专利名称：印刷电路布线板的制造方法
技术领域：
本发明涉及以极薄的硅晶片为基材的印刷电路布线板的制造方法。
背景技术：
对应于电子零件的高密度安装的要求，印刷电路布线板也采用多层化的电路板(多层印刷电路布线板)。但是，多层印刷电路布线板采陶瓷基板、叠层板、复合叠层板等作为其基板，基板的厚度并不符合电气特性要求。
发明内容
本发明以提供能制得可多级叠层的印刷线路板的极薄的印刷电路布线板的制造方法为目的。
亦即本发明是以包含以下步骤为特征的印刷电路布线板的制造方法。所述步骤是A.准备厚度为50μm～300μm的硅晶片；B.将该硅晶片安装在只能支持其边缘部的夹具(jig)上，各夹具用薄膜覆盖其整个面，将该硅晶片固定于该夹具上；C.使该薄膜形成图案，并使硅晶片的正面和背面露出(该露出的部分是用以形成布线图样、通孔及凹凸区域用的工作领域)；D.在该露出的硅晶片的规定位置上形成通孔，同时在包含该通孔的该硅晶片的露出面上形成金属薄膜；而且，E.使该金属薄膜形成图案，接着进行蚀刻，获得规定的导体图案。
图1是按照主要工序的流程表示本发明的印刷电路布线板的制造方法的方框图。
图2是将本发明的印刷电路布线板的制造方法中使用的夹具与其支持的基板材料一起表示的平面图。
图3是支持图2所示的基板材料的夹具的一形态的部分放大剖面图(沿A-A线)。
图4是支持图2所示的基板材料的夹具的其他形态的部分放大剖面图(沿A-A线)。
图5是支持图2所示的基板材料的夹具的又一形态的部分放大剖面图(沿A-A线)。
图6是支持图2所示的基板材料的夹具的再一形态的部分放大剖面图(沿A-A线)。
图7是支持图3所示的基板材料的夹具用薄膜覆盖，且使该基板材料的正面和背面露出的状态的部分放大剖面图。
这里，各符号分别表示10夹具10a夹具的主体部10b夹具的阶梯部10c夹具的斜坡部(一方的斜坡部)10d夹具的斜坡部(另一方的斜坡部)11夹具的一方的构成部件11a夹具的一方的构成部件的阶梯部11b夹具的一方的构成部件(主体部)11c夹具的一方的构成部件的斜坡部或主体部的斜坡部(一方的斜坡部)11d夹具的一方的构成部件(主体部)的斜坡部(另一方的斜坡部)12夹具的另一方的构成部件12a夹具的另一方的构成部件的阶梯部12b夹具的另一方的构成部件(环形部件)12c夹具的另一方的构成部件的斜坡部13夹具的槽14开口部15覆盖薄膜20基板材料20a基板材料的边缘部具体实施方式
下面参照表示一实施方式的附图(除图1外，用以表示各部件的相互关系及构造，图示的尺寸不是实际尺寸)对本发明作详细说明。
图1表示的是本发明的标准的工艺流程图。
A.基板的准备在本发明中，基板材料20采用由锭子切割出来的硅晶片。其厚度为50～300μm(半导体用的硅晶片为8英寸，是735μm。芯片状态的情况下最小为30μm左右的厚度，这是对从锭子切割下来的晶片用其他方法进行研磨加工减薄而成的)。又，其表面的粗糙度为1000～5000(日本工业标准JIS B 0601上规定的十点平均粗糙度Rz)左右已足够，不需要精加工到半导体用那样的镜面光洁度。
B.在夹具上安装在前道工序准备的基板材料20由于厚度薄，考虑到此后加工中的操作性及加工精度，将该基板用特殊的夹具10支持。具体地说，如图2所示，将该基板的边缘部20a载置于在该夹具的主体部10a内的边缘部设置的阶梯部10b上(如图示中成为形成于全周的形态，但也可沿圆周方向以规定间隔形成零散的爪状。在这种情况下，从确保支持的稳定性考虑，至少应设置3处)上(如后所述，在下一道工序用薄膜使该夹具与该基板形成一体，因此通常只要载置于其上即可)。又，图3所示的夹具10由一个部件10a(以下称为“夹具的主体部”)构成，但为了将该基板更可靠地支持于该夹具上，也可将该部件分割成二个部件11与12，在两部件的内边缘部分别设置阶梯部11a，12a(梯级部的高度分别为该基板的厚度的1/2)，成为用两部件将该基板的边缘部20a夹住的形态(参照图4)，也可以形成仅在一部件11的内边缘部设置阶梯部11a(其高度与该基板的厚度相同)，另一部件12其下表面是平坦的，可用该下表面的前端部紧压载置于该阶梯部的该基板的边缘部20a的上表面的形态(参照图5)，还可以是将该夹具作成由具有阶梯部的主体部11b(实际是使构成如图4及图5所示的夹具的两个部件11，12成一体化的形态，形成该阶梯部，使其底部形成于比该主体部厚度的中心低该基板厚度的1/2处)、以及将该阶梯部的进深作为其宽度，将其外周边缘部接于该夹具的阶梯部的最深部的，实际上呈环状的圆板12b(图5示的另一方的部件12仅成为其前端部的形态)构成的形态(参照图6)。图中，符号14是该夹具的开口部(图2被描绘成在该夹具上安装该基板的状态，因此，符号20和14、以及20a、10b、11a、12a和12b，分别标于同一处。符号10a、11、11b和12，由于是在它们所表示的部件的上表面与下表面相接的状态下从上面看，所以也标于同一处)。又，构成该夹具的部件的斜坡部10c，10d，11c，11d，12c，11d都是为了实现由下述的薄膜进行的覆盖工序中的该夹具及该基板的均匀的覆盖、以及在金属薄膜的形成工序(1)及/或(2)及导体图案的形成工序中使被涂覆的抗蚀剂的厚度均匀化而这样构成的(在径向配置·使用槽涂覆涂覆器—；旋转涂覆—剩余抗蚀剂的顺利排出)。其角度可根据能支持于该夹具的该基板的直径、从而还有该夹具的直径、还有涂覆的抗蚀剂的性质进行适当设定。通常可选定在3～10°的范围。此外，该夹具的角部，为了对例如从外周面向上下表面过渡的部分及角落部在下道工序用某种薄膜进行可靠的覆盖，可预先进行适当倒角形成R。
这里，该夹具为有某种程度的刚性，而且有优异的导电性及耐化学药剂性，采用铝、铜、黄铜等金属材料制作(夹具由两个部件构成，其一部件为呈环状的圆板的形态中，其重量也有助于对该基板的支持，因此，最好采用金属制作)。此外，该夹具的阶梯部如下所述设定，即在其上载置该基板的状态下，该夹具的上表面与该基板的上表面间的距离H(在图4及图5所示的状态下，是该夹具另一部件的上表面与该基板的上表面间的距离；在图6所示的状态下，是该夹具的主体部的上表面与该基板的上表面的距离)等于该夹具的下表面与该基板的下表面间的距离H(在图4及图5所示的状态下，是该夹具一部件的下表面与该基板的下表面间的距离；在图6所示的状态下，是该夹具的主体部的下表面与该基板的下表面的距离)。为谋求导体图案的高密度化，将该基板的上下表面作为其形成场所灵活应用，作为其形成操作的图案形成中的曝光可通过上下表面颠倒简单地完成。又，在图中表示出相对于作为该基板材料的1片硅晶片用1个这种夹具的形态，但是当然可得到相对于多片硅晶片用一个这种夹具的形态(从确保曝光工作区域的灵活性考虑，一一对应为好，另一方面，从下述金属薄膜的形成效率考虑，宜采用多对1的对应为好，因此，可根据情况作适当选定)。还有，图中的夹具实质上是方形的，但是当然其外形也可以取圆形或多边形。还考虑该夹具的合成分布，在该夹具的上表面和下表面以及与它们相连的斜坡上设置放射状的多条(其数目只要根据能够在该夹具上支持的该基板的直径，从而还有该夹具的直径进行适当选定即可)排出空气用的槽13(其始点或终点，是该夹具的外周端部；其终点或始点，是该夹具的斜坡的内周端部)。这是为了能够可靠地进行下述薄膜覆盖工作。在这里，该槽的形状(断面)只要是半圆、半椭圆、方形、三角形等薄膜覆盖时该夹具及该基板与薄膜间存在的空气能顺利地抽出，什么形状都可以。但是，从该槽壁的上端向包含该夹具的斜坡部的上下表面的过渡的过渡部分为确保薄膜的密封性最好预先形成R。
C.用薄膜进行覆盖为了确保其后的加工精度，用薄膜14对支持于该夹具的该基板材料连同该夹具一起覆盖·固定。作为该薄膜，从处理的方便考虑可采用干抗蚀剂、例如可将例如负型的干抗蚀剂作为候补列举出。又，用该薄膜进行的覆盖时，采用例如真空层压法等使该薄膜紧贴于支持该基板材料的该夹具整体，且通过使该薄膜形成图案，使该基板的边缘部20a的内侧近旁部分以外的该基板材料的正面和背面露出(参照图7，该基板材料在使其正面和背面的大半(图中箭头指出的范围)露出的状态下被紧密地支持在该夹具上。还有，由于图7是剖面图，该覆盖薄膜本来也应当打斜线表示，但是为简化起见、斜线省略)。
D.通孔的形成为进行印刷线路板的多层叠层，在该基板材料的规定位置上形成通孔。该基板材料的厚度薄，所以作为该通孔的形成方法，适于采用激光、诸如二氧化碳气体激光或YAG激光穿孔法、等离子体蚀刻法、影印石版法等。
E.金属薄膜-1的形成为确保下述金属薄膜-2紧贴，在该基板材料的露出部分的表面上形成金属薄膜-1，例如ITO或铜等的薄膜(厚度至少为50)。作为其方法，可举出蒸镀法。另一方面，对于所得的金属薄膜的厚度不一定那么厚也可以的用途，该金属薄膜-1也可用无电解镀法(形成镍的薄膜后，用金置换该镍薄膜的一部分)形成(此时所形成的薄膜为下层或基底层是镍，上层或表层是金的复合膜)。还有，该金属薄膜-1不仅在该基板材料的表面形成，也形成于预先形成的通孔的壁面上。
F.金属薄膜-2的形成在其上形成金属薄膜-1的该基板材料的表面上形成作为导体图案的主体的金属薄膜-2、例如Cu等。作为其方法，可列举出无电解镀法(在工序E使用无电解镀法的情况下，不用这道工序)。在希望得到更厚的金属薄膜(厚度在3μm以上)的情况下，更适于使用电镀法。此外，这种金属薄膜不仅在该基板材料的表面，也形成于预先形成的通孔的壁面上。
G.导体图案的形成与优异的导体图案的形成一样，进行抗蚀剂涂覆(按照通常方法进行即可。但是，使用只用槽涂覆器的方法或用槽涂覆器涂覆后使该夹具旋转的槽涂覆与旋转涂覆结合的方法可使抗蚀剂的消费量少，同时凹部也能涂到，是理想的方法。还有，槽涂覆器配置在夹具10及基板20的径向上，也可以使该槽涂覆器以该夹具及该基板的中心为旋转中心旋转)、曝光·显像(使所期望的导体图案以外的部分的金属薄膜露出)、蚀刻去除露出的金属薄膜，进行抗蚀剂的剥离·去除。此外，作为将该基板材料固定于该夹具用的薄膜，采用负型的干膜的情况下，在这里使用的抗蚀剂采用正型的。这是为了防止该薄膜溶解于在这一工序使用的显像液里。
H.其他首先，通过此前的工序制造具有作为印刷电路布线板的功能的电路板，然后按照希望的大小切断，得到印刷电路布线板，如果还需要进一步在该印刷电路布线板上形成凸层，可在切断前进行抗蚀剂的涂覆、曝光·显像(使导体图案中的凸层形成处露出)、凸层的形成(可采用含金离子的溶液的电镀。此外，由于凸层需有某程度的高度，可首先形成由铜或镍等构成的底层，仅在该底层的表层镀金即可)、抗蚀剂的剥离·去除等一系列的操作，或按照通常方法在规定位置用焊料覆盖。
迄今为止，对在基板上新形成导体图案的情况作了说明，但采用本发明的夹具的制法的特征在于，即使是前无先例的极薄的基板(硅晶片)，也能消除因太薄引起的问题，所以对于基板上已经形成导体图案的情况，例如在已形成电路的IC上仅形成凸层的情况也适用。顺便提及，在已有的IC制造中，使用保持原来的厚度的基板(硅晶片)的背面用物理研磨方法研磨至所期望厚度后形成凸层的方法(形成凸层的基板薄，因此操作不方便)，或在保持原来厚度的基板(硅晶片)上形成凸层后再通过干蚀刻等方法将该基板的背面研磨至所期望的厚度的方法(由于需要设置干蚀刻设备，需要相当的费用)。
实施例采用8英寸的硅晶片(厚度200μm；公称直径200mm)，通过以下要领制造印刷电路布线板20件。
1.基板材料支持用夹具使用以下规格的夹具(具体形态见图3)·纵230mm·横230mm·厚度1mm·开口部直径196mm·阶梯部宽度2mm·阶梯部的形成范围整个圆周·上部斜坡的倾斜度约7.6°·下部斜坡的倾斜度约4.6°2.薄膜覆盖用真空层压机(ニチゴ-モ-トン公司制，CVA MODEL 725)、将载置于上述夹具的阶梯部的硅晶片的两面对每一所述夹具用干膜(ニチゴ-モ-トン公司制，NIT315；厚度15μm)覆盖，将该硅晶片密着固定于该夹具上，接着，按通常方法对该覆盖的干膜进行曝光·显像，在该硅晶片上确保直径为190mm的工作区域(两面)。
3.通孔的形成用湿蚀刻法在该工作区域内的每一硅晶片上形成10个通孔(直径100μm)。
4.金属薄膜-1的形成使用喷涂装置(日本真空公司制SH-450)，在该工作区域内的硅晶片(两面。包括通孔的内壁)上形成金属薄膜-1(ITO；厚度100)(对象晶片数1片)。
又，用无电解镀法(使用メルテツクス公司制メルプレ-トNi-867M1～M2及Au-601)，形成金属薄膜-1(Ni+Au；厚度0.5μm)(对象晶片数1片)。
5.金属薄膜-2的形成利用无电解镀(使用シプレイフア一イ一スト公司制Cu Posit 251)，在先前用喷涂法形成的金属薄膜-1上再形成金属薄膜-2(Cu；厚度20μm)6.导体图案的形成在上述的金属薄膜-2上及仅用无电解镀法形成的金属薄膜-1上分别涂覆抗蚀剂(シプレイフア一イ一スト公司制正型抗蚀剂SPR-6800)，接着进行曝光·显像·蚀刻·抗蚀剂剥离，在该硅晶片(两面)上形成布线图样。还有，详细要领如下所述。
·使用的涂覆机平田机工株式会社制槽涂覆机(α涂覆机)·抗蚀剂涂覆厚度10μm(干燥后3μm)·掩膜图案采用3μm的L/S·曝光光源使用目白インベストメント株式会社制200φPROJ-2001·蚀刻液使用シプレイフア一イ一スト公司制V Posit Etch746·剥离液使用シプレイフア一イ一スト公司制リム一バ一1177A7.凸层的形成涂覆抗蚀剂(シプレイフア一イ一スト公司制正型抗蚀剂SPR-6800)，接着进行曝光·显像·电镀·抗蚀剂剥离，在该布线图案的凸起处形成金凸层。此外，详细要领如下所述。
·使用的涂覆机平田机工株式会社制槽涂覆机(α涂覆机)。槽的方向是该基板的半径方向。
·抗蚀剂涂覆厚度10μm·掩膜图案凸起出直径为100μmφ及200μmφ·曝光光源使用目白インベストメント株式会社制200φPROJ-2001·电镀液分别使用リロナ一ル公司制的エバロンNi BM-2(底用)及オ一ロレプトロレスSMT250(镀金)·剥离液使用シプレイフア一イ一スト公司制リム一バ一1177A8.切割根据已有的IC片切割方法将已完成的印刷电路布线板(20mm×20mm)在上下方向叠层5层，通电确认全布线板导通。
工业应用性如上所述，采用本发明，可提供能制得基板的厚度及电气特性上的要求能够兼顾的可多层叠层的极薄的印刷电路布线板的制造方法。
权利要求
1.一种印刷电路布线板的制造方法，其特征在于，包含以下步骤，即A.准备厚度为50μm～300μm的硅晶片；B.将该硅晶片安装在只能支持其边缘部的夹具上，用薄膜覆盖其整个面，将该硅晶片固定于该夹具上；C.使该薄膜形成图案，并使硅晶片的正面和背面露出；D.在该被露出的硅晶片的规定位置上形成通孔，同时在包含该通孔的该硅晶片的露出面上形成金属薄膜；E.使该金属薄膜形成图案，接着进行蚀刻，以获得规定的导体图案。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述导体图案形成后，再进行抗蚀剂的涂覆，形成图案，接着在该导体图案上的规定位置上实施以铜或镍作为底层的镀金，形成凸层。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述的硅晶片具有1000～5000的表面粗糙度。
4.如权利要求1～3中的任一项所述的方法，其特征在于，所述薄膜是负型的干膜，用于所述金属薄膜形成图案的抗蚀剂是正型的。
5.如权利要求1～4中的任一项所述的方法，其特征在于，所述的金属薄膜的形成是利用蒸镀和无电解镀铜、或无电解镀镍-金的方法进行的。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，在无电解镀铜后，再进行电镀。
7.如权利要求1～6中的任一项记载的方法，其特征在于，所述通孔的形成利用激光穿孔法、等离子体蚀刻法、或影印石版法进行。
8.一种硅制印刷电路布线板制造用的夹具，是在其中心部有开口，在该开口近旁具有可载置硅晶片的周边部的阶梯部的硅制印刷电路布线板制造用的，实际上呈方形或圆形的夹具；其特征在于，使该夹具的厚度方向的中心轴与该硅晶片的厚度方向的中心轴同轴地形成所述阶梯部；该夹具具备有水平的上表面及下表面，从该下表面向该阶梯部的水平面的内圆周端上升的直线状的下方斜坡、以及从该上面向该阶梯部的壁面上端或以与该下方斜坡同样倾斜度下降的直线状的上方斜坡以及具有在该上·下表面、以及该上·下斜坡上向着该开口的径向的，其始终端是该上·下表面的外圆周端与该阶梯部的壁的上端或该上部斜坡的终端以及该阶梯部的水平面的前端的多条槽。
9.如权利要求8所述的夹具，其特征在于，所述夹具由一个部件构成。
10.如权利要求8所述的夹具，其特征在于，所述夹具由以其下·上表面对接的上·下两个部件构成，所述阶梯部分别形成于各部件，所述硅晶片的周边部的载置由两个阶梯部的水平面对其进行夹持实现，所述夹具的厚度方向的中心轴是这些部件的对接面，该上方的部件的斜坡向着该上方的部件的阶梯部的水平面的前端下降。
11.如权利要求8所述的夹具，其特征在于，所述夹具由以其下·上表面对接的上·下两个部件构成，所述阶梯部仅在下方的部件形成，所述硅晶片的周边部的载置由阶梯部的水平面与作为上方部件的下表面的水平面对其进行夹持实现，所述夹具的厚度方向的中心轴处在比这些部件的对接面低该基板的厚度的1/2的部件侧的位置，该上方的部件的斜坡以与该下方的部件的斜坡同样的倾斜度下降。
12.如权利要求9所述的夹具，其特征在于，所述上方斜坡的倾斜度与所述下方斜坡的倾斜度相同，但其前端在所述阶梯部的壁部的上端终止，该阶梯部的壁部的深度比所述的硅晶片的厚度大，还具备有与该差值相当的外周厚度，而且上面有与该上方斜坡的倾斜度相同的斜坡，在下面具有与该阶梯部的水平面对向的水平面的压紧部件，所述的硅晶片的周边部的载置由该阶梯部的水平面与该压紧部件的水平面对其进行夹持实现。
13.如权利要求1～7中的任一项所述的方法，其特征在于，采用如权利要求8～12中的任一项所述的夹具。
全文摘要
本发明涉及能制得可多级叠层的印刷线路板的极薄的印刷电路布线板的制造方法，其特征在于，包含以下步骤即A.准备厚度为50μm～300μm的硅晶片(20)；B.将该硅晶片(20)安装在只能保持硅晶片(20)的边缘部的夹具(10)上，用薄膜覆盖该硅晶片(20)的整个表面，并将该硅晶片(20)固定于该夹具(10)上；C.使该薄膜形成图案，并使硅晶片(20)的正面和背面露出；D.在该露出的硅晶片(20)的规定位置上形成通孔，同时在具有该通孔的硅晶片(20)的露出面上形成金属薄膜；和E.使该金属薄膜形成图案，接着进行蚀刻，获得规定的导体图案。
文档编号H01L21/02GK1522557SQ02813200
公开日2004年8月18日 申请日期2002年7月3日 优先权日2001年7月5日
发明者上原诚 申请人:目白精準股份有限公司, 目白精 股份有限公司