例3的多層印刷電路板的制造工序困.
第24圖是實(shí)施例3的多層印刷電路板的制造工序困.
第25圖是實(shí)施例3的多層印刷電路板的制造工序圖.
第26圖是實(shí)施例3的多層印刷電路板的剖面困.
第27圖，(A)是擴(kuò)大顯示第22困(C)中的模焊盤(pán)部分的說(shuō)明圖，(B)是 擴(kuò)大顯示第23困(A)中的模焊盤(pán)部分的說(shuō)明圖，(C)是擴(kuò)大顯示笫24圖(A) 中的模焊盤(pán)部分的說(shuō)明圖.
第28圖是實(shí)施例32的笫1改變例的多層印刷電路板的剖面圖.
笫29困是擴(kuò)大顯示實(shí)施例3的笫1改變例的模焊盤(pán)部分的圖，(A) 是顯示氧化披覆膜除去處理前的狀態(tài)的圖，(B)是顯示氧化披覆膜除去處 理后的狀態(tài)的困，(C)是顯示在管芯焊盤(pán)上形成過(guò)渡層后的困.
笫30困是顯示進(jìn)行評(píng)價(jià)實(shí)施例3與比較例的多層印刷電路板的1) 剖面狀態(tài)、2)電阻測(cè)定值、3)可靠性試驗(yàn)后的剖面狀態(tài)、4)電阻測(cè)定 值的共4個(gè)項(xiàng)目的結(jié)果的圖表.
具體實(shí)施例方式
以下，參照困而說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例. 實(shí)施例1
首先，參照笫6困所示的多層印刷電路板10的剖面而說(shuō)明本發(fā)明的 實(shí)施例1的多層印刷電路板的構(gòu)成.
第6困所示的多層印刷電路板，是由收容IC芯片20的芯襯底30， 與層間樹(shù)脂絕緣層50、層間樹(shù)脂絕緣層150所組成.層間樹(shù)脂絕緣房50 上，形成通孔60以及導(dǎo)體電路58,層間樹(shù)脂絕緣層150上，形成通孔160 以及導(dǎo)體電路158.
IC芯片20上，披復(fù)著鈍化膜24,在該鈍化膜24的開(kāi)口內(nèi)配設(shè)構(gòu)
成輸出端子的管芯焊盤(pán)24.在鋁制的管芯焊盤(pán)24之上，形成過(guò)渡層38. 該過(guò)渡層38是由第1薄膜層33、笫2薄膜層36、施加厚度膜37這3層 所組成.
層間樹(shù)脂絕緣層150上，配設(shè)著焊錫阻擋層70。在焊錫阻擋層70 的開(kāi)口部71下的導(dǎo)體電路158上，設(shè)置與未圖示的子板、母板等的外部 襯底連接用的BGA76.
在實(shí)施例1的多層印刷電路板10,在芯襯底30預(yù)先內(nèi)藏IC芯片20, 而在該IC芯片20的管芯伴盤(pán)24上配設(shè)過(guò)渡層38.因此，可不使用引 線部件和封裝樹(shù)脂，而取得IC芯片與多層印刷電路板(安裝襯底)的 電連接.另外，因?yàn)樵贗C芯片部分形成過(guò)渡層38，所以IC芯片部分 被平坦化，因此上層的層間絕緣層50也被平坦化，膜厚度也變得平均. 并且，通過(guò)過(guò)渡層，也可在形成上層的通孔60時(shí)保持形狀的穩(wěn)地性.
再者，在管芯焊盤(pán)24上設(shè)置銅制的過(guò)渡層38,可防止管芯伴盤(pán)24 上的樹(shù)脂殘留，另外，在后續(xù)步稞時(shí)即使經(jīng)過(guò)浸漬于酸和氣化刑或蝕刻 液中、各種回火步驟也不會(huì)產(chǎn)生管芯焊盤(pán)的變色，溶解.借此，使IC 芯片的管芯焊盤(pán)與通孔的連接性和可靠性提高.且，40pm前后的直徑 的管芯焊盤(pán)24上通過(guò)60pm以上的過(guò)渡層38，而可可靠地連接60|um直 徑的通孔.
接著，參照第1 5圖說(shuō)明參照第6圖的上述的多層印刷電路板的制 造方法.
(1) 首先，以將玻璃布等的心材與含浸于環(huán)氣等的樹(shù)脂的預(yù)烤層積 的絕緣樹(shù)脂襯底(芯襯底)30為出發(fā)材料(參照第1圖(A)).接著， 在芯襯底30的一面上，以激光加工形成IC芯片收容用的凹部32 (參照 笫1圖(B)).在此，通過(guò)激光加工設(shè)置凹部，但也可通過(guò)將設(shè)有開(kāi)口的 絕緣樹(shù)脂襯底與未設(shè)開(kāi)口的樹(shù)脂絕緣襯底貼合，而形成具備收容部的芯 襯底，
(2) 之后，在凹部32上，使用印刷機(jī)而涂布粘接材料34.此時(shí)， 除了涂布以外，也可灌注(potting).接著在粘接材料34上栽置IC芯 片20 (參照第1困(C)).
(3) 于是，擠壓，或輕敲1C芯片20的上面而完全地收容于凹部32 內(nèi)(參照第1圖(D)).借此，可平滑芯襯底30.
(4) 之后，在收容IC芯片20的芯襯底30的全面進(jìn)行蒸鍍、濺射
等，而全面形成導(dǎo)電特性的第1薄膜層33 (第2圖(A)).該金屬可 為錫、鉻、鈦、鎳、鋅、鈷、金、銅等.特別是，使用鎳、鉻、鈦，可 抑制在界面的水分侵入，且在膜形成上與電特性上更適合.厚度較好是 以0.001 2.0(im的范閨形成，特別是，0.01~1.0nm為更佳.在鉻的場(chǎng)合， 較好為O.lpm的厚度.
通過(guò)笫1薄膜層33,可進(jìn)行管芯焊盤(pán)24的披襲，并提高過(guò)渡層與 在IC芯片上與管芯焊盤(pán)24的界面的密著性.另外，以這些金屬披瘦管 芯焊盤(pán)24，可防止水分往界面的侵入，以及管芯焊盤(pán)的溶解、腐蝕，并 提高可靠性.另外，通過(guò)該笫l薄膜層33,可以沒(méi)有引線的安裝方法取 得與IC芯片的連接.
在此，使用鉻、鈦、鎳，可抑制在界面的水分侵入，提高金屬密著性.
(5) 在第1薄膜層33上，通過(guò)濺射、蒸鍍、或無(wú)電解電鍍，形成 第2薄膜層36(第2困(B)).該金屬為鎳、銅、金、銀等.由于電特性、 經(jīng)濟(jì)性、在后續(xù)步驟中形成的增層的導(dǎo)體層主要為銅，因此使用銅較好，
設(shè)置笫2薄膜層的理由，是因?yàn)樵诘?薄膜層，無(wú)法取得用以形成 后述的厚度施加層的電解電鍍用的引線.第2薄膜層36，被用為施加厚 度的引線.其厚度較好是以0.01~5nin的范圍進(jìn)行.特別是，較好為 0.1 3pm之間，最適合笫1薄膜層的披度與引線.未滿O.Olpm，無(wú)法得 到作為引線的部分， 一超過(guò)5nm，蝕刻的時(shí)候，下層的笫1薄膜層多去 除而產(chǎn)生空隙，水分容易侵入，可靠性降低.
再者，較好的笫1薄膜層與笫2薄膜層的組合，是鉻-銅、鉻-鎳、 鈦-銅、鈦-鎳等.以于金屬的接合性和電特性傳達(dá)性的觀點(diǎn)比其他的 組合為優(yōu)，
(6) 之后，涂布阻擋層、詠光、顯像而在IC芯片的管芯焊盤(pán)的上 部設(shè)置開(kāi)口那樣設(shè)置電鍍阻擋層35,以下列條件施予電解電鍍，而設(shè)置 電解電鍍膜(施加厚度膜)37 (第2圖(C)).
電解電鍍水溶液I 疏酸 2.24mol/l 硫酸銅0.26mol/I
添加劑(r卜^少夕-、/《y制造，力 ，^卜，hl)
19.5ml/l 〖電解電鍍條件I
電流密度1A/dm2 時(shí)間65分鐘 溫度22士2t:
除去電鍍阻擋層35后，以蝕刻除去電鍍阻擋層35下的無(wú)電解笫2 薄膜層36、第1薄膜層33,而在IC芯片的管芯焊盤(pán)24上形成過(guò)渡層38 (笫2圖(D)).在此，通過(guò)電鍍阻擋層而形成過(guò)渡層，但是也可在 無(wú)電解笫2薄膜層36上平均地形成電解電鍍膜后，形成蝕刻阻擋層，膝 光、顯像露出過(guò)渡層以外的部分的金屬而進(jìn)行蝕刻，而在IC芯片的管 芯焊盤(pán)上形成過(guò)渡層.電解電鍍膜的厚度較好為l 20|iim的范閨.如果 比該厚度厚，則蝕刻時(shí)會(huì)引起底切，因?yàn)樵谛纬傻倪^(guò)渡層、通孔與界面 會(huì)產(chǎn)生空隙.
(7) 接著，以噴灑方式吹付飪刻液于襯底上，通過(guò)蝕刻而將過(guò)渡層 38的表面形成粗化面38a (圖3A).也可使用無(wú)電解電鍍和氣化還原處 理形成粗化面.第7圖(A)是擴(kuò)大顯示第3圖(A)中的過(guò)渡層38, 第7圖(A)的B箭頭所指處示于第7閨(B).過(guò)渡層38，是由第1 薄膜層33、笫2薄膜層36、施加厚度膜37的3層構(gòu)造組成.如笫7圖
(A)所示，過(guò)渡(transition)是以圃形形成，但是也可如第7圖(C) 所示的橢圃形、第7圖(D)所示的矩形、第7困(E)所示的形狀取而代 之.
(8) 經(jīng)過(guò)上述步驟的村底上， 一邊升溫至溫度50 1501C—邊以壓 力5kg/cm2真空壓著層壓(laminate)厚度SOjum的熱硬化型樹(shù)脂片 (sheet),而設(shè)置層間樹(shù)脂絕緣層50(參照笫3困(B)).真空壓著的真空 度為lOmmHg,
(9) 之后，以波長(zhǎng)10.4vim的CO2氣體激光，并以光束直徑5pm、 最熱模式、脈沖波寬S.O^iin秒、掩膜的孔徑0.5mm、 1射程的條件，在 層間樹(shù)脂絕緣層50上設(shè)置直徑80nm的通孔用開(kāi)口 48(參照笫3困(C)). 使用鉻酸而除去開(kāi)口 48內(nèi)的樹(shù)脂殘留，在管芯焊盤(pán)上設(shè)置銅制的過(guò)渡層 38，可防止管芯焊盤(pán)24上的樹(shù)脂殘留，借此，使管芯焊盤(pán)24與后述的 通孔60的連接性和可靠性提高.并且，在40nm直徑前后的管芯烀盤(pán)24 上通過(guò)60nm以上的過(guò)渡層38，而可可靠地連接60nm直徑的通孔用開(kāi) 口 48.再者，此處，是使用過(guò)錳酸而除去樹(shù)脂殘留，但也可使用氧等離
子而進(jìn)行去殘?jiān)幚?
(10) 接著，通過(guò)浸漬于鉻酸、過(guò)錳酸鹽等的氧化劑中，而設(shè)置層 間樹(shù)脂絕緣層50的粗化面50a (參照第3圖(D)).該粗化面50a 可以在0. 05-5|tim的范圍.作為一例，在過(guò)錳酸鈉溶液50g/l，在溫度 60"C中浸漬5-25分鐘，設(shè)置l-5pm的粗化面50a.除了上述以外， 也可使用日本真空技術(shù)有限公司制造的SV-4540進(jìn)行等離子處理，在 層間樹(shù)脂絕緣層50的表面形成粗化面50a.此時(shí)，使用氬氣為惰性氣體， 以電力200W、氣壓0.6Pa、溫度70TC的條件，實(shí)施2分鐘等離子處理.
(11) 在形成粗化面50a的層間樹(shù)脂絕緣層50上，設(shè)置金屬層52 (參照第4困(A)).金屬層52，是以無(wú)電解電鍍形成.通過(guò)預(yù)先在層
間樹(shù)脂絕緣層50的表面施加鈀(pallodoum)等的觸媒，并浸漬于無(wú)電 解電鍍液中5~60分鐘，設(shè)置以0.1~5|im的范圍的電鍍膜的金屬層52.
其一例為，
無(wú)電解電鍍水溶液
NiS04 0細(xì)mo1/1
酒石酸 0.200mol/l
疏酸銅 0.030mol/l
HCHO 0.050mol/l
NaOH 0.100mol/l a，oc'-畎咬 100mg/l 聚乙烯乙二醇(PEG) 0.10g/l
浸清于34C的液體溫度40分鐘.
除了上述以外也可使用與上述的等離子處理同樣裝置，交換內(nèi)部的 氬氣體后，以Ni及Cu為把材而濺射，以氣壓0.6Pa、溫度80X:、電力 200W時(shí)間5分鐘的條件進(jìn)行，而在層間樹(shù)脂絕緣層50的表面形成Ni/Cu 金屬層52.此時(shí)，形成的Ni/Cu金屬層52的厚度為0.2nm.另外，也 可以蒸鍍、電著等取代栽射形成金屬膜.并且，以濺射、蒸鍍、電著等 的物理性方法形成施加薄層后，也可施予無(wú)電解電鍍.
(12)在完成上述處理的襯底30上，貼合市售的感光性干膜，并栽 置鉻氣掩膜，而以40mJ/cn^啄光后，以0.8%碳酸鈉顯像處理，而設(shè)置 厚度25 nm的電鍍阻擋層54.接著，以下列條件施予電解電鍍，而形成 厚度18^im的電鍍阻擋層膜56 (參照笫4圖(B)).再者，電解電鍍
水溶液中的添加劑為7卜歹'7夕夕弋,《^制造，力^，'〉卜* HL.電解電鍍水溶液
硫酸 2.24mol/l 疏酸銅0.26mol/l
添加刑(7卜f'7夕- ^C,0制造，力^，^KHL)
19.5ml/l電解電鍍條件
電流密度1A/dm2 時(shí)間65分鐘 溫度22土2'C
(13) 以5%NaOH剝離除去電鍍阻擋層54后，使用硝酸及^酸與 過(guò)氣化氫的混合液蝕刻該電鍍阻擋層下的金屬層52而溶解除去，形成金 屬層52與電解電鍍膜56組成的厚度16nm的導(dǎo)體電路58及通孔60, 以含有笫二銅錯(cuò)體與有機(jī)酸的蝕刻液，形成粗化面58a、 60a(參照第4 圖(C)).也可使用無(wú)電解電鍍和氣化還原處理形成粗化面.
(14) 接著，通過(guò)重復(fù)上述(9) ~ (13)的步驟，在形成上層的層 間150及導(dǎo)體電路158 (含有通孔160)(參照第5圖(A)),
(15) 接著，混合60重量％的甲紛酶(cresol)酚搭固形物(novolak) 型環(huán)氧樹(shù)脂(日本化學(xué)醫(yī)藥公司制造)的環(huán)氣基50%烷基化的給予感光 性的低聚合物(oligomer)(分子量4000) 46.67重重份、溶解于甲基乙 基酮的80重量％的雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂(油化^工A制造、Epicote1001) 15重量份、咪唑硬化刑(四國(guó)化成制造、2E4MZ-CN) 1.6重量份、具 有感光性單體的多價(jià)烷基單體(共榮化學(xué)制造、R604) 3重量份、相同 多價(jià)烷基單體(共榮化學(xué)制造、DPE6A) l.S重量份、分散系消泡劑(廿 夂乂:/3公司制造、S-65) 0.71重量份溶解于DMDG中放入容器中， 攪拌、混合而調(diào)整成混合組成物，再對(duì)該混合組成物加入光起始劑二苯 基稱(benzophenone)(關(guān)東化學(xué)制造)2.0重量份、光增感刑米其勒 稱(Michler，s ketone)(關(guān)東化學(xué)制造)0.2重量份，而得到在25t:的 黏度調(diào)整至2.0Pa.s的焊錫阻擋層組成物(有機(jī)樹(shù)脂絕緣材料).
再者，黏度測(cè)定是以B型黏度刑(東京計(jì)器公司制造、DVL-B型 在60rpm的場(chǎng)合是以轉(zhuǎn)子No.4、 6rpm的場(chǎng)合則以轉(zhuǎn)子No.3而得.
(16) 接著，在村底30上，以20p邁的厚度涂布上述焊錫阻擋層
組成物，并以70TC 20分鐘、70TC 30分鐘的條件進(jìn)行干燥處理后，使 描繪有焊錫阻擋層開(kāi)口部的困案的厚度5mm的掩膜密著于烀錫阻擋層70 而以1000mJ/cm2的紫外線膝光，以DMTG溶液顯像處理，而形成陸 (land )直徑620 nm、開(kāi)口直徑460pm的開(kāi)口 71(參照笫5困(B)).
(17)接著，將形成焊錫阻擋層(有機(jī)樹(shù)脂絕緣層)70的襯底，浸 漬于含有氯化鎳(2.3xi(T111101/1)、次亞磷酸鈉(2.8x lo^mol/l)、 檸檬酸鈉(1.6xl(Timol/l)的pH-4.5的無(wú)電解電鍍液中20分鐘，而在 開(kāi)口部71形成厚度5 n m的鎳電鍍層72.再將該襯底于含有氰化金鉀(7.6 xl0 —3mol/l)、氯化銨(1.9x10 —^ol/l)、檸檬酸鈉(1.2xl0111101/1)、 次亞磷酸鈉(1.7 x 1(T111101/1)的無(wú)電解電鍍液中，在801C的條件浸漬7.5 分鐘，而在鎳電鍍層72上形成厚度0,03Mm的金電鍍層74，而于導(dǎo)體 電路158上形成烀錄焊盤(pán)75 (參照笫5困(C)).
(18 )之后，在烀錫阻擋層70的開(kāi)口部71上印刷焊錫骨材(paste)， 在200C通過(guò)回流(reflow)形成BGA76.以此而內(nèi)藏IC芯片20,可 得到具有BGA76的多層印刷電路板10 (參照第6困).也可配設(shè)PGA (導(dǎo)電連接拴)取代PGA.
在上述的實(shí)施例中，層間樹(shù)脂絕緣層50、 150是使用熱硬化性樹(shù)脂 片.該熱硬化性樹(shù)脂片是含有難溶性樹(shù)脂、可溶性粒子、硬化刑、其他 成分者.以下分別加以說(shuō)明.
實(shí)施例1的熱硬化性樹(shù)脂片使用而得的環(huán)氧系樹(shù)脂，是在酸或氧化 劑中分散可溶性的粒子(以下稱為可溶性粒子)酸或氧化劑中分散難溶 性的樹(shù)脂(以下稱為難溶性樹(shù)脂)者.
再者，所謂實(shí)施例1使用的"難溶性""可溶性"，是在同一時(shí)間 浸漬于同一種酸或氧化刑組成的溶液中時(shí)，相對(duì)溶解速度快的簡(jiǎn)稱為"可 溶性"，相對(duì)地，溶解速度慢的簡(jiǎn)稱為"難溶性".
上述可溶性粒子，舉例為酸或氣化劑中可溶性的樹(shù)脂粒子(以下稱 為可溶性樹(shù)脂粒子)、酸或氧化劑中可溶性的無(wú)機(jī)粒子(以下稱為可溶 性無(wú)機(jī)粒子)、酸或氣化刑中可溶性的金屬粒子(以下稱為可溶性金屬 粒子)等.這些可溶性粒子可單獨(dú)使用，也可兩種以上并用.
上述可溶性粒子的形狀并無(wú)特別限制，例如球狀、碎片狀等.又上 述可溶性粒子的形狀較好為一樣的形狀，因?yàn)榭尚纬删哂衅骄侄鹊陌?凸的粗化面.
上述可溶性粒子的平均粒徑較好(U 10Mm.該粒徑的范圍也可含 有兩種以上不同粒徑者.也就是說(shuō)，含有平均粒徑為(U~0.5pm的可溶 性粒子與平均粒徑l~3Mm的可溶性粒子等.借此可形成較復(fù)雜的粗化 面，與導(dǎo)體電路的密著性也優(yōu)良.再者，實(shí)施例1中，可溶性粒子的粒 徑是可溶性粒子的最長(zhǎng)部分的長(zhǎng)度.
上述可溶性樹(shù)脂粒子舉例如熱硬化樹(shù)脂、熱可塑性樹(shù)脂所組成者，
浸漬于酸或氧化刑所組成的溶液時(shí)，若為比上述難溶性樹(shù)脂溶解速度快 者沒(méi)有特別限定.
上述可溶性樹(shù)脂粒子的具體例為例如環(huán)氣樹(shù)脂、酚樹(shù)脂、聚亞酰胺 樹(shù)脂、聚苯基樹(shù)脂、聚烯炫樹(shù)脂、氟樹(shù)脂等所組成者，可為選自上述樹(shù) 脂一種，或?yàn)閮煞N以上的樹(shù)脂的混合物.
另外，上述可溶性樹(shù)脂粒子也可使用橡膠組成的樹(shù)脂粒子.上述橡 膠可舉例如聚丁二烯橡膠、環(huán)氧改質(zhì)、胺脂改質(zhì)、(甲基)丙烯腈改質(zhì) 等的各種改質(zhì)聚丁二烯橡膠、含有羧基的(甲基)丙烯腈.丁二烯橡膠等. 通過(guò)使用上述的橡膠，可溶性樹(shù)脂粒子變得容易溶解于酸或氧化劑中. 最后，使用酸而溶解可溶性樹(shù)脂粒子時(shí)，也可以強(qiáng)酸以外的酸溶解，使 用氧化刑溶解可溶性樹(shù)脂粒子時(shí)，也可以氧化力比較弱的過(guò)錳酸鹽溶解， 另外，使用鉻酸時(shí)，也可以低濃度溶解.因此，在樹(shù)脂表面沒(méi)有酸或氣 化劑殘留，如后述那樣，粗化面形成后，施加氯化鈀等的觸媒時(shí)，給予 觸媒，觸媒不會(huì)氧化.
上述可溶性無(wú)機(jī)粒子，可舉例如至少一種選自鋁化合物、鉀化合物、 鉀化合物、鎂化合物以及矽化合物組成的群組所組成的粒子.
上述鋁化合物舉例有鋁、氬氣化鋁等，上述鈣化合物可舉例如碳酸 鈣、氬氣化鉀等，上述奸化合物可舉例如疾酸鐘等，上述鎂化合物可舉 例如鎂、白云石(dolomite)、氯由性碳酸鎂等，上迷矽素化合物可舉 例如矽、沸石(zeolite)等.這些化合物可單獨(dú)使用，也可兩種以上并 用.
上述可溶性金屬粒子可舉例如至少一種選自銅、鎳、鐵、鋅、鉛、 金、銀、鋁、鎂、鉀以及矽素所組成的粒子等.另外，這些可溶性金屬 粒子，為了確保絕緣性，也可在表層披瘦樹(shù)脂.
上迷可溶性粒子混合兩種以上使用時(shí)，混合兩種的可溶性粒子的組 合較好為樹(shù)脂粒子與無(wú)機(jī)粒子的組合，兩者導(dǎo)電特性皆低，因此可確保
樹(shù)脂薄膜的絕緣性，同時(shí)可容易地調(diào)整與難溶性樹(shù)脂之間的熱膨脹，不 會(huì)發(fā)生樹(shù)脂薄膜所組成的層間樹(shù)脂絕緣層的斷裂，而層間樹(shù)脂絕緣層與 導(dǎo)體電路間也不會(huì)發(fā)生剝離.
上述難溶性樹(shù)脂，在層間樹(shù)脂絕緣層上使用酸或氣化刑形成粗化面 時(shí)，只要能保持粗化面的形狀，并無(wú)特別限定，例如熱硬化樹(shù)脂、熱可 塑性樹(shù)脂、上述的復(fù)合體等.
另外，也可為施加上述樹(shù)脂感光性的感光性樹(shù)脂.通過(guò)使用感光性 樹(shù)脂，可使用詠光、顯像處理在層間樹(shù)脂絕緣層形成通孔用開(kāi)口，
上述之中，較好為含有熱硬化樹(shù)脂者.據(jù)此，即使以電鍍液或各種 的加熱處理，也可保持粗化面的形狀.
上述難溶性樹(shù)脂的具體例為例如環(huán)氣樹(shù)脂、紛樹(shù)脂、苯氧(phenoxy) 樹(shù)脂、聚亞酰胺樹(shù)脂、聚苯基(polyphenylene)樹(shù)脂、聚烯烴樹(shù)脂、氟 素樹(shù)脂等.這些樹(shù)脂可單獨(dú)使用，或兩種以上并用也可.熱硬化性樹(shù)脂、 熱可塑性樹(shù)脂、這些復(fù)合體也可.
此外，較好為在1分子中，具有2個(gè)以上的環(huán)氣基的環(huán)氣樹(shù)脂.可 形成前迷的粗化面，耐熱性等也優(yōu)良，因此即使在熱循環(huán)條件下，也不 會(huì)在金屬層發(fā)生應(yīng)力的集中，且難以引起金屬層的剝離.
上述環(huán)氧樹(shù)脂可舉例如甲酚酶(cresol)酚醛固形物(novolak)型 環(huán)氣樹(shù)脂、雙盼A型環(huán)氣樹(shù)脂、雙盼F型環(huán)氣樹(shù)脂、酚醛固形物型環(huán)氧 樹(shù)脂、烷基紛搭固形物型環(huán)氣樹(shù)脂、雙盼F型環(huán)氧樹(shù)脂、奈型環(huán)氣樹(shù)脂、 雙環(huán)戊二烯型環(huán)氣樹(shù)脂、具有酚類與酚性氫氧基的芳香族醛的縮合物的 環(huán)氧化物、三環(huán)氣(glycidyl)異三聚氛酸酯(cyaimrate)、脂環(huán)式環(huán) 氣樹(shù)脂等。上述可單獨(dú)使用也可兩種以上并用.借此可成為耐熱性等優(yōu) 良者.
關(guān)于實(shí)施例1使用的樹(shù)脂薄膜，上述可溶性粒子較好為在上迷難溶 性樹(shù)脂中幾乎平均分散者.因?yàn)榭尚纬删哂衅骄拇植诙鹊陌纪沟拇只?面，也可在樹(shù)脂薄膜上形成通孔與通孔，而可確保形成于其上的導(dǎo)體電 路的金屬層的緊密性.此外，也可僅在形成粗化面的表層部使用含有可 溶性粒子的樹(shù)脂薄膜.借此，在樹(shù)脂薄膜的表層部以外可不以酸或氣化 劑膝光，因此可可靠地保持通過(guò)層間樹(shù)脂絕緣層的導(dǎo)體電路間的絕緣性.
上述樹(shù)脂薄膜中，分散于難溶性樹(shù)脂中的可溶性粒子的配合量較好 為樹(shù)脂薄膜的3~40重量％.可溶性粒子的配合量未滿3重量％時(shí)，無(wú)法
形成具有所期望的凹凸的粗化面，而超過(guò)40重量％時(shí)，使用酸或氧化刑 而溶解可溶性粒子時(shí)，不能溶解到樹(shù)脂薄膜的深部，而不能維持通過(guò)樹(shù) 脂薄膜組成的層間樹(shù)脂絕緣層的導(dǎo)體電路間的絕緣性，將成為短路的原 因.
上迷樹(shù)脂薄膜除了上述可溶性粒子、上述難溶性樹(shù)脂以外，較好為 含有硬化刑、其他成分等.
上述硬化刑舉例有咪唑系硬化刑、胺系硬化劑、胍(guanidine)系 硬化劑、上述硬化刑的環(huán)氧加成物(adduct )和上述硬化刑微膠嚢化(micro capsule)者,三盼膊(triphenolephosphine)、四紛褲根(phosphonium) .四酚硼酸鹽(borate)等的有機(jī)膦系化合物等.
上述硬化刑的舍有量較好為樹(shù)脂薄膜的0.05 10重量％.未滿0.05 重量％時(shí)，樹(shù)脂薄膜的硬化不充分，因此酸和氣化刑侵入樹(shù)脂薄膜的程 度增加，而損壞樹(shù)脂薄膜的絕緣性.另一方面，超過(guò)10重量％時(shí)，過(guò)剩 的硬化刑成分將使樹(shù)脂的組成變質(zhì)，而導(dǎo)致可靠性的降低.
上迷的其他成分，例如有不影響粗化面的形成的無(wú)機(jī)化合物或樹(shù)脂等 的填充劑.上述無(wú)機(jī)化合物例如有矽、鋁、白云石等，上述樹(shù)脂例如有 聚亞酰胺樹(shù)脂、聚丙烯酸樹(shù)脂、聚耽胺亞酰胺樹(shù)脂、聚伸苯基樹(shù)脂、黑 素(melanin)樹(shù)脂、烯烴系樹(shù)脂等.通過(guò)含有上述的填充劑，可達(dá)到熱 膨脹系數(shù)的整合以及耐熱性、耐藥品性的增加等，而提高印刷電路板的 性能.
另外，上迷樹(shù)脂填充劑也可含有溶劑.上迷溶劑例如有丙稱、甲基 乙基酮、環(huán)己稱等的酮類，乙基乙酸、丁基乙酸、賽珞蘇乙酸鹽(cellosolve acetate)和甲苯、二甲苯等的芳香族碳氪化合物，上述溶刑可單獨(dú)使用， 也可兩種類以上并用.但是，這些的層間樹(shù)脂絕緣層，加入350TC以上 的溫度時(shí)將完全溶解、碳化.
貼附上述樹(shù)脂薄膜后，以激光開(kāi)口，而在層間樹(shù)脂絕緣層上開(kāi)口通 孔.之后，浸漬于酸或氣化劑，而在層間樹(shù)脂絕緣層形成粗化層.酸可 使用碟酸、磷酸、鹽酸、蟻酸等的強(qiáng)酸，氣化刑可使用鉻酸、鉻疏酸、 過(guò)錳鹽酸等.借此，可將可溶性粒子溶解或使其脫落而在層間樹(shù)脂絕緣 層的表面上形成粗化層.形成該粗化層的層間樹(shù)脂絕緣層上，使施加Pb 等的觸媒后，施予無(wú)電解電鍍.在無(wú)電解電鍍膜上施加阻擋層，通過(guò)瀑 光、顯影而形成電鍍阻擋層的非形成部.在該非形成部上施予電解電鍍 而剝離阻擋層，通過(guò)蝕刻而除去層間樹(shù)脂絕緣層上的無(wú)電解電鍍膜形成 通孔與導(dǎo)體電路.
笫8困(A)是為實(shí)施例1的多層印刷電路板10的側(cè)視困，第8圖 (B)是擴(kuò)大顯示該多層印刷電路板10的一部分的說(shuō)明困.在實(shí)施例1 的多層印刷電路板10的表面上，以多格子狀在襯底全面配設(shè)焊錫焊盤(pán) (BGA)76.在實(shí)施例l，在IC芯片20上也形成BGA76，可縮短從IC 芯片20的配線長(zhǎng)度.
實(shí)施例1的笫1改變例
第9圖(A)是實(shí)施例1的笫1改變例的多層印刷電路板的倒視困， 笫9圖(B)是擴(kuò)大顯示該多層印刷電路板10的一部分的說(shuō)明困.在改 變例的多層印刷電路板10的表面，除了四個(gè)角落以外以多格子狀于IC 芯片20配設(shè)焊錫焊盤(pán)(BGA)76.該改變例中，具有避免IC芯片，BGA 76不易受到來(lái)自IC芯片的熱的、電磁影響的優(yōu)點(diǎn).
實(shí)施例1的第2改變例
接著，參照笫10圖說(shuō)明實(shí)施例1的第2改變例的多層印刷電路板. 上述的實(shí)施例1中，是以配設(shè)BGA的場(chǎng)合說(shuō)明.
第2改變例與實(shí)施例1相同，但是是通過(guò)如第IO圖所示的導(dǎo)電連接 拴96而取得連接的PGA方式而構(gòu)成.uin之間為佳. 特別好為0.01 1.0nm.鉻的厚度，是不在濺射層中導(dǎo)入裂痕，且與銅濺 射層的密著充足的厚度.在實(shí)施例3，因?yàn)槌ヅ?，與過(guò)渡層的最 下層(金屬膜)433的形成是以同一裝置連續(xù)在非氧素氛圍中進(jìn)行，不 再于焊盤(pán)表面形成氧化披復(fù)膜，可提高IC芯片的管芯焊盤(pán)424與過(guò)渡 層438之間的導(dǎo)電特性.
在金屬膜433上，也可通過(guò)無(wú)電解電鍍、電解電鍍、或該復(fù)合電鍍， 形成電鍍膜436 (參照笫23圖(C)).形成的電鍍的種類為銅、鎳、 金、銀、鋅、鐵等.從電特性、經(jīng)濟(jì)性、還有在后序形成的增層的導(dǎo)體 層主要為銅來(lái)說(shuō)，使用銅為佳.其厚度較好為以0.01 5vim的范圍進(jìn)行. 特佳為0.1 3pm.也可以濺射、蒸鍍形成.再者，較好的第1薄膜層與 笫2薄膜層的組合為鉻-銅、鉻-鎳、鈦-銅、鈦-鎳等.以與金屬的 接合性和電傳導(dǎo)性來(lái)說(shuō)比其他的組合為優(yōu).
(6) 之后，涂布阻擋層、或?qū)訅焊泄庑员∧ぃ墓?、顯像而在IC 芯片420的焊盤(pán)的上部以設(shè)置開(kāi)口的狀態(tài)設(shè)置電鍍阻擋層435,并設(shè)置 電解電鍍膜437 (第23困(D)).電解電鍍膜437的厚度l~20pm為 佳，除去電鍍阻擋層435后，以蝕刻除去電鍍阻擋層435下的無(wú)電解電 鍍膜436、金屬膜433,而在IC芯片的焊盤(pán)424上形成過(guò)渡層438 (參 照第24困(A)).另外，笫27圖(C)是擴(kuò)大顯示IC芯片420的管 芯焊盤(pán)424部分的說(shuō)明圖.
在此，是以電鍍阻擋層形成過(guò)渡層438，但是也可在無(wú)電解電鍍膜436 之上均一地形成電解電鍍膜437后，形成蝕刻阻擋層，瀑光、顯像而露 出過(guò)渡層以外的部分的金屬而進(jìn)行蝕刻，在IC芯片420的管芯焊盤(pán)424 上形成過(guò)渡層438.在該場(chǎng)合，電解電鍍膜437的厚度較好為l~20nm 的范圍.如果比該厚度厚時(shí)，在蝕刻的時(shí)候會(huì)引起底切，因?yàn)樾纬傻倪^(guò)渡層與通孔的界面會(huì)發(fā)生空隙.
(7) 接著，以噴灑方式吹付蝕刻液于襯底上，通過(guò)蝕刻而將過(guò)渡層 438的表面形成粗化面438a (參照第24圖(B)).也可使用無(wú)電解電 鍍和氧化還原處理形成粗化面.
(8) 經(jīng)過(guò)上述步驟的襯底上，用與實(shí)施例1同樣的真空壓著層壓熱 硬化樹(shù)脂片，而設(shè)置層間樹(shù)脂絕緣層450 (參照笫24圖(C)).
(9) 接著，以C02氣體激光在層間樹(shù)脂絕緣層450上設(shè)置通孔用 開(kāi)口 448 (參照第24困(D)).之后，也可使用鉻酸、過(guò)錳酸等的氣化 劑除去開(kāi)口 448內(nèi)的樹(shù)脂殘留，管芯伴盤(pán)424上設(shè)置銅制的過(guò)渡層438， 形成通孔時(shí)的對(duì)位容易，且在管芯焊盤(pán)424上可可靠地連接通孔，而提 高焊盤(pán)與通孔的連接性和可靠性.借此，可穩(wěn)定形成增層.通過(guò)在IC 芯片的焊盤(pán)上以更大直徑的過(guò)渡層進(jìn)行通孔底部殘?jiān)コ瑢娱g樹(shù)脂絕 緣層表面粗化處理時(shí)，電鍍步稞等的后續(xù)步猓時(shí)，浸漬于酸和蝕刻液中， 即使通過(guò)各種回火，也不會(huì)有溶解、損傷管芯烀盤(pán)424及IC的保護(hù)膜 (鈍態(tài)保護(hù)、聚亞酰胺層)422的危險(xiǎn).再者，此處雖使用過(guò)錳酸除去
樹(shù)脂殘?jiān)部墒褂醚醯入x子進(jìn)行去殘?jiān)幚恚?br> (10) 接著，將層間樹(shù)脂絕緣層450的表面粗化，形成粗化面450a (參照第25困(A)).再者，也可省略該粗化工序，
(11) 接著，在層間樹(shù)脂絕緣層450的表面施加鈀觸媒后，浸漬村 底于無(wú)電解電鍍液中，在層間樹(shù)脂絕緣層450的表面形成無(wú)電解電鍍膜 452 (參照笫25困(B))
(12) 在完成上述處理的襯底430上，貼合市售的感光性干膜，并 栽置鉻玻璃掩膜，而以40mJ/ci^啄光后，以0.8%碳酸鈉顯像處理，設(shè) 置厚度25pm的電鍍阻擋層454.接著，以與實(shí)施例1相同的條件施予 電解電鍍，而形成厚度18nm的電鍍阻擋層膜456 (參照笫25困(C)),
(13) 以5% NaOH剝離除去電鍍阻擋層454后，以蝕刻溶解除去 該電鍍阻擋層下的無(wú)電解電鍍膜452而溶解除去，形成無(wú)電解電鍍膜452 與電解電鍍膜456組成的厚度16nm的導(dǎo)體電路458及通孔460,以蝕 刻液，形成粗化面458a、 460a(參照第25困(D)).之后的步稞，與 上述實(shí)施例1的(13) (17)相同因此省略說(shuō)明.
實(shí)施例3的第1改變例J
接著，參照第28圖及笫29困說(shuō)明實(shí)施例3的笫1改變例的多層印 刷電路板.第28困是顯示多層印刷電路板510雙剖面，第29困則擴(kuò)大 管芯焊盤(pán)424部分而顯示的圖，笫29圖(A)是顯示氣化披復(fù)膜被除去 處理前的狀態(tài)的圖，第29圖(B)是顯示氣化膜除去處理后的狀態(tài)的圖， 笫29圖(C)是顯示管芯焊盤(pán)424上形成過(guò)渡層438后的困.
上述的實(shí)施例3中，是以配設(shè)BGA的場(chǎng)合說(shuō)明.實(shí)施例3的第1 改變例，與實(shí)施例3相同，但是是通過(guò)如笫28困所示的導(dǎo)電連接拴496 而取得連接的PGA方式而構(gòu)成.
實(shí)施例3的第1改變例的制造方法如笫29圖(B)所示將管芯焊盤(pán) 424的氣化披復(fù)膜426的一部分施予逆栽射、等離子處理、酸處理的任 一種氧化膜除去處理而除去.之后，如第29圖(C)所示在管芯焊盤(pán)424 上，形成金屬膜433及無(wú)電解電鍍膜436、電解電鍍膜437組成的過(guò)渡 層438.借此，可與實(shí)施例3同樣地降低管芯焊盤(pán)426的電阻，并提高 導(dǎo)電特性.
比較例1
除了不除去披覆膜以外，與實(shí)施例3同樣形成過(guò)渡層而得到多層印 刷電路板. 試驗(yàn)結(jié)果
將實(shí)施例3與比較例的多層印刷電路板以1)剖面狀態(tài)、2)電阻測(cè) 定值、3)可靠性試驗(yàn)后的剖面狀態(tài)、4)電阻測(cè)定值的共計(jì)4個(gè)項(xiàng)目進(jìn) 行評(píng)價(jià)的結(jié)果示于笫30困中的困表.
(1) 剖面狀態(tài)
形成過(guò)渡層后，切斷剖面，以顯微鏡(xl00)觀察焊盤(pán)上的氣化膜 的有無(wú).
(2) 電阻測(cè)定值
形成過(guò)渡層后，測(cè)定連接電阻.測(cè)定的數(shù)值是在20處測(cè)定的平均值.
(3) 可靠性試驗(yàn)后的剖面狀態(tài)
形成多層印刷電路板后，熱循環(huán)試驗(yàn)以((130*0/3分鐘)+ ( - 60 1C/3分鐘)為1循環(huán)實(shí)施1000循環(huán))完成后，切斷剖面，以顯微鏡(x 100)觀察焊盤(pán)上的氧化披復(fù)膜的有無(wú)、及過(guò)渡層的剝離的有無(wú).
(4) 可靠性試驗(yàn)后的電阻測(cè)定值
形成多層印刷電路板后，熱循環(huán)試驗(yàn)以((1301C/3分鐘)+ ( -60 t:/3分鐘)為1循環(huán)實(shí)施1000循環(huán))完成后，切斷剖面，測(cè)定連接電阻.
測(cè)定的數(shù)值是在20處測(cè)定的平均值.
如笫30困中的困表所示，實(shí)施例3的多層印刷電路板，由于沒(méi)有氣 化膜，連接電阻值小，因此不會(huì)發(fā)生電連接問(wèn)題.另外，可靠性試驗(yàn)后 也不會(huì)惡化.即，重復(fù)熱循環(huán)試驗(yàn)2000循環(huán)后，也未發(fā)現(xiàn)這樣程度的電 阻值的增加.
比較例中，氣化膜既會(huì)殘留，連接電阻值也大.視場(chǎng)合也發(fā)現(xiàn)完全 沒(méi)取得電連接.可靠性試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)該傾向更為明顯.
權(quán)利要求
1.一種多層印刷電路板，具有在襯底上反復(fù)形成的層間絕緣層和導(dǎo)體層、以及形成在該層間絕緣層中的通孔，并且通過(guò)該通孔建立連接，其特征在于，在所述襯底中包括電子元件；以及連接到最低層間絕緣層的通孔上的過(guò)渡層形成在所述電子元件的焊盤(pán)部分上；以及所述過(guò)渡層的直徑大于所述電子元件的焊盤(pán)的直徑。
2. 如權(quán)利要求l所述的多層印刷電路板，其特征在于，所述過(guò)渡 層包括至少兩層.
3. 如權(quán)利要求l所述的多層印刷電路板，其特征在于，所述過(guò)渡 層的直徑大于20*im.
4. 如權(quán)利要求l所述的多層印刷電路板，其特征在于，所述過(guò)渡 層的最低層由錫、鉻、鈦、鎳、鋅、鈷、金和銅構(gòu)成.
5. 如權(quán)利要求l所述的多層印刷電路板，其特征在于，所述過(guò)渡 層的最上層由鎳、銅、金、銀、鋅和鐵構(gòu)成.
6. 如權(quán)利要求l所述的多層印刷電路板，其特征在于，所述過(guò)渡 層的最上層由銅構(gòu)成.
7. 如權(quán)利要求l所述的多層印刷電路板，其特征在于，所述電子 元件是IC芯片.
8. 如權(quán)利要求2所述的多層印刷電路板，其特征在于，所述過(guò)渡
9. 如權(quán)利要求8所述的多層印刷電路板，其特征在于，所述過(guò)渡 層包括在所述電子元件的烀盤(pán)部分上形成的笫一薄膜層； 在所述笫一薄膜層上形成的第二薄膜層；以及 在所述第二薄膜層上形成的加厚層.
10. 如權(quán)利要求1所述的多層印刷電路板，其特征在于，所述加 厚層由銅構(gòu)成.
全文摘要
多層印刷電路板，在芯襯底(30)預(yù)先內(nèi)藏IC芯片(20)，而在該IC芯片(20)的焊盤(pán)(pad)(24)上配設(shè)過(guò)渡(transition)層(38)。因此，可不使用引線(lead)零件和封裝樹(shù)脂，取得IC芯片與多層印刷電路板的電連接。另外，通過(guò)在管芯焊盤(pán)(die pad)(24)上設(shè)置銅制的過(guò)渡層(38)，可防止焊盤(pán)(24)上的樹(shù)脂殘留，并能使焊盤(pán)(24)與通孔(via hole)(60)的連接性與可靠性提高。
文檔編號(hào)H01L21/60GK101098588SQ200710128778
公開(kāi)日2008年1月2日 申請(qǐng)日期2001年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2000年2月25日
發(fā)明者坂本一, 杉山直, 王東冬, 苅谷隆 申請(qǐng)人:揖斐電株式會(huì)社