JP2015028963A - 配線基板およびこれを用いた実装構造体 - Google Patents

Abstract

【課題】電気的信頼性に優れた配線基板およびこれを用いた実装構造体を提供する。【解決手段】本発明の一形態における配線基板３は、第１絶縁層２３と、第１絶縁層２３の一主面に配された、電子部品２に電気的に接続される複数のパッド２２と、第１絶縁層２３を厚み方向に貫通し、複数のパッド２２それぞれに電気的に接続した複数のビア導体９とを備え、第１絶縁層２３の一主面は、複数のパッド２２それぞれに対応し、頂面にパッド２２が配された複数の凸部３０と、複数の凸部３０の間に配された凹部３１とを有し、第１絶縁層２３は、少なくとも一部が凸部３０に配された無機絶縁層１１と、少なくとも一部が凸部３０に配された第１樹脂層１０とを含み、ビア導体９は、凸部３０において、無機絶縁層１１および第１樹脂層１０を厚み方向に貫通している。その結果、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これを用いた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。

例えば、特許文献１には、絶縁層（樹脂絶縁層）と、絶縁層の一主面に配された、電子部品（チップ部品）に電気的に接続される複数のパッド（主面側接続端子）を備えた配線基板が記載されている。

ところで、隣接するパッド同士の間に電圧が印加されると、パッドを構成する導電材料がイオン化し、パッドの一部が隣接するパッドに向かって伸長することがある（イオンマイグレーション）。その結果、隣接するパッド同士が短絡しやすくなり、配線基板の電気的信頼性が低下しやすい。

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要求されている。

特開２０１０−２８３０４３号公報

本発明は、電気的信頼性に優れた配線基板およびこれを用いた実装構造体を提供することを目的とするものである。

本発明の一形態における配線基板は、絶縁層と、該絶縁層の一主面に配された、電子部品に電気的に接続される複数のパッドと、前記絶縁層を厚み方向に貫通し、前記複数のパッドそれぞれに電気的に接続した複数のビア導体とを備え、前記絶縁層の一主面は、前記複数のパッドそれぞれに対応し、頂面に前記パッドが配された複数の凸部と、該複数の凸部の間に配された凹部とを有し、前記絶縁層は、少なくとも一部が凸部に配された無機絶縁層と、少なくとも一部が凸部に配された第１樹脂層とを含み、前記ビア導体は、前記凸部において、前記無機絶縁層および前記第１樹脂層を厚み方向に貫通している。

本発明の一形態における実装構造体は、前述した配線基板と、該配線基板の前記絶縁層の一主面に実装され、前記パッドに電気的に接続した電子部品と、前記電子部品と前記絶縁層の一主面との間に配され、少なくとも一部が前記凹部に配された樹脂部材とを備える。

本発明の一形態における配線基板によれば、絶縁層の一主面が、複数のパッドそれぞれに対応し、頂面にパッドが配された複数の凸部と、複数の凸部の間に配された凹部とを有するため、隣接するパッド同士の間における短絡を低減できる。したがって、電気的信頼性に優れた配線基板を得ることができる。

本発明の一形態における実装構造体によれば、前述した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。

本発明の一実施形態における実装構造体を厚み方向に切断した断面図である。 図１の配線基板の貫通孔が開口した一主面の平面図である。 （ａ）は、図１のＲ１部分の拡大図であり、（ｂ）は、図３（ａ）のＲ２部分の拡大図である。 （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断面図であり、（ｄ）は、図４（ｃ）のスラリーの部分拡大図である。 （ａ）は、図１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５（ａ）の粉末層の部分拡大図であり、（ｃ）は、図１に示す実装構造体の製造工程を説明する断面図であり、（ｄ）は、図５（ｃ）の無機絶縁層の部分拡大図である。 （ａ）は、図１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６（ａ）の無機絶縁層の部分拡大図であり、（ｃ）は、図１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）は、図６（ｃ）の無機絶縁層の部分拡大図であり、（ｂ）は、図１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および図２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。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、ＬＳＩ、ＣＣＤもしくはＣＭＯＳ等の半導体素子、ＳＡＷデバイス、またはＭＥＭＳデバイスなどである。この電子部品２は、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。

配線基板３は、基板５と、基板５上に配され、厚み方向（Ｚ方向）に貫通した貫通孔Ｐを有する枠体６とを有する。この配線基板３は、マザーボードなどの外部回路基板（図示せず）に実装される。

基板５は、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外部回路基板から電子部品２へ供給する機能を有する。この基板５は、複数の絶縁層７と、絶縁層７上に配された複数の導電層８と、絶縁層７を厚み方向に貫通し、導電層８に電気的に接続した複数のビア導体９とを備えている。複数の導電層８は、絶縁層７の両主面それぞれに配されており、厚み方向または主面方向（ＸＹ平面方向）に互いに離れている。絶縁層７の内部には導電層８が配されていない。ビア導体９は、絶縁層７を介して厚み方向に離れた２つの導電層８を電気的に接続している。本実施形態において、基板５はコア基板を有していないコアレス基板であり、絶縁層７は２層であり、導電層８は３層である。なお、絶縁層７および導電層８は何層であっても構わない。

絶縁層７は、厚み方向または主面方向に離れた導電層８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。この絶縁層７は、第１樹脂層１０と、第１樹脂層１０の電子部品２とは反対側に配された無機絶縁層１１と、無機絶縁層１１の第１樹脂層１０とは反対側に配された第２樹脂層１２とを有する。

第１樹脂層１０は、絶縁層７同士または絶縁層７および枠体６を接着する接着部材として機能する。第１樹脂層１０は、図３（ａ）に示すように、第１樹脂１３と第１樹脂１３中に分散した複数の第１フィラー粒子１４とを含んでいる。第１樹脂層１０の厚みは、例えば３μｍ以上３０μｍ以下である。第１樹脂層１０のヤング率は、例えば０．２ＧＰａ以上２０ＧＰａ以下である。第１樹脂層１０の各方向への熱膨張率は、例えば２０ｐｐｍ／℃以上５０ｐｐｍ／℃以下である。

なお、第１樹脂層１０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。また、第１樹脂層１０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、各部材のヤング率および熱膨張率は、第１樹脂層１０と同様に測定される。

第１樹脂１３は、第１樹脂層１０の主要部であり、接着部材として機能する。この第１樹脂層１３は、例えばエポキシ樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂、シアネート樹脂またはポリイミド樹脂等の樹脂材料からなり、中でもエポキシ樹脂からなることが望ましい。

第１フィラー粒子１４は、第１樹脂層１０を低熱膨張率かつ高剛性とする。第１フィラー粒子１４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り、中でも酸化ケイ素からなることが望ましい。第１フィラー粒子１４の平均粒径は、例えば０．５μｍ以上５μｍ以下である。第１樹脂層１０における第１フィラー粒子１４の含有割合は、例えば３体積％以上６０体積％以下である。

なお、第１フィラー粒子１４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、第１樹脂層１０における第１フィラー粒子１４の含有割合は、配線基板３の厚み方向への断面において、第１樹脂層１０において第１フィラー粒子１４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、各粒子の平均粒径および含有割合は、第１フィラー粒子１４と同様に測定される。

無機絶縁層１１は、第１樹脂層１０および第２樹脂層１２よりもヤング率が大きく、かつ熱膨張率が小さいことから、電子部品２と配線基板３との熱膨張率の差を低減するものである。これにより、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抑制することができる。したがって、この反りに起因した電子部品２と配線基板３との接続部の破壊を抑制し、電子部品２と配線基板３との接続信頼性を高めることができる。

無機絶縁層１１は、図３（ａ）および（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１５と、無機絶縁粒子１５同士の間隙１６の一部に配された樹脂部１７とを含む。また、無機絶縁層１１は、無機絶縁粒子１５同士が互いに接続することによって三次元網目状構造である多孔質体をなしている。複数の無機絶縁粒子１５同士の接続部は、括れ状であり、ネック構造をなしている。無機絶縁層１１の厚みは、例えば３μｍ以上３０μｍ以下である。無機絶縁層１１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１１の各方向への熱膨張率は、例えば０ｐｐｍ／℃以上１０
ｐｐｍ／℃以下である。

複数の無機絶縁粒子１５は、一部が互いに接続していることから互いに拘束し合って流動しないため、無機絶縁層１１のヤング率を高めるとともに各方向の熱膨張率を低減するものである。この無機絶縁粒子１５は、一部が互いに接続した複数の第１無機絶縁粒子１８と、第１無機絶縁粒子１８よりも平均粒径が大きく、一部が第１無機絶縁粒子１８と接続しているとともに、第１無機絶縁粒子１８を挟んで互いに離れた複数の第２無機絶縁粒子１９とを含んでいる。

第１無機絶縁粒子１８は、無機絶縁層１１において接続部材として機能する。また、第１無機絶縁粒子１８は、平均粒径が小さいことから後述するように強固に接続するため、無機絶縁層１１を低熱膨張率かつ高ヤング率にすることができる。この第１無機絶縁粒子１８は、例えば酸化ケイ素、酸化ジルコニウム、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、低熱膨張率かつ低誘電正接の観点から、酸化ケイ素からなることが望ましい。この酸化ケイ素は、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１８における酸化ケイ素の含有割合は、例えば９９．９質量％以上１００質量％以下である。第１無機絶縁粒子１８は、例えば球状である。第１無機絶縁粒子１８の平均粒径は、例えば３ｎｍ以上１１０ｎｍ以下である。

第２無機絶縁粒子１９は、第１無機絶縁粒子１８よりも平均粒径が大きいことから、無機絶縁層１１に生じた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１９は、例えば第１無機絶縁粒子１８と同様の材料、特性を有する。第２無機絶縁粒子１９は、例えば球状である。第２無機絶縁粒子１９の平均粒径は、例えば０．５μｍ以上５μｍ以下である。

間隙１６は、開気孔であり、無機絶縁層１１の一主面および他主面に開口を有する。また、一部が互いに接続した複数の無機絶縁粒子１５が多孔質体をなしているため、間隙１６の少なくとも一部は、無機絶縁層１１の厚み方向への断面において、無機絶縁粒子１５に取り囲まれている。

樹脂部１７は、無機絶縁材料よりも弾性変形しやすい樹脂材料からなるため、無機絶縁層１１に加わった応力を低減し、無機絶縁層１１におけるクラックの発生を抑制するものである。本実施形態の樹脂部１７は、間隙１６に入り込んだ第１樹脂層１０の一部である。その結果、無機絶縁層１１と第１樹脂層１０との接着強度を高めることができる。

第２樹脂層１２は、厚みおよびヤング率が第１樹脂層１０よりも小さいことから、無機絶縁層１１と導電層８との間の熱応力を緩和する機能を有する。第２樹脂層１２の厚みは、例えば０．１μｍ以上５μｍ以下である。第２樹脂層１２のヤング率は、例えば０．０５ＧＰａ以上５ＧＰａ以下である。第２樹脂層１２の各方向への熱膨張率は、例えば２０ｐｐｍ／℃以上１００ｐｐｍ／℃以下である。

第２樹脂層１２は、図３（ａ）に示すように、第２樹脂２０および第２樹脂２０中に分散した複数の第２フィラー粒子２１を含んでいる。第２樹脂層１２における第２フィラー粒子２１の含有割合は、例えば０．０５体積％以上１０体積％以下である。

第２樹脂２０は、例えば第１樹脂１３と同様の材料、特性を有する。第２フィラー粒子２１は、例えば第１フィラー粒子１４と同様の材料、特性を有する。第２フィラー粒子２１は、例えば球状であり、第２フィラー粒子２１の平均粒径は、例えば０．０５μｍ以上０．７μｍ以下である。

導電層８は、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。導電層８は、例えば例えば銅、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り、中でも銅からなることが望ましい。導電層８の厚みは、例えば３μｍ以上２０μｍ以下である。導電層８の各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８のヤング率は、例えば７０ＧＰａ以上１５０以下ＧＰａである。

導電層８は、複数の絶縁層７のうち電子部品２側の最外層に配された絶縁層７（以下、第１絶縁層２２とする）の一主面に配された、電子部品２に電気的に接続される複数のパッド２３を有する。パッド２３は、バンプ４が接続する端子として機能する。複数のパッド２３それぞれには、ビア導体１２が電気的に接続している。パッド２３は、例えば円板状である。パッド２３の幅（直径）は、例えば２０μｍ以上２００μｍ以下である。

ビア導体１２は、導電層８とともに配線として機能する。ビア導体１２は、例えば導電層８と同様の材料、特性を有する。本実施形態のビア導体１２は、ビア孔内に充填されており、電子部品２とは反対側から電子部品２側に向かって幅が小さいテーパー状である。ビア導体１２の電子部品２側の端部の幅（直径）は、例えば１０μｍ以上１００μｍ以下である。ビア導体１２の電子部品２とは反対側の端部の幅（直径）は、例えば１２μｍ以上１２０μｍ以下である。

枠体６は、基板５よりも剛性が高いため、基板５の一主面に接着することによって基板５の反りを抑制する補強部材として機能する。また、枠体６のコア基板２４とは反対側の一主面には、実装部品（図示せず）が実装される。実装部品は、電子部品２および配線基板３とともに実装構造体１を構成する。実装部品は、例えば電子部品２と同様の構成を有する。

枠体６は、基板５の一主面に接着したコア基板２４と、コア基板２４の基板５とは反対側に配されたビルドアップ層２５とを含んでいる。

コア基板２４は、基板５の剛性を高めるものである。このコア基板２４は、基体２６と、基体２６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２７と、スルーホール導体２７に取り囲まれた柱状の絶縁体２８とを含んでいる。基体２６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ケイ素等からなるフィラー粒子とを含んでいる。スルーホール導体２７は、基板５の導電層８に電気的に接続しており、例えば導電層８と同様の材料、特性を有する。絶縁体２８は、例えばエポキシ樹脂等の樹脂を含んでいる。

ビルドアップ層２５は、基板５と同様の構成を有するとともに、コア基板２４の基板５とは反対側に配されている。その結果、配線基板３に熱が加わった際に、コア基板２４とビルドアップ層２５との間に加わる熱応力が、コア基板２４と基板５との間に加わる熱応力と反対方向に働くため、配線基板３の反りを抑制することができる。ビルドアップ層２５は、基板５と同様に、絶縁層７、導電層８およびビア導体９を含んでいる。ビルドアップ層２５の導電層８およびビア導体９は、実装部品とスルーホール導体２７と電気的に接続することによって、実装部品と外部回路基板または電子部品２との間で電源または信号を伝送する配線として機能する。

貫通孔Ｐは、図１および図２に示すように、配線基板３の基板５とは反対側の一主面に開口している。また、貫通孔Ｐは、第１絶縁層２２の一主面、パッド２３を露出している。この貫通孔Ｐ内には、電子部品２および樹脂部材２９が配されている。貫通孔Ｐは、例
えば四角柱状である。

樹脂部材２９は、電子部品２を被覆しているとともに電子部品２と第１絶縁層２２の一主面との間に配されている。この樹脂部材２９は、電子部品２、配線基板３および実装部品とともに実装構造体１を構成する。樹脂部材２９は、例えば第３樹脂（図示せず）および第３樹脂中に分散した複数の第３フィラー粒子（図示せず）を含んでいる。樹脂部材２９における第３フィラー粒子の含有割合は、第１樹脂層１０における第１フィラー粒子の含有割合よりも大きい。その結果、樹脂部材２９の熱膨張率を低減し、樹脂部材２９と電子部品２との熱膨張率の差を低減できる。第３樹脂は、例えば第１樹脂１３と同様の材料からなる。第３フィラー粒子は、例えば第１フィラー粒子１４と同様の材料からなる。

本実施形態において、図１および図３（ａ）に示すように、第１絶縁層２２の一主面は、複数のパッド２３それぞれに対応し、頂面にパッド２３が配された複数の凸部３０と、複数の凸部３０の間に配された凹部３１とを有する。その結果、隣接するパッド２３同士の間に凹部３１が配されることとなる。これにより、隣接するパッド２３同士の間に電圧が印加された際にパッド２３の一部の伸長を低減できる。したがって、イオンマイグレーションに起因した隣接するパッド２３同士の短絡を低減することができ、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。なお、複数のパッド２３それぞれに対応し、頂面にパッド２３が配された複数の凸部３０においては、１つのパッド２３が１つの凸部３０の頂面に配されている。

本実施形態において、樹脂部材２９は、電子部品２と第１絶縁層２２の一主面との間に配され、少なくとも一部が凹部３１に配されている。その結果、アンカー効果によって樹脂部材２９と第１絶縁層２２の一主面との剥離を低減できる。すなわち、隣接するパッド２３同士の間に電圧が印加された際にパッド２３の一部が侵入する剥離箇所を低減できるため、パッド２３の一部の伸長を低減できる。

本実施形態において、第１絶縁層２２は、少なくとも一部が凸部３０に配された無機絶縁層１１と、少なくとも一部が凸部３０に配された第１樹脂層１０とを含んでいる。その結果、無機絶縁層１１によって凸部３０のヤング率を高めることができるため、凸部３０の破壊を低減できる。これにより、凸部３０の頂面に配されたパッド２３と電子部品２との接続部の破壊を低減し、配線基板３と電子部品２との接続信頼性を高めることができる。また、凸部３０の破壊を起点とした樹脂部材２９におけるクラックの発生を低減できる。すなわち、隣接するパッド２３同士の間に電圧が印加された際にパッド２３を構成する導電材料が侵入する樹脂部材２９のクラック箇所を低減できるため、パッド２３の一部の伸長を低減できる。

本実施形態において、ビア導体９は、凸部３０において、無機絶縁層１１および第１樹脂層１０を厚み方向に貫通している。一般的に導電材料である金属材料の熱膨張率は、無機絶縁材料の熱膨張率よりも大きく、樹脂材料の熱膨張率よりも小さいため、ビア導体９の熱膨張率は、無機絶縁層１１の熱膨張率よりも大きく、第１樹脂層１０の熱膨張率よりも小さい。したがって、ビア導体９の厚み方向への熱膨張率と凸部３０の厚み方向への熱膨張とを近づけることができるため、ビア導体９とパッド２３との接続部に加わる熱応力を低減できる。それ故、ビア導体９とパッド２３との接続部の破壊を低減し、配線基板３の電気的信頼性を高めることができる。

本実施形態において、第１樹脂層１０は、凸部３０の頂面にてパッド２３と接している。その結果、第１樹脂層１０によって凸部３０とパッド２３との接着強度を高め、凸部３０とパッド２３との剥離を低減できる。これにより、凸部３０の頂面に配されたパッド２３と電子部品２との接続部の破壊を低減できる。また、凸部３０とパッド２３との剥離を
起点とした樹脂部材２９におけるクラックの発生を低減できる。

本実施形態において、第１樹脂層１０は、凸部３０の頂面に露出しており、凸部３０の頂面には微細な凹凸が形成されている。その結果、凸部３０の頂面とパッド２３との接着強度を高めることができる。この凸部３０の頂面の算術平均粗さ（Ｒａ）は、例えば０．１μｍ以上３μｍ以下である。なお、凸部３０の頂面の算術平均粗さ（Ｒａ）は、配線基板３の厚み方向に沿った断面において、ＪＩＳＢ０６０１：２００１に準じて測定される。以下、各部材の算術平均粗さ（Ｒａ）は、凸部３０と同様に測定される。

本実施形態において、第２樹脂層１２は、無機絶縁層１１の第１樹脂層１０とは反対側に配され、少なくとも一部が凹部３１に露出している。その結果、第２樹脂層１２によって凹部３１の内面と樹脂部材２９との接着強度を高め、第１絶縁層２２の一主面と樹脂部材２９との剥離を低減できる。

本実施形態において、第２樹脂層１２は、凹部３１の底面に露出しており、凹部３１の底面には微細な凹凸が形成されている。その結果、凹部３１の底面と樹脂部材２９との接着強度を高めることができる。この凹部３１の底面の算術平均粗さ（Ｒａ）は、例えば０．１μｍ以上３μｍ以下である。

本実施形態において、第２樹脂層１２における第２フィラー粒子２１の含有割合は、第１樹脂層１０における第１フィラー粒子１４の含有割合よりも小さい。その結果、第２樹脂層１２における第２フィラー粒子２１の含有割合を小さくすることによって、凹部３１の内面と樹脂部材２９との接着強度を高めることができる。また、第１樹脂層１０における第１フィラー粒子１４の含有割合を大きくすることによって、凸部３０の剛性を高めつつ凸部３０とパッド２３との熱膨張率の差を低減し、凸部３０とパッド２３との剥離を低減できる。

本実施形態において、第２樹脂層１２の厚みは、第１樹脂層１０の厚みよりも小さい。その結果、凹部３１に露出した第２樹脂層１２の厚みを小さくすることによって、凸部３０の底部における剛性を高めることができる。これにより、主面方向への応力に対する凸部３０の剛性を高め、ひいては配線基板３と電子部品２との接続信頼性を高めることができる。また、凸部３０に配された第１樹脂層１０の厚みを大きくすることによって、ビア導体９の厚み方向への熱膨張率と凸部３０の厚み方向への熱膨張とを近づけることができる。

本実施形態において、凸部３０の幅は、底部から頂面に向かって小さくなっている。その結果、凸部３０の底部における幅を大きくすることによって、凸部３０の底部の強度を高め、凸部３０の破壊を低減することができる。また、凸部３０の頂面の幅を小さくすることによって、樹脂部材２９を容易に凹部３１内に充填し、樹脂部材２９と凹部３１の内面との間の隙間を低減できる。

本実施形態において、凸部３０は、柱状であり、例えば円錐台状である。また、凸部３０の側面は、例えば曲面状である。その結果、凸部３０の底部における剛性を高めることができる。また、凸部３０の頂面全体は、パッド２３によって被覆されている。その結果、凸部３０の頂面の幅を小さくし、樹脂部材２９を容易に凹部３１内に充填することができる。凸部３０の頂面の幅（直径）は、例えば２０μｍ以上２００μｍ以下である。また、凸部３０の高さは、例えば１０μｍ以上５０μｍ以下である。

本実施形態において、第１絶縁層２２は、枠体６に接着した接着部３２を有しており、接着部３２と接着部３２に隣接する凸部３０との間には凹部３１が配されている。その結
果、接着部３２に隣接する凸部３０の周囲を凹部３１が取り囲むことになる。したがって、樹脂部材２９を凹部３１内で硬化させた際に、樹脂部材２９の硬化収縮によって凸部３０に加わる主面方向の応力が凸部３０の周方向にてより均一になるため、配線基板３と電子部品２との接続信頼性を高めることができる。この接着部３２は、第１樹脂層１０および無機絶縁層１１を含んでいる。

次に、前述した実装構造体１の製造方法を、図４ないし図８を参照しつつ説明する。

（１）図４（ａ）に示すように、コア基板２４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２６と基体２６の両主面に配された銅箔等の金属箔とからなる積層板を準備する。次に、レーザー加工またはドリル加工等を用いて、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筒状のスルーホール導体２７を形成する。次に、スルーホール導体２７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２８を形成する。次に、例えば無電解めっき法および電解めっき法等を用いて、絶縁体２８上に導電材料を被着させた後、基体２６上の金属箔および導電材料をパターニングしてパッド２３を含む導電層８を形成する。以上のようにして、コア基板２４を作製することができる。

（２）図４（ｂ）ないし図６（ｂ）に示すように、支持シート３３と、支持シート３３上に配された無機絶縁層１１と、無機絶縁層１１上に配された未硬化樹脂を含む樹脂層前駆体３４とを有する積層シート３５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）に示すように、支持シート３３および支持シート３３上に配された第２樹脂層１２を有する樹脂付き金属箔３６を準備する。次に、図４（ｃ）および（ｄ）に示すように、無機絶縁粒子１５と無機絶縁粒子１５が分散した溶剤３７とを有するスラリー３８を準備し、スラリー３８を第２樹脂層１２の一主面に塗布する。次に、図５（ａ）および（ｂ）に示すように、スラリー３８から溶剤３７を蒸発させて、支持シート３３上に無機絶縁粒子１５を残存させて、残存した無機絶縁粒子１５からなる粉末層３９を形成する。この粉末層３９において、第１無機絶縁粒子１８は近接箇所で互いに接触している。次に、図５（ｃ）および（ｄ）に示すように、粉末層３９を加熱して、隣接する第１無機絶縁粒子１８同士を近接箇所で接続させることによって無機絶縁層１１を形成する。

次に、図６（ａ）および（ｂ）に示すように、第１樹脂１３となる未硬化樹脂および第１フィラー粒子１４を含む樹脂層前駆体３４を無機絶縁層１１上に積層し、積層された無機絶縁層１１および樹脂層前駆体３４を厚み方向に加熱加圧することによって、樹脂層前駆体３４の一部を間隙１６内に充填する。以上のようにして、積層シート３５を作製することができる。

本実施形態においては、平均粒径が３ｎｍ以上１１０ｎｍ以下である複数の第１無機絶縁粒子１８、およびこの第１無機絶縁粒子１８が分散した溶剤３７を含むスラリー３８を支持シート３３上に塗布している。その結果、第１無機絶縁粒子１８の平均粒径が３ｎｍ以上１１０ｎｍ以下であることから、低温条件下においても、複数の第１無機絶縁粒子１８の一部を互いに強固に接続することができる。これは、第１無機絶縁粒子１８が微小であることから、第１無機絶縁粒子１８の原子、特に表面の原子が活発に運動するため、複数の第１無機絶縁粒子１８の一部が互いに強固に接続する温度を低減すると推測される。

したがって、第１無機絶縁粒子１８の結晶化開始温度未満、さらには２５０℃以下といった低温条件下で複数の第１無機絶縁粒子１８同士を強固に接続させることができる。また、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１８および第２無機絶縁粒子１９の粒子形状を保持しつつ、第１無機絶縁粒子１８同士および第１無機絶縁粒子１８と第２無機絶縁粒子１９とを近接領域のみで接続することができる。その結果、開気孔の間隙１６を容易に形成することができる。また、第２樹脂層１２の第２樹脂２０の熱分解温度未満の温度で第１無機絶縁粒子１８同士を強固に接続させることができる。したがって、第２樹脂層１２の損傷を低減することができる。

なお、第１無機絶縁粒子１８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１８の平均粒径を１１０ｎｍに設定した場合は２５０℃程度であり、第１無機絶縁粒子１８の平均粒径を１５ｎｍに設定した場合は１５０℃程度である。

また、本実施形態においては、平均粒径が０．５μｍ以上５μｍ以下である複数の第２無機絶縁粒子１９をさらに含むスラリー３８を支持シート３３上に塗布している。その結果、平均粒径が第１無機絶縁粒子１８よりも大きい第２無機絶縁粒子１９によって、スラリー３８における無機絶縁粒子１５の隙間を低減できるため、溶剤３７を蒸発させて形成する粉末層３９の収縮を低減できる。したがって、主面方向へ大きく収縮しやすい平板状である粉末層３９の収縮を低減することで、粉末層３９における厚み方向に沿ったクラックの発生を低減することができる。

支持シート３３は、例えばＰＥＴフィルム等の樹脂フィルムまたは銅箔等の金属箔である。溶剤３７は、例えばメタノール、イソプロパノール、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、キシレン、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である。スラリー３８の乾燥温度は、例えば２０℃以上溶剤３７の沸点未満である。粉末層３９を加熱する際の加熱温度は、溶剤３７の沸点以上、第１無機絶縁粒子１８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。

積層された無機絶縁層１１および樹脂層前駆体３４を加熱加圧する際の加熱温度は、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３４の硬化開始温度未満であるため、樹脂層前駆体３４を未硬化の状態で維持することができる。

（３）図６（ｃ）ないし図７（ｂ）に示すように、コア基板２４上に積層シート３５を積層して絶縁層７を形成した後、導電層８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、樹脂層前駆体３４をコア基板２４側に配しつつ、コア基板２４の両主面それぞれに積層シート３５を積層する。次に、積層されたコア基板２４および積層シート３５を厚み方向に加熱加圧することによって、コア基板２４に積層シート３５を接着させる。次に、図６（ｃ）および図７（ａ）に示すように、樹脂層前駆体３４を加熱することによって、未硬化樹脂を硬化させて第１樹脂１３として、樹脂層前駆体３４を第１樹脂層１０とする。その結果、絶縁層７を形成することができる。この際に、工程（２）で間隙１６に入り込んでいた樹脂層前駆体３４の一部が樹脂部１７となる。

次に、化学的または機械的に支持シート３３を絶縁層７から剥離した後、レーザー加工を用いて、絶縁層７を厚み方向に貫通するビア孔を形成する。この際に、ビア孔の底面に導電層８を露出させる。次に、図７（ｂ）に示すように、無電解めっき法および電解めっき法を用いたセミアディティブ法またはサブトラクティブ法等によって、ビア孔内にビア導体９を形成しつつ、絶縁層７上に導電層８を形成する。

コア基板２４に積層シート３５を接着させる際の加熱加圧は、工程（２）と同様の条件を用いることができる。また、未硬化樹脂を硬化させて第１樹脂１３とする際の加熱温度は、例えば未硬化樹脂の硬化開始温度以上、熱分解温度未満である。

（４）図８（ａ）に示すように、工程（３）を繰り返すことによって、コア基板２４の一主面に基板５を形成しつつ、コア基板２４の他主面にビルドアップ層２５を形成する。本工程において、コア基板２４およびビルドアップ層２５は、貫通孔Ｐを有しない平板を構成している。なお、本工程を繰り返すことにより、基板５およびビルドアップ層２５をより多層化することができる。

（５）図８（ｂ）に示すように、サンドブラスト法を用いて、貫通孔Ｐを有する枠体６を形成し、配線基板３を形成する。具体的には、例えば以下のように行なう。

まず、サンドブラスト法を用いて、ビルドアップ層２５のコア基板２４とは反対側の一主面に向かって砥粒を噴射することによって、ビルドアップ層２５およびコア基板２４を厚み方向に貫通する貫通孔Ｐを形成し、貫通孔Ｐに第１絶縁層２２の一主面およびパッド２３を露出させる。さらに、サンドブラスト法を用いて、第１絶縁層２２の一主面およびパッド２３に砥粒を噴射させることによって、パッド２３をマスクとして、第１絶縁層２２のパッド２３に被覆されていない領域を切削する。これにより、パッド２３が頂面に配された凸部３０および凸部３０同士の間に配された凹部３１を形成する。

本実施形態においては、第１絶縁層２２が、無機絶縁層１１の第１樹脂層１０とは反対側に配された第２樹脂層１２を含む。一般的に樹脂材料は無機絶縁材料よりもサンドブラスト法によって切削されにくいため、第２樹脂層１２は無機絶縁層１１よりも切削されにくい。したがって、サンドブラスト法によって第１絶縁層２２を切削する際に、第２樹脂層１２が切削のストップ層として機能し、第２樹脂層１２において切削を容易に止めることができる。それ故、凸部３０の高さおよび凹部３１の深さを容易に調節することができる。この場合、凹部３１の底面には第２樹脂層１２が露出する。

本実施形態においては、第２樹脂層１２における第２フィラー粒子２１の含有割合は、第１樹脂層１０における第１フィラー粒子１４の含有割合よりも小さい。その結果、第２樹脂層１２における第２フィラー粒子２１の含有割合を小さくすることによって、第２樹脂層１２をより切削されにくくし、第２樹脂層１２において切削をより容易に止めることができる。また、第１樹脂層１０における第１フィラー粒子１４の含有割合を大きくすることによって、第１樹脂層１０をより切削されやすくし、第１樹脂層１０および無機絶縁層１１を含む凸部３０を容易に形成することができる。

サンドブラスト法で噴射される砥粒は、例えば酸化ケイ素、酸化アルミニウムまたは炭化ケイ素などの無機材料からなる。また、砥粒の平均粒径は、例えば２μｍ以上８０μｍ以下である。砥粒の噴射は、例えば空気によって行なわれる（ドライブラスト）。また、サンドブラスト法において、砥粒の形状、砥粒の噴射圧、砥粒の噴射時間を適宜調節することによって、凸部３０および凹部３１を所望の形状とすることができる。

（６）配線基板３に電子部品２を実装し、電子部品２を樹脂部材２９で被覆することによって、図１に示した実装構造体１を作製する。具体的には、例えば以下のように行なう。

まず、配線基板３の貫通孔Ｐに電子部品２を収容し、基板５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。この際に、バンプ４とパッド２３とを電気的に接続する。次に、配線基板３の貫通孔Ｐ内に液状の未硬化樹脂部材を配する。この際に、未
硬化樹脂部材によって電子部品２を被覆するとともに、未硬化樹脂部材を電子部品２と第１絶縁層２２の一主面との間に配し、さらに凹部３１内に未硬化樹脂部材を配する。次に、未硬化樹脂部材を熱硬化させることによって、樹脂部材２９を形成する。その結果、実装構造体１を作製することができる。

本発明は、前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。

例えば、前述した本発明の実施形態においては、電子部品２が配線基板３にフリップチップ実装された構成を例に説明したが、電子部品２は配線基板３にワイヤボンディング実装されていても構わない。

また、前述した本発明の実施形態においては、実装構造体１が枠体６上に実装された実装部品を備えた構成を例について説明したが、実装構造体１は実装部品を備えていなくても構わない。

また、前述した本発明の実施形態においては、基板５および枠体６を備えた配線基板３を用いた例について説明したが、配線基板３として他のものを用いてもよく、例えば配線基板３は枠体６を有していなくても構わない。

また、前述した本発明の実施形態においては、基板５がコアレス基板である構成を例に説明したが、基板５はコア基板およびビルドアップ層を有するビルドアップ基板であっても構わない。

また、前述した本発明の実施形態においては、枠体６がコア基板２４およびビルドアップ層２５を有する構成を例に説明したが、枠体６として他のものを用いてもよく、枠体６はコア基板２４のみからなるものでも構わないし、枠体６は金属板や樹脂板などからなるものでも構わない。

また、前述した本発明の実施形態においては、絶縁層７が第１樹脂層１０、無機絶縁層１１および第２樹脂層１２を有する構成を例に説明したが、絶縁層７は第１樹脂層１０および無機絶縁層１１を有していればよく、第２樹脂層１２を有してなくても構わない。

また、前述した本発明の実施形態においては、無機絶縁粒子１５が第２無機絶縁粒子１９を含む構成を例に説明したが、無機絶縁粒子１５は、第２無機絶縁粒子１９を含まなくても構わない。

また、前述した本発明の実施形態においては、ビア導体１２がビア孔内に充填された構成を例に説明したが、ビア導体１２はビア孔の内壁に被着した膜状であっても構わない。

また、前述した本発明の実施形態においては、第１樹脂層１０が凸部３０の頂面においてパッド２３と接した構成を例に説明したが、無機絶縁層１１が凸部３０の頂面においてパッド２３と接していても構わない。

また、前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３７の蒸発と粉末層３９の加熱とを別々に行なった構成を例に説明したが、これらを同時に行なっても構わない。

また、前述した本発明の実施形態においては、工程（３）において支持シート３３を絶縁層７から除去した後に絶縁層７の一主面に導電層８を形成した構成を例に説明したが、
金属箔からなる支持シート３３を絶縁層７上でパターニングすることによって導電層８を形成しても構わない。

１ 実装構造体
２ 電子部品
３ 配線基板
４ バンプ
５ 基板
６ 枠体
７ 絶縁層
８ 導電層
９ ビア導体
１０ 第１樹脂層
１１ 無機絶縁層
１２ 第２樹脂層
１３ 第１樹脂
１４ 第１フィラー粒子
１５ 無機絶縁粒子
１６ 間隙
１７ 樹脂部
１８ 第１無機絶縁粒子
１９ 第２無機絶縁粒子
２０ 第２樹脂
２１ 第２フィラー粒子
２２ 第１絶縁層
２３ パッド
２４ コア基板
２５ ビルドアップ層
２６ 基体
２７ スルーホール導体
２８ 絶縁体
２９ 樹脂部材
３０ 凸部
３１ 凹部
３２ 接着部
３３ 支持シート
３４ 樹脂層前駆体
３５ 積層シート
３６ 樹脂付き金属箔
３７ 溶剤
３８ スラリー
３９ 粉末層
Ｐ 貫通孔

Claims (7)

1. 絶縁層と、該絶縁層の一主面に配された、電子部品に電気的に接続される複数のパッドと、前記絶縁層を厚み方向に貫通し、前記複数のパッドそれぞれに電気的に接続した複数のビア導体とを備え、
   前記絶縁層の一主面は、前記複数のパッドそれぞれに対応し、頂面に前記パッドが配された複数の凸部と、該複数の凸部の間に配された凹部とを有し、
   前記絶縁層は、少なくとも一部が凸部に配された無機絶縁層と、少なくとも一部が凸部に配された第１樹脂層とを含み、
   前記ビア導体は、前記凸部において、前記無機絶縁層および前記第１樹脂層を厚み方向に貫通して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、
   前記第１樹脂層は、前記凸部の前記頂面にて前記パッドと接して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、
   前記絶縁層は、前記無機絶縁層の前記第１樹脂層とは反対側に配され、少なくとも一部が前記凹部に露出した第２樹脂層をさらに含むことを特徴とする配線基板。
4. 請求項３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樹脂に分散した複数の第１フィラー粒子とを含み、
   前記第２樹脂層は、第２樹脂と、該第２樹脂に分散した複数の第２フィラー粒子とを含み、
   前記第２樹脂層における前記第２フィラー粒子の含有割合は、前記第１樹脂層における前記第１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。
5. 請求項４に記載の配線基板において、
   前記第２樹脂層の厚みは、前記第１樹脂層の厚み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、
   前記凸部の幅は、底部から前記頂面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。
7. 請求項１に記載の配線基板と、
   該配線基板の前記絶縁層の一主面に実装され、前記パッドに電気的に接続した電子部品と、
   前記電子部品と前記絶縁層の一主面との間に配され、少なくとも一部が前記凹部に配された樹脂部材とを備えたことを特徴とする実装構造体。

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