JP2006261167A - 配線基板およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 配線基板において、絶縁層上に形成される、Ｃｕを主成分とするＣｕ導体膜と、絶縁層をその厚み方向に貫通するように延びかつＣｕ導体膜に電気的に接続される、Ａｇを含むビア導体との電気的接続の信頼性を高める。
【解決手段】 ビア導体３の導電成分として、Ａｇ７およびＳｎ４を含むＡｇＳｎ合金粉末を用い、Ｃｕ導体膜２上であって、ビア導体３に接する領域に、Ｓｎめっき膜８を形成する。その結果、Ｃｕ導体膜２とＳｎめっき膜８との界面に沿ってＣｕ−Ｓｎ系金属間化合物６が形成され、ビア導体３とＳｎめっき膜８との界面に沿ってＡｇ−Ｓｎ系金属間化合物が形成され、それによって、電気的接続の信頼性が高められる。
【選択図】 図１

Description

この発明は、配線基板およびその製造方法に関するもので、特に、そこに備える絶縁層に関連して、互いに電気的に接続される導体膜およびビア導体が設けられている、配線基板およびその製造方法に関するものである。

この発明にとって興味ある配線基板として、熱硬化性樹脂からなる絶縁層とＣｕを主成分とするＣｕ導体膜とを交互に積層した構造を有する多層樹脂基板がある。このような多層樹脂基板は、異なる絶縁層上にそれぞれ形成される複数のＣｕ導体膜を互いに電気的に接続するため、特定の絶縁層をその厚み方向に貫通するように延びるビア導体を備えている。ビア導体を構成する導電成分としては、通常、導通抵抗の低いＡｇが用いられている。

しかしながら、上述したような多層樹脂基板において達成されるべきＣｕ導体膜とＡｇビア導体との接続は、異種金属間の接続であることから、長期にわたって熱負荷を繰り返して印加したとき、両者間の導通抵抗が高くなり、さらに、極端な場合には、Ｃｕ導体膜とＡｇビア導体との接続部で断線するという問題に遭遇することがある。

なお、多層樹脂基板の製造時において、温度を上げることにより、これら異種金属同士を比較的強固に結合させることは可能であるが、多層樹脂基板は、通常、１８０〜２００℃の温度でプレスして硬化させることによって得られるものであるので、上記温度を超える温度にまで加熱すると、絶縁層を構成する熱硬化性樹脂が分解するという問題を招く。

そこで、異種金属間の接続性を高めることを目的として、Ｓｎを導電成分として含む導電性ペーストを用いてビア導体を形成することが提案されている（たとえば、特許文献１参照）。図１には、絶縁層１上に形成されたＣｕ導体膜２と絶縁層１を貫通するように設けられたビア導体３との電気的接続部分が拡大されて図示されている。上述の特許文献１において提案された導電性ペーストを用いて実現される電気的接続部分が図１のうちの（ａ）に図解的に示されている。

特許文献１に記載の技術は、Ｓｎが２００℃以下といった比較的低温であっても固相拡散を起こすことを利用するものである。この技術によれば、図１（ａ）に示すように、ビア導体３を形成する導電性ペーストに含まれているＳｎ４が、Ｃｕ導体膜２を形成するＣｕ５に固相拡散した結果、絶縁層１を硬化させる２００℃以下の温度でＣｕ−Ｓｎ系金属間化合物６を生成し、それによって、Ｃｕ導体膜２とビア導体３との間での導通性を高めることができる。

しかしながら、Ｃｕ導体膜２とビア導体３との界面においては、上述のように、Ｃｕ導体膜３にＳｎ４が固相拡散してＣｕ−Ｓｎ系金属間化合物６が生成されるものの、粉末状態にあるＳｎ４の、Ｃｕ導体膜２に対する接触状態により、導通性が変動し、その結果、導通性にばらつきが生じやすいという問題がある。
特開２００４−１７９３６２号公報

そこで、この発明の目的は、上述したような問題を解決し得る、配線基板およびその製造方法を提供しようとすることである。

この発明は、絶縁層と、絶縁層上に形成される、Ｃｕを主成分とするＣｕ導体膜と、絶縁層をその厚み方向に貫通するように延びかつＣｕ導体膜に電気的に接続されるビア導体とを備える、配線基板にまず向けられるものであって、上述した技術的課題を解決するため、次のような構成を備えることを特徴としている。

すなわち、上述のビア導体は、ＡｇＳｎ合金粉末を導電成分とするようにされる。また、Ｃｕ導体膜上であって、少なくともビア導体に接する領域には、Ｓｎめっき膜が形成される。そして、Ｃｕ導体膜とＳｎめっき膜との界面に沿ってＣｕ−Ｓｎ系金属間化合物が形成され、かつ、ビア導体とＳｎめっき膜との界面に沿ってＡｇ−Ｓｎ系金属間化合物が形成されている。

この発明に係る配線基板において、絶縁層は、樹脂を主成分とするものであることが好ましい。この場合、配線基板は、絶縁層内に封止される電子部品をさらに備えていてもよい。

この発明に係る配線基板は、積層された複数の絶縁層と、異なる絶縁層上にそれぞれ形成される複数のＣｕ導体膜とを備え、ビア導体は、異なるＣｕ導体膜間を電気的に接続するように設けられていることが好ましい。

また、この発明に係る配線基板が、積層された複数の絶縁層を備える場合、前述したビア導体のほかに、次のようなビア導体をさらに備えていてもよい。すなわち、この発明に係る配線基板は、少なくとも最も外側の絶縁層には、Ｃｕ導体膜に電気的に接続されるものであって、当該絶縁層をその厚み方向に貫通するように延びる貫通孔の内周面上に非充填状態で形成されためっき膜をもって与えられた、非充填ビア導体をさらに備えていてもよい。

この発明は、また、配線基板の製造方法にも向けられる。この発明に係る配線基板の製造方法は、絶縁層を準備する工程と、絶縁層の一方主面または両主面上に、Ｃｕを主成分とするＣｕ導体膜を形成する工程と、絶縁層に、その厚み方向に貫通する貫通孔を設ける工程と、Ｃｕ導体膜上に、Ｓｎめっき膜を形成する工程と、貫通孔にＡｇＳｎ合金粉末を導電成分としかつ未硬化の樹脂を含む導電性ペーストを充填し、それによって、ビア導体を形成する工程とをまず備えている。これらの工程を終えた段階においては、ビア導体はＳｎめっき膜に接する状態とされている。この発明に係る配線基板の製造方法は、さらに、ビア導体を形成する導電性ペーストを熱硬化する工程を備えている。

この発明に係る配線基板の製造方法において、Ｓｎめっき膜は置換型無電解めっきによって形成されることが好ましい。

この発明に係る配線基板の製造方法において、好ましくは、絶縁層は、樹脂を主成分とするものであり、絶縁層を準備する工程は、未硬化の樹脂を主成分とする絶縁層を準備する工程を備える。そして、この製造方法は、絶縁層に含まれる未硬化の樹脂を熱硬化させる工程をさらに備え、ビア導体を形成する導電性ペーストを熱硬化させる工程は、絶縁層に含まれる未硬化の樹脂を熱硬化させる工程と同時に実施される。

上述の好ましい実施態様において、未硬化の樹脂を主成分とする絶縁層を準備する工程は、未硬化の樹脂を主成分とする絶縁層を既硬化状態のコア層上に形成する工程を備えていてもよい。

上述の場合、コア層上には電子部品が実装されていて、未硬化の樹脂を主成分とする絶縁層がコア層上に形成されるとき、電子部品は絶縁層によって封止されるように実施されてもよい。

Ｓｎは、たとえ常温であっても固相拡散を起こし、単体では不安定であるため、周囲にある金属と結び付きやすい性質を有している。周囲に、たとえばＣｕやＡｇが存在すると、Ｓｎは、それらと結び付き、Ｃｕ−Ｓｎ系金属間化合物やＡｇ−Ｓｎ系金属間化合物を生成し、また、Ｓｎ同士の相互拡散も起こる。

図１（ａ）に示した特許文献１に記載の技術においてビア導体３を形成するために用いられた、Ｓｎ４を導電成分として含む導電性ペーストに代えて、図１（ｂ）に示すように、ＡｇＳｎ合金粉末を導電成分として含む導電性ペーストが用いられると、導電性ペースト中のＳｎ４の一部は、Ｃｕ導体膜２のＣｕ５と結び付いて、Ｃｕ−Ｓｎ系金属間化合物６を生成するものの、Ａｇ７とＣｕ導体膜２との界面では導通性が高く、この導通性はＡｇ７とＣｕ導体膜２との接触状態に左右されるため、ばらつきが大きい。

これに対して、この発明では、図１（ｃ）に示すように、Ｃｕ導体膜２上にＳｎめっき膜８が形成されているため、これらの界面では、全域にわたって、Ｃｕ−Ｓｎ系金属間化合物６が生成される。そして、ビア導体３には、Ａｇ７およびＳｎ４が含まれているため、ビア導体３とＳｎめっき膜８との界面では、Ａｇ−Ｓｎ系金属間化合物９が生成される。このとき、Ｃｕ導体膜２は、Ｓｎめっき膜８によって覆われているため、Ｓｎめっき膜８を形成するＳｎのすべてがビア導体３中のＡｇ７と結び付こうとする。さらに、Ｓｎ同士の相互拡散も生じる。

これらのことから、この発明によれば、Ｃｕ導体膜とビア導体との電気的接続部分での導通性が高められ、上記の高温多湿状態や高温状態やヒートサイクル状態に配線基板が置かれても、Ｃｕ導体膜とビア導体との間において高い接続信頼性を実現することができる。

この発明による効果は、絶縁層が樹脂を主成分とするものであるとき、特に顕著に発揮される。なぜなら、Ｃｕ導体膜とビア導体との間で信頼性の高い電気的接続状態を得るには、異種金属間での結合を強固なものとしなければならないが、強固な結合を得るため、熱処理の温度を高めると、樹脂が分解することになり、絶縁層が樹脂を主成分とするものである場合には、熱処理の温度を高くするという対策を単純に採用することができないからである。

この発明に係る配線基板において、積層された複数の絶縁層と、異なる絶縁層上にそれぞれ形成される複数のＣｕ導体膜とを備え、ビア導体が、異なるＣｕ導体膜間を電気的に接続するように設けられていると、接続信頼性に優れた多層構造の配線基板を得ることができる。

この発明に係る配線基板において、積層された複数の絶縁層を備え、少なくとも最も外側の絶縁層には、前述したように、非充填ビア導体が設けられていると、配線基板の積層方向での中央部においては、充填状態のビア導体を存在させることにより、配線基板の強度を確保しながら、強度向上にあまり影響のない外側の絶縁層に位置するビア導体にあっては、形成が容易なめっき膜を非充填状態で形成することによって、配線基板のコストダウンを図ることができる。

この発明に係る配線基板の製造方法において、Ｓｎめっき膜が置換型無電解めっきにより形成されると、Ｓｎを溶融させる必要がないので、比較的低温での操作によって、Ｃｕ導体膜上にＳｎを析出させることができる。なお、一般的には、Ｃｕの表面電位はＳｎの表面電位より貴であり置換反応できないが、Ｓｎめっき液にＣｕイオンの強力な錯化剤を加えることにより、置換めっきが可能であることが知られている。

図２ないし図５は、この発明の第１の実施形態を説明するためのものである。この実施形態では、図２ないし図４に示すような各工程を経て、図５に示すような配線基板１１が製造される。

図５を参照して、配線基板１１は、各々複数の第１および第２の絶縁層１２および１３を備えている。第１および第２の絶縁層１２および１３は、交互に積層されるが、互いの界面については、完成品としての配線基板１１では明確に表れないため、図５では、界面を破線で示している。絶縁層１２および１３の材料としては、好ましくは、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シアネート樹脂等の熱硬化性樹脂を主成分としながら、このような熱硬化性樹脂中にＡｌ₂ Ｏ₃ 、ＳｉＯ₂ 、ＴｉＯ₂ 等からなる無機フィラーを混合したものが用いられる。

配線基板１１は、また、絶縁層１２および１３の各々上に形成される、Ｃｕを主成分とするＣｕ導体膜１４を備えている。この実施形態では、複数のＣｕ導体膜１４が、異なる絶縁層１２および１３上にそれぞれ形成されている。また、Ｃｕ導体膜１４は、Ｃｕ箔１５とその上に形成されるＣｕめっき膜１６とから構成される。

配線基板１１は、さらに、絶縁層１２および１３の各々をその厚み方向に貫通するように延びかつＣｕ導体膜１４に電気的に接続される、ビア導体１７を備えている。ビア導体１７は、ＡｇＳｎ合金粉末を導電成分としている。

また、Ｃｕ導体膜１４上であって、少なくともビア導体１７に接する領域には、Ｓｎめっき膜１８が形成されている。

このような配線基板１１を製造するため、第１および第２の絶縁層１２および１３が別々に用意され、第１および第２の絶縁層１２および１３の各々について、たとえば、Ｃｕ導体膜１４、ビア導体１７およびＳｎめっき膜１８を形成するための工程などの必要な工程が実施され、その後、第１および第２の絶縁層１２および１３を積層する工程が実施される。

図２には、積層工程の前に第１の絶縁層１２に対して実施される工程が示されている。

図２（１）に示すように、第１の絶縁層１２が用意される。第１の絶縁層１２は、たとえば、無機フィラーを混合した熱硬化性樹脂からなる複数枚のプリプレグを積み重ねることによって得られる。第１の絶縁層１２の上下両主面上には、Ｃｕ箔１５がラミネートされ、その状態で、第１の絶縁層１２が半硬化される。

次に、図２（２）に示すように、第１の絶縁層１２に、その厚み方向に貫通する貫通孔１９が、たとえばレーザを用いて形成される。レーザとしては、ＣＯ₂ レーザ、エキシマレーザ、ＹＡＧレーザなどを用いることができる。貫通孔１９は、一方のＣｕ箔１５をも貫通するが、他方のＣｕ箔１５については、これを貫通しないように設けられる。

次に、Ｃｕの無電解めっきが実施され、図２（３）に示すように、Ｃｕめっき膜１６が形成される。この実施形態においては、前述したように、Ｃｕめっき膜１６とＣｕ箔１５とによって、Ｃｕ導体膜１４が形成されるが、Ｃｕ箔およびＣｕめっき膜のいずれか一方のみによって、Ｃｕ導体膜が形成されてもよい。

次に、Ｓｎの無電解めっきが実施され、同じく図２（３）に示すように、Ｃｕめっき膜１６上に、Ｓｎめっき膜１８が形成される。このＳｎめっき膜１８を形成するための無電解めっき工程では、チオ尿素を添加した置換めっき液内に、Ｃｕめっき膜１６が形成された第１の絶縁層１２を浸漬する、置換型無電解めっきが実施される。

次に、図２（４）に示すように、真空下において、貫通孔１９にＡｇＳｎ系の導電性ペースト２０が充填される。この導電性ペースト２０は、ＡｇＳｎ合金粉末を導電成分としかつ未硬化の樹脂および硬化剤を含んでいる。この導電性ペースト２０中でのＡｇおよびＳｎの合計量に対するＳｎの添加量は、２０〜９６．２原子％であることが好ましい。Ｓｎの添加量が２０原子％以上であれば、Ａｇのマイグレーションを抑制することができ、９６．２原子％以下であれば十分な強度を得ることができる。導電性ペースト２０に含まれる樹脂は、第１の絶縁層１２の主成分となる樹脂と同類のものが好適に用いられる。

次に、図２（４）に示した構造物の両主面上に、図２（５）に示すように、所定のネガ型のレジスト２１がスピンコートによって塗布され、このレジスト２１が、露光および現像処理によりパターニングされる。

次に、上記のようにパターニングされたレジスト２１をマスクとして、エッチング処理が施され、それによって、図２（６）に示すように、Ｃｕ導体膜１４およびＳｎめっき膜１８がパターニングされる。

図３は、積層工程の前に第２の絶縁層１３に対して実施される工程を示している。

まず、図３（１）に示すように、第２の絶縁層１３が用意される。第２の絶縁層１３は、第１の絶縁層１２と同じ材料からなり、かつ同じ方法によって製造される。

次に、同じく図３（１）に示すように、第２の絶縁層１３の上下両主面上に、マスクとして機能する、たとえばポリエチレンテレフタレートからなる樹脂フィルム２２が貼り付けられる。

次に、図３（２）に示すように、第２の絶縁層１３に、その厚み方向に貫通する貫通孔２３が設けられる。貫通孔２３の形成には、前述した貫通孔１９の形成の場合と同様の方法を適用することができる。

次に、前述した第１の絶縁層１２の場合と同様、無電解Ｃｕめっきおよび無電解Ｓｎめっきが順次施され、図３（３）に示すように、Ｃｕめっき膜１６およびＳｎめっき膜１８が形成される。

次に、図３（４）に示すように、真空下において、貫通孔１９に導電性ペースト２０が充填される。この導電性ペースト２０は、前述した第１の絶縁層１２に設けられた貫通孔１９に充填されたものと同じ組成のものである。

次に、図３（５）に示すように、樹脂フィルム２２が除去される。

なお、図３（５）に示すように、貫通孔２３の内周面上には、Ｃｕめっき膜１６およびＳｎめっき膜１８が形成されているが、第２の絶縁層１３については、貫通孔２３の内周面上のＣｕめっき膜１６およびＳｎめっき膜１８はあえて形成されなくてもよい。

次に、図４に示すように、図２（６）に示した状態にある第１の絶縁層１２と図３（５）に示した状態にある第２の絶縁層１３とが交互に積層される。このとき、第１の絶縁層１２は、最上層および最下層に位置するようにされる。

図５には、第１および第２の絶縁層１２および１３の積層後の状態が示されている。上述のように積層された第１および第２の絶縁層１２および１３は互いに圧着される。この圧着工程において、第１および第２の絶縁層１２および１３に含まれる樹脂が完全に熱硬化されるように加熱される。

前述した貫通孔１９および２３に充填された導電性ペースト２０は、異なるＣｕ導体膜１４間を電気的に接続するビア導体１７を形成していて、このビア導体１７を形成する導電性ペースト２０に含まれる樹脂は、上述した熱硬化工程において同時に熱硬化される。

以上のようにして、図５に示すような断面構造を有する配線基板１１が得られる。

このような配線基板１１において、図１（ｃ）を参照して説明したように、Ｃｕ導体膜１４、より具体的にはＣｕ箔１５またはＣｕめっき膜１６とＳｎめっき膜１８との界面に沿ってＣｕ−Ｓｎ系金属間化合物が形成され、かつ、ビア導体１７とＳｎめっき膜１８との界面に沿ってＡｇ−Ｓｎ系金属間化合物が形成されている。その結果、Ｃｕ導体膜１４とビア導体１７との間で信頼性の高い電気的導通状態を実現することができる。

以上説明した第１の実施形態による配線基板１１の製造方法は、１個の配線基板１１を製造するためのものであったが、図５に示した段階のものが、複数個の配線基板１１を構成する親基板であり、これをカットまたはブレークすることによって、複数個の配線基板１１を取り出すようにした製造方法が採用されてもよい。

次に、この発明による効果を確認するため、第１の実施形態に従って実施した実験例について説明する。

（実験例１）
この実験例では、第１および第２の絶縁層１２および１３の各々を得るため、ビスフェノール型エポキシ樹脂を主成分とするプリプレグを６枚重ね、これらを半硬化状態とするため、１２０℃の温度を適用した。第１の絶縁層１２にあっては、厚み１８μｍのＣｕ箔１５を９０℃の温度で加熱しながらラミネートした。Ｃｕめっき膜１６およびＳｎめっき膜１８の各々の厚みを０．５μｍとした。また、図５に示した配線基板１１を得るための最終段階での完全硬化工程では、１８０℃の温度を適用した。

また、導電性ペースト２０としては、この発明の範囲内の実施例となる導電性ペーストおよびこの発明の範囲外の２種類の比較例となる導電性ペーストを用意した。実施例としての導電性ペーストは、Ａｇ：Ｓｎ＝３５：６５のＡｇＳｎ合金粉末を導電成分として含有させた。比較例１としての導電性ペーストは、Ｃｕ１００％の粉末を導電成分として含有させた。比較例２としての導電性ペーストは、Ｃｕ：Ｓｎ＝３５：６５のＣｕＳｎ合金粉末を導電成分として含有させた。そして、いずれの導電性ペーストについても、樹脂成分としてビスフェノール型エポキシ樹脂を含み、導電成分の含有率を８８．０重量％、樹脂成分の含有率を７．８重量％、酸化物の含有率を２．０重量％、溶剤の含有率を２．２重量％とし、Ｅ型粘度計による粘度が０．５ｒｐｍで約２００Ｐａ・ｓとなるように調整した。

このようにして得られた配線基板１１において、１個のビア導体１７の寸法は、直径１５０μｍおよび軸線方向長さ６００μｍであった。

得られた各試料に係る配線基板１１における１個のビア導体１７とそれに接続されるＣｕ導体膜１４とからなる導電経路の初期抵抗値を測定したところ、表１に示すような結果が得られた。

表１からわかるように、導電性ペースト２０として、実施例の導電性ペーストを用いた場合には、初期抵抗値が低く、また、ばらつきも小さかった。

これに対して、導電性ペースト２０として、比較例１の導電性ペーストおよび比較例２の導電性ペーストを用いた場合には、初期抵抗値がかなり高くなり、かつばらつきも大きくなった。

比較例１では、導電性ペースト２０に含まれる樹脂の熱硬化時にＣｕの酸化物が生成され、ビア導体１７とＣｕ導体膜１４との界面での接続が不完全となり、そのため、抵抗値が高くなり、また、抵抗値のばらつきが大きくなったものと考えられる。

また、比較例２では、導電性ペースト２０中のＣｕとＳｎめっき膜１８との界面にＣｕ−Ｓｎ系金属間化合物が生成されるものの、ＣｕＳｎ合金粉末は、導電性ペースト２０における分散性が悪いため、抵抗値が高くなり、かつ、そのばらつきが大きくなったものと考えられる。

（実験例２）
実験例２では、導電性ペースト２０として、実験例１において用意した実施例に係る導電性ペーストのほか、実施例に係る導電性ペーストに含まれるＡｇＳｎ合金粉末に代えて、Ａｇ１００％の粉末を含む、比較例３に係る導電性ペーストを用意した。そして、実験例１の場合と同様の方法によって、配線基板１１を作製し、温度８０℃および相対湿度８５％の条件を付与するマイグレーション試験を実施した。

その結果、導電性ペースト２０として、実施例の導電性ペーストを用いた試料では、１０００時間のマイグレーション試験であっても、ショート不良が発生しなかったのに対し、比較例３の導電性ペーストを用いた試料では、初期の抵抗値が低く、また、５００時間経過後においては、ショート不良が発生しなかったが、１０００時間経過後に、ビア導体１７間でショート不良が発生し、無視できないマイグレーションが生じていることがわかった。

（実験例３）
導電性ペースト２０として、実験例１において用意した実施例に係る導電性ペーストを用いて、試料となる実施例としての配線基板１１を作製した。

他方、上記実施例としての配線基板１１と比較して、Ｓｎめっき膜１８を形成しなかったことを除いて同様の構成を有する比較例としての配線基板１１を作製した。

これら実施例および比較例の各々について、８０℃および８５％の高温高湿条件を付与する高温高湿試験を実施した。そして、高温高湿試験前（０時間）、ならびに、高温高湿試験を実施して、１００時間経過後、５００時間経過後および１０００時間経過後の各々において、１個のビア導体１７とそれに接続されるＣｕ導体膜１４とからなる導電経路の抵抗値を測定した。その結果が、表２に示されている。

表２からわかるように、実施例によれば、高温高湿試験において、抵抗値が比較的安定しており、信頼性の高い電気的接続状態が得られているのに対し、比較例では、初期抵抗値が高いばかりでなく、時間の経過とともに、高い変化率をもって抵抗値が増大しており、導通信頼性が低かった。

また、上記実施例に係る配線基板１１について、さらに、高温放置試験およびヒートサイクル試験を実施した。

高温放置試験では、８０℃の温度を付与し、試験前（０時間）、ならびに１００時間、５００時間および１０００時間経過後のそれぞれにおいて、１個のビア導体１７とそれに接続されるＣｕ導体膜１４とからなる導電経路の抵抗値を測定した。その結果が表３に示されている。

表３からわかるように、実施例に係る配線基板１１によれば、１０００時間経過後であっても、抵抗値が比較的安定していた。

ヒートサイクル試験では、−５５℃から１２５℃までのヒートサイクルを付与し、試験前（０サイクル）、ならびに１００サイクル、５００サイクルおよび１０００サイクル経過後のそれぞれにおいて、１個のビア導体１７とそれに接続されるＣｕ導体膜１４とからなる導電経路の抵抗値を測定した。その結果が表４に示されている。

表４からわかるように、実施例に係る配線基板１１によれば、１０００サイクル経過後であっても、安定した抵抗値を示した。

図６ないし図８は、この発明の第２の実施形態を説明するためのものである。ここで、図８は、この第２の実施形態に係る配線基板３１を図解的に示す断面図であり、図６および図７は、配線基板３１を製造するために実施される各工程を示している。

図８を参照して、配線基板３１は、コア層３２を備えている。コア層３２は、図８等では図示を省略するが、複数の樹脂層を積層して構成された樹脂多層基板であっても、複数のセラミック層を積層して構成されたセラミック多層基板であってもよい。

コア層３２上には、Ｃｕを主成分とするＣｕ配線パターン３３が設けられている。Ｃｕ配線パターン３３の特定のものに電気的に接続された状態で、コア層３２の上面には、電子部品３４が搭載されている。

コア層３２上には、樹脂を主成分とする絶縁層３５が積層されている。上述した電子部品３４は、絶縁層３５によって封止されている。

絶縁層３５の上面上には、パターニングされたＣｕ箔３６が形成されている。絶縁層３５には貫通孔３７が設けられている。Ｃｕ箔３６上、貫通孔３７の内周面上および貫通孔３７の下方開口に露出するＣｕ配線パターン３３上には、Ｃｕめっき膜３８が形成されている。この実施形態では、Ｃｕ配線パターン３３、Ｃｕ箔３６およびＣｕめっき膜３８によって、Ｃｕ導体膜３９が与えられている。Ｃｕ導体膜３９上、より特定的にはＣｕめっき膜３８上には、Ｓｎめっき膜４０が形成されている。

また、貫通孔３７内には、ＡｇＳｎ合金粉末を導電成分とするビア導体４１が設けられている。ビア導体４１は、Ｃｕ導体膜３９に電気的に接続されるものである。

さらに、絶縁層３５の上面であって、Ｃｕ導体膜３９が形成されない領域には、ソルダレジスト４２が形成されている。

このような配線基板３１を製造するため、次のような工程が実施される。

まず、図６（１）に示すように、電子部品３４が実装されたコア層３２が用意されるとともに、絶縁層３５が用意される。絶縁層３５の材料としては、第１の実施形態における絶縁層１２および１３と同様のものを用いることができる。コア層３２は、既硬化状態である。他方、絶縁層３５は、Ｂステージ状態またはプリプレグ状態といった半硬化状態である。そして、絶縁層３５の上面には、Ｃｕ箔３６がその粗面側を絶縁層３５に向けて配置される。

次に、図６（２）に示すように、Ｃｕ箔３６の配置されていない主面側をコア層３２側に向けて、絶縁層３５がコア層３２に真空下で熱圧着される。その結果、電子部品３４は絶縁層３５によって封止された状態となる。そして、絶縁層３５が完全硬化される。また、Ｃｕ箔３６は、絶縁層３５に対して強固に接合された状態となる。

次に、図６（３）に示すように、絶縁層３５に、その厚み方向に貫通する貫通孔３７が、たとえばレーザを用いて形成される。貫通孔３７は、Ｃｕ箔３６をも貫通するように設けられる。なお、図示の実施形態では、貫通孔３７の縦断面形状は、台形状であるが、たとえば矩形状であってもよい。

次に、図７（１）に示すように、貫通孔３７の底部に露出するＣｕ配線パターン３３、貫通孔３７の内周面およびＣｕ箔３６上に、無電解めっきによって、Ｃｕめっき膜３８が形成され、次いで、Ｓｎめっき膜４０が形成される。Ｓｎめっき膜４０の形成には、前述した第１の実施形態におけるＳｎめっき膜１８の場合と同様、置換型無電解めっきが適用される。

なお、上述の無電解めっきを実施するとき、コア層３２の下面側には、めっき膜の析出を防止するためのマスクが施される。

次に、図７（２）に示すように、ＡｇＳｎ合金粉末を導電成分としかつ未硬化の樹脂を含む導電性ペースト４３が、真空下において、貫通孔３７に充填され、次いで、加熱硬化され、それによって、ビア導体４１が形成される。導電性ペースト４３としては、第１の実施形態における導電性ペースト２０と同じ組成のものを用いることができる。

次に、図７（２）に示した構造物の上方主面側に、図７（３）に示すように、ネガ型のレジスト４４がスピンコートによって塗布され、次いで、露光および現像処理が施されて、レジスト４４がパターニングされる。

次に、パターニングされたレジスト４４をマスクとして、レジスト４４から露出するＳｎめっき膜４０、Ｃｕめっき膜３８およびＣｕ箔３６が、図７（４）に示すように、エッチングによって除去され、次いで、レジスト４４が除去される。

なお、Ｓｎめっき膜４０、Ｃｕめっき膜３８およびＣｕ箔３６に対して、エッチングを施し、これらをパターニングする工程は、貫通孔３７内に導電性ペースト４３を充填する工程の前に実施されてもよい。

次に、図８に示すように、ソルダレジスト４２が印刷により形成され、次いで、防錆処理が施され、配線基板３１が完成される。

この第２の実施形態において、絶縁層をさらに積層し、そこにＣｕ導体膜およびビア導体を形成してもよい。

また、上述した製造方法は、１個の配線基板３１を製造するためのものであったが、図８に示した段階のものが、複数個の配線基板３１を構成する親基板であり、これをカットまたはブレークすることによって、複数個の配線基板３１を取り出すようにした製造方法が採用されてもよい。

図９は、この発明の第３の実施形態を説明するためのものであって、配線基板５１を図解的に示す断面図である。

配線基板５１は、樹脂を主成分とする積層された複数の絶縁層５２および５３を備えている。ここで、積層方向での中間部に位置する絶縁層が「５２」の参照符号をもって示され、最も外側の絶縁層が「５３」の参照符号をもって示されている。

積層方向での中間部に位置する絶縁層５２には、第１の実施形態による配線基板１１の場合と同様の構造をもって、Ｃｕ導体膜５４およびビア導体５５が設けられている。なお、図９では、Ｃｕ導体膜５４およびビア導体５５に関連して形成されるＣｕ箔、Ｃｕめっき膜およびＳｎめっき膜の図示が省略されている。

他方、最も外側の絶縁層５３には、Ｃｕ導体膜５４に電気的に接続されるビア導体５６が設けられている。ビア導体５６は、絶縁層５３をその厚み方向に貫通するように延びる貫通孔５７の内周面上に非充填状態で形成されためっき膜５８をもって与えられる。めっき膜５８は、たとえば、Ｃｕからなり、無電解めっきによって形成される。

上述のように、最も外側の絶縁層５３に非充填ビア導体５６が設けられ、中間部の絶縁層５２には充填状態のビア導体５５が設けられることによって、次のような効果が奏される。

配線基板５１に加わる応力は、積層方向の中央部により大きくかかる。そこで、配線基板５１の中央部に、充填状態のビア導体５５を形成しておけば、配線基板５１の強度を高めることができ、配線基板５１を、外部からの応力の影響を受けにくいものとすることができる。他方、最も外側の絶縁層５３にあっては、非充填ビア導体５６を形成するようにすれば、この非充填ビア導体５６の形成は、充填状態のビア導体の形成に比べて、より容易であるため、配線基板５１のコストダウンを図ることができる。

なお、充填状態のビア導体５５と非充填ビア導体５６との配置状態は、図９に示したものに限らず、応力の影響を考慮して、任意に変更することができる。

以上、この発明を図示した実施形態に関連して説明したが、この発明の範囲内において、その他種々の変形例が可能である。

たとえば、絶縁層は、樹脂を主成分とするものであったが、セラミックからなる絶縁層を備える配線基板に対しても、この発明を適用することができる。

また、この発明は、積層構造を有する配線基板に限らず、単層構造の配線基板に対しても適用することができる。

この発明の基本的構成を説明するためのＣｕ導体膜２とビア導体３との電気的接続部分を図解的に示す断面図であって、（ａ）は特許文献１において提案された構成を示し、（ｂ）は、この発明に関連する参考技術の構成を示し、（ｃ）は、この発明の構成を示している。 この発明の第１の実施形態による配線基板１１の製造方法を説明するためのもので、第１の絶縁層１２に対して実施されるいくつかの工程を順次示す断面図である。 この発明の第１の実施形態による配線基板１１の製造方法を説明するためのもので、第２の絶縁層１３に対して実施されるいくつかの工程を順次示す断面図である。 この発明の第１の実施形態による配線基板１１の製造方法を説明するためのもので、第１および第２の絶縁層１２および１３の積層状態を示す断面図である。 この発明の第１の実施形態による配線基板１１を示す断面図である。 この発明の第２の実施形態による配線基板３１の製造方法に含まれるいくつかの工程を順次示す断面図である。 この発明の第２の実施形態による配線基板３１の製造方法に含まれるいくつかの工程であって、図６に示した工程に続いて実施される工程を順次示す断面図である。 この発明の第２の実施形態による配線基板３１を示す断面図である。 この発明の第３の実施形態による配線基板５１を示す断面図である。

符号の説明

１，１２，１３，３５，５２，５３ 絶縁層
２，１４，３９，５４ Ｃｕ導体膜
３，１７，４１，５５ ビア導体
６ Ｃｕ−Ｓｎ系金属間化合物
８，１８，４０ Ｓｎめっき膜
９ Ａｇ−Ｓｎ系金属間化合物
１５，３６ Ｃｕ箔
１６，３８ Ｃｕめっき膜
１９，２３，３７，５７ 貫通孔
２０，４３ 導電性ペースト
３２ コア層
３４ 電子部品
５６ 非充填ビア導体
５８ めっき膜

Claims (10)

1. 絶縁層と、
   前記絶縁層上に形成される、Ｃｕを主成分とするＣｕ導体膜と、
   前記絶縁層をその厚み方向に貫通するように延びかつ前記Ｃｕ導体膜に電気的に接続される、ＡｇＳｎ合金粉末を導電成分とするビア導体と、
   前記Ｃｕ導体膜上であって、少なくとも前記ビア導体に接する領域に形成される、Ｓｎめっき膜と
   を備え、
   前記Ｃｕ導体膜と前記Ｓｎめっき膜との界面に沿ってＣｕ−Ｓｎ系金属間化合物が形成され、かつ、前記ビア導体と前記Ｓｎめっき膜との界面に沿ってＡｇ−Ｓｎ系金属間化合物が形成されている、
   配線基板。
2. 前記絶縁層は、樹脂を主成分とするものである、請求項１に記載の配線基板。
3. 前記絶縁層内に封止される電子部品をさらに備える、請求項２に記載の配線基板。
4. 積層された複数の前記絶縁層と、異なる前記絶縁層上にそれぞれ形成される複数の前記Ｃｕ導体膜とを備え、前記ビア導体は、異なる前記Ｃｕ導体膜間を電気的に接続するように設けられている、請求項１ないし３のいずれかに記載の配線基板。
5. 積層された複数の前記絶縁層を備え、少なくとも最も外側の前記絶縁層には、前記Ｃｕ導体膜に電気的に接続されるものであって、当該絶縁層をその厚み方向に貫通するように延びる貫通孔の内周面上に非充填状態で形成されためっき膜をもって与えられた、非充填ビア導体をさらに備える、請求項１ないし４のいずれかに記載の配線基板。
6. 絶縁層を準備する工程と、
   前記絶縁層の一方主面または両主面上に、Ｃｕを主成分とするＣｕ導体膜を形成する工程と、
   前記絶縁層に、その厚み方向に貫通する貫通孔を設ける工程と、
   前記Ｃｕ導体膜上に、Ｓｎめっき膜を形成する工程と、
   前記貫通孔にＡｇＳｎ合金粉末を導電成分としかつ未硬化の樹脂を含む導電性ペーストを充填し、それによって、ビア導体を形成する工程と
   を備え、
   各前記工程を終えた段階において、前記ビア導体は前記Ｓｎめっき膜に接する状態とされていて、さらに、
   前記ビア導体を形成する前記導電性ペーストを熱硬化させる工程を備える、
   配線基板の製造方法。
7. 前記Ｓｎめっき膜を形成する工程において、前記Ｓｎめっき膜は置換型無電解めっきによって形成される、請求項６に記載の配線基板の製造方法。
8. 前記絶縁層は、樹脂を主成分とするものであり、前記絶縁層を準備する工程は、未硬化の樹脂を主成分とする前記絶縁層を準備する工程を備え、当該製造方法は、前記絶縁層に含まれる前記未硬化の樹脂を熱硬化させる工程をさらに備え、前記ビア導体を形成する導電性ペーストを熱硬化させる工程は、前記絶縁層に含まれる未硬化の樹脂を熱硬化させる工程と同時に実施される、請求項６または７に記載の配線基板の製造方法。
9. 前記未硬化の樹脂を主成分とする絶縁層を準備する工程は、未硬化の樹脂を主成分とする前記絶縁層を既硬化状態のコア層上に形成する工程を備える、請求項８に記載の配線基板の製造方法。
10. 前記コア層上には電子部品が実装されていて、前記未硬化の樹脂を主成分とする絶縁層が前記コア層上に形成されるとき、前記電子部品は前記絶縁層によって封止される、請求項９に記載の配線基板の製造方法。

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