多层印刷电路板制造技术

多层印刷电路板，在芯衬底（３０）预先内藏ＩＣ芯片（２０），而在该ＩＣ芯片（２０）的焊盘（ｐａｄ）（２４）上配设过渡（ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ）层（３８）。因此，可不使用引线（ｌｅａｄ）零件和封装树脂，取得ＩＣ芯片与多层印刷电路板的电连接。另外，通过在管芯焊盘（ｄｉｅ　　ｐａｄ）（２４）上设置铜制的过渡层（３８），可防止焊盘（２４）上的树脂残留，并能使焊盘（２４）与通孔（ｖｉａ　　ｈｏｌｅ）（６０）的连接性与可靠性提高。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于增层(buildup)多层印刷电路板，特别是关于内藏IC 芯片等的电子元件的多层印刷电路板及多层印刷电路板的制造方法。
技术介绍
IC芯片是通过线接合(wire bonding) 、 TAB、倒装片接合(flip -chip)等的安装方法，而取得与印刷电路板的电连接。电线连接是通过粘接剂使IC芯片模接于印刷电路板，以金属等的 电线连接该印刷电路板的焊盘与IC芯片的焊盘后，为了保护IC芯片与 电线而施加热硬化性树脂或热可塑性树脂等的封装树脂 TAB是通过焊锡称为引线(lead)的线等一起连接IC芯片的焊盘 与印刷电路板的焊盘后，以树脂进行封装。倒装片接合是通过凸块而使IC芯片与印刷电路板的焊盘部分连接， 并以树脂填充与凸块的空隙而进行。然而，各个安装方法，是在IC芯片与印刷电路板之间通过连接用 的引线部件(电线、引线、凸块)而进行电连接。这些引线部件容易切 断、腐蚀，因此成为与IC芯片的连接中断、错误动作的原因。另外，各个安装方法，为了保护IC芯片以环氧树脂等的热可塑性 树脂进行封装，但是填充该树脂时因含有气泡，气泡成为起点，导致引 线部件的破坏和IC焊盘的腐蚀、可靠性的降低。以热可塑性树脂封装， 必须结合各个零件而做成树脂填装用柱塞(plunger)、模型，另外，即 使是热硬化性树脂也必须选定考虑引线部件、焊锡阻挡层(solder resist) 的材料等的树脂，因此也成为成本较高的原因。本专利技术为了解决上述课题，其目的为提供一种不通过引线部件，而 得到与IC芯片直接电连接的多层印刷电路板及多层印刷电路板的制造 方法。本专利技术人等经过详细研究之后，提出在树脂绝缘性衬底设置开口部、通孔和铳孔(if夕"J )部而预先内藏IC芯片等的电子元件，而积层间 绝缘层，在该IC芯片的管芯焊盘上，以光蚀刻或激光，设置通孔，形成导电的导体电路后，再重复层间绝缘层与导电层而设置多层印刷电路板，不使用封装树脂，通过无引线(leadless)而可取得与IC芯片的电 连接构造。再者，本专利技术人等，提出在树脂绝缘性衬底设置开口部、通孔和铳 孔部而预先内藏IC芯片等的电子元件，积层间绝缘层，在该IC芯片的 管芯焊盘上，以光蚀刻或激光，设置通孔，而形成导电层导体电路后， 再重复层间绝缘层与导电层，并在多层印刷电路板的表层也安装IC芯 片等的电子元件的构造。因此，不使用封装树脂，以无引线而能取得与 IC芯片的电连接。另外，可安装各个功能不同的IC芯片等的电子元件， 可得到更高功能的多层印刷电路板。具体例，为在内藏IC芯片埋入快 速緩冲存储器(cache memory)，通过在表层安装具有运算功能的IC 芯片，可分别制造成品率低的快速緩冲存储器与IC芯片，但可相近配 置IC芯片与快速緩冲存储器。并且，本专利技术人等详细研究的结果，提出在树脂绝缘性衬底设置开 口部、通孔和铳孔部而预先收容IC芯片等的电子元件，在该IC芯片的 管芯焊盘上形成至少2层以上组成的过渡层。在过渡层的上层积层间树 脂绝缘层，在该IC芯片的过渡层的通孔上，通过光蚀刻或激光设置通 孔，形成导电层导体电路后，再重复层间绝缘层与导电层，而设置多层 印刷电路板，不使用封装树脂，并以无引线而能取得与IC芯片的电连 接。另外，在IC芯片部分形成过渡层，由于IC芯片部分被平坦化，所 以上层的层间绝缘层也被平坦化，膜厚度也 变得平均。并且，通过前述的过渡层，形成上层的通孔时，也可保持形 状的稳定性。在IC芯片的焊盘上设置过渡层的理由，如下所述。第1管芯焊盘 微细且尺寸小，形成通孔时的对位变得困难，因此设置过渡层使对位容 易。设置过渡层的话，管芯焊盘节距(pitch) 150pm以下，焊盘尺寸20pm 以下也可稳定形成增层(build up)层。没有形成过渡层的管芯焊盘， 以光蚀刻形成层间绝缘层的通孔时，通孔直径比管芯焊盘的直径大，在进行除去通孔底残渣，层间树脂绝缘层表面粗化处理时，管芯焊盘表面的保护层聚亚酰胺(polyimide)层将溶解、损伤。另一方面，激光的场 合，通孔直径比管芯焊盘的直径大的时候，管芯焊盘及钝态保护 (passivation)膜聚亚酰胺层(IC的保护膜)将被激光破坏。并且IC芯片 的管芯焊盘非常小，通孔直径比管芯焊盘尺寸大，不论是以光蚀刻方法， 或激光方法都非常难对合位置，常发生管芯焊盘与通孔的连接不良。相对于此，在管芯焊盘上设置过渡层，管芯焊盘节距150pm以下， 焊盘尺寸20)um以下，也可可靠地在管芯焊盘上连接通孔(via)，使焊 盘与通孔的连接性和可靠性提高。并且，IC芯片的焊盘上通过比较大直 径的过渡层，在去残渣(desmear)、电镀步骤等的后续步骤时，即使 浸渍于酸和蚀刻液，经过各种回火步骤，也不会有溶解管芯焊盘及IC 的保护膜溶解、损伤的危险。即使分别仅得到多层印刷电路板功能，视场合做为半导体装置的安 装衬底的功能，为了外部衬底的母板和子板的连接，也可设置BGA、焊 锡凸块、和PGA (导电连接拴)。另外，该构成，在已知的安装方法连 接的场合也可缩短配线长，也可减低回路感抗。下列说明本专利技术定义的过渡层。过渡层尚未用于已知技术的IC芯片安装技术，为了取得半导体元件 IC芯片与印刷电路板的直接连接，是指设置的中间的中介层。其特征是 以2层以上的金属层形成。而且，比半导体元件IC芯片的管芯焊盘大。 借此，提高电连接和位置接合性，且不会造成管芯焊盘损伤，可用激光 和光蚀刻加工通孔。因此，可可靠地埋入、收容、收纳和连接IC芯片 于印刷电路板。另外，过渡层上，可直接形成印刷电路板的导体层金属。 该导体层之一例为层间树脂绝缘层的通孔和衬底上的通孔等。本专利技术使用的内藏IC芯片等的电子元件的树脂制衬底，是用将玻 璃环氧树脂等的加强材料或芯材含浸于环氧树脂、BT树脂、酚树脂等的 树脂，与含浸环氧树脂的预烤(yj^^y)积层形成物，但也可使用 一般印刷电路板使用的材料。除此以外也可使用两面铜张积层板、单面 板、没有金属膜的树脂板、树脂薄膜。但是，施加350TC以上的温度时， 树脂会完全溶解、炭化。另外，陶瓷的话，由于外型加工性差，不可使 用。在芯衬底等的预先树脂制绝缘衬底上收容IC芯片等的电子元件的凹洞(cavity)形成铳孔、通孔、开口之处以粘接剂等接合该IC芯片。在内藏IC芯片的芯衬底全面地进行蒸镀、溅射等，而全面性形成 导电特性的金属膜(第1薄膜层)。该金属以锡、铬、钛、镍、锌、钴、 金、铜等为佳。厚度以在0.001~2.(Vm之间为佳。未满0.001^im，无法全 面性平均积层，超过2.0|iim形成困难，也无法提高效果。特佳为 0.01~L0|Lim。铬的场合以0.1|um的厚度为佳。通过第1薄膜层，进行管芯焊盘的披覆，可在过渡层与IC芯片上 提高与管芯焊盘的界面的密着性。用这些金属披覆管芯焊盘，可防止水 分侵入至界面，以及管芯焊盘的溶解、腐蚀，提高可靠性。另外，通过 该第1薄膜层，可以没有引线等的安装方法取得与IC芯片的连接。在 此，使用铬、镍、钛，是因为可防止水分侵入至界面，金属密着性优良b 铬、钛的厚度，为在溅射层不造成裂痕且可获得上层与金属的密着性的 厚度。于是，以IC芯片的定位标记为基准在芯村底上形成定位标记。在第1薄膜层上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多层印刷电路板，在衬底上反复形成层间绝缘层与导体层，在该层间绝缘层中形成通孔，并通过该通孔而电连接，其特征在于，在所述衬底中内置电子元件，在所述电子元件的管芯焊盘上，形成用于与最下层的层间绝缘层的通孔连接的过渡层，除去所述管芯焊盘的表面的披覆膜。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：坂本一，杉山直，王东冬，苅谷隆，
申请(专利权)人：揖斐电株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]