配線基板およびその製造方法
【課題】配線基板の熱膨張係数を抑制し半導体素子の熱膨張係数との差を小さくすることで、半導体素子接続パッドと半導体素子の電極との接続部での位置ズレやクラック発生を低減し、半導体素子との電気的接続信頼性が高い配線基板およびその製造方法を提供する。
【解決手段】絶縁層１ａと、絶縁層１ａ上に形成された配線導体２とを有する配線基板１０であって、配線導体２は順次積層された第１導体層２ａと第２導体層２ｂと第３導体層２ｃとを具備し、第１および第３導体層２ａ，２ｃは第１の熱膨張係数を有する第１の金属材料から成り、第２導体層２ｂは第１の熱膨張係数よりも小さな第２の熱膨張係数を有する第２の金属材料から成ることを特徴とする。
【解決手段】絶縁層１ａと、絶縁層１ａ上に形成された配線導体２とを有する配線基板１０であって、配線導体２は順次積層された第１導体層２ａと第２導体層２ｂと第３導体層２ｃとを具備し、第１および第３導体層２ａ，２ｃは第１の熱膨張係数を有する第１の金属材料から成り、第２導体層２ｂは第１の熱膨張係数よりも小さな第２の熱膨張係数を有する第２の金属材料から成ることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子を搭載するための配線基板およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体集積回路素子等の半導体素子を搭載するための小型の多層配線基板として、例えば図６に示すように、厚みが０．２〜２．０ｍｍ程度のガラスクロス入りの樹脂から成る樹脂板３１の両面に銅箔から成るコア用の配線導体３２を形成するとともに、これらの両面のコア用の配線導体３２同士を樹脂板３１に設けたスルーホール導体３４により接続して成るコア基板３３の両面に、厚みが３０〜５０μｍ程度の樹脂から成る絶縁層３５と厚みが１５〜２５μｍ程度の銅から成る配線導体３６とをビルドアップ法により交互に多層に積層して成る配線基板３０が知られている。この配線基板３０は、上下のコア用の配線導体３２がスルーホール導体３４により接続されたコア基板３３の両面に、厚みが３０〜５０μｍ程度の樹脂から成る絶縁層３５と厚みが１５〜２５μｍ程度の銅から成る配線導体３６とをビルドアップ法により交互に多層に積層することから、小型で高密度配線の多層配線基板を提供することができる。
【０００３】
しかしながら、この従来の配線基板３０においては、厚みが０．２〜２．０ｍｍのガラスクロス入りの樹脂から成る樹脂板３１を備えるコア基板３３の両面に、厚みが３０〜５０μｍ程度の樹脂から成る絶縁層３５と厚みが１５〜２５μｍ程度の銅から成る配線導体３６とを積層することから、コア基板３３の厚みが妨げとなって配線基板３０の更なる薄型化を図ることが困難であった。
【０００４】
そこで近年、薄型化を実現することが可能な高密度配線の配線基板として、上述したような厚みが０．２〜２．０ｍｍ程度のガラスクロス入りの樹脂から成る樹脂板を備えたコア基板を用いずに、図７に示すような、例えば厚みが３０〜５０μｍ程度の樹脂から成る絶縁層２１と厚みが１５〜２５μｍ程度の銅から成る配線導体２２とのみを多層に積層することで薄型で高密度配線を可能とした、いわゆるコアレスの配線基板２０が登場してきた。このコアレスの配線基板２０は、その上面に半導体素子Ａの電極Ｂに半田を介して接続される半導体素子接続パッド２３が配線導体２２の一部により形成されているとともに下面には外部の電気回路基板の配線導体に半田を介して接続される外部接続パッド２４が配線導体２２の一部により形成されている。そして、半導体素子接続パッド２３上に半田を介して半導体素子Ａの電極Ｂを載置するとともに、半田をリフロー処理することにより半導体素子Ａが配線基板２０上に搭載される。なお、このようなコアレスの配線基板２０は、例えばガラス板や樹脂板、金属板等の剛性を有する平坦な支持基板の片面または両面に、厚みが３０〜５０μｍ程度の樹脂から成る絶縁層２１と厚みが１５〜２５μｍ程度の銅から成る配線導体２２とをビルドアップ法により交互に多層に積層した後、その絶縁層２１と配線導体２２との積層体を支持基板から分離することにより製造される。
【０００５】
しかしながら、このようなコアレスの配線基板２０は、薄型化に対しては有利であるものの、配線基板としての熱膨張係数が従来のコア基板３３を用いた配線基板３０と比較して大きくなる傾向にある。そのため、このコアレス配線基板２０に搭載される半導体素子Ａとの間で両者の熱膨張係数の相違に起因して両者の接続部に大きな位置ずれやクラックが生じやすく、半導体素子Ａと配線基板２０との接続信頼性が低いという問題点を有していた。これは、従来のコア基板３３を用いた配線基板３０においては、コア基板３３上の絶縁層３５の熱膨張係数が４０〜５０ｐｐｍ／Ｋ程度であり、配線導体３６の熱膨張係数が１７ｐｐｍ／Ｋ程度と大きいものの、コア基板３３の熱膨張係数がガラスクロスの影響で８〜１２ｐｐｍ／Ｋ程度と小さいとともにコア基板３３上に積層された絶縁層３５と配線導体３６とがコア基板３３と比較してはるかに薄いことから、全体としての熱膨張係数はコア基板３３の熱膨張係数に強く支配されて１０〜１５ｐｐｍ／Ｋ程度となるのに対して、コアレスの配線基板２０においては、熱膨張係数の小さいコア基板が無く、その影響を受けないことから熱膨張係数が大きな絶縁層２１と配線導体２２とのみが複合した熱膨張係数になるためである。この場合、銅の弾性率がおよそ１３０ＧＰａであり、樹脂の弾性率が３〜２０ＧＰａであるので、弾性率の高い銅の熱膨張係数が支配的になり、全体としての熱膨張係数としては、２０ｐｐｍ／Ｋ程度となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−３８１３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、例えばコアレス配線基板において熱膨張係数の増大を抑制し、半導体素子との熱膨張係数の差を小さくすることで、半導体素子接続パッドと半導体素子の電極との接続部での大きな位置ズレやクラックの発生を低減し、半導体素子との電気的接続信頼性が高い配線基板およびその製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の配線基板は、絶縁層と、絶縁層上に形成された配線導体とを有する配線基板であって、配線導体は、順次積層された第１導体層と第２導体層と第３導体層とを具備し、第１および第３導体層は、第１の熱膨張係数を有する第1の金属材料から成り、第２導体層は、第１の熱膨張係数よりも小さな第２の熱膨張係数を有する第２の金属材料から成ることを特徴とする。
【０００９】
本発明の配線基板の製造方法は、絶縁層を準備する工程と、絶縁層上に、第１の熱膨張係数を有する第１の金属材料から成る第１導体層を配線導体に対応するパターンに被着する工程と、第１導体層上に第１の熱膨張係数よりも小さな第２の熱膨張係数を有する第２の金属材料から成る第２導体層を被着する工程と、第２導体層上に第１の金属材料から成る第３導体層を被着する工程とを行なうことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の配線基板によれば、第１の熱膨張係数を有する第１の金属材料から成る第１導体層と第３導体層との間に第１の熱膨張係数よりも小さな第２の熱膨張係数を有する第２導体層を介在させることで、第１の金属材料のみから成る配線導体に比べて小さな熱膨張係数の配線導体を形成することができる。これによれば、例えば、コアレスの配線基板の熱膨張係数を強く支配する配線導体の熱膨張係数を低減することでコアレスの配線基板の熱膨張係数の増大を抑制し、コアレスの配線基板と半導体素子との熱膨張係数の差を小さくすることが可能となる。したがって、配線基板と半導体素子との熱膨張係数の相違による半導体素子接続パッドと半導体素子の電極との接続部での大きな位置ズレやクラック発生を低減し、半導体素子との電気的接続信頼性が高い配線基板を提供できる。
【００１１】
また、本発明の配線基板の製造方法によれば、絶縁層上に第１の熱膨張係数を有する第１の金属材料から成る第１導体層を形成した後、第１導体層上に第１の熱膨張係数よりも小さな熱膨張係数を有する第２の金属材料から成る第２導体層を形成し、さらに第２導体層上に第１の金属材料から成る第３導体層を形成することで、第１の金属材料のみから成る配線導体に比べて小さな熱膨張係数の配線導体を形成することができる。これによれば、例えば、コアレスの配線基板の熱膨張係数を強く支配する配線導体の熱膨張係数を低減することでコアレスの配線基板の熱膨張係数の増大を抑制し、コアレスの配線基板と半導体素子との熱膨張係数の差を小さくすることが可能となる。したがって、コアレスの配線基板と半導体素子との熱膨張係数の相違による半導体素子接続パッドと半導体素子の電極との接続部での大きな位置ズレやクラック発生を低減し、半導体素子との電気的接続信頼性が高い配線基板を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は本発明の配線基板の実施の形態の一例を示す概略断面図である。
【図２】図２は図１に示す配線基板の要部拡大断面図である。
【図３】図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）は本発明の配線基板の製造方法の実施形態の一例を示す概略断面図である。
【図４】図４（ｆ）、（ｇ）、（ｈ）、（ｉ）、（ｊ）は本発明の配線基板の製造方法の実施形態の一例を示す概略断面図である。
【図５】図５（ｋ）、（ｌ）、（ｍ）は本発明の配線基板の製造方法の実施形態の一例を示す概略断面図である。
【図６】図６はコア基板を有する従来の配線基板の一例を示す概略断面図である。
【図７】図７は従来のコアレスの配線基板の一例を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
次に、本発明の配線基板およびその製造方法の実施形態の一例を図１、図２、図３、図４、図５を基にして詳細に説明する。
【００１４】
図１は、本発明の配線基板の実施形態の一例を示す概略断面図である。図１に示すように、本例の配線基板１０は、例えば３層の絶縁層１ａが積層された絶縁基板１の上下面および各絶縁層１ａの間に配線導体２が配設されており、更に絶縁基板１の上下面にソルダーレジスト層３が被着されている。
【００１５】
絶縁層１ａは、例えばエポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂などの熱硬化性樹脂に酸化ケイ素粉末等の無機絶縁フィラーを分散させて熱硬化させた電気絶縁材料から形成されている。なお、絶縁層１ａは、熱膨張係数が４０〜５０ｐｐｍ／Ｋ程度であり、弾性率が３〜２０ＧＰａ程度である。絶縁層１ａの厚みは、それぞれ３０〜５０μｍ程度である。絶縁層１ａには、直径が５０〜１００μｍ程度の複数のビアホール４がレーザ加工により形成されている。そして、これらのビアホール４内には、絶縁層１ａを挟んで上下に位置する配線導体２同士を接続するビア導体５が被着されている。このように、絶縁層１ａを挟んで上下に位置する配線導体２同士がビアホール４内のビア導体５を介して電気的に接続されることにより立体的な高密度配線が実現される。なお、ビア導体５は、配線導体２の一部から形成されており、これらの配線導体２は各絶縁層１ａの表面およびビアホール４内に、後述する複合金属層を所定のパターンに被着することによって形成されている。
【００１６】
ソルダーレジスト層３はエポキシ樹脂やポリイミド樹脂などの熱硬化性樹脂を含有する電気絶縁材料からなる。絶縁基板１の上面側に設けられたソルダーレジスト層３には、絶縁基板１上面の配線導体２の一部を露出させる開口部３ａが設けられており、下面側に設けられたソルダーレジスト層３には、絶縁基板１下面の配線導体２の一部を露出させる開口部３ｂが設けられている。
【００１７】
絶縁基板１の上面側に設けられたソルダーレジスト層３の開口部３ａから露出する配線導体２の一部は半導体素子Ａの電極Ｂと接続される半導体素子接続パッド６を形成している。他方、絶縁基板１の下面側に設けられたソルダーレジスト層３の開口部３ｂから露出する配線導体２の一部は、他の回路基板に接続するための外部接続パッド７を形成している。そして、半導体素子Ａをこの配線基板１０に搭載するときは、半導体素子接続パッド６上に半田バンプ（不図示）を溶着しておき、半導体素子Ａの電極Ｂをこの半田バンプに載せてリフロー処理を行うことにより半導体素子Ａの電極Ｂと半導体素子接続パッド６とを半田バンプを介して接続する方法が採用されている。また、半導体素子Ａが搭載された配線基板１０を他の回路基板に接続するときは、外部接続パッド７上に半田ボール（不図示）を溶着しておき、この半田ボールを回路基板上の接続パッド上に載せてリフロー処理する方法が採用される。なお、ソルダーレジスト層３は、配線基板１０と半導体素子Ａを接続するときや、配線基板１０を回路基板に接続するときなどのリフロー処理時の熱から絶縁基板１と配線導体２とを保護するために被覆される。
【００１８】
そして、本例の配線基板１０においては、図２に要部拡大断面図で示すように、配線導体２は、それぞれ絶縁層１ａ上に順次積層された第１導体層２ａ、第２導体層２ｂ、第３導体層２ｃの３層の導体層が積層された複合金属層から形成されている。第１導体層２ａは銅から成り、絶縁層１ａ上に被着された図示しない下地金属層上に電解銅めっき層を被着させることにより形成されている。第１導体層２ａの厚みは、下地金属層を含んで５〜１０μｍ程度である。なお、下地金属層としては、厚みが０．１〜１μｍ程度の無電解銅めっき層が好適に採用される。第２導体層２ｂはモリブデンから成り、第１導体層２ａの上に例えばスパッタによりモリブデン薄膜を析出させることにより形成されている。第２導体層２ｂの厚みは２〜３μｍ程度である。第３導体層２ｃは第１導体層２ａと同様の銅から成り、第２導体層２ｃの上に電解銅めっき層を被着させることにより形成されている。第３導体層２ｃの厚みは５〜１０μｍ程度であり、第１導体層２ａの厚みと実質的に同じ厚みであることが好ましい。
【００１９】
ところで本発明においては、第１導体層２ａおよび第３導体層２ｃを形成する銅の熱膨張係数が１７ｐｐｍ／Ｋ程度であるのに対して、第２導体層２ｂを形成するモリブデンの熱膨張係数は５ｐｐｍ／Ｋ程度と小さい。また、第１導体層２ａおよび第３導体層２ｃを形成する銅の弾性率がおよそ１３０ＧＰａ程度であるのに対して、第２導体層２ｂを形成するモリブデンの弾性率はおよそ３２０ＧＰａ程度と大きい。本発明においては、このように第１導体層２ａおよび第３導体層２ｃの熱膨張係数よりも第２導体層２ｂの熱膨張係数が小さいことが重要であり、更には第２導体層２ｂの弾性率が第１導体層２ａおよび第３導体層２ｃの弾性率よりも大きいことが好ましい。このように、第２導体層２ｂを形成するモリブデンの熱膨張係数が第１導体層２ａおよび第３導体層２ｃを形成する銅よりも小さく、弾性率が大きいことから、各配線導体２の熱膨張係数としては、銅のみから成る場合よりも小さくなる。具体的には、例えば第１導体層２ａおよび第３導体層２ｃの厚みがそれぞれ５〜１０μｍであり、第２導体層２ｂの厚みが２〜３μｍである場合、配線導体２の熱膨張係数は１４〜１５ｐｐｍ／Ｋ程度となる。
【００２０】
本例の場合、配線導体２を構成する銅およびモリブデンの弾性率がそれぞれおよそ１３０ＧＰａ、３２０ＧＰａであり、絶縁層１ａの弾性率の３〜２０ＧＰａに比べて高いので、銅およびモリブデンから成る配線導体２の熱膨張係数が支配的になり、例えば第１導体層２ａおよび第３導体層２ｃの厚みがそれぞれ６μｍであり、第２導体層２ｂの厚みが２μｍ、絶縁層１ａの熱膨張係数が４６ｐｐｍ／Ｋで厚みが３３μｍである場合、配線基板１０全体としての熱膨張係数はおよそ１５ｐｐｍ／Ｋ程度になる。
【００２１】
このように、本例の配線基板１０によると、配線導体２が、銅から成る第１導体層２ａとモリブデンから成る第２導体層２ｂと銅から成る第３導体層２ｃとが順次積層されて形成されており、第２導体層２ｂを形成するモリブデンの熱膨張係数が第１導体層２ａおよび第３導体層２ｃを形成する銅の熱膨張係数よりも小さく、また、モリブデンの弾性率が銅の弾性率よりも大きいことから、銅のみから成る配線導体よりも熱膨張係数が小さくなる。このため配線基板１０全体としての熱膨張係数はおよそ１５ｐｐｍ／Ｋ程度の小さい値に抑制することができる。これにより、配線基板１０と半導体素子Ａとの熱膨張係数の差を小さくして、半導体素子接続パッド６と半導体素子Ａの電極Ｂとの接続部での大きな位置ズレやクラックの発生がなく、半導体素子Ａとの電気的接続信頼性が高い配線基板１０を提供することができる。
【００２２】
次に、本発明の配線基板の製造方法の一例について、図３、図４、図５を基にして詳細に説明する。
【００２３】
まず、図３（ａ）に示すように、プリプレグ１４の上面に支持フィルム１１と金属箔１２ａとが分離容易な支持フィルム付き金属箔１２と、金属枠１３とを配置して加熱加圧することにより形成した支持基板２０を準備する。
【００２４】
プリプレグ１４は支持基板２０の上に後述する配線基板１０用の積層体９を製造する際に、積層体９を必要な平坦度を維持して支持するための基礎部分となるものである。プリプレグ１４は、例えばガラス繊維にエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂を含浸させて半硬化状態としたもので、厚みは０．２〜２．０ｍｍ程度である。
【００２５】
支持フィルム１１は金属箔１２ａの破れや皺を防止するとともに、取扱いを容易とするためのものである。支持フィルム１１は、例えばポリエチレンテレフタレートなどの耐熱性樹脂から成るのが好ましい。厚みは１０〜１００μｍ程度である。
【００２６】
金属箔１２ａは、配線基板１０における配線導体の一部を形成するための下地金属となるものであり、良導電性金属から成るのが好ましく、本例においては銅箔を用いる。金属箔１２ａの厚みは１〜３５μｍ程度である。なお、金属箔１２ａと支持フィルム１１とは、例えば粘着層（不図示）を介して保持されている。
【００２７】
金属枠１３は、後述する配線基板１０用の積層体９を製造する際に、めっき用の電荷供給電極として使用するものであり、例えば銅などの良導電性金属から成るのが好ましい。厚みは１２〜３５μｍ程度である。
【００２８】
上記のような各材料を準備した後、プリプレグ１４の主面中央部上に支持フィルム付き金属箔１２を、支持フィルム１１がプリプレグ１４の主面と対向するように配置するとともに、プリプレグ１４の主面外周部上に金属枠１３を配置する。そして、これらを上下から０．５〜９ＭＰａの圧力でプレスしながら１３０〜２００℃の温度で３０〜１２０分間程度加熱することで支持基板２０が形成される。
【００２９】
次に図３（ｂ）に示すように、金属箔１２ａの上面に後述する配線導体２の形状に対応する開口を有するめっきレジスト１５を形成するとともに、第１導体層２ａを形成する。めっきレジスト１５は感光性の樹脂フィルムにフォトリソグラフィー技術を採用して露光、現像処理することにより開口部を有するように形成される。第１導体層２ａは銅めっきから成り、例えば電解めっき法を用いることで金属箔１２ａ上におよそ５〜１０μｍの厚みに被着させる。
【００３０】
次に図３（ｃ）に示すように、めっきレジスト１５の開口部から露出する第１導体層２ａの表面に、第２導体層２ｂ形成する。第２導体層２ｂは、モリブデンから成り、例えばスパッタリング法を用いることで第１導体層２ａの表面およびめっきレジスト１５上におよそ２〜３μｍの厚みのモリブデン薄膜を被着させた後、めっきレジスト１５上のモリブデン薄膜を例えばベルト研磨機やロール研磨機を用いて除去することにより形成される。このとき、モリブデン薄膜の厚みが２μｍより小さいと配線導体２の熱膨張係数を小さくする効果が小さくなる。また３μｍを超える厚みであると、モリブデン薄膜の形成に長時間を要し、配線基板の製造効率が著しく低下してしまう
【００３１】
次に、図３（ｄ）に示すように、めっきレジスト１５の開口部から露出する第２導体層２ｂの表面に、第３導体層２ｃを形成する。第３導体層２ｃは、銅めっきから成り、例えば電解めっき法を用いることで第２導体層２ｂの表面におよそ５〜１０μｍの厚みに被着させる。第３導体層２ｃを形成した後、めっきレジスト１５を除去する。
【００３２】
次に図３（ｅ）に示すように、支持フィルム付き銅箔１２が積層されている側の支持基板２０の上面に絶縁層１ａを積層するとともに、先に形成した第３導体層２ｃの一部を露出させるビアホール４を、例えばレーザ加工により形成する。絶縁層１ａは、例えばエポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂などの熱硬化性樹脂にシリカなどの無機絶縁性フィラーを分散させた電気絶縁材料から成る。なお、ビアホール４を形成した後は、ビアホール４内に露出した第３導体層２ｃの一部の表面を、例えば過硫酸ソーダなどの酸性液で洗浄処理することが好ましい。これらの処理をすることにより、ビアホール４内の第３導体層２ｃおよびビアホール４内壁と、後述するビア導体５との密着を強固なものとすることができる。
【００３３】
次に、絶縁層１ａの上面およびビアホール４内および表面に、無電解銅めっき膜（不図示）を０．１〜１．０μｍ程度の厚みに被着させた後、図４（ｆ）に示すように、無電解銅めっき膜の表面に配線導体２に対応した開口部を有するめっきレジスト１６を形成するとともに、開口部から露出した無電解銅めっき膜表面に、第１導体層２ａを形成する。めっきレジスト１６は感光性の樹脂フィルムにフォトリソグラフィー技術を採用して露光、現像処理することにより開口部を有するように形成される。第１導体層２ａは銅めっきから成り、例えば電解めっき法を用いることで無電解銅めっき膜上におよそ５〜１０μｍの厚みに被着させる。
【００３４】
次に、図４（ｇ）に示すように、めっきレジスト１６の開口部から露出する第１導体層２ａの表面に、第２導体層２ｂを形成する。第２導体層２ｂは、モリブデンから成り、例えばスパッタリング法を用いることで第１導体層２ａの表面およびめっきレジスト１６上におよそ２〜３μｍの厚みのモリブデン薄膜を被着させた後、めっきレジスト１６上のモリブデン薄膜を例えばベルト研磨機やロール研磨機を用いて除去することにより形成される。このとき、モリブデン薄膜の厚みが２μｍより小さいと配線導体２の熱膨張係数を小さくする効果が小さくなる。また３μｍを超える厚みであると、モリブデン薄膜の形成に長時間を要し、配線基板の製造効率が著しく低下してしまう。
【００３５】
次に、図４（ｈ）に示すように、めっきレジスト１６の開口部から露出する第２導体層２ｂの表面に、第３導体層２ｃを形成する。第３導体層２ｃは、銅めっきから成り、例えば電解めっき法を用いることで第２導体層２ｂの表面におよそ５〜１０μｍの厚みに被着させる。
【００３６】
このようにして第３導体層２ｃを形成した後、図４（ｉ）に示すようにめっきレジスト１６を剥離した後、絶縁層１ａの表面に露出する無電解銅めっき膜をエッチングにより除去することで、配線導体２を形成する。
【００３７】
以降は、図４（ｊ）に示すように、次層の絶縁層１ａおよび配線導体２を順次積層し、さらにその上面にソルダーレジスト層３を形成することで、積層体９が形成される。ソルダーレジスト層３はエポキシ樹脂やポリイミド樹脂などの熱硬化性樹脂を含有する電気絶縁材料から成る。
【００３８】
次に、図５（ｋ）に示す鎖線に沿う位置で、金属枠１３の内側領域に位置する積層体９および支持基板２０を切断する。このとき、支持基板２０に積層された支持フィルム付き金属箔１２の周端部も切断することで、支持フィルム１１と金属箔１２ａとの界面から積層体９と支持基板２０とを分離することが容易になる。このような切断は、例えばダイシングやルーター装置を用いて行う。
【００３９】
次に、図５（ｌ）に示すように、切り出した積層体９を支持フィルム１１から分離する。この分離の際には、支持フィルム１１上に、金属箔１２ａが、例えば粘着層（不図示）を介して保持されているだけなので支持フィルム１１と金属箔１２ａとの間を引き剥がすだけで積層体９を破損することなく簡単に分離できる。
【００４０】
次に、図５（ｍ）に示すように、金属箔１２ａをエッチングなどにより除去することで、先に形成した配線導体２を積層体９の下面に露出させる。そして、最後に配線導体２の一部を露出させる開口部を有するソルダーレジスト層３を被着させることで、配線基板１０が形成される。
【００４１】
このように、本例の製造方法により形成された配線基板１０によると、配線導体２が、銅から成る第１導体層２ａとモリブデンから成る第２導体層２ｂと銅から成る第３導体層２ｃとが順次積層されて形成されており、第２導体層２ｂを形成するモリブデンの熱膨張係数が第１導体層２ａおよび第３導体層２ｃを形成する銅めっきの熱膨張係数よりも小さく、またモリブデンの弾性率が銅の弾性率よりも大きいことから、銅のみから成る配線導体よりも熱膨張係数が小さくなる。このため配線基板１０全体としての熱膨張係数はおよそ１５ｐｐｍ／Ｋ程度に抑制することができる。これにより、配線基板１０と半導体素子Ａとの熱膨張係数の差を小さくして、半導体素子接続パッド６と半導体素子Ａの電極Ｂとの接続部での大きな位置ズレやクラックの発生がなく、半導体素子Ａとの電気的接続信頼性が高い配線基板１０を提供することができる。
【００４２】
なお、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば、種々の変更は可能であり、例えば上述の一例では、第２導体層２ｂとしてモリブデンから成る金属材料を採用したが、第２の導体層２ｂを形成する金属材料として、モリブデンに代えてタングステンを用いることができ、更にはモリブデンやタングステンを含む合金を用いることもできる。さらに上述の一例では、絶縁層１ａとしてエポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂などの熱硬化性樹脂にシリカなどの無機絶縁性フィラーを分散させた電気絶縁材料を用いたが、絶縁層１ａとしては、ガラスクロスやアラミドクロスなど繊維シートにエポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂など熱硬化性樹脂を含浸させた電気絶縁材料を用いても良い。
【符号の説明】
【００４３】
１ａ 絶縁層
２ 配線導体
２ａ 第１導体層
２ｂ 弟２導体層
２ｃ 第３導体層
１０ 配線基板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子を搭載するための配線基板およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体集積回路素子等の半導体素子を搭載するための小型の多層配線基板として、例えば図６に示すように、厚みが０．２〜２．０ｍｍ程度のガラスクロス入りの樹脂から成る樹脂板３１の両面に銅箔から成るコア用の配線導体３２を形成するとともに、これらの両面のコア用の配線導体３２同士を樹脂板３１に設けたスルーホール導体３４により接続して成るコア基板３３の両面に、厚みが３０〜５０μｍ程度の樹脂から成る絶縁層３５と厚みが１５〜２５μｍ程度の銅から成る配線導体３６とをビルドアップ法により交互に多層に積層して成る配線基板３０が知られている。この配線基板３０は、上下のコア用の配線導体３２がスルーホール導体３４により接続されたコア基板３３の両面に、厚みが３０〜５０μｍ程度の樹脂から成る絶縁層３５と厚みが１５〜２５μｍ程度の銅から成る配線導体３６とをビルドアップ法により交互に多層に積層することから、小型で高密度配線の多層配線基板を提供することができる。
【０００３】
しかしながら、この従来の配線基板３０においては、厚みが０．２〜２．０ｍｍのガラスクロス入りの樹脂から成る樹脂板３１を備えるコア基板３３の両面に、厚みが３０〜５０μｍ程度の樹脂から成る絶縁層３５と厚みが１５〜２５μｍ程度の銅から成る配線導体３６とを積層することから、コア基板３３の厚みが妨げとなって配線基板３０の更なる薄型化を図ることが困難であった。
【０００４】
そこで近年、薄型化を実現することが可能な高密度配線の配線基板として、上述したような厚みが０．２〜２．０ｍｍ程度のガラスクロス入りの樹脂から成る樹脂板を備えたコア基板を用いずに、図７に示すような、例えば厚みが３０〜５０μｍ程度の樹脂から成る絶縁層２１と厚みが１５〜２５μｍ程度の銅から成る配線導体２２とのみを多層に積層することで薄型で高密度配線を可能とした、いわゆるコアレスの配線基板２０が登場してきた。このコアレスの配線基板２０は、その上面に半導体素子Ａの電極Ｂに半田を介して接続される半導体素子接続パッド２３が配線導体２２の一部により形成されているとともに下面には外部の電気回路基板の配線導体に半田を介して接続される外部接続パッド２４が配線導体２２の一部により形成されている。そして、半導体素子接続パッド２３上に半田を介して半導体素子Ａの電極Ｂを載置するとともに、半田をリフロー処理することにより半導体素子Ａが配線基板２０上に搭載される。なお、このようなコアレスの配線基板２０は、例えばガラス板や樹脂板、金属板等の剛性を有する平坦な支持基板の片面または両面に、厚みが３０〜５０μｍ程度の樹脂から成る絶縁層２１と厚みが１５〜２５μｍ程度の銅から成る配線導体２２とをビルドアップ法により交互に多層に積層した後、その絶縁層２１と配線導体２２との積層体を支持基板から分離することにより製造される。
【０００５】
しかしながら、このようなコアレスの配線基板２０は、薄型化に対しては有利であるものの、配線基板としての熱膨張係数が従来のコア基板３３を用いた配線基板３０と比較して大きくなる傾向にある。そのため、このコアレス配線基板２０に搭載される半導体素子Ａとの間で両者の熱膨張係数の相違に起因して両者の接続部に大きな位置ずれやクラックが生じやすく、半導体素子Ａと配線基板２０との接続信頼性が低いという問題点を有していた。これは、従来のコア基板３３を用いた配線基板３０においては、コア基板３３上の絶縁層３５の熱膨張係数が４０〜５０ｐｐｍ／Ｋ程度であり、配線導体３６の熱膨張係数が１７ｐｐｍ／Ｋ程度と大きいものの、コア基板３３の熱膨張係数がガラスクロスの影響で８〜１２ｐｐｍ／Ｋ程度と小さいとともにコア基板３３上に積層された絶縁層３５と配線導体３６とがコア基板３３と比較してはるかに薄いことから、全体としての熱膨張係数はコア基板３３の熱膨張係数に強く支配されて１０〜１５ｐｐｍ／Ｋ程度となるのに対して、コアレスの配線基板２０においては、熱膨張係数の小さいコア基板が無く、その影響を受けないことから熱膨張係数が大きな絶縁層２１と配線導体２２とのみが複合した熱膨張係数になるためである。この場合、銅の弾性率がおよそ１３０ＧＰａであり、樹脂の弾性率が３〜２０ＧＰａであるので、弾性率の高い銅の熱膨張係数が支配的になり、全体としての熱膨張係数としては、２０ｐｐｍ／Ｋ程度となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−３８１３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、例えばコアレス配線基板において熱膨張係数の増大を抑制し、半導体素子との熱膨張係数の差を小さくすることで、半導体素子接続パッドと半導体素子の電極との接続部での大きな位置ズレやクラックの発生を低減し、半導体素子との電気的接続信頼性が高い配線基板およびその製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の配線基板は、絶縁層と、絶縁層上に形成された配線導体とを有する配線基板であって、配線導体は、順次積層された第１導体層と第２導体層と第３導体層とを具備し、第１および第３導体層は、第１の熱膨張係数を有する第1の金属材料から成り、第２導体層は、第１の熱膨張係数よりも小さな第２の熱膨張係数を有する第２の金属材料から成ることを特徴とする。
【０００９】
本発明の配線基板の製造方法は、絶縁層を準備する工程と、絶縁層上に、第１の熱膨張係数を有する第１の金属材料から成る第１導体層を配線導体に対応するパターンに被着する工程と、第１導体層上に第１の熱膨張係数よりも小さな第２の熱膨張係数を有する第２の金属材料から成る第２導体層を被着する工程と、第２導体層上に第１の金属材料から成る第３導体層を被着する工程とを行なうことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の配線基板によれば、第１の熱膨張係数を有する第１の金属材料から成る第１導体層と第３導体層との間に第１の熱膨張係数よりも小さな第２の熱膨張係数を有する第２導体層を介在させることで、第１の金属材料のみから成る配線導体に比べて小さな熱膨張係数の配線導体を形成することができる。これによれば、例えば、コアレスの配線基板の熱膨張係数を強く支配する配線導体の熱膨張係数を低減することでコアレスの配線基板の熱膨張係数の増大を抑制し、コアレスの配線基板と半導体素子との熱膨張係数の差を小さくすることが可能となる。したがって、配線基板と半導体素子との熱膨張係数の相違による半導体素子接続パッドと半導体素子の電極との接続部での大きな位置ズレやクラック発生を低減し、半導体素子との電気的接続信頼性が高い配線基板を提供できる。
【００１１】
また、本発明の配線基板の製造方法によれば、絶縁層上に第１の熱膨張係数を有する第１の金属材料から成る第１導体層を形成した後、第１導体層上に第１の熱膨張係数よりも小さな熱膨張係数を有する第２の金属材料から成る第２導体層を形成し、さらに第２導体層上に第１の金属材料から成る第３導体層を形成することで、第１の金属材料のみから成る配線導体に比べて小さな熱膨張係数の配線導体を形成することができる。これによれば、例えば、コアレスの配線基板の熱膨張係数を強く支配する配線導体の熱膨張係数を低減することでコアレスの配線基板の熱膨張係数の増大を抑制し、コアレスの配線基板と半導体素子との熱膨張係数の差を小さくすることが可能となる。したがって、コアレスの配線基板と半導体素子との熱膨張係数の相違による半導体素子接続パッドと半導体素子の電極との接続部での大きな位置ズレやクラック発生を低減し、半導体素子との電気的接続信頼性が高い配線基板を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は本発明の配線基板の実施の形態の一例を示す概略断面図である。
【図２】図２は図１に示す配線基板の要部拡大断面図である。
【図３】図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）は本発明の配線基板の製造方法の実施形態の一例を示す概略断面図である。
【図４】図４（ｆ）、（ｇ）、（ｈ）、（ｉ）、（ｊ）は本発明の配線基板の製造方法の実施形態の一例を示す概略断面図である。
【図５】図５（ｋ）、（ｌ）、（ｍ）は本発明の配線基板の製造方法の実施形態の一例を示す概略断面図である。
【図６】図６はコア基板を有する従来の配線基板の一例を示す概略断面図である。
【図７】図７は従来のコアレスの配線基板の一例を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
次に、本発明の配線基板およびその製造方法の実施形態の一例を図１、図２、図３、図４、図５を基にして詳細に説明する。
【００１４】
図１は、本発明の配線基板の実施形態の一例を示す概略断面図である。図１に示すように、本例の配線基板１０は、例えば３層の絶縁層１ａが積層された絶縁基板１の上下面および各絶縁層１ａの間に配線導体２が配設されており、更に絶縁基板１の上下面にソルダーレジスト層３が被着されている。
【００１５】
絶縁層１ａは、例えばエポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂などの熱硬化性樹脂に酸化ケイ素粉末等の無機絶縁フィラーを分散させて熱硬化させた電気絶縁材料から形成されている。なお、絶縁層１ａは、熱膨張係数が４０〜５０ｐｐｍ／Ｋ程度であり、弾性率が３〜２０ＧＰａ程度である。絶縁層１ａの厚みは、それぞれ３０〜５０μｍ程度である。絶縁層１ａには、直径が５０〜１００μｍ程度の複数のビアホール４がレーザ加工により形成されている。そして、これらのビアホール４内には、絶縁層１ａを挟んで上下に位置する配線導体２同士を接続するビア導体５が被着されている。このように、絶縁層１ａを挟んで上下に位置する配線導体２同士がビアホール４内のビア導体５を介して電気的に接続されることにより立体的な高密度配線が実現される。なお、ビア導体５は、配線導体２の一部から形成されており、これらの配線導体２は各絶縁層１ａの表面およびビアホール４内に、後述する複合金属層を所定のパターンに被着することによって形成されている。
【００１６】
ソルダーレジスト層３はエポキシ樹脂やポリイミド樹脂などの熱硬化性樹脂を含有する電気絶縁材料からなる。絶縁基板１の上面側に設けられたソルダーレジスト層３には、絶縁基板１上面の配線導体２の一部を露出させる開口部３ａが設けられており、下面側に設けられたソルダーレジスト層３には、絶縁基板１下面の配線導体２の一部を露出させる開口部３ｂが設けられている。
【００１７】
絶縁基板１の上面側に設けられたソルダーレジスト層３の開口部３ａから露出する配線導体２の一部は半導体素子Ａの電極Ｂと接続される半導体素子接続パッド６を形成している。他方、絶縁基板１の下面側に設けられたソルダーレジスト層３の開口部３ｂから露出する配線導体２の一部は、他の回路基板に接続するための外部接続パッド７を形成している。そして、半導体素子Ａをこの配線基板１０に搭載するときは、半導体素子接続パッド６上に半田バンプ（不図示）を溶着しておき、半導体素子Ａの電極Ｂをこの半田バンプに載せてリフロー処理を行うことにより半導体素子Ａの電極Ｂと半導体素子接続パッド６とを半田バンプを介して接続する方法が採用されている。また、半導体素子Ａが搭載された配線基板１０を他の回路基板に接続するときは、外部接続パッド７上に半田ボール（不図示）を溶着しておき、この半田ボールを回路基板上の接続パッド上に載せてリフロー処理する方法が採用される。なお、ソルダーレジスト層３は、配線基板１０と半導体素子Ａを接続するときや、配線基板１０を回路基板に接続するときなどのリフロー処理時の熱から絶縁基板１と配線導体２とを保護するために被覆される。
【００１８】
そして、本例の配線基板１０においては、図２に要部拡大断面図で示すように、配線導体２は、それぞれ絶縁層１ａ上に順次積層された第１導体層２ａ、第２導体層２ｂ、第３導体層２ｃの３層の導体層が積層された複合金属層から形成されている。第１導体層２ａは銅から成り、絶縁層１ａ上に被着された図示しない下地金属層上に電解銅めっき層を被着させることにより形成されている。第１導体層２ａの厚みは、下地金属層を含んで５〜１０μｍ程度である。なお、下地金属層としては、厚みが０．１〜１μｍ程度の無電解銅めっき層が好適に採用される。第２導体層２ｂはモリブデンから成り、第１導体層２ａの上に例えばスパッタによりモリブデン薄膜を析出させることにより形成されている。第２導体層２ｂの厚みは２〜３μｍ程度である。第３導体層２ｃは第１導体層２ａと同様の銅から成り、第２導体層２ｃの上に電解銅めっき層を被着させることにより形成されている。第３導体層２ｃの厚みは５〜１０μｍ程度であり、第１導体層２ａの厚みと実質的に同じ厚みであることが好ましい。
【００１９】
ところで本発明においては、第１導体層２ａおよび第３導体層２ｃを形成する銅の熱膨張係数が１７ｐｐｍ／Ｋ程度であるのに対して、第２導体層２ｂを形成するモリブデンの熱膨張係数は５ｐｐｍ／Ｋ程度と小さい。また、第１導体層２ａおよび第３導体層２ｃを形成する銅の弾性率がおよそ１３０ＧＰａ程度であるのに対して、第２導体層２ｂを形成するモリブデンの弾性率はおよそ３２０ＧＰａ程度と大きい。本発明においては、このように第１導体層２ａおよび第３導体層２ｃの熱膨張係数よりも第２導体層２ｂの熱膨張係数が小さいことが重要であり、更には第２導体層２ｂの弾性率が第１導体層２ａおよび第３導体層２ｃの弾性率よりも大きいことが好ましい。このように、第２導体層２ｂを形成するモリブデンの熱膨張係数が第１導体層２ａおよび第３導体層２ｃを形成する銅よりも小さく、弾性率が大きいことから、各配線導体２の熱膨張係数としては、銅のみから成る場合よりも小さくなる。具体的には、例えば第１導体層２ａおよび第３導体層２ｃの厚みがそれぞれ５〜１０μｍであり、第２導体層２ｂの厚みが２〜３μｍである場合、配線導体２の熱膨張係数は１４〜１５ｐｐｍ／Ｋ程度となる。
【００２０】
本例の場合、配線導体２を構成する銅およびモリブデンの弾性率がそれぞれおよそ１３０ＧＰａ、３２０ＧＰａであり、絶縁層１ａの弾性率の３〜２０ＧＰａに比べて高いので、銅およびモリブデンから成る配線導体２の熱膨張係数が支配的になり、例えば第１導体層２ａおよび第３導体層２ｃの厚みがそれぞれ６μｍであり、第２導体層２ｂの厚みが２μｍ、絶縁層１ａの熱膨張係数が４６ｐｐｍ／Ｋで厚みが３３μｍである場合、配線基板１０全体としての熱膨張係数はおよそ１５ｐｐｍ／Ｋ程度になる。
【００２１】
このように、本例の配線基板１０によると、配線導体２が、銅から成る第１導体層２ａとモリブデンから成る第２導体層２ｂと銅から成る第３導体層２ｃとが順次積層されて形成されており、第２導体層２ｂを形成するモリブデンの熱膨張係数が第１導体層２ａおよび第３導体層２ｃを形成する銅の熱膨張係数よりも小さく、また、モリブデンの弾性率が銅の弾性率よりも大きいことから、銅のみから成る配線導体よりも熱膨張係数が小さくなる。このため配線基板１０全体としての熱膨張係数はおよそ１５ｐｐｍ／Ｋ程度の小さい値に抑制することができる。これにより、配線基板１０と半導体素子Ａとの熱膨張係数の差を小さくして、半導体素子接続パッド６と半導体素子Ａの電極Ｂとの接続部での大きな位置ズレやクラックの発生がなく、半導体素子Ａとの電気的接続信頼性が高い配線基板１０を提供することができる。
【００２２】
次に、本発明の配線基板の製造方法の一例について、図３、図４、図５を基にして詳細に説明する。
【００２３】
まず、図３（ａ）に示すように、プリプレグ１４の上面に支持フィルム１１と金属箔１２ａとが分離容易な支持フィルム付き金属箔１２と、金属枠１３とを配置して加熱加圧することにより形成した支持基板２０を準備する。
【００２４】
プリプレグ１４は支持基板２０の上に後述する配線基板１０用の積層体９を製造する際に、積層体９を必要な平坦度を維持して支持するための基礎部分となるものである。プリプレグ１４は、例えばガラス繊維にエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂を含浸させて半硬化状態としたもので、厚みは０．２〜２．０ｍｍ程度である。
【００２５】
支持フィルム１１は金属箔１２ａの破れや皺を防止するとともに、取扱いを容易とするためのものである。支持フィルム１１は、例えばポリエチレンテレフタレートなどの耐熱性樹脂から成るのが好ましい。厚みは１０〜１００μｍ程度である。
【００２６】
金属箔１２ａは、配線基板１０における配線導体の一部を形成するための下地金属となるものであり、良導電性金属から成るのが好ましく、本例においては銅箔を用いる。金属箔１２ａの厚みは１〜３５μｍ程度である。なお、金属箔１２ａと支持フィルム１１とは、例えば粘着層（不図示）を介して保持されている。
【００２７】
金属枠１３は、後述する配線基板１０用の積層体９を製造する際に、めっき用の電荷供給電極として使用するものであり、例えば銅などの良導電性金属から成るのが好ましい。厚みは１２〜３５μｍ程度である。
【００２８】
上記のような各材料を準備した後、プリプレグ１４の主面中央部上に支持フィルム付き金属箔１２を、支持フィルム１１がプリプレグ１４の主面と対向するように配置するとともに、プリプレグ１４の主面外周部上に金属枠１３を配置する。そして、これらを上下から０．５〜９ＭＰａの圧力でプレスしながら１３０〜２００℃の温度で３０〜１２０分間程度加熱することで支持基板２０が形成される。
【００２９】
次に図３（ｂ）に示すように、金属箔１２ａの上面に後述する配線導体２の形状に対応する開口を有するめっきレジスト１５を形成するとともに、第１導体層２ａを形成する。めっきレジスト１５は感光性の樹脂フィルムにフォトリソグラフィー技術を採用して露光、現像処理することにより開口部を有するように形成される。第１導体層２ａは銅めっきから成り、例えば電解めっき法を用いることで金属箔１２ａ上におよそ５〜１０μｍの厚みに被着させる。
【００３０】
次に図３（ｃ）に示すように、めっきレジスト１５の開口部から露出する第１導体層２ａの表面に、第２導体層２ｂ形成する。第２導体層２ｂは、モリブデンから成り、例えばスパッタリング法を用いることで第１導体層２ａの表面およびめっきレジスト１５上におよそ２〜３μｍの厚みのモリブデン薄膜を被着させた後、めっきレジスト１５上のモリブデン薄膜を例えばベルト研磨機やロール研磨機を用いて除去することにより形成される。このとき、モリブデン薄膜の厚みが２μｍより小さいと配線導体２の熱膨張係数を小さくする効果が小さくなる。また３μｍを超える厚みであると、モリブデン薄膜の形成に長時間を要し、配線基板の製造効率が著しく低下してしまう
【００３１】
次に、図３（ｄ）に示すように、めっきレジスト１５の開口部から露出する第２導体層２ｂの表面に、第３導体層２ｃを形成する。第３導体層２ｃは、銅めっきから成り、例えば電解めっき法を用いることで第２導体層２ｂの表面におよそ５〜１０μｍの厚みに被着させる。第３導体層２ｃを形成した後、めっきレジスト１５を除去する。
【００３２】
次に図３（ｅ）に示すように、支持フィルム付き銅箔１２が積層されている側の支持基板２０の上面に絶縁層１ａを積層するとともに、先に形成した第３導体層２ｃの一部を露出させるビアホール４を、例えばレーザ加工により形成する。絶縁層１ａは、例えばエポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂などの熱硬化性樹脂にシリカなどの無機絶縁性フィラーを分散させた電気絶縁材料から成る。なお、ビアホール４を形成した後は、ビアホール４内に露出した第３導体層２ｃの一部の表面を、例えば過硫酸ソーダなどの酸性液で洗浄処理することが好ましい。これらの処理をすることにより、ビアホール４内の第３導体層２ｃおよびビアホール４内壁と、後述するビア導体５との密着を強固なものとすることができる。
【００３３】
次に、絶縁層１ａの上面およびビアホール４内および表面に、無電解銅めっき膜（不図示）を０．１〜１．０μｍ程度の厚みに被着させた後、図４（ｆ）に示すように、無電解銅めっき膜の表面に配線導体２に対応した開口部を有するめっきレジスト１６を形成するとともに、開口部から露出した無電解銅めっき膜表面に、第１導体層２ａを形成する。めっきレジスト１６は感光性の樹脂フィルムにフォトリソグラフィー技術を採用して露光、現像処理することにより開口部を有するように形成される。第１導体層２ａは銅めっきから成り、例えば電解めっき法を用いることで無電解銅めっき膜上におよそ５〜１０μｍの厚みに被着させる。
【００３４】
次に、図４（ｇ）に示すように、めっきレジスト１６の開口部から露出する第１導体層２ａの表面に、第２導体層２ｂを形成する。第２導体層２ｂは、モリブデンから成り、例えばスパッタリング法を用いることで第１導体層２ａの表面およびめっきレジスト１６上におよそ２〜３μｍの厚みのモリブデン薄膜を被着させた後、めっきレジスト１６上のモリブデン薄膜を例えばベルト研磨機やロール研磨機を用いて除去することにより形成される。このとき、モリブデン薄膜の厚みが２μｍより小さいと配線導体２の熱膨張係数を小さくする効果が小さくなる。また３μｍを超える厚みであると、モリブデン薄膜の形成に長時間を要し、配線基板の製造効率が著しく低下してしまう。
【００３５】
次に、図４（ｈ）に示すように、めっきレジスト１６の開口部から露出する第２導体層２ｂの表面に、第３導体層２ｃを形成する。第３導体層２ｃは、銅めっきから成り、例えば電解めっき法を用いることで第２導体層２ｂの表面におよそ５〜１０μｍの厚みに被着させる。
【００３６】
このようにして第３導体層２ｃを形成した後、図４（ｉ）に示すようにめっきレジスト１６を剥離した後、絶縁層１ａの表面に露出する無電解銅めっき膜をエッチングにより除去することで、配線導体２を形成する。
【００３７】
以降は、図４（ｊ）に示すように、次層の絶縁層１ａおよび配線導体２を順次積層し、さらにその上面にソルダーレジスト層３を形成することで、積層体９が形成される。ソルダーレジスト層３はエポキシ樹脂やポリイミド樹脂などの熱硬化性樹脂を含有する電気絶縁材料から成る。
【００３８】
次に、図５（ｋ）に示す鎖線に沿う位置で、金属枠１３の内側領域に位置する積層体９および支持基板２０を切断する。このとき、支持基板２０に積層された支持フィルム付き金属箔１２の周端部も切断することで、支持フィルム１１と金属箔１２ａとの界面から積層体９と支持基板２０とを分離することが容易になる。このような切断は、例えばダイシングやルーター装置を用いて行う。
【００３９】
次に、図５（ｌ）に示すように、切り出した積層体９を支持フィルム１１から分離する。この分離の際には、支持フィルム１１上に、金属箔１２ａが、例えば粘着層（不図示）を介して保持されているだけなので支持フィルム１１と金属箔１２ａとの間を引き剥がすだけで積層体９を破損することなく簡単に分離できる。
【００４０】
次に、図５（ｍ）に示すように、金属箔１２ａをエッチングなどにより除去することで、先に形成した配線導体２を積層体９の下面に露出させる。そして、最後に配線導体２の一部を露出させる開口部を有するソルダーレジスト層３を被着させることで、配線基板１０が形成される。
【００４１】
このように、本例の製造方法により形成された配線基板１０によると、配線導体２が、銅から成る第１導体層２ａとモリブデンから成る第２導体層２ｂと銅から成る第３導体層２ｃとが順次積層されて形成されており、第２導体層２ｂを形成するモリブデンの熱膨張係数が第１導体層２ａおよび第３導体層２ｃを形成する銅めっきの熱膨張係数よりも小さく、またモリブデンの弾性率が銅の弾性率よりも大きいことから、銅のみから成る配線導体よりも熱膨張係数が小さくなる。このため配線基板１０全体としての熱膨張係数はおよそ１５ｐｐｍ／Ｋ程度に抑制することができる。これにより、配線基板１０と半導体素子Ａとの熱膨張係数の差を小さくして、半導体素子接続パッド６と半導体素子Ａの電極Ｂとの接続部での大きな位置ズレやクラックの発生がなく、半導体素子Ａとの電気的接続信頼性が高い配線基板１０を提供することができる。
【００４２】
なお、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば、種々の変更は可能であり、例えば上述の一例では、第２導体層２ｂとしてモリブデンから成る金属材料を採用したが、第２の導体層２ｂを形成する金属材料として、モリブデンに代えてタングステンを用いることができ、更にはモリブデンやタングステンを含む合金を用いることもできる。さらに上述の一例では、絶縁層１ａとしてエポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂などの熱硬化性樹脂にシリカなどの無機絶縁性フィラーを分散させた電気絶縁材料を用いたが、絶縁層１ａとしては、ガラスクロスやアラミドクロスなど繊維シートにエポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂など熱硬化性樹脂を含浸させた電気絶縁材料を用いても良い。
【符号の説明】
【００４３】
１ａ 絶縁層
２ 配線導体
２ａ 第１導体層
２ｂ 弟２導体層
２ｃ 第３導体層
１０ 配線基板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁層と、該絶縁層上に形成された配線導体とを有する配線基板であって、前記配線導体は、順次積層された第１導体層と第２導体層と第３導体層とを具備し、前記第１および第３導体層は、第１の熱膨張係数を有する第1の金属材料から成り、前記第２導体層は、前記第１の熱膨張係数よりも小さな第２の熱膨張係数を有する第２の金属材料から成ることを特徴とする配線基板。
【請求項２】
前記第２の金属材料の弾性率が前記第１の金属材料の弾性率よりも大きいことを特徴とする請求項１記載の配線基板。
【請求項３】
前記第１の金属材料が銅から成り、前記第２の金属材料がモリブデンまたはタングステンから成ることを特徴とする請求項２記載の配線基板。
【請求項４】
前記第１導体層および第３導体層の厚みがそれぞれ５〜１０μｍであり、前記第２導体層の厚みが２〜３μｍであることを特徴とする請求項３に記載の配線基板。
【請求項５】
絶縁層を準備する工程と、前記絶縁層上に、第１の熱膨張係数を有する第１の金属材料から成る第１導体層を配線導体に対応するパターンに被着する工程と、前記第１導体層上に前記第１の熱膨張係数よりも小さな第２の熱膨張係数を有する第２の金属材料から成る第２導体層を被着する工程と、前記第２導体層上に前記第１の金属材料から成る第３導体層を被着する工程とを行なうことを特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項６】
前記第２の金属材料の弾性率が前記第１の金属材料の弾性率より大きいことを特徴とする請求項５記載の配線基板の製造方法。
【請求項７】
前記第１の金属材料が銅から成り、前記第２の金属材料がモリブデンまたはタングステンから成ることを特徴とする請求項６記載の配線基板の製造方法。
【請求項８】
前記第１導体層および第３導体層をそれぞれ５〜１０μｍの厚みで被着するとともに、前記第２導体層を２〜３μｍの厚みで被着することを特徴とする請求項７記載の配線基板の製造方法。
【請求項１】
絶縁層と、該絶縁層上に形成された配線導体とを有する配線基板であって、前記配線導体は、順次積層された第１導体層と第２導体層と第３導体層とを具備し、前記第１および第３導体層は、第１の熱膨張係数を有する第1の金属材料から成り、前記第２導体層は、前記第１の熱膨張係数よりも小さな第２の熱膨張係数を有する第２の金属材料から成ることを特徴とする配線基板。
【請求項２】
前記第２の金属材料の弾性率が前記第１の金属材料の弾性率よりも大きいことを特徴とする請求項１記載の配線基板。
【請求項３】
前記第１の金属材料が銅から成り、前記第２の金属材料がモリブデンまたはタングステンから成ることを特徴とする請求項２記載の配線基板。
【請求項４】
前記第１導体層および第３導体層の厚みがそれぞれ５〜１０μｍであり、前記第２導体層の厚みが２〜３μｍであることを特徴とする請求項３に記載の配線基板。
【請求項５】
絶縁層を準備する工程と、前記絶縁層上に、第１の熱膨張係数を有する第１の金属材料から成る第１導体層を配線導体に対応するパターンに被着する工程と、前記第１導体層上に前記第１の熱膨張係数よりも小さな第２の熱膨張係数を有する第２の金属材料から成る第２導体層を被着する工程と、前記第２導体層上に前記第１の金属材料から成る第３導体層を被着する工程とを行なうことを特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項６】
前記第２の金属材料の弾性率が前記第１の金属材料の弾性率より大きいことを特徴とする請求項５記載の配線基板の製造方法。
【請求項７】
前記第１の金属材料が銅から成り、前記第２の金属材料がモリブデンまたはタングステンから成ることを特徴とする請求項６記載の配線基板の製造方法。
【請求項８】
前記第１導体層および第３導体層をそれぞれ５〜１０μｍの厚みで被着するとともに、前記第２導体層を２〜３μｍの厚みで被着することを特徴とする請求項７記載の配線基板の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−１７８４８１（Ｐ２０１２−１７８４８１Ａ）
【公開日】平成２４年９月１３日（２０１２．９．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−４１０４７（Ｐ２０１１−４１０４７）
【出願日】平成２３年２月２８日（２０１１．２．２８）
【出願人】（３０４０２４８９８）京セラＳＬＣテクノロジー株式会社 (213)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月１３日（２０１２．９．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月２８日（２０１１．２．２８）
【出願人】（３０４０２４８９８）京セラＳＬＣテクノロジー株式会社 (213)
【Ｆターム（参考）】
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