JP2002076634A - 配線基板およびこれを用いた電子部品モジュール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 配線導体層や貫通孔の細密化が進み貫通孔の
径がより小さくなった場合、貫通導体と配線導体層との
接続部で剥離が発生して断線してしまう。 【解決手段】 絶縁基板１上に複数の絶縁層２が積層さ
れ、絶縁基板１および絶縁層２の表面に配線導体層３が
形成されるとともに、この配線導体層３間を絶縁層２に
形成された貫通孔４の側面および底面に導体膜５ａ・５
ｂを被着して成る貫通導体５により電気的に接続して成
る配線基板６であって、配線導体層３は、貫通孔４の底
面において、その占有面積が導体膜５ｂの占有面積より
小さくかつその表面に凹部Ａが形成されていることを特
徴とする配線基板６である。貫通孔４底面に形成される
導体膜５ｂの一部が配線導体層３の表面の凹部Ａに充填
され導体膜５ｂと配線導体層３との接続をアンカー効果
により強固なものとすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、絶縁層に形成した
貫通導体により配線導体層を電気的に接続した配線基板
およびこれを用いた電子部品モジュールに関するもので
あり、特に、配線導体層の密度が高くなり貫通導体の径
が小さくなった場合においても、良好な接続信頼性およ
び電気特性が得られる配線基板およびこれを用いた電子
部品モジュールに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、現在の電子機器は、移動体通信
機器に代表されるように小型・薄型・軽量・高性能・高
機能・高品質・高信頼性が要求されており、このような
電子機器に搭載される電子部品モジュールも小型・高密
度化が要求されるようになってきている。そのため、電
子部品モジュールを構成する配線基板にも小型化・薄型
化が求められ、それを実現するために配線導体層の幅を
細くするとともにその間隔を狭くし、さらに配線導体層
の多層化・配線導体層間を接続する貫通導体の小径化に
より高密度配線化が図られている。このような高密度配
線が可能な配線基板として、ビルドアップ法を採用して
製作された配線基板が知られている。ビルドアップ法と
は、例えば、ガラス繊維やアラミド繊維等の補強材に耐
熱性や耐薬品性を有するエポキシ樹脂に代表される熱硬
化性樹脂を含浸させて複合化した絶縁基板上に、間に配
線導体層を挟んでエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂から成
る接着材を塗布して接着材層を形成するとともに接着材
層を加熱硬化させた後、配線導体層上部の接着材層にレ
ーザで径が100〜200μｍ程度の貫通孔を穿設し、しかる
後、接着材層表面を化学粗化し、さらに無電解銅めっき
法および電解銅めっき法を用いて貫通孔側面および貫通
孔底面の配線導体層上に導体膜を被着して貫通導体を形
成するとともに絶縁層表面に貫通導体と接続する配線導
体層を形成し、さらに、このような絶縁層と貫通導体お
よび配線導体層の形成を複数回繰り返すことにより配線
基板を製作する方法である。

【０００３】なお、一般に、貫通孔底面の導体膜との配
線導体層の接続領域は、その面積が貫通孔底面の導体膜
との接続信頼性を良好となすために貫通孔底面の面積よ
りも大きなものとなっており、配線導体層間の間隔は貫
通導体の径や貫通孔底面の導体膜との配線導体層の接続
領域の面積の大きさにより決められていた。

【０００４】近年、技術開発の進歩により配線導体層の
幅および間隔はますます縮小する傾向にあり、貫通孔の
径や貫通孔底面の導体膜との配線導体層の接続領域の面
積もより小さなものが求められてきている。しかしなが
ら、貫通孔の径を小さくしていくと、貫通孔底面の導体
膜と配線導体層との接続面積が貫通孔の径の２乗に比例
して急激に小さくなるために、貫通導体と配線導体層と
の接続強度を十分に保つことが困難となり、その結果、
配線基板への電子部品の実装時の熱履歴等により熱膨張
係数の異なる絶縁層と配線導体層や貫通導体との間に応
力が発生し、この応力によって貫通孔底面の導体膜と配
線導体層との間で剥離が発生し、断線してしまうという
問題点を有していた。

【０００５】このような問題点を解決するために、配線
導体層表面に第二銅錯体と有機酸とを含有するエッチン
グ液により粗化して粗化面を形成し、この粗化面を介し
て貫通孔底面の導体膜と配線導体層とを接続する多層プ
リント板が提案されている（特開2000−124617）。この
多層プリント板によれば、貫通孔底面の導体膜と配線導
体層とを粗化面を介して接続することにより両者の接続
面積を増加させて接続強度を増加させ、その結果、高い
接続信頼性が得られるというものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記多
層プリント基板は、配線導体層や貫通孔の細密化がさら
に進み貫通孔の径が100μｍよりも小さくなった場合に
は、エッチング液により粗化した粗化面を介しての貫通
孔底面の導体膜と配線導体層との接続では、両者を強固
に接続することが困難となる傾向にあり、その結果、温
度サイクル試験（ＴＣＴ）等の耐熱疲労性試験におい
て、熱膨張係数の異なる絶縁層と配線導体層や貫通導体
との間に大きな応力が発生した場合、この大きな応力に
よって貫通孔底面の導体膜と配線導体層との間で剥離が
発生して断線してしまうという問題点を有していた。

【０００７】本発明はかかる従来技術の問題点に鑑み案
出されたものであり、その目的は貫通孔の径を細密化し
ても温度サイクル試験（ＴＣＴ）等の耐熱疲労性試験に
おいて断線の発生しない接続信頼性に優れた配線基板お
よびこれを用いた電子部品モジュールを提供することに
ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の配線基板は、絶
縁基板上に複数の絶縁層が積層され、絶縁基板および絶
縁層の表面に配線導体層が形成されるとともに、この配
線導体層間を絶縁層に形成された貫通孔の側面および底
面に導体膜を被着して成る貫通導体により電気的に接続
して成る配線基板であって、配線導体層は、貫通孔の底
面において、その占有面積が導体膜の占有面積より小さ
くかつその表面に凹部が形成されていることを特徴とす
るものである。

【０００９】また、本発明の配線基板は、上記構成にお
いて、配線導体層の凹部の深さが配線導体層の厚みの１
／３以上であることを特徴とするものである。

【００１０】さらに、本発明の配線基板は、上記構成に
おいて、配線導体層の凹部が５〜20μｍの大きさの穴で
あることを特徴とするものである。

【００１１】また、本発明の配線基板は、上記構成にお
いて、配線導体層の凹部が５〜20μｍの幅の溝であるこ
とを特徴とするものである。

【００１２】本発明の電子部品モジュールは、上記の配
線基板表面に形成された配線導体層と電子部品の各電極
とを導体バンプを介して電気的に接続して成ることを特
徴とするものである。

【００１３】本発明の配線基板によれば、貫通孔底面に
おいて配線導体層の表面に凹部を形成したことから、貫
通孔底面に形成される導体膜の一部が配線導体層の表面
の凹部に充填され導体膜と配線導体層との接続をアンカ
ー効果により強固なものとすることができ、貫通孔の径
を小さくして導体膜と配線導体層との接続面積を小さく
したとしても、電子部品の実装時の熱履歴等により熱膨
張係数の異なる絶縁層と配線導体層や貫通導体との間に
発生する応力によって貫通孔底面の導体膜と配線導体層
との間で剥離を生じることはなく、その結果、接続信頼
性に優れた配線基板とすることができる。また、貫通孔
底面において配線導体層の占有面積を貫通孔の底面に形
成する導体膜の占有面積より小さくしたことから、配線
導体層の幅をより細くすることができ、その結果、高密
度配線が可能な配線基板とすることができる。

【００１４】また、本発明の配線基板によれば、配線導
体層表面の凹部の深さを配線導体層の厚みの１／３以上
としたことから、導体膜と配線導体層との接続のアンカ
ー効果が大きなものとなり両者の接続をより強固なもの
とすることができ、温度サイクル試験（ＴＣＴ）等の耐
熱疲労性試験において熱膨張係数の異なる絶縁層と配線
導体層や貫通導体との間に大きな応力が発生したとして
も、この大きな応力を有効に分散することができ、その
結果、この応力によって貫通孔底面の導体膜と配線導体
層との間で剥離が発生することはなく、良好な接続信頼
性を有する配線基板とすることができる。

【００１５】さらに、本発明の配線基板によれば、配線
導体層表面の凹部を５〜20μｍの大きさの穴あるいは５
〜20μｍの幅の溝としたことから、貫通孔底面の導体膜
を形成する際にそれらの凹部にめっき液が確実に浸透
し、貫通孔底面の導体膜と配線導体層との接合が強固な
ものとなり、その結果、より接続信頼性に優れた配線基
板とすることができる。

【００１６】また、本発明の電子部品モジュールによれ
ば、上記の配線基板表面に形成された配線導体層に電子
部品の各電極を導体バンプを介して電気的に接続したこ
とから、小型・高密度で、かつ温度サイクル試験（ＴＣ
Ｔ）等の耐熱疲労性試験において断線の発生しない接続
信頼性の良好な電子部品モジュールとすることができ
る。

【００１７】

【発明の実施の形態】次に、本発明の配線基板およびこ
れを用いた電子部品モジュールを添付の図面に基づいて
詳細に説明する。

【００１８】図１は、本発明の配線基板に半導体素子等
の電子部品を搭載して成る電子部品モジュールの実施の
形態の一例を示す要部断面図である。この図において、
１は絶縁基板、２は絶縁層、３は配線導体層、４は貫通
孔、５は貫通導体であり、主にこれらで本発明の配線基
板６が構成される。また、７は導体バンプ、８は電子部
品であり、主に配線基板６と導体バンプ７と電子部品８
とで本発明の電子部品モジュール９が構成される。

【００１９】なお、本例では、配線導体層３は、絶縁基
板１の表面に被着形成され銅・ニッケル・金等の薄膜か
ら成る配線導体層３ａと、絶縁層２の各表面にめっきに
より銅・ニッケル・金等の金属を被着形成して成る配線
導体層３ｂとから構成されている。また、貫通導体５は
貫通孔４の側面に被着形成された側面の導体膜５ａと底
面に被着形成された底面の導体膜５ｂとから構成されて
いる。

【００２０】絶縁基板１は、例えばガラスクロス−エポ
キシ樹脂やガラスクロス−ビスマレイミドトリアジン樹
脂・ガラスクロス−ポリフェニレンエーテル樹脂・アラ
ミド繊維−エポキシ樹脂等の樹脂材料から成り、絶縁層
２の支持体として機能する。なお、本例では絶縁基板１
の表裏両面に被着形成した銅・ニッケル・金等の薄膜か
ら成る配線導体層３ａを、ドリル等で穿設したスルーホ
ール10の内部に形成したスルーホール導体11により電気
的に接続した例を示している。また、通常であればスル
ーホール10の内部は絶縁基板１を構成するエポキシ樹脂
やエポキシアクリレート樹脂・ビスマレイミドトリアジ
ン樹脂等の樹脂により充填されている。

【００２１】また、配線導体層３ａを形成する材料とし
ては、電気抵抗値が低く安価な銅が好ましく、また、配
線導体層３ａの厚みは、高速の信号を伝達させるという
観点からは３μｍ以上であることが好ましく、配線導体
層３ａを絶縁基板１に被着形成する際に配線導体層３ａ
に大きな応力を残留させず、配線導体層３ａが絶縁基板
１から剥離しにくいものとするためには50μｍ以下とし
ておくことが好ましい。

【００２２】絶縁基板１の表裏両面には、配線導体層３
ａを間に挟んで絶縁層２が被着形成されており、この絶
縁層２は、配線基板６に搭載される半導体素子等の電子
部品８を支持する支持部材として機能する。

【００２３】絶縁層２は、例えばエポキシアクリレート
やエポキシ変性ポリブタジエン等の感光性樹脂とエポキ
シ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂等の熱硬化性樹
脂との混合物から成っており、電気絶縁性と後述する貫
通孔の穿設性の観点からは、感光性樹脂と熱硬化性樹脂
との重量比を80：20〜50：50の範囲とすることが好まし
い。

【００２４】また、絶縁層２は、その強度を高めるため
に酸化珪素や酸化アルミニウム・窒化アルミニウム・炭
化珪素・チタン酸カルシウム・酸化チタン・ゼオライト
等の無機質フィラーを含有している。

【００２５】なお、無機質フィラーとしては、通常は平
均粒径が20μｍ以下、貫通孔の穿設性の観点からは平均
粒径が10μｍ以下、さらに無機質フィラーの充填性の観
点からは平均粒径が７μｍ以下の略球状の微粒子が好適
には用いられる。また、絶縁層２の無機質フィラー含有
量は、樹脂混合物に対して５〜20重量％の範囲が好まし
く、５重量％より少ないと絶縁層２の平坦性が悪くなる
傾向があり、また、20重量％を超えると絶縁層２の感光
性が低下し貫通孔４の穿設性が悪くなる傾向がある。従
って、無機質フィラーの含有量は、樹脂混合物に対して
５〜20重量％の範囲が好ましい。

【００２６】このような絶縁層２は、例えばエポキシア
クリレートとエポキシ樹脂・酸化珪素に溶剤等を添加し
た混合物を混練して液状ワニスを得、この液状ワニスを
をロールコータにより絶縁基板１の表裏表面に間に配線
導体層３ａを挟んで同時に塗布し、60〜100℃の温度で3
0分〜数時間乾燥した後に露光と現像によって貫通孔４
を配線導体層３ａ上に形成し、しかる後ＵＶ光を照射す
るとともに150〜200℃の温度で数時間加熱硬化すること
により形成される。

【００２７】貫通孔４は、例えば、絶縁層２を乾燥後、
絶縁層２の配線導体層３ａの上部にガラスマスク上から
露光機で数100ｍｊ／ｃｍ２のＵＶ光を照射し、さらに
炭酸ナトリウム溶液で現像することにより、配線導体層
３ａの上部に形成される。また、絶縁層２を加熱硬化
後、炭酸ガスレーザやＹＡＧレーザ・ＵＶレーザ等の従
来周知のレーザを用いて貫通孔４を穿設してもよい。

【００２８】なお、絶縁層２の厚みは自由に設定するこ
とができるが、絶縁性の観点からは20μｍ以上、配線基
板６の薄型化の観点からは100μｍ以下の範囲の厚みが
好ましい。

【００２９】また、貫通孔４内部にはめっきにより銅・
ニッケル・金等の金属が被着されて側面の導体膜５ａと
底面の導体膜５ｂとから成る貫通導体５が形成され、同
時に、絶縁層２の表面には貫通導体５と電気的に接続す
る配線導体層３ｂが貫通導体５と一体的に被着形成され
る。

【００３０】さらに、このような絶縁層２の上面に、上
記と同じ工程を繰り返し行い、内部に側面の導体膜５ａ
と底面の導体膜５ｂとから成る貫通導体５および表面に
配線導体層３ｂが形成された絶縁層２を複数層積層する
ことにより本発明の配線基板６が形成される。

【００３１】本発明の配線基板６においては、配線導体
層３ａ・３ｂは、図２に貫通導体５と配線導体３ａ・３
ｂとの接続部を配線導体３ａ・３ｂの長さ方向から見た
要部拡大断面図で示すように、貫通孔４の底面におい
て、その占有面積が貫通孔５底面の導体膜５ｂの占有面
積より小さくかつその表面に凹部Ａが形成されているこ
とが重要である。

【００３２】本発明の配線基板６では、貫通孔４底面に
おいて配線導体層３ａ・３ｂの表面に凹部Ａを形成した
ことから、貫通孔４底面に形成される導体膜５ｂの一部
が配線導体層３ａ・３ｂの表面の凹部Ａに充填され、導
体膜５ｂと配線導体層３ａ・３ｂとの接続をアンカー効
果により強固なものとすることができ、貫通孔４の径を
小さくして導体膜５ｂと配線導体層３ａ・３ｂとの接続
面積を小さくしたとしても、電子部品８の実装時の熱履
歴等により熱膨張係数の異なる絶縁層２と配線導体層３
ａ・３ｂや貫通導体５との間に発生する応力によって貫
通孔４底面の導体膜５ｂと配線導体層３ａ・３ｂとの間
で剥離を生じることはなく、その結果、接続信頼性に優
れた配線基板６とすることができる。また、貫通孔４底
面において配線導体層３ａ・３ｂの占有面積を貫通孔４
の底面に形成する導体膜５ｂの占有面積より小さくした
ことから、配線導体層３ａ・３ｂの幅をより細くするこ
とができるとともに配線導体層３ａ・３ｂ間の間隔を狭
くすることができ、その結果、高密度配線が可能な配線
基板６とすることができる。

【００３３】このような貫通導体５は、まず、絶縁層２
の表面および貫通孔４内部を過マンガン酸塩類水溶液等
の粗化液に浸漬して粗化した後、無電解めっきの触媒と
成る例えばパラジウムの水溶液中に浸漬して絶縁層２表
面と貫通孔４内部に触媒を被着させ、しかる後、硫酸銅
・ロッセル塩・ホルマリン・ＥＤＴＡナトリウム塩・安
定剤等から成る無電解めっき液に約30分間浸漬して数μ
ｍの無電解銅めっき膜を析出させ、次に、絶縁層２の表
面に感光性ドライフィルムレジストをラミネートし露光
と現像により配線導体層３ｂと成る所定の配線パターン
を形成し、さらに、硫酸・硫酸銅５水和物・塩素・光沢
剤等から成る電解めっき液に数Ａ／ｄｍ２の電流を印加
しながら数時間浸漬することにより貫通孔４内部に形成
される。

【００３４】さらに水酸化ナトリウムで感光性ドライフ
ィルムレジストを剥離し、しかる後、硫酸・過酸化水素
水溶液でめっき膜表面をエッチングすることにより、配
線導体層３ｂが絶縁層２の表面に形成される。

【００３５】また、貫通孔４底面の配線導体層３ａ・３
ｂ表面の凹部Ａは、絶縁基体１や絶縁層２の表面に配線
導体層３ａ・３ｂをそれぞれ形成した後、感光性ドライ
フィルムレジストを配線導体層３ａ・３ｂ表面にラミネ
ートし、次に、配線導体層３ａ・３ｂの貫通孔４の底面
部となる箇所の略中央部に露光と現像により孔状または
溝状の開口を形成し、しかる後、硫酸と過酸化水素水溶
液とから成るエッチング液で上記開口部の配線導体層３
ａ・３ｂをエッチングし、最後に、水酸化ナトリウムで
感光性レジストフィルムを剥離することにより形成され
る。

【００３６】なお、配線導体層３ｂの厚みは、配線導体
層３ａの厚みと同様に、高速の信号を伝達させるという
観点からは３μｍ以上であることが好ましく、配線導体
層３ｂを絶縁層２に被着形成させる際に配線導体層３ｂ
に大きな応力を残留させず、配線導体層３ｂが絶縁層２
から剥離しにくいものとするためには、50μｍ以下とし
ておくことが好ましい。

【００３７】また、貫通導体５および配線導体層３ｂ
は、その材料として銅やニッケル・金等の一般にめっき
に使用される金属材料が用いられるが、電気抵抗値が低
く、安価な銅が好ましい。

【００３８】なお、本発明の配線基板６では、配線導体
層３ａ・３ｂ表面の凹部Ａの深さを配線導体層３ａ・３
ｂの厚みの１／３以上とすることが好ましい。配線導体
層３ａ表面の凹部Ａの深さが配線導体層３ａ・３ｂの厚
みの１／３未満であると、貫通孔４底面の導体膜５ｂと
配線導体層３ａ・３ｂとの接続のアンカー効果が十分に
得られなくなる傾向があり、温度サイクル試験（ＴＣ
Ｔ）等の耐熱疲労性試験において熱膨張係数の異なる絶
縁層２と配線導体層３ａ・３ｂや貫通導体５との間に大
きな応力が発生した際にこの大きな応力を有効に分散す
ることができず、この応力によって貫通孔４底面の導体
膜５ｂと配線導体層３ａ・３ｂとの間で剥離が発生して
しまう傾向がある。従って、配線導体層３ａ・３ｂ表面
の凹部Ａの深さを配線導体層３ａ・３ｂの厚みの１／３
以上とすることが好ましい。

【００３９】また、本発明の配線基板６では、配線導体
層３ａ・３ｂ表面の凹部Ａを５〜20μｍの大きさの穴あ
るいは５〜20μｍの幅の溝とすることにより、貫通孔４
底面の導体膜５ｂを形成する際にそれらの凹部Ａにめっ
き液が確実に浸透し、貫通孔４底面の導体膜５ｂと配線
導体層３ａ・３ｂとの接合が強固なものとなり、その結
果、さらに接続信頼性に優れた配線基板６とすることが
できる。配線導体層３ａ・３ｂ表面の凹部Ａの穴の大き
さおよび溝の幅が５μｍよりも小さいと、貫通孔４底面
の導体膜５ｂを形成する際に凹部Ａにめっき液が確実に
浸透できなくなる傾向があり、また、20μｍを超えると
貫通孔４底面の導体膜５ｂと配線導体層３ａ・３ｂとの
接続のアンカー効果が十分に得られなくなる傾向があ
る。従って、配線導体層３ａ・３ｂ表面の凹部Ａを５〜
20μｍの大きさの穴あるいは５〜20μｍの幅の溝とする
ことが好ましい。

【００４０】かくして本発明の配線基板６によれば、温
度サイクル試験（ＴＣＴ）等の耐熱疲労性の良好な配線
基板６とすることができる。

【００４１】なお、本発明の配線基板６は上述の実施例
に限定されるものではなく、本要旨を逸脱しない範囲で
あれば種々の変更は可能であり、例えば配線基板６は、
そのの貫通導体５が貫通孔４の側面および底面に導体膜
５ａ・５ｂを被着したものだけではなく、貫通孔４を導
体で充填した貫通導体を併用したものであっても良い。

【００４２】また、本発明の電子部品モジュール９は、
配線基板６表面に露出した配線導体層と電子部品８の各
電極とを導体バンプ７を介して電気的に接続することに
よって形成される。

【００４３】導体バンプ７は、貫通導体５と電子部品８
の各電極とを電気的に接続する作用を成し、配線基板６
の表面に露出した配線導体層３ｂ上に半田等の金属によ
り形成されている。

【００４４】なお、配線導体層３ｂがニッケル・金から
成る場合以外は、絶縁層２表面に露出した配線導体層３
ｂの表面にニッケル・金等の良導電性で耐蝕性に優れた
金属をめっき法により１〜20μｍに厚みに被着させてお
くと、露出した配線導体層３ｂの酸化腐蝕を有効に防止
することができるとともに配線導体層３ｂと導体バンプ
７との接続を良好と成すことができる。従って、配線導
体層３ｂと導体バンプ７との接続を良好と成すために
は、配線導体層３ｂの露出した表面にニッケル・金等を
めっき法により１〜20μｍの厚みに被着させておくこと
が好ましい。

【００４５】このような導体バンプ７は、金や鉛−錫・
錫−亜鉛・錫−銀−ビスマス等の合金の導電材料から成
り、例えば導電材料が鉛−錫から成る半田の場合、鉛−
錫から成るぺーストを露出した配線導体層３ｂにスクリ
ーン印刷法によって印刷、あるいは鉛−錫から成る半田
ボールを露出した配線導体層３ｂ上に載置した後、リフ
ロー炉を通すことによって露出した配線導体層３ｂ上に
半球状に固着形成される。しかる後、電子部品８を導体
バンプ７上に載置し、リフロー炉を通すことによって配
線導体層３ｂと電子部品８の各回路とが電気的に接続さ
れる。なお、電子部品８と配線基板６表層との間に、熱
硬化性樹脂とフィラーとから成るアンダーフィル材12を
注入することによって、導体バンプ７が保護されるとと
もに電子部品８が配線基板６に強固に固着される。

【００４６】かくして本発明の電子部品モジュール９に
よれば、上記の配線基板６表面に形成された配線導体層
３ｂと電子部品８の各電極とを導体バンプ７を介して電
気的に接続することにより電子部品８を配線基板６に実
装したことから、小型・高密度で温度サイクル試験（Ｔ
ＣＴ）等の耐熱疲労性が良好な接続信頼性の高い電子部
品モジュール９とすることができる。

【００４７】なお、本発明の電子部品モジュール９は上
述の実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を
逸脱しない範囲であれば種々の変更は可能であり、例え
ば本例では、電子部品モジュール９に搭載される電子部
品８として半導体素子の例を示したが、抵抗器・キャパ
シタ・圧電素子等の電子部品を搭載しても良い。

【００４８】

【実施例】本発明の電子部品を搭載した配線基板を用い
た電子部品モジュールの特性を評価するために、以下の
ような配線基板とそれを用いた電子部品モジュールを製
作した。

【００４９】（実施例１）絶縁基板１上の厚さが20μｍ
で幅が40μｍの配線導体層３ａの表面に深さが10μｍで
穴径が20μｍの凹部Ａを形成した後、絶縁基板１および
配線導体層３ａの表面に、感光性樹脂と熱硬化性樹脂と
からなる液状ワニスを30μｍの厚さにロールコータによ
り塗布するとともに乾燥し、さらに800ｍＪ／ｃｍ２の
ＵＶ光で露光し現像することによって配線導体層３ａの
上部に径が50μｍの貫通孔４を形成後、150℃の温度で
１時間加熱硬化することにより絶縁層２を形成した。し
かる後、絶縁層２表面と貫通孔４の側面および底面に過
マンガン酸カリウム水溶液で粗化処理を行い、さらに、
無電解めっきの触媒と成るパラジウムの水溶液中に浸漬
して絶縁層２表面と貫通孔４の側面および底面に触媒を
被着させ、その後、硫酸銅・ロッセル塩・ホルマリン・
ＥＤＴＡナトリウム塩・安定剤等から成る無電解めっき
液に30分間浸漬して２μｍの無電解銅めっき膜を析出さ
せた。次に、絶縁層２の表面に感光性ドライフィルムレ
ジストをラミネートし露光と現像により配線導体層３ｂ
と成る所定パターンを形成し、その後、１Ａ／ｄｍ２の
電流を印加しながら硫酸・硫酸銅５水和物・塩素・光沢
剤等から成る電解液めっき液に１時間浸漬することによ
り貫通孔４内に銅を被着し貫通導体５を形成した。そし
て最後に、水酸化ナトリウムで感光性ドライフィルムレ
ジストを剥離し、さらに、硫酸・過酸化水素水溶液等で
エッチングすることにより厚みが20μｍの配線導体層３
ｂを形成した。なお、配線導体層３ｂと絶縁層２の密着
強度を高めるために、150℃の温度で１時間熱処理を行
った。さらに、配線導体層３ｂの表面に部分エッチング
によって深さが10μｍで穴径が20μｍの凹部Ａを形成し
た。

【００５０】その後、上記の絶縁層２と配線導体層３ｂ
と貫通導体５の形成を３回繰返して配線基板６を製作
後、その表面にソルダーレジストを被着形成し、さら
に、露出した配線導体層にめっき法により３μｍのニッ
ケル層と0.1μｍの金層を被着してサンプル用の配線基
板Ａを得た。

【００５１】さらに、配線基板Ａ表面の露出した配線導
体層上に、鉛−錫（含有比率85／15重量％）から成る半
田ぺーストをスクリーン印刷法によって印刷した後、温
度が260℃のリフロー炉を通して半球状の導体バンプ７
を形成した。しかる後、導体バンプ７上に電子部品８を
搭載載置し、温度が260℃のリフロー炉を通すことによ
って両者を電気的に接続し、さらに電子部品８と配線基
板６表層との間にアンダーフィル材を注入して信頼性試
験用のサンプルの電子部品モジュールＡを得た。

【００５２】このサンプルの信頼性試験項目は、温度サ
イクル試験（ＴＣＴ）で、試験では電子部品モジュール
Ａのクラック・膨れ・剥がれ等の外観と抵抗値変化率の
値で評価を行なった。ＴＣＴ試験は気相冷熱試験機を用
い、サンプルを温度が−60℃および150℃の気相中に各3
0分間放置しこれを１サイクルとして3000サイクルの条
件で行い、抵抗値変化率は、試験前の抵抗値と試験後の
抵抗値とを測定して計算により算出した。

【００５３】本発明のサンプルである電子部品モジュー
ルＡは、ＴＣＴ3000サイクル後でも貫通孔４底面の導体
と配線導体層３ａ・３ｂとの接続部にクラックが生ずる
ことはなく、また、抵抗値変化率は５％と低い値とな
り、接続信頼性に優れた電子部品モジュールであること
が判った。

【００５４】（実施例２）絶縁基板１上の厚さが18μｍ
で幅が35μｍの配線導体層３ａの表面に深さが10μｍで
溝幅が20μｍの凹部Ａを形成した後、絶縁基板１および
配線導体層３ａの表面に、感光性樹脂と熱硬化性樹脂と
からなる液状ワニスを25μｍの厚さにロールコータによ
り塗布するとともに乾燥し、さらに750ｍＪ／ｃｍ２の
ＵＶ光で露光し現像することによって配線導体層３ａの
上部に径が45μｍの貫通孔４を形成後、150℃の温度で
１時間加熱硬化することにより絶縁層２を形成した。し
かる後、絶縁層２表面と貫通孔４の側面および底面に過
マンガン酸カリウム水溶液で粗化処理を行い、さらに、
無電解めっきの触媒と成るパラジウムの水溶液中に浸漬
して絶縁層２表面と貫通孔４の側面および底面に触媒を
被着させ、その後、硫酸銅・ロッセル塩・ホルマリン・
ＥＤＴＡナトリウム塩・安定剤等から成る無電解めっき
液に30分間浸漬して２μｍの無電解銅めっき膜を析出さ
せた。次に、絶縁層２の表面に感光性ドライフィルムレ
ジストをラミネートし露光と現像により配線導体層３ｂ
と成る所定パターンを形成し、その後、１Ａ／ｄｍ２の
電流を印加しながら硫酸・硫酸銅５水和物・塩素・光沢
剤等から成る電解液めっき液に１時間浸漬することによ
り貫通孔４内に銅を被着し貫通導体５を形成した。そし
て最後に、水酸化ナトリウムで感光性ドライフィルムレ
ジストを剥離し、さらに、硫酸・過酸化水素水溶液等で
エッチングすることにより厚みが18μｍの配線導体層３
ｂを形成した。なお、配線導体層３ｂと絶縁層２の密着
強度を高めるために、150℃の温度で１時間熱処理を行
った。さらに、配線導体層３ｂの表面に部分エッチング
によって深さが10μｍで溝幅が20μｍの凹部Ａを形成し
た。

【００５５】その後、上記の絶縁層２と配線導体層３ｂ
と貫通導体５の形成を３回繰返して配線基板６を製作
後、その表面にソルダーレジストを被着形成し、さら
に、露出した配線導体層にめっき法により３μｍのニッ
ケル層と0.1μｍの金層を被着してサンプル用の配線基
板Ｂを得た。

【００５６】さらに、配線基板Ｂ表面の露出した配線導
体層上に、鉛−錫（含有比率85／15重量％）から成る半
田ぺーストをスクリーン印刷法によって印刷した後、温
度が260℃のリフロー炉を通して半球状の導体バンプ７
を形成した。しかる後、導体バンプ７上に電子部品８を
搭載載置し、温度が260℃のリフロー炉を通すことによ
って両者を電気的に接続し、さらに電子部品８と配線基
板６表層との間に、アンダーフィル材を注入して信頼性
試験用のサンプルの電子部品モジュールＢを得た。

【００５７】電子部品モジュールＢの信頼性試験・評価
も電子部品モジュールＡと同様の内容で実施した。その
結果、電子部品モジュールＢは、ＴＣＴ3000サイクル後
でも貫通孔４底面の導体と配線導体層３ａ・３ｂとの接
続部にクラックが生ずることはなく、また、抵抗値変化
率は８％と低い値となり、接続信頼性に優れた電子部品
モジュールであることが判った。

【００５８】（配線基板の比較例）絶縁基板上の厚さが
20μｍで幅が75μｍの配線導体層および絶縁基板表面
に、感光性樹脂と熱硬化性樹脂とからなる液状ワニスを
30μｍの厚さにロールコータにより塗布するとともに乾
燥し、さらに800ｍＪ／ｃｍ２のＵＶ光で露光し現像す
ることによって配線導体層の上部に径が50μｍの貫通孔
を形成後、150℃の温度で１時間加熱硬化することによ
り絶縁層を形成した。しかる後、絶縁層表面と貫通孔の
側面および底面に過マンガン酸カリウム水溶液で粗化処
理を行い、さらに、無電解めっきの触媒と成るパラジウ
ムの水溶液中に浸漬して絶縁層表面と貫通孔の側面およ
び底面に触媒を被着させ、その後、硫酸銅・ロッセル塩
・ホルマリン・ＥＤＴＡナトリウム塩・安定剤等から成
る無電解めっき液に30分間浸漬して２μｍの無電解銅め
っき膜を析出させた。次に、絶縁層の表面に感光性ドラ
イフィルムレジストをラミネートし露光と現像により配
線導体層と成る所定パターンを形成し、その後、１Ａ／
ｄｍ２の電流を印加しながら硫酸・硫酸銅５水和物・塩
素・光沢剤等から成る電解液めっき液に１時間浸漬する
ことにより貫通孔内に銅を被着し貫通導体を形成した。
そして最後に、水酸化ナトリウムで感光性ドライフィル
ムレジストを剥離し、さらに、硫酸・過酸化水素水溶液
等でエッチングすることにより厚みが20μｍの配線導体
層を形成した。なお、配線導体層と絶縁層の密着強度を
高めるために、150℃の温度で１時間熱処理を行った。

【００５９】その後、上記の絶縁層と配線導体層と貫通
導体の形成を３回繰返して配線基板を製作後、その表面
にソルダーレジストを被着形成し、さらに、露出した配
線導体層にめっき法により３μｍのニッケル層と0.1μ
ｍの金層を被着してサンプル用の配線基板Ｃを得た。

【００６０】さらに、配線基板Ｃ表面の露出した配線導
体層上に、鉛−錫（含有比率85／15重量％）から成る半
田ぺーストをスクリーン印刷法によって印刷した後、温
度が260℃のリフロー炉を通して半球状の導体バンプを
形成した。しかる後、導体バンプ上に電子部品を搭載載
置し、温度が260℃のリフロー炉を通すことによって両
者を電気的に接続し、さらに電子部品と配線基板表層と
の間に、アンダーフィル材を注入して比較用サンプルの
電子部品モジュールＣを得た。

【００６１】電子部品モジュールＣの信頼性試験・評価
も電子部品モジュールＣと同様の内容で実施した。その
結果、電子部品モジュールＣは、ＴＣＴ2000サイクル後
で貫通孔底面の導体と配線導体層との接続部にクラック
が発生し、断線してしまった。

【００６２】

【発明の効果】本発明の配線基板によれば、貫通孔底面
において配線導体層の表面に凹部を形成したことから、
貫通孔底面に形成される導体膜の一部が配線導体層の表
面の凹部に充填され導体膜と配線導体層との接続をアン
カー効果により強固なものとすることができ、貫通孔の
径を小さくして導体膜と配線導体層との接続面積を小さ
くしたとしても、電子部品の実装時の熱履歴等により熱
膨張係数の異なる絶縁層と配線導体層や貫通導体との間
に発生する応力によって貫通孔底面の導体膜と配線導体
層との間で剥離を生じることはなく、その結果、接続信
頼性に優れた配線基板とすることができる。また、貫通
孔底面において配線導体層の占有面積を貫通孔の底面に
形成する導体膜の占有面積より小さくしたことから、配
線導体層の幅をより細くすることができ、その結果、高
密度配線が可能な配線基板とすることができる。

【００６３】また、本発明の配線基板によれば、配線導
体層表面の凹部の深さを配線導体層の厚みの１／３以上
としたことから、導体膜と配線導体層との接続のアンカ
ー効果が大きなものとなり両者の接続をより強固なもの
とすることができ、温度サイクル試験（ＴＣＴ）等の耐
熱疲労性試験において熱膨張係数の異なる絶縁層と配線
導体層や貫通導体との間に大きな応力が発生したとして
も、この大きな応力を有効に分散することができ、その
結果、この応力によって貫通孔底面の導体膜と配線導体
層との間で剥離が発生することはなく、良好な接続信頼
性を有する配線基板とすることができる。

【００６４】さらに、本発明の配線基板によれば、配線
導体層表面の凹部を５〜20μｍの大きさの穴あるいは５
〜20μｍの幅の溝としたことから、貫通孔底面の導体膜
を形成する際にそれらの凹部にめっき液が確実に浸透
し、貫通孔底面の導体膜と配線導体層との接合が強固な
ものとなり、その結果、より接続信頼性に優れた配線基
板とすることができる。

【００６５】また、本発明の電子部品モジュールによれ
ば、上記の配線基板表面に形成された配線導体層に電子
部品の各電極を導体バンプを介して電気的に接続したこ
とから、小型・高密度で、かつ温度サイクル試験（ＴＣ
Ｔ）等の耐熱疲労性試験において断線の発生しない接続
信頼性の良好な電子部品モジュールとすることができ
る。

【００６６】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の配線基板に電子部品として半導体素子
を搭載した場合の電子部品モジュールの一例を示す要部
断面図である。

【図２】図１に示す電子部品モジュールの貫通導体と配
線導体との接続部を配線導体の長さ方向から見た場合の
要部拡大断面図である。

【符号の説明】

１・・・・・・・・・・・・絶縁基板 ２・・・・・・・・・・・・絶縁層 ３・3a・3b・・・・・・・・配線導体層 ４・・・・・・・・・・・・貫通孔 ５・・・・・・・・・・・・貫通導体 ５ａ・・・・・・・・・・・貫通導体（側面の導体膜） ５ｂ・・・・・・・・・・・貫通導体（底面の導体膜） ６・・・・・・・・・・・・配線基板 ７・・・・・・・・・・・・導体バンプ ８・・・・・・・・・・・・電子部品 ９・・・・・・・・・・・・電子部品モジュール Ａ・・・・・・・・・・・・凹部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０５Ｋ 3/18 Ｈ０１Ｌ 23/12 Ｎ Ｆターム(参考） 5E343 AA02 AA15 AA17 BB08 BB23 BB24 BB44 BB71 CC71 DD32 DD33 EE42 FF16 GG04 GG08 5E346 AA06 AA12 AA15 AA32 AA35 AA43 AA51 BB11 BB15 BB16 CC04 CC09 CC32 DD03 DD25 DD33 DD44 EE06 EE33 EE38 FF07 FF15 FF45 GG15 GG17 GG18 GG25 GG27 GG28 HH11 HH26 5F044 KK07 LL01

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁基板上に複数の絶縁層が積層され、
   前記絶縁基板および前記絶縁層の表面に配線導体層が形
   成されるとともに、該配線導体層間を前記絶縁層に形成
   された貫通孔の側面および底面に導体膜を被着して成る
   貫通導体により電気的に接続して成る配線基板であっ
   て、前記配線導体層は、前記貫通孔の底面において、そ
   の占有面積が前記導体膜の占有面積より小さくかつその
   表面に凹部が形成されていることを特徴とする配線基
   板。
2. 【請求項２】 前記凹部は、その深さが前記配線導体層
   の厚さの１／３以上であることを特徴とする請求項１記
   載の配線基板。
3. 【請求項３】 前記凹部は、大きさが５〜２０μｍの穴
   であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の
   配線基板。
4. 【請求項４】 前記凹部は、幅が５〜２０μｍの溝であ
   ることを特徴とする請求項１または請求項２記載の配線
   基板。
5. 【請求項５】 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載
   の配線基板に電子部品を実装して成る電子部品モジュー
   ルであって、前記配線基板表面に形成された前記配線導
   体層と前記電子部品の各電極とを導体バンプを介して電
   気的に接続して成ることを特徴とする電子部品モジュー
   ル。