説明

両面配線テープキャリアの製造方法及び該方法により製造されたテープキャリア

【課題】
層間接続部分の銅めっきを厚く突出させなくても十分な接続を得ることができるようなテープキャリアの製造方法を提供すること。
【解決手段】
両面に銅層を有し、銅層との接合に接着剤を用いないポリイミドフィルム1の片面あるいは両面の銅層3に、フォトエッチングによりビア開孔用パターンを形成し、該パターンをマスクとしてレーザーによりブラインドビア9を形成した後、配線パターンをフォトエッチングで形成し、さらに層間接続に対して不必要な部分をマスキングした後、該ブラインドビアに対して、ビア側面に導電化処理することなしにビア底面よりめっき14を析出させることにより、ビア内部をめっきで埋め、上面の銅層と電気的な接続をとるようにした両面配線テープキャリアを製造するに際し、めっき前に上面の銅層を化学研磨する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、半導体チップを搭載するためのテープキャリアに関し、特にポリイミドテープの両面に銅配線層が形成されている両面配線テープキャリアの製造方法及び該方法により製造されたテープキャリアに関するものである。
【背景技術】
【0002】
近年の電子機器は、ますます小型化・軽量化・薄型化の傾向が進み、これに用いられる部品の高集積化が厳しく要求されている。従来から、ファインピッチに対応できる半導体パッケージとして銅ポリイミドテープを使用したTCP(テープキャリアパッケージ)などがあったが、昨今のパッケージの小型化とともに、ICの高周波化が加速され、これに伴い半導体を搭載する周辺部品にも高速化が求められるようになった。こうした小型化・高周波化の要求によって、TCPにおいても配線密度向上と高周波特性の向上が必須となり、これらの要求をみたすものとして両面配線テープキャリアが望まれている。
【0003】
従来の両面配線テープキャリアの製造方法を図3に示す。従来の製造方法では、図3(a)に示すように両面銅層付きポリイミドテープ101の片面に、図3(b)に示すようにフォトレジストを用いてビア開孔用の銅パターン102を形成したのち、図3(c)に示すように該マスクをマスクとして、炭酸ガスレーザーやArレーザーなど、あるいはポリイミドエッチングによってブラインドビア103を開孔する。その後、図3(d)に示すように両面の電気的接続のための電気銅めっきの前処理として、ブラインドビア側面にPdやCなどの電気伝導物質による導電化層104を形成し、導電化処理を行う。次いで、図3(e)に示すように電気銅めっきで導電化層の上に、銅めっき105を析出させ、層間接続を得る。そして最後に図3(f)に示すようにフォトレジストを用いた銅エッチングにより配線106を形成するようにしている。
【0004】
しかし、上記の製造方法では、導電化層104を形成した後に電気銅めっきで前面に銅めっき105を析出させるため、出発材料の表面銅層の上にも銅めっきが析出して、表面銅層全体の層厚が厚くなり、ファインパターンのエッチングが困難であるという問題があった。
【0005】
そこで本出願人は上記の問題に鑑み、特許文献1に示すようにブラインドビアを形成した後に、あらかじめ配線パターンをフォトエッチングで形成し、ついで層間接続に対して不必要な部分をマスキングした後に、ブラインドビアに対して、ビア側面に導電化処理をすることなしにビア底面よりめっきを析出させることによりビア内部をめっきで埋め、上面の銅層と電気的な接続をとる構造を提案した。
【0006】
上記出願の製造方法を図2に基づいてさらに説明する。
図2(a)に示すように両面に銅層202を有し、かつ銅層202との接合に接着剤を用いないポリイミドフィルム201の片面あるいは両面の銅層202に、図2(b)に示すようにフォトエッチングによりビア開孔用パターン203を形成し、図2(d)に示すように該パターン203をマスクとしてアルカリ溶液によるポリイミドエッチングによりブラインドビア204を形成した後、図2(e)に示すように配線パターン205をフォトエッチングで形成する。さらに、図2(f)に示すように層間接続に対して不必要な部分にマスキングレジスト206を形成した後、図2(g)〜(j)に示すように該ブラインドビア204に対して、ビア204側面に導電化処理をすることなしにビア204底面よりめっき207を析出させることによりビア204内部をめっきで埋め、上面の銅層202と電気的な接続をとるようにしたものである。
【特許文献1】特開2004−15026号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら、ビア内部をめっきで埋め、かつ上面の銅層と電気的な接続をとるためのめっきは、十分な接続を得るためにはめっき厚を厚くしなければならず、層間接続部分のみが厚く突出した構造となってしまっていた。近年のテープキャリアは薄型化を要求されており、また同一平面内に凸部があるとSiチップや、LCR部品を搭載する際には実装できず、層間接続領域を避けて実装するなどの制約が生じてしまう問題があった。
【0008】
本発明は、このような問題点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、ビア内部をめっきで埋め、かつ上面の銅層と電気的な接続をとるために、ビア底面よりめっきを析出させるようにしたテープキャリアの製造方法において、層間接続部分のめっきを厚く突出させなくても十分な接続を得ることができるような製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記の目的を達成するために、本発明の両面配線テープキャリアの製造方法は、両面に銅層を有し、かつ銅層との接合に接着剤を用いないポリイミドフィルムの片面あるいは両面の銅層に、フォトエッチングによりビア開孔用パターンを形成し、該パターンをマスクとしてアルカリ溶液によるポリイミドエッチングによりブラインドビアを形成した後、配線パターンをフォトエッチングで形成し、さらに、層間接続に対して不必要な部分をマスキングした後に、該ブラインドビアに対して、ビア側面に導電化処理をすることなしにビア底面よりめっきを析出させることによりビア内部をめっきで埋め、上面の銅層と電気的な接続をとるようにした両面テープキャリアを製造するに際し、めっき前に上面の銅層を化学研磨するようにしたものである。
【0010】
あるいは、本発明の両面配線テープキャリアの製造方法は、両面に銅層を有し、かつ銅層との接合に接着剤を用いないポリイミドフィルムの片面あるいは両面の銅層に、フォトエッチングによりビア開孔用パターンを形成し、該パターンをマスクとしてレーザーによりブラインドビアを形成した後、配線パターンをフォトエッチングで形成し、さらに、層間接続に対して不必要な部分をマスキングした後に、該ブラインドビアに対して、ビア側面に導電化処理することなしにビア底面よりめっきを析出させることにより、ビア内部をめっきで埋め、上面の銅層と電気的な接続をとるようにした両面配線テープキャリアを製造するに際し、めっき前に上面の銅層を化学研磨するようにしたものである。
【0011】
そして、本発明の別の態様は、前記発明に加えてめっきにより析出される金属は、銅、ニッケル、金、銀、白金、錫、鉛から選択される1種以上の金属としたものである。
【0012】
また、本発明の別の態様は、前記発明に加えてレーザーは、炭酸ガスレーザーあるいはArレーザーとしたものである。
【0013】
さらに、本発明のテープキャリアは上記の製造方法により製造されたものである。
【発明の効果】
【0014】
本発明の両面配線テープキャリアの製造方法によれば、めっき前に層間接続領域の銅層のみを化学研磨し銅層厚を予め薄くしているので、銅めっき厚を厚くしても層間接続部分の突出を抑えることができ、ブラインドビアの底面から析出させためっき形状が凹型もしくはフラット形状となり、層間接続部が上面銅層より凸になることなく接続することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0015】
本発明の実施の形態を、図1に基づいて説明する。図1は本発明の一実施例を示したものであり、両面配線テープキャリアの各工程ごとの断面図を示すものである。
まず、図1(1)に示すように出発材料としてポリイミドテープ1の両面にNi−Cr合金などの金属をスパッタリングしポリイミド表面に金属層2を形成する。次いで該ポリイミドテープに対し、前記金属層を給電層に用いて銅めっき3を施し両面を所定の銅めっき厚さに調整した両面銅層付きポリイミドテープ4を用意する。
【0016】
次に、図1(2)に示すように該ポリイミドテープの両面にアルカリ現像型感光性レジストフィルム5をラミネートし、ビア開孔用パターンを露光した後、炭酸ナトリウム水溶液で現像を行う。次いで、現像によりパターニングされたレジストに対し、塩化銅エッチング液によりエッチングを行い、ビア開孔部6の銅と下地金属層であるNi−Cr層を除去し、ビア開孔パターンを形成する。
【0017】
次いで、図1(3)に示すように両面のレジストを水酸化ナトリウム溶液によって剥離して、ビア開孔部6のみポリイミドが露出したテープ7にする。そして、図1(4)に示すように該ポリイミドテープ7をアルカリポリイミドエッチング液に浸し、ポリイミド層をエッチングしブラインドビア8を形成する。
【0018】
次いで、図1(5)に示すように両面にアルカリ現像型感光性のエッチングレジスト11をラミネートし、配線用パターンを露光したのち、炭酸ナトリウム溶液で現像する。塩化銅エッチング液によりエッチングを行い、銅層3とNi−Cr金属層2を除去する。そして配線12の形成を完了させたのち、図1(6)に示すように層間接続部以外のパターンをマスキングレジスト17でマスキングする。
【0019】
その後、図1(7)に示すように本発明の特徴である化学研磨によって層間接続用の銅層厚を薄くする。そして図1(8)に示すようにブラインドビア底面側から給電を行い、ビア底面よりめっき14を析出させる。さらに、図1(9)に示すようにめっきを盛り上げ、上面の銅層と接続させることにより、上下の銅層の導通を得る。上面の銅層厚を予め薄くしているため、従来のように層間接続領域が厚く盛り上がることはない。
【0020】
最後に、図1(10)に示すようにマスキング用レジストを除去し、両面配線テープキャリア13を得る。なお、必要に応じて該両面配線テープキャリアにNi/Auめっきや、ソルダーレジスト形成15を行ってもよい。
【実施例】
【0021】
次に、本発明の両面配線テープキャリアの製造方法及び該方法により製造されたテープキャリアの実施例を図1を参照しながら詳述する。なお、図1の(1)〜(11)を第1工程〜第11工程と称して説明する。
【0022】
第1工程:出発材料として50μm厚のポリイミドテープ1の両面にNi−Cr合金を約500Å厚となるようにスパッタし、金属層2を形成した。さらに両面に銅めっきにより厚さ12μmの銅めっき層3を形成し、両面銅層付ポリイミドテープ4を用意した。
【0023】
第2工程:該ポリイミドテープの両面にアルカリ現像型感光性のレジスト5(旭化成製:AQ−1558)をラミネートした後、150μmφのビアを開孔するマスクパターンを露光した後、1wt%炭酸ナトリウム水溶液で40℃にて30秒間現像を行った。次いで、現像によりパターニングされたレジストに対し、10wt%塩化銅エッチング液により45℃にて30秒間エッチングを行い、レジスト5から露出した銅と下地のNi−Cr金属層を除去し、150μmφのビア開孔部6を形成した。
【0024】
第3工程:両面のレジストを2wt%水酸化ナトリウム溶液で30℃にて3分間処理しレジスト5の剥離を行って、ビア開孔部6のみポリイミドが露出したテープ7にした。
【0025】
第4工程:該ポリイミドテープを70℃のアルカリポリイミドエッチング液に2分間浸し、ポリイミド層をエッチングしブラインドビア8を形成した。
【0026】
第5工程:ついで両面にアルカリ現像型感光性のエッチングレジスト11(旭化成AQ−1558)をラミネートし、40μmピッチのファインな配線用パターンを露光したのち、1wt%炭酸ナトリウム溶液で現像した。次に、10wt%塩化銅エッチング液によりエッチングを行い、銅層とNi−Cr金属層を除去し、配線12のパターン形成を完了した。
【0027】
第6工程:層間接続部以外をマスキングするために、両面にアルカリ現像型感光性のマスキングレジスト17(旭化成AQ−1558)をラミネートし、露光・現像し、層間接続部のみを露出させたマスキングを形成した。
【0028】
第7工程:硫酸銅めっきによって層間接続を行う前処理として、まず脱脂を40℃で1分間行った後、化学研磨(硫酸―過酸化水素水系)で40℃にて30秒間処理し、ブラインドビア上面の銅層上面がマスキングレジスト縁部から突出しない状態にした。さらに、10%硫酸で酸洗を行い、前処理を完了させた。
【0029】
第8工程:染料系添加剤を含んだ硫酸銅めっきを用いて、ブラインドビア底面側から給電を行い、ブラインドビア底面に銅めっき14を析出させた。
【0030】
第9工程:めっきを継続し膜厚を55μmまで析出させ、上面の銅層との電気的な接続を得た。
【0031】
第10工程:最後にマスキングレジスト17を除去し、本発明の両面配線テープキャリア13を得た。
【0032】
第11工程:なお、必要に応じてこの両面配線テープキャリア13に、ソルダーレジスト層15を形成し、ハンダボール搭載用ランド16を設けてもよい。
【0033】
このようにして得た両面配線テープキャリアの層間接続部分は、上面の銅層に比べ、わずかに凹型もしくはフラット形状であり、同一平面内で凸部分は無かった。また、層間接続部の断面観察から、上面の銅層との接続も5μm以上の十分な膜厚を確保しており、また内部のボイド発生は見られなかった。得られたテープキャリアを260℃と室温のシリコーンオイルに交互に100サイクル浸漬させ、試験前後の抵抗値の変化率を測定した結果、試験前後の変化率は3%以内であり、十分な信頼性が確認された。
【0034】
なお、上記実施例においてはブラインドビア8の形成を、アルカリ溶液によるポリイミドエッチングによる場合について説明したが、ブラインドビア8を炭酸ガスレーザーやArレーザーにより形成してもよい。
また、めっきにより析出される金属は上記実施例では銅メッキの場合について説明したが、めっきにより析出される金属は、銅、ニッケル、金、銀、白金、錫、鉛から選択される1種以上の金属について可能である。
【産業上の利用可能性】
【0035】
めっき前に層間接続領域の銅層のみを化学研磨し銅層厚を予め薄くしているので、銅めっき厚を厚くしても層間接続部分の突出を抑えることができる。これにより、上面銅層の同一平面内は凸な部分がなく、チップやLCR部品の搭載に制約を生じることがなく幅広い範囲において実装が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0036】
【図1】本発明の両面配線テープキャリアの製造方法を説明する工程図である。
【図2】従来の両面配線テープキャリアの製造方法の一例を説明するための工程図である。
【図3】従来の両面配線テープキャリアの製造方法の他の例を説明するための工程図である。
【符号の説明】
【0037】
1 ポリイミドフィルム
2 金属層
3 銅層
4 両面銅層付ポリイミドテープ
5 レジスト
6 ビア開孔部
7 ビアマスクを形成したテープ
8 ポリイミドエッチングによるブラインドビア
9 レーザー照射後のブラインドビア
10 ダイレクトプレーティングによる銅めっき
11 エッチングレジスト
12 配線
13 本発明の両面配線テープキャリア
14 めっき
15 ソルダーレジスト
16 ハンダボール搭載用ランド
17 マスキングレジスト

【特許請求の範囲】
【請求項1】
両面に銅層を有し、かつ銅層との接合に接着剤を用いないポリイミドフィルムの片面あるいは両面の銅層に、フォトエッチングによりビア開孔用パターンを形成し、該パターンをマスクとしてアルカリ溶液によるポリイミドエッチングによりブラインドビアを形成した後、配線パターンをフォトエッチングで形成し、さらに、層間接続に対して不必要な部分をマスキングした後に、該ブラインドビアに対して、ビア側面に導電化処理をすることなしにビア底面よりめっきを析出させることによりビア内部をめっきで埋め、上面の銅層と電気的な接続をとるようにした両面テープキャリアを製造するに際し、めっき前に上面の銅層を化学研磨することを特徴とする両面テープキャリアの製造方法。
【請求項2】
両面に銅層を有し、かつ銅層との接合に接着剤を用いないポリイミドフィルムの片面あるいは両面の銅層に、フォトエッチングによりビア開孔用パターンを形成し、該パターンをマスクとしてレーザーによりブラインドビアを形成した後、配線パターンをフォトエッチングで形成し、さらに、層間接続に対して不必要な部分をマスキングした後に、該ブラインドビアに対して、ビア側面に導電化処理することなしにビア底面よりめっきを析出させることにより、ビア内部をめっきで埋め、上面の銅層と電気的な接続をとるようにした両面配線テープキャリアを製造するに際し、めっき前に上面の銅層を化学研磨することを特徴とする両面テープキャリアの製造方法。
【請求項3】
めっきにより析出される金属は、銅、ニッケル、金、銀、白金、錫、鉛から選択される1種以上の金属である請求項1又は2に記載の両面配線テープキャリアの製造方法。
【請求項4】
レーザーは、炭酸ガスレーザーあるいはArレーザーである請求項2に記載の両面配線テープキャリアの製造方法。
【請求項5】
請求項1又は3に記載の製造方法により製造されたテープキャリア。
【請求項6】
請求項2,3又は4に記載の製造方法により製造されたテープキャリア。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【公開番号】特開2008−270411(P2008−270411A)
【公開日】平成20年11月6日(2008.11.6)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−109218(P2007−109218)
【出願日】平成19年4月18日(2007.4.18)
【出願人】(503100979)住友金属鉱山パッケージマテリアルズ株式会社 (29)
【Fターム(参考)】