JP2014103285A - 配線基板およびその実装構造体 - Google Patents

Abstract

【課題】電気的信頼性に優れた配線基板およびその実装構造体を提供する。
【解決手段】本発明の一形態にかかる配線基板３は、一部が互いに接続した複数の無機絶縁粒子１７を有する無機絶縁層１４と、無機絶縁層１４の一主面の一部に配された導電層１１と、無機絶縁層１４の一主面の他の部分に配されているとともに導電層１１の側面および無機絶縁層１４と反対側の一主面を被覆した第１樹脂層１３ａとを備え、第１樹脂層１３ａの一部は、複数の無機絶縁粒子１７同士の間隙１８に入り込んでいる。その結果、第１樹脂層１３によって無機絶縁層１４と導電層１１との接着強度を高めることができる。したがって、導電層１１の断線を低減し、ひいては電気的信頼性に優れた配線基板３を得ることができる。
【選択図】図１

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）に使用される配線基板およびその実装構造体に関するものである。

従来、電子部品を配線基板に実装してなる実装構造体が、電子機器に用いられている。

この配線基板として、例えば、特許文献１には、セラミック層（無機絶縁層）と、該セラミック層の主面の一部に配された導体パターン（導電層）と、セラミック層の他の部分に配された樹脂層とを備えた複合多層基板（配線基板）が記載されている。

ところで、無機絶縁層と導電層とは熱膨張率が異なるため、電子部品の実装時や作動時に熱が配線基板に加わると、無機絶縁層と導電層との間に熱応力が加わり、無機絶縁層と導電層とが剥離することがある。その結果、導電層に断線が生じ、ひいては配線基板の電気的信頼性が低下しやすくなる。

したがって、電気的信頼性に優れた配線基板を提供することが望まれている。

特開２００５−２２３２２６号公報

本発明は、電気的信頼性に優れた配線基板およびその実装構造体を提供することによって上記要求を解決する。

本発明の一形態にかかる配線基板は、一部が互いに接続した複数の無機絶縁粒子を有する無機絶縁層と、該無機絶縁層の一主面の一部に配された導電層と、前記無機絶縁層の前記一主面の他の部分に配されているとともに前記導電層の側面および前記無機絶縁層と反対側の一主面を被覆した第１樹脂層とを備え、該第１樹脂層の一部は、前記複数の無機絶縁粒子同士の間隙に入り込んでいる。

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、前記導電層に電気的に接続され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によれば、第１樹脂層によって無機絶縁層と導電層との接着強度を高めることができる。したがって、導電層の断線を低減し、ひいては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、上記配線基板を備えるため、電気的信頼性に優れた実装構造体を得ることができる。

（ａ）は、本発明の一実施形態にかかる実装構造体を厚み方向に切断した断面図であり、（ｂ）は、図１（ａ）のＲ１部分を拡大して示した断面図である。 （ａ）は、図１（ｂ）のＲ２部分を拡大して示した断面図であり、（ｂ）は、図１（ｂ）のＲ３部分を拡大して示した断面図である。 （ａ）は、図１（ｂ）のＲ４部分を拡大して示した断面図であり、（ｂ）は、図１（ｂ）のＲ５部分を拡大して示した断面図である。 （ａ）および（ｂ）は、図１（ａ）に示す実装構造体の製造工程を説明する断面図であり、（ｃ）は、図１（ａ）に示す実装構造体の製造工程を説明する、図２（ａ）のＲ２部分に相当する部分を拡大して示した断面図である。 図１（ａ）に示す実装構造体の製造工程を説明する、図２（ａ）のＲ２部分に相当する部分を拡大して示した断面図である。 （ａ）は、図１（ａ）に示す実装構造体の製造工程を説明する断面図であり、（ｂ）は、図１（ａ）に示す実装構造体の製造工程を説明する、図２（ａ）のＲ２部分に相当する部分を拡大して示した断面図であり、（ｃ）は、図１（ａ）に示す実装構造体の製造工程を説明する断面図である。 （ａ）および（ｂ）は、図１（ａ）に示す実装構造体の製造工程を説明する断面図である。 （ａ）および（ｂ）は、図１（ａ）に示す実装構造体の製造工程を説明する断面図である。

以下に、本発明の一実施形態に係る配線基板を備えた実装構造体を、図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１（ａ）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が実装された配線基板３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、配線基板３に半田等の導電材料からなるバンプ４を介してフリップチップ実装されている。この電子部品２は、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。電子部品２の厚みは、例えば０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下である。また、電子部品２の主面方向（ＸＹ平面方向）および厚み方向（Ｚ方向）への熱膨張率は、例えば２ｐｐｍ／℃以上７ｐｐｍ／℃以下である。なお、電子部品２の熱膨張率は、市販のＴＭＡ（Thermo-Mechanical Analysis）装置を用いて、ＪＩＳ Ｋ７１９７−１９９１に準じた測定方法により測定される。以下、各部材の熱膨張率は、電子部品２と同様に測定される。

配線基板３は、電子部品２を支持するとともに、電子部品２を駆動もしくは制御するための電源や信号を電子部品２へ供給する機能を有するものである。この配線基板３は、コア基板５と、コア基板５の上下面に形成された一対のビルドアップ層６とを含んでいる。

コア基板５は、配線基板３の剛性を高めつつ一対のビルドアップ層６間の導通を図るものである。このコア基板５は、ビルドアップ層６を支持する基体７と、基体７を厚み方向に貫通したスルーホール内に配された筒状のスルーホール導体８と、スルーホール導体８に取り囲まれた柱状の絶縁体９とを含んでいる。

基体７は、配線基板３を高剛性かつ低熱膨張率とするものである。この基体７は、例えば、エポキシ樹脂等の樹脂と樹脂に被覆されたガラスクロス等の基材と樹脂中に分散した
酸化珪素等からなるフィラー粒子とを含む。基体７の厚みは、例えば０．０４ｍｍ以上２ｍｍ以下である。

スルーホール導体８は、一対のビルドアップ層６同士を電気的に接続するものである。このスルーホール導体８は、例えば銅、銀、金、アルミニウム、ニッケルまたはクロム等の導電材料によって形成することができる。

絶縁体９は、スルーホール導体８に取り囲まれた空間を埋めるものである。この絶縁体９は、例えばエポキシ樹脂等の樹脂材料によって形成することができる。

一方、コア基板５の上下面には、上述した如く、一対のビルドアップ層６が形成されている。一対のビルドアップ層６のうち、一方のビルドアップ層６は、バンプ３を介して電子部品２と接続し、他方のビルドアップ層６は、例えば半田ボール（図示せず）を介して外部回路と接続する。

ビルドアップ層６は、基体７上に積層された複数の絶縁層１０と、基体７上または絶縁層１０上に部分的に配された複数の導電層１１と、絶縁層１０を厚み方向に貫通した複数のビア導体１２とを含んでいる。

絶縁層１０は、厚み方向または主面方向に離れた導電層１１同士の絶縁部材や主面方向に離れたビア導体１２同士の絶縁部材として機能するものである。絶縁層１０の詳細については後述する。

導電層１１は、厚み方向または主面方向に互いに離れており、接地用配線、電力供給用配線または信号用配線等の配線として機能するものである。導電層１１は、例えば銅、銀、金、アルミニウム、ニッケルまたはクロム等の導電材料からなる。また、導電層１１の厚みは、３μｍ以上２０μｍ以下であり、導電層１１の厚み方向および主面方向への熱膨張率は、例えば１４ｐｐｍ／℃以上１８ｐｐｍ／℃以下である。また、導電層１１のヤング率は、例えば７０ＧＰａ以上１５０以下ＧＰａである。なお、導電層１１のヤング率は、ＭＴＳ社製ナノインデンターＸＰを用いて、ＩＳＯ１４５７７−１：２００２に準じた方法で測定される。以下、各部材のヤング率は、導電層１１と同様に測定される。

ビア導体１２は、厚み方向に互いに離れた導電層１１同士を電気的に接続するものである。このビア導体１２は、導電層１１と同様の材料からなり、同様の特性を有する。また、ビア導体１２は、コア基板５に向って幅狭となる柱状に形成されている。ビア導体１２の幅は、例えば１０μｍ以上７５μｍ以下である。

次に、絶縁層１０について詳細に説明する。

絶縁層１０は、コア基板５側に配された樹脂層１３と、コア基板５と反対側に配された無機絶縁層１４とを含んでいる。無機絶縁層１４のコア基板５と反対側の一主面の一部には、導電層１１が配されており、無機絶縁層１４の一主面の他の部分には、隣接する絶縁層１０の樹脂層１３の一部が配されている。

樹脂層１３は、絶縁層１０において接着部材として機能するものである。また、樹脂層１３は、その一部がコア基板５側に配された導電層１１同士の間に配されており、主面方向に離れた導電層１１同士の絶縁部材として機能するものである。また、樹脂層１３は、無機絶縁層１４よりもヤング率が小さく弾性変形しやすいため、配線基板３におけるクラックの発生を抑制するものである。樹脂層１３の厚みは、例えば３μｍ以上３０μｍ以下である。樹脂層１３のヤング率は、例えば０．２ＧＰａ以上２０ＧＰａ以下である。樹脂
層１３の厚み方向および主面方向への熱膨張率は、例えば２０ｐｐｍ／℃以上５０ｐｐｍ／℃以下である。

この樹脂層１３は、図１（ｂ）に示すように、樹脂１５と樹脂１５中に分散した複数のフィラー粒子１６とを含んでいる。

樹脂１５は、樹脂層１３において接着部材として機能するものである。この樹脂１５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、ポリフェニレンエーテル樹脂、全芳香族ポリアミド樹脂またはポリイミド樹脂等の熱硬化性樹脂を用いることができる。樹脂１５のヤング率は、例えば０．１ＧＰａ以上５ＧＰａ以下である。樹脂１５の厚み方向および主面方向への熱膨張率は、例えば２０ｐｐｍ／℃以上５０ｐｐｍ／℃以下である。

フィラー粒子１６は、樹脂層１３を高剛性かつ低熱膨張率とするものである。このフィラー粒子１６は、例えば酸化ケイ素、酸化アルミニウム、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の無機絶縁材料からなる。フィラー粒子１６の平均粒径は、例えば０．５μｍ以上５μｍ以下である。フィラー粒子１６の熱膨張率は、例えば０ｐｐｍ／℃以上１５ｐｐｍ／℃以下である。樹脂層１３におけるフィラー粒子１６の含有割合は、例えば３体積％以上６０体積％以下である。なお、フィラー粒子１６の平均粒径は、配線基板３の厚み方向への断面において、各粒子の粒径の平均値を算出することによって測定することができる。また、樹脂層１３におけるフィラー粒子１６の含有割合は、配線基板３の厚み方向への断面において、樹脂層１３においてフィラー粒子１６が占める面積の割合を含有割合（体積％）とみなすことによって測定することができる。以下、各部材の平均粒径および含有割合は、フィラー粒子１６と同様に測定される。

無機絶縁層１４は、コア基板５と反対側の一主面の一部に導電層１１が配されており、導電層１１の支持部材として機能するものである。また、無機絶縁層１４は、絶縁層１３を高剛性かつ低熱膨張率とすることによって、電子部品２と配線基板３との熱膨張率の差を低減し、電子部品２の実装時や作動時に実装構造体１に熱が加わった際に、電子部品２と配線基板３との熱膨張率の違いに起因した反りを低減するものである。無機絶縁層１４の厚みは、例えば３μｍ以上３０μｍ以下である。無機絶縁層１４のヤング率は、例えば１０ＧＰａ以上５０ＧＰａ以下である。また、無機絶縁層１４の厚み方向および主面方向への熱膨張率は、例えば０ｐｐｍ／℃以上１０ｐｐｍ／℃以下である。

無機絶縁層１４は、図１（ｂ）ないし図３（ｂ）に示すように、一部が互いに接続した複数の無機絶縁粒子１７を含んでおり、複数の無機絶縁粒子１７の間には間隙１８が形成されている。すなわち、無機絶縁層１４は、多孔質体であり、無機絶縁粒子１７同士が互いに接続した三次元網目状構造をなしている。また、複数の無機絶縁粒子１７同士の接続部１９は、括れ状であり、また、ネック構造をなしている。無機絶縁層１４においては、複数の無機絶縁粒子１７同士が互いに接続して拘束し合うことから、樹脂層１３中に分散したフィラー粒子１６のように流動しないため、無機絶縁層１４を高剛性かつ低熱膨張率とすることができる。

複数の無機絶縁粒子１７は、一部が互いに接続した複数の第１無機絶縁粒子１７ａと、第１無機絶縁粒子１７ａよりも粒径が大きく、一部が第１無機絶縁粒子１７ａと接続しているとともに、第１無機絶縁粒子１７ａを挟んで互いに離れた複数の第２無機絶縁粒子１７ｂとを含んでいる。複数の無機絶縁粒子１７における第１無機絶縁粒子１７ａの含有割合は、例えば２０体積％以上９０体積％以下であり、複数の無機絶縁粒子１７における第２無機絶縁粒子１７ｂの含有割合は、例えば１０体積％以上８０体積％以下である。

第１無機絶縁粒子１７ａは、無機絶縁層１４において接続部材として機能するものである。この第１無機絶縁粒子１７ａは、例えば酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化ホウ素、酸化マグネシウムまたは酸化カルシウム等の無機絶縁材料からなり、中でも、低熱膨張率および低誘電正接の観点から、酸化ケイ素を用いることが望ましい。この場合、第１無機絶縁粒子１７ａは、酸化ケイ素を９０質量％以上含んでいればよい。また、酸化ケイ素は、結晶構造に起因した熱膨張率の異方性を低減するため、アモルファス（非晶質）状態であることが望ましい。

第１無機絶縁粒子１７ａは、例えば球状である。また、第１無機絶縁粒子１７ａの平均粒径は、３ｎｍ以上１１０ｎｍ以下である。このように第１無機絶縁粒子１７ａの粒径が微小であるため、無機絶縁層１４を緻密なものとして高剛性かつ低熱膨張率とすることができるとともに、後述するように、無機絶縁層１４を作製する際に第１無機絶縁粒子１７ａ同士を容易に接続することができる。

第２無機絶縁粒子１７ｂは、その粒径が大きいことから、無機絶縁層１４に生じたクラックが迂回するためのエネルギーを増加させるため、このクラックの伸長を抑制するものである。第２無機絶縁粒子１７ｂは、第１無機絶縁粒子１７ａと同様の材料を用いることができ、中でも、第１無機絶縁粒子１７ａと材料特性を近づけるため、第１無機絶縁粒子１７ａと同じ材料を用いることが望ましい。この第２無機絶縁粒子１７ｂは、例えば球状である。また、第２無機絶縁粒子１７ｂの平均粒径は、０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下である。このように第２無機絶縁粒子１７ｂの粒径が大きいため、無機絶縁層１４に生じたクラックの伸長を良好に抑制できる。

間隙１８は、開気孔であり、無機絶縁層１４の一主面および他主面に開口２０を有する。また、無機絶縁層１４が多孔質体であり、また、三次元網目状構造であることから、間隙１８の少なくとも一部は、無機絶縁層１４の厚み方向への断面において、無機絶縁粒子１７に取り囲まれている。この間隙１８には、樹脂層１３の一部が入り込んでおり、特に、樹脂１５の一部が入り込んでいる。その結果、弾性変形しやすい樹脂１５によって無機絶縁層１４に加わった応力が緩和されるため、無機絶縁層１４におけるクラックの発生を抑制できる。なお、無機絶縁層１４および間隙１８のうち間隙１８が占める割合は、例えば１０体積％以上５０体積％以下である。

ここで、図１（ｂ）に示すように、便宜上、１つの無機絶縁層１４について、コア基板５と反対側の一主面に配された樹脂層１３を第１樹脂層１３ａとし、コア基板５側の他主面に配された樹脂層１３を第２樹脂層１３ｂとする。また、第１樹脂層１３ａの樹脂１５を第１樹脂１５ａとし、第２樹脂層１３ｂの樹脂１５を第２樹脂１５ｂとする。また、第１樹脂層１３ａのフィラー粒子１６を第１フィラー粒子１６ａとし、第２樹脂層１３ｂのフィラー粒子１６を第２フィラー粒子１６ｂとする。

ところで、無機絶縁層１４と導電層１１とは熱膨張率が異なるため、電子部品２の実装時や作動時に配線基板３に熱が加わると、無機絶縁層１４と導電層１１との間に熱応力が加わることがある。

一方、本実施形態の配線基板３は、図２（ａ）に示すように、一部が互いに接続した複数の無機絶縁粒子１７を有する無機絶縁層１４と、無機絶縁層１４の一主面の一部に配された導電層１１と、無機絶縁層１４の一主面の他の部分に配されているとともに導電層１１の側面および無機絶縁層１４と反対側の一主面を被覆した第１樹脂層１３ａとを備え、第１樹脂層１３ａの一部は、複数の無機絶縁粒子１７同士の間隙１８に入り込んでいる。

この第１樹脂層１３ａは、導電層１１の側面および無機絶縁層１４と反対側の一主面を
被覆することによって導電層１１を無機絶縁層１４に固定することができ、さらに、第１樹脂層１３ａが複数の無機絶縁粒子１７同士の間隙１８に入り込んでいることから、第１樹脂層１３ａと無機絶縁層１４との接着強度を高め、ひいては第１樹脂層１３ａによって導電層１１を固定する力を高めることができる。その結果、導電層１１と無機絶縁層１４との接着強度を高めることができ、導電層１１と無機絶縁層１４との剥離を抑制することができる。したがって、導電層１１の断線を抑制し、ひいては電気的信頼性に優れた配線基板３を得ることができる。

また、第２樹脂層１３ｂの一部は、図２（ｂ）に示すように、複数の無機絶縁粒子１７同士の間隙１８に入り込んでいる。その結果、第２樹脂層１３ｂが複数の無機絶縁粒子１７同士の間隙１８に入り込んでいるため、第２樹脂層１３ｂと無機絶縁層１４との接着強度を高めることができる。したがって、第２樹脂層１３ｂと無機絶縁層１４との剥離を抑制することができるため、電子部品２の実装時や作動時に配線基板３に熱が加わった際に、配線基板３内部に含まれる水分がこの剥離した箇所で膨張することを抑制し、剥離部分におけるこの膨張に起因したクラック発生を抑制することができる。その結果、このクラックに起因した導電層１１の断線やイオンマイグレーションによる短絡を抑制することができる。

また、無機絶縁層１４は、図１（ｂ）および図３（ａ）に示すように、第１樹脂層１３ａの一部が入り込んだ第１層領域２１ａと、第２樹脂層１３ｂの一部が入り込んだ第２層領域２１ｂとを含んでおり、第１層領域２１ａの厚みは、第２層領域２１ｂの厚みよりも小さい。その結果、第１樹脂層１３ａの一部を充填する前の第１層領域２１ａの間隙１８にめっき液、エッチング液または界面活性剤等の薬液が侵入して残存することを低減することができるため、残存した薬液に含まれる塩素などが配線の金属材料を溶解することに起因した、主面方向に離れた導電層１１同士のイオンマイグレーションを低減することができる。なお、第１層領域２１ａの厚みは、例えば無機絶縁層１４の厚みの１％以上３０％以下であり、第２層領域２１ｂの厚みは、例えば無機絶縁層１４の厚みの７０％以上９９％以下である。

また、図３（ａ）に示すように、無機絶縁層１４の内部において、第１樹脂層１３ａの一部および第２樹脂層１３ｂの一部が接している。その結果、無機絶縁層１４と第１樹脂層１３ａとの接着強度および無機絶縁層１４と第２樹脂層１３ｂとの接着強度の双方を高めることができる。また、第１樹脂層１３ａと第２樹脂層１３ｂとの界面が無機絶縁層１４の内部に位置するため、無機絶縁層１４と導電層１１との角部に集中しやすい応力に起因した第１樹脂層１３ａと第２樹脂層１３ｂとの剥離を抑制できる。

また、第１樹脂層１３ａの無機絶縁層１４に近接した領域（第１近接領域２２ａ）における第１フィラー粒子１６ａの含有割合は、第２樹脂層１３ｂの無機絶縁層１４に近接した領域（第２近接領域２２ｂ）における第２フィラー粒子１６ｂの含有割合よりも小さい。その結果、第１近接領域２２ａにおいては、第１フィラー粒子１６ａの含有割合を小さくすることによって、主面方向で隣接した導電層１１同士の間における樹脂１５の充填効率を高め、導電層１１同士の間における絶縁性を高め、さらには導電層１１同士の短絡を抑制しつつ導電層１１のピッチを小さくして配線を高密度化することができる。また、第２近接領域２２ｂにおいては、第２フィラー粒子１６ｂの含有割合を大きくすることによって、無機絶縁層１４との熱膨張率の差を低減して、第２樹脂層１３ｂと無機絶縁層１４との間に加わる熱応力を低減し、ひいては第２樹脂層１３ｂと無機絶縁層１４との剥離を低減できる。

第１近接領域２２ａは、無機絶縁層１４の一主面から第１樹脂層１３ａの厚みの２０％以内の領域であり、第２近接領域２２ｂは、無機絶縁層１４の他主面から第２樹脂層１３
ｂの厚みの２０％以内の領域である。この第１近接領域２２ａの厚みは、導電層１１の厚みよりも小さく、第２近接領域２２ｂの厚みは第１近接領域２２ａの厚みと同じである。第１近接領域２２ａにおける第１フィラー粒子１６ａの含有割合は、例えば７０体積％以上８５体積％以下である。また、第２近接領域２２ｂにおける第２フィラー粒子１６ｂの含有割合は、例えば８０体積％以上９０体積％以下である。

また、第１近接領域２２ａにおける第１フィラー粒子１６ａの含有割合は、第１樹脂層１３ａのコア基板５と反対側に配された他の無機絶縁層１４に近接した領域（第３近接領域２２ｃ）における第１フィラー粒子１６ａの含有割合よりも小さい。その結果、上述した第１近接領域２２ａおよび第２近接領域２２ｂにおける場合と同様の効果が得られる。なお、第３近接領域２２ｃの厚みは、第２近接領域２２ｂの厚みと同じである。また、第３近接領域２２ｃにおける第１フィラー粒子１６ａの含有割合は、第２近接領域２２ｂにおける第２フィラー粒子１６ｂの含有割合と同様である。

また、第１樹脂層１３ａの第１近接領域２２ａおよび第３近接領域２２ｃ以外の領域（残部領域２２ｄ）における第１フィラー粒子１６ａの含有割合は、第１近接領域２２ａにおける第１フィラー粒子１６ａの含有割合よりも小さい。その結果、残部領域２２ｄにおける第１フィラー粒子１６ａの含有割合が小さいことから、第１樹脂層１３ａを形成する際に後述する樹脂層前駆体が流動しやすくなるため、第１樹脂層１３ａの平坦性を高めることができる。また、第１近接領域２２ａにおける第１フィラー粒子１６ａの含有割合が大きいことから、第１近接領域２２ａと無機絶縁層１４との熱膨張率の差を低減して、第１樹脂層１３ａと無機絶縁層１４との間に加わる熱応力を低減することができる。なお、残部領域２２ｄにおける第１フィラー粒子１６ａの含有割合は、例えば５５体積％以上８０体積％以下である。

一方、導電層１１は、図１（ｂ）および図３（ｂ）に示すように、複数の無機絶縁粒子１７同士の間隙１８に入り込んだ第１部分２３ａと、無機絶縁層１４上に配された第２部分２３ｂとを含んでいる。その結果、第１部分２３ａにおいてアンカー効果が生じるため、導電層１１と無機絶縁層１４との接着強度を高めることができる。また、無機絶縁層１４の間隙１８に配される第１部分２３ａよりも電気抵抗を低減できる第２部分２３ｂによって、導電層１１の電気抵抗を低減して信号伝送特性を高めることができる。

第１部分２３ａの厚みは、第２部分２３ｂの厚みよりも小さい。その結果、表皮効果によって電流密度が高くなりやすい導電層１１の表面部分において、電気抵抗が第２部分２３ｂよりも大きい第１部分２３ａが占める割合を小さくできるため、導電層１１における信号伝送特性を高めることができる。また、導電層１１において、電気抵抗が第１部分２３ａよりも小さい第２部分２３ｂの占める割合を大きくすることによって、導電層１１の電気抵抗を低減して信号伝送特性を高めることができる。なお、第１部分２３ａの厚みは、第１層領域２１ａの厚みと同じである。また、第１部分２３ａの厚みは、導電層１１の厚みの例えば５％以上３０％以下である。

無機絶縁層１４の内部において、第１部分２３ａと第２層領域２１ｂとは接しており、第１部分２３ａの厚みは、第２層領域２１ｂの厚みよりも小さい。その結果、表皮効果によって電流密度が高くなりやすい導電層１１の表面部分において第１部分２３ａが占める割合を小さくできるため、導電層１１における信号伝送特性を高めることができる。また、導電層１１よりもヤング率が小さく弾性変形しやすい第２樹脂層１３ｂの一部が間隙１８に入り込んだ第２層領域２１ｂの厚みを大きくすることによって、無機絶縁層１４におけるクラックの発生を良好に低減できる。

無機絶縁層１４の内部において、第１部分２３ａと第２層領域２１ｂとは接している。
その結果、無機絶縁層１４の厚み方向において、第１部分２３ａ以外の領域において第２樹脂層１３ｂの一部を入り込ませることで、無機絶縁層１４に加わった応力を良好に緩和することができる。

第１部分２３ａは、第２部分２３ｂよりも主面方向に張り出した張出部２４を有する。その結果、張出部２４によって厚み方向（Ｚ方向）にアンカー効果が生じ、厚み方向における導電層１１と無機絶縁層１４との接着強度を高めることができるため、例えばビア導体１２と絶縁層１０との厚み方向における熱膨張率の違いに起因した熱応力が導電層１１に加わった際に、導電層１１と無機絶縁層１４との剥離を低減できる。なお、張出部２４の張出量は、例えば０．５μｍ以上５μｍ以下である。

張出部２４の張出量は、第２部分２３ｂ側から反対側に向かって小さくなっている。その結果、張出部２４の張出量が第２部分２３ｂ側で大きいため、張出部２４による厚み方向（Ｚ方向）へのアンカー効果を高めることができる。なお、張出部２４の第２部分２３ｂ側における張出量と、張出部２４の第２部分２３ｂと反対側における張出量との差は、例えば０．５μｍ以上２μｍ以下である。

次に、上述した実装構造体１の製造方法を、図４ないし図８に基づいて説明する。

（１）図４（ａ）に示すように、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なう。

プリプレグを硬化させてなる基体７と基体７の上下に配された銅等の金属箔とからなる積層板を準備する。次に、サンドブラスト加工、レーザー加工またはドリル加工を用いて、積層板にスルーホールを形成する。次に、例えば無電解めっき法、電解めっき法、蒸着法、ＣＶＤ法またはスパッタリング法等を用いて、スルーホール内に導電材料を被着させてスルーホール導体８を形成する。次に、スルーホール導体８の内側に未硬化樹脂を充填して硬化させることによって、絶縁体９を形成する。次に、例えば無電解めっき法、電解めっき法、蒸着法、ＣＶＤ法またはスパッタリング法等を用いて、絶縁体９上に導電材料を被着させた後、フォトリソグラフィー法およびエッチング法等を用いて、基体７上の金属箔および導電材料をパターニングして導電層１１を形成する。その結果、コア基板５を作製することができる。

（２）図４（ｂ）ないし図６（ｃ）に示すように、銅箔等の金属箔またはＰＥＴフィルム等の樹脂シートからなる支持体２５と、支持体２５上に配された無機絶縁層１４と、無機絶縁層１４上に配された未硬化の樹脂層前駆体２６とを含む積層シート２７を作製する。具体的には、例えば以下のように行なう。

まず、図４（ｂ）および図４（ｃ）に示すように、無機絶縁粒子１７と無機絶縁粒子１７が分散した溶剤２８とを有する無機絶縁ゾル２９を準備し、無機絶縁ゾル２９を支持体２５の一主面に塗布する。次に、図５に示すように、無機絶縁ゾル２９から溶剤２８を蒸発させて、支持体２５上に無機絶縁粒子１７を残存させる。この残存した無機絶縁粒子１７は、近接箇所で互いに接触している。次に、図６（ａ）および図６（ｂ）に示すように、この無機絶縁粒子１７を加熱して、隣接する無機絶縁粒子１７同士を近接箇所で接続させることによって、無機絶縁層１４を形成する。次に、図６（ｃ）に示すように、無機絶縁層１４上に樹脂層前駆体２６を積層し、積層された無機絶縁層１４および樹脂層前駆体２６を厚み方向に加熱加圧することによって、樹脂層前駆体２６の一部を間隙１８内に充填する。その結果、積層シート２７を作製することができる。

無機絶縁ゾル２９における無機絶縁粒子１７の含有割合は、例えば１０％体積以上５０
体積％以下であり、無機絶縁ゾル２９における溶剤２８の含有割合は、例えば５０％体積以上９０体積％以下である。溶剤２８は、例えばメタノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、エチレングリコール、エチレングリコールモノプロピルエーテル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、キシレン、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジメチルアセトアミドまたはこれらから選択された２種以上の混合物を含んだ有機溶剤等を用いることができる。

無機絶縁ゾル２９の乾燥は、例えば加熱および風乾により行なわれる。乾燥温度は、例えば、２０℃以上溶剤２８の沸点未満であり、乾燥時間は、例えば２０秒以上３０分以下である。

無機絶縁粒子１７同士を接続させる際の加熱温度は、溶剤２８の沸点以上、無機絶縁粒子１７の結晶化開始温度未満であり、さらには、１００℃以上２５０℃以下である。また、加熱時間は、例えば０．５時間以上２４時間以下である。第１無機絶縁粒子１７ａは、上述した如く、平均粒径が３ｎｍ以上１１０ｎｍ以下と微小であるため、このような低温であっても、第１無機絶縁粒子１７ａ同士および第１無機絶縁粒子１７ａと第２無機絶縁粒子１７ｂとを強固に接続することができる。これは、第１無機絶縁粒子１７ａが微小であることから、第１無機絶縁粒子１７ａの原子、特に表面の原子が活発に運動するため、このような低温下でも第１無機絶縁粒子１７ａ同士および第１無機絶縁粒子１７ａと第２無機絶縁粒子１７ｂとが強固に接続すると推測される。

さらに、このように低温で加熱することによって、第１無機絶縁粒子１７ａおよび第２無機絶縁粒子１７ｂの粒子形状を保持しつつ、第１無機絶縁粒子１７ａ同士および第１無機絶縁粒子１７ａと第２無機絶縁粒子１７ｂとを近接領域のみで接続することができる。その結果、接続部１９においてネック構造を形成するとともに、開気孔の間隙１８を容易に形成することができる。なお、第１無機絶縁粒子１７ａ同士を強固に接続することができる温度は、例えば、第１無機絶縁粒子１７ａの平均粒径を１１０ｎｍ以下に設定した場合は２５０℃程度であり、第１無機絶縁粒子１７ａの平均粒径を１５ｎｍ以下に設定した場合は１５０℃程度である。

ここで、本実施形態においては、積層された無機絶縁層１４および樹脂層前駆体２６を加熱加圧することによって、樹脂層前駆体２６の一部を開気孔である間隙１８内に入り込ませる。この際、加熱加圧の条件を適宜調節することによって、樹脂層前駆体２６側に位置する領域の間隙１８には樹脂層前駆体２６の一部を入り込ませるが、支持体２５側に位置する領域の間隙１８には樹脂層前駆体２６の一部を入り込ませない。このような加熱加圧の条件としては、加圧圧力が小さく、加圧時間が短く、加熱温度が小さいことが望ましい。具体的には、加圧圧力は、例えば０．０５ＭＰａ以上０.５ＭＰａ以下であり、加圧
時間は、例えば２０秒以上５分以下であり、加熱温度は、例えば５０℃以上１００℃以下である。なお、この加熱温度は、樹脂層前駆体２６の硬化開始温度未満であるため、樹脂層前駆体２６を未硬化の状態で維持することができる。

また、樹脂層前駆体２６の一部を間隙１８内に充填する際に、第１無機絶縁粒子１７ａの平均粒径がフィラー粒子１６の平均粒径よりも大きいと、間隙１８にフィラー粒子１６が入り込みにくいため、樹脂層前駆体２６と無機絶縁層１４との境界に近接した領域でフィラー粒子１６が濃縮される。

（３）図７（ａ）および図７（ｂ）に示すように、コア基板５上に積層シート２７を積層して絶縁層１０を形成し、絶縁層１０に導電層１１およびビア導体１２を形成する。具体的には、例えば以下のように行なう。

まず、図７（ａ）に示すように、樹脂層前駆体２６をコア基板５に接しつつ、コア基板５上に積層シート２７を積層し、積層されたコア基板５および積層シート２７を厚み方向に加熱加圧することによって、コア基板５に積層シート２７を接着させた後、積層シート２７の樹脂層前駆体２６を硬化開始温度以上、熱分解温度未満の温度で加熱することによって、樹脂層前駆体２６を硬化させて樹脂層１３とする。その結果、この樹脂層１３と積層シート２７に含まれていた無機絶縁層１４とを有する絶縁層１０をコア基板５上に形成することができる。次に、図７（ｂ）に示すように、無機絶縁層１４から支持体１５を機械的または化学的に剥離した後、レーザー加工等を用いて、絶縁層１０を厚み方向に貫通するとともに導電層１１を露出したビア孔を形成する。次に、無電解めっき法および電解めっき法等を用いた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って、絶縁層１０上に所望のパターンの導電層１１を形成するとともに、ビア孔内にビア導体１２を形成する。この際、導電層１１は、絶縁層１０における無機絶縁層１４の一主面の一部に配される。

本工程で樹脂層前駆体２６が硬化してなる樹脂層１３は、積層シート２７に含まれていた無機絶縁層１４のコア基板５側の他主面に配された第２樹脂層１３ｂとなり、この無機絶縁層１４とコア基板５とを接着する。また、本工程で樹脂層前駆体２６が硬化して第２樹脂層１３ｂとなるため、工程（２）で間隙１８に入り込んでいた樹脂層前駆体２６の一部が本工程で間隙１８に入り込んだ第２樹脂層１３ｂの一部となり、さらに、工程（２）でフィラー粒子１６が濃縮されていた樹脂層前駆体２６と無機絶縁層１４との境界に近接した領域が本工程で第２近接領域２２ｂとなる。

また、本工程の加熱加圧の条件を適宜調節することによって、支持体２５側に位置する領域において樹脂層前駆体２６の一部が入り込んでいない間隙１８を残しつつ、樹脂層前駆体２６をコア基板５に接着させることができる。この樹脂層前駆体２６を硬化させることによって、第１層領域２１ａの間隙１８に第２樹脂層１３ｂの一部が入り込んでいない無機絶縁層１４を形成することができる。このような加熱加圧の条件としては、工程（２）と同様の条件を用いることができる。

第１層領域２１ａは、支持体２５を剥離すると無機絶縁層１４の一主面に露出することから、無機絶縁層１４の一主面に導電層１１を形成する際に、めっき液が第１層領域２１ａの間隙１８に入り込むため、導電層１１の第１部分２３ａが形成される。

また、導電層１１を形成する際には、導電層１１を所望のパターンとするため、無機絶縁層１４上の一主面にはレジストが形成されているが、第１層領域２１ａ内にはレジストが形成されていないため、第１層領域２１ａの間隙１８に入り込んだめっき液が主面方向に広がって、張出部２４が形成される。このめっき液は無機絶縁層１４の一主面から離れるにつれて主面方向に広がりにくくなるため、張出部２４の張出量は、第２部分２３ｂ側から反対側に向かって小さくなる。

（４）図８（ａ）および図８（ｂ）に示すように、絶縁層１０上に積層シート２７を積層してさらに絶縁層１０を形成し、この絶縁層１０に導電層１１およびビア導体１２を形成することによって、コア基板５上にビルドアップ層６を形成し、配線基板３を作製する。具体的には、例えば以下のように行なう。なお、便宜上、本工程で形成する絶縁層１０を第１絶縁層１０ａとし、工程（３）で形成した絶縁層１０を第２絶縁層１０ｂとする。

まず、図８（ａ）に示すように、樹脂層前駆体２６を第２絶縁層１０ｂに接しつつ、第２絶縁層１０ｂ上に積層シート２７を積層し、積層された第２絶縁層１０ｂおよび積層シート２７を厚み方向に加熱加圧することによって、第２絶縁層１０ｂに積層シート２７を接着させた後、積層シート２７の樹脂層前駆体２６を硬化開始温度以上、熱分解温度未満
の温度で加熱することによって、樹脂層前駆体２６を硬化させて樹脂層１３とする。その結果、この樹脂層１３と積層シート２７に含まれていた無機絶縁層１４とを有する第１絶縁層１０ａを第２絶縁層１０ｂ上に形成することができる。次に、図８（ｂ）に示すように、工程（３）と同様の方法で、第１絶縁層１０ａに導電層１１およびビア導体１２を形成する。

本工程で樹脂層前駆体２６が硬化してなる樹脂層１３は、第２絶縁層１０ｂに含まれていた無機絶縁層１４のコア基板５と反対側の一主面に配された第１樹脂層１３ａとなる。また、第２絶縁層１０ｂに積層シート２７を接着させる際に、樹脂層前駆体２６は流動するため、樹脂層前駆体２６は無機絶縁層１４の一主面の他の部分に配されるとともに導電層１１の側面および一主面を被覆する。したがって、第１樹脂層１３ａは、無機絶縁層１４の一主面に配された導電層１１の側面および一主面を被覆する。

ここで、本実施形態においては、工程（３）にて上述した如く、第２絶縁層１０ｂにおいて無機絶縁層１４の一主面に露出した第１層領域２１ａでは、間隙１８に第２樹脂層１３ｂの一部が入り込んでいない。そして、本工程の加熱加圧は、条件を適宜調節することによって、樹脂層前駆体２６の一部を第１層領域２１ａの間隙１８に入り込ませることができる。この樹脂層前駆体２６を硬化させることによって、第１層領域２１ａの間隙１８に入り込んだ第１樹脂層１３ａの一部を形成することができる。このような加熱加圧の条件として、工程（２）と同様の条件を用いることができる。このように工程（２）と同様の条件であっても、樹脂層前駆体２６が第１層領域２１ａと接しているため、樹脂層前駆体２６の一部を第１層領域２１ａの間隙１８に良好に入り込ませることができる。

この際に、第１無機絶縁粒子１７ａの平均粒径が第１フィラー粒子１６ａの平均粒径よりも大きいと、間隙１８に第１フィラー粒子１６ａが入り込みにくいため、第１樹脂層１３ａと無機絶縁層１４との境界に近接した領域で第１フィラー粒子１６ａが濃縮され、上述した第１近接領域２２ａが形成される。

また、第１樹脂層１３ａの一部が間隙１８に入り込んだ第１層領域２１ａの厚みを、第２樹脂層１３ｂの一部が間隙１８に入り込んだ第２層領域２１ｂの厚みよりも小さくすると、第１近接領域２２ａにおいて濃縮される第１フィラー粒子１６ａの量が、第２近接領域２２ｂにおいて濃縮される第２フィラー粒子１６ｂの量よりも小さくなる。その結果、第１近接領域２２ａにおける第１フィラー粒子１６ａの含有割合が、第２近接領域２２ｂにおける第２フィラー粒子１６ｂの含有割合よりも小さくなる。

なお、本工程を繰り返すことにより、ビルドアップ層６をより多層化することができる。

（５）配線基板３に対してバンプ４を介して電子部品２をフリップチップ実装することにより、図１（ａ）に示した実装構造体１を作製する。なお、電子部品２は、ワイヤボンディングにより配線基板３と電気的に接続してもよいし、あるいは、配線基板３に内蔵させてもよい。

本発明は、上述の実施形態に限定されず、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、組合せ等が可能である。

また、上述した本発明の実施形態においては、本発明に係る配線基板３の例としてコア基板５およびビルドアップ層６からなるビルドアップ多層基板を挙げたが、本発明に係る配線基板３の例としては、ビルドアップ多層基板以外にも、例えば、コアレス基板も含まれる。

また、上述した本発明の実施形態においては、無機絶縁層１４をビルドアップ層６に適用した構成を例に説明したが、無機絶縁層１４を基体７に適用しても構わない。この場合には、基体７は、第２樹脂層１３ｂおよび無機絶縁層１４を有しており、ビルドアップ層６は、無機絶縁層１４に配された第１樹脂層１３ａを有しており、無機絶縁層１４の間隙１８に第１樹脂層１３ａの一部が入り込んでいる。

また、上述した本発明の実施形態においては、１つのビルドアップ層６が絶縁層１０を２層含む構成を例に説明したが、１つのビルドアップ層６は絶縁層１０を３層以上含んでいても構わない。この場合は、各絶縁層１０において、無機絶縁層１４の間隙１８に第１樹脂層１３ａの一部が入り込んでいても構わない。

また、上述した本発明の実施形態においては、無機絶縁粒子１７が第１無機絶縁粒子１７ａおよび第２無機絶縁粒子１７ｂを含んでいたが、無機絶縁粒子１７は第１無機絶縁粒子１７ａのみを含んでいてもよい。

また、上述した本発明の実施形態においては、工程（２）において溶剤２８の蒸発と無機絶縁粒子１７の加熱とを別々に行なっていたが、これらを同時に行なっても構わない。

１ 実装構造体
２ 電子部品
３ 配線基板
４ バンプ
５ コア基板
６ ビルドアップ層
７ 基体
８ スルーホール導体
９ 絶縁体
１０ 絶縁層
１１ 導電層
１２ ビア導体
１３ 樹脂層
１３ａ 第１樹脂層
１３ｂ 第２樹脂層
１４ 無機絶縁層
１５ 樹脂
１５ａ 第１樹脂
１５ｂ 第２樹脂
１６ フィラー粒子
１６ａ 第１フィラー粒子
１６ｂ 第２フィラー粒子
１７ 無機絶縁粒子
１７ａ 第１無機絶縁粒子
１７ｂ 第２無機絶縁粒子
１８ 間隙
１９ 複数の無機絶縁粒子同士の接続部
２０ 開口
２１ａ 第１層領域
２１ｂ 第２層領域
２２ａ 第１近接領域
２２ｂ 第２近接領域
２２ｃ 第３近接領域
２２ｄ 残部領域
２３ａ 第１部分
２３ｂ 第２部分
２４ 張出部
２５ 支持体
２６ 樹脂層前駆体
２７ 積層シート
２８ 溶剤
２９ 無機絶縁ゾル

Claims (9)

1. 一部が互いに接続した複数の無機絶縁粒子を有する無機絶縁層と、該無機絶縁層の一主面の一部に配された導電層と、前記無機絶縁層の前記一主面の他の部分に配されているとともに前記導電層の側面および前記無機絶縁層と反対側の一主面を被覆した第１樹脂層とを備え、
   該第１樹脂層の一部は、前記複数の無機絶縁粒子同士の間隙に入り込んでいる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、
   前記無機絶縁層の他主面に配された第２樹脂層をさらに備え、
   該第２樹脂層の一部は、前記複数の無機絶縁粒子同士の間隙に入り込んでいることを特徴とする配線基板。
3. 請求項２に記載の配線基板において、
   前記無機絶縁層は、前記第１樹脂層の一部が入り込んだ第１層領域と、前記第２樹脂層の一部が入り込んだ第２層領域とを含んでおり、
   前記第１層領域の厚みは、前記第２層領域の厚みよりも小さいことを特徴とする配線基板。
4. 請求項２に記載の配線基板において、
   前記無機絶縁層の内部において、前記第１樹脂層の一部および前記第２樹脂層の一部が接していることを特徴とする配線基板。
5. 請求項２に記載の配線基板において、
   前記第１樹脂層は、第１樹脂と該第１樹脂中に分散した複数の第１フィラー粒子とを有しており、
   前記第２樹脂層は、第２樹脂と該第２樹脂中に分散した複数の第２フィラー粒子とを有しており、
   前記第１樹脂層の前記無機絶縁層に近接した領域における前記第１フィラー粒子の含有割合は、前記第２樹脂層の前記無機絶縁層に近接した領域における前記第２フィラー粒子の含有割合よりも小さいことを特徴とする配線基板。
6. 請求項１に記載の配線基板において、
   前記導電層は、前記複数の無機絶縁粒子同士の間隙に入り込んだ第１部分と、前記無機絶縁層上に配された第２部分とを含んでいることを特徴とする配線基板。
7. 請求項６に記載の配線基板において、
   前記第１部分は、前記第２部分よりも主面方向に張り出した張出部を有することを特徴とする配線基板。
8. 請求項７に記載の配線基板において、
   前記張出部の張出量は、前記第２部分側から反対側に向かって小さくなっていることを特徴とする配線基板。
9. 請求項１に記載された配線基板と、該配線基板に実装され、前記導電層に電気的に接続された電子部品とを備えたことを特徴とする実装構造体。

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