JPH04111491A - 配線基板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は配線基板に係わり、特に半導体素子やチップ部
品等の搭載、実装に適する微細な配線パターンを備えた
配線基板に関する。

（従来の技術） 従来、電子機器類の小形化を目的として、半導体素子や
チップ部品等の搭載、実装に適する微細な配線パターン
を備えた配線基板が、高密度実装回路（装置）に使用さ
れている。この種の配線基板では、所定の基板に予め導
電性金属薄膜を被着形成しておき、エキシマレーザ光や
アルゴンレーザ光等のエネルギービームを導電性金属薄
膜上に照射し、導電性金属薄膜を選択的に除去すること
により所望の配線パターンが形成される。この時、エネ
ルギービームの照射により、主として樹脂系材料である
下地基板に損傷を与えることなく金属膜のみを蒸発、融
解。

飛散等により選択的に除去させるためには、金属膜の膜
厚は厚くても　１００ｎＩ１１以下にする必要がある。

このため、配線抵抗を下げるため、配線パターン上に金
属を堆積させる無電解メッキの工程が必要となってくる
。

ここで、エネルギービームの照射により薄膜媒体を良好
な感度で選択的に除去させることにより所望のパターン
を形成することが可能なものとして、例えば樹脂基板上
に被着形成した金属テルルと有機物の混合物からなる薄
膜媒体がある。この薄膜媒体は半導体レーザの比較的小
さいパワーによって選択的にパターンを形成することが
良く知られているが、この薄膜媒体を被着形成した基板
を上記の目的で使用する場合、無電解メッキ液に浸漬し
た段階で膜の剥離が起き、金属を堆積させることができ
ない。また、樹脂基板上に金属ニッケルの薄膜を被着形
成した配線基板も、アルゴンレーザ、ＹＡＧレーザ等の
照射で蒸発、融解、飛散による選択的なパターンの形成
は可能であるが、無電解メッキの工程において、析出膜
の応力により膜が剥離し、やはり金属を堆積させること
ができない。

（発明が解決しようとする課題） このように従来、高密度実装回路（装置）に使用する目
的で、予め被着形成した薄膜媒体上にエネルギービーム
を照射して薄膜媒体を選択的に除去させることにより所
望の配線パターンを形成する配線基板において、配線パ
ターンを形成した後、無電解メッキで金属を堆積させる
工程において薄膜媒体の剥離が起きるという問題があっ
た。

本発明は、上記事情を考慮してなされたもので、その目
的とするところは、無電解メッキ工程における下地基板
と薄膜媒体との剥離を防止することができ、配線抵抗の
低い信頼性の高い配線基板を提供することにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明の骨子は、無電解メッキ工程における下地基板と
薄膜媒体との剥離を防止するために、薄膜媒体の材料を
最適化することにある。

即ち本発明は、所定の基板に被着された薄膜媒体上にエ
ネルギービームを照射し、該薄膜媒体を選択的に除去し
て所望の配線パターンを形成し、この配線パターン上に
無電解メッキにより金属を被着した配線基板において、
薄膜媒体として、無電解メッキの触媒作用を有する金属
と、該金属の酸化物又はエネルギービームに感度を有す
る酸化物との混合物を用いるようにしたものである。

また本発明は、Ａ＋−ｘ　Ｂｘ　　（Ａは金属、Ｂは酸
化物）で表記される薄膜媒体の酸化物の組成比Ｘを０．
０３≦ｘ≦０．９７の範囲に設定するようにしたもので
ある。

（作用） 本発明によれば、薄膜媒体を構成する成分として、無電
解メッキの触媒作用を有する金属を含んでいることから
、無電解メッキの工程において通常行われる前処理であ
る被メッキ表面の活性化及び触媒付与の工程を省くこと
ができ、製造工程の簡略化をはかることが可能となる。

また、触媒付与の工程で溶液に浸漬して触媒金属を吸着
させた場合に比べて、薄膜媒体と析出膜との密着強度が
増加し、薄膜媒体と析出膜との剥離を防ぐことができる
。さらに薄膜媒体を構成する成分として酸化物を含んで
いることから、薄膜媒体と下地基板との密着も向上し、
下地基板と薄膜媒体との剥離を防ぐことができる。

また、この酸化物をエネルギービームに感度を有するも
のとすれば、エネルギービーム照射によるバターニング
をより有効に行うことができる。これらのことから、無
電解メッキの工程において良好なメッキ析出膜が得られ
、配線抵抗が十分に低い（例えば、シート抵抗で３ｍΩ
／口以下の）配線基板を実現することが可能となる また、本発明ではエネルギービームの照射により配線を
形成しているので、従来困難であった側面に配線を有す
る配線基板においても有効となる。例えば特開昭６２−
３１８６８５号公報に見られるような固体撮像素子を搭
載する基板の場合、本発明により基板の上面及び側面に
連続した配線を形成した配線基板を製造でき、電気的に
信頼性の高い配線接続が達成され、固体撮像装置の小型
・軽量化をはかることができる。

（実施例） 以下、本発明の詳細を図示の実施例によって説明する。

〈実施例１〉 第１図は本発明の第１の実施例に係わる配線基板の製造
工程を示す断面図であり、この実施例は半導体素子やチ
ップ部品等の搭載用配線基板に関するものである。

まず、第１図（ａ）に示すように、ロール状に巻いて予
め装着しておいた厚さ５０μｍのポリエーテルエーテル
ケトン（以下、ＰＥＥＫと略す）樹脂フィルム１１を用
意する。この樹脂フィルム１１を、第２図に示す成膜装
置の真空槽２１内に配置し、樹脂フィルム１１を巻き戻
しながら、ニッケル金属をターゲット２２としてアルゴ
ンと酸素の混合ガスで反応性スパッタを行つた。これに
より、第１図（ｂ）に示すように、樹脂フィルム１１の
面上に膜厚８０ｎ口の薄膜媒体１２が被着形成された。

この反応性スノく・ンタにおけるアルゴンと酸素の分圧
比は１０対１で、ガス流量は２８ｓｅｃｍ、この時のガ
ス圧は５　ｍＴｏｒｒであった。印加したパワーは　５
００Ｗで２このスパッタ条件での薄膜媒体１２の堆積速
度は２０ｎｍ／分であった。なお、第２図において２３
は排気系、２４は排気系２３と真空槽２１を接続するバ
ルブを示している。

上記の方法で形成した薄膜媒体１２は、Ｘ線回折により
ＮｉとＮｉＯを含み、透過電子顕微鏡観察から、Ｎｉと
ＮｉＯの微粒子に分散した系であることが確認された。

また、湿式分析により、Ｎ　ｉ　（５０）　−Ｎ　ｉ　
Ｏ（５０）であることが分った。さらに、波長８３０ｎ
ｍの光に対する薄膜媒体の反射率は４３％、吸収率は４
０％でＧａＡｊＪＡｓ半導体レーザに対して十分な感度
を有していた。

次いで、樹脂フィルム１１面上に被着形成した薄膜媒体
１２面において、第３図に示すようにＧａＡ、ＱＡｓレ
ーザ３１から出力する波長８３０ｒｖのＧａＡ、ＱＡｓ
レーザ光を５１のパワーでスキャンしながら照射したと
ころ、被照射部はぼ１μｍの幅にわたって薄膜媒体１２
が飛散し、第１図（Ｃ）に示すように配線パターン１２
が形成された。この配線パターン１２°の線幅を２０μ
ｍとしたところ、配線抵抗は１００にΩ／ｃｍ。

シート抵抗は２００Ω／口であった。ここ・で、薄膜媒
体１２を構成する成分として、レーザの波長領域に吸収
を持つＮｉＯを含んでいるので、比較的低パワーのレー
ザ光でも薄膜媒体１２を選択的に除去することが可能で
あった。

次いで、配線パターン１２′を形成した樹脂フィルム１
１を、第４図に示すように無電解メッキ浴４１中を通過
させたところ、第１図（ｄ）に示すように配線パターン
１２′面上に厚さ７μｍの銅層１３が堆積された。この
とき、薄膜媒体１２を構成する成分として、無電解メッ
キの触媒作用を有するＮｉを含んでいることから、無電
解メッキの工程において通常行われる前処理である被メ
ッキ表面の活性化及び触媒付与の工程を省くことができ
た。また、薄膜媒体１２を構成する成分としてＮｉＯを
含んでいることから、薄膜媒体１２と下地フィルム１１
との密着が向上し、配線パターン１２′が下地フィルム
１１から剥離することはなかった。赤外線炉で乾燥後、
抵抗を測定したところ、配線抵抗は１．３Ω／ｃｌｌ１
１シート抵抗は約３ｍΩ／口であった。

このように本実施例によれば、薄膜媒体１２としてＮｉ
とＮｉＯとの混合物を用いることにより、レーザ光でパ
ターニングが可能で、且つ薄膜媒体１２の剥離を招くこ
となく無電解メッキにより銅を堆積させることができる
。このため、配線抵抗の低い信頼性の高い配線基板を実
現することができる。しかも、基板材料としてロール状
に巻いた樹脂フィルム１１を用いていることから、該フ
ィルム１１を順次巻き取り。

巻き戻しすることにより、連峰的に配線基板を製造する
ことが可能である。また、従来の工程を大幅に変える必
要もなく、薄膜媒体１２の材料を選択するのみで、簡易
に実現し得る等の利点がある。

〈実施例２〉 次に、本発明の第２の実施例について説明する。この実
施例は、第１の実施例と同様な半導体素子やチップ部品
等の搭載用配線基板に関する。

第１の実施例の場合と同様なスパッタ装置を用意し、ニ
ッケル、鉛及び硼素の酸化物焼結体ターゲットとパラジ
ウム金属ターゲットの二元のターゲットを装着し、スパ
ッタ装置の真空槽内において、ロール状に巻いて予め装
着しておいた厚さ５０μ口のＰＥＥＫ樹脂フィルムを巻
き戻しながら、アルゴンガスでスパッタを行った。

スパッタにおけるアルゴンガス流量は２８ｓｅｃｍ、こ
の時のガス圧は５　ｍＴｏｒｒであった。酸化物焼結体
ターゲットとパラジウム金属ターゲットに印加したパワ
ーはそれぞれ１５０Ｗと　５００Ｗで、このスパッタ条
件での膜の堆積速度は３５ｒ＋ｍ／分で、フィルム上に
被着形成した薄膜媒体の膜厚は５ｏｎｓであった。

上記の方法で形成した薄膜媒体は、Ｘ線回折によりＰ　
ｄ、　Ｎ　ｉ　Ｏ，Ｐ　ｂ　Ｏ，Ｂ２０３を含み、透過
電子顕微鏡観察から、Ｐｄ金属のマトリックス中に、Ｎ
ｉｐ、ＰｂＯ，Ｂ２０．の微粒子が分散した系であるこ
とが確認された。また、湿式分析により、 Ｐ　ｄ　（９４）−Ｎ　ｉ　０（４）−Ｐ　ｂ　０（１
）−８２０３（１）であることが分った。さらに、波長
８３０ｎｍの光に対する薄膜媒体の反射率は５３％、吸
収率は２５％でＧａＡｌｌＡｓ半導体レーザに対して十
分な感度を有していた。

次いで、上記フィルム面上に被着形成した薄膜媒体面に
おいて、波長８３０ｔｖのＧａＡ、ＱＡｓレーザ光を７
ｍＷのパワーでスキャンしながら照射したところ、被照
射部はぼ１μｍの幅にわたって薄膜媒体が飛散し、線幅
２０μｍ、配線抵抗５０にΩ／ｃｍ、　　シート抵抗１
００Ω／口の配線パターンが形成された。

次いで、上記配線パターンを形成したフィルムを、無電
解メッキ洛中を通過させたところ、前記配線パターン面
上に厚さ７μｍの銅層が堆積し、赤外線炉で乾燥後、抵
抗を測定したところ、配線抵抗で１，３Ω／ｃｍ、シー
ト抵抗で約３ｍΩ／口であった。

〈実施例３〉 次に、本発明の第３の実施例について説明する。この実
施例は、固体撮像素子搭載用の配線基板に関するもので
ある。

第１の実施例の場合と同様なスパッタ装置を用意し、ニ
ッケル金属をターゲットとして装着したスパッタ装置の
真空槽で、透明ガラス基板面上及び側面にアルゴンと酸
素の混合ガスで反応性スパッタを行い、膜厚８０ｎｍの
薄膜媒体を被着形成した。この時のスパッタ条件と形成
した薄膜媒体は第１の実施例と同じものである。波長５
８０ｒ＋ｍの光に対する薄膜媒体の反射率は３５％、吸
収率は５６％でアルゴンレーザに対して十分な感度を有
していた。

次いて、第５図に示すように、透明ガラス基板５１面上
及び側面に被着形成した薄膜媒体面において、アルゴン
レーザ５３から出力する波長５８０ｎｍのアルゴンレー
ザ光を５０ｍＷのパワーでスキャンしながら照射したと
ころ、被照射部はほぼ２０μｍの幅にわたって薄膜媒体
が飛散し、線幅１００μ■、配線抵抗２０にΩ／　ｃｍ
、　　シート抵抗で４０Ω／口の配線パターン５２が形
成された。

さらに透明ガラス基板５１を、無電解メッキ浴中を通過
させたところ、配線パターン５２面上に厚さ７μｍの銅
層が堆積し、赤外線炉で乾燥後、配線抵抗を測定したと
ころ　０．３Ω／　ｃｍｓシート抵抗で約３１１１Ω／
口であった。

その後、第６図に示すように、透明ガラス基板５１上に
金属バンブ６１を介して固体撮像素子６２を搭載し、透
明ガラス基板５１の側面に対応したフレキシブル配線基
板６４を異方性導電ゴム６３を介して接続した。そして
、固体撮像素子の動作試験を行ったところ、良好な出力
信号が得られた。

このように本実施例では、先の第１の実施例と同様の効
果が得られるのは勿論のこと、側面に配線を有する配線
基板を実現できるので、固体撮像素子を搭載して電気的
に信頼性の高い配線接続が達成され、固体撮像装置の小
型・軽量化に寄与することが可能となる。

なお、本発明は上述した各実施例に限定されるものでは
なく、以下に述べるように本発明の要旨を逸脱しない範
囲で、種々変形して実施することができる。

実施例では、所要の配線パターンを形成する下地基板と
して、ガラス基板及びＰＥＥＫ樹脂を例示したが、これ
以外にも、ガラスエポキシ基板、フェノール基板などの
従来のプリント配線基板や、シリコンウェハー、セラミ
ック基板の他、ポリイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹
脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリカーボネー
ト樹脂を用いてもよい。

薄膜媒体としては互いに固溶しない少なくとも２種類の
相からなり、一つは無電界メッキの触媒作用を有する金
属、一つは該金属の酸化物又はエネルギービームに感度
をａする酸化物であればよい。ここで、金属としては、
Ｆｅ。

Ｃｏ、Ｎｉ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉ　ｒ。

Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕから選択された少なくとも１種
類を用いることができる。また、酸化物としては、上記
金属の酸化物の他、酸化クロム、酸化マンガン、酸化ニ
オブ、酸化タンタル。

酸化バナジウム、酸化鉛、酸化硼素、酸化スズ酸化ビス
マス、酸化インジウム、酸化テルルから選択された少な
くとも１種類を用いることができる。特に、比較的パワ
ーの小さいエネルギービームの照射で該薄膜媒体を選択
的に除去させるには、酸化物として、例えば半導体レー
ザの波長領域に吸収をもつ酸化ニッケル、酸化コバルト
、酸化マンガン、酸化クロム等を選択したり、比較的融
点の低い（５００℃以下が望ましい）酸化硼素、酸化鉛
、酸化ビスマス、酸化インジウム、酸化テルル、酸化オ
スミウム等を選択することが望ましい。

エネルギービームとしてレーザ光を用いた場合、Ａ＋−
ｘ　Ｂｘ　　（Ａは金属、Ｂは酸化物）の表記でｘ　＜
　０．０３の場合には、レーザ光の反射率が高いためレ
ーザ光の吸収が少なく、薄膜媒体を選択的に除去させる
ことができない。また、０．９７＜　ｘの場合には、メ
ッキ核となる触媒金属の分散が少ないため良好なメッキ
膜が析出しない。従って、酸化物の組成比Ｘは、０．０
３≦ｘ≦０．９７の範囲であることが望ましい。

薄膜媒体を被着形成する手段としては、真空蒸着、電子
ビーム蒸着、イオンビーム蒸着、スパッタリング、イオ
ンビームスパッタ、イオンブレーティング、プラズマ重
合、スピンコード等があり、組成成分や下地基板に応じ
て適宜選択することができる。薄膜媒体を選択的に除去
するためのエネルギービームには、半導体レーザ、アル
ゴンレーザ、ＹＡＧレーザ、若しくはエキシマレーザ等
があり、下地基板や配線パターンの寸法等に応じて適宜
選択することができる。配線基板上に形成される配線の
材料とじては、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｕ、Ａｇの他、無電解メ
ッキにより形成される金属が含まれる。また、エネルギ
ビームの照射により形成した配線パターン面上に、その
配線パターンを低抵抗化するための金属を堆積する手段
は、無電解メッキ法以外に、配線パターンに対するリー
ドの取付けを適宜工夫すれば、電気メッキ法を用いるこ
とも可能である。

［発明の効果コ 以上詳述したように本発明によれば、薄膜媒体の材料を
最適化することにより、無電解メッキ工程における下地
基板と薄膜媒体との剥離を防止することができる。従っ
て、所定基板上に本発明の薄膜媒体を被着形成し、エネ
ルギービームを照射して該薄膜媒体を選択的に除去させ
ることにより所望のパターンを形成した後、無電解メッ
キで金属を堆積させる工程において、下地基板と薄膜媒
体との剥離のない密着の良好な無電解メッキ膜を得るこ
とでき、配線抵抗が十分に低い信頼性の高い配線基板を
実現することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図は本発明の第１の実施例を説明するた
めのもので、第１図は配線基板の製造工程を示す断面図
、第２図はスパッタ装置による薄膜媒体の形成状態を示
す模式図、第３図は薄膜媒体を半導体レーザで照射走査
する状態を示す模式図、第４図は薄膜媒体に無電解メッ
キを施す状態を示す模式図、第５図及び第６図は本発明
の第３の実施例を説明するためのもので、第５図は透明
ガラス基板上の薄膜媒体をアルゴンレーザで照射走査す
る状態を示す模式図、第６図はガラス透明基板に固体撮
像素子を搭載しフレキシブル配線基板を取付けた状態を
示す断面図である。 １１・・・樹脂フィルム、 １２・・・薄膜媒体、 １２’、５２・・・配線パターン、 １３・・・無電解メッキによる銅層、 ２１・・・真空槽、 ２２・・・ターゲット、 ３１．５３・・・半導体レーザ、 ４１・・・メッキ浴、 ５１・・・ガラス透明基板、 ６１・・・金属バンプ、 ６２・・・固体撮像素子、 ６３・・・異方性導電ゴム、 ６４・・・フレキシブル配線基板。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）所定の基板に被着された薄膜媒体上にエネルギー
   ビームを照射し、該薄膜媒体を選択的に除去して所望の
   配線パターンを形成し、この配線パターン上に無電解メ
   ッキにより金属を被着した配線基板において、 前記薄膜媒体は、無電解メッキの触媒作用を有する金属
   と、該金属の酸化物又はエネルギービームに感度を有す
   る酸化物との混合物からなるものであることを特徴とす
   る配線基板。
2. （２）前記薄膜媒体は、Ａ＿１＿−＿ｘＢ＿ｘ（Ａは金
   属、Ｂは酸化物）と表記したとき、酸化物の組成比ｘを
   ０．０３≦ｘ≦０．９７の範囲に設定してなることを特
   徴とする請求項１記載の配線基板。