JP2009158599A - 配線基板及びその製造方法、並びに実装構造体 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、導電層を微細に形成することができるとともに、電気的信頼性の優れた配線基板及びその製造方法、並びに実装構造体を提供することを目的とする。
【解決手段】絶縁層７と、絶縁層７を貫通するとともに絶縁層７の表面から一部が突出し、絶縁層７の表面と平行な方向の深さに凹部Ｄを有するビア導体１０と、絶縁層７の表面から凹部Ｄの内壁面にかけて形成され、ビア導体１０と接続される金属層１３と、を備えたことを特徴とする配線基板２。
【選択図】図２

Description

本発明は、各種オーディオビジュアル機器や家電機器、通信機器、コンピュータ機器又はその周辺機器などの電子機器に使用される配線基板及びその製造方法に関するものと、かかる配線基板に半導体素子を実装した実装構造体に関するものである。

従来より、ＩＣ（Integrated Circuit）又はＬＳＩ（Large Scale Integration）等の半導体素子を実装することが可能な配線基板が知られている。

近年では、電子部品の小型軽量化を目的として、配線基板を小さくするため、配線基板の配線パターンを微細にすることが求められている。かかる配線基板は、樹脂から成る絶縁層と、絶縁層の一主面及び他主面に形成される導電層と、を含んで構成されている。

配線パターンとしての導電層を微細にすると、導電層と絶縁層との接触面積が小さくなり、両者の接着力が低下して、導電層が絶縁層から剥離しやすくなる。そこで、配線パターンとしての導電層を微細にするために、絶縁層の表面に凹凸を形成し、その凹凸上に導電層を形成することで、両者の接着力を保つ技術が提案されている（下記特許文献１参照）。

ところが、上述した特許文献１に記載の技術では、絶縁層の表面の溶解する領域や、溶解する深さを調整することが難しく、凹凸の最大高さが必要以上に大きくなることがある。そのため、凹凸の最大高さが必要以上に大きな領域に微細な導電層を形成すると、導電層と絶縁層との間の一部に隙間が発生し、導電層が絶縁層から剥離することがあった。

そこで、予め、絶縁層上に金属密着層を形成し、その金属密着層上に導電層を形成する技術が提案されている（下記特許文献２参照）。なお、絶縁層を貫通して、上下位置の異なる導電層同士を接続するためのビア導体を形成することが知られている。
特開２００２−１２４７５３号公報 特開２００７−４３２０１号公報

しかしながら、上述した特許文献２に記載の技術では、絶縁層と金属密着層との剥離を抑制することができるものの、導電層と接続されるビア導体の剥離を防止することが十分でなかった。この結果、ビア導体にクラックが発生し、配線基板の電気的信頼性が低下する虞があった。

本発明は、上述した課題に鑑みなされたものであって、導電層を微細に形成することができるとともに、ビア導体の剥離を抑制して、電気的信頼性の優れた配線基板及びその製造方法、並びに実装構造体を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明の配線基板は、絶縁層と、前記絶縁層を貫通するとともに前記絶縁層の表面から一部が突出し、前記絶縁層の表面と平行な方向の深さに凹部を有するビア導体と、前記絶縁層の表面から前記凹部の内壁面にかけて形成され、前記ビア導体と接続される金属層と、を備えたことを特徴とする配線基板。

また、本発明の配線基板は、前記凹部が、その内壁面が前記ビア導体の内部方向に凹んだ凹曲面であって連続して形成されていることを特徴とする配線基板。

また、本発明の配線基板は、前記凹部が、前記絶縁層の表面から突出した前記ビア導体の一部に形成されることを特徴とする。

また、本発明の配線基板は、前記金属層が、前記ビア導体の内部方向に向かって突出していることを特徴とする。

また、本発明の配線基板は、前記絶縁層上には、ニッケル又はクロムから成る金属膜が形成されており、前記金属層は、前記金属膜を被覆していることを特徴とする。

また、本発明の配線基板は、前記金属膜が、前記ビア導体の内部に向かって突出していることを特徴とする。

また、本発明の配線基板は、前記絶縁層が、樹脂層上にフィルム層を積層した構成であって、前記樹脂層には、多数のフィラーが含有されており、前記ビア導体と前記樹脂層との界面にて、前記フィラーの一部が、前記ビア導体に埋入していることを特徴とする。

また、本発明の実装構造体は、前記配線基板と、前記配線基板にフリップチップ実装される半導体素子とを備えたことを特徴とする。

また、本発明の配線基板の製造方法は、絶縁層上に金属膜を有する基体を準備する工程と、前記金属膜を貫通するとともに、前記絶縁層の上面の開口径が前記金属膜の開口径よりも大きな貫通孔を形成する工程と、前記貫通孔にビア導体を形成する工程と、前記ビア導体と前記金属膜との接触箇所に金属層を形成する工程と、を備えたことを特徴とする。

また、本発明の配線基板の製造方法は、前記金属層が、前記ビア導体及び前記金属膜に熱を加えることによって、前記ビア導体を構成する材料及び前記金属膜を構成する材料が混合して形成されることを特徴とする。

本発明は、ビア導体の剥離を抑制して、電気的信頼性の優れた配線基板、実装構造体並びに配線基板の製造方法を提供することができる。

以下に、本発明の実施形態に係る配線基板を含む実装構造体を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の実施形態に係る配線基板を含む実装構造体の断面図である。図２は本発明の実施形態に係るビア導体の断面図である。図３は、図２のＸ１部分の拡大図である。図４は、本発明の実施形態に係るビア導体の斜視図である。

本実施形態に係る実装構造体１は、配線基板２と、配線基板２に半田等のバンプ３を介してフリップチップ実装された、ＩＣ又はＬＳＩ等の半導体素子４と、を含んで構成されている。

また、配線基板２は、コア基板５と、コア基板５の一主面及び他主面に交互に積層される導電層６と、絶縁層７と、を含んで構成されている。かかるコア基板５は、例えばガラス繊維、ポリパラフェニレンベンズビスオキサゾール樹脂、全芳香族ポリアミド樹脂等を縦横に織り込んだ基材に、エポキシ樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂又はシアネート樹脂などの熱硬化性樹脂を含浸させたシートを積層して固化することによって作製される。

また、コア基板５は基材を用いずに低熱膨張樹脂から作製することもできる。低熱膨張樹脂としては、例えばポリパラフェニレンベンズビスオキサゾール樹脂、全芳香族ポリアミド樹脂、全芳香族ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂又は液晶ポリマー樹脂等を用いることができる。なかでもポリパラフェニレンベンズビスオキサゾール樹脂を使用することが望ましい。ポリパラフェニレンベンズビスオキサゾール樹脂は、熱膨張率が−５ｐｐｍ／℃以上５ｐｐｍ／℃以下と小さい。このような低熱膨張樹脂を使用することによって、コア基板５自体の熱膨張を抑制することができる。その結果、半導体素子４の熱膨張に近づけることができ、半導体素子４が破壊されるのを効果的に防止することができる。なお、熱膨張率は、ＪＩＳＫ７１９７に準ずる。

コア基板５には、上下方向に貫通するスルーホールＳと、スルーホールＳの内壁面に沿って形成されるスルーホール導体８と、スルーホール導体８によって囲まれる領域に充填される絶縁体９が形成されている。スルーホール導体８は、例えば銅、銀、金、アルミニウム、ニッケル又はクロム等の導電材料から成る。また、絶縁体９は、スルーホールＳによって囲まれる残存空間を埋めるためのものである。絶縁体９は、例えばポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、シアネート樹脂、フッ素樹脂、シリコン樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂又はビスマレイミドトリアジン樹脂等から成る。絶縁体９がスルーホールＳによって囲まれる残存空間を埋めることによって、絶縁体９の直上直下に後述するビア導体１０を形成することができ、スルーホール導体８から導電層６まで引き回す配線の距離を短くすることができ、配線基板２の小型化を実現することができる。また、配線の距離を短くすることによって、配線抵抗を小さくすることができ、消費電力を低減することができる。

以下に、導電層６及び絶縁層７について説明する。導電層６は、所定の電気信号を伝達する機能を備えたライン状の信号線路６ａと、半導体素子４を共通の電位、例えばアース電位にする機能を備えた平板状のグランド層６ｂとを含んでいる。また、信号線路６ａは、グランド層６ｂに対して、絶縁層７を介して対向するように配置されている。また、導電層６は、例えば銅、銀、金、アルミニウム、ニッケル又はクロム等の金属材料からなる。

絶縁層７は、接着層７ａとフィルム層７ｂとから構成されている。フィルム層７ｂは、接着層７ａを介してコア基板５に対して貼り合わされている。接着層７ａは、熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂等が使用される。なお、かかる熱硬化性樹脂としては、例えばポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シアネート樹脂、シリコン樹脂又はビスマレイミドトリアジン樹脂のうち少なくともいずれか一つを使用することができる。熱可塑性樹脂としては、半田リフロー時の加熱に耐える耐熱性を有する必要があることから、構成する材料の軟化温度が２００℃以上であることが望ましく、ポリエーテルケトン樹脂、ポリパラフェニレンベンズビスオキサゾール樹脂、全芳香族ポリアミド樹脂、全芳香族ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂又は液晶ポリマー樹脂等を使用することができる。なお、接着層７ａの熱膨張率は、例えば１５ｐｐｍ／℃以上８０ｐｐｍ／℃以下である。また、接着層７ａは、乾燥後の厚みが例えば１μｍ以上１５μｍ以下となるように設定されている。

また、接着層７ａには、多数のフィラー１１が含有されていても構わない。接着層７ａにフィラー１１が含有されていることによって、接着層７ａの硬化前の粘度を調整することができ、接着層７ａの厚み寸法を所望の値に近づけて接着層７ａを形成することができる。フィラー１１は、球状であって、フィラー１１の径は、例えば０．０５μｍ以上６μｍ以下に設定されており、熱膨張率は、例えば−５ｐｐｍ／℃以上５ｐｐｍ／℃以下である。なお、フィラー１１は、例えば酸化珪素（シリカ）、炭化珪素、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム又は水酸化アルミニウム等から成る。

フィルム層７ｂは、コア基板５又は導電層６に対して固化した後、接着層７ａとなる接着材を介して貼り合わせ、例えば加熱プレス装置を用いて加熱しながら加圧した後、冷却することによってコア基板５又は導電層６に固定することができる。フィルム層７ｂは、配線基板２の平坦性を確保するために精密に厚さが制御されている。また、フィルム層７ｂは、弾性変形可能であって、耐熱性と硬さに優れた特性の材料であることが望ましい。この様な特性を有するフィルム層７ｂとしては、例えば、ポリパラフェニレンベンズビスオキサゾール樹脂、全芳香族ポリアミド樹脂、全芳香族ポリエステル樹脂又は液晶ポリマー樹脂等を用いることができる。なお、フィルム層７ｂの熱膨張率は、例えば−１０ｐｐｍ／℃以上１０ｐｐｍ／℃以下である。

また、フィルム層７ｂの厚みは、例えば２μｍ以上２０μｍ以下となるように設定されており、接着層７ａとの厚みの差が７μｍ以下となるように形成されている。ここで、フィルム層７ｂと接着層７ａとの厚みの差は、接着層７ａが乾燥した後の両者の厚みの差とする。なお、フィルム層７ｂの厚みは、接着層７ａの厚みよりも大きくなるように設定されている。

図２に示すように、絶縁層７と導電層６との間には、金属膜１２及び金属層１３が形成されている。金属膜１２は、フィルム層７ｂ上に直接形成されている。金属膜１２は、フィルム層７ｂと接着性が良好であって、導電性の材料から成る。金属膜１２は、フィルム層７ｂの表面に対してスパッタ法を用いて形成され、例えば、ニッケル、クロム、チタン、モリブデン、タングステン又はジルコニウム等の導電材料から成る。フィルム層７ｂ上に形成された金属膜１２の一部は、フィルム層７ｂの上面に沿って、後述するビア導体１０に向かって突出して形成されている。なお、金属膜１２の厚みは、例えば０．５μｍ以下に設定されている。金属膜１２は、金属層１３が形成されるにつれて、金属膜１２は薄くなる傾向にあるため、金属膜１２が非常に薄くなって、金属層１３が厚くなることがある。さらには、金属膜１２が全て金属層１３になることもある。

また、金属層１３は、金属膜１２上に直接形成されている。金属層１３は、金属膜１２及び導電層６よりも機械的強度が優れている。金属層１３は、金属膜１２を構成する材料と導電層６を構成する材料から成る。例えば、金属膜１２がニッケルであって、導電層６が銅の場合、金属層１３は、ニッケルと銅の合金と成る。金属層１３は、金属膜１２を被覆するように形成されており、ビア導体１０に向かって突出する金属膜１２の一部をも被覆して形成されている。金属層１３は、ビア導体１０の内部にまで突出しているため、ビア導体１０が外部からの熱によって熱膨張を起こして、後述する貫通孔Ｐから離れようとするのを抑制することができる。また、フィルム層７ｂと導電層６とは熱膨張率が異なるため、フィルム層７ｂから金属膜１２に向かってクラックが伝播することがあるが、金属層１３は、合金層であるため機械的強度が優れており、フィルム層７ｂから金属膜１２に向かってクラックが伝播していくのを止めることができ、ビア導体１０にクラックが発生するのを抑制することができる。なお、金属膜１２の一主面に形成される金属層１３の厚みは、例えば５．０ｎｍ以上２．０μｍ以下に設定されている。

また、絶縁層７には、図２に示すように、その上下方向を貫く貫通孔Ｐが形成されている。貫通孔Ｐは、上部から下部に向けて幅狭となるように形成されている。貫通孔Ｐには、上下位置の異なる導電層６同士を電気的に接続するためのビア導体１０が形成されている。なお、ビア導体１０は、例えば銅、銀、金、白金、アルミニウム、ニッケル又はクロム等の導電材料から成る。なお、ビア導体１０の一部と導電層６とは、直接接続されている。ここで、ビア導体１０と導電層６との境界について説明する。平面視して貫通孔Ｐの最大開口箇所と重なる部分をビア導体１０とし、平面視して貫通孔Ｐの最大開口箇所と重ならない部分を導電層６とする。

ビア導体１０は、図２又は図３に示すように、絶縁層７の表面から一部突出するとともに、絶縁層７の表面と平行な方向（Ｘ方向）の深さに凹部Ｄが形成されている。凹部Ｄは、貫通孔Ｐの内壁面からＸ方向に向かって最深の長さが０．１μｍ以上３．０μｍ以下の大きさである。フィルム層７ｂの上面から導電層６までの長さが最も大きな箇所は、絶縁層７の表面に対して垂直な方向（Ｚ方向）に沿って、５．０μｍ以上２．０μｍ以下の大きさである。凹部Ｄは、図４に示すように、凹部Ｄの内壁面がビア導体１０の内部方向に凹んだ凹曲面であって連続して形成されている。すなわち、凹部Ｄは、ビア導体１０の側面を一周するように形成されている。

また、凹部Ｄに向かって、金属膜１２及び金属層１３の一部が突出している。凹部Ｄの内壁面には、金属層１３が形成されており、凹部Ｄに向かって突出する金属膜１２の一部を被覆している。凹部Ｄに金属膜１２及び金属層１３の一部が突出していることによって、アンカー効果を奏して、ビア導体１０が貫通孔Ｐから剥離するのを抑制することができる。また、ビア導体１０の側面を一周する凹部Ｄに向かって、金属膜１２及び金属層１３が突出して形成されている。そのため、ビア導体１０が外部からの熱に起因して熱膨張を起こし、貫通孔Ｐから剥離しようとするのを、凹部Ｄに形成された金属膜１２及び金属層１３によって、上下左右いずれの方向からも抑制することができる。

ビア導体１０には、第２凹部Ｄ２が形成されており、第２凹部Ｄ２に接着層７ａから突出したフィラー１１の一部が埋入している。すなわちフィラー１１の一部が貫通孔Ｐの内壁面から突出しており、接着層７ａとビア導体１０の接する面が凹凸状に形成されている。また、ビア導体１０の一部が、フィラー１１の一部を被覆するように形成されることによって、フィラー１１とビア導体１０との接触面積を大きくし、両者の接着力を強くすることができ、ビア導体１０と接着層７ａとの剥離を抑制することができる。すなわち、貫通孔Ｐの内壁面に対するフィラー１１の一部によるアンカー効果によって、貫通孔Ｐの内壁面からビア導体１０が剥離するのを抑制することができる。

半導体素子４には、絶縁層７の熱膨張率と近似する材料が使用され、例えばシリコン、ゲルマニウム、ガリウム砒素、ガリウム砒素リン、窒化ガリウム又は炭化珪素等を用いることができる。なお、半導体素子４の厚み寸法は、例えば０．１ｍｍから１ｍｍのものを使用することができる。

上述したように本実施形態によれば、金属膜１２は、フィルム層７ｂとの接着力が優れており、且つ導電層６との接着力も良好であるため、導電層６がフィルム層７ｂから剥離するのを抑制することができる。また、ビア導体１０に凹部Ｄを設け、凹部Ｄに金属膜１２及び金属層１３の一部を形成することによって、アンカー効果を奏し、ビア導体１０が貫通孔Ｐから剥離するのを抑制することができる。さらに、絶縁層７から導電層６に向かってクラックが発生するのを機械的強度の優れた金属層１３によって、クラックがビア導体１０まで伝播するのを効果的に抑制することができる。その結果、導電層６とビア導体１０との電気的接続を良好に維持することができる。そして、電気的信頼性の優れた配線基板及び実装構造体を実現することができる。

次に、上述した実装構造体１の製造方法について、図５から図１５を用いて説明する。

まず、基体としてのコア基板５を準備する。コア基板５は、ガラス繊維を縦横に織り込んだガラスクロスにエポキシ樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂又はシアネート樹脂等の熱硬化性樹脂を含浸させたシートを熱プレスして硬化することによって形成する。また、配線基板２の低熱膨張化を行うために、全芳香族ポリアミド、全芳香族ポリエステル又は液晶ポリマーなどの低熱膨張の繊維を用いたものであっても構わない。コア基板５は、厚み寸法が例えば０．３ｍｍ以上１．５ｍｍ以下に設定されている。

次に、コア基板５に、従来周知のドリル加工などによって、コア基板５を厚み方向に貫通するスルーホールＳを形成する。そして、スルーホールＳの内壁面に対して電解メッキ等を行うことによって、スルーホール導体８を形成する。スルーホールＳは、複数形成され、直径が例えば０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下に設定されている。そのあと、スルーホール導体８によって囲まれる領域に、例えばポリイミド等の樹脂を充填し、絶縁体９を形成する。次に、コア基板５の上面及び下面に、従来周知の蒸着法、ＣＶＤ法又はスパッタリング法等によって、グランド層６ｂを構成する材料を被着する。そして、その表面にレジストを塗布し、露光現像を行った後、エッチング処理をしてコア基板５の上面及び下面に第１導電層としてのグランド層６ｂを形成する。このようにして、図５（Ａ）に示すコア基板５を準備することができる。なお、コア基板５の上面は、図５（Ｂ）に示すように、グランド層６ｂが形成されている。

次に、コア基板５上に形成するフィルム層７ｂを準備する。フィルム層７ｂとしては、例えばポリパラフェニレンベンズビスオキサゾール樹脂から成るものを用いる。そして、フィルム層７ｂ上に金属膜１２及び保護膜１４を有する密着膜１５を形成する。具体的には、フィルム層７ｂ上に、スパッタ法を用いて、ニッケル又はクロムから成る金属膜１２を成膜する。なお、金属膜１２の厚みは、例えば３．０ｎｍ以上０．５μｍ以下に設定されている。さらに、金属膜１２上に、スパッタ法を用いて、銅から成る保護膜１４を成膜する。保護膜１４は、後述する絶縁層７に貫通孔Ｐを形成する工程にて、金属膜１２の一部を残存させるための膜である。なお、保護膜１４の厚みは、金属膜１２よりも厚く形成し、例えば０．２μｍ以上５．０μｍ以下に設定されている。このようにして、密着膜１５を有するフィルム層７ｂを準備する。また、予め、フィルム層７ｂ上に、フィルム層７ｂと接着力の優れた金属膜１２を形成しておくことで、信号線路６ａがフィルム層７ｂから剥離するのを抑制することができる。

そして、コア基板５のグランド層６ｂの上面に対して、予め従来周知のダイコート法等によってフィラー１１を含有する接着層を塗布した密着膜１５を有するフィルム層７ｂを貼り合わせる。この際、密着膜１５の表面が露出するようにフィルム層７ｂをコア基板５に貼り合わせる。さらに、フィルム層７ｂと接着層を、例えば加熱プレス装置を用いて加熱しながら加圧した後、フィルム層７ｂと接着層を冷却することによって、図６（Ａ）又は図６（Ｂ）に示すように、密着膜１５を有するフィルム層７ｂをコア基板５に固着することができる。なお、フィルム層７ｂと接着層を加熱する温度は、接着層７ａの熱分解温度よりも低い温度であって、接着層７ａが固化する温度である。すなわち、加熱する温度は、例えば５０℃以上１５０℃以下である。ここで、熱分解温度とは、樹脂が固化した状態において該樹脂に熱を加えることによって、樹脂の一部が分解、蒸発又は昇華などにより消滅し、その樹脂の重量が５％減少する温度をいう。

また、密着膜１５を有するフィルム層７ｂを加圧する圧力は、接着層７ａがフィルム層７ｂとコア基板５の間からはみ出さない圧力である。すなわち、加圧する圧力は、例えば０．５ＭＰａ以上５ＭＰａ以下である。なお、フィルム層７ｂの厚み寸法は、例えば７．５μｍであって、接着層７ａの厚み寸法は３μｍとなるように設定されている。このようにして、絶縁層７上に金属膜１２を有する基体を準備することができる。

次に、図７（Ａ）又は図７（Ｂ）に示すように、密着膜１５及び絶縁層７に、例えばＹＡＧレーザー装置、又はＣＯ_２レーザー装置を用いて、貫通孔Ｐｘを形成する。貫通孔Ｐｘは、密着膜１５の一主面に対して垂直方向から、密着膜１５の一主面に向けてレーザー光を照射し、グランド層６ｂの一部が露出するように形成する。貫通孔Ｐｘの上縁には、密着膜１５の一部が残存する。また、レーザー光が照射されることによって、貫通孔Ｐｘの内壁面から接着層７ａに含有されているフィラー１１の一部が露出する。

ここで、密着膜１５の一部が残存する理由について説明する。密着膜１５を構成する材料を、絶縁層７を構成する材料よりも溶けにくく、且つ昇華しにくい材料を選択しておく。そして、グランド層６ｂ一部が露出するまでレーザー光を照射しても、密着膜１５の一部を残存するように、予め、その密着膜１５を所定以上の厚みに形成しておく。なお、密着膜１５の厚みは、例えば０．２０３μｍ以上５．５μｍ以下に設定されている。さらに、レーザー光の条件を、下記のように設定する。

レーザー光の出力は、１．０×１０^−３Ｊ以上５．０×１０^−１Ｊ以下のエネルギーとなるように設定する。かかるレーザー光を、密着膜１５に向けて、１．０×１０^−３秒以上１．０秒以下の時間照射して、貫通孔Ｐｘを形成することができる。レーザー光が最初に密着膜１５の上面に照射され、照射箇所を中心に絶縁層７が昇華するが、密着膜１５の一部は残存し、絶縁層７に上部よりも下部が幅狭な貫通孔Ｐｘが形成される。

レーザー光が照射された直後の貫通孔Ｐｘには、レーザー光が照射されることによって、フィルム層７ｂの一部や接着層７ａの一部等の焼き残り(スミアと呼ばれる)が貫通孔Ｐｘの内壁面及び底面に被着している。そのため、貫通孔Ｐｘの焼き残りを除去するデスミア工程を行う。この、デスミア工程は、例えばマイクロ波を用いたアルゴンガスプラズマ又は酸素ガスプラズマを用いてプラズマ処理を行えば良い。密着膜１５は、絶縁層７よりも溶融又は昇華しにくい。そのため、デスミア工程を行うことによって、図８（Ａ）又は図８（Ｂ）に示すように、残存した密着膜１５の一部に被着するフィルム層７ｂの一部を除去することができる。その結果、密着膜１５の開口径をフィルム層７ｂの上端の開口径よりも大きくすることができる。

そして、図９（Ａ）又は図９（Ｂ）に示すように、例えば無電界メッキを用いて、密着膜１５の表面、貫通孔Ｐの内壁面及び貫通孔Ｐの底面に、例えば銅から成る鍍金膜１６を形成する。鍍金膜１６は、後述するようにビア導体１０を形成するためのものである。このようにして、貫通孔Ｐにメッキの下地となる鍍金膜１６を設けることができる。

次に、鍍金膜１６上にレジストＲを塗布して、さらに従来周知の薄膜加工技術を用いて、図１０（Ａ）又は図１０（Ｂ）に示すように、レジストＲをパターニングする。

そして、図１１（Ａ）又は図１１（Ｂ）に示すように、電気めっき法により、露出した鍍金膜１６をメッキ成長させて、金属膜１２上に信号線路６ａを形成するとともに、貫通孔Ｐにグランド層６ｂの一部及び信号線路６ａの一部と接続したビア導体１０を形成することができる。ここで、保護膜１４及び鍍金膜１６に銅を用いているため、両者がメッキ成長する段階で混合する。また、金属膜１２は、メッキ成長の段階においても、金属膜１２が残存する。そして、金属膜１２の一部が、ビア導体１０の内部方向に突出した状態で、ビア導体１０が形成される。このようにして、凹部Ｄｘを有するビア導体１０を形成することができる。

電気めっき法にて形成したビア導体１０は、無電界めっきで形成するビア導体に比べて、ビア導体を構成する分子の密度が大きく、外部からの熱に起因してクラックが発生しにくい。また、電気めっき法によれば、ビア導体１０の一部を構成するめっきが貫通孔Ｐの内壁面及び底面から成長するため、貫通孔Ｐにめっきの充填がし易い。

次に、図１２（Ａ）又は図１２（Ｂ）に示すように、コア基板５の一主面に、被着したレジストＲをエッチングして信号線路６ａを形成する。なお、エッチングする際、レジストＲの直下に形成された保護膜１４及び金属膜１２もエッチングされる。

次に、図１３（Ａ）又は図１３（Ｂ）に示すように、露出したフィルム層７ｂ及び信号線路６ａ上に、硬化前の接着層７ａｘを介してフィルム層７ｂを張り合わせる。なお、接着層７ａｘには、フィラー１１が含有されている。さらに、フィルム層７ｂと接着層７ａｘを、例えば加熱プレス装置を用いて加熱しながら加圧した後、フィルム層７ｂと接着層７ａｘを冷却する。この際、金属膜１２及び導電層６ａに圧力及び熱が加わる。そして、金属膜１２と導電層６との界面にて、両者の材料を含む金属層１３が形成される。金属膜１２に加える圧力は、例えば０．１ＭＰａ以上５．０ＭＰａ以下に設定されている。

金属膜１２及び導電層６ａに加える熱は、金属層１３が形成される温度であって、例えば１３０℃以上２３０℃以下に設定されている。このようにして、凹部Ｄに金属膜１２及び金属層１３が形成されたビア導体１０を作製することができる。

さらに、上述した方法を用いて、上述した絶縁層７及び導電層６の積層工程を繰り返すことで、図１５に示すように、多層配線の配線基板も作製することができる。そして、配線基板２に対してバンプ３を介して半導体素子４をフリップチップ実装することによって、図１に示す実装構造体１を作製することができる。

上述したように、本発明の実施形態に係る配線基板の製造方法によれば、ビア導体１０の内部方向に向かって突出する金属膜１２及び金属層１３を設けることができ、ビア導体１０の貫通孔Ｐからの剥離を効果的に抑制することができる。また、金属層１３にて、ビア導体１０に伝播するクラックを防ぎ止めることができ、ビア導体１０の破壊を抑制することができる。その結果、ビア導体の剥離を抑制して、電気的信頼性の優れた配線基板及びその製造方法を提供することができる。

また、本発明の実施形態に係る配線基板の製造方法によれば、予め、フィルム層７ｂ上にフィルム層７ｂとの接着力が良好な金属層１３を形成しておき、さらに金属層１３上に導電層６を形成するため、導電層６とフィルム層７ｂとの剥離を有効に抑制することができる。一方、従来技術は、絶縁層やコア基板上にエッチング液を塗布して、表面を溶かして凹凸を形成し、その凹凸上に導電層を形成していたが、緻密な凹凸を形成することができなかった。そのため、従来技術によれば、絶縁層上を荒くエッチングすることしかできなかったため、導電層が絶縁層やコア基板から剥離し易かった。特に、導電層の幅を小さくし、配線パターンを微細にするにつれ、導電層がコア基板から剥離しやすくなってしまい、配線基板の電気的信頼性を維持することができなかった。それに比べて、本発明の実施形態に係る配線基板の製造方法によれば、このような問題を解決することもできる。

また、従来技術のように、絶縁層又はコア基板の表面をエッチング液にて荒らす方法においては、絶縁層又はコア基板を構成する材料の分布に依存して、エッチングされ易い領域とエッチングされにくい領域とがある。そのため、不良品となる配線基板が多く発生してしまう。一方、本発明の実施形態においては、絶縁層又はコア基板を構成する材料に依存することなく、絶縁層又はコア基板の上面に微細な凹凸状の金属膜を形成することができ、不良品の発生を低減し、製造歩留まりを向上させることができる。

また、従来技術においては、絶縁層又はコア基板をエッチング液に漬していたため、絶縁層又はコア基板の剛性がエッチング液によって弱まることもあった。一方、本発明の実施形態によれば、絶縁層又はコア基板の表面をエッチング液にて荒らすことがないため、絶縁層又はコア基板の剛性が弱くなるのを抑制することができる。

さらに、従来技術のように絶縁層上をエッチング工程が不要であって、予めフィルム体を準備しておけば、製造工程を単純化することができる。

なお、本発明は上述の形態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において種々の変更、改良等が可能である。例えば、上述した実施形態においては、ビア導体１０を電気めっき法によって形成したが、無電界めっき法を用いてビア導体１０を形成しても構わない。また、金属膜の形成は、蒸着法を用いてもよい。かかる蒸着法を用いる場合、金属膜の形成は、フィルム層７ｂに対してロールツウロールの連続真空蒸着装置を用いて行うことができる。

本発明の実施形態に係る配線基板を含む実装構造体の断面図である。 本発明の実施形態に係るビア導体の拡大断面図である。 本発明の実施形態に係るビア導体の一部の拡大断面図である。 本発明の実施形態に係るビア導体の斜視図である。 図５（Ａ）、図５（Ｂ）は、本発明の実施形態に係るビア導体の一部の拡大断面図である。 図６（Ａ）、図６（Ｂ）は、本発明の実施形態に係る配線基板を含む実装構造体の製造工程を説明する断面図である。 図７（Ａ）、図７（Ｂ）は、本発明の実施形態に係る配線基板を含む実装構造体の製造工程を説明する断面図である。 図８（Ａ）、図８（Ｂ）は、本発明の実施形態に係る配線基板を含む実装構造体の製造工程を説明する断面図である。 図９（Ａ）、図９（Ｂ）は、本発明の実施形態に係る配線基板を含む実装構造体の製造工程を説明する断面図である。 図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）は、本発明の実施形態に係る配線基板を含む実装構造体の製造工程を説明する断面図である。 図１１（Ａ）、図１１（Ｂ）は、本発明の実施形態に係る配線基板を含む実装構造体の製造工程を説明する断面図である。 図１２（Ａ）、図１２（Ｂ）は、本発明の実施形態に係る配線基板を含む実装構造体の製造工程を説明する断面図である。 図１３（Ａ）、図１３（Ｂ）は、本発明の実施形態に係る配線基板を含む実装構造体の製造工程を説明する断面図である。 図１４（Ａ）、図１４（Ｂ）は、本発明の実施形態に係る配線基板を含む実装構造体の製造工程を説明する断面図である。 図１５（Ａ）、図１５（Ｂ）は、本発明の実施形態に係る配線基板を含む実装構造体の製造工程を説明する断面図である。

符号の説明

１ 実装構造体
２ 配線基板
３ バンプ
４ 半導体素子
５ コア基板
６ 導電層
６ａ 信号線路
６ｂ グランド層
７ 絶縁層
７ａ 接着層
７ｂ フィルム層
８ スルーホール導体
９ 絶縁体
１０ ビア導体
１１ フィラー
１２ 金属膜
１３ 金属層
１４ 保護膜
１５ 密着膜
１６ 鍍金膜
Ｓ スルーホール
Ｐ 貫通孔
Ｄ 凹部

Claims (10)

1. 絶縁層と、
   前記絶縁層を貫通するとともに前記絶縁層の表面から一部が突出し、前記絶縁層の表面と平行な方向の深さに凹部を有するビア導体と、
   前記絶縁層の表面から前記凹部の内壁面にかけて形成され、前記ビア導体と接続される金属層と、
   を備えたことを特徴とする配線基板。
2. 請求項１に記載の配線基板において、
   前記凹部は、その内壁面が前記ビア導体の内部方向に凹んだ凹曲面であって連続して形成されていることを特徴とする配線基板。
3. 請求項１に記載の配線基板において、
   前記凹部は、前記絶縁層の表面から突出した前記ビア導体の一部に形成されることを特徴とする配線基板。
4. 請求項１に記載の配線基板において、
   前記金属層は、前記ビア導体の内部方向に向かって突出していることを特徴とする配線基板。
5. 請求項１に記載の配線基板において、
   前記絶縁層上には、ニッケル又はクロムから成る金属膜が形成されており、
   前記金属層は、前記金属膜を被覆していることを特徴とする配線基板。
6. 請求項５に記載の配線基板において、
   前記金属膜は、前記ビア導体の内部に向かって突出していることを特徴とする配線基板。
7. 請求項１に記載の配線基板において、
   前記絶縁層は、樹脂層上にフィルム層を積層した構成であって、
   前記樹脂層には、多数のフィラーが含有されており、
   前記ビア導体と前記樹脂層との界面にて、前記フィラーの一部が、前記ビア導体に埋入していることを特徴とする配線基板。
8. 請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の配線基板と、前記配線基板にフリップチップ実装される半導体素子とを備えたことを特徴とする実装構造体。
9. 絶縁層上に金属膜を有する基体を準備する工程と、
   前記金属膜を貫通するとともに、前記絶縁層の上面の開口径が前記金属膜の開口径よりも大きな貫通孔を形成する工程と、
   前記貫通孔にビア導体を形成する工程と、
   前記ビア導体と前記金属膜との接触箇所に金属層を形成する工程と、
   を備えたことを特徴とする配線基板の製造方法。
10. 請求項９に記載の配線基板の製造方法において、
    前記金属層は、前記ビア導体及び前記金属膜に熱を加えることによって、前記ビア導体を構成する材料及び前記金属膜を構成する材料が混合して形成されることを特徴とする配線基板の製造方法。

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