專利名稱：布線板制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及布線板制造方法，更準(zhǔn)確地涉及制造具有高布線密度、低的熱膨脹系數(shù)和高硬度的布線板的方法。
背景技術(shù)：
圖12和13中顯示了傳統(tǒng)的布線板制造方法，其中在核心基板的兩個(gè)側(cè)面通過堆積工藝形成布線圖案。
圖12中顯示了核心基板22的制作過程，其中布線圖案在所述核心基板的兩個(gè)側(cè)面上形成。圖12A中顯示了基板10，其中銅薄膜粘接在所述基板的兩個(gè)側(cè)面上。基板10通過粘接銅薄膜11到板部件10a的兩個(gè)側(cè)面上而形成，其中板部件10a由含有玻璃布的環(huán)氧樹脂制成。在圖12B中，通過鉆孔機(jī)在基板10中鉆通孔12。在圖12C中，通孔的內(nèi)表面被鍍(銅)，從而布線圖案被電連接，所述布線圖案將形成于基板10的兩個(gè)側(cè)面上。銅層14被鍍?cè)谕椎膬?nèi)表面上。
在圖12D中，通孔12被樹脂填充物16填充。在圖12E中，通過覆鍍，基板10的兩個(gè)側(cè)面被覆蓋上銅。采用這種結(jié)構(gòu)，包括樹脂填充物16端面在內(nèi)的基板10的兩個(gè)側(cè)面全部被覆蓋了銅層18。在圖12F中，通過刻蝕銅層14和18以及基板10的銅薄膜11，形成布線圖案20，從而能夠制作核心基板22。
圖13中顯示了在核心基板22的兩個(gè)側(cè)面上疊層布線板圖案的過程。在圖13A中，采用堆積工藝在核心基板24的兩個(gè)側(cè)面上形成布線圖案24。標(biāo)號(hào)26代表絕緣層，符號(hào)28代表在不同層中電連接布線圖案24的通道。在圖13B中，光敏的焊料抗蝕劑30被應(yīng)用到堆積層的表面上，且所述抗蝕劑30被曝光和顯影。在圖13C中，布線圖案24的表面被非電鍍地涂覆鎳和金，布線圖案24的曝光部分被鍍層32保護(hù)。在圖13D中，焊接突起34在布線圖案24的電極上形成，而且在核心基板22的兩個(gè)側(cè)面都層疊布線圖案24，從而可以制造布線板36。
由于核心基板36的基板10由硬的包含玻璃布的樹脂制成，因此核心基板具有高的硬度。然而，在傳統(tǒng)的布線板制造方法中，其中布線圖案24是采用堆積工藝在核心基板22上層疊的，所述核心基板22起支撐的作用，核心基板22的通孔12之間的距離不能比規(guī)定的距離更短，因此布線密度不會(huì)高。
布線板的電特性可以通過減小其厚度而被提高，因此需要薄的布線板。然而，如果核心基板制作得薄，則需要特殊的輸送機(jī)構(gòu)，且布線板的硬度被降低，結(jié)果使得布線板將由于在形成絕緣層、布線圖案等的步驟中產(chǎn)生的應(yīng)力而起皺或起波紋，而且布線密度不會(huì)高。此外，如果核心基板制作得薄，布線板和半導(dǎo)體芯片之間的熱膨脹系數(shù)之間的差異很大，因此它們之間的熱應(yīng)力必定很大。為了使布線板的熱膨脹系數(shù)與半導(dǎo)體芯片的熱膨脹系數(shù)接近，熱膨脹系數(shù)低且近似等于半導(dǎo)體芯片的熱膨脹系數(shù)的金屬核心基板被應(yīng)用，但核心基板和堆積層之間的熱應(yīng)力在堆積層中產(chǎn)生裂紋。
因此，本發(fā)明已發(fā)明來解決上述問題，本發(fā)明的目的是提供布線板制造方法，所述方法能夠形成高密度的布線圖案，從而與高度集成的半導(dǎo)體芯片相協(xié)調(diào)，抑制布線板的熱膨脹，并增加布線板的硬度從而抑制和阻止布線板和半導(dǎo)體芯片之間的熱應(yīng)力。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明中，制造布線板的方法，所述布線板包括堆積層，其中布線圖案堆疊有絕緣層；和核心基板，所述核心基板是與堆積層獨(dú)立形成的，所述方法包括以下步驟在板狀支撐上獨(dú)立形成堆積層；將核心基板電連接到支撐上堆積層的布線圖案上；和從堆積層上去除支撐從而形成布線板，其中堆積層被連接到核心基板。
由于堆積層和核心基板獨(dú)立形成，因此堆積層不受到核心基板上所鉆通孔的尺寸等的限制，從而布線圖案可以以高密度形成。通過選擇材料和生產(chǎn)工藝核心基板的硬度能夠增加。通過有效地利用堆積層和核心基板的有利特性，具有高布線密度、低的熱膨脹系數(shù)和高的硬度的布線板能夠被生產(chǎn)。
在制造布線板的另一個(gè)方法中，其中在核心基板的兩個(gè)側(cè)面形成堆積層，熱膨脹系數(shù)低于銅的金屬薄膜包含在堆積層中并位于不與布線圖案相互作用的位置。采用這種方法，具有低熱膨脹系數(shù)的金屬薄膜被包含在堆積層中，從而布線板的熱膨脹系數(shù)能制得更低而且布線板與半導(dǎo)體芯片之間熱應(yīng)力能被抑制。


圖1A-D是在支撐的兩個(gè)側(cè)面上形成堆積層的步驟的說明視圖；圖2A和B是將由支撐和堆積層組成的疊層基體連接到核心基板的步驟的說明視圖；圖3A-D是將由核心基板和堆積層組成的連接基體與疊層基體分離的步驟的說明視圖；圖4A-C是形成由核心基板和堆積層組成的布線板的步驟的說明視圖；圖5是半導(dǎo)體器件的截面視圖，其中半導(dǎo)體芯片被安放在布線板上；圖6A-D是裝配具有低的熱膨脹系數(shù)的金屬薄膜到堆積層中的步驟的說明視圖；圖7A-C是制作包含金屬薄膜的布線板的步驟的說明視圖；圖8A-C是顯示組裝金屬薄膜到堆積層中的另一個(gè)工藝的說明視圖；圖9A-C是形成包含金屬薄膜的堆積層的步驟的說明視圖；圖10A-C是制作包含金屬薄膜的布線板的步驟的說明視圖；圖11是半導(dǎo)體器件的截面視圖，其中半導(dǎo)體芯片被安放在布線板上；圖12A-F是制作傳統(tǒng)核心基板的說明視圖；圖13A-D是制作傳統(tǒng)布線板的說明視圖，其中在核心基板的兩個(gè)側(cè)面上形成堆積層。
實(shí)施方式(實(shí)施方式1)圖1-4顯示本發(fā)明的布線板制造方法。圖1A顯示所述方法的特征步驟，其中第一金屬層41和第二金屬層42被粘合劑薄膜40分別粘接到支撐100的兩個(gè)側(cè)面上。
支撐100被用作基礎(chǔ)，在所述支撐100上采用堆積工藝形成布線圖案，且所述支撐100由具有足夠硬度從而在形成堆積層時(shí)不變形的材料制成。在本實(shí)施方式中，支撐100的基礎(chǔ)部件100a為環(huán)氧樹脂板，所述板包含玻璃布且所述板厚度為0.3-0.4mm，支撐100的兩個(gè)側(cè)面上由銅薄膜11覆蓋，所述銅薄膜11的厚度為9μm。支撐100是大的板，在支撐100內(nèi)能夠形成大量布線板。
粘合劑薄膜40之一將第一金屬層41粘接和固定在支撐100上，另一個(gè)薄膜將第二金屬層42的外部邊緣部分粘接在支撐100上。因此，粘合劑薄膜40全部覆蓋支撐100的兩個(gè)側(cè)面，而且第一金屬層41和第二金屬層42的尺寸被設(shè)計(jì)為使第一金屬層41的外部邊緣稍微位于第二金屬層42的外部邊緣之內(nèi)。
在本實(shí)施方式中，第一金屬層41是具有18μm厚度的銅薄膜；第二金屬層42由具有18μm厚度的銅薄膜和中間阻擋層組成，所述阻擋層位于銅薄膜之間并由不被刻蝕銅的溶劑刻蝕的諸如Cr、Ti、Ni的金屬制成。
在圖1B中，第一金屬層41和第二金屬層42被分別用粘合劑薄膜40真空熱壓到支撐100的兩個(gè)側(cè)面上。在如圖1A中所示的真空熱壓過程中，第一金屬層41和第二金屬層42被堆疊在粘合劑薄膜40上，并采用真空吸附整個(gè)工件進(jìn)行加熱和加壓。通過執(zhí)行真空熱壓，第一金屬層41被粘合劑層40a粘接在銅薄膜11的表面上，第二金屬層42的外部邊緣部分被粘合劑層40a粘接在銅薄膜110上。此時(shí)，第一金屬層41和第二金屬層42被相互真空吸附。如果在第一金屬層41和第二金屬層42之間的真空狀態(tài)被打破，第一金屬層41和第二金屬層42被相互分離。
在圖1C中，采用刻蝕第二金屬層42的外部銅薄膜形成布線圖案43。由于第二金屬層42具有由不被刻蝕銅的溶劑刻蝕的金屬制成的中間阻擋層42a，因此采用簡(jiǎn)化的方法通過刻蝕銅薄膜能夠容易地形成布線圖案42。
在圖1D中，采用堆積工藝在支撐100的兩個(gè)側(cè)面上布線圖案44被進(jìn)一步形成，在所示支撐100上布線圖案43已被形成。標(biāo)號(hào)46代表絕緣層；標(biāo)號(hào)48代表通路。在本實(shí)施方式中，通路48是被填充的通路，而且柱狀通路48被垂直連接。
圖2顯示分別將由圖12中所示步驟形成的核心基板22連接到疊層基體120的兩個(gè)表面上的步驟，在所述疊層基體中堆積層60被形成在支撐100的兩個(gè)側(cè)面上。如上所述，通過鉆孔裝置在核心基板22內(nèi)鉆通孔，通孔的內(nèi)表面被涂鍍，且在基板10的兩個(gè)側(cè)面內(nèi)形成布線圖案20。
預(yù)浸漬體50被用于將核心基板22連接到疊層基體120的兩個(gè)側(cè)面上。預(yù)浸漬體50具有用于容納導(dǎo)電膏52的孔，所述導(dǎo)電膏52被用于將核心基板22電連接到堆積層60，導(dǎo)電膏52被填充在容納孔中。注意，由熱塑性樹脂等制成的粘合劑薄膜可被用于替代預(yù)浸漬體50，而且其它導(dǎo)電材料，例如焊料，可被用于替代導(dǎo)電膏52。
預(yù)浸漬體50和核心基板22被恰當(dāng)?shù)胤胖迷诏B層基體120的兩個(gè)側(cè)面上(圖2A)，核心基板22通過預(yù)浸漬體50被連接到疊層基體120上(圖2B)。采用這種結(jié)構(gòu)，疊層基體120的布線圖案44和核心基板22的布線圖案20可以通過導(dǎo)電膏52實(shí)現(xiàn)電連接。
圖3顯示從疊層基體120和核心基板22的連接基體上分離基板130的步驟，在所述基板130內(nèi)堆積層60形成在核心基板22的兩個(gè)側(cè)面上。疊層基體120和核心基板22的連接基體被顯示在圖3A中，支撐100的外部邊緣部分、切口、核心基板22和堆積層60被與疊層基體120分離，所述支撐100為疊層基體120的核心部分。通過沿位于第一金屬層41的外部邊緣的稍微靠里的線切割連接的基體，第一金屬層41和第二金屬層42之間的真空狀態(tài)被打破，從而第一金屬層41和第二金屬層42能夠被容易地分離。由于堆積層60通過預(yù)浸漬體50連接到核心基板22上，因此基板130可以如在圖3B中所示一樣制作，所述基板130內(nèi)堆積層60與核心基板22整成在一起。
接下來，通過刻蝕將第二金屬層42的銅薄膜42b去除(圖3C)，所述銅薄膜42b暴露在基板130的表面上，而且通過去除銅薄膜42b，暴露的中間阻擋層42a也被去除(圖3D)。由于中間阻擋層42a由在刻蝕銅的溶劑中不被刻蝕的金屬制成，因此銅薄膜42b或者中間阻擋層42a可以通過刻蝕被選擇性地去除。
圖4顯示完成布線板的步驟，在所述布線板中在與核心基板22集成的堆積層60的外部表面上形成電極。在圖4A中，在堆積層60的外部表面上，光敏的焊接抗蝕劑54被應(yīng)用、曝光并顯影，從而形成焊接區(qū)56，在所述焊接區(qū)56上將形成電極，而且布線圖案20被暴露，所述布線圖案20形成于核心基板22的底面內(nèi)。在圖4B中，焊接區(qū)56和在核心基板22的底面內(nèi)形成的布線圖案20被保護(hù)層58保護(hù)，所述保護(hù)層58被使用鎳和金非電鍍涂鍍；在圖4C中，通過焊料印刷和焊料回流在焊接區(qū)56上形成焊接突起59，所述焊接突起59起電極的作用。
在圖4C中顯示的基板是大的板，因此通過切割大板能夠獲得大量的布線板。
在本實(shí)施方式中，堆積層60，所述堆積層60為布線板布線層，和核心基板22，所述基板為布線板的核心，被獨(dú)立制備，而且在下面的步驟中堆積層60和核心基板22被集成，從而可以制作布線板。通過獨(dú)立制備堆積層60和核心基板22，當(dāng)堆積層60形成時(shí)，布線圖案44可在不受到核心基板22的限制的情況下形成；通過堆積工藝布線圖案44可以被形成具有高的布線密度。在需求的硬度的基礎(chǔ)上，核心基板22的材料厚度可被選擇。也就是，通過本實(shí)施方式的方法，用于安放半導(dǎo)體芯片的具有高布線密度、高的硬度的布線板可以被安全地制造。
注意，在本實(shí)施方式中，通孔和布線圖案20形成于核心基板22內(nèi)，但核心基板22可以沒有通孔和沒有布線圖案。因此，電傳導(dǎo)裝置，例如，導(dǎo)電膏52，不需要在預(yù)浸漬體50中提供。
半導(dǎo)體器件，所述半導(dǎo)體器件中半導(dǎo)體芯片72被安放在通過本實(shí)施方式的方法生產(chǎn)的布線板70上，被顯示在圖5中。在所述半導(dǎo)體器件中，核心基板22具有元件孔10b，所述元件孔10b與半導(dǎo)體芯片72的安放位置相對(duì)應(yīng)，電流元件74被提供在半導(dǎo)體芯片72的較低一側(cè)。通過在核心基板22內(nèi)形成元件孔10b，電流元件74，例如，電容器，可以僅通過堆積層60而被電連接到半導(dǎo)體芯片72上，從而包括元件孔10b的布線板的部分可以被充分地做薄，將電流元件74連接到半導(dǎo)體芯片72的線的長(zhǎng)度可以更短，而且半導(dǎo)體器件的高頻特性可以被提高。
(實(shí)施方式2)在本實(shí)施方式中，通過在圖12中所示的傳統(tǒng)方法生產(chǎn)核心基板10，然后具有低熱膨脹系數(shù)的金屬薄膜被放入到堆積層內(nèi)，從而布線板的熱膨脹系數(shù)可以接近于半導(dǎo)體芯片的熱膨脹系數(shù)。
在圖6A中，在核心基板22的兩個(gè)側(cè)面上形成堆積層60。標(biāo)號(hào)44代表布線圖案；標(biāo)號(hào)46代表絕緣層；標(biāo)號(hào)48代表通路。
在圖6B中，通過例如鉆孔機(jī)、激光刻蝕的適當(dāng)?shù)姆椒ㄐ纬烧澈辖饘俦∧?4、粘合層82和孔84a，所述薄膜84由例如金屬合金42的金屬薄膜80構(gòu)成，所述金屬合金42的熱膨脹系數(shù)比銅的熱膨脹系數(shù)低。通過形成孔84a，當(dāng)粘合金屬薄膜被粘接在堆積層60上時(shí)，粘合金屬薄膜84不與堆積層60的布線圖案44相互作用。
在圖6C中，粘合金屬薄膜84被恰當(dāng)?shù)叵鄬?duì)于核心基板22定位；在圖6D中，粘合金屬薄膜84被熱壓在核心基板22上。
在圖7A中，在堆積層60的外面，光敏焊接抗蝕劑54被應(yīng)用、曝光并顯影，從而焊接區(qū)56被暴露。金屬薄膜80被焊接抗蝕劑54覆蓋并被組合到堆積層60內(nèi)。在圖7B中，焊接區(qū)56和在核心基板22的底面內(nèi)形成的布線圖案44的被暴露部分由保護(hù)層58保護(hù)。在圖7C中，通過焊料印刷和焊料回流在焊接區(qū)56上形成焊接突起59，所述焊接突起59起電極的作用。
在本實(shí)施方式中，金屬薄膜80被放入到在核心基板22的兩個(gè)側(cè)面上形成的堆積層60內(nèi)，所述金屬薄膜80的熱膨脹系數(shù)低，結(jié)果使得堆積層60的熱膨脹系數(shù)能夠做得更低，而且布線板得熱膨脹系數(shù)可以與半導(dǎo)體芯片的熱膨脹系數(shù)接近。在本實(shí)施方式中，具有低熱膨脹系數(shù)的金屬薄膜80被放入到最外面的堆積層60內(nèi)。在金屬薄膜80放入在堆積層60內(nèi)的情況中，最好是放置在最外面的堆積層60內(nèi)。
圖8-10顯示將具有低熱膨脹系數(shù)的金屬薄膜80組合到中間的堆積層60內(nèi)的步驟。
在圖8A中，在核心基板22的兩個(gè)側(cè)面上形成堆積層60，每層所述堆積層60都形成一半。包含金屬薄膜80的粘合金屬薄膜84被恰當(dāng)?shù)南鄬?duì)于在核心基板22的兩個(gè)側(cè)面上形成的堆積層60定位(圖8B)，然后粘合金屬薄膜84被粘接在核心基板22的兩個(gè)側(cè)面上(圖8C)。當(dāng)粘合金屬薄膜84被粘接時(shí)，粘合層60與堆積層60相對(duì)，結(jié)果使得可以通過粘合層82使金屬薄膜80被粘接。
在圖9A中，通過照相平版印刷術(shù)，最外面的金屬薄膜80被刻蝕以形成預(yù)定的圖案。標(biāo)號(hào)80a代表圖案化的金屬薄膜。在圖9b中，包括金屬薄膜80a的最外層被絕緣層46覆蓋，所述絕緣層46由絕緣樹脂制成。為了使絕緣層46與金屬薄膜80a緊緊接觸，可使金屬薄膜80a的表面變粗糙。在圖9C中，通過堆積工藝，在內(nèi)部堆積層60上，分別形成并電連接外部堆積層60。在該步驟中，粘合層82和絕緣層46a起在布線層之間的絕緣層作用。金屬層80a被形成為預(yù)定圖案，從而不干擾通路48，所述通路48連接不同層中的布線圖案44。
在圖10A中，在堆積層60的外面，光敏焊接抗蝕劑54被應(yīng)用、曝光并顯影，從而暴露焊接區(qū)56；在圖10B中，焊接區(qū)56和布線圖案44的暴露部分被涂鍍層58保護(hù)；在圖10C中，通過焊料印刷和焊料回流在焊接區(qū)56上形成焊接突起59。
通過本實(shí)施方式的方法，布線板可以被生產(chǎn)，所述布線板的中間堆積層60包含具有低熱膨脹系數(shù)的金屬薄膜80a。通過將金屬薄膜80a放入到中間的堆積層60內(nèi)，布線板的熱膨脹系數(shù)可以與半導(dǎo)體芯片的熱膨脹系數(shù)接近。注意，金屬薄膜80可以被放入到大量的堆積層60內(nèi)。
在本實(shí)施方式中，當(dāng)在核心基板22的兩個(gè)側(cè)面上形成堆積層時(shí)，通過類似于所述的堆積工藝的方法，具有低熱膨脹系數(shù)的金屬薄膜80可以被組合在堆積層60內(nèi)，而且組合金屬薄膜80的步驟可以在形成布線圖案的同時(shí)通過堆積工藝進(jìn)行。
圖11顯示半導(dǎo)體器件，在所述半導(dǎo)體器件中半導(dǎo)體芯片72被安放在包含具有低熱膨脹系數(shù)的金屬薄膜80的布線板上。在所述布線板內(nèi)，金屬薄膜80被放入到最外面的堆積層60內(nèi)。通過放入具有低熱膨脹系數(shù)的金屬薄膜80，布線板的熱膨脹系數(shù)可以與半導(dǎo)體芯片的熱膨脹系數(shù)接近，半導(dǎo)體芯片和布線板之間的熱應(yīng)力可以被抑制，而且高可靠性的半導(dǎo)體器件可以被生產(chǎn)。
權(quán)利要求
1.一種制造布線板的方法，包括堆積層，其中多個(gè)布線圖案與多個(gè)絕緣層堆疊在一起；以及核心基板，該核心基板獨(dú)立于堆積層而形成，所述方法包括以下步驟在板狀的支撐上獨(dú)立地形成堆積層；將核心基板電連接到位于所述支撐上的堆積層的布線圖案；以及從堆積層上去除支撐，從而形成布線板，其中堆積層被連接到核心基板。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中在所述支撐上真空吸附一個(gè)金屬層，所述堆積層被形成在該金屬層上，并且在將核心基板連接到堆積層之后破壞金屬層和支撐之間的真空狀態(tài)，從而從支撐上分離由堆積層和核心基板構(gòu)成的所述布線板以及金屬層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中在所述支撐上粘接一個(gè)第一金屬層，在所述支撐上真空吸附一個(gè)第二金屬層，所述堆積層被形成在該第二金屬層上，以及在將核心基板連接到堆積層之后破壞第一金屬層和第二金屬層之間的真空狀態(tài)，從而從第一金屬層上分離由堆積層和核心基板構(gòu)成的所述布線板以及第二金屬層。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中所述第二金屬層比所述第一金屬層更寬，第二金屬層被真空吸附在支撐上，第二金屬層的外邊緣被粘接在支撐上，堆積層被形成在第二金屬層上，核心基板被連接到堆積層上，從而形成層狀主體，以及在第一金屬層的外邊緣內(nèi)，切割該層狀主體，破壞第一金屬層和第二金屬層之間的真空狀態(tài)，從而從第一金屬層上分離由堆積層和核心基板構(gòu)成的所述布線板以及第二金屬層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述核心基板由粘接膜粘接在支撐上形成的堆積層上，該粘接膜是電絕緣膜并具有采用導(dǎo)電材料填充的通孔，從而核心基板和堆積層被電連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中在所述核心基板的一個(gè)側(cè)面上形成元件孔，在元件孔中將安裝電路元件，該側(cè)面位于堆積層的半導(dǎo)體芯片安裝位置的相反側(cè)上。
7.一種制造布線板的方法，其中在核心基板的兩側(cè)上形成堆積層，其中在堆積層中不受布線圖案影響的位置處包括熱膨脹系數(shù)低于銅的熱膨脹系數(shù)的多個(gè)金屬膜。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中所述金屬膜中的每一個(gè)具有在其上施加粘接劑的一個(gè)側(cè)面，并且被層疊在所述堆積層上。
全文摘要
本發(fā)明涉及制造布線板的方法，所述布線板包括堆積層，所述堆積層內(nèi)布線圖案借由絕緣層堆疊；和核心基板，所述核心基板獨(dú)立于堆積層而形成，所述方法包括以下步驟在板狀支撐上獨(dú)立形成堆積層；將核心基板電連接到支撐上堆積層的布線圖案上；和從堆積層上去除支撐從而形成布線板，所述布線板中堆積層被連接到核心基板上。通過獨(dú)立形成堆積層和核心基板，有效地展示其特性的布線板可以被生產(chǎn)。
文檔編號(hào)H05K1/11GK1771770SQ0382651
公開日2006年5月10日 申請(qǐng)日期2003年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月23日
發(fā)明者首藤貴志, 高野憲治, 飯?zhí)飸椝? 阿部健一郎, 新居啟二, 瀨山清隆 申請(qǐng)人:富士通株式會(huì)社