JP2004311786A - 配線基板、多層配線基板、配線基板の製造方法及び多層配線基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】接続パッドと貫通電極との電気的な接合の信頼性を向上させることができると共に、簡易な製造方法により製造される配線基板及びそれが積層された多層配線基板を提供する。
【解決手段】絶縁基板１０と、絶縁基板１０を貫通するビアホール１０ａと、絶縁基板１０の一方の面に形成され、ビアホール１０ａに対応する部分にビアホール１０ａの面積より小さい面積の開口部１１を有する接続パッド１２ａを備えた回路パターン１２と、ビアホール１０ａ内に充填され、接続パッド１２ａのビアホール１０ａ側の面及び側面部を含む部分に接合された貫通電極１６とを含む。
【選択図】 図８

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は配線基板、多層配線基板、配線基板の製造方法及び多層配線基板の製造方法に係り、より詳しくは、多層配線構造を有するインターポーザなどに適用できる多層配線基板、それを構成する配線基板、及びそれらの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子機器の高密度化及び高性能化に伴って、電子部品が実装されるインターポーザなどの多層配線基板では、配線密度の向上及びさらなる多層化が図られている。
【０００３】
このような多層配線基板の製造方法として、設計の自由度が広いことや製造手番を短縮できるなどの観点から一括積層技術が注目されている。一括積層技術では、基板を貫通する貫通電極とそれに接続された回路パターンが設けられた個々の配線基板が積層されて多層配線構造を有する多層配線基板が製造される。
【０００４】
このような個々の配線基板を製造する従来技術（１）としては、図１３（ａ）に示すように、まず、一方の面に回路パターン１０２が設けられた絶縁基板１００を用意する。その後、図１３（ｂ）に示すように、回路パターン１０２上の絶縁基板１００の所定部をレーザーなどで加工することによりビアホール１００ａを形成する。次いで、図１３（ｃ）に示すように、ビアホール１００ａ内に導電性ペーストを充填することにより回路パターン１０２に接続される貫通電極１０４を形成する。
【０００５】
上記した従来技術（１）では、貫通電極１０４の上面と絶縁基板１００の上面とが略同一高さになることから、個々の絶縁基板１００を貼り合わせる際、貫通電極１０４の上面と他の配線基板の回路パターンとの接合の信頼性が低い。このため、貫通電極１０４の上面にソルダペーストを予め形成して貫通電極１０４と他の絶縁基板の回路パターンとの接合の信頼性を向上させる手法がとられる。
【０００６】
また、ビアホール１００ａを形成する際に、回路パターン１０２上に樹脂が残存して回路パターン１０２と貫通電極１０４との導通不良が発生しやすいため、ビアホール１００ａを形成した後にデスミア処理を行なう必要がある。
【０００７】
以上のことから、従来技術（１）では、製造工程が複雑になって製造コストの上昇を招くおそれがある。
【０００８】
さらに、ビアホール１００ａの底部の回路パターン１０２の部分が貫通電極１０４との接合部となるため、ビアホール１００ａが微細化されると、貫通電極１０４と接続パッド１０２との接合面積が小さくなって接続に係る電気抵抗が高くなると共に、接続の信頼性が低くなるという問題がある。
【０００９】
これらの問題を回避するために、従来技術（２）としては、図１４（ａ）に示すように、まず、一方の面にＣｕ層１０２ａを備え、他方の面に接着層１０６を備えた絶縁基板１０１を用意する。その後、図１４（ｂ）に示すように、Ｃｕ層１０２ａをパターニングすることにより、ビアホールが形成される部分に開口部１０２ａを有する回路パターン１０２を形成した後、接着層１０６の面に保護膜１０８を貼り付ける。
【００１０】
次いで、図１４（ｃ）に示すように、回路パターン１０２の開口部１０２ａに対応する絶縁基板１００、接着層１０６及び保護膜１０８の部分をレーザーなどで加工することによりビアホール１０１ａを形成する。
【００１１】
続いて、図１５（ａ）に示すように、保護膜１０８側からビアホール１０１ａ内に導電性ペーストを充填して貫通電極１０４を形成する。このとき、ビアホール１０１ａの底部側では、貫通電極１０４がビアホール１０１ａの外側の回路パターン１０４上に延在して形成される。
【００１２】
その後に、図１５（ｂ）に示すように、保護膜１０８を除去する。これにより、接着層１０６の上面から突出する突出部１０４ａを有する貫通電極１０４が形成される。そして、個々の絶縁基板１０１が積層される際に貫通電極１０４の突出部１０４ａが他の絶縁基板の回路パターンに接合される。
【００１３】
上記した従来技術（２）に係る製造方法は、例えば、特許文献１に記載されている。
【００１４】
【特許文献１】
特開２００２−３５３６２１号公報
【特許文献２】
特開平９−８２８３５号公報
【特許文献３】
特開平９−１９９６３５号公報
【特許文献４】
特開平９−１１６２７３号公報
【特許文献５】
特開２０００−２９４９３１号公報
【特許文献６】
特開２００２−２６４７９号公報
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来技術（２）では、回路パターン１０２の側面部と外面部の一部を貫通電極１０４との接合部とすることによりある程度の接合面積を確保できるものの、ビアホール１０１ａのピッチの微細化が進むと、貫通電極１０４と回路パターン１０２との十分な接合面積を確保することが困難になる。
【００１６】
接合面積を増やすために貫通電極１０４を回路パターン１０２の外面部の横方向にさらに延在させる方法が考えられるが、ビアホール１０１ａのピッチが微細化されると、回路パターン１０２の接続パッド自体の面積が小さくなるので十分な接合面積を確保することは困難を極める。
【００１７】
また、特許文献２〜５には、回路パターンとそれに接続される貫通電極とを備えた配線基板に関する各種技術について記載されているものの、接続パッドと貫通電極との接合面積を大きくすることに関しては何ら考慮されていない。
【００１８】
本発明は以上の課題を鑑みて創作されたものであり、接続パッドとそれに接続された貫通電極とを備えた配線基板及びそれが積層された多層配線基板において、接続パッドと貫通電極との電気的な接合の信頼性を向上させることができると共に、簡易な製造方法により製造される配線基板、多層配線基板及びそれらの製造方法を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、配線基板に係り、絶縁基板と、前記絶縁基板を貫通するビアホールと、前記絶縁基板の一方の面に形成され、前記ビアホールに対応する部分に該ビアホールの面積より小さい面積の開口部を有する接続パッドを備えた回路パターンと、前記ビアホール内に充填され、前記接続パッドの前記ビアホール側の面及び側面を含む部分に接合された貫通電極とを有することを特徴とする。
【００２０】
本発明の配線基板では、まず、絶縁基板を貫通するビアホールの面積より小さい面積の開口部を有する接続パッドを備えた回路パターンが絶縁基板の一方の面に形成される。その後、接続パッド上の絶縁基板が加工されて絶縁基板を貫通するビアホールが形成される。次いで、貫通電極（導電性ペースト）がビアホール内に充填されて、接続パッドの少なくともビアホール側の面及び側面に接合される。
【００２１】
本発明の一つの好適な態様では、回路パターンの接続パッドは、ビアホールの外周から内側に突出するひさし部をもつことにより上記したような開口部を有するようにしてもよいし、あるいはメッシュ状に形成されることにより上記したような開口部を複数有するようにしてもよい。
【００２２】
このような構成とすることにより、接続パッドのビアホール側の面及び側面が、貫通電極との接合部となる。このため、ビアホール及び接続パッドのピッチが微細化される際に、前述した従来技術（１）の構造よりも接続パッド１２ａと貫通電極１６との接合面積を大きくすることができるようになり、接合に係る電気抵抗の上昇が抑制される。
【００２３】
また、前述した従来技術（２）の構造では、接続パッドの開口部に対応してビアホールが形成されるので、接続パッドの側面部及びビアホール側と反対の面の一部が貫通電極との接合部となる。本発明の一つの好適な態様では、接続パッドのビアホール側の面及び側面に加えて、接続パッドのビアホール側と反対の面にも貫通電極が接合されるようにしている。このため、従来技術（２）の接合部に加えて接続パッドのビアホール側の面が接合面積に加算されるので、従来技術（２）より接合面積を大きくすることができる。
【００２４】
また、接続パッドをメッシュ状にしてビアホールに対応する部分に開口部が複数存在するようにしてもよい。この場合、接続パッドの側面の面積を増やすことができるので、接続パッドと貫通電極との接合面積をさらに大きくすることができる。
【００２５】
特許文献６には、銅バンプを絶縁基板上のバンプ接続部に熱圧着する際に、バンプ接続部をメッシュ状にし、銅バンプの頂面にバンプ接続部の上縁が局所的に当たるようにすることが記載されている。特許文献６は、圧着時の加圧力が局所的に集中するようにしてバンプ接続部の酸化膜を破壊して良好な接続を得るものである。
【００２６】
すなわち、特許文献６には、メッシュ状のバンプ接続部の側面全体を銅バンプとの接合部として利用することは示唆されておらず、かつバンプ接続部に層間絶縁膜を介してバンプを備えた銅箔を熱圧着する構成である。従って、本発明のようなメッシュ状の接続パッドを備えた絶縁基板にそれを貫通するビアホールが形成され、接続パッドの側面部を貫通電極（導電性ペースト）との接合部として利用して接合面積を大きくすることを示唆するものではない。
【００２７】
上記したような配線基板は、所定の多層配線構造が構成されるように複数個積層されることにより、回路パターンと貫通電極とを介して相互接続される多層配線構造を有する多層配線基板となる。このようにすることにより、極めて簡易な製造方法により多層配線基板が製造されるようになる。
【００２８】
このとき、多層配線基板にバンプ及び外部接続部が同時に形成されるように、バンプを内蔵した配線基板及び外部接続部を内蔵した配線基板が同時に積層されるようにしてもよい。この場合、これらの基板は金属板からなり、複数の配線基板が積層された後に、金属板がバンプ及び外部接続部に対して選択的に除去されてバンプ及び外部接続部が多層配線基板に形成される。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、添付の図面を参照して説明する。
【００３０】
（第１の実施の形態）
図１〜図８は本発明の第１実施形態の配線基板及び多層配線基板の製造方法を示す断面図である。第１実施形態の配線基板の製造方法は、まず、図１（ａ）に示すように、一方の面にＣｕ膜などからなる回路パターン１２を備えた絶縁基板１０を用意する。この回路パターン１２は、開口部１１を備えた環状の接続パッド１２ａを含んで形成される。接続パッド１２ａの開口部１１は、後に形成されるビアホールの面積より小さい面積で形成される。絶縁基板１０は、熱可塑性を有するポリイミド又は液晶ポリマーなどの材料から構成される。あるいは、絶縁基板１０として、ガラスや液晶ポリマーなどの織布又は不織布にポリイミドや液晶ポリマーなどの熱可塑性材料を含浸したものを使用してもよい。また、絶縁基板１０は、リジッド基板であってもよいし、フィルム状のフレキシブル基板であってもよい。
【００３１】
回路パターン１２の形成方法は、例えば、Ｃｕ箔が貼り付けられた樹脂基板１０のＣｕ箔上にレジスト膜をパターニングし、このレジスト膜をマスクにしてＣｕ箔をエッチングすることにより回路パターン１２を形成する（サブトラクティブ法）。あるいは、一般的なセミアディティブ法、又はフルアディティブ法に基づいて回路パターン１２を形成してもよい。
【００３２】
本実施形態では、回路パターン１２を形成する際に使用したレジスト膜をビアホール形成のマスクとして兼用しないので、レジスト膜に高いテンティング性能をもたせる必要がない。このため、薄膜のレジスト膜を使用することができるようになり、微細な回路パターン１２を形成することができる。
【００３３】
図１（ａ）の構造を作成するとき、樹脂基板１０として、その両面にＣｕ箔が貼り付けられたものを使用してもよい。この場合、樹脂基板１０の片面側の不要なＣｕ箔は回路パターン１２を形成する際のエッチング時に同時に除去される。あるいは、片面のみにＣｕ箔が貼り付けられた絶縁基板１０を使用して回路パターン１２を形成してもよい。
【００３４】
その後、図１（ｂ）に示すように、絶縁基板１０の回路パターン１２が形成されていない面に保護シート１４を貼着する。次いで、図１（ｃ）に示すように、保護シート１４側から絶縁基板１０の所要部にレーザーを局所的に照射することにより、保護シート１４及び絶縁基板１０を加工してビアホール１０ａを形成する（ダイレクトレーザー加工法）。このとき、ビアホール１０ａは、その外周部が環状の接続パッド１２ａ上に配置されて形成される。すなわち、環状の接続パッド１２ａは、その開口部１１がビアホール１０ａに対応しておらずビアホール１０ａの内側に突出するひさし部１２ｘをもった状態となる。
【００３５】
このように、ダイレクトレーザー加工法を用いることにより、接続パッド１２ａの開口部１１に対応しないビアホール１０ａを容易に形成することができる。
【００３６】
なお、接続パッド１２ａとして、ビアホール１０ａの外周部から複数のひさし部が局所的に突出したものなどを使用してもよく、またひさし部１２ｘの形状は各種の形状を採用することができる。
【００３７】
本実施形態では、絶縁基板１０にビアホール１０ａを形成する際に、接続パッド１２ａのひさし部１２ｘのみが露出する構造となっている。このため、ビアホール１０ａ内にはレーザー加工に係る残留物が殆ど残らないので、デスミア処理を行なう必要がなく、製造工程を削減することができる。
【００３８】
次いで、図２（ａ）に示すように、銀ペースト又は銅ペーストなどの導電性ペーストをスクリーン印刷などによりビアホール１０ａ内に充填した後に、導電性ペーストを８０〜１００℃で加熱して仮硬化させることにより貫通電極１６を形成する。このとき、貫通電極１６は、その上面が保護シート１４の上面と略同一の高さになって形成される。また、図２（ａ）の上図に示すように、貫通電極１６は、接続パッド１２ａの内面部（ビアホール側の面）及び側面部に接合されると共に、接続パッド１２ａの外面部（ビアホール側と反対の面）に延在するクランプ部１６ｘが設けられた状態で形成される。
【００３９】
あるいは、図２（ａ）の下図に示すように、貫通電極１６が接続パッド１２ａの開口部１１に対応して下側に突出して形成されるようにしてもよい。この場合も、複数の配線基板が積層される際に貫通電極１６が押し潰されて図２（ａ）の上図に示すようなクランプ部１６ｘが形成される。
【００４０】
本実施形態では、導電性ペーストがビアホール１０ａ内に充填されて貫通電極１６が形成されるため、形成工程が長時間に及ぶめっきを使用する場合と違って、極めて容易に貫通電極１６が形成される。
【００４１】
続いて、図２（ｂ）に示すように、保護シート１４を除去することにより、貫通電極１６は、保護シート１４の膜厚分だけ絶縁基板１０の上面から上側に突き出る突出部１６ａをもった状態で形成される。
【００４２】
このようにして、第１配線基板１ａが作成される。
【００４３】
本実施形態の第１配線基板１ａでは、ビアホール１０ａが形成される際に接続パッド１２ａのひさし部１２ｘがビアホール１０ａの内側に突出した構造となり、このようなビアホール１０ａ内に導電性ペーストが充填されて貫通電極１６が形成される。このため、貫通電極１６と接続パッド１２ａとの接合面積は、接続パッド１２ａのひさし部１２ｘの内面部Ｕ（ビアホール側の面）、側面部Ｓ及び外面部Ｌ（ビアホール側と反対面）の合計面積となる（図２（ｂ）の下図）。
【００４４】
ここで、本実施形態に係る貫通電極１６及び接続パッド１２ａの接合面積と前述した従来技術（１）でのそれらの接合面積とを比較してみる。本実施形態及び従来技術（１）では、共に接続パッド１２ａのひさし部１２ｘの内面部Ｕは全接合面積の一部となるので、接続パッド１２の側面部Ｓのトータル面積（２πｒ×ｈ）と半径ｒの円の面積（πｒ^２）とを比較した。このとき、接続パッド１２ａの膜厚（ｈ）を２５μｍとし、半径ｒを変えたときの上記面積を計算した。
【００４５】
表１は接続パッド１２ａの側面部Ｓのトータル面積と半径ｒの円の面積とにおける半径ｒの依存性を示すものである。
【００４６】
【表１】

【００４７】
表１に示すように、接続パッド１２ａの膜厚が２５μｍの場合、半径ｒが４０μｍ以下のとき、本実施形態に係る接合面積（２πｒ×ｈ）は、従来技術（１）に係る接合面積（πｒ^２）より大きくなる。このように、本実施形態ではビアホール１０ａの径が小さくなるほど貫通電極１６と接続パッド１２ａとの接合面積を従来技術（１）の接合面積より大きくすることができる。従って、ビアホール１０ａの径が小さくなっても貫通電極１６と接続パッド１２ａとの接合に係る電気抵抗の上昇を抑制できるので、ビアホール１０ａのピッチの微細化に容易に対応できるようになる。
【００４８】
しかも、本実施形態では、接続パッド１２ａの外面部Ｌにも導電性ペーストが回り込んで貫通電極１６のクランプ部１６ｘが形成されるため、ビアホール１０ａが微細化される際に従来技術（１）よりさらに大きな接合面積を確保できることが容易に理解される。
【００４９】
本実施形態に係る配線基板１ａでは、最終的に製造される多層配線基板の特性に応じて、ビアホール１０ａの径、接続パッド１２ａのひさし部１２ｘの寸法や形状、接続パッド１２ａの膜厚、貫通電極１６のクランプ部１６ｘの大きさなどが適宜調整される。例えば、接続パッド１２ａの膜厚を厚くしたり、貫通電極１６のクランプ部１６ｘを外側にさらに延在させたりすることにより、接続パッド１２ａと貫通電極１６との接合面積を大きくできることは言うまでもない。
【００５０】
また、本実施形態では、貫通電極１６が絶縁基板１０の上面から突出する突出部１６ａを有するので、複数の配線基板を熱プレスにより接着して積層する際に、仮硬化された貫通電極１６の突出部１６ａが押し潰されて他の配線基板の回路パターンと信頼性よく接合されるようになる。
【００５１】
次に、図３に示すように、前述した方法と同様な方法により、第１配線基板１ａと同様な基本構造の第２、第３配線基板１ｂ，１ｃを作成する。第１、第２、第３配線基板１ａ，１ｂ，１ｃは、これらが積層されることにより所要の多層配線が構成されるようになっている。
【００５２】
また、図３の１ｄで示されるように、絶縁基板１０の上面から突出する突出部１７ａを有する接続電極１７が、絶縁基板１０のビアホール１０ａに埋め込まれた構造の第４配線基板１ｄを作成する。第４配線基板１ｄの作成方法は、例えば、一方の面に保護シートを備えた絶縁基板にこれらを貫通するビアホールを形成し、ビアホールに導電性ペーストを充填した後に、保護シートを除去すればよい。
【００５３】
以上により、図３に示すように、多層配線基板を形成するための第１〜第４配線基板１ａ〜１ｄが用意される。
【００５４】
次に、第５配線基板を作成する。詳しく説明すると、まず、図４（ａ）に示すように、Ｃｕ板２０（第１金属板）を用意し、多層配線基板に搭載されるバンプの径に相当する開口部２２ａを有するレジスト膜２２をＣｕ板２０上に形成する。このとき、Ｃｕ板２０の裏面全体にもレジスト膜２２が形成される。その後、図４（ｂ）に示すように、レジスト膜２２をマスクにして、開口部２２ａに露出するＣｕ板２０をエッチングすることにより孔２０ｘを形成する。
【００５５】
続いて、図４（ｃ）に示すように、レジスト膜２２をマスクにしてＣｕ板２０をめっき給電層に利用した電解めっきにより、Ｃｕ板２０の孔２０ｘ内にはんだ層２４ａ（バンプ用金属層）を充填して形成した後に、ニッケル（Ｎｉ）電極２６を形成する。さらにめっきを施してＮｉ電極２６上にＣｕ電極を形成してもよい。
【００５６】
その後に、Ｃｕ板２０の両面のレジスト膜２２を除去する。これにより、図４（ｄ）に示すように、Ｃｕ板２０の孔２０ｘ内にはんだ層２４ａが埋め込まれ、はんだ層２４ａ上にＮｉ電極２６が突出して形成された第５配線基板１ｅ（バンプ用配線基板）が得られる。第５配線基板１ｅは、多層配線基板にバンプを形成するための基板であり、最終的にＣｕ板２０ははんだ層２４ａに対して選択的に除去される。
【００５７】
次に、第６配線基板を作成する。詳しく説明すると、図５（ａ）に示すように、まず、Ｃｕ板２０ａ（第２金属板）を用意し、多層配線基板の電子部品が接続される外部接続部に対応する部分に開口部２２ａを有するレジスト膜２２をＣｕ板２０ａ上に形成する。このとき、Ｃｕ板２０ａの裏面全体にもレジスト膜２２が形成される。
【００５８】
その後、図５（ｂ）に示すように、レジスト膜２２をマスクにしてＣｕ板２０ａをめっき給電層に利用した電解めっきにより、レジスト膜２２の開口部２２ａにＣｕめっき層２７、金（Ａｕ）電極２８及びＮｉ電極３０を順次形成する。さらにめっきを施してＮｉ電極３０上にＣｕ電極を形成してもよい。その後に、Ｃｕ板２０ａの両面のレジスト膜２２を除去する。
【００５９】
これにより、図５（ｃ）に示すように、多層配線基板の外部接続部に対応するＣｕ板２０ａの部分にＣｕめっき層２７、Ａｕ電極２８及びＮｉ電極３０が形成された第６配線基板１ｆ（外部接続用配線基板）が得られる。第６配線基板１ｆは、多層配線基板の電子部品が接続される外部接続部を形成するための基板であり、最終的にＣｕ板２０ａ及びＣｕめっき層２７はＡｕ電極２８に対して選択的に除去される。
【００６０】
次に、前述した第１〜第６の配線基板１ａ〜１ｆを積層して多層配線基板を製造する方法について説明する。
【００６１】
まず、図６に示すように、前述した図３で用意された第１〜第４配線基板１ａ〜１ｄの第１配線基板１ａの上に前述した図４（ｄ）に示す第５配線基板１ｅをそのＮｉ電極２６が下側になって第１配線基板１ａの貫通電極１６に対応するようにして配置する。さらに、第４配線基板１ｄの下に前述した図５（ｃ）に示す第６配線基板１ｆをそのＮｉ電極３０が上側になって第４配線基板１ｄの接続電極１７に対応するようにして配置する。
【００６２】
その後、図６のように配置された第１〜第６配線基板１ａ〜１ｆを３００℃程度で加熱しながらプレスすることにより一括で接着して積層する。これにより，図７に示すように、各配線基板１ａ〜１ｆの絶縁基板１０は熱可塑性を有するので、絶縁基板１０が流動した状態でお互いに接着される。本実施形態では、熱可塑性を有する絶縁基板１０を使用するので、接着層を特別に形成することなく絶縁基板１０同士を接着することができる。
【００６３】
また、このとき同時に、各配線基板１ａ〜１ｆの貫通電極（導電性ペースト）１６は、その突出部１６ａが熱プレスによって押し潰された状態で本硬化して回路パターン１２の所定部に接合される。また、貫通電極１６のクランプ部１６ｘが押し潰されて接続パッド１２ａの外面部上に延在した状態で本硬化する。前述したように、貫通電極１６にクランプ部１６ｘを形成しないようにする場合も、接続パッド１２ａの開口部１１から突出する導電性ペーストが横方向に押し潰されてクランプ部１６ｘが形成されて本硬化する。
【００６４】
なお、各配線基板１ａ〜１ｆを一括して貼り合わせることが好ましいが、各配線基板１ａ〜１ｆを複数回に分けて順次貼り合わせるようにしても構わない。
【００６５】
これにより、同じく図７に示すように、第１配線基板１ａの回路パターン１２に第２配線基板１ｂの貫通電極１６が接合され、第２配線基板１ｂの回路パターン１２に第３配線基板１ｃの貫通電極１６が接合される。また、第３配線基板１ｃの回路パターン１２に第４配線基板１ｄの接続電極１７が接合される。
【００６６】
また、第１配線基板１ａの貫通電極１６に第５配線基板１ｅのＮｉ電極２６及びはんだ層１２４ａが接合される。さらには、第４配線基板１ｄの接続電極１７を押し潰すようにして第６配線基板１ｆのＮｉ電極３０及びＡｕ電極２８が接続電極１７に接合される。
【００６７】
このようにして、第１〜第６配線基板１ａ〜１ｆが積層されて構成される多層配線構造が得られる。
【００６８】
次いで、図７の多層配線構造における第５配線基板１ｅのＣｕ板２０と第６配線基板１ｆのＣｕ板２０ａ及びＣｕめっき層２７とを塩化第２鉄水溶液又は塩化第２銅水溶液でエッチングする。これにより、図８に示すように、第５配線基板１ｅでは、Ｃｕ板２０がはんだ層２４ａ及び絶縁基板１０に対して選択的に除去されて、Ｎｉ電極２６を介して第１配線基板１ａの貫通電極１６に接続されるはんだ層２４ａが露出してバンプ２４が得られる。
【００６９】
また、第６配線基板１ｆでは、Ｃｕ板２０ａ及びＣｕめっき層２７がＡｕ電極２８及び絶縁基板１０に対して選択的に除去される。これにより、第４配線基板１ｄのビアホール１０ａ内の接続電極１７上にＮｉ電極３０及びＡｕ電極２８から構成される外部接続部３１がＣｕめっき層２７の膜厚分だけビアホール１０ａ内に沈んだ状態（凹状）で残される。このようにして、接続電極１７及び外部接続部３１により構成される外部接続電極３３が形成される。
【００７０】
以上により、図８に示すような本実施形態の多層配線基板２が完成する。本実施形態の多層配線基板２は、例えば、電子部品とマザーボードの接続端子とを整合又はグリッド変換するためのインターポーザなどに使用される。そして、多層配線基板２のバンプ２４がマザーボードの接続端子に接続され、外部接続部３１に電子部品の接続端子が接続される。
【００７１】
あるいは、外部接続電極３３にはんだボールを搭載し、リフローして外部接続端子とし、一方、バンプ２４を半導体チップなどの電子部品を搭載するためのバンプとして使用してもよい。この場合、外部接続電極３３は凹状となっているので、容易にはんだボールを搭載することができる。
【００７２】
本実施形態の多層配線基板２を構成する各配線基板１ａ，１ｂ，１ｃでは、一方の面に回路パターン１２が形成され、絶縁基板１０を貫通して回路パターン１２に接続される貫通電極１６が設けられていて、一方の面側から他方の面側に導通可能な構造となっている。そして、開口部１１を備えた環状の接続パッド１２ａの上にビアホール１０ａが配置されることにより、接続パッド１２ａがビアホール１０ａの内側に突出するひさし部１２ｘを有するようにしている。
【００７３】
このような構成とすることにより、ビアホール１０ａ内に充填された導電性ペーストからなる貫通電極１６は、接続パッド１２ａのひさし部１２ｘの内面部Ｕ、側面部Ｓ及び外面部Ｌと接合されることになる。従って、ビアホール１０ａ及び接続パッド１２ａのピッチが微細化される際に、前述した従来技術（１）の方法よりも接続パッド１２ａと貫通電極１６との接合面積が大きくなり、接合に係る電気抵抗の上昇を抑制することができる。
【００７４】
また、前述した従来技術（２）では、接続パッドの開口部に対応してビアホールが形成されるので、接続パッドの側面部及び外面部の一部が貫通電極との接合部となる。本実施形態では、従来技術（２）の接合部に加えて接続パッド１２ａのひさし部１２ｘの内面部Ｕも接合部となるため、従来技術（２）より接合面積を大きくすることができる。
【００７５】
しかも、ビアホール１０ａの外周部から外側にはみ出すことなくその内側に接続パッド１２ａと貫通電極１６との接合部を形成することができるので、ビアホール１０ａのピッチが微細化されて接続パッド１２ａ自体が小さくなる場合であっても、従来技術（２）より大きな接合面積を確保することができる。
【００７６】
このような配線基板１ａ〜１ｆが一括又は順次積層されて所要の多層配線構造が得られる。このとき、各配線基板１ａ〜１ｄの貫通電極１６は、絶縁基板１０から突き出る突出部１６ａが形成されているので、熱プレスされる際に突出部１６ａが押し潰されて回路パターン１２などに安定して電気的に接合される。
【００７７】
また、このとき、バンプ形成用の第５多層配線基板１ｅ及び外部接続部形成用の第６配線基板１ｆが同時に積層され、その後、これらの配線基板１ｅ，１ｆのＣｕ板２０，２０ａが選択的に除去されてバンプ２４及び外部接続部３１が多層配線基板２に転写・形成される。また、外部接続部３１は、Ｃｕめっき層２７の膜厚分だけ第４配線基板１ｄのビアホール１０ａの内部に沈んだ状態で形成される。
【００７８】
このように、本実施形態では、第４配線基板１ｄ自体が、いわゆるソルダレジストの機能を兼ねるようにしたことから、ソルダレジストを形成する工程を省略することができるので、製造コストを低減させることができる。
【００７９】
以上のように、第１〜第６配線基板１ａ〜１ｆを一括して積層することにより、多層配線構造とそれに接続されるバンプ２４及び外部接続部３１を同時に形成するようにしたので、絶縁基板上に回路パターン及び層間絶縁膜を順次積層して形成した後にバンプやソルダレジストを形成する方法と違って、製造方法を極めて簡易なものとすることができる。これにより、高寸法精度の回路パターン及び貫通電極を備えた多層配線基板を低コストで製造することができるようになる。
【００８０】
なお、前述した形態では、最終的に４つの配線基板１ａ〜１ｄが積層されて多層配線基板２が製造される形態を例示したが、積層される配線基板の個数は特に限定されるものではなく、同様な構造を有する配線基板がｎ層（ｎは２以上）積層された形態としてもよいことはもちろんである。
【００８１】
また、多層配線基板２の一方の面にバンプ２４が形成され、他方の面に外部接続部３１が形成された形態を例示したが、バンプ２４を省略してＬＧＡ（Ｌａｎｄ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）に対応する形態としてもよいし、あるいは多層配線基板２の両面にバンプが形成された形態としてもよい。その他各種の実装方式に合わせて変形や変更を行うことができる。
【００８２】
（第２の実施の形態）
図９〜図１０は本発明の第２実施形態の配線基板の製造方法を示す断面図、図１１は本発明の第２実施形態の多層配線基板を示す断面図である。第２実施形態が第１実施形態と異なる点は、接続パッドをメッシュ状に形成しておき、その上にビアホールが配置されるようにすることである。これにより、接続パッドと貫通電極との接合面積を第１実施形態より大きくすることができる。
【００８３】
図９〜図１０において第１実施形態と同一工程についてはその詳しい説明を省略する。
【００８４】
本発明の第２実施形態の多層配線基板の製造方法は、図９（ａ）に示すように、まず、第１実施形態と同様な方法により、一方の面に接続パッド１２ａを含む回路パターン１２を備えた絶縁基板１０を作成する。第２実施形態では、接続パッド１２ａは、ビアホール１０ａが配置される部分がメッシュ状になっており、複数の開口部１１が設けられている。
【００８５】
その後、図９（ｂ）に示すように、第１実施形態と同様な方法により、絶縁基板１０の回路パターン１２が形成されていない面に保護シート１４を形成する。次いで、図９（ｃ）に示すように、第１実施形態と同様な方法により、接続パッド１２ａのメッシュ部を含む領域上の保護シート１４と絶縁基板１０とをレーザーにより加工してビアホール１０ａを形成する。これにより、ビアホール１０ａの底部には複数の開口部１１を含むメッシュ状の接続パッド１２ａが露出する。続いて、図１０（ａ）に示すように、第１実施形態と同様な方法により、ビアホール１０ａ内に導電性ペーストを充填することにより貫通電極１６を形成する。
【００８６】
その後に、図１０（ｂ）に示すように、保護シート１４を除去することにより、突出部１６ａを有する貫通電極１６を形成する。貫通電極１６は、接続パッド１２ａのメッシュ部の内面部、側面部及び外面部に接合されてクランプ部１６ｘが設けられる。このようにして、絶縁基板１０の一方の面側と他方の面側を導通可能にしている。
【００８７】
これにより、第２実施形態の多層配線基板を形成するための第１配線基板１ａが作成される。
【００８８】
第２実施形態の第１配線基板１ａでは、ビアホール１０ａに対応する接続パッド１２ａの部分がメッシュ状になっているため、第１実施形態よりも貫通電極１６と接続パッド１２ａとの接合面積を大きくすることができる。
【００８９】
このように、貫通電極１６と接続パッド１２ａとの接合面積を第１実施形態より大きくすることができるので、貫通電極１６と接続パッド１２ａとの接合に係る電気抵抗の上昇を抑制できると共に、接合の信頼性を向上させることができる。
【００９０】
次いで、第１実施形態と同様な方法により、第１〜第６配線基板１ａ〜１ｆを熱プレスにより一括又は順次積層する。その後に、第５配線基板１ｅのＣｕ板２０と、第６配線基板１ｆのＣｕ板２０ａ及びＣｕめっき層２７を除去する。これにより、図１１に示すように、各配線基板１ａ〜１ｄが積層されて所要の多層配線構造を構成する多層配線基板２ａが得られる。図１１において、接続パッド１２ａ以外の要素は第１実施形態の図８と同様であるのでその説明を省略する。
【００９１】
第２実施形態は第１実施形態と同様な効果を奏する。これに加えて、第１実施形態より貫通電極１６と接続パッド１２ａとの接合面積を大きくできるので、接続に係る信頼性を向上させることができる。
【００９２】
なお、メッシュ状とは複数の開口部が形成されている形状を示し、開口部の形状や数などは特に限定されるものではない。
【００９３】
（第３の実施の形態）
図１２は本発明の第３実施形態の多層配線基板を示す断面図である。図１２に示すように、第３実施形態の多層配線基板２ｂでは、第２配線基板１ｂの貫通電極１６が第３配線基板１ｃの貫通電極１６の直上に配置されて貫通電極１６同士が接合されている。このように、本発明の実施形態では、前述した熱プレスを用いた一括積層技術により、スタックビア構造を含む高密度化された多層配線基板２ｂを極めて簡易な方法で製造することができる。スタックビア構造以外は、第１実施形態の図８と同一であるのでその説明を省略する。
【００９４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の配線基板では、絶縁基板を貫通するビアホールの面積より小さい面積の開口部を有する接続パッドが絶縁基板の一方の面に形成されていて、ビアホールに充填された貫通電極（導電性ペースト）が接続パッドのビアホール側の面及び側面に接合されている。
【００９５】
このように、貫通電極は、接続パッドのビアホール側の面及び側面を含んで接続パッドに接合されるので、従来技術より接続パッドと貫通電極との接合面積を大きくすることができる。従って、接続パッドと貫通電極との接合に係る電気抵抗の上昇が抑制されて安定した接合が得られる。
【００９６】
また、上記したような配線基板が複数個一括積層されることにより、回路パターンと貫通電極とを介して相互接続された多層配線基板が得られる。このように、極めて簡易な製造方法により、多層配線基板が製造されるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の第１実施形態の配線基板の製造方法を示す断面図（その１）である。
【図２】図２は本発明の第１実施形態の配線基板の製造方法を示す断面図（その２）である。
【図３】図３は本発明の第１実施形態に係る第１〜第４配線基板が配置される様子を示す断面図である。
【図４】図４は本発明の第１実施形態に係る第５配線基板（バンプ用配線基板）の製造方法を示す断面図である。
【図５】図５は本発明の第１実施形態に係る第６配線基板（外部接続用配線基板）の製造方法を示す断面図である。
【図６】図６は本発明の第１実施形態に係る第１〜第６配線基板が配置される様子を示す断面図である。
【図７】図７は本発明の第１実施形態に係る第１〜第６配線基板が接着された様子を示す断面図である。
【図８】図８は本発明の第１実施形態の多層配線基板を示す断面図である。
【図９】図９は本発明の第２実施形態の配線基板の製造方法を示す断面図（その１）である。
【図１０】図１０は本発明の第２実施形態の配線基板の製造方法を示す断面図（その２）である。
【図１１】図１１は本発明の第２実施形態の多層配線基板を示す断面図である。
【図１２】図１２は本発明の第３実施形態の多層配線基板を示す断面図である。
【図１３】図１３は従来技術（１）に係る配線基板の製造方法を示す断面図である。
【図１４】図１４は従来技術（２）に係る配線基板の製造方法を示す断面図（その１）である。
【図１５】図１５は従来技術（２）に係る配線基板の製造方法を示す断面図（その２）である。
【符号の説明】
１ａ〜１ｆ…配線基板、２，２ａ，２ｂ…多層配線基板、１０…絶縁基板、１０ａ…ビアホール、１１，２２ａ…開口部、１２…回路パターン、１２ａ…接続パッド、１２ｘ…ひさし部、１４…保護シート、１６…貫通電極、１６ａ，１７ａ…突出部、１６ｘ…クランプ部、１７…接続電極、２２…レジスト膜、２０，２０ａ…Ｃｕ板、２０ｘ…孔、２４ａ…はんだ層、２４…バンプ、２６，３０…Ｎｉ電極、２８…Ａｕ電極、３１…外部接続部、３３…外部接続電極。

Claims (17)

1. 絶縁基板と、
   前記絶縁基板を貫通するビアホールと、
   前記絶縁基板の一方の面に形成され、前記ビアホールに対応する部分に該ビアホールの面積より小さい面積の開口部を有する接続パッドを備えた回路パターンと、
   前記ビアホール内に充填され、前記接続パッドの前記ビアホール側の面及び側面を含む部分に接合された貫通電極とを有することを特徴とする配線基板。
2. 前記接続パッドは、前記ビアホールの外周から内側方向に突出するひさし部をもつことにより、前記開口部を有することを特徴とする請求項１に記載の配線基板。
3. 前記接続パッドは、メッシュ状に形成されることにより、前記開口部を複数有することを特徴とする請求項１に記載の配線基板。
4. 前記貫通電極は、前記絶縁基板の前記回路パターンが形成されていない面から上側に突出する突出部を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の配線基板。
5. 前記絶縁基板は、熱可塑性の材料、又は織布もしくは不織布に熱可塑性の材料を含浸した材料から構成されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の配線基板。
6. 前記貫通電極は、前記接続パッドの前記ビアホール側と反対の面にさらに接合されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の配線基板。
7. 前記貫通電極は、導電性ペーストからなることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の配線基板。
8. 請求項１乃至７のいずれか一項に記載の配線基板が複数個積層されることにより、前記回路パターンと前記貫通電極とを介して相互接続される多層配線構造を有することを特徴とする多層配線基板。
9. 絶縁基板と、前記絶縁基板を貫通するビアホールと、前記ビアホール内に形成された外部接続電極とを有する外部接続用配線基板がさらに積層されており、
   前記外部接続用配線基板のビアホールの一方側の前記外部接続電極の面が、前記多層配線基板の最外部の前記回路パターンに接合されていることを特徴とする請求項８に記載の多層配線基板。
10. 前記多層配線基板の最外部の貫通電極にバンプが設けられていることを特徴とする請求項８又は９に記載の多層配線基板。
11. 絶縁基板と、
    前記絶縁基板の一方の面に形成された回路パターンと、
    前記回路パターンに接続され、前記絶縁基板を貫通して形成された貫通電極とを有する配線基板が、複数個積層されて多層配線構造が構成された多層配線基板であって、
    外部接続用配線基板を貫通するビアホールに、該ビアホールの一方側から深さ方向の途中まで外部接続電極が充填された前記外部接続用配線基板の前記外部接続電極の一方側の外部接続電極の面が、前記多層配線基板の最外部の前記回路パターン接続されていることを特徴とする多層配線基板。
12. 絶縁基板の一方の面に、開口部を備えた接続パッドを含む回路パターンを形成する工程と、
    前記絶縁基板の他方の面から前記絶縁基板を加工することにより、前記接続パッドの開口部の面積より大きな面積をもつビアホールを前記接続パッド上に形成する工程と、
    前記ビアホール内に導電性ペーストを充填することにより、前記接続パッドの前記ビアホール側の面及び側面を含む部分に接合される貫通電極を形成する工程とを有することを特徴とする配線基板の製造方法。
13. 前記絶縁基板は他方の面に保護シートが形成されており、
    前記ビアホールを形成する工程において、前記保護シート及び前記絶縁基板を同時に加工して前記ビアホールを形成し、
    前記貫通電極を形成する工程の後に、前記保護シートを除去する工程をさらに有することを特徴とする請求項１２に記載の配線基板の製造方法。
14. 請求項１２又は１３に記載の配線基板の製造方法で製造された配線基板を複数個得る工程と、
    前記複数個の配線基板を接着して積層することにより、前記回路パターンと前記貫通電極とを介して相互接続された多層配線構造を得る工程とを有することを特徴とする多層配線基板の製造方法。
15. 前記絶縁基板は熱可塑性の材料から構成され、
    前記多層配線構造を得る工程は、
    前記複数個の配線基板を所定の多層配線構造が構成されるように積層して配置する工程と、
    前記積層された複数個の配線基板を、熱処理しながらプレスすることにより一括して接着する工程とを含むことを特徴とする請求項１４に記載の多層配線基板の製造方法。
16. 前記配線基板を複数個得る工程は、
    絶縁基板を貫通するビアホール内に接続電極が充填された外部接続用配線基板を得る工程を含み、
    前記配線基板を積層して配置する工程において、前記複数の配線基板の最外部の前記回路パターンに前記外部接続用配線基板の接続電極の一方の面が対応するように配置することを含むことを特徴とする請求項１５に記載の多層配線基板の製造方法。
17. 前記配線基板を複数個得る工程は、
    第１金属板の孔にバンプ用金属層が充填された前記第１金属板と、第２金属板上に外部接続部が形成された前記第２金属板とを得る工程を含み、
    前記配線基板を積層して配置する工程において、前記複数の配線基板の最外部の貫通電極に前記第１金属板のバンプ用金属層が対応するように配置し、かつ前記外部接続用配線基板の接続電極の他方の面に前記第２金属板の外部接続部が対応するように配置することを含み、
    前記多層配線構造を得る工程の後に、前記第１及び第２金属板を除去することにより、前記接続電極に接続される前記外部接続部、及び前記貫通電極に接続されるバンプを得る工程をさらに有することを特徴とする請求項１６に記載の多層配線基板の製造方法。

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