特許 7129476 積層体及びその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-08-24

(45)【発行日】2022-09-01

(54)【発明の名称】積層体及びその製造方法

(51)【国際特許分類】

   H05K 3/18 20060101AFI20220825BHJP

   H01L 23/12 20060101ALI20220825BHJP

【ＦＩ】

H05K3/18 H

H01L23/12 F

【請求項の数】 16

(21)【出願番号】P 2020522525

(86)(22)【出願日】2018-05-31

(86)【国際出願番号】 JP2018021046

(87)【国際公開番号】W WO2019229956

(87)【国際公開日】2019-12-05

【審査請求日】2021-03-15

(73)【特許権者】

【識別番号】521386593

【氏名又は名称】リンクステック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100128381

【弁理士】

【氏名又は名称】清水 義憲

(74)【代理人】

【識別番号】100169454

【弁理士】

【氏名又は名称】平野 裕之

(74)【代理人】

【識別番号】100160897

【弁理士】

【氏名又は名称】古下 智也

(72)【発明者】

【氏名】石原 光泰

(72)【発明者】

【氏名】田村 匡史

(72)【発明者】

【氏名】吉田 信之

【審査官】齊藤 健一

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１４－７２３２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－３４０５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１５３０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１６２６６０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ２３／１２―２３／１５

Ｈ０５Ｋ１／００―３／４６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

表面に電極層を有する基材と、少なくとも前記電極層上に配置された無電解めっき層と、前記基材上に配置されていると共に、前記無電解めっき層を含むめっき層が露出する開口を有する絶縁層と、を備える基体に電解めっきを施して、前記めっき層に接する金属バンプを前記開口内に形成するバンプ形成工程を備え、
前記金属バンプと前記基材との間において前記電極層と前記無電解めっき層とが前記電極層及び前記無電解めっき層の積層方向に直交する方向に互いに隣接している、積層体の製造方法。

【請求項2】

前記バンプ形成工程の前に、前記基材上に配置された絶縁体に開口を形成して前記絶縁層を得る工程を更に備える、請求項１に記載の積層体の製造方法。

【請求項3】

前記バンプ形成工程の前に、前記電極層に無電解めっきを施すことにより前記無電解めっき層を形成する無電解めっき層形成工程を更に備える、請求項１又は２に記載の積層体の製造方法。

【請求項4】

前記無電解めっき層形成工程の前に、前記電極層が露出する開口を有する保護層を前記基材上に形成する工程を更に備える、請求項３に記載の積層体の製造方法。

【請求項5】

前記バンプ形成工程の後に、前記絶縁層を除去する絶縁層除去工程を更に備える、請求項１～４のいずれか一項に記載の積層体の製造方法。

【請求項6】

前記絶縁層除去工程の後に、前記無電解めっき層における前記金属バンプの形成位置とは異なる位置に配置された部分を除去する工程を更に備える、請求項５に記載の積層体の製造方法。

【請求項7】

前記絶縁層除去工程の後に、前記電極層を覆う保護層を形成する工程を更に備える、請求項５又は６に記載の積層体の製造方法。

【請求項8】

前記無電解めっき層が前記絶縁層の前記開口から露出している、請求項１～７のいずれか一項に記載の積層体の製造方法。

【請求項9】

前記電極層が回路パターンである、請求項１～８のいずれか一項に記載の積層体の製造方法。

【請求項10】

前記電極層及び前記無電解めっき層の積層方向における前記金属バンプの長さが１０μｍ以上である、請求項１～９のいずれか一項に記載の積層体の製造方法。

【請求項11】

前記電極層及び前記無電解めっき層の積層方向における前記金属バンプの長さが１５０μｍを超える、請求項１～９のいずれか一項に記載の積層体の製造方法。

【請求項12】

表面に電極層を有する基材と、
少なくとも前記電極層上に配置された無電解めっき層と、
前記無電解めっき層上において、前記無電解めっき層を含むめっき層に接する金属バンプと、を備え、
前記金属バンプと前記基材との間において前記電極層と前記無電解めっき層とが前記電極層及び前記無電解めっき層の積層方向に直交する方向に互いに隣接している、積層体。

【請求項13】

前記金属バンプが前記無電解めっき層に接する、請求項１２に記載の積層体。

【請求項14】

前記電極層が回路パターンである、請求項１２又は１３に記載の積層体。

【請求項15】

前記電極層及び前記無電解めっき層の積層方向における前記金属バンプの長さが１０μｍ以上である、請求項１２～１４のいずれか一項に記載の積層体。

【請求項16】

前記電極層及び前記無電解めっき層の積層方向における前記金属バンプの長さが１５０μｍを超える、請求項１２～１４のいずれか一項に記載の積層体。

【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ことが可能な積層体及びその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

電子部品の小型化、薄型化又は高密度化に伴い、半導体素子を搭載して電子部品を得るためのモジュール基板に対して小型化、薄型化又は高密度化が要求されつつある。このような要求を満たすためには、狭い実装面に半導体素子を搭載することが重要である。このような観点から、例えば、下記特許文献１には、半導体素子を内蔵するための空間（キャビティ部）を有するモジュール基板が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１５－６０９１２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

半導体素子を内蔵するための空間を有するモジュール基板に他のモジュール基板又は電子部品が接続されることがあり、当該他のモジュール基板又は電子部品と接続するための金属バンプを基材上に形成し、基材上における当該金属バンプの形成位置とは異なる位置に半導体素子を内蔵することが考えられる。ここで、金属バンプを基材上に形成する際に、開口を有する絶縁層を基材上に形成した後にめっきにより当該開口に金属バンプを形成する方法が考えられる。この場合、めっきの給電層として厚い金属層（例えば銅箔）を用いると、金属バンプを形成した後にノイズ発生の抑制等の観点から給電層を除去する必要がある際に、給電層を除去する工程が煩雑化する場合がある。そのため、半導体素子を搭載するためのモジュール基板として使用可能な積層体を簡便に得る方法が求められる。

【0005】

本発明は、前記事情を鑑みてなされたものであり、半導体素子を搭載することが可能な積層体を簡便に得ることが可能な積層体の製造方法を提供することを目的とする。また、本発明は、このような製造方法により得られる積層体を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明に係る積層体の製造方法の一側面は、表面に電極層を有する基材と、少なくとも前記電極層上に配置された無電解めっき層と、前記基材上に配置されていると共に、前記無電解めっき層を含むめっき層が露出する開口を有する絶縁層と、を備える基体に電解めっきを施して、前記めっき層に接する金属バンプを前記開口内に形成するバンプ形成工程を備える。

【0007】

このような積層体の製造方法によれば、金属バンプを形成するための給電層として、無電解めっき層を含むめっき層を用いることができる。そして、金属バンプを形成した後にノイズ発生の抑制等の観点から給電層を除去する必要がある際に、比較的薄層である無電解めっき層を含むめっき層を容易に除去することが可能であるため、半導体素子を搭載することが可能な積層体を簡便に得ることができる。また、上述の積層体の製造方法によれば、絶縁層を基材上に形成した後に給電層を形成することを要せず、半導体素子を搭載することが可能な積層体の製造工程が複雑化することを抑制できる。さらに、上述の積層体の製造方法により得られた積層体によれば、基材上における金属バンプの形成位置とは異なる位置に半導体素子を内蔵（立体実装）することが可能であると共に、金属バンプを介して他の半導体素子、モジュール基板又は電子部品と接続することが可能であることから、半導体素子を備える電子部品の小型化、薄型化又は高密度化を達成できる。

【0008】

本発明に係る積層体の製造方法の一側面は、前記バンプ形成工程の前に、前記基材上に配置された絶縁体に開口を形成して前記絶縁層を得る工程を更に備えていてよい。

【0009】

本発明に係る積層体の製造方法の一側面は、前記バンプ形成工程の前に、前記電極層に無電解めっきを施すことにより前記無電解めっき層を形成する無電解めっき層形成工程を更に備えていてよい。本発明に係る積層体の製造方法の一側面は、前記無電解めっき層形成工程の前に、前記電極層が露出する開口を有する保護層を前記基材上に形成する工程を更に備えていてよい。

【0010】

本発明に係る積層体の製造方法の一側面は、前記バンプ形成工程の後に、前記絶縁層を除去する絶縁層除去工程を更に備えていてよい。本発明に係る積層体の製造方法の一側面は、前記絶縁層除去工程の後に、前記無電解めっき層における前記金属バンプの形成位置とは異なる位置に配置された部分を除去する工程を更に備えていてよい。本発明に係る積層体の製造方法の一側面は、前記絶縁層除去工程の後に、前記電極層を覆う保護層を形成する工程を更に備えていてよい。

【0011】

本発明に係る積層体の製造方法の一側面において無電解めっき層は、絶縁層の開口から露出していてよい。

【0012】

本発明に係る積層体の一側面は、表面に電極層を有する基材と、少なくとも前記電極層上に配置された無電解めっき層と、前記無電解めっき層上において、前記無電解めっき層を含むめっき層に接する金属バンプと、を備える。

【0013】

このような積層体によれば、基材上における金属バンプの形成位置とは異なる位置に半導体素子を内蔵（立体実装）することが可能であると共に、金属バンプを介して他の半導体素子、モジュール基板又は電子部品と接続することが可能であることから、半導体素子を備える電子部品の小型化、薄型化又は高密度化を達成できる。

【0014】

本発明に係る積層体の一側面において金属バンプは、無電解めっき層に接していてよい。

【0015】

本発明に係る積層体及びその製造方法の一側面では、前記電極層が回路パターンであってよい。前記電極層及び前記無電解めっき層の積層方向における前記金属バンプの長さは、１０μｍ以上であってよく、１５０μｍを超えてよい。前記金属バンプと前記基材との間において前記電極層と前記無電解めっき層とは、前記電極層及び前記無電解めっき層の積層方向に直交する方向に互いに隣接していなくてよく、前記電極層及び前記無電解めっき層の積層方向に直交する方向に互いに隣接していてもよい。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、半導体素子を搭載することが可能な積層体を簡便に得ることが可能な積層体の製造方法を提供することができる。また、本発明によれば、このような製造方法により得られる積層体を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】図１は、積層体の製造方法の一例を説明するための模式断面図である。

【図2】図２は、積層体の製造方法の一例を説明するための模式断面図である。

【図3】図３は、積層体の製造方法の一例を説明するための模式断面図である。

【図4】図４は、積層体の製造方法の一例を説明するための模式断面図である。

【図5】図５は、積層体の製造方法の他の例を説明するための模式断面図である。

【図6】図６は、積層体の製造方法の他の例を説明するための模式断面図である。

【図7】図７は、積層体の製造方法の他の例を説明するための模式断面図である。

【図8】図８は、積層体の製造方法の他の例を説明するための模式断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

本明細書において、「～」を用いて示された数値範囲は、「～」の前後に記載される数値をそれぞれ最小値及び最大値として含む範囲を示す。本明細書に段階的に記載されている数値範囲において、ある段階の数値範囲の上限値又は下限値は、他の段階の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。「Ａ又はＢ」とは、Ａ及びＢのどちらか一方を含んでいればよく、両方とも含んでいてもよい。

【0019】

以下、図面を適宜参照しながら、本発明の実施形態について詳細に説明する。但し、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。各図における構成要素の大きさは概念的なものであり、構成要素間の大きさの相対的な関係は各図に示されたものに限定されない。各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

【0020】

本実施形態に係る積層体の製造方法は、表面に電極層を有する基材と、少なくとも前記電極層上に配置された無電解めっき層と、前記基材上に配置されていると共に、前記無電解めっき層を含むめっき層が露出する開口を有する絶縁層（第１の絶縁層）と、を備える基体に電解めっきを施して、前記めっき層に接する金属バンプを前記開口内に形成するバンプ形成工程を備える。本実施形態に係る積層体は、本実施形態に係る積層体の製造方法により得ることができる。本実施形態に係る積層体は、表面に電極層を有する基材と、少なくとも前記電極層上に配置された無電解めっき層と、前記無電解めっき層上において、前記無電解めっき層を含むめっき層に接する金属バンプと、を備える。

【0021】

本実施形態に係る積層体は、半導体素子を搭載するためのモジュール基板として用いることができる。本実施形態に係る積層体は、基材上における金属バンプの形成位置とは異なる位置に、半導体素子を搭載するための空間を有している。本実施形態に係る積層体が無電解めっき層を含むめっき層と、金属バンプとを備えることは、これらの部材の構成材料の結晶状態等により確認可能であり、例えば金属顕微鏡により確認することができる。電極層としては、例えば回路パターンを用いることができる。本実施形態に係る積層体は、基材上に配置されていると共に開口を有する絶縁層を更に備え、金属バンプが開口内に配置されている態様であってよい。

【0022】

めっき層は、無電解めっき層を含んでいればよく、めっき層の最表層が無電解めっき層によって構成されていなくてよい。すなわち、めっき層は、例えば、無電解めっき層からなる態様であってよく、無電解めっき層と、当該無電解めっき層上に配置された電解めっき層と、を有する態様であってよい。無電解めっき層上に配置される電解めっき層の厚さは、例えば１～５μｍである。本実施形態に係る積層体において金属バンプは、無電解めっき層に接していてよく、無電解めっき層上に配置された電解めっき層に接していてよい。また、無電解めっき層が絶縁層の開口から露出していてよく、無電解めっき層上に配置された電解めっき層が絶縁層の開口から露出していてよい。

【0023】

本実施形態に係る積層体の製造方法は、バンプ形成工程の前に基材準備工程、めっき層形成工程又は絶縁層形成工程を備えていてよく、例えば、バンプ形成工程の前に基材準備工程、めっき層形成工程及び絶縁層形成工程をこの順に備えている。基材準備工程では、表面に電極層を有する基材を準備する。めっき層形成工程は、基材の表面に配置された電極層に無電解めっきを施すことにより無電解めっき層を形成する無電解めっき層形成工程を有してよく、無電解めっき層形成工程で形成された無電解めっき層に電解めっきを施すことにより電解めっき層を形成する電解めっき層形成工程を有してよい。めっき層が無電解めっき層からなる場合には、めっき層形成工程として無電解めっき層形成工程を行うことができる。絶縁層形成工程では、基材上に配置された絶縁体に開口を形成して絶縁層を得る。

【0024】

本実施形態に係る積層体の製造方法は、バンプ形成工程の後に、絶縁層形成工程で形成された絶縁層を除去する絶縁層除去工程を備えていてよい。

【0025】

本実施形態に係る積層体の製造方法は、絶縁層除去工程の後に、めっき層における金属バンプの形成位置とは異なる位置に配置された部分を除去するめっき層除去工程を備えていてよい。めっき層の一部を除去することにより、めっき層に起因するノイズを抑制しやすい。めっき層が、無電解めっき層と、当該無電解めっき層上に配置された電解めっき層と、を有する場合、めっき層除去工程は、電解めっき層における金属バンプの形成位置とは異なる位置に配置された部分を除去する電解めっき層除去工程を有してよく、無電解めっき層における金属バンプの形成位置とは異なる位置に配置された部分を除去する無電解めっき層除去工程を有してよい。電解めっき層除去工程及び無電解めっき層除去工程は、個別に行われてもよく、同時に行われてもよい。すなわち、無電解めっき層は、電解めっき層が除去された後に除去されてもよく、電解めっき層と同時に除去されてもよい。電解めっき層及び／又は無電解めっき層の一部を除去することにより、これらのめっき層に起因するノイズを抑制しやすい。めっき層が無電解めっき層からなる場合には、めっき層除去工程として無電解めっき層除去工程を行うことができる。無電解めっき層除去工程の前において無電解めっき層は、金属バンプの形成位置（電極層及び無電解めっき層の積層方向に直交する方向における金属バンプの形成位置。金属バンプとめっき層との接触位置。以下同様）に配置された第１の部分（露出部。絶縁層除去工程の前において絶縁層に覆われていない部分）と、金属バンプの形成位置とは異なる位置に配置された第２の部分（未露出部。絶縁層除去工程の前において絶縁層に覆われている部分）とを有していてよく、無電解めっき層除去工程において当該第２の部分の少なくとも一部が除去される。

【0026】

本実施形態に係る積層体は、電極層を覆う保護層（第２の絶縁層）を更に備えていてよい。本実施形態に係る積層体の製造方法は、電極層を覆う保護層（第２の絶縁層）を形成する保護層形成工程を備えていてよい。保護層形成工程は、無電解めっき層形成工程の前、及び／又は、絶縁層除去工程の後に行うことができる。保護層は、電極層に保護層が接した状態で電極層を覆っていてよく、電極層と保護層との間に配置された層（例えば無電解めっき層）を介して電極層を覆っていてよい。

【0027】

電極層及び無電解めっき層の積層方向における無電解めっき層の厚さは、下記の範囲であってよい。無電解めっき層の厚さは、金属バンプを形成するための電解めっきの際の給電が容易である観点から、０．１μｍ以上であってよく、０．７μｍ以上であってよく、１．０μｍ以上であってよく、２．０μｍ以上であってよい。無電解めっき層の厚さは、無電解めっき層除去工程において不要な無電解めっき層を除去しやすい観点から、５．０μｍ以下であってよく、２．０μｍ以下であってよく、１．０μｍ以下であってよく、０．７μｍ以下であってよい。これらの観点から、無電解めっき層の厚さは、０．１～５．０μｍであってよい。

【0028】

電極層及び無電解めっき層の積層方向における金属バンプの長さ（高さ）は、下記の範囲であってよい。金属バンプの長さは、半導体素子を搭載するための充分な空間を確保しやすい観点から、１０μｍ以上であってよく、１０μｍを超えてよく、５０μｍ以上であってよく、５０μｍを超えてよく、８０μｍ以上であってよく、８０μｍを超えてよく、１００μｍ以上であってよく、１００μｍを超えてよく、１５０μｍ以上であってよく、１５０μｍを超えてよく、２００μｍ以上であってよく、２００μｍを超えてよく、２５０μｍ以上であってよい。金属バンプの長さは、電子部品の小型化、薄型化又は高密度化が容易である観点から、５００μｍ以下であってよく、２５０μｍ以下であってよく、２００μｍ以下であってよく、１５０μｍ以下であってよい。これらの観点から、金属バンプの長さは、１０～５００μｍであってよい。金属バンプの長さは、４０μｍ未満であってもよい。

【0029】

電極層及び無電解めっき層の積層方向に直交する方向における金属バンプの長さ（直径）は、下記の範囲であってよい。金属バンプの長さは、金属バンプを形成しやすい（例えば、後述のめっき液を絶縁層の開口に浸入させやすい）観点、及び、金属バンプの高さばらつきを抑制しやすい観点から、５０μｍ以上であってよく、５０μｍを超えてよく、８０μｍ以上であってよく、８０μｍを超えてよく、１００μｍ以上であってよく、１００μｍを超えてよく、１５０μｍ以上であってよく、１５０μｍを超えてよく、２００μｍ以上であってよく、２００μｍを超えてよく、２５０μｍ以上であってよい。金属バンプの長さは、複数の金属バンプを高密度に配置しやすいことから電子部品の小型化又は高密度化が容易である観点から、５００μｍ以下であってよく、２５０μｍ以下であってよく、２００μｍ以下であってよい。これらの観点から、金属バンプの長さは、５０～５００μｍであってよい。

【0030】

電極層及び無電解めっき層の積層方向における絶縁層の長さ（厚さ）及び絶縁層の開口の長さは、下記の範囲であってよい。絶縁層及び開口の長さは、半導体素子を搭載するための充分な空間を確保しやすい観点から、１０μｍ以上であってよく、１０μｍを超えてよく、５０μｍ以上であってよく、５０μｍを超えてよく、８０μｍ以上であってよく、８０μｍを超えてよく、１００μｍ以上であってよく、１００μｍを超えてよく、１５０μｍ以上であってよく、１５０μｍを超えてよく、２００μｍ以上であってよく、２００μｍを超えてよく、２５０μｍ以上であってよい。絶縁層及び開口の長さは、電子部品の小型化、薄型化又は高密度化が容易である観点から、５００μｍ以下であってよく、２５０μｍ以下であってよく、２００μｍ以下であってよく、１５０μｍ以下であってよい。これらの観点から、絶縁層及び開口の長さは、１０～５００μｍであってよい。絶縁層及び開口の長さは、４０μｍ未満であってもよい。

【0031】

電極層及び無電解めっき層の積層方向に直交する方向における絶縁層の開口の径は、下記の範囲であってよい。開口の径は、開口を形成しやすい（例えば、後述する現像液を浸入させやすい）観点、及び、金属バンプの高さばらつきを抑制しやすい観点から、５０μｍ以上であってよく、５０μｍを超えてよく、８０μｍ以上であってよく、８０μｍを超えてよく、１００μｍ以上であってよく、１００μｍを超えてよく、１５０μｍ以上であってよく、１５０μｍを超えてよく、２００μｍ以上であってよく、２００μｍを超えてよく、２５０μｍ以上であってよい。開口の径は、開口を形成しやすい（開口の底面を平坦化させやすい）観点、及び、複数の金属バンプを高密度に配置しやすいことから電子部品の小型化又は高密度化が容易である観点から、５００μｍ以下であってよく、２５０μｍ以下であってよく、２００μｍ以下であってよい。これらの観点から、開口の径は、５０～５００μｍであってよい。

【0032】

金属バンプと基材との間において電極層と無電解めっき層とは、電極層及び無電解めっき層の積層方向に直交する方向に互いに隣接していなくてよい。この場合、電極層と無電解めっき層との優れた密着性が得られやすい。このような構成は、例えば、本実施形態に係る積層体の製造方法において、絶縁層の開口内に電極層が配置されることなく、電極層と同等の径又は電極層より小さい径の開口を有する絶縁層を電極層上に形成することにより得ることができる。この場合、本実施形態に係る積層体の製造方法において、無電解めっき層における金属バンプの形成位置に配置された第１の部分と、無電解めっき層における金属バンプの形成位置とは異なる位置に配置された第２の部分とが基体の電極層上において電極層及び無電解めっき層の積層方向に直交する方向に互いに隣接していてよい。

【0033】

金属バンプと基材との間において電極層と無電解めっき層とは、電極層及び無電解めっき層の積層方向に直交する方向に互いに隣接していてよい。この場合、無電解めっき層を含むめっき層が露出する開口を絶縁層に形成しやすい。このような構成は、例えば、本実施形態に係る積層体の製造方法において、絶縁層の開口内に電極層が配置され、電極層より大きい径の開口を有する絶縁層を基材上に形成することにより得ることができる。この場合、例えば、金属バンプの形成位置における基材の表面において電極層と無電解めっき層とが電極層及び無電解めっき層の積層方向に直交する方向に互いに隣接していてよい。また、例えば、無電解めっき層における金属バンプの形成位置に配置された第１の部分と、無電解めっき層における金属バンプの形成位置とは異なる位置に配置された第２の部分とが基体の電極層上において電極層及び無電解めっき層の積層方向に直交する方向に互いに隣接していなくてよい。

【0034】

本実施形態に係る電子部品は、本実施形態に係る積層体と、当該積層体に積層（搭載）された半導体素子と、を備える。本実施形態に係る電子部品の製造方法は、本実施形態に係る積層体に半導体素子を積層（搭載）する半導体素子積層工程を備える。半導体素子は、積層体の基材上における金属バンプの形成位置とは異なる位置に積層されている。本実施形態に係る電子部品における積層体の金属バンプは、他の半導体素子、モジュール基板又は電子部品に電気的に接続されていてよい。

【0035】

以下、本実施形態に係る積層体、電子部品及びこれらの製造方法の具体例について説明する。

【0036】

図１～４は、積層体の製造方法の一例を説明するための模式断面図である。当該積層体の製造方法では、まず、図１（ａ）に示すように基材準備工程において、主面（表面）１０ａに電極層１２を有する基材（ベース基板）１０を準備する。電極層１２は、例えば回路パターンである。基材１０は、半導体素子を搭載するための積層体を得るための基材として用いることができる。基材としては、例えば配線板（多層配線板等）を用いることができる。

【0037】

電極層１２は、基材１０の両面（両方の主面）に配置されているが、一方の主面のみに配置されてもよい。基材１０は、複層（例えば２層）の絶縁層１４を有しているが、単層の絶縁層を有していてよい。基材１０は、絶縁層１４の層間に配置された電極層１６を有している。電極層１６は、例えば回路パターンである。基材１０は、絶縁層１４を貫通する貫通電極１８を有していてよい。基材１０の両面において互いに対向する位置に配置された二つの電極層１２のそれぞれが貫通電極１８を介して電極層１６に接続されることにより、これらの電極層１２が互いに電気的に接続されている。電極層１２、電極層１６及び貫通電極１８のそれぞれの構成材料としては、例えば、銅、アルミニウム、ニッケル、スズ、金、銀等の金属材料が挙げられ、電気伝導性に優れることにより接続抵抗が低減されることによって信号の高速化が達成しやすい観点から、銅を用いることができる。絶縁層１４の構成材料としては、ガラスエポキシ、ガラスポリイミド等が挙げられる。基材１０の厚さ（総厚）は、例えば１５～１０００μｍである。電極層１２の厚さは、例えば３～５０μｍである。絶縁層１４の厚さは、例えば１５～２００μｍである。電極層１６の厚さは、例えば３～５０μｍである。

【0038】

次に、図１（ｂ）に示すように、無電解めっき層形成工程において、基材１０の主面１０ａに配置された電極層１２に無電解めっき（例えば無電解銅めっき）を施すことにより無電解めっき層２０を形成する。無電解めっき層２０は、後述する金属バンプ５０（図３（ａ）参照）の形成時の給電層として用いることができる。無電解めっき層２０は、金属バンプ５０の形成時の給電層として機能するように基材１０の主面の全体又は一部に形成され、電極層１２の全体又は一部の上に形成されてよい。無電解めっき層２０は、基材１０の両面に形成されているが、金属バンプ５０が形成される側（図１（ｂ）の上側）の主面のみに形成されてもよい。金属バンプ５０が形成される側の主面の無電解めっき層２０は、金属バンプ５０の形成位置に配置された第１の部分２０ａと、金属バンプ５０の形成位置とは異なる位置に配置された第２の部分２０ｂと、を有している。

【0039】

無電解めっき層２０は、例えば、パラジウムを付着させるめっき触媒付与処理を基材１０に施した後に無電解めっき液に基材１０を浸漬することにより得ることができる。無電解めっき層２０の構成材料としては、例えば、銅、ニッケル、スズ、金、銀等の金属材料が挙げられ、電気伝導性に優れることにより接続抵抗が低減されることによって信号の高速化が達成しやすい観点から、銅を用いることができる。無電解めっき層２０及び電極層１２の構成材料は、互いに同一であってよい。

【0040】

次に、図２に示すように、絶縁層形成工程において、基材１０上に配置された絶縁体３０に開口（貫通孔）を形成して、開口（貫通孔）３２ａを有する絶縁層３２を得る。絶縁体３０に開口を形成する方法としては、感光性（光硬化性）樹脂組成物を露光及び現像する方法、レーザ、ドリル等により物理的に除去する方法などが挙げられる。感光性樹脂組成物の構成材料としては、ポリイミド等が挙げられる。感光性樹脂組成物を用いる場合、絶縁層形成工程は、絶縁体形成工程、露光工程、及び、現像工程をこの順に有する。

【0041】

絶縁体形成工程では、図２（ａ）に示すように、基材１０上に絶縁体３０を形成する。絶縁体３０は、支持体（図示せず）上に予め形成された絶縁体３０を基材１０上に転写すること、基材１０上に感光性樹脂組成物を塗布及び乾燥すること等により形成することができる。絶縁体３０を基材１０上に複数回転写することにより絶縁体３０の厚さを所望の範囲に調整してもよい。

【0042】

露光工程では、絶縁体３０を露光して硬化させる。ポジ型の感光性樹脂組成物を用いる場合には、絶縁体３０における開口の形成位置以外の部分を露光して硬化させる。ネガ型の感光性樹脂組成物を用いる場合には、絶縁体３０における開口の形成位置の部分を露光して硬化させる。露光方法としては、絶縁体３０上にマスクを配置した状態で光照射することにより所望の部分のみを硬化させる方法；パターン状の光を照射することにより所望の部分のみを硬化させる方法（投影露光方式、コンタクト露光方式、直描露光方式等）が挙げられる。光の波長は、例えば３５０～４５０ｎｍである。光の照射エネルギーは、例えば５０～３０００ｍＪ／ｃｍ^２である。

【0043】

現像工程では、露光後の絶縁体３０を現像して、図２（ｂ）に示すように、開口３２ａを有する絶縁層３２を得る。現像工程では、ポジ型の感光性樹脂組成物を用いる場合における露光部、又は、ネガ型の感光性樹脂組成物を用いる場合における未露光部を除去する。現像方法としては、例えば、アルカリ水溶液（炭酸ナトリウム水溶液等）、有機溶剤（シクロペンタノン、γ－ブチロラクトン、メシチレン等）を含む現像液を用いる方法が挙げられる。

【0044】

このような絶縁層形成工程により、基体４０が得られる。基体４０は、主面１０ａに電極層１２を有する基材１０と、少なくとも電極層１２上に配置された無電解めっき層２０と、基材１０上に配置されていると共に、無電解めっき層２０（無電解めっき層２０からなるめっき層）が露出する開口３２ａを有する絶縁層３２と、を備える。絶縁層３２は、バンプ形成工程におけるめっきレジストとして用いることができる。絶縁層３２は、無電解めっき層２０における金属バンプ５０の形成位置とは異なる位置に配置された第２の部分２０ｂを覆っている。基体４０では、絶縁層３２の開口３２ａ内に電極層１２が配置されることなく、電極層１２より小さい径の開口３２ａを有する絶縁層３２が電極層１２上に形成されている。また、無電解めっき層２０における金属バンプ５０の形成位置に配置された第１の部分２０ａと、無電解めっき層２０における金属バンプ５０の形成位置とは異なる位置に配置された第２の部分２０ｂとが基体４０の電極層１２上において電極層１２及び無電解めっき層２０の積層方向に直交する方向に互いに隣接している。

【0045】

次に、図３（ａ）に示すように、バンプ形成工程において、基体４０における絶縁層３２の開口３２ａ内に電解めっき（例えば電解銅めっき）を施して、無電解めっき層２０に接する金属バンプ（電解めっき層、導体ポスト）５０を開口３２ａ内に形成する。これにより、基材１０、無電解めっき層２０、絶縁層３２及び金属バンプ５０を備える積層体６０ａが得られる。金属バンプ５０は、開口３２ａ内に充填されている。電極層１２及び無電解めっき層２０の積層方向に垂直な金属バンプ５０及び開口３２ａの断面形状としては、円形、多角形（例えば矩形）等が挙げられる。金属バンプ５０の構成材料としては、例えば、銅、ニッケル、スズ、金、銀等の金属材料が挙げられ、電気伝導性に優れることにより接続抵抗が低減されることによって、信号の高速化が達成しやすいと共にフリップチップ実装において狭ピッチが達成されやすい観点から、銅を用いることができる。金属バンプ５０及び無電解めっき層２０の構成材料は、互いに同一であってよい。電解めっきの方法としては、例えば、硫酸銅めっき液、ピロリン酸銅めっき液、電解ニッケルめっき液等を用いる方法が挙げられる。

【0046】

バンプ形成工程の後に、金属バンプ５０の長さ方向に金属バンプ５０を押圧してもよい。また、バンプ形成工程と後続の絶縁層除去工程との間に、積層体６０ａの表面（絶縁層３２の表面及び金属バンプ５０の先端）を研磨する研磨工程が行われてもよい。これらにより、金属バンプ５０の長さを調整することができる。

【0047】

次に、図３（ｂ）に示すように、絶縁層除去工程において絶縁層３２を除去することにより積層体６０ｂを得る。これにより、絶縁層３２の全部又は一部が除去され、無電解めっき層２０における金属バンプ５０の形成位置とは異なる位置に配置された第２の部分２０ｂが露出する。これにより、例えば、絶縁層（絶縁層３２を含む全絶縁層）に接していない金属バンプ５０を得ることができる。絶縁層３２は、例えば、水酸化ナトリウム溶液により除去することができる。絶縁層３２の残渣が残存することを抑制する観点から、絶縁層除去工程の後にデスミア処理又はプラズマ処理を行ってもよい。

【0048】

次に、図４（ａ）に示すように、無電解めっき層除去工程（めっき層除去工程）において、金属バンプ５０が形成された側（図４（ａ）の上側）の無電解めっき層２０における金属バンプ５０の形成位置とは異なる位置に配置された第２の部分２０ｂの少なくとも一部を除去することにより積層体６０ｃを得る。これにより、無電解めっき層２０に覆われていた電極層１２が露出する。無電解めっき層２０の第２の部分２０ｂは、エッチング処理により除去することができる。無電解めっき層２０の形成時に電極層１２に付与した触媒（例えばパラジウム）を除去して絶縁信頼性を向上させる観点から、エッチング処理後に触媒除去処理を行ってもよい。無電解めっき層除去工程では、無電解めっき層２０の第２の部分２０ｂの全体又は一部を除去することができる。無電解めっき層除去工程では、金属バンプ５０が形成された側とは反対側（図４（ａ）の下側）の無電解めっき層２０が除去されているが、当該無電解めっき層２０が除去されなくてもよい。

【0049】

次に、図４（ｂ）に示すように、保護層形成工程において、電極層１２の少なくとも一部を覆う保護層（第２の絶縁層、レジスト）７０を形成する。保護層７０の構成材料としては、絶縁材料を用いることが可能であり、エポキシ樹脂を主剤として含むソルダレジスト材等が挙げられる。保護層７０は、例えば静電蒸着により形成することができる。無電解めっき層２０に覆われていた電極層１２が無電解めっき層除去工程において露出した後、電極層１２の表面に金属層７２を形成してよい。また、絶縁層除去工程の後に、金属バンプ５０の表面に金属層７４を形成してよい。金属層７２，７４は、例えば、ニッケル－金めっきにより形成することができる。このような保護層形成工程により積層体６０ｄが得られる。

【0050】

そして、半導体素子積層工程において、積層体６０ｄに半導体素子を積層（例えばフリップチップ実装）することにより電子部品を得る。

【0051】

本実施形態に係る積層体の製造方法によれば、金属バンプ５０を形成するための給電層として無電解めっき層２０を用いることができる。そして、金属バンプ５０を形成した後にノイズ発生の抑制等の観点から給電層を除去する必要がある際に、比較的薄層である無電解めっき層２０の第２の部分２０ｂを容易に除去することが可能であるため、半導体素子を搭載することが可能な積層体６０ａ～６０ｄを簡便に得ることができる。また、本実施形態に係る積層体の製造方法によれば、絶縁層３２を基材１０上に形成した後に給電層を形成することを要せず、半導体素子を搭載することが可能な積層体６０ａ～６０ｄの製造工程が複雑化することを抑制できる。さらに、本実施形態に係る積層体の製造方法により得られた積層体６０ａ～６０ｄでは、基材１０上における金属バンプ５０の形成位置とは異なる位置に半導体素子を内蔵（立体実装）することが可能であると共に、金属バンプ５０を介して他の半導体素子、モジュール基板又は電子部品と接続することが可能であることから、半導体素子を備える電子部品の小型化、薄型化又は高密度化を達成できる。

【0052】

ところで、基材上に金属バンプを形成する方法として、基材上に金属層を堆積させた後に、金属バンプを形成すべき位置にマスクを配置した状態で金属層の不要部をエッチング等により除去する方法が考えられる。しかしながら、このような方法では、金属バンプの側部が過剰にエッチングされることによって金属バンプにテーパー部が形成されることにより、金属バンプの長さ方向に沿って金属バンプの径が均一化しない場合がある。一方、本実施形態に係る積層体の製造方法によれば、絶縁層３２の開口３２ａ内に金属バンプ５０を形成することにより、開口３２ａの形状と同一の形状を有する金属バンプ５０を容易に得ることが可能であり、金属バンプ５０の長さ方向に沿って金属バンプ５０の径を容易に均一化させることができる。

【0053】

以上、積層体、電子部品及びこれの製造方法の実施形態の一例について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されない。

【0054】

例えば、上述の実施形態では、絶縁層除去工程と保護層形成工程との間に無電解めっき層除去工程が行われているが、無電解めっき層除去工程を行うことなく、絶縁層除去工程の後に保護層形成工程を行ってもよい。図５に示すように、この場合に得られる積層体６０ｅでは、図４（ｂ）の積層体６０ｄとは異なり、保護層７０が電極層１２及び無電解めっき層２０上に配置される。保護層７０は、無電解めっき層２０を介して間接的に電極層１２を覆っている。

【0055】

また、上述の実施形態では、保護層７０を形成する保護層形成工程が無電解めっき層形成工程の後に行われているが、保護層形成工程が無電解めっき層形成工程の前に行われてもよい。この場合、まず、基材準備工程において基材１０を準備した後、図６（ａ）に示すように、電極層１２の少なくとも一部を覆う保護層７０を形成する。保護層７０は、例えば、金属バンプ５０の形成位置に配置された電極層１２（図６（ａ）の右端の電極層）の端部を覆っている。

【0056】

次に、図６（ｂ）に示すように、無電解めっき層形成工程において、基材１０の主面１０ａに配置された電極層１２及び保護層７０に無電解めっきを施すことにより無電解めっき層２０を形成する。これにより、電極層１２及び保護層７０を覆う無電解めっき層２０が形成される。無電解めっき層２０は、金属バンプ５０の形成位置に配置された第１の部分２０ａと、金属バンプ５０の形成位置とは異なる位置に配置された第２の部分２０ｂと、を有している。

【0057】

次に、図７（ａ）に示すように、絶縁層形成工程において、基材１０上に配置された絶縁体に開口を形成して、開口３２ａを有する絶縁層３２を得る。これにより、主面１０ａに電極層１２を有する基材１０と、少なくとも電極層１２上に配置された無電解めっき層２０と、基材１０上に配置されていると共に、無電解めっき層２０（無電解めっき層２０からなるめっき層）が露出する開口３２ａを有する絶縁層３２と、を備える基体４０ａが得られる。

【0058】

次に、バンプ形成工程において、基体４０ａにおける絶縁層３２の開口３２ａ内に電解めっきを施して、無電解めっき層２０に接する金属バンプ５０を開口３２ａ内に形成した後、図７（ｂ）に示すように、絶縁層除去工程において絶縁層３２を除去することにより積層体６０ｆを得る。積層体６０ｆに半導体素子を積層して電子部品を得る場合、無電解めっき層除去工程において無電解めっき層２０における第２の部分２０ｂを除去してもよく、当該第２の部分２０ｂを除去しなくてもよい。

【0059】

さらに、上述の実施形態では、金属バンプ５０と基材１０との間において電極層１２と無電解めっき層２０とが電極層１２及び無電解めっき層２０の積層方向に直交する方向に互いに隣接していないが、例えば、金属バンプ５０及びその周囲の拡大図である図８に示す積層体６０ｇのように、金属バンプ５０と基材１０との間において電極層１２と無電解めっき層２０とが電極層１２及び無電解めっき層２０の積層方向に直交する方向に互いに隣接していてもよい。積層体６０ｇでは、絶縁層３２の開口３２ａ内に電極層１２が配置され、電極層１２より大きい径の開口３２ａを有する絶縁層３２が基材１０上に形成されている。この場合、金属バンプ５０の形成位置における基材１０の主面１０ａにおいて電極層１２と無電解めっき層２０とが電極層１２及び無電解めっき層２０の積層方向に直交する方向に互いに隣接している。また、積層体６０ｇでは、無電解めっき層２０における金属バンプ５０の形成位置に配置された第１の部分２０ａと、無電解めっき層２０における金属バンプ５０の形成位置とは異なる位置に配置された第２の部分２０ｂとが電極層１２上において電極層１２及び無電解めっき層２０の積層方向に直交する方向に互いに隣接していない。

【0060】

また、上述の実施形態では、無電解めっき層２０からなるめっき層を用いて、絶縁層３２の開口３２ａから露出した無電解めっき層２０に接する金属バンプ５０を形成しているが、めっき層が、無電解めっき層と、当該無電解めっき層上に配置された電解めっき層と、を有し、絶縁層の開口から露出した電解めっき層（めっき層の最表層）に接する金属バンプを形成してもよい。

【0061】

また、金属バンプは、積層体の両面に形成されていてもよい。積層体は、一方の主面又は両方の主面において金属バンプを複数備えていてもよい。電子部品は、半導体素子を複数備えていてよい。

【符号の説明】

【0062】

１０…基材、１０ａ…主面（表面）、１２…電極層、２０…無電解めっき層、３２…絶縁層、３２ａ…開口、４０，４０ａ…基体、５０…金属バンプ、６０ａ，６０ｂ，６０ｃ，６０ｄ，６０ｅ，６０ｆ，６０ｇ…積層体、７０…保護層。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】