專利名稱：連接基片及用該連接基片的多層布線板和半導體插件用基片和半導體插件以及它們的制 ...的制作方法
技術領域：
本發明涉及連接基片、及使用該連接基片的多層布線板和半導體插件用基片和半導體插件、以及它們的制造方法。
背景技術：
近年來，圍繞我們的社會環境伴隨著信息通訊網的進展發生了很大的變化。其中就有便攜型機器的發展，伴隨著小型·高功能化，其市場正在擴大。因而，要求半導體插件更小型化和能夠高密度地安裝它們的多層布線基片，可高密度布線的層間連接，即高密度多層化技術越來越重要。
作為主要的多層化方法，廣為人知的是將鉆頭開孔與電鍍過程組合起來的通孔連接，但由于遍及全部的層開孔，所以布線容納量受到限制。
另外，為了減少連接部的孔體積，反覆進行絕緣樹脂組合物層的形成一開孔一電路形成的組合技術正逐漸成為主流。該組合技術，大致區分為激光法和光刻法。激光法是在絕緣樹脂組合物層上對要開孔的地方進行激光照射的方法，另一方面，光刻法則是在絕緣樹脂組合物層上使用感光性的固化劑(光開始劑)，重復光掩模，進行曝光·顯像而形成孔。
另外，提出了以更低成本化·高密度化為目的的幾個層間連接的方法。其中，引人注目的是可以省略開孔和導電層電鍍工序的方法。該方法是如下的方法首先，以導電性糊的印刷方法在基片的布線上形成凸起後，配置處于B等級狀態的層間連接絕緣材料和金屬層，用壓力機使凸起貫穿插入成形樹脂內，與金屬層導通連接。該貫穿插入凸起的方法，也曾在學會或新聞上被發表，在印刷電路板業界廣被認知(大平洋等3人由新制法的印刷電路布線板提案，第9次電路實裝學術演講大會演講論文集，ISSN 0916-0043，15A-10，pp.55-56，(1995.3.14-16)，森崇浩等6人使用由凸起的層間連接技術的基片應用和微細化，第10次電路實裝學術演講大會演講論文集，ISSN 0916-0043，15A-09，pp.79-80、(1996.3.13-15)。
另外，開發了將電鍍的金屬線沿厚度方向埋入硅橡膠等彈性體的中的方法，作為連接2層導體的簡易的手段而被利用。
可是，現有技術中的激光法，絕緣材料的選擇范圍廣，不僅可以進行相鄰的層間開孔，甚至還可以進行直達相鄰的層的開孔，但是，為了除去激光照射而蒸發掉的樹脂渣滓，必須進行反拖尾(デスミア)處理，因而存在伴隨與孔數成比例的加工費增加的問題。
另外，光刻法可以利用歷來的布線板制造設備，一旦也要進行孔加工對可低成本化是有利的，但是存在難以使層間絕緣材料的析像度、和耐熱性及電路和絕緣樹脂組合物層間的粘接強度兼得的問題。
另外，由于凸起利用導電糊的印刷和電鍍等而形成，因此其形成精確度依存于印刷技術的限度，或者由電鍍形成的場合，抑制凸起高度的波動度，特別是在孔徑不同時，是困難的。進而，由導電糊形成的凸起機械強度小，擔心因壓力機的壓力會被破壞，在必須有開孔工序的場合，其連接可靠性也就變低。
另外，雖然將電鍍的金屬線沿厚度方向埋入硅橡膠等彈性體中而連接2層導體的方法是簡單的，但是將金屬線只埋入希望的連接處是困難的，呈格子狀埋入的場合，在不接觸的地方，金屬線成為多余。
發明內容
鑒于上述原因，本發明的目的在于，提供1)無須進行開孔工序就可以僅在必要的地方形成層間連接、2)可以形成強固的區域凸臺結構、3)可以形成連接可靠性優良的微細布線電路、4)機械熱的精確度優良、5)可以通過一起層積而形成多層化的連接基片、及使用該連接基片的多層布線板和半導體插件用基片和半導體插件、以及制造它們的方法。
即，本發明具有如下特征
(1)一種連接基片，其特征在于，由形成1或2以上的層的絕緣樹脂組合物層、和至少在連接導體電路的地方沿厚度方向貫穿該絕緣樹脂組合物層而形成的連接用導體構成。
(2)上述(1)所述的連接基片，其特征在于，至少在一個面上具有與連接用導體電接通的導體電路。
(3)上述(2)所述的連接基片，其特征在于，導體電路是金屬層。
(4)上述(1)～(3)任一項所述的連接基片，其特征在于，用金屬覆蓋連接用導體的露出部分。
(5)上述(1)～(4)任一項所述的連接基片，其特征在于，處于表里的最外層的絕緣樹脂組合物的一方或兩方主要由熱塑性樹脂構成。
(6)一種連接基片的制造方法，其特征在于，其包括以下工序選擇地除去由至少成為載體的第2金屬層和與該第2金屬層除去條件不同的第1金屬層構成的復合金屬層的該第1金屬層而形成連接用導體的工序，至少覆蓋連接用導體側面而形成1或2層以上的絕緣樹脂組合物層的工序，和為使連接用導體露出而研磨絕緣樹脂組合物層的工序。
(7)上述(6)所述的連接基片的制造方法，其特征在于，復合金屬層由第1金屬層、第2金屬層、及位于該第1金屬層和該第2金屬層的中間而與其除去條件不同的第3金屬層構成，選擇地除去第1金屬層而形成連接用導體后，選擇地除去該第3金屬層。
(8)上述(6)或(7)所述的連接基片的制造方法，其特征在于，對第2金屬層的形成絕緣樹脂組合物層的表面進行粗糙化處理。
(9)上述(6)～(8)任一項所述的連接基片的制造方法，其特征在于，還包括在為使連接用導體露出而研磨絕緣樹脂組合物層后，選擇地除去第2金屬層，形成導體電路的工序。
(10)上述(6)～(9)任一項所述的連接基片的制造方法，其特征在于，還包括在為使連接用導體露出而研磨絕緣樹脂組合物層后，在露出來的連接用導體的表面和/或連接用導體表面上形成的導體電路的表面上，再追加形成導體電路的工序。
(11)上述(6)～(10)任一項所述的連接基片的制造方法，其特征在于，為了覆蓋上述連接用導體放置至少由1枚以上的絕緣樹脂組合物構成的粘接劑片，通過加熱·加壓形成絕緣樹脂組合物層。
(12)上述(6)～(11)任一項所述的連接基片的制造方法，其特征在于，將形成連接用導體的復合金屬層的不形成該連接用導體的面側與面積比該面更大而且剛性高的支持基片的單面或者雙面互相朝向而放置，在規定的制造工序全部結束后使其從支持基片上脫離。
(13)一種多層布線板，其特征在于，從上述(1)～(5)任一項所述的連接基片中任意地選擇而得到的至少2個以上連接基片的各自連接用導體間或者連接用導體和導體電路，通過固相金屬擴散或熔融接合合金化而被導通連接，而且連接基片間用絕緣樹脂組合物機械地連接。
(14)上述(13)所述的多層布線板，其特征在于，上述連接基片的絕緣樹脂組合物層是液晶聚合物。
(15)一種多層布線板的制造方法，其特征在于，其包括以下工序將通過上述(6)～(12)任一種所述的連接基片的制造方法得到的至少2個以上的連接基片位置對合的工序，及通過加熱·加壓位置對合的各連接基片一起層積，使各個連接用導體間或者連接用導體和導體電路通過固相金屬擴散或者熔融接合合金化而導通連接，同時用絕緣樹脂組合物使連接基片間機械地連接的工序。
(16)上述(15)所述的多層布線板的制造方法，其特征在于，上述連接基片的絕緣樹脂組合物層使用液晶聚合物。
(17)上述(15)或(16)所述的多層布線板的制造方法，其特征在于，包括在加熱·加壓一起層積后進一步形成外層電路的工序。
(18)上述(15)～(17)任一項所述的多層布線板的制造方法，其特征在于，與連接基片同時一起層積具有導體電路和/或金屬箔的基片。
(19)一種半導體插件用基片，其特征在于，使用上述(13)或(14)所述的多層布線板，或者通過上述(15)～(18)任一項所述的制造方法而得到的多層布線板制造。
(20)上述(19)所述的半導體插件用基片，其特征在于，搭載半導體芯片的地方具有孔穴。
(21)一種半導體插件用基片的制造方法，其特征在于，包括上述(15)～(18)任一項所述的多層布線板的制造方法。
(22)上述(21)所述的半導體插件用基片的制造方法，其特征在于，還包括在搭載半導體芯片的地方形成孔穴的工序。
(23)一種半導體插件，其特征在于，使用上述(19)或(20)所述的半導體插件用基片而制造。
(24)一種半導體插件的制造方法，其特征在于，包括上述(21)或(22)所述的半導體插件用基片的制造方法。
(25)上述(24)所述的半導體插件的制造方法，其特征在于，還包括連接半導體芯片和導體電路的工序。
(26)上述(24)或(25)所述的半導體插件的制造方法，其特征在于，還包括用樹脂密封半導體芯片的工序。
本申請是伴隨根據由相同申請人在先提出的日本專利申請，即，特願2001-391799號(申請日2001年12月25日)、特願2002-126594號(申請日2002年4月26日)以及特願2002-230095號(申請日2002年8月7日)的優先權主張的申請，為了參照其的說明書，在這里將其編入。
圖1是說明本發明實施方式的剖面圖；圖2是表示本發明的連接基片的制造方法的一種方式的剖面圖；圖3是表示本發明實施方式的剖面圖；圖4是表示本發明的連接基片的制造方法的一種方式的剖面圖；圖5是表示一起層積本發明的連接基片而制造多層布線板的樣式的剖面圖；圖6是表示由本發明的連接基片制造半導體插件用基片和半導體插件的工序的一種方式的剖面圖；
圖7是在本發明實施例4中使用的連接電阻測定用圖案的樣式圖；圖8(a)、(b)是在本發明實施例4中使用的連接電阻測定試樣制作過程的剖面圖；圖9是表示在本發明實施例4中評價的連接電阻可靠性試驗結果的圖。
具體實施例方式
如圖1(a)所示，本發明的連接基片11是連接金屬箔101、102的基片，其結構是至少由絕緣樹脂組合物層121和連接用導體13構成，該連接用導體13至少在連接導體電路的地方沿厚度方向貫穿絕緣樹脂組合物層121而形成，從絕緣樹脂組合物層121的至少一個面上露出。連接用導體13的露出的狀態，既可以從絕緣樹脂組合物層121的表面突出，也可以從絕緣樹脂組合物層121的表面伸入到內部。前者可以在如后述那樣平坦地研磨后，追加新的金屬層112等而突出。后者，例如可以用銅的蝕刻液進行深腐蝕。
另外，如圖1(b)所示，本發明的連接基片也可以在絕緣樹脂組合物層121的一個面上具有導體電路103，如圖1(c)所示，該導電電路103也可以是金屬層111。優選的結構是，如圖1(d)所示，至少包括連接用導體13的露出部分的兩個面側用金屬112覆蓋。作為這樣的金屬例如可以舉出銅、銦、鋅、鉛、金、白金、鎳、鈀、錫等的金屬或者含有1種以上這些金屬的合金或者2層以上的金屬層。在連接2層以上導體電路時，從提高金屬間的連接可靠性出發，優選使它們進行固相金屬擴散在界面合金化，或者加熱·加壓在一起層積時的加熱溫度以下進行熔融接合。
以下，參照圖2說明本發明的連接基片的制造方法的一種方式。
選擇地除去由形成連接用導體的第1金屬層21和與第1金屬層21的除去條件不同的的第2金屬層22構成的復合金屬層24(圖2(a))的第1金屬層21，形成連接用導體13(圖2(b))。
這里，為了形成連接用導體13，優選第1金屬層21的厚度比希望的絕緣層厚度形成的厚。其厚的程度必須由其后工序的絕緣樹脂組合物層121的研磨工序中第1金屬層21被研磨除去的量來決定，優選在5～100μm的范圍內，厚度小于5μm時，則進行連接的導體電路的距離變小，導致絕緣性降低，厚度超過100μm時，則蝕刻除去金屬箔的不要的地方時的加工精度會降低而不佳。更優選在20～80μm的范圍內。
另外，第2金屬層22的厚度優選在5～100μm的范圍內。厚度小于5μm時，則機械的強度會降低，選擇地蝕刻除去第1金屬層21時容易造成彎曲，超過100μm時，則在其后除去第2金屬層22的場合，費時而不經濟。更優選在10～80μm的范圍內。
另外，在選擇地蝕刻除去上述那樣的銅箔等不要金屬箔的地方而形成連接用導體時，也可以在除去條件不同的金屬箔上通過電鍍金屬形成連接用導體的形狀，不作特別的限定。另外，其厚度優選在5～100μm的范圍內。厚度小于5μm時，則成為連接的導體電路的層間距離變小，導致絕緣性降低，厚度超過100μm時，則蝕刻除去金屬箔的不要的地方時的加工精度會降低而不佳。更優選在20～80μm的范圍內。
以下，說明按照覆蓋連接用導體13那樣形成絕緣樹脂組合物層121(圖2(c))。
該絕緣樹脂組合物層是至少包括熱固化性樹脂、光固化性樹脂、熱塑性樹脂等絕緣性樹脂的組合物半固化和/或固化的層。
作為上述熱固化性樹脂，例如將從環氧樹脂、二馬來酸酐縮亞胺三連氮樹脂、聚酰亞胺樹脂、氰基丙烯酸酯樹脂、酚醛樹脂、不飽和聚酯樹脂、三聚氰胺樹脂、脲樹脂、聚異氰酸醋樹脂、呋喃樹脂、間苯二酚樹脂，二甲苯樹脂、苯并胍胺樹脂、鄰苯二甲酸二烯丙酯樹脂、硅酮變性環氧樹脂、硅酮變性聚酰胺-酰亞胺樹脂、苯并環丁烷樹脂等中選擇的1種以上，和在必要的情況下的固化劑、固化促進劑等混合，加熱該混合物，形成半固化狀或者形成固化狀而使用。
作為上述光固化性樹脂，例如將從不飽和聚酯樹脂、聚酯丙烯酸酯樹脂、聚氨酯丙烯酸酯樹脂、硅酮丙烯酸酯樹脂、環氧丙烯酸酯樹脂等中選擇的1種以上，和在必要的情況下的光引發劑、固化劑、固化促進劑等混合，曝光或者加熱該混合物，形成半固化狀或者固化狀而使用。
作為上述熱塑性樹脂，例如可以使用從聚碳酸醋樹脂、聚砜樹脂、聚醚亞胺樹脂、熱塑性聚亞胺樹脂、四氟化聚乙烯樹脂、六氟化聚丙烯樹脂、聚乙醚甲酮樹脂、聚氯乙烯樹脂、聚乙烯樹脂、聚酰胺亞胺樹脂、聚苯硫醚樹脂、聚羥基苯甲酸酯樹脂、全芳香族聚酯樹脂、液晶聚合物等中選擇的1種以上。另外，加熱上述熱塑性樹脂的至少1種以上，進行成型·冷卻、薄膜化而使用。
對于本發明的連接基片的絕緣樹脂組合物層，即使在單獨使用上述那樣的絕緣樹脂時，也可以使用不同種類的絕緣樹脂的混和體，另外，也可以使用含有作為填充劑的無機填料。作為無機填料，可以是歷來公知的，不作特別的限定，例如可以舉出鎳、金、銀等導電粒子、二氧化硅、金屬氧化物、或者金屬電鍍它們的樹脂粒子等。為了確保絕緣樹脂組合物的絕緣性可以優選非導體的。
另外，用于本發明的絕緣樹脂組合物包括熱塑性樹脂，而且優選在多層化時可以省去在基片表面上另行涂敷樹脂的時間。更優選是含有作為熱塑性樹脂的液晶聚合物的絕緣樹脂組合物。在使用含有液晶聚合物的絕緣樹脂組合物的場合，由于可以使其線膨脹系數接近銅的線膨脹系數，所以在與連接用導體連接的同時，可以有效地一起層積絕緣樹脂組合物。作為本發明中所使用的液晶聚合物，優選從碟狀態向向列態的相轉移溫度是180℃以上，從耐受無鉛軟釬料的軟熔處理溫度出發，更優選280℃以上。具體地說有Xydar SRT-300、SRT-500、FSR-315、RC-210、FC-110、FC-120、FC-130(以上為日本石油化學株式會社制、商品名)、エコノ-ルE2000(住友化學工業株式會社制、商品名)系列、エコノ-ルE6000(住友化學工業株式會社制、商品名)系列、ベクトラA950、ベクトラA130、ベクトラC130、ベクトラA230、ベクトラA410(以上為ポリプラスチツクス(株)制、商品名)、EPE-240G30(三菱化成株式會社制、商品名)、ロツドランLC-5000H(ユニチカ株式會社制、商品名)、ノバキユレ-トE322G30、E335G30、EPE-240G30(以上為三菱化學株式會社制、商品名)、BIAC(ジヤパンゴアテツクス(株)制、商品名)等。
另外，作為形成絕緣樹脂組合物層的方法，既可以直接在形成連接用導體的基片面上涂敷絕緣樹脂組合物而形成，但也可以用以下方法形成將聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜那樣的塑性的薄膜和銅箔、鋁箔那樣的金屬箔作為載體，在其表面上涂敷絕緣樹脂組合物，加熱乾燥，將制成干薄膜狀的粘接劑片以需要的大小切斷，在形成連接用導體的基片上疊層和壓制。
另外，絕緣樹脂組合物層的厚度優選在1～100μm的范圍內。小于1μm時，難以在不降低粘接強度的程度下使絕緣樹脂組合物形成均勻的厚度，而超過100μm時，對連接基片的薄型化不利。更優選在3～70μm的范圍內。
另外，在覆蓋連接用導體的絕緣性樹脂組合物層中卷入氣泡時，因導致連接的可靠性差，所以更優選盡可能不存在氣泡。
另外，絕緣性樹脂組合物層可以是1層也可以是2層以上，形成2層以上時，由于在加壓或研磨等工序中可以緩和基片表面發生的熱應力，降低連接基片的翹曲，所以優選。在形成2層以上絕緣樹脂組合物層的場合，若以2層的場合為例進行說明，既可以是如圖3(a)所示那樣的結構構成絕緣樹脂組合物層121的各絕緣樹脂組合物層121a、121b的側面的兩方都面向連接用導體13的側面，也可以是如第3圖(b)所示那樣的結構只有絕緣樹脂組合物層121a面向連接用導體13。另外，在形成2層以上絕緣樹脂組合物層的場合，不用說，所用的絕緣樹脂組合物的種類優選由成形后的樹脂的硬度和成形后樹脂的厚度、分子取向性的不同、填充劑的有無、填充劑的種類或其含有量、填充劑的平均粒徑、填充劑的粒子形狀、填充劑的比重等來區別。另外，將上述那樣的絕緣樹脂組合物層制成多層結構而使用液晶聚合物的場合，也可以在成形時根據分子的取向性、利用所謂容易形成自身的多層結構的性質，單獨用液晶聚合物制成多層結構。
另外，在形成絕緣樹脂組合物層之前，粗糙化處理露出來的第2金屬層的表面，可以提高與絕緣樹脂組合物的密合強度而優選。
接著，按照使連接用導體13露出那樣研磨以上述方法形成的絕緣樹脂組合物層121，從而得到使連接用導體沿厚度方向貫穿絕緣樹脂組合物層那樣形成的本發明的連接基片(圖2(d))。然后，選擇地除去圖2(d)所示的第2金屬層22，就能夠制成如圖2(e)所示的具有導體電路103的連接基片。
本發明重要的是，至少在導體電路的連接的地方按照沿厚度方向貫穿絕緣樹脂組合物層那樣形成連接用導體。在歷來的技術中，由于用將金屬線埋入彈性體中的連接手段以一定的間隔埋入金屬線，進行連接的2層電路導體的位置有少許偏移時，擔心不能連接或者不是在預定的地方被連接，對于精度良好地連接微細的導體電路是困難的，由于本發明在不預定連接的地方可以不形成連接用導體，所以能夠精確度良好地形成微細電路。
另外，在研磨絕緣樹脂組合物層121而露出的連接用導體的表面和/或該連接用導體表面上形成的導體電路的表面上，再層積金屬箔，或者進行金屬電鍍、蝕刻等處理，可以追加形成導體電路或者實施金屬皮膜。金屬皮膜，例如可以用以下的方法形成在賦予鈀后實施非電解鍍銅的方法、銅濺射或以鉻為底層銅濺射等真空制膜法、銀糊等金屬糊印刷、置換或者非電解鍍金、鎳/金的電解或非電解鍍、鍍鎳/鈀/金的電解或非電解鍍、錫或者錫合金的電解或非電解鍍等。
另外，也可以在與連接用導體連接的導體電路上，形成稱為凸起的突起狀導體。在本發明連接基片上形成該凸起時，可以在比較厚的導體的突起部分以外的地方，沿厚度方向部分蝕刻而形成突起部分，再將除了殘留的變薄的導體電路部分和突起部分以外的部分蝕刻除去而形成。在其他方法中，也可以在形成電路后、通過只在連接端子的地方電鍍、使其變厚的方法形成。
在上述中，用2層復合金屬層制作本發明連接基片，但是作為本發明中用的復合金屬層，從經濟上考慮，優選使用圖4(a)所示的3層復合金屬層4。
之所以如此是考慮到，從經濟的理由出發，第1金屬層優選使用銅，與其銅的蝕刻除去條件不同的第2金屬層使用鎳和其合金，但是鎳和其合金比銅價格高。可是，復合金屬層由2層構成的場合，由于由第1金屬層形成的成為支持連接用導體的第2金屬層要求高的機械性強度，所以必須取一定的厚度，而不得不大量使用高價的金屬。從這點出發，作為第3金屬層、在其之間比較薄地形成與第1和第2金屬層蝕刻除去條件不同的高價的金屬層而得到的3層復合金屬層，由于可以將第2金屬層取為與第1金屬層相同的銅，所以在經濟上而且機械性強度上皆優良。
由這樣的3層形成的復合金屬層的第3金屬層的厚度可以是如上述那樣薄的，優選在0.05～5μm的范圍內。小于0.05μm時，在形成鎳和其的合金層的電鍍膜上有析出缺陷時，由于薄、用電鍍膜就不能充分覆蓋，所以發生所謂凹痕(電鍍缺陷)，在蝕刻除去第1金屬層時，擔心會侵蝕第2金屬層，或者殘留該蝕刻液，會降低連接的可靠性。即使超過5μm，雖然在工序上沒有障礙，但材料費升高而不經濟。另外，3層復合金屬層中的第1以及第2金屬層的厚度可以與上述2層復合金屬層的情況相同。
以下，表示用3層復合金屬層4有效率地制造本發明的連接基片的方法。
首先，準備由如圖4(a)所示的第1金屬層41、第2金屬層42、第3金屬層43構成的復合金屬層4，如圖4(b)所示，在第1金屬層41的表面上，通過疊層、曝光、顯像使蝕刻保護層44形成連接用導體13的形狀，背面通過全部疊層、全面曝光而進行保護，選擇地蝕刻除去第1金屬層41。剝離保護層后，接著蝕刻除去第3金屬層，得到連接用導體13形成的復合金屬層46(圖4(c))。另外，如果在復合金屬層46上同時多面取多個電路，就能更有效率地大量生產連接基片。
接著，將不形成復合金屬層46的連接用導體13的面側，與剛性及面積比連接用導體13形成的復合金屬層46大的支持基片444的單面或者兩面對合而載置，然后將面積比復合金屬層46大的、由絕緣樹脂組合物構成的粘接劑片載置在連接用導體13上，從兩側予以加熱·加壓，形成絕緣樹脂組合物層121(圖第4(d))后，研磨絕緣樹脂組合物層121(圖4(e))，露出連接用導體13的表面，經過規定的工序后，切斷成規定的尺寸，從支持基片444脫離，得到連接基片(圖4(f))。另外，在上述規定的工序中，包括由電鍍或濺射等在露出的連接用導體13的表面上形成金屬皮膜的工序、蝕刻該金屬皮膜的工序等導體電路形成所必須的一般工序。
經過上述那樣的工序而得到的連接基片不限定于圖4(f)那樣的方式，例如，可以是根據必要得到各種方式的連接基片選擇地除去圖4(f)的第2金屬層42后，形成導體電路103的方式(圖4(g))，或者全部除去第2金屬層42后、除去露出的第3金屬層43的方式(圖4(h))，另外，在形成導體電路103的場合、除去不形成導體電路103的地方的第3金屬層43的方式等。
另外，用由絕緣樹脂組合物構成的粘接劑片形成絕緣樹脂組合物層是有效率的因而優選，也可以多枚層積不同種或者同種的片而使用。
另外，由于復合金屬層46與支持基片444不粘接，所以只要切斷成規定的尺寸，就可以容易地脫離連接基片，從而能夠非常有效率地制造連接基片。
將從上述那樣所得到的連接基片中的至少2個以上進行位置對合后，加熱·加壓而一起層積就可以得到本發明的多層布線板。另外，也可以與本發明的連接基片同時一起層積具有導體電路和/或金屬箔的基片而制成本發明的多層布線板。
本發明的多層布線板的特征在于，對向的連接基片的該導體電路彼此、或者該連接用導體和該導體電路、或者該連接用導體彼此，通過固相金屬擴散或者熔融接合進行合金化而導通連接，同時除該導體電路彼此、或者該連接用導體與該導體電路、或者該連接用導體彼此以外的接觸面，由絕緣樹脂組合物機械地連接。所謂“機械地連接”是指由粘接而連接、剝離時需要機械的外力。另外，在此還意味著與電接通、即導通連接區別。對向的連接基片的中，在除該導體電路彼此、或者該連接用導體和該導體電路、或者該連接用導體彼此以外的接觸面上，具有絕緣樹脂組合物層彼此、絕緣樹脂組合物層和連接用導體、絕緣樹脂組合物層和導體電路等。
另外，在一起層積時，例如圖5(a)所示，連接基片I或者V的連接用導體13和連接基片II或者IV的連接用導體13有相互不在貫穿連接基片的方向的延長線上、發生呈彎曲狀結構的場合，在該場合下，擔心導體電路會發生變形，損害連接電阻的穩定性。因此，成為多層布線板內側的連接基片II、III及IV的絕緣樹脂組合物層121優選使用彈性率高的絕緣樹脂組合物。絕緣樹脂組合物121由2層以上構成的場合，與導體電路連接的樹脂層的彈性率優選高的。例如在圖3(a)或(b)中，絕緣樹脂組合物層121a的彈性率優選高的。作為彈性率的具體數值，在加熱時的溫度下，優選在0.0001GPa以上，更優選在0.001GPa以上，特優選在0.01GPa以上。另外，絕緣樹脂組合物的動態彈性率可以使用レオメトリツク社制造的ARES(平行板、頻率1Hz、以5℃/min升溫)來測定。
另外，成為連接基片的最外層的絕緣樹脂組合物層優選使用含有熱塑性樹脂的絕緣樹脂組合物，更優選含有液晶聚合物。另外，一起層積后，也可以在多層布線板的最外層由電鍍或蝕刻形成外層電路。
本發明的半導體插件用基片使用上述那樣的連接基片或者多層布線板制造。另外，本發明的半導體插件用基片在搭載半導體芯片的地方應具有孔穴。
這樣的半導體插件用基片的制造方法包括上述連接基片或多層布線板的制造方法，另外，在加熱·加壓一起層積化的工序后，具有在搭載半導體芯片的地方形成孔穴的工序。
本發明的半導體插件使用上述的連接基片、多層布線板或者半導體插件用基片來制造。而且，該制造方法包括上述的連接基片、多層布線板、或者半導體插件用基片的制造方法，另外，也可以設搭載半導體芯片的工序，另外，也可以設連接半導體芯片和外層導體電路的工序。另外，也可以設用樹脂密封半導體芯片的工序。
通常，搭載半導體芯片時，由半導體插件用基片周圍要進行200℃左右的加熱，因該熱，擔心基片會發生翹曲的現象，藉此，會發生芯片浮動或者引線接合工序變得困難的情況。這是由絕緣樹脂組合物與布線層的熱膨脹系數的不同造成的。因此重要的是，要使絕緣樹脂組合物的熱膨脹系數與布線層的銅的熱膨脹系數的約為18PPm/℃接近。作為連接基片的絕緣樹脂組合物層使用熱固化性樹脂的場合，半導體芯片搭載后，基片的翹曲會返回原狀，但在使用熱塑性樹脂的場合，因熱塑性樹脂內的梯度性，熱變形保持原狀地保留下來，半導體芯片搭載后，基片的翹曲也不會恢復原狀，成為扭歪的狀態。因此，在本發明中使用熱塑性樹脂的場合，如前所述，優選形成2層以上的絕緣樹脂組合物層，另外，使用粘接劑片的場合，優選將其厚度不同的粘接劑片多枚層積形成絕緣樹脂組合物層。例如，將50μm和25μm的粘接劑片順次層積、形成絕緣樹脂組合物層、進行樹脂研磨20μm的場合，在基體材料的中心部，有未被研磨的50μm層和因研磨而剩余的5μm層，5μm層對翹曲的發生有所影響，但50μm層沒有影響，因而半導體芯片搭載時就不會發生翹曲。由于采取這樣的結構，例如也可以將25μm厚的片3枚壓合。
實施例1如圖4(a)所示，準備由第1金屬層41是厚度70μm的銅、第3金屬層43是厚度0.2μm的鎳、第2金屬層42是厚度35μm的銅構成的復合金屬層4，如圖4(b)所示，在滾筒溫度110℃、滾筒速度0.6m/min的條件下，將作為蝕刻保護層44的保護層NCP225或者NIT225(ニチゴ-·モ-トン株式會社制造、商品名)層壓在第1金屬層41的表面上，在累積曝光量約80mJ/cm2的曝光條件下曝光，在碳酸鈉水溶液中顯像，為了使保護層確實密合，在200mJ/cm2下后曝光。在與上述相同的條件下，背面也層壓蝕刻保護層44，使其曝光以保護整個面。
接著，噴射—噴霧作為不侵蝕鎳的蝕刻液的堿蝕刻A過程液(メルテクス株式會社制造、商品名)，選擇地蝕刻除去第1金屬層41，形成連接用導體13。此時的操作條件可以在以下的范圍內進行調整銅濃度135～145g/l、氯濃度145～170g/l、氨濃度8.0～9.2N、PH值8.1～8.5、比重1.2～1.215。溫度取50℃，噴霧壓力取0.9～1.5kg/cm2左右的范圍。另外，該條件這樣決定變更輸送帶速度的調整、噴霧時間等，同時能使第3金屬層43的鎳層讓人覺得是連接用導體以外的全體部分的最佳條件而進行。然后，用氫氧化鈉水溶液剝離·除去蝕保護層44。接著，用作為鎳的蝕刻液的メルストリツプN950(メルテツク社制、商品名)，選擇地蝕刻除去作為第3金屬層的43的鎳層，露出作為第2金屬層42的銅層。此時的操作條件是將500ml/l的メルストリツプN950的N-950A、100mml/l的N-950B、100mml/l的30％雙氧水以及其余為水混合得到的還原浴液加溫至40℃，采用間歇法或者噴射(0.9～1.5kg/cm2左右的范圍)法，選擇地蝕刻除去作為第3金屬的鎳層。接著，在露出表面上噴射—噴霧表面處理液CZ8100(メツク社制造)，進行露出的銅表面的粗糙化處理，如圖4(c)所示得到形成連接用導體13的復合金屬層46。
然后，按照連接用導體13成為外側那樣將該復合金屬層46載置在剛性及面積比其大的、約0.5mm厚的支持基片444的兩面側。此時，按照載置在支持基片444的兩面的分別的復合金屬層46的位置相同那樣來載置。該位置對合通過以下實施預先在載置于支持基片444以及其兩面上的復合金屬層46的規定位置處設導向孔，在這些導向孔中通過導向銷進行位置決定后，用聚乙烯對苯二酸酯薄膜膠帶或者聚酰亞胺型膠帶固定四角，再拔出導向銷。這里所使用的支持基片444是以下的有效的支持基片用1)銅或者SUS單體、2)基體材料是聚酰亞胺或者聚四氟乙烯(杜邦公司注冊商標)在其表面上形成金屬層的支持基片，用3)中心基體材料是銅或者SUS在其表面上形成聚酰亞胺或者聚四氟乙烯(杜邦公司注冊商標)的支持基片。然后，按照全部覆蓋載置在支持基片444的兩面上的復合金屬層46那樣，將作為絕緣樹脂組合物的粘接劑片的液晶聚合物BIAC(ジヤパンゴアテツクス(株)制、商品名)以50μm、25μm厚度的順序載置。另外，作為脫膜用，將聚酰亞胺薄膜(宇部興產制造)按照覆蓋粘接劑片那樣載置。其后，由兩側施加333℃的溫度和4MPa的壓力5分鐘，進行加熱·加壓，用手剝離脫膜用薄膜，得到如圖4(d)所示的結構體500。
其次，如圖4(e)所示，以輥式研磨一次研磨結構體500的兩面。此時，針對研磨輥47的旋轉速度與間隔調整施加的載荷。在研磨以1次減厚4μm的條件下，進行4次至5次，使連接用導體的前端全面露出來。從而研磨量兩面都是約20μm。研磨后，切斷支持基片的端部，使連接基片從支持基片的界面脫離。如果不切斷端部可以使連接基片從支持基片的界面脫離，就可以反覆使用支持基片而提高生產效率。中心部分基體材料是銅或者SUS、在其表面形成聚酰亞胺或者聚四氟乙烯的，可以不裁斷端部而使連接基片脫離。另一方面，基體材料是聚酰亞胺或聚四氟乙烯(杜邦公司注冊商標)、其表面形成金屬層的或者銅單體或SUS單體的，不能從界面脫離，但可以在絕緣樹脂與支持基片不接觸的部分，切斷復合金屬層，如圖4(f)所示，得到與金屬層導通而連接用導體內藏的連接基片。藉此，可以確保生產性飛躍地提高。
然后，選擇地蝕刻第2金屬層42，如圖4(g)所示，得到具有導體電路103的內藏連接用導體13的連接基片。另外，全部除去第2金屬層42時，除去第3金屬層43，如圖4(h)所示，得到內藏連接用導體13的連接基片。
在圖4(f)、(g)、(h)中，使用厚度為50μm、25μm的液晶聚合物BIAC形成2層絕緣樹脂組合物層，但使用1層75μm厚的液晶聚合物也可以得到大體同樣形狀的連接基片。
實施例2在第1實施例所得到的各種連接基片的表面上，順次進行非電解鍍鎳、非電解鍍鈀、非電解鍍金。如圖5(a)所示，將電鍍處理后的連接基片，用導向銷使連接的部分進行位置對合，在333℃下再壓合，一起層積，制造如圖5(b)所示的多層布線板，確認由金—金的合金化形成的導通連接。此時，可以確認連接基片之間絕緣樹脂組合物再熔融而粘接。另外，作為向連接基片的表面電鍍，無論使用置換型、還原型的任一種非電解鍍錫的場合，都可以同樣制造多層布線。另外，在最外層的連接基片上，進行非電解鍍鎳、非電解鍍鈀、非電解鍍金、在內層的連接基片上，進行非電解鍍錫，可以與上述同樣制作多層布線板，確認由金—錫和錫—錫合金化形成的導通連接。另外，絕緣樹脂層是75μm厚1層的場合，也可以確認，最外層的布線成為復制的結構的場合。將布線埋設在絕緣樹脂中而復制布線的場合，也可以將絕緣樹脂層制成1層。
實施例3用實施例1所得的圖4(f)的連接基片制作半導體插件用基片以及半導體插件。首先，為了在金屬層111上用蝕刻形成微細電路，混合100g/L的過氧化氫、硫酸、硫酸銅，將按照銅濃度成為30g/L那樣調整的蝕刻液以35℃的液溫噴射—噴霧到圖6(a)的兩側，進行使金屬層111的厚度減到18μm的半蝕刻(圖6(b))。此時，由于連接用導體的前端同時減厚，所以，其后在該部分載置焊錫球變得容易。
然后，如圖6(c)所示，通過選擇地蝕刻金屬層111形成導體電路103，在圖6(d)所示的導體表面上，通過非電解電鍍順次進行鎳、鉑、金的電鍍，制作半導體插件用基片。
然后，如圖6(e)所示，在半導體插件用基片上粘接固定內面貼粘接材料的半導體芯片。然后，如圖6(f)所示，使直徑25μm的金線進行接合，用轉換模型進行樹脂密封。接著，其后，在氮氣氣氛下高溫軟熔處理焊錫球，連接焊錫球而制成半導體插件。
實施例4確認連接實驗準備3層金屬箔(銅/鎳/銅+70μm/0.5μm/35μm厚)蝕刻70μm厚的銅箔，如圖7所示，形成的式樣不同的2種的上側圖案以及下側圖案。
按照70μm厚銅箔側為LCP側的方式，在100μm厚的LCP(液晶聚合物)上復制該圖案，對35μm厚的銅箔進行全面蝕刻。接著，全部蝕刻0.5μm鎳箔后，在露出的70μm厚銅箔圖案的表面上，進行非電解鍍鎳，接著進行非電解鍍金，得到連接基片(圖8(a))。此時的鍍層22制成鎳厚5μm、金厚0.5μm。
將由上側圖案構成的連接基片72和由下側圖案所構成的連接基片73位置對合，在330℃、4Mpa下，進行5分鐘壓合(圖8(b))。
使上側圖案未端的端子部伸出底座，測定圖案間的4端子的連接電阻。測定在n＝3的條件下進行，求出平均值，用下述要點求出接觸點平均一點的連接電阻值。
連接電阻是由圖案No.1及圖案No.2的圖案長度的差(9mm)算出單位長度的布線電阻，上側圖案與下側圖案不接觸的部分(圖案No.1的場合是9mm，圖案No.2的場合是18mm)只賦予布線電阻，而上側圖案與下側圖案接觸的部分(10點、每1點面積是Φ1mm)只賦予連接電阻。
接觸點平均1點的接觸電阻＝(A-B×C)/D其中，A圖案間的連接電阻測定值B平均單位長度的布線電阻C上側圖案與下側圖案不接觸的部分的布線長度D上側圖案與下側圖案的接觸點數由該值求出平均1個端子的連接電阻。
針對所制作的試樣進行TCT(熱循環試驗)試驗。條件是-55℃15分鐘～125℃15分鐘以及-65℃15分鐘～150℃15分鐘的2種，各進行1000次循環周期試驗的結果，如圖9所示，1000次循環后仍在0.2mΩ以下，可以得到高的連接可靠性。
根據本發明，可以提供1)無須進行開孔工序就可以僅在必要的處形成層間連接、2)可以形成強固的區域凸臺結構、3)可以形成連接可靠性優良的微細布線電路、4)機械熱的精確度優良、5)可以通過一起層積而形成多層化的連接基片、及使用該連接基片的多層布線板和半導體插件用基片和半導體插件、以及制造它們的方法。
前面所述是本發明優選的實施方式，在不違背該發明的精神和范圍的情況下，可以進行多種變更及修正，這是本行業都知道的。
權利要求
1.一種連接基片，其特征在于，由形成1或2以上的層的絕緣樹脂組合物層、和至少在連接導體電路的地方沿厚度方向貫穿該絕緣樹脂組合物層而形成的連接用導體構成。
2.根據權利要求1所述的連接基片，其特征在于，至少在一個面上具有與所述連接用導體電接通的導體電路。
3.根據權利要求2所述的連接基片，其特征在于，所述導體電路是金屬層。
4.根據權利要求1～3任一項所述的連接基片，其特征在于，用金屬覆蓋所述連接用導體的露出部分。
5.根據權利要求1～4任一項所述的連接基片，其特征在于，處于表里的最外層的所述絕緣樹脂組合物的一方或兩方主要由熱塑性樹脂構成。
6.一種連接基片的制造方法，其特征在于，其包括以下工序選擇地除去由至少成為載體的第2金屬層和與該第2金屬層除去條件不同的第1金屬層構成的復合金屬層的該第1金屬層而形成連接用導體的工序，至少覆蓋所述連接用導體側面而形成1或2層以上的絕緣樹脂組合物層的工序，和為使所述連接用導體露出而研磨所述絕緣樹脂組合物層的工序。
7.根據權利要求6所述的連接基片的制造方法，其特征在于，所述復合金屬層由所述第1金屬層、所述第2金屬層、及位于該第1金屬層和該第2金屬層的中間而與其除去條件不同的第3金屬層構成，選擇地除去所述第1金屬層而形成所述連接用導體后，選擇地除去該第3金屬層。
8.根據權利要求6或7所述的連接基片的制造方法，其特征在于，對所述第2金屬層的形成所述絕緣樹脂組合物層的表面進行粗糙化處理。
9.根據權利要求6～8任一項所述的連接基片的制造方法，其特征在于，還包括在為使所述連接用導體露出而研磨所述絕緣樹脂組合物層后，選擇地除去第2金屬層，形成導體電路的工序。
10.根據權利要求6～9任一項所述的連接基片的制造方法，其特征在于，還包括在為使所述連接用導體露出而研磨所述絕緣樹脂組合物層后，在露出來的所述連接用導體的表面和/或所述連接用導體表面上形成的導體電路的表面上，再追加形成導體電路的工序。
11.根據權利要求6～10任一項所述的連接基片的制造方法，其特征在于，為了覆蓋所述連接用導體放置至少由1枚以上的絕緣樹脂組合物構成的粘接劑片，通過對其加熱·加壓形成所述絕緣樹脂組合物層。
12.根據權利要求6～11任一項所述的連接基片的制造方法，其特征在于，將形成所述連接用導體的復合金屬層的不形成該連接用導體的面側與面積比該面更大而且剛性高的支持基片的單面或者雙面互相朝向而放置，在規定的制造工序全部結束后使其從支持基片上脫離。
13.一種多層布線板，其特征在于，從權利要求1～5任一項所述的連接基片中任意地選擇而得到的至少2個以上連接基片的各自連接用導體間或者連接用導體和導體電路，通過固相金屬擴散或熔融接合合金化而被導通連接，而且所述連接基片間用絕緣樹脂組合物機械地連接。
14.根據權利要求13所述的多層布線板，其特征在于，所述連接基片的絕緣樹脂組合物層是液晶聚合物。
15.一種多層布線板的制造方法，其特征在于，其包括以下工序將通過權利要求6～12任一種所述的連接基片的制造方法得到的至少2個以上的連接基片位置對合的工序，及通過加熱·加壓位置對合的各連接基片一起層積，使各個連接用導體間或者連接用導體和導體電路通過固相金屬擴散或者熔融接合合金化而導通連接，同時用絕緣樹脂組合物使連接基片間機械地連接的工序。
16.根據權利要求15所述的多層布線板的制造方法，其特征在于，所述連接基片的絕緣樹脂組合物層使用液晶聚合物。
17.根據權利要求15或16所述的多層布線板的制造方法，其特征在于，包括在加熱·加壓一起層積后進一步形成外層電路的工序。
18.根據權利要求15～17任一項所述的多層布線板的制造方法，其特征在于，與所述連接基片同時一起層積具有導體電路和/或金屬箔的基片。
19.一種半導體插件用基片，其特征在于，使用權利要求1 3或14所述的多層布線板，或者通過權利要求15～18任一項所述的制造方法而得到的多層布線板制造。
20.根據權利要求19所述的半導體插件用基片，其特征在于，搭載半導體芯片的地方具有孔穴。
21.一種半導體插件用基片的制造方法，其特征在于，包括權利要求15～18任一項所述的多層布線板的制造方法。
22.根據權利要求21所述的半導體插件用基片的制造方法，其特征在于，還包括在搭載半導體芯片的地方形成孔穴的工序。
23.一種半導體插件，其特征在于，使用權利要求19或20所述的半導體插件用基片而制造。
24.一種半導體插件的制造方法，其特征在于，包括權利要求21或22所述的半導體插件用基片的制造方法。
25.根據權利要求24所述的半導體插件的制造方法，其特征在于，還包括連接半導體芯片和導體電路的工序。
26.根據權利要求24或25所述的半導體插件的制造方法，其特征在于，還包括用樹脂密封半導體芯片的工序。
全文摘要
本發明的特征在于，由形成1或2以上的層的絕緣樹脂組合物層(121)和至少在連接導體電路(103)的地方按照沿厚度方向貫穿那樣形成的連接用導體(13)構成，并提供具有上述特征的連接基片及使用該連接基片的多層布線板和半導體插件用基片和半導體插件、以及制造它們的方法。
文檔編號H05K3/46GK1608399SQ0282611
公開日2005年4月20日 申請日期2002年12月24日 優先權日2001年12月25日
發明者中村英博, 中祖昭士, 有家茂晴, 井上文男, 榎本哲也, 森池教夫, 廣木孝典 申請人:日立化成工業株式會社