JP2014027163A - 配線基板の製造方法、実装構造体の製造方法、配線基板および実装構造体 - Google Patents

Abstract

【課題】電気的信頼性を向上させる要求に応える配線基板の製造方法、実装構造体の製造方法、配線基板および実装構造体を提供する。
【解決手段】配線基４の製造方法は、樹脂１０と樹脂１０に被覆されたガラス繊維とを含む基体７を準備する工程と、ドリル加工またはレーザー加工を用いて、基体７を厚み方向に貫通するスルーホールＴを形成する工程と、サンドブラスト加工を用いて、スルーホールＴの内壁を切削する工程と、切削したスルーホールＴの内壁に被着したスルーホール導体を形成する工程とを備える。
【選択図】図４

Description

本発明は、電子機器（たとえば各種オーディオビジュアル機器、家電機器、通信機器、コンピュータ機器およびその周辺機器）等に使用される配線基板の製造方法、実装構造体の製造方法、配線基板および実装構造体に関するものである。

従来、電子機器における実装構造体としては、配線基板に電子部品を実装したものが使用されている。

この配線基板の製造方法として、特許文献１には、ドリル穴あけによってガラス／エポキシ基板などの絶縁基板にスルーホール部を形成する工程と、処理液を用いたデスミア処理によってドリル穴あけで生じたスミアを除去する工程と、スルーホールを含む面に銅めっき層を形成する工程とを備えた製造方法が開示されている。

ところで、ドリル穴あけを行なったガラス／エポキシ基板にデスミア処理を用いると、スルーホールに露出したガラスとエポキシとの間に剥離が生じやすい。

このようにガラスとエポキシとの間に剥離が生じると、スルーホールに形成された銅めっき層に電圧が印加された際に、該電圧によってイオン化した銅めっき層の一部が剥離箇所に侵入し、隣接するスルーホールの銅めっき層同士が短絡することがある。それ故、配線基板の電気的信頼性が低下しやすい。

特開２０００−１３３９３６号公報

本発明は、電気的信頼性を向上させる要求に応える配線基板の製造方法、実装構造体の製造方法、配線基板および実装構造体を提供するものである。

本発明の一形態にかかる配線基板の製造方法は、樹脂と該樹脂に被覆されたガラス繊維とを含む基体を準備する工程と、ドリル加工またはレーザー加工を用いて、前記基体を厚み方向に貫通するスルーホールを形成する工程と、サンドブラスト加工を用いて、前記スルーホールの内壁を切削する工程と、切削した前記スルーホールの内壁に被着したスルーホール導体を形成する工程とを備える。

また、本発明の一形態にかかる実装構造体の製造方法は、上記製造方法で作製した配線基板に電子部品を実装し、該配線基板と該電子部品とを電気的に接続する工程を備える。

また、本発明の一形態にかかる配線基板は、樹脂と該樹脂に被覆されたガラス繊維とを含むとともに、厚み方向に貫通したスルーホールが形成された基体と、該スルーホールの内壁に被着したスルーホール導体と、基体の一主面に配されているとともに前記スルーホール導体と接続した導電層とを備え、前記スルーホールの内壁と前記基体の一主面との角部は、Ｒ形状である。

また、本発明の一形態にかかる実装構造体は、上記配線基板と、該配線基板に実装されているとともに前記配線基板に電気的に接続した電子部品とを備える。

本発明の一形態にかかる配線基板の製造方法によれば、ドリル加工またはレーザー加工を用いて形成したスルーホールの内壁を、サンドブラスト加工を用いて切削することによって、ドリル加工またはレーザー加工によって生じたスミアを除去するとともに、スルーホールの内壁にて樹脂とガラス繊維との剥離を低減し、ひいては電気的信頼性に優れた配線基板を作製することができる。

本発明の一形態にかかる実装構造体の製造方法によれば、上記製造方法によって作製した配線基板を用いるため、電気的信頼性に優れた実装構造体を作製することができる。

本発明の一形態にかかる配線基板によれば、角部がＲ形状であるため、スルーホール導体と導電層との接続部における応力を緩和し、電気的信頼性に優れた配線基板を得ることができる。

本発明の一形態にかかる実装構造体によれば、上記配線基板を用いるため、電気的信頼性に優れた実装構造体を得ることができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る実装構造体の厚み方向に沿った断面図である。 図２は、本発明の一実施形態に係る実装構造体のスルーホールの内壁の表面の拡大図である。 図３は、図１のＲ部分の拡大図である。 図４（ａ）ないし（ｃ）は、図１に示す実装構造体の製造工程を説明する厚み方向に切断した断面図である。 図５（ａ）ないし（ｂ）は、図１に示す実装構造体の製造工程を説明する厚み方向に切断した断面図である。 図６（ａ）は、実施例の試料１を厚み方向に沿って切断した断面を電界放出型顕微鏡で撮影した写真であり、図６（ｂ）は、実施例の試料２を厚み方向に沿って切断した断面を電界放出型顕微鏡で撮影した写真である。

以下に、本発明の一実施形態に係る製造方法で作製した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に示した実装構造体１は、例えば各種オーディオビジュアル機器、家電機器、通信機器、コンピュータ装置またはその周辺機器などの電子機器に使用されるものである。この実装構造体１は、電子部品２と、電子部品２がバンプ３を介してフリップチップ実装された平板状の配線基板４とを含んでいる。

電子部品２は、例えばＩＣまたはＬＳＩ等の半導体素子であり、母材が、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、窒化ガリウムまたは炭化珪素等の半導体材料により形成されている。この電子部品２は、厚みが例えば０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下に設定されている。

バンプ３は、例えば鉛、錫、銀、金、銅、亜鉛、ビスマス、インジウムまたはアルミニウム等を含む半田等の導電材料により構成されている。

配線基板４は、平板状のコア基板５と、コア基板５の両側に形成された一対の配線層６とを含んでいる。この配線基板４は、例えば平面方向への熱膨張率が電子部品２よりも大きく設定されている。

コア基板５は、配線基板４の強度を高めつつ一対の配線層６間の導通を図るものであり、厚み方向に貫通するスルーホールＴが複数形成された平板状の基体７と、複数のスルーホールＴの内壁を被覆する円筒状のスルーホール導体８と、スルーホール導体８に取り囲まれた領域に形成された柱状の絶縁体９とを含んでいる。

基体７は、コア基板５の剛性を高めるものであり、図１および図２に示すように、樹脂１０と、該樹脂に被覆された無機絶縁粒子１１と、該樹脂に被覆された、複数のガラス繊維１２からなる平板状の基材１３とを含んでいる。

この基体７において、基材１３および該基材１３のガラス繊維１２間に配された樹脂１０（第１樹脂）からなる層を繊維層１４とする。また、各繊維層１４の間に配され、ガラス繊維を含まずに、樹脂１０（第２樹脂）および無機絶縁粒子１１からなる層を樹脂層１５とする。この繊維層１４と樹脂層１５との境界は、繊維層１４のガラス繊維１２と樹脂層１５の樹脂１０との界面によって構成される。なお、繊維層１４は、ガラス繊維１２間に無機絶縁粒子１１を含んでも構わない。

また、基体７は、厚みが例えば０．０３ｍｍ以上０．４ｍｍ以下に設定され、平面方向への熱膨張率が例えば４ｐｐｍ／℃以上１５ｐｐｍ／℃以下に設定され、厚み方向への熱膨張率が例えば１１ｐｐｍ／℃以上３０ｐｐｍ／℃以下に設定され、厚み方向への熱膨張率が平面方向への熱膨張率の例えば２倍以上２．８倍以下に設定され、ヤング率が例えば２０ＧＰａ以上３０ＧＰａ以下に設定されている。

ここで、基体７の熱膨張率は、市販のＴＭＡ装置を用いてＪＩＳＫ７１９７‐１９９１に準じた測定方法により測定される。また、ヤング率は、ＭＴＳシステムズ社製Ｎａｎｏ Ｉｎｄｅｎｔｏｒ ＸＰ／ＤＣＭを用いて測定される。

基体７に含まれる樹脂１０は、例えばエポキシ樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂、シアネート樹脂、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、ポリイミド樹脂、芳香族液晶ポリエステル樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂またはポリエーテルケトン樹脂等の樹脂材料により形成することができる。この樹脂１０は、平面方向および厚み方向への熱膨張率が例えば２０ｐｐｍ／℃以上５０ｐｐｍ／℃以下に設定され、ヤング率が例えば３ＧＰａ以上１０ＧＰａ以下に設定されている。

樹脂１０に被覆された無機絶縁粒子１１は、基体７の熱膨張率を低減するとともに基体７の剛性を高めるものであり、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウムまたは酸化ケイ素等の無機絶縁材料を含み、なかでも、熱膨張率やヤング率等の特性がガラス繊維に近い酸化ケイ素を含むことが望ましい。その結果、樹脂層１５の熱膨張率やヤング率を繊維層１４に近づけることができる。無機絶縁粒子１１が酸化ケイ素を含む場合、無機絶縁粒子１１は、酸化ケイ素を６５重量％以上１００重量％以下含有することが望ましく、酸化ケイ素の他に、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、窒化アルミニウム、水酸化アルミニウムまたは炭酸カルシウム等を含有しても構わない。

この無機絶縁粒子１１は、例えば球状に形成されている。無機絶縁粒子１１は、粒径が例えば０．５μｍ以上５．０μｍ以下に設定され、各方向への熱膨張率が例えば２．７ｐｐｍ／℃以上６ｐｐｍ／℃以下に設定され、ヤング率が７０ＧＰａ以上８５ＧＰａ以下に設定されている。なお、無機絶縁粒子１１として、ガラス繊維を細かく切断して粒子状にしたものを用いても構わない。

また、無機絶縁粒子１１は、樹脂層１５における含有量が４０体積％以上７５体積％以下に設定されていることが望ましい。その結果、無機絶縁粒子１１の含有量が４０体積％以上であることによって、樹脂層１５の熱膨張率およびヤング率を繊維層１４に近づけることができる。また、無機絶縁粒子１１の含有量が７０体積％以上であることによって、スルーホールＴの内壁に位置する無機絶縁粒子１１と樹脂１０との接着強度を高めて、該無機絶縁粒子１１と樹脂１０との剥離を低減し、ひいてはスルーホール導体８と樹脂層１５との剥離を低減できる。

ここで、無機絶縁粒子１１の粒径は、基体７の断面を電界放出型電子顕微鏡で観察し、各粒子の最大径を計測し、その平均値を算出することによって測定される。また、樹脂層１５における無機絶縁粒子１１の含有量(体積％)は、樹脂層１５の断面を電界放出型電子顕微鏡で観察し、樹脂層１５に対して無機絶縁粒子１１の占める面積比率（面積％）を計測し、その平均値を算出して含有量（体積％）とみなすことにより測定される。

樹脂１０に被覆された基材１３は、基体７の剛性を高めるとともに平面方向への熱膨張率を低減するものであり、例えば、複数のガラス繊維１２が縦横に織り込まれてなる織布（ガラスクロス）を使用することができる。なお、基材１３として、不織布を使用しても構わないし、複数のガラス繊維１２を長手方向が互いに平行となるように配列したものを使用しても構わない。

基材１３に含まれるガラス繊維１２は、Ｔガラス、ＳガラスまたはＥガラス等のガラスからなる繊維を使用することができる。このガラス繊維１２は、長手方向に垂直な断面の径が例えば４μｍ以上９μｍ以下に設定されており、長手方向および幅方向への熱膨張率が２．５ｐｐｍ／℃以上６ｐｐｍ／℃以下に設定され、ヤング率が７０ＧＰａ以上８５ＧＰａ以下に設定されている。

このガラス繊維１２は、図２に示すように、スルーホールＴの内壁に露出した面（スルーホールＴの貫通方向に平行な面）が溝状（細長形状）の凹部Ｃを有しており、該凹部Ｃの内側には、スルーホール導体８の一部が充填されている。この溝状の凹部Ｃは、例えば、長手方向Ｌにおける長さが、幅方向Ｗにおける長さの１．２倍以上２．５倍以下に設定されている。凹部Ｃは、長手方向Ｌにおける長さが例えば３μｍ以上８μｍ以下に設定され、幅方向Ｗにおける長さが例えば２μｍ以上５μｍ以下に設定され、深さが例えば０．５μｍ以上３μｍ以下に設定されている。

また、凹部Ｃは、基体７の厚み方向に沿った溝状である。ガラス繊維１２のスルーホールＴの内壁に露出した面の算術平均粗さ（Ｒａ）は、例えば０．３μｍ以上３μｍ以下に設定されている。なお、ガラス繊維１２の樹脂１０に被覆された面（スルーホールＴの内壁に露出していない面）の算術平均粗さは、例えば０．１μｍ以下に設定されており、ガラス繊維１２のスルーホールＴの内壁に露出した面の算術平均粗さよりも小さい。このガラス繊維１２の樹脂１０に被覆された面の算術平均粗さは、ガラス繊維１２のスルーホールＴの内壁に露出した面の算術平均粗さの例えば１０％以上５０％以下に設定されている。

基体７に形成されたスルーホールＴは、例えば円柱状に形成されており、直径が例えば５０μｍ以上１２０μｍ以下に設定されている。

スルーホールＴの内壁に被着されたスルーホール導体８は、コア基板５上下の配線層６同士を電気的に接続するものであり、例えば銅、アルミニウムまたはニッケル等の導電材料により形成されたものを使用することができ、なかでも導電性の高い銅を用いることが望ましい。このスルーホール導体８は、厚み（スルーホールＴの内壁から絶縁体９までの長さ）が３μｍ以上２０μｍ以下に設定されており、貫通方向および幅方向への熱膨張率が例えば１６ｐｐｍ／℃以上２５ｐｐｍ／℃以下に設定され、ヤング率が例えば６０ＧＰａ以上２１０ＧＰａ以下に設定されている。なお、銅の熱膨張率は、１８ｐｐｍ／℃程度である。また、スルーホール導体８の熱膨張率およびヤング率は、基体７と同様に測定される。

スルーホール導体８に取り囲まれた領域に形成された絶縁体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またはビスマレイミドトリアジン樹脂等の樹脂材料により形成することができる。

一方、コア基板５の両側には、上述した如く、一対の配線層６が形成されている。配線層６は、基体７上に積層され、厚み方向に貫通するビア孔Ｖが形成された少なくとも１ｔの絶縁層１６と、基体７上または絶縁層１６上に形成された複数の導電層１７と、ビア孔Ｖ内に形成され、導電層１７に電気的に接続された複数のビア導体１８とを含んでいる。なお、スルーホール導体８、導電層１７およびビア導体１８は、互いに電気的に接続することによって、例えば接地用配線、電力供給用配線または信号用配線などの配線として機能する。

絶縁層１６は、導電層１７を支持する支持部材として機能するだけでなく、導電層１７同士の短絡を防ぐ絶縁部材として機能するものであり、樹脂と、該樹脂に被覆された無機絶縁粒子と、を含んでいる。この絶縁層１６は、厚みが例えば５μｍ以上４０μｍ以下に設定され、平面方向および厚み方向への熱膨張率が例えば１５ｐｐｍ／℃以上４５ｐｐｍ／℃以下に設定され、ヤング率が例えば５ＧＰａ以上４０ＧＰａ以下に設定されている。なお、絶縁層１６の熱膨張率およびヤング率は、基体７と同様に測定される。

絶縁層１６に含まれる樹脂としては、例えばエポキシ樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂、シアネート樹脂、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、ポリイミド樹脂、芳香族液晶ポリエステル樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂またはポリエーテルケトン樹脂等により形成されたものを使用することができる。

絶縁層１６に含まれる無機絶縁粒子としては、基体７に含まれる無機絶縁粒子１１と同様のものを用いることができる。

導電層１７は、平面方向に沿って電気を伝送する配線として機能するものであり、例えば銅、銀、金、アルミニウム、ニッケルまたはクロム等の金属材料により形成されたものを使用することができる。この導電層１７は、厚みが例えば３μｍ以上２０μｍ以下に設定され、平面方向および厚み方向への熱膨張率が例えば５ｐｐｍ／℃以上２５ｐｐｍ／℃以下に設定され、ヤング率が５０ＧＰａ以上２５０ＧＰａ以下に設定されている。

複数の導電層１７のうち、少なくとも１つの導電層１７（以下、第１導電層１７ａとする）は、基体７の一主面に配されているとともにスルーホール導体８に接続している。この第１導電層１７ａとスルーホール導体８との接続部１９は、スルーホールＴの内壁と基体７の一主面との角部２０上に配されている。

ビア導体１８は、厚み方向に互いに離れた導電層１７同士を相互に接続するものであり、例えば幅がコア基板５に向って小さくなるテーパー状に形成されており、例えば銅、銀、金、アルミニウム、ニッケルまたはクロムの導電材料により形成されたものを使用することができる。

ところで、電子部品２を配線基板４に実装する際や電子部品２を作動させる際に配線基板４に熱が加わると、基体７とスルーホール導体８および第１導電層１７ａとの熱膨張率の違いに起因して、基体７とスルーホール導体８および第１導電層１７ａとの間に熱応力が生じる。スルーホール導体８と第１導電層１７ａとの接続部１９がスルーホールＴの内壁と基体７の一主面との角部２０上に配されているため、この熱応力は接続部１９に集中しやすい。

一方、本実施形態の配線基板４においては、角部２０がＲ形状である。このため、角部２０上に配された接続部１９に加わる熱応力を分散させることができるため、接続部１９におけるクラックを低減することができる。したがって、接続部１９における断線を低減し、ひいては電気的信頼性に優れた配線基板４を得ることができる。

スルーホールＴの直径をＤとしたとき、角部２０の曲率半径は、例えばＤ／３以上Ｄ８／３以下に設定されている。なかでも、角部２０の曲率半径は、Ｄ／３以上Ｄ５／３以下に設定されていることが望ましい。その結果、角部２０の曲率半径をＤ／３以上とすることによって、接続部１９に加わる熱応力を良好に分散させることができる。また、角部２０の曲率半径をＤ５／３以下とすることによって、スルーホール導体８に接続した導電層１７の形状を良好なものとし、この導電層１７における断線を低減できる。

ここで、図３に示すように、基体７の厚み方向（Ｚ方向）に沿った断面において、Ｒ形状である角部２０のスルーホールＴ側の一端部２１と基体７の一主面との、基体７の厚み方向（Ｚ方向）に沿った距離をＬ１とする。また、基体７の厚み方向（Ｚ方向）に沿った断面において、Ｒ形状である角部２０の基体７の一主面側の他端部２２と基体７の一主面との、基体７の平面方向（ＸＹ平面方向）に沿った距離をＬ２とする。この場合、Ｌ１／Ｌ２は、１／２以上１以下であることが望ましい。その結果、Ｌ１／Ｌ２を１／２以上とすることによって、スルーホール導体８に接続した導電層１７の形状を良好なものとすることができる。また、Ｌ１／Ｌ２を１以下とすることによって、接続部１９に加わる熱応力を良好に分散させることができる。なお、Ｌ１は、例えば１０μｍ以上３０μｍ以下に設定され、Ｌ２は、例えば５μｍ以上６０μｍ以下に設定されている。

また、本実施形態において、角部２０は、樹脂層１５のみに形成されており、繊維層１４には形成されていない。

かくして、上述した実装構造体１は、配線基板４を介して供給される電源や信号に基づいて電子部品２を駆動若しくは制御することにより、所望の機能を発揮する。

次に、上述した実装構造体１の製造方法を、図４および図５に基づいて説明する。

（１）図４（ａ）に示すように、基体７と該基体７の少なくとも一主面に配された金属層１７ｘとからなる金属層付き基板５ｘを準備する。具体的には、例えば以下のように行う。

まず、未硬化の樹脂１０および無機絶縁粒子１１を含むワニスを準備し、該ワニスを基材１２に含浸させて樹脂シートを形成する。このようにワニスを基材１２に含浸させる際に、無機絶縁粒子１１が基材１３のガラス繊維１２間に侵入しにくいため、基材１３外の領域（樹脂層１５となる領域）に濃縮される。なお、未硬化は、ＩＳＯ４７２：１９９９に準ずるＡ−ステージまたはＢ−ステージの状態である。

次に、該樹脂シートを積層して基体前駆体を形成するとともに、該基体前駆体の上下に金属層１７ｘを積層して積層体を形成した後、該積層体を厚み方向に加熱加圧することにより、該樹脂１０を熱硬化させて基体７を形成するとともに、上述した金属層付き基板５ｘを作製する。このように基体７を形成する際に、樹脂シートの基材１３およびそのガラス繊維１２間の樹脂が繊維層１４となり、隣接する樹脂シートの基材１３外の領域同士が接着して樹脂層１５となる。

この金属層１７ｘとしては、銅箔などの金属箔を用いることができる。なお、金属層１７ｘは、以下のように形成しても構わない。まず、基体前駆体を形成し、この基体前駆体を加熱加圧して基体７とした後に、無電解めっき法および電気めっき法を用いてこの基体７に金属を被着させることによって、金属層１７ｘを形成することができる。なお、スパッタリング法や蒸着法などを用いて金属層１７ｘを形成しても構わない。

（２）図４（ｂ）および（ｃ）に示すように、金属層付き基板５ｘにスルーホールＴを形成する。具体的には、例えば以下のように行う。

まず、図４（ｂ）に示すように、ドリル加工を用いて、基体７を厚み方向に貫通するスルーホールＴを形成しつつ、金属層１７ｘを厚み方向に貫通するとともにスルーホールＴにつながった貫通孔Ｐを形成する。次に、図４（ｃ）に示すように、サンドブラスト加工を用いて、金属層１７ｘの貫通孔Ｐを介して、微粒子をスルーホールＴの内壁に噴射することによって、スルーホールＴの内壁を切削する。次に、スルーホールＴの内壁を高圧水洗することによって、サンドブラスト加工で残存した微粒子やスルーホールＴの切削屑を除去する。

ところで、ドリル加工を用いてスルーホールＴを形成すると、スルーホールＴの内壁に大きな熱（摩擦熱）が加わるため、スミア（炭化した樹脂の残滓）が生じ、このスミアがスルーホールＴの内壁に残存しやすい。また、ドリル加工を用いてスルーホールＴを形成すると、スルーホールＴの内壁のガラス繊維１２を切断する際に大きな応力（機械的応力）が加わるため、ガラス繊維１２と樹脂１０とが剥離しやすい。

一方、本実施形態においては、サンドブラスト加工を用いてスルーホールＴの内壁を切削している。このサンドブラスト加工は、多量の微粒子を衝突させることによってスルーホールＴの内壁を切削するため、ドリル加工と比較して、ガラス繊維１２に加わる応力を低減することができる。さらに、サンドブラスト加工は、微粒子とともに多量の空気がスルーホールＴの内壁に吹き付けられるため、ドリル加工と比較してガラス繊維１２に加わる熱を低減することができる。このため、ガラス繊維１２と樹脂１０との剥離やスミアの発生を抑制できる。したがって、サンドブラスト加工を用いることによって、ガラス繊維１２と樹脂１０との剥離やスミアの発生を抑制しつつ、ドリル加工で生じたスミアを良好に除去することができる。

また、ドリル加工で円筒状のスルーホールＴを形成した後、スルーホールＴの内壁にサンドブラスト加工を行なっているため、スルーホールＴがテーパー状になることを抑制し、円筒状のスルーホールＴを形成することができる。

また、基体７を貫通する無底のスルーホールＴの内壁に対してサンドブラスト加工を行なっているため、有底の孔にサンドブラスト加工を行なった場合のように微粒子の目詰まりや孔の底部の損傷を伴うことなく、サンドブラスト加工を行なうことができる。

また、サンドブラスト加工に用いた微粒子やサンドブラスト加工によって生じた切削屑がスルーホールＴの内壁に残存したとしても、内壁に残存した微粒子や切削屑は、スミアのように熱で変質していないため、高圧水洗で容易に除去することができる。

このように、一般的に用いられるデスミア処理のようにガラス繊維１２と樹脂１０とを剥離させる処理液を用いて化学的なエッチングを行なう必要がないため、スルーホールＴに露出したガラス繊維１２と樹脂１０との剥離を低減することができる。それ故、隣接するスルーホール導体８同士の短絡を低減しつつ間隔を狭くすることができ、ひいては配線基板４の配線密度を高めることができる。

また、サンドブラスト加工によって、多数の微粒子がスルーホールＴの内壁を切削し、スルーホールＴの内壁に微小な凹凸が形成されるため、スルーホールＴの内壁とスルーホール導体８との密着強度を高めることができる。

また、サンドブラスト加工を用いてスルーホールＴの内壁を切削することによって、基体７の角部２０をＲ形状にすることができる。すなわち、サンドブラスト加工において噴射された微粒子は様々な方向に飛散しており、この微粒子が角部２０に衝突すると、角部２０は平坦な面と比較して切削されやすいため、角部２０をＲ形状に加工することができる。

また、サンドブラスト加工を用いて、金属層１７ｘの貫通孔Ｐを介してスルーホールＴの内壁を切削しているため、金属層１７ｘをマスクとして用いることができる。その結果、ドリル加工でスルーホールＴと同時に形成された貫通孔Ｐをマスクの開口として用いることができ、マスクの開口とスルーホールＴとの位置ずれを低減することができるため、サンドブラスト加工を用いてスルーホールＴの内壁を精度良く切削することができる。また、高価なサンドブラスト用のレジストを用いる必要が無いため、加工コストを低減することができる。

また、金属層１７ｘをマスクとしてサンドブラスト加工を行っていることから、微粒子を広範に噴射して複数のスルーホールＴを同時に加工できるため、スルーホールＴを効率良く加工できる。

また、金属層１７ｘをマスクとしてサンドブラスト加工を行っていることから、Ｒ形状の角部２０を容易に形成することができる。この際、金属層１７ｘの厚みを適宜調節することによって、角部２０における切削量を制御し、角部２０におけるＲ形状の曲率半径を制御することができる。この金属層１７ｘは、厚みが１μｍ以上１２μｍ以下に設定されていることが望ましい。その結果、厚みが１μｍ以上であることによって、サンドブラスト加工時に金属層１７ｘを残存させて、基体７の表面を微粒子の衝突による切削から保護することができる。また、厚みが１２μｍ以下であることによって、角部２０を切削してＲ形状とすることができる。

以上のようにサンドブラスト加工でスルーホールＴを形成するためには、サンドブラスト加工は以下の条件で行うことができる。

まず、サンドブラスト加工は、ドライブラストにより行われる。その結果、ウェットブラストと比較して、微粒子の衝突エネルギーが大きいため、スルーホールＴの切削性を高めるとともに、切削屑の残留を低減し、この切削屑による切削阻害を低減できる。また、このように衝突エネルギーの大きい微粒子によって、角部２０を効率良く切削することができ、角部２０をＲ形状にすることができる。

また、サンドブラストで噴射する微粒子は、例えば球状の微粒子（球状粒子）または破砕形状の微粒子（破砕粒子）を用いることができ、ガラス、アルミナ、炭化ケイ素またはジルコニア等の無機絶縁材料を用いて形成することができる。

なかでも、サンドブラストで噴射する微粒子は、ガラスよりも硬度の高い無機絶縁材料からなる破砕粒子を用いることが望ましい。その結果、ガラス繊維１２よりも硬い破砕粒子の尖った端部によって、スルーホールＴの内壁に露出したガラス繊維１２を効率良く切削することができる。また、ガラス繊維１２よりも硬い破砕粒子の尖った端部によって、スルーホールＴの内壁に露出したガラス繊維１２の面が部分的に切削されるため、厚み方向に沿った溝状の凹部Ｃを形成することができる。また、角部２０を効率良く切削することができ、角部２０をＲ形状にすることができる。

このようにガラスよりも硬度の高い無機絶縁材料としては、例えばアルミナ、炭化ケイ素またはジルコニア等を用いることができ、なかでもアルミナを用いることが望ましい。なお、硬度としてはビッカース硬度を用いることができる。

また、微粒子の粒径は、１０μｍ以上３０μｍ以下に設定されていることが望ましい。その結果、粒径を１０μｍ以上にすることによって、微粒子による切削性を高めスルーホールＴを容易に形成することができる。また、粒径を３０μｍ以下にすることによって、微粒子が孔詰まりすることなくスルーホールＴを形成することができる。なお、微粒子の粒径は、各粒子の最大径の平均値である。

また、微粒子を噴射する圧力（噴射圧力）は、０．０２ＭＰａ以上０．１ＭＰａ以下に設定されていることが望ましい。その結果、噴射圧力を０．０２ＭＰａ以上にすることによって、角部２０を切削することができ、さらには金属層１７ｘおよび角部２０を共に切削することができ、角部２０をＲ形状に加工することができる。また、噴射圧力を０．１ＭＰａ以下にすることによって、基体７の主面の切削量を低減するとともに、基体７表層の金属層１７ｘをマスクとして残存させることができるため、角部２０をＲ形状に加工することができる。その上、スルーホールＴの内壁の切削量を低減できるため、樹脂層１５において大きな窪みが形成されることを低減し、窪みに気泡が残存してスルーホールＴの内壁とスルーホール導体８との密着強度が低下することを低減できる。

このように噴射圧力が低圧力であるサンドブラスト加工は、直圧方式のサンドブラスト装置によって行なうことができる。直圧方式のサンドブラスト装置は、サクション方式のサンドブラスト装置と比較して、圧縮空気に定量的に微粒子を供給混合しながら噴射ノズルへ圧送させる機構のため、噴射圧力が低圧力であっても微粒子の噴射量を安定させることができる。

また、微粒子の噴射量は、２０ｇ／ｍｉｎ以上６０ｇ／ｍｉｎ以下に設定されていることが望ましい。その結果、噴射量を２０ｇ／ｍｉｎ以上にすることによって、角部２０を切削することができ、さらには金属層１７ｘおよび角部２０を共に切削することができ、角部２０をＲ形状に加工することができる。また、噴射量を６０ｇ／ｍｉｎ以下にすることによって、基体７の主面の切削量を低減するとともに、基体７表層の金属層１７ｘをマスクとして残存させることができるため、角部２０をＲ形状に加工することができる。その上、スルーホールＴの内壁の切削量を低減できるため、樹脂層１５において大きな窪みが形成されることを低減し、窪みに気泡が残存してスルーホールＴの内壁とスルーホール導体８との密着強度が低下することを低減できる。

また、１つのスルーホールＴに対して微粒子の噴射は、基体７の両主面側それぞれから行なうことが望ましい。その結果、スルーホールＴの内壁全体を切削してスミアを除去することができるとともに、スルーホールＴの形状をより円筒状に近づけ、さらには、Ｒ形状である角部２０をスルーホールＴの両端部に形成することができる。

また、サンドブラスト加工による切削量（切削されるスルーホールＴの内壁の厚み）は、０．５μｍ以上３μｍ以下に設定されていることが望ましい。その結果、０．５μｍ以上であることによって、スルーホールＴの内壁のスミアを除去することができる。また、３μｍ以下であることによって、角部２０のＲ形状を保ちつつ、スミアを除去することができる。

また、微粒子を噴射する基体７の樹脂層１５における無機絶縁粒子１１の含有量は、４０体積％以上７５体積％以下に設定されていることが望ましい。その結果、無機絶縁粒子１１の含有量を４０体積％以上とすることによって、サンドブラスト加工による樹脂層１５の切削性を高めることができる。また、無機絶縁粒子１１の含有量を７５体積％以下とすることによって、スルーホールＴを形成する際にスルーホールＴの内壁からの無機絶縁粒子１１の脱粒を低減し、該脱粒に起因した窪みに気泡が残存してスルーホールＴの内壁とスルーホール導体８との密着強度が低下することを低減できる。

（スルーホール導体の形成）
（３）図５（ａ）に示すように、基体７にスルーホール導体８、絶縁体９および導電層１７を形成し、コア基板５を作製する。具体的には、例えば以下のように行う。

まず、無電解めっき法および電気めっき法を順次用いることによって、スルーホールＴの内壁に導電材料を被着させて円筒状のスルーホール導体８を形成するとともに、金属層１７ｘの一主面に導電材料を被着させて導電材料層を形成する。次に、円筒状のスルーホール導体８によって取り囲まれた領域に樹脂材料等を充填し、絶縁体９を形成する。次に、従来周知のフォトリソグラフィー技術、エッチング等により、導電材料層をパターニングして導電層１７を形成する。なお、導電材料の被着には、蒸着法、ＣＶＤ法またはスパッタリング法を用いても構わない。

その結果、スルーホール導体８および導電層１７を形成するとともに、Ｒ形状の角部２０上に接続部１９を形成することができる。

以上のようにして、コア基板５を作製することができる。

（配線層の形成）
（４）図５（ｂ）に示すように、コア基板５の両側に一対の配線層６を形成することにより、配線基板４を作製する。具体的には、例えば以下のように行う。

まず、未硬化の樹脂を導電層１７上に配置し、樹脂を加熱して流動密着させつつ、更に加熱して樹脂を硬化させることにより、導電層１７上に絶縁層１６を形成する。次に、レーザー加工でビア孔Ｖを形成し、ビア孔Ｖ内に導電層１７の少なくとも一部を露出させる。次に、アルカリ性の過マンガン酸溶液などの処理液を用いてデスミア処理を行ない、ビア孔Ｖ内のスミアを除去する。次に、例えばセミアディティブ法、サブトラクティブ法またはフルアディティブ法等により、ビア孔Ｖにビア導体１８を形成するとともに絶縁層１６の上面に導電層１７を形成する。

以上のようにして、配線基板４を作製することができる。なお、本工程を繰り返すことにより、配線層６において絶縁層１６および導電層１７を多層化させることができる。

（電子部品の実装）
（５）最上層の導電層１７上面にバンプ３を形成するとともにバンプ３を介して配線基板４に電子部品２をフリップチップ実装する。

以上のようにして、図１に示した実装構造体１を作製することができる。

本発明は上述した実施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、組み合わせ等が可能である。

例えば、上述した実施形態において、電子部品に半導体素子を用いた構成を例に説明したが、電子部品としてはコンデンサ等を用いても構わない。

また、上述した実施形態において、電子部品を配線基板上にフリップチップ実装した構成を例に説明したが、電子部品を配線基板にワイヤボンディング実装しても構わないし、電子部品を配線基板の内部に実装しても構わない。

また、上述した実施形態において、配線層が絶縁層を１層含む構成を例に説明したが、配線層は絶縁層を何層含んでも構わない。

また、上述した実施形態において、基体が繊維層を３層含む構成を例に説明したが、基体は繊維層を何層含んでも構わない。

また、上述した実施形態において、繊維層の第１樹脂と樹脂層の第２樹脂とが同一のものである構成を例に説明したが、繊維層の第１樹脂と樹脂層の第２樹脂とは異なるものでも構わない。

また、上述した実施形態において、ドリル加工を用いてスルーホールを形成した構成を例に説明したが、ドリル加工の代わりにレーザー加工を用いても構わない。この場合、レーザー加工によって生じたスミアをサンドブラスト加工によって良好に除去することができる。

以下、本発明を実施例によって詳細に説明するが、本発明は、下記実施例によって限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲の変更、実施の態様は、いずれも本発明の範囲内に含まれる。

（評価方法）
基体の上下に銅箔を積層してなる銅張積層板を複数作製してそれぞれ試料とし、各試料に対し、加工方法を変えてスルーホールを形成した。次に、無電解めっき法および電気めっき法を用いて、スルーホールの内壁にスルーホール導体を形成した。その後、高温高湿バイアス試験によって、スルーホール導体同士の絶縁信頼性を確認した。また、スルーホール導体形成後の銅張積層板を厚み方向に切断し、電界放出型電子顕微鏡を用いて切断面を観察した。

（銅張積層板の作製条件）
まず、未硬化のエポキシ樹脂（樹脂）、シリカフィラー（無機絶縁粒子）およびガラスクロス（基材）を含む樹脂シートを準備した。なお、樹脂シートは、シリカフィラーを６０体積％含んでいる。

次に、樹脂シートを４層積層するとともに、最外層に銅箔を積層して積層体を形成した。

次に、温度：２２０℃、圧力：３ＭＰａ、時間：９０分の条件下で、該積層体を厚み方向に加熱加圧することにより、上述した銅張積層板を作製した。

（スルーホール加工条件）
まず、ドリル加工を用いて、銅張積層板を厚み方向に貫通するスルーホールを形成した。

次に、スルーホールの内壁にデスミア処理を行なったものを試料１とし、スルーホールの内壁にサンドブラスト加工を行なったものを試料２とした。

デスミア処理は、処理液：アルカリ性の過マンガン酸溶液、処理温度：７０℃、処理時間：５分の条件下で行なった。

サンドブラスト加工は、種類：ドライブラスト、微粒子を噴射する圧力：０．０３ＭＰａ、微粒子の噴射量：５０ｇ／ｍｉｎ、微粒子の形状：破砕粒子、微粒子の粒径：２６μｍ、微粒子の材料：アルミナの条件下で行った。

（結果）
スルーホール導体同士の絶縁信頼性を確認した結果、試料１では、高温高湿バイアス試験（ＴＨＢ ８５℃、８５％ＲＨ、５Ｖ）２００時間で１９／６０（不良／全数）とスルーホール間の絶縁不良が発生したのに対し、試料２では、高温高湿バイアス試験（ＴＨＢ
８５℃、８５％ＲＨ、５Ｖ）１０００時間でも０／６０（不良／全数）とスルーホール間の絶縁不良が見られなかった。評価基板は、１個に対して２００個のスルーホールが電気的に接続されたものを用いた。信頼性評価は、スルーホール間の絶縁抵抗が１０の８乗Ω以下を不良とした。その結果、サンドブラスト加工を用いることによって、絶縁信頼性が向上することが確認できた。

また、図６（ａ）に示すように、試料１では、角部が直角であったのに対し、図６（ｂ）に示すように、試料２では、角部がＲ形状であった。その結果、サンドブラスト加工を用いることによって、角部にＲ形状を良好に形成できることが確認できた。

１ 実装構造体
２ 電子部品
３ バンプ
４ 配線基板
５ コア基板
６ 配線層
７ 基体
８ スルーホール導体
９ 絶縁体
１０ 樹脂
１１ 無機絶縁粒子
１２ ガラス繊維
１３ 基材
１４ 繊維層
１５ 樹脂層
１６ 絶縁層
１７ 導電層
１８ ビア導体
１９ 接続部
２０ 角部
２１ 角部の一端部
２２ 角部の他端部
Ｔ スルーホール
Ｖ ビア孔
Ｃ 凹部
Ｐ 貫通孔

Claims (11)

1. 樹脂と該樹脂に被覆されたガラス繊維とを含む基体を準備する工程と、
   ドリル加工またはレーザー加工を用いて、前記基体を厚み方向に貫通するスルーホールを形成する工程と、
   サンドブラスト加工を用いて、前記スルーホールの内壁を切削する工程と、
   切削した前記スルーホールの内壁に被着したスルーホール導体を形成する工程と
   を備えたことを特徴とする配線基板の製造方法。
2. 請求項１に記載の配線基板の製造方法において、
   前記基体の一主面に、前記スルーホール導体と接続した導電層を形成する工程をさらに備え、
   前記スルーホールの内壁を切削する工程で、
   前記サンドブラスト加工を用いて、前記スルーホールの内壁と前記基体の一主面との間の角部を切削してＲ形状とすることを特徴とする配線基板の製造方法。
3. 請求項２に記載の配線基板の製造方法において、
   前記基体を準備する工程で、
   前記基体の一主面には金属層が配されており、
   前記スルーホールを形成する工程で、
   前記ドリル加工または前記レーザー加工を用いて、前記スルーホールを形成しつつ、前記金属層を厚み方向に貫通するとともに前記スルーホールにつながった貫通孔を形成し、
   前記スルーホールの内壁を切削する工程で、
   前記サンドブラスト加工を用いて、前記金属層の前記貫通孔を介して、前記スルーホールの内壁を切削することを特徴とする配線基板の製造方法。
4. 請求項３に記載の配線基板の製造方法において、
   前記スルーホールの内壁を切削する工程で、
   前記サンドブラスト加工は、ドライブラスト加工であることを特徴とする配線基板の製造方法。
5. 請求項４に記載の配線基板の製造方法において、
   前記スルーホールの内壁を切削する工程で、
   前記サンドブラスト加工における微粒子の噴射圧力は、０．０２Ｍｐａ以上０．１Ｍｐａ以下であることを特徴とする配線基板の製造方法。
6. 請求項５に記載の配線基板の製造方法において、
   前記スルーホールの内壁を切削する工程で、
   前記サンドブラスト加工は、直圧方式のサンドブラスト装置で行なうことを特徴とする配線基板の製造方法。
7. 請求項６に記載の配線基板の製造方法において、
   切削した前記スルーホールの直径をＤとしたとき、
   前記Ｒ形状である前記角部の曲率半径は、Ｄ／３以上Ｄ８／３以下であることを特徴とする配線基板の製造方法。
8. 請求項１に記載の配線基板の製造方法によって配線基板を作製する工程と、
   該配線基板に電子部品を実装し、該配線基板と該電子部品とを電気的に接続する工程とを備えたことを特徴とする実装構造体の製造方法。
9. 樹脂と該樹脂に被覆されたガラス繊維とを含むとともに、厚み方向に貫通したスルーホールが形成された基体と、
   該スルーホールの内壁に被着したスルーホール導体と、
   基体の一主面に配されているとともに前記スルーホール導体と接続した導電層と
   を備え、
   前記スルーホールの内壁と前記基体の一主面との角部は、Ｒ形状であることを特徴とする配線基板。
10. 請求項１に記載の配線基板において、
    前記スルーホールの直径をＤとしたとき、
    前記Ｒ形状である前記角部の曲率半径は、Ｄ／３以上Ｄ８／３以下であることを特徴とする配線基板。
11. 請求項９に記載の配線基板と、該配線基板に実装されているとともに前記配線基板に電気的に接続した電子部品とを備えたことを特徴とする実装構造体。