ガラスの割れを抑制する微細配線用ポリイミドシートを開発：材料技術

東レは、半導体製造工程で使用するガラスコア基板において、再配線層の微細加工と貫通ビア電極の樹脂充填を同時に達成するネガ型感光性ポリイミドシートを開発した。

[MONOist]

　東レは2025年12月19日、次世代の半導体パッケージに使用するガラスコア基板において、再配線層の微細加工と貫通ビア電極（TGV）の樹脂充填（じゅうてん）を同時に達成する「ネガ型感光性ポリイミドシート」を開発したと発表した。現在サンプルを提供中で、2026年度の量産開始を目指して基板メーカーで評価を進めている。

ネガ型感光性ポリイミドシート 出所：東レ

　今回開発したポリイミドシートは、フォトリソグラフィー加工を用いてネガ型感光性ポリイミド技術を適用し、未露光部での光反応性を抑える樹脂設計とした。これにより、厚み10μmで直径10μmのビア加工が可能になった。さらに、ポリイミドの樹脂設計により熱硬化時の加熱収縮をゼロに、弾性率を従来の約3分の2に抑えて熱応力を低減。ガラスコア基板加工時のガラス割れを抑制する。

従来のレーザー加工方法と今回開発したフォトリソグラフィー加工方法［クリックで拡大］ 出所：東レ

直径10μmビア加工後の断面写真 出所：東レ

　また、ガラスコア基板のプロセスコストを低減するため、TGVの側壁部分にのみ銅めっきを施すコンフォーマルめっきを組み合わせた。シートの溶融粘度を従来品比で約100分の1に低減する設計とし、コンフォーマルめっきしたTGVに通常の加熱ラミネートプロセスで樹脂を充填できるようにした。

TGVの加工プロセス［クリックで拡大］ 出所：東レ

TGVを充填した後のガラスコア基板断面SEM写真［クリックで拡大］ 出所：東レ

　生成AI（人工知能）の急速な進化により、データセンター向け半導体の高性能化が求められ、チップの高集積化による基板の大型化と高密度配線が進んでいる。サイズの自由度や電気特性に優れるガラスコア基板が注目を集めているが、従来のレーザーで加工する方法では再配線層の微細加工が難しく、熱応力によるガラスの割れが課題となっていた。

⇒その他の「材料技術」の記事はこちら