CN116602059A - 布线基板 - Google Patents

Abstract

本公开所涉及的布线基板包括绝缘树脂层和位于绝缘树脂层上的布线导体。布线导体包括：第一基底金属层；第二基底金属层，位于第一基底金属层上；布线金属层，位于第二基底金属层上；锡层，配置为覆盖第一基底金属层、第二基底金属层及布线金属层；以及硅烷偶联剂层，配置为覆盖锡层。在沿宽度方向剖视布线导体的情况下，布线金属层从第一基底金属层侧起包括比第一基底金属层的宽度窄的部分、与第一基底金属层的宽度相同的部分、以及比第一基底金属层的宽度宽的部分。

Description

布线基板

技术领域

本发明涉及布线基板。

背景技术

近年来，伴随着电子设备的小型化等，在布线基板上形成的布线图案以高密度形成有微细的布线。例如，如专利文献1所记载的布线基板那样，若高密度地形成微细的布线，则考虑到迁移(短路)的减少，布线图案与绝缘层的接触面积变窄。其结果，布线图案与绝缘层的密接性降低，布线基板的可靠性降低。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平6-152101号公报

发明内容

本公开所涉及的布线基板包括绝缘树脂层和位于绝缘树脂层上的布线导体。布线导体包括：第一基底金属层；第二基底金属层，位于第一基底金属层上；布线金属层，位于第二基底金属层上；锡层，配置为覆盖第一基底金属层、第二基底金属层及布线金属层；以及硅烷偶联剂层，配置为覆盖锡层。在沿宽度方向剖视布线导体的情况下，布线金属层从第一基底金属层侧起包括比第一基底金属层的宽度窄的部分、与第一基底金属层的宽度相同的部分以及比第一基底金属层的宽度宽的部分。

附图说明

图1是表示本公开的一实施方式所涉及的布线基板的剖面的示意图。

图2的(A)是用于说明图1所示的区域X的放大说明图，(B)是用于说明(A)所示的区域Y的放大说明图。

具体实施方式

如专利文献1所记载的以往的布线基板，如上所述，若高密度地形成微细的布线，则考虑到迁移(短路)的减少，布线图案与绝缘层的接触面积变窄。其结果，布线图案与绝缘层的密接性降低，布线基板的可靠性降低。因此，谋求减少微细布线间的迁移(短路)而绝缘性优异、布线导体与绝缘树脂层的密接强度高的布线基板。

如上所述，本公开所涉及的布线基板在沿宽度方向剖视布线导体的情况下，布线金属层从第一基底金属层侧起包括比第一基底金属层的宽度窄的部分、与第一基底金属层的宽度相同的部分、以及比第一基底金属层的宽度宽的部分。因此，根据本公开，能够提供减少微细布线间的迁移(短路)而绝缘性优异、布线导体与绝缘树脂层的密接强度高的布线基板。

基于图1以及图2对本公开的一实施方式所涉及的布线基板进行说明。图1是表示本公开的一实施方式所涉及的布线基板1的剖面的示意图。一个实施方式所涉及的布线基板1包括多个绝缘树脂层2和位于绝缘树脂层2上的导体层4。

绝缘树脂层2例如由环氧树脂、双马来酰亚胺-三嗪树脂、聚酰亚胺树脂、聚苯醚树脂、液晶聚合物等树脂形成。这些树脂可以单独使用，也可以同时采用2种以上。绝缘树脂层2中也可以分散有绝缘粒子。绝缘粒子没有限定，例如可举出二氧化硅、氧化铝、硫酸钡、滑石、粘土、玻璃、碳酸钙、氧化钛等无机绝缘性填料。

在一个实施方式所涉及的布线基板1中，多个绝缘树脂层2中的1层为纤芯层21，剩余的绝缘树脂层2为增层22。纤芯层21具有例如0.04mm以上且3.0mm以下的厚度。

纤芯层21具有用于将纤芯层21的上下表面的导体层4电连接的通孔导体3。通孔导体3位于贯通纤芯层21的上下表面的通孔内。通孔导体3例如由铜镀层等金属镀层构成的导体形成。通孔导体3与纤芯层21的两面的导体层4连接。通孔导体3可以仅形成于通孔的内壁面，也可以填充于通孔内。

增层22具有例如5μm以上且100μm以下的厚度。增层22可以是相同的树脂，也可以是分别不同的树脂。

导体层4位于绝缘树脂层2的主面、即纤芯层21的主面以及增层22的主面。导体层4由铜等导体、例如铜箔、铜镀层形成。导体层4的厚度没有特别限定，例如为2μm以上且50μm以下。在存在多个导体层4的情况下，导体层4可以是相同的导体，也可以是分别不同的导体。

增层22具有用于将隔着增层22位于上下的导体层4彼此电连接的过孔导体5。过孔导体5通过使例如铜镀层等析出于贯通增层22的上下表面的过孔而得到。贯通增层22的上下表面的过孔例如通过CO₂激光器、UV-YAG激光器、准分子激光器等那样的激光加工而形成。过孔导体5可以在填充过孔内的状态下配置，过孔导体5也可以覆盖于过孔内表面，并且在没有过孔导体5的部分填充树脂。

导体层4的一部分作为布线导体41发挥功能。如图2的(A)所示，布线导体41包括：第一基底金属层41a；第二基底金属层41b，位于第一基底金属层41a上；布线金属层41c，位于第二基底金属层41b上；锡层41d，配置为覆盖第一基底金属层41a、第二基底金属层41b及布线金属层41c；以及硅烷偶联剂层41e，配置为覆盖锡层41d。图2的(A)是用于说明图1所示的区域X的放大说明图。

第一基底金属层41a是成为布线导体41的基座的部分，位于与绝缘树脂层2接触的位置。第一基底金属层41a例如只要由金属形成就没有限定。作为形成第一基底金属层41a的金属，例如可举出选自包含第4族元素、第5族元素、第6族元素以及第10族元素的群中的至少1种金属。作为这样的金属，具体而言，可举出镍、铬、钛、钽、钼、钨、钯、或者包括这些金属的合金。作为合金，例如可举出镍铬合金等。基底金属层41a例如具有1nm以上且100nm以下的厚度。

第二基底金属层41b位于第一基底金属层41a上。若存在第二基底金属层41b，则后述的布线金属层41c的粘接性进一步提高。具体而言，同布线金属层41c与第一基底金属层41a直接接触的情况相比，隔着第二基底金属层41b，难以产生布线金属层41c的剥离。第二基底金属层41b包括与布线金属层41c所包括的金属相同的金属，例如若布线金属层41由铜形成，则第二基底金属层41b由铜或者铜的合金形成。第二基底金属层41b例如具有100nm以上1000nm以下的厚度。

布线金属层41c是成为布线导体41的主体的层，位于第二基底金属层41b上。即，在布线导体41中，电荷以布线金属层41c为中心流动。布线金属层41c例如由铜形成，具有例如1μm以上且60μm以下的厚度。第二基底金属层41b的宽度比第一基底金属层41a的宽度窄。

如图2的(B)所示，布线金属层41c在沿宽度方向剖视布线导体41的情况下，从第一基底金属层41a侧起包括比第一基底金属层41a的宽度窄的部分41c1、与第一基底金属层41a的宽度相同的部分41c2、以及比第一基底金属层41a的宽度宽的部分41c3。布线导体41的宽度方向例如在如图1所示那样排列有多个布线导体41的情况下，是指其排列方向。比第一基底金属层41a的宽度窄的部分41c1比第一基底金属层41a的宽度小大约超过300nm且1000nm以下左右。与第一基底金属层41a的宽度相同的部分41c2不需要具有与第一基底金属层41a完全相同的宽度，只要是收敛于第一基底金属层41a的宽度±300μm的范围内的宽度即可。比第一基底金属层41a的宽度宽的部分41c3比第一基底金属层41a的宽度大大约超过300nm且为1200nm以下左右。图2的(B)是用于说明图2的(A)所示的区域Y的放大说明图。

在一个实施方式所涉及的布线基板1中，通过布线金属层41c具有这样的结构，能够使容易产生迁移的布线金属层41c与绝缘树脂层2的边界附近的布线宽度变窄。即，在电荷集中流动的布线金属层41c与绝缘树脂层2的边界附近，能够扩大与相邻的布线金属层41c的间隔。其结果，能够减少迁移。

如上所述，在布线导体41中，通过减小布线金属层41c与绝缘树脂层2的边界附近的布线宽度，能够减少迁移，绝缘性提高，但是布线导体41的剖面积变小，电阻变大，电荷的流动降低。因此，在本公开中，在布线导体41的高度方向上，在距布线导体41的底面比一定高度还高的部分，设置有比第一基底金属层41a的宽度宽的部分41c3。由此，减少了布线导体41的电阻值而提高了电荷的流动。布线金属层41c在比第一基底金属层41a的宽度窄的部分41c1以及宽的部分41c3之间具有与第一基底金属层41a的宽度相同的部分41c2，从而布线金属层41c的宽度的变化变得平缓。因此，例如在用绝缘树脂层2覆盖布线导体41的情况下，能够减少空隙等空气的咬入。

进而，在用绝缘树脂层2覆盖布线导体41的情况下，虽然布线导体41的表面越粗，与绝缘树脂层2的密接性越提高，但由于趋肤效应，信号的传输特性降低。特别是在高频信号中，这样的特性显著。另一方面，布线导体41的表面越平滑，信号的传输特性越提高，但与绝缘树脂层2的密接性降低。因此，在一个实施方式所涉及的布线基板1中，为了兼顾信号的传输特性和密接性，在布线金属层41c设置有比第一基底金属层41a的宽度窄的部分41c1、与第一基底金属层41a的宽度大致相同的部分41c2、以及比第一基底金属层41a的宽度宽的部分41c3这三个区域。通过设为这样的结构，覆盖布线导体41的绝缘树脂层2的一部分进入比第一基底金属层41a的宽度窄的部分41c1，从而绝缘树脂层2牢固地保持布线导体41，由此两者的密接性提高。布线导体41的表面的平均粗糙度Ra例如为20nm以上且1000nm以下。

比第一基底金属层41a的宽度窄的部分41c1、与第一基底金属层41a的宽度相同的部分41c2、以及比第一基底金属层41a的宽度宽的部分41c3的比例没有特别限定。若考虑到迁移的减少效果和电荷的流动及信号的传输特性的兼顾，则在布线导体41的高度方向上，基底金属层41a的宽度宽的部分41c3占据距布线导体41的底面比30％的高度还高的部分即可。

锡层41d配置为覆盖第一基底金属层41a、第二基底金属层41b以及布线金属层41c。锡层41d具有使后述的硅烷偶联剂层41e稳定地覆盖于布线导体41的表面的功能。锡层41d例如具有0.1nm以上且10nm以下的厚度。

硅烷偶联剂层41e配置为覆盖锡层41d。一般而言，金属与树脂的粘接性差。硅烷偶联剂是在分子内具有与无机材料反应的官能团和与有机材料反应的官能团的化合物。因此，通过存在硅烷偶联剂层41e，能够提高布线导体41与存在于布线导体41的周围的绝缘树脂层2的粘接性(密接性)。这样的硅烷偶联剂的存在能够通过例如使用傅里叶变换红外分光法(FTIR)对上述的官能基构造进行分析来确认。

阻焊剂6位于一个实施方式所涉及的布线基板1的两表面的一部分。阻焊剂6例如由丙烯酸改性环氧树脂形成。阻焊剂6例如具有在安装电子部件时、与母板等连接时保护导体层4等免受焊料的影响的功能。

形成一个实施方式所涉及的布线基板1的方法没有限定，例如通过下述方法形成。

首先，准备成为纤芯层21的双面覆铜层叠板，形成通孔。通孔例如通过钻孔加工、激光加工、喷砂加工等形成。

接下来，对层叠板的铜箔的表面以及通孔内实施无电解镀敷、以及电解镀敷处理，使镀敷金属析出。作为镀敷金属，例如可举出铜。

接下来，在与布线图案对应的镀敷金属表面形成蚀刻抗蚀剂，将未形成蚀刻抗蚀剂的镀敷金属蚀刻除去后，除去蚀刻抗蚀剂。由此，在纤芯层21的表面在导体层4以及通孔内形成通孔导体3。

接下来，在纤芯层21的两面覆盖增层用的绝缘膜并使其固化，由此形成绝缘树脂层2。

接下来，在绝缘树脂层2的表面、即增层22的表面，例如通过溅射法、离子镀法、热蒸镀法等蒸镀法形成第一基底金属层41a。如上所述，第一基底金属层41a由选自第4族元素、第5族元素、第6族元素以及第10族元素构成的群中的至少1种金属形成。

接下来，在第一基底金属层41a的主面，例如通过溅射法、离子镀法、热蒸镀法等蒸镀法形成第二基底金属层41b。第二基底金属层41b如上述那样由例如铜形成。

接下来，在第二基底金属层41b的表面形成感光性的镀敷抗蚀剂(例如干膜抗蚀剂)，对使金属镀敷(例如铜)析出的开口(形成布线金属层41c的部分)进行曝光并显影而形成。在进行曝光时，调整光量，以使得第二基底金属层41b侧的开口直径变窄。

接下来，在镀敷抗蚀剂的开口内，通过无电解镀敷以及电解镀敷使铜等镀敷金属析出。该析出的铜最终成为布线金属层41c。析出后，利用氢氧化钠溶液等碱液除去镀敷抗蚀剂。

除去抗蚀剂后，利用例如酸(硫酸与过氧化氢水的混合溶液)除去未被析出的铜覆盖的部分的第二基底金属层41b。进而，利用例如酸(盐酸与硫酸的混合溶液等)对第一基底金属层41a进行蚀刻(籽晶蚀刻)除去。

接下来，通过软蚀刻，对析出的铜、第二基底金属层41b以及第一基底金属层41a的表面进行处理。软蚀刻例如使用酸(硫酸与过氧化氢水的混合溶液)进行。通过软蚀刻，析出的铜以及第二基底金属层41b的表面被稍微侵蚀，但第一基底金属层41a几乎不被除去。因此，在布线导体41形成有比第一基底金属层41a的宽度窄的部分41c1。

接下来，实施置换锡镀敷处理，以使得覆盖第一基底金属层41a、第二基底金属层41b以及布线金属层41c的表面。通过置换镀锡，第一基底金属层41a、第二基底金属层41b以及布线金属层41c的表面被置换成锡而形成锡层41d。接下来，在锡层41d的表面使硅烷偶联剂覆盖。这样，形成硅烷偶联剂层41e，以使得覆盖锡层41d的表面。

如以上那样，得到一个实施方式所涉及的布线基板1。本公开的布线基板并不限定于上述的一个实施方式。在一个实施方式所涉及的布线基板1中，在布线导体41中，在第一基底金属层41a与布线金属层41c之间形成有第二基底金属层41b。但是，本公开的布线基板只要布线金属层41c与第一基底金属层41a充分地粘接，则也可以不形成第二基底金属层41b。

-符号说明-

1 布线基板

2 绝缘树脂层

21 纤芯层

22 增层

3 通孔导体

4 导体层

41 布线导体

41a 第一基底金属层

41b 第二基底金属层

41c 布线金属层

41d 锡层

41e 硅烷偶联剂层

5 过孔导体

6 阻焊剂。

Claims (6)

1.一种布线基板，包括：

绝缘树脂层；以及

布线导体，位于该绝缘树脂层上，

该布线导体包括：

第一基底金属层；

第二基底金属层，位于该第一基底金属层上；

布线金属层，位于该第二基底金属层上；

锡层，配置为覆盖所述第一基底金属层、所述第二基底金属层及所述布线金属层；以及

硅烷偶联剂层，配置为覆盖该锡层，

在沿宽度方向剖视所述布线导体的情况下，所述布线金属层从所述第一基底金属层侧起包括比所述第一基底金属层的宽度窄的部分、与所述第一基底金属层的宽度相同的部分、以及比所述第一基底金属层的宽度宽的部分。

2.根据权利要求1所述的布线基板，其中，

在所述布线导体的高度方向上，比所述第一基底金属层的宽度宽的部分位于距所述布线导体的底面比30％的高度高的部分。

3.根据权利要求1或2所述的布线基板，其中，

所述第一基底金属层包括选自包含第4族元素、第5族元素、第6族元素和第10族元素的群中的至少1种金属。

4.根据权利要求3所述的布线基板，其中，

所述第一基底金属层为镍、铬、钛、钽、钼、钨、钯或包括这些金属的合金。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的布线基板，其中，

所述第二基底金属层是铜或者包括铜的合金。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的布线基板，其中，

所述布线金属层的最下部的宽度与所述第二基底金属层的宽度相同。