JP2013168613A - 積層基板の製造方法および積層基板構造 - Google Patents
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Abstract
【課題】積層基板において、ビア電極の導通信頼性や各部の密着性を改善する。
【解決手段】第１の積層体形成工程、フィラー除去工程、およびビア電極形成工程を実施して積層基板を製造する。第１の積層体形成工程は、フィラー含有樹脂層と電子部品搭載基板とを積層した第１の積層体を形成する。フィラー含有樹脂層は、主面に開口ビアホールが形成される。フィラー除去工程は、前記第１の積層体から前記ホール内に露出する前記フィラーを除去する。ビア電極形成工程は、前記フィラーが除去された前記ホール内にビア電極を形成する。
【選択図】図１
【解決手段】第１の積層体形成工程、フィラー除去工程、およびビア電極形成工程を実施して積層基板を製造する。第１の積層体形成工程は、フィラー含有樹脂層と電子部品搭載基板とを積層した第１の積層体を形成する。フィラー含有樹脂層は、主面に開口ビアホールが形成される。フィラー除去工程は、前記第１の積層体から前記ホール内に露出する前記フィラーを除去する。ビア電極形成工程は、前記フィラーが除去された前記ホール内にビア電極を形成する。
【選択図】図１
Description
本発明は、基板に樹脂層を積層した積層基板の製造方法に関する。
積層基板の製造方法として、電子部品を搭載した基板に、電子部品を埋設するように半硬化状態（Ｂステージ状態）の樹脂シートを貼着させ、樹脂シートを硬化させて完全硬化状態（Ｃステージ状態）とする工法が採用されることがある（例えば特許文献１参照）。その工法では、Ｂステージ状態の樹脂シートに適度な流動性と固さとを兼ね備える必要があり、樹脂シートの材料として、例えば無機フィラーを分散させたアルカリ系樹脂が利用される。また、その樹脂シートからなる樹脂層に、電子部品の配線のためにビア電極を設ける場合、レーザ加工処理によるビアホール形成と、ビアホール内の樹脂残渣を除去するデスミア処理と、ビアホール内に電極材を充填する導体充填処理とが施される。デスミア処理では、樹脂残渣の除去のために樹脂シートに対する溶解性を持つデスミア液が利用される。
特許文献１の工法では、樹脂層を複数の樹脂シートで構成し、最表層の樹脂シートをデスミア液に対する溶解性が低いものに、下層の樹脂シートを溶解性が高いものにして、積層基板全体がデスミア液に侵されることを防ぎながらビアホール内の樹脂残渣の除去を可能にしている。このように樹脂シートごとにデスミア液に対する溶解量が異なる構成では、ビアホール内には段差が付く恐れがある。また、下層の樹脂シートがデスミア液に溶解し易いため、樹脂シートに混入する無機フィラーがビアホール内壁に露出しやすく、この無機フィラーがビア電極と樹脂層との密着性を低下させる恐れがある。また、最表層の樹脂シートと下層の樹脂シートの界面では密着強度が低下したものになる。したがって、各部の密着性やビア電極の導通信頼性が低下して問題となることがあった。
本発明はビア電極の導通信頼性を改善することができる積層基板の製造方法および積層基板構造を提供することを目的とする。
本発明に係る積層基板の製造方法は、積層体形成工程、フィラー除去工程、およびビア電極形成工程をこの順に実施する。積層体形成工程は、フィラー含有樹脂層と基板とを積層した積層体を形成する。フィラー含有樹脂層は、主面に開口するホールが形成されている。フィラー除去工程は、前記積層体からホール内に露出する前記フィラーを除去する。ビア電極形成工程は、前記フィラーが除去されたホール内にビア電極を形成する。
上記フィラー除去工程では、ホール内壁に露出したフィラーを除去することにより、フィラー痕が形成されてホール内壁が粗面化する。すると、ビア電極形成工程では内壁を粗面化したホール内にビア電極を形成することになり、ビア電極のフィラー含有樹脂層との密着性および導通信頼性を向上させることができる。
上記フィラー除去工程では、ホール内壁に露出したフィラーを除去することにより、フィラー痕が形成されてホール内壁が粗面化する。すると、ビア電極形成工程では内壁を粗面化したホール内にビア電極を形成することになり、ビア電極のフィラー含有樹脂層との密着性および導通信頼性を向上させることができる。
上述の積層基板の製造方法は、前記フィラー除去工程の前工程に、デスミア工程を実施すると好適である。デスミア工程は、前記積層体から前記ホール内の残渣を除去する工程である。また、デスミア工程では、前記フィラー含有樹脂層を構成する樹脂に対する溶解性を持つデスミア液を用いると好適である。
上記デスミア工程ではホール内の残渣が除去される。デスミア工程で、上記デスミア液を用いると、フィラー含有樹脂層を構成する樹脂が溶解してホール内壁に多数のフィラーが露出する。そのためフィラー除去工程では、デスミア工程でホール内壁に露出した多数のフィラーを除去することになり、多数のフィラー痕を形成してホール内壁を大幅に粗面化し、ビア電極の導通信頼性や樹脂層との密着性をより向上させることができる。
上記デスミア工程ではホール内の残渣が除去される。デスミア工程で、上記デスミア液を用いると、フィラー含有樹脂層を構成する樹脂が溶解してホール内壁に多数のフィラーが露出する。そのためフィラー除去工程では、デスミア工程でホール内壁に露出した多数のフィラーを除去することになり、多数のフィラー痕を形成してホール内壁を大幅に粗面化し、ビア電極の導通信頼性や樹脂層との密着性をより向上させることができる。
上述の積層基板の製造方法のデスミア工程は、前記ホールの内壁とともに前記フィラー含有樹脂層の主面を前記デスミア液に含浸させる工程であり、前記フィラー除去工程は、前記ホールの内壁とともに前記フィラー含有樹脂層の主面に露出したフィラーを除去する工程であり、前記フィラー除去工程の後工程で、前記フィラー含有樹脂層の主面を覆うカバー層を積層するカバー層形成工程を実施すると好適である。
上記デスミア工程によりフィラー含有樹脂層の主面でも樹脂が溶解して多数のフィラーが露出することになる。フィラー除去工程でそれらのフィラーを除去することにより、フィラー含有樹脂層の主面に多数のフィラー痕を形成して粗面化することができる。すると、そのフィラー含有樹脂層の主面に設けるカバー層とフィラー含有樹脂層との密着性を向上させることができる。
上記デスミア工程によりフィラー含有樹脂層の主面でも樹脂が溶解して多数のフィラーが露出することになる。フィラー除去工程でそれらのフィラーを除去することにより、フィラー含有樹脂層の主面に多数のフィラー痕を形成して粗面化することができる。すると、そのフィラー含有樹脂層の主面に設けるカバー層とフィラー含有樹脂層との密着性を向上させることができる。
上述の積層基板の製造方法のフィラー除去工程は、前記積層体を処理液に含浸させた状態で超音波洗浄する工程であると好適である。
超音波洗浄によってフィラー含有樹脂層の表面に露出するフィラーを容易に除去することができる。
超音波洗浄によってフィラー含有樹脂層の表面に露出するフィラーを容易に除去することができる。
本発明に係る積層基板構造は、フィラー含有樹脂層と、ビア電極と、を備えている。フィラー含有樹脂層は、主面に開口するホールが形成されていて、前記ホールの内壁面に前記フィラーが除去されてなるフィラー痕が形成されている。ビア電極は、前記ホールおよび前記フィラー痕に充填されている。
この構成では、ビア電極の導通信頼性が極めて高いものになる。
この構成では、ビア電極の導通信頼性が極めて高いものになる。
上述の積層基板構造において、前記ホールおよび前記ビア電極は、前記フィラー含有樹脂層の主面側で開口径が広がるテーパ形状であってもよい。
本発明によれば、フィラー除去工程でホール内壁に露出したフィラーを除去することにより、ホール内壁にフィラー痕が形成されてホール内壁が粗面化し、そのホール内に設けるビア電極の導通信頼性や樹脂層との密着性を向上させることができる。
《第１の実施形態》
図１は、本発明の第１の実施形態に係る積層基板構造および積層基板の製造方法を説明する模式図であり、製造工程の各段階における積層基板１の断面を示している。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る積層基板構造および積層基板の製造方法を説明する模式図であり、製造工程の各段階における積層基板１の断面を示している。
まず、図１（Ｓ１）に示す工程を実施する。この工程では、電子部品３を埋設するようにフィラー含有樹脂層４となるＢステージ状態の樹脂シートを基板２に圧着させ、加熱により樹脂シートを熱硬化させてＣステージ状態とし、フィラー含有樹脂層４を形成する。なお、基板２には予め主面上に実装電極２Ａが形成される。電子部品３はその実装電極２Ａ上に実装される。この工程が本実施形態における積層体形成工程に相当する。
なお、フィラー含有樹脂層４は、無機フィラー４Ａが分散された樹脂シートからなる。この樹脂シートは、熱硬化性を持つものであり、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂などを主材とするものである。無機フィラー４Ａは、ＳｉＯ２やアルミナ等の酸化物、窒化アルミや窒化ケイ素等の窒化物などである。無機フィラー４Ａはここでは球状で図示するが、紐状や切片状などの形状であってもよく、多様な形状のものが混合されていてもよい。
なお、フィラー含有樹脂層４は、無機フィラー４Ａが分散された樹脂シートからなる。この樹脂シートは、熱硬化性を持つものであり、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂などを主材とするものである。無機フィラー４Ａは、ＳｉＯ２やアルミナ等の酸化物、窒化アルミや窒化ケイ素等の窒化物などである。無機フィラー４Ａはここでは球状で図示するが、紐状や切片状などの形状であってもよく、多様な形状のものが混合されていてもよい。
次に、図１（Ｓ２）に示す工程でビアホール４Ｂを形成する。ビアホール４Ｂは、樹脂層４に表面からレーザを照射することにより、実装電極２Ａに到達する深さで形成している。なお、この場合、実装電極２Ａがレーザを反射するため、ビアホール４Ｂは実装電極２Ａを超えて形成されることはない。このレーザ照射により、ビアホール４Ｂの内部には樹脂層４等が蒸発して残渣であるスミア４Ｃが発生する。
なお、ビアホール４Ｂは、レーザ照射の他の方法で穿孔してもよい。また、ここではＣステージ状態のフィラー含有樹脂層４にビアホール４Ｂを穿孔するが、ビアホール４ＢはＢステージ状態のフィラー含有樹脂層４に対して形成してもよい。
次に、図１（Ｓ３）に示す工程で、デスミア処理を実施する。デスミア処理は樹脂層４の樹脂に対して溶解性を持つデスミア液に、積層体１の全体を含浸させてビアホール４Ｂ内のスミア４Ｃを除去する処理である。また、この工程では、デスミア処理を施した後に、積層体１を純水等の処理液に含浸させて超音波洗浄処理を実施する。デスミア処理によってスミア４Ｃが除去されるとともに樹脂層４の表面での無機フィラー４Ａの露出量が増大し、その後に、超音波洗浄処理を実施することによってスミア４Ｃの確実な除去、および無機フィラー４Ａの効率的な除去を行うことができる。この工程により、樹脂層４の表面に露出する無機フィラー４Ｃのほとんど（半分以上）が除かれて、フィラー痕４Ｄが形成される。そして、フィラー痕４Ｄによって樹脂層４の表面が粗面化し、樹脂層４の表面積が大幅に増加する。この超音波洗浄処理は本実施形態におけるフィラー除去工程に相当する。
なお、デスミア液に積層体１を含浸させた状態で超音波洗浄を実施してもよく、その場合、樹脂層４の表面の粗面化の程度は低減するが、積層体をデスミア液から純水に含浸し直す手間を省いて工程を簡易化することができる。超音波洗浄処理は、デスミア処理の後、且つ後述する導体充填処理の前に実施すると好適である。
なお、デスミア液に積層体１を含浸させた状態で超音波洗浄を実施してもよく、その場合、樹脂層４の表面の粗面化の程度は低減するが、積層体をデスミア液から純水に含浸し直す手間を省いて工程を簡易化することができる。超音波洗浄処理は、デスミア処理の後、且つ後述する導体充填処理の前に実施すると好適である。
次に、図１（Ｓ４）に示すカバー層形成工程で、樹脂層４の表主面にカバー層５を積層する。カバー層５は樹脂層４と同種のＢステージ状態の樹脂シートからなり、前述のビアホール４Ｂと重なる位置が予め穿孔されたものであると好適である。前述のデスミア処理により樹脂層４の表主面には無機フィラー４Ａが除去されたフィラー痕４Ｄが形成されているため、カバー層５の圧着により、フィラー痕４Ｄに樹脂材が入り込み、カバー層５と樹脂層４との密着性が高まる。
なお、カバー層５は、Ｂステージ状態の樹脂シートを圧着するほか、Ｃステージ状態の樹脂シートを接着剤により接着するようにしてもよい
次に、図１（Ｓ５）に示す導体充填処理を実施する。ここでは熱硬化性を持つ導電性ペースト６をビアホール４Ｂに充填する。前述のデスミア処理によりビアホール４Ｂの表面には無機フィラー４Ａが除去されたフィラー痕４Ｄが形成されているため、このフィラー痕４Ｄに導電性ペースト６が入り込むことにより、導電性ペースト６と樹脂層４との密着性が高まる。
なお、カバー層５は、Ｂステージ状態の樹脂シートを圧着するほか、Ｃステージ状態の樹脂シートを接着剤により接着するようにしてもよい
次に、図１（Ｓ５）に示す導体充填処理を実施する。ここでは熱硬化性を持つ導電性ペースト６をビアホール４Ｂに充填する。前述のデスミア処理によりビアホール４Ｂの表面には無機フィラー４Ａが除去されたフィラー痕４Ｄが形成されているため、このフィラー痕４Ｄに導電性ペースト６が入り込むことにより、導電性ペースト６と樹脂層４との密着性が高まる。
次に、図１（Ｓ６）に示すようにカバー層５の表主面に金属箔７を圧着し、その後に、積層基板１を加熱してビアホール４Ｂに充填した導電性ペースト６を熱硬化させるとともに、Ｂステージ状態のカバー層５を熱硬化させる。この処理と前述の導体充填処理とが本実施形態におけるビア電極形成工程に相当する。
最後に、図１（Ｓ７）に示すように、金属箔７をパターニングし積層基板を形成する。
以上の各工程を経て積層基板１は製造される。デスミア処理および超音波洗浄処理を実施することで、ビアホール４Ｂ内に露出する無機フィラー４Ａおよびスミア４Ｃを除去し、ビアホール４Ｂの表面積を増加させて導電性ペースト６と樹脂層４との密着性を向上させて、導通信頼性を高めることができる。
なお、ここではデスミア処理を実施してから超音波洗浄処理を実施する例を示したが、デスミア処理については必ずしも実施せずとも良く、その場合であっても、樹脂層４の表面に露出する無機フィラー４Ａをある程度除去して、樹脂層４の表面積の増大と密着性の向上とを実現することができる。
また、ここではカバー層５や金属箔７を樹脂層４に設ける例を示したが、カバー層５や金属箔７は必ずしも設けなくとも良い。
その他、積層基板１の具体的構成などは、適宜設計変更可能であり、上述の実施形態に記載された作用及び効果は、本発明から生じる最も好適な作用及び効果を列挙したに過ぎず、本発明による作用及び効果は、上述の実施形態に記載されたものに限定されるものではない。
《第２の実施形態》
図２は、本発明の第２の実施形態に係る積層基板を説明する模式図である。
図２は、本発明の第２の実施形態に係る積層基板を説明する模式図である。
積層基板１１は基板１２、電子部品１３、樹脂層１４、カバー層１５、ビア電極１６、および金属箔１７を備え、第１の実施形態と同様の製造工程で製造される。
樹脂層１４は電子部品１３を覆うように基板１２に積層して形成される。基板１２は主面上に実装電極１２Ａが形成される。電子部品１３は実装電極１２Ａ上に実装される。カバー層１５は樹脂層１４を覆うように形成される。ビア電極１６は、カバー層１５および樹脂層１４を貫通して形成され、金属箔１７と実装電極１２Ａとを電気的に接続する。
ビア電極１６は前述の実施形態に比べ主面側の開口径が大きいテーパ形状で形成される。このような形状のビア電極１６は、非コリメート光によるレーザ照射により樹脂層１４が穿孔されることで形成される。このような形状のビア電極１６は、通常は樹脂層１４から離脱し易いが、本実施形態ではビア電極１６が形成されるビアホール表面を粗面化しているため、ビア電極１６が主面側の開口径が大きいテーパ形状であっても、樹脂層１４との高い密着性および導通信頼性が得られる。
１，１１…積層基板
２…基板
２Ａ…実装電極
３…電子部品
４…フィラー含有樹脂層
４Ａ…無機フィラー
４Ｂ…ビアホール
４Ｃ…スミア
４Ｄ…フィラー痕
５…カバー層
６…導電性ペースト（ビア電極）
７…金属箔
２…基板
２Ａ…実装電極
３…電子部品
４…フィラー含有樹脂層
４Ａ…無機フィラー
４Ｂ…ビアホール
４Ｃ…スミア
４Ｄ…フィラー痕
５…カバー層
６…導電性ペースト（ビア電極）
７…金属箔
Claims (7)
- 主面に開口するホールが形成されたフィラー含有樹脂層と、基板と、を積層した積層体を形成する積層体形成工程、
前記積層体から前記ホール内に露出するフィラーを除去するフィラー除去工程、および、
前記フィラーが除去されたホール内にビア電極を形成するビア電極形成工程、
を実施する積層基板の製造方法。 - 前記フィラー除去工程の前工程に、前記積層体から前記ホール内の残渣を除去するデスミア工程を実施する、請求項１に記載の積層基板の製造方法。
- 前記デスミア工程は、前記フィラー含有樹脂層を構成する樹脂に対する溶解性を持つデスミア液を用いる、請求項２に記載の積層基板の製造方法。
- 前記デスミア工程は、前記ホールの内壁とともに前記フィラー含有樹脂層の主面を前記デスミア液に含浸させる工程であり、
前記フィラー除去工程は、前記ホールの内壁とともに前記フィラー含有樹脂層の主面に露出したフィラーを除去する工程であり、
前記フィラー除去工程の後工程で、前記フィラー含有樹脂層の主面を覆うカバー層を積層するカバー層形成工程を実施する、請求項３に記載の積層基板の製造方法。 - 前記フィラー除去工程は、前記積層体を処理液に含浸させた状態で超音波洗浄する工程である、請求項１〜４のいずれかに記載の積層基板の製造方法。
- 基板に積層されていて、主面に開口するホールが形成されていて、前記ホールの内壁面に前記フィラーが除去されてなるフィラー痕が形成されているフィラー含有樹脂層と、
前記ホールおよび前記フィラー痕に充填されているビア電極と、
を備える積層基板構造。 - 前記ホールおよび前記ビア電極は、前記フィラー含有樹脂層の主面側で開口径が広がるテーパ形状である、請求項６に記載の積層基板構造。
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