JP2020161731A - 配線基板 - Google Patents

Abstract

【課題】配線基板の品質の向上。【解決手段】実施形態の配線基板は、コア層の各面にそれぞれ形成されている第１及び第２の内側導体層と、最表層にそれぞれ形成されている第１及び第２の外側導体層と、第１内側導体層と第１外側導体層との間、及び第２内側導体層と第２外側導体層との間にそれぞれ形成されている第２導体層からなる第１及び第２の内層導体層と、を備えている。第１及び第２の内側導体層、及び第１及び第２の外側導体層の少なくとも一方は、それぞれ、所定の厚さを有する金属箔層と、めっき膜層とを少なくとも含む第１導体層１１からなる。第１導体層１１と一体に形成される第１の一群のビア導体は、第１の一群のビア導体と一体に形成される導体層１１と第１の一群のビア導体が接続されるコア層側の導体層との間にくびれ部７４を有するくびれ付きビア導体７ａを含んでいる。【選択図】図３Ａ

Description

本発明は配線基板に関する。

特許文献１には、層間絶縁樹脂層と配線パターンの層とが複数組積層され、隣接する配線パターンの層のパターン同士がビアホールで接続された多層配線板が開示されている。配線パターンの層は、ビアホールと共に無電解めっき及び電解めっきによって形成されている。

特開２０１４−１５４６３１号公報

特許文献１の多層配線板では、ビアの接続信頼性に問題がある。すなわち、ビアは層間絶縁膜に形成した孔内に導体を埋め込むことによって形成される。この孔の形成はレーザー光の照射によって行われる。しかし、このレーザー光の照射は層間絶縁層内に進むと共に、レーザー光の強度が弱くなり、先細りのテーパ状になる。そのため、孔の底面の面積は小さくなる。また、レーザー光の照射が十分に行われていないと、孔の底面に樹脂層の一部が残存する可能性がある。樹脂層の一部が残存していると、導通性能が落ちる。その結果、ビア全体としては電気抵抗が増大し得ると共にビア底での剥離が生じやすいという問題がある。

本発明の一実施形態の配線基板は、第１面及び前記第１面と反対側の第２面を有するコア層と、前記第１面上に形成されている第１内側導体層と、前記第２面上に形成されている第２内側導体層と、前記第１面側の最表層に形成されている第１外側導体層と、前記第２面側の最表層に形成されている第２外側導体層と、前記第１内側導体層及び前記第１外側導体層の間に形成されている第１中間導体層と、前記第２内側導体層及び前記第２外側導体層の間に形成されている第２中間導体層と、前記第１内側導体層と前記第１中間導体層との間、前記第１中間導体層と前記第１外側導体層との間、前記第２内側導体層と前記第２中間導体層との間、及び前記第２中間導体層と前記第２外側導体層との間のそれぞれに介在する層間絶縁層と、前記層間絶縁層の両面に配置される導体層を接続すべく前記コア層と反対側の導体層と一体に、前記層間絶縁層に形成されたビア導体と、を備えている。そして、前記第１及び第２の内側導体層、及び前記第１及び第２の外側導体層の少なくとも一方は、それぞれ、所定の厚さを有する金属箔層と、めっき膜層とを少なくとも含む第１導体層からなり、前記第１及び第２の中間導体層は、前記所定の厚さよりも薄い厚さを有する金属箔層と、めっき膜層とを少なくとも含む第２導体層からなり、前記第１導体層と一体に形成される第１の一群のビア導体は、前記第１の一群のビア導体と一体に形成される導体層と前記第１の一群のビア導体が接続される前記コア層側の導体層との間にくびれ部を有するくびれ付きビア導体を含んでいる。

本発明の実施形態によれば、くびれ部を有するビア導体はビア底での接続面積が大きくなる。その結果、ビア底での剥れが起きにくくなると共に、ビア導体の電気抵抗を小さくし得る。一方、くびれ部を有さないビア導体はビアの途中に破断しやすいネック部が無いのでビアの内部破断が置き難くなる。それらを適材適所に設けることで総合的にビアの接続信頼性が向上すると考えられる。

本発明の一実施形態の配線基板の一例を示す断面図。 図１に示される導体層の第１積層構造を有する第１導体層の拡大図。 図１に示される導体層の第２積層構造有する第２導体層の拡大図。 図１のIIIＡ部の拡大図で、第１導体層に形成される第１リセスの説明をする断面図。 図１のIIIＢ部の拡大図で、第２導体層に形成される第２リセスの説明をする断面図。 図３Ａのビア導体を形成する前の層間絶縁層に孔を形成する説明図。 図３Ｂのビア導体を形成する前の層間絶縁層に孔を形成する説明図。 本発明の一実施形態の配線基板の他の例で、層間絶縁膜の全体が第１導体層からなる例を示す断面図。 本発明の一実施形態の配線基板の他の例で、層間絶縁膜の全体が第２導体層からなる例を示す断面図。 本発明の一実施形態の配線基板の他の例を示す断面図。 一実施形態の配線基板の製造工程の一例を示す断面図。 一実施形態の配線基板の製造工程の一例を示す断面図。 一実施形態の配線基板の製造工程の一例を示す断面図。 図３Ａ及び図３Ｂに示されるくびれ付きビア導体とくびれの無いビア導体の断面の写真を示し、上段がくびれ付き、下段がくびれの無いビア導体。

つぎに、本発明の一実施形態の配線基板が図面を参照しながら説明される。図１には、一実施形態の配線基板の一例である配線基板１の断面図が示されている。図１に示されるように、配線基板１は、第１面１０Ｆ及び第１面１０Ｆと反対側の第２面１０Ｓを有するコア層１０と、コア層１０の第１面１０Ｆ上に形成されている第１内側導体層２１と、コア層１０の第２面１０Ｓ上に形成されている第２内側導体層２２と、を備えている。コア層１０は、絶縁性の材料を用いて形成されており、コア層１０と、第１及び第２の内側導体層２１、２２とによってコア基板１０Ｐが構成されている。コア基板１０Ｐにおける第１面１０Ｆが面する側及び第２面１０Ｓが面する側のそれぞれには、第１内層導体層５０ａ、５０ｂ、５０ｃと第１中間導体層３１及び第２内層導体層５０ｄ、５０ｅ、５０ｆと第２中間導体層３２、及び層間絶縁層６が形成されている。配線基板１は、さらに、コア層１０の第１面１０Ｆ側の最表層に形成されている第１外側導体層４１と、コア層１０の第２面１０Ｓ側の最表層に形成されている第２外側導体層４２と、を備えている。層間絶縁層６は、各導体層の間に設けられ、導体層間の絶縁が図られている。また、層間絶縁層６の両面に配置される導体層を接続すべくコア層１０と反対側の導体層と一体に形成されたビア導体７が、層間絶縁層６に形成されている。

本実施形態において、図１に示される例では、第１内側導体層２１及び第２内側導体層２２と、第１外側導体層４１及び第２外側導体層４２とが、それぞれ、図２Ａに示されるように、所定の厚さＴ１を有する金属箔層１１ａとめっき膜層１１ｃとを少なくとも含む第１積層構造を有する第１導体層１１からなっている。しかし、内側導体層２１、２２及び外側導体層４１、４２の両方が第１導体層１１からなっている必要はなく、いずれか一方が第１導体層１１からなっていればよい。第１中間導体層３１及び第２中間導体層３２は、図２Ｂに示されるように、所定の厚さＴ１よりも薄い厚さＴ２を有する金属箔層１２ａとめっき膜層１２ｃとを少なくとも含む第２積層構造を有する第２導体層１２からなっている。そして、第１導体層１１（図３Ａ参照）と一体に形成される第１の一群のビア導体７（例えば第１外側導体層４１と一体に形成されるビア導体７）は、その一群のビア導体７が接続されるコア層１０側の導体層（例えば内層導体層５０ｃ）との間にくびれ部７４（図１、３Ａ参照）を有するくびれ付きビア導体７ａを含んでいる。ここに「一群のビア導体」とは、特定の導体層と一体に形成されるビア導体７の全体を意味している。

ビア導体７及びビア導体７と一体に形成される導体層は、各層間絶縁層６を貫く貫通孔を導電体で埋めることによって形成されている所謂フィルドビアである。ビア導体７は、それぞれの上側の導体層と一体的に形成されている。例えば第１外側導体層４１の直ぐ下側に形成されているくびれ付きビア導体７ａは、第１外側導体層４１と共に、且つ、一体的に形成される。一般的にビア導体７は、例えば、銅又はニッケルなどからなる無電解めっき膜及び電解めっき膜によって形成される。この導体は、電解めっき、スパッタリング、真空蒸着など種々の方法で形成され得る。しかし、電解めっきが設備の簡易さから多用されている。

図３Ａ〜３Ｂに拡大図が示されるように、ビア導体７（くびれ付きビア導体７ａとくびれの無いビア導体７ｂの両方を含む）の形状が異なると、その上の導体層１１、１２の上面（コア層１０と反対側の表面）に形成されるリセス（第１リセス４１６、又は第２リセス３１６）の形状が異なる。そして、第１及び第２の外側導体層４１、４２と一体に形成されるビア導体７には、くびれ部７４を有する構造のくびれ付きビア導体７ａが含まれている。このようなくびれ部７４を有するくびれ付きビア導体７ａの場合には、このくびれ付きビア導体７ａと一体に形成される導体層のコア層１０と反対面に急峻な第１リセス４１６（図３Ａ参照）が形成されやすい。

このビア導体７の形状の相違は、層間絶縁層６に形成された孔７１（図４Ａ参照）の形状、体積の相違に基づく場合があると考えられる。その詳細は後述される。この孔７１の形状の相違は、種々の要因が考えられるが、一つの要因として、導体層の積層構造、すなわち図２Ａ及び図２Ｂに示される導体層の積層構造の相違に起因していることを本発明者らは見出した。すなわち、図９にくびれ付きビア導体７ａとくびれの無いビア導体７ｂの断面写真が示されている。図９から明らかなように、ビア導体と一体に形成される導体層が厚い場合にくびれが形成されやすく、導体層が薄い場合には、くびれが形成され難い。この点についても、その詳細は後述される。そこで、まず導体層の積層構造について、説明がされる。

なお、配線基板１の説明では、配線基板１の厚さ方向においてコア層１０から遠い側は「上側」若しくは「上方」、又は単に「上」とも称され、コア層１０に近い側は「下側」若しくは「下方」、又は単に「下」とも称される。さらに、各導体層、各導体層に含まれる導体パターン、及び各層間絶縁層６において、コア層１０と反対側を向く表面は「上面」とも称され、コア層１０側を向く表面は「下面」とも称される。また、配線基板１の厚さ方向は、単に「Ｚ方向」とも称される。

本実施形態において、第１導体層１１と第２導体層１２の相違は、第１導体層１１の金属箔層１１ａの厚さＴ１が第２導体層１２の金属箔層１２ａの厚さＴ２よりも厚いことにある。図１の例では、第１中間導体層３１及び第１内層導体層５０ａ、５０ｂ、及び、第２中間導体層３２及び第２内層導体層５０ｄ、５０ｅは図２Ｂに示されるような第２積層構造を有する第２導体層１２からなっている。なお、内層導体層５０ａ〜５０ｆは、本明細書において内層導体層５０ａ〜５０ｆそれぞれの区別が不要の場合は、「内層導体層５０」とも表記される。

図１に示される例では、第１内側導体層２１、第２内側導体層２２、及び内層導体層５０ｃ、５０ｆは、第１外側導体層４１及び第２外側導体層４２と同様に、第１導体層１１からなっている。しかし、第１内側導体層２１、第２内側導体層２２及び内層導体層５０ｃ、５０ｆは、必ずしも第１導体層１１からなる必要はない。また、逆に、第１外側導体層４１及び第２外側導体層４２も第１導体層１１からなる必要はなく、第２導体層１２からなっていてもよい。第１及び第２の外側導体層４１、４２が第１導体層１１からなっていれば、その表面に、後述される急峻な第１リセス４１６（図３Ａ参照）が形成されやすい。そのため、その表面に部分的に形成される保護層の剥離の抑制、又は配線基板１の反りの抑制に寄与すると考えられる。要は、第１及び第２の内側導体層２１、２２と第１及び第２の外側導体層４１、４２の少なくともいずれか一方が第１導体層１１からなり、第１及び第２の中間導体層３１、３２が第２導体層１２からなっていれば、他の導体層はいずれの導体層でも構わない。このような構造の異なる導体層が含まれることによって、それぞれの特徴を併せもつ配線基板が得られる。

図２Ａに示されるように、第１積層構造を有する第１導体層１１は、所定の厚さＴ１、例えば５μｍ以上、１５μｍ以下程度の厚さを有する金属箔層１１ａと、めっき膜層１１ｃとを少なくとも含んでいる。図２Ａの第１導体層１１は、さらに、中間金属層１１ｂを、金属箔層１１ａとめっき膜層１１ｃとの間に含んでいる。第１導体層１１は、例えば、サブトラクティブ法によってパターニングされる。

金属箔層１１ａは、例えば、銅又はニッケルなどを主材とする金属箔によって構成される。めっき膜層１１ｃは、例えば電解めっきによって形成されるめっき膜であり、その材料としては、銅又はニッケルなどが例示される。中間金属層１１ｂは、めっき膜層１１ｃが電解めっきによって形成される際に、電極として機能し得るシード層として用いられる。ビア導体７が形成される層間絶縁膜６の孔の内面にも電極が必要となるので、中間金属層１１ｂが形成される。中間金属層１１ｂの材料としては、銅又はニッケルなどが例示される。中間金属層１１ｂは、例えば無電解めっき又はスパッタリング、真空蒸着などによって形成される。なお、第１導体層１１では、金属箔層１１ａが下側（コア層１０側）に向けられている。

図２Ｂには、内層導体層５０の少なくとも１層に形成される第２積層構造を有する第２導体層１２の一例が示されている。図２Ｂに示されるように、第２導体層１２は、前述した第１導体層１１の金属箔層１１ａが有する所定の厚さＴ１よりも薄い厚さＴ２、例えば０．５μｍ以上、５μｍ以下程度の厚さを有する金属箔層１２ａとめっき膜層１２ｃとを少なくとも含んでいる。金属箔層１２ａは、その厚さが５μｍであっても、第１導体層１１の金属箔層１１ａよりも薄ければよい。図２Ｂの第２導体層１２は、さらに、中間金属層１２ｂを、金属箔層１２ａとめっき膜層１２ｃとの間に含んでいる。図２Ａの金属箔層１１ａよりも薄い金属箔層１２ａを含む第２導体層１２には、第１導体層１１よりもファインピッチで導体パターンが形成され得る。第２導体層１２の導体パターンは、例えば、金属箔を用いるセミアディティブ法（所謂、ＭＳＡＰ法：Modified Semi Additive Process）によって形成され得る。この方法によれば、パターン形成されためっき膜層１２ｃが直接得られるが、金属箔層１２ａと中間金属層１２ｂは全面に形成されており、パターンに合せて分離する必要がある。この場合、金属箔層１２ａも中間金属層１２ｂも薄いので全面をエッチングすることによって分離され得る。その結果、めっき膜層１２ｃの表面もエッチングされるので、めっき膜層１２ｃの表面の凹凸は小さくなる。

金属箔層１２ａは、第１導体層１１の金属箔層１１ａと同様に、銅又はニッケルなどを主材とする金属箔によって構成される。中間金属層１２ｂは、第１導体層１１の中間金属層１１ｂと同様に、例えば銅又はニッケルなどを用いて無電解めっき又はスパッタリング、真空蒸着などによって形成され、めっき膜層１２ｃの形成におけるシード層として機能し得る。そして、めっき膜層１２ｃは、例えば銅又はニッケルなどを用いて、好ましくは電解めっきによって形成される。第２導体層１２では、金属箔層１２ａが下側（コア層１０側）に向けられている。

次に、ビア導体７（７ａ、７ｂ）及びビア導体７と一体に形成される第１及び第２の導体層１１、１２の形成について説明がされる。ビア導体７は、前述したように、層間絶縁層６に形成される孔に導体を埋め込むことによって形成され、その上に導体層が形成される。例えば、図３Ａに示されるようなくびれ部７４を有するくびれ付きビア導体７ａ及びめっき膜層１１ｃの形成は、層間絶縁層６に孔７１（図４Ａ、４Ｂ参照）を形成し、例えば電解めっきなどによって、孔７１内に導体を埋め込むと共に、その表面にめっき膜を形成することによって行われ、その結果、ビア導体７と一体の導体層が形成される。

この孔７１は、例えば図４Ａに示されるように、層間絶縁層６と金属箔層１１ａが積層された状態で、炭酸ガスレーザーなどによって層間絶縁層６の一部を除去することによって形成される。その際、金属箔層１１ａは金属であるため、レーザー光Ｌの強度を上げて強いレーザー光Ｌによって金属箔層１１ａに開口を形成し、そのまま同じ条件のレーザー光Ｌによって層間絶縁層６にも開口される。層間絶縁層６だけに開口を形成する場合よりも多い適切なショット数でレーザー光Ｌが照射されてもよい。この際、金属箔層１１ａの開口部に黒化処理などが施されるが、例えば図２Ａに示されるように金属箔層１１ａが厚い場合には、より強いレーザー光Ｌによって、又はより多くのショット数のレーザー光Ｌの照射によって孔７１が形成される。一方、図２Ｂに示されるように金属箔層１２ａが薄い場合には、金属箔層１１ａへの開口形成時と比べて、強度の低いレーザー光Ｌで、又は少ないショット数で孔７１が形成される。このように、レーザー光Ｌの強度やショット数を変えることによって、以下に示すように異なる形状を有する開口を形成することができる。

図４Ａに示されるように、レーザー光Ｌの照射によって、孔７１が形成される場合、底面に樹脂が残存すると、ビア導体７の電気的接続が不十分になって電気抵抗が増大する。そのため、完全に層間絶縁層６の残渣が除去されるように、層間樹脂絶縁層６が穿孔された後もレーザー光Ｌの照射が時間をかけて行われる。この場合、レーザー光Ｌの強度が強かったり、ショット数が多かったりすると、レーザー光は、殆ど層間絶縁層６の樹脂が除去された底面の金属、すなわち下層の導体層１２又は１１によって反射する。下層の導体層の表面には、図示しない凹凸があり、乱反射をして孔７１の底部側がさらに除去される。その結果、図４Ａに示されるように、孔７１の側壁の下部において、すなわち、底面側が縮径する第１テーパの孔７１の底面側に、第１テーパと逆向きで、底面側に向かって断面積が大きくなる拡径の第２テーパの下部孔７２が形成される。この孔７１の底部の下部孔７２の形成は、厚さが厚い金属箔層１１ａの場合に形成されやすいが、金属箔層の厚さに因らず、レーザー光の強度を強くしたり、ショット数を増やしたりすることによって、意図的に図４Ａに示されるような形状の孔７１、７２を形成し得る。

なお、便宜上「縮径」、「拡径」と言う用語が用いられているが、ビア導体７及びスルーホール導体１０ａにおけるＺ方向と垂直な断面の面積が小さくなることを縮径、大きくなることを拡径としている。

そして、第１テーパの孔７１と第２テーパの下部孔７２との境界部に凸部７３が形成される。換言すると、断面形状が鼓型の形状になる。前述したように、金属箔層１１ａが厚いと必ずこのような形状の孔になるとは限らない。ビア導体７の断面形状は、レーザー光Ｌの強度、ショット数の回数、又は孔７１、７２の底面の導体層の形状などによって変化し得る。しかし、一般的に、金属箔層１１ａが厚い場合に、金属箔層１２ａのように厚さが薄い場合と比べて、このような鼓型の孔７１、７２の形成が容易である。

この凸部７３は、孔７１が形成される層間絶縁層６の厚さの半分の位置又はそれよりも孔７１の底面側に形成される。レーザー光Ｌの反射光によって下部孔７２が形成されるため、底面から離れるに従ってレーザー光Ｌが弱くなるからである。また、図４Ａでは下部孔７２が誇張して上部の孔７１と同程度の大きさに描かれているが、第１テーパの孔７１よりも径、深さ共に小さくなる。

一方、図４Ｂに示されるように、層間絶縁層６上の導体層が図２Ｂに示される第２積層構造の第２導体層１２である場合は、金属箔層１２ａの厚さが薄い。そのため、孔７１を形成するのに、レーザー光をそれほど強くしなくても、金属箔層１２ａを貫通させることができる。そのため、樹脂絶縁層６の除去も、緩やかに除去（エッチング）され、下層のめっき膜層１２ｃの露出を制御しやすい。その結果、下層のめっき膜層１２ｃが露出した後に過度にレーザー光の照射を続ける必要が無く、乱反射光によるエッチングの影響は抑制される。また、反射光が孔７１の側壁に当たっても、レーザー光の強度が弱いため、孔７１の側壁はそれほど除去されない。その結果、図４Ａに示されるような下部孔７２は形成されないことが多い。そして、図４Ｂに示されるように、孔７１はコア層１０に向かって縮径する第１テーパのテーパ形状、又は殆ど径が変らないずん胴の形状になりやすい。

これらの孔７１、７２内に導体が埋め込まれることによって、ビア導体７が形成される。従って、ビア導体７の外形は孔７１、７２の周囲の形状と一致する。導体の埋め込みは、前述のように種々の方法があり得るが、例えば電解めっきで形成される場合、ビア導体７及び導体層１１、１２は、中間金属層１１ｂ、１２ｂ（金属箔層１１ａ、１２ａ）を一方の電極としてめっき液中で通電することによって形成される。従って、理論的には中間金属層１１ｂ上に金属が析出される。そのため、図４Ａに示されるような孔７１、７２の場合には、図３Ａに示されるようなくびれ部７４を有するくびれ付きビア導体７ａになり、図４Ｂに示されるような孔７１の場合には、コア層１０に向かって縮径する、又は同じ径のビア導体７ｂになる。前述したように、図４Ａに示される厚い金属箔層１１ａの場合に、図４Ｂに示される薄い金属箔層１２ａの場合よりも、下部孔７２を含むくびれ付きの孔を形成し易い。そのため、厚い金属箔層１２ａの場合に、ビア導体７は、くびれ部７４を有するくびれ付きビア導体７ａになる場合が多い。従って、特定の第１導体層１１と一体に形成される第１の一群のビア導体が、第１内層導体層及び第２内層導体層５０のうち第２導体層１２からなる内層導体層５０ａ、５０ｂなど、と一体に形成された第２の一群のビア導体７よりもくびれ付きビア導体７ａを含む割合が大きい。

各ビア導体７は、くびれ付きビア導体７ａを除き、Ｚ方向においてコア層１０に向って縮径する第１テーパ部を有している。くびれ付きビア導体７ａは、前述のように、第２テーパ部の下部孔７２を有する孔７１に埋め込まれ、コア層１０に向かって拡径する第２テーパ部を有し、その境界部にくびれ部７４を有する。

このビア導体７と一体に形成された導体層のビア導体７上の表面には凹み（リセス）が形成されやすい。これは、例えば電解めっきが行われる場合、孔７１の内部から金属の析出が行われ、最終的に表面に導体層１１ａ、１２ａが形成されるので、孔７１の中央部分には凹みが形成されやすいからである。そして、図４Ａに示されるように、下部孔７２も形成された孔７１に形成されるくびれ付きビア導体７ａはくびれ部７４を有する形状をなす。さらに、下部孔７２付きの孔７１の体積が大きくなるので、その表面の凹みが大きくなる。その結果、くびれ部７４を有するくびれ付きビア導体７ａの表面には大きな凹みが形成され、その表面に一体に形成されるめっき膜層１１ｃにも急峻な第１リセス４１６が形成される。このくびれ付きビア導体７ａは電解めっきによらないでスパッタリングなどによって形成されても、底面から金属層が積み上がるので、大きな孔内に埋め込まれるビア導体７の表面には深いリセスが形成される。

要するに、第１導体層１１からなる第１及び第２の外側導体層４１、４２などの第１導体層１１と一体に形成されるくびれ付きビア導体７ａは、くびれ部７４を有する、断面形状が鼓型の形状のものが、第２導体層１２からなる第１及び第２の中間導体層３１、３２よりも多く形成されやすい。また、そのくびれ部７４を有するくびれ付きビア導体７ａ上の第１導体層１１には急峻な第１リセス４１６（図３Ａ参照）が形成されやすい。また、第２導体層１２からなる第１及び第２の中間導体層３１、３２には、コア層１０に向かって縮径するテーパ状又は同じ径でずん胴なビア導体７ｂが形成されることが多く、かつ、その表面に浅い凹みである第２リセス３１６が形成される場合が多い。なお、レーザー光の強度、ショット数など、他の条件によって孔７１の形状が異なり、それに伴ってビア導体７の形状も種々のものが形成され得る。しかし、第２導体層１２と一体に形成される第２の一群のビア導体７は、その第２の一群のビア導体７のうちコア層１０に向かって縮径するテーパ形状を有するビア導体７ｂの割合が、その他の形状のビア導体７の割合よりも大きい。

図３Ａに示されるような形状のくびれ付きビア導体７ａを有し得る第１又は第２の外側導体層４１、４２は、前述のように急峻な第１リセス４１６が形成されやすい。そのため、第１又は第２の外側導体層４１、４２などの最表層の導体層の表面に部分的に形成されるソルダーレジスト層８１、８２のような保護層において第１リセス４１６への食い込みが良い。そのため、配線基板１の反り又はソルダーレジスト層８１、８２のような保護層の剥離などに対する信頼性が向上すると考えられる。

一方、図３Ｂに示されるようなコア層１０に向かって縮径するビア導体７ｂと一体に形成され得る第１又は第２の中間導体層３１、３２は、前述のように、緩やかな第２リセス３１６が形成されやすい。そのため、多重に積層される内層導体層５０（５０ａ〜５０ｆ）の場合に好ましい。すなわち、ほぼ全面に積層される場合には、積層される層は、より平坦であることが好ましい場合がある。しかし、積層される場合でも、途中に急峻な第１リセス４１６を有する構造で積層される方が配線基板１の反りや剥離を防止しやすいこともあると考えられる。そのため、内層導体層５０には、これらのリセス構造の異なる導体層を組み合せることができる。

図１に戻って、図１に例示される配線基板１は全部で１２層の導体層を備えているが、配線基板１の導体層の数は１２層に限定されない。配線基板１は、コア層１０の第１面１０Ｆ側及び第２面１０Ｓ側それぞれに、３層以上の任意の数の導体層を備え得る。例えば、配線基板１は、第１内側導体層２１と第１外側導体層４１との間に、第１中間導体層３１及び任意の数の第１内層導体層５０を備えていてもよい。また、第２面１０Ｓ側の第２内側導体層２２と第２外側導体層４２との間に、第２中間導体層３２及び任意の数の第２内層導体層５０を備えていてもよい。

図１の配線基板１は、さらに、コア層１０に設けられているスルーホール導体１０ａを備えている。スルーホール導体１０ａは、コア層１０を貫通し、第１内側導体層２１と第２内側導体層２２とを接続している。

図１に例示される実施形態の配線基板１は、第１内側導体層２１と第１外側導体層４１との間に、第１中間導体層３１の他に３つの内層導体層５０ａ、５０ｂ、５０ｃを備えている。さらに、配線基板１は、第２内側導体層２２と第２外側導体層４２との間に、第２中間導体層３２の他に３つの内層導体層５０ｄ、５０ｅ、５０ｆを備えている。これらの内層導体層５０ａ〜５０ｆのそれぞれ、又は内層導体層５０ａ〜５０ｆと隣接する第１及び第２の内側導体層２１、２２、第１及び第２の中間導体層３１、３２、第１及び第２の外側導体層４１、４２との間には層間絶縁層６が設けられている。第１内側導体層２１、第１内層導体層５０ａ〜５０ｃ、第１中間導体層３１、第１外側導体層４１、及び、コア層１０の第１面１０Ｆ側に形成されている層間絶縁層６によって、第１面１０Ｆ側のビルドアップ層が形成されている。同様に、第２内側導体層２２、第２内層導体層５０ｄ〜５０ｆ、第２中間導体層３２、第２外側導体層４２、及び、コア層１０の第２面１０Ｓ側に形成されている層間絶縁層６によって、第２面１０Ｓ側のビルドアップ層が形成されている。

なお、「内層導体層」には、配線基板１に備えられる導体層のうち、配線基板１の両面それぞれに露出する最表層の導体層、すなわち第１及び第２の外側導体層４１、４２とコア層１０の第１面１０Ｆ及び第２面１０Ｓに形成された最内層、すなわち第１内側導体層２１及び第２内側導体層２２、及び各内側導体層と各外側導体層との間に形成される第１中間導体層３１及び第２中間導体層３２以外の全ての導体層が含まれる。この内層導体層５０は、前述の第１導体層１１、第２導体層１２、及び他の積層構造、例えば金属箔層の無い構造を有する導体層などのいずれからなっていてもよい。

内層導体層５０は、配線基板内で、前述の種々の導体層の組合せで形成され得る。この際、第１導体層１１と一体に形成される一群のビア導体７に含まれる、くびれ付きビア導体７ａの割合が、第２導体層１２と一体に形成される一群のビア導体７に含まれる、くびれ付きビア導体７ａの割合より大きい。内層導体層５０は、種々の構造の内層導体層５０が組み合されてもよいし、内層導体層５０の全てが第１導体層１１からなってもよいし、内層導体層５０の全てが第２導体層１２からなってもよい。

図５は、内層導体層５０の全て、及び第１及び第２の内側導体層２１、２２、並びに第１及び第２の外側導体層４１、４２の全てが第１導体層１１によって形成された配線基板１ａの例である。すなわち、第１及び第２の中間導体層３１、３２以外の全ての導体層が第１導体層１１によって形成されている。この場合は、図５〜６から明らかなように、全体のビア導体７に対して、くびれ付きビア導体の割合が、図５〜６を参照して後述される第２導体層１２によって形成されるビア導体７の場合よりも大きい。図１及び図５〜７に示される図では、第２導体層１２と一体に形成されるビア導体７は全てくびれの無いビア導体７ｂ（７）になっているが、くびれ付きビア導体７ａも形成され得る。なお、図５で、図１と同じ部分には同じ符号を付してその説明は省略される。

図６は、内層導体層５０の全てが第２導体層１２によって形成された配線基板１ｂの例が示されている。この例では、第１及び第２の内側導体層２１、２２及び第１及び第２の外側導体層４１、４２が第１導体層１１によって形成されており、その間の第１及び第２の中間導体層３１、３２並びに第１及び第２の内層導体層５０の全てが第２導体層１２によって形成されている。第２導体層１２と一体に形成されるビア導体７には、くびれ付きビア導体７ａは殆ど形成されていない。なお、第２導体層１２によって形成されても、そのレーザー光の照射条件などによって、くびれ付きビア導体７ａの割合を増やすことはできる。なお、図６で、図１と同じ部分には同じ符号を付してその説明は省略される。

第１外側導体層４１及び第２外側導体層４２は、電子部品（図示せず）がその上に実装されるべき接続パッド４ａを含んでいる。図１の配線基板１は、さらに、第１外側導体層４１上に形成されているソルダーレジスト層８１、及び、第２外側導体層４２上に形成されているソルダーレジスト層８２を含んでいる。ソルダーレジスト層８１、８２は、それぞれ、接続パッド４ａを露出させる開口を有している。ソルダーレジスト層８１、８２は、例えばエポキシ樹脂又はポリイミド樹脂などを用いて形成される。前述したように、第１及び第２の外側導体層４１、４２のくびれ付きビア導体７ａ上の表面には深い第１リセス４１６（図３Ａ参照）が形成されやすいので、ソルダーレジスト層８１、８２の食い込みが良く、剥がれなどに対する信頼性が向上する。

コア層１０及び層間絶縁層６は、任意の絶縁性材料を用いて形成される。絶縁性材料としては、エポキシ樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂（ＢＴ樹脂）又はフェノール樹脂などが例示される。これらの樹脂を用いて形成される各絶縁層は、ガラス繊維又はアラミド繊維などの補強材、及び／又は、シリカなどの無機フィラーを含んでいてもよい。図１の例においてコア層１０は、補強材１０ｃを含んでいる。図示されていないが、複数の層間絶縁層６のいずれか又は全部が、補強材を含んでいてもよい。

スルーホール導体１０ａも、銅又はニッケルなどからなる無電解めっき膜及び電解めっき膜によって形成されている。スルーホール導体１０ａは、第１及び第２の内側導体層２１、２２と共に、かつ、一体的に形成されている。また、図１の例では、スルーホール導体１０ａは、コア層１０の第１面１０Ｆ及び第２面１０Ｓそれぞれから、Ｚ方向におけるスルーホール導体１０ａの中央部に向って縮径しており、断面積が最小となるネック部をＺ方向における中央部に有している。

図１の例では、図１の左端部に示されているように、配線基板１はスタックビア導体７５を含んでいる。スタックビア導体７５は、各層間絶縁層６において平面視で互いに重なる位置にそれぞれ形成されるビア導体７の積層体によって構成されている。二つのスタックビア導体７５とスルーホール導体１０ａとによって、第１外側導体層４１及び第２外側導体層４２が、ほぼ最短経路で互いに電気的に接続されると共に、他の導体層と接続されている。このようなビア導体７を連続的に形成する場合は、ビア導体７の上面を前述の第２リセス３１６のような比較的緩やかなリセス、又はリセスのない構造にすることが、ビア導体７を安定的に積み上げ得る点で好ましい。

第１及び第２の内側導体層２１、２２、第１及び第２の中間導体層３１、３２、第１及び第２の内層導体層５０ａ〜５０ｆ、第１及び第２の外側導体層４１、４２は、例えば、銅、ニッケル、銀、パラジウムなどの任意の金属を単独で又は組み合わせて用いて形成され得る。しかし、これら各導体層は、互いに異なる構造を有し得る。

さらに、第１導体層１１における金属箔層１１ａの厚さＴ１は、金属箔層１２ａの厚さＴ２よりも厚い。そのため、接続パッド４ｂに供給されるハンダの接続パッド４ｂ内への拡散が、第１又は第２の外側導体層４１、４２と層間絶縁層６との界面まで、比較的達し難いと考えられる。従って、この界面の密着強度の低下が生じ難いと推察される。

第１及び第２の内側導体層２１、２２、第１及び第２の中間導体層３１、３２、第１及び第２の内層導体層５０、並びに第１及び第２の外側導体層４１、４２それぞれの厚さとしては、１０μｍ以上、４０μｍ以下程度が例示される。第１及び第２の外側導体層４１、４２などに含まれる金属箔層１１ａの厚さＴ１は、内層導体層５０に含まれる金属箔層１２ａの厚さＴ２よりも厚いので、各導体層に所望される厚さの確保という観点では、第１導体層１１に含まれるめっき膜層１１ｃの厚さは、第２導体層１２に含まれるめっき膜層１２ｃの厚さよりも薄くてもよい。

図７には、本実施形態の配線基板の他の例である配線基板１ｃの断面図が示されている。配線基板１ｃは、図１に示されるスルーホール導体１０ａの代わりに、一方向だけに向って縮径しながらコア層１０を貫通するビア導体１０ｂを備えている。すなわち、ビア導体１０ｂは、図１に例示されるスルーホール導体１０ａが有するネック部を有さない。図７の例のビア導体１０ｂは、コア層１０の第１面１０Ｆ側から第２面１０Ｓ側に向って縮径している。また、図７の例のビア導体１０ｂは、第１内側導体層２１とだけ一体的に形成されている。すなわち、ビア導体１０ｂは、ビア導体７と同様の有底のビア導体である。実施形態の配線基板は、図７の配線基板１ｃのように、コア基板１０に有底のビア導体１０ｂを含んでいてもよい。なお、図７で、図１と同じ部分には同じ符号を付してその説明は省略される。

図１に示される配線基板１の製造方法の一例が、図８Ａ〜８Ｃを参照して説明される。

図８Ａに示されるように、コア基板１０Ｐが形成される。例えば、エポキシ樹脂などの絶縁性樹脂及び補強材１０ｃによって構成されるコア層１０、並びにコア層１０の両面に設けられた金属箔を有する積層板（例えば両面銅張積層板）が用意される。そして、例えばサブトラクティブ法によって、第１内側導体層２１、第２内側導体層２２、及び、スルーホール導体１０ａが形成されると共に、第１及び第２の内側導体層２１、２２が、所望の導体パターンを有するようにパターニングされる。なお、第１内側導体層２１と第２内側導体層２２とを接続するための孔１０ｄがコア層１０に設けられる際に、コア層１０の両面から例えばレーザー光が照射されると、図１及び図８Ａに示される形状のスルーホール導体１０ａが形成され得る。また、コア層１０の一方の面、例えば第１面１０Ｆ側だけからレーザー光を照射することによって有底の穴が形成されると、図７に例示されるビア導体１０ｂが形成される。

第１及び第２の内側導体層２１、２２は、第１導体層１１を有するように形成される。すなわち、コア層１０の両面に設けられている金属箔それぞれが金属箔層１１ａを構成し、スルーホール導体１０ａの形成のために無電解めっきなどによって形成されるシード層が中間金属層１１ｂを構成する。そして、シード層上に形成される電解めっき膜がめっき膜層１１ｃを構成する。

図８Ｂに示されるように、コア層１０の両面上に、層間絶縁層６と各導体層とが交互に形成されると共に、各層間絶縁層６にビア導体７が形成される。図８Ｂは、内層導体層５０ｂ及び内層導体層５０ｅの形成までが終了した状態の一例を示している。第１及び第２の中間導体層３１、３２、及び内層導体層５０ａ、５０ｂ、５０ｄ、５０ｅの形成方法としては、金属箔を用いるセミアディティブ法が例示される。

層間絶縁層６は、既に形成されている内層導体層５０ａ、５０ｂなどのそれぞれの上に、例えばシート状のプリプレグ、及び第２導体層などの金属箔層となるべき金属箔が順に積層されて熱圧着されることにより形成される。

ビア導体７の形成では、前述したように、層間絶縁層６上の金属箔の表面から炭酸ガスレーザー光の照射などによって、ビア導体７用の孔が、金属箔及び層間絶縁層６を貫通するように形成される。この孔の内壁及び金属箔上に、電解めっき又はスパッタリングなどによって、第２導体層の中間金属層となるシード層が形成される。そしてシード層上に、適切な位置に開口を有するめっきレジスト（図示せず）が設けられ、シード層を電極として用いる電解めっきによってめっきレジストの開口内及び孔内に第１及び第２の内層導体層５０の導体パターン及びビア導体７が形成される。電解めっきによって形成されるめっき膜が、第２導体層１２（図３Ｂ参照）のめっき膜層１２ｃを構成する。図示されないめっきレジストが除去され、さらに、金属箔及びシード層の不要部分がエッチングなどで除去される。

図８Ｃに示されるように、さらに、コア層１０の第１面１０Ｆ側に、内層導体層５０ｄ及び第１外側導体層４１並びに層間絶縁層６が形成され、第２面１０Ｓ側に、内層導体層５０ｆ及び第２外側導体層４２並びに層間絶縁層６が形成される。層間絶縁層６は、図８Ｂを参照して前述したように、例えばシート状のプリプレグなどを熱圧着することによって形成される。内層導体層５０ｃ、５０ｆの形成方法は特に限定されないが、図８Ｃの例では、金属箔を用いるサブトラクティブ法で形成されている。

第１及び第２の外側導体層４１、４２は、第１積層構造を有する第１導体層１１からなっている。その形成方法としては、金属箔を用いるサブトラクティブ法が例示される。すなわち、既に形成されている内層導体層５０ｃ、５０ｆそれぞれの上に、層間絶縁層６となるプリプレグなどと共に、第１導体層１１の金属箔層１１ａとなるべき金属箔が積層される。この金属箔には、第２導体層１２からなる第１及び第２の内層導体層５０ａ、５０ｄなどに用いられる金属箔よりも厚い金属箔が用いられる。

金属箔層１１ａ及び金属箔層１１ａの下の層間絶縁層６には、ビア導体７を形成するための孔７１（図４Ａ参照）が、例えば炭酸ガスレーザー光の照射によって形成される。続いて、孔７１内及び金属箔層１１ａの表面全面に、第１導体層１１の中間金属層１１ｂとなるシード層が無電解めっきなどによって形成される。さらに、シード層を電極として用いる電解めっきによって、第１導体層１１のめっき膜層１１ｃとなるめっき膜がシード層上の全面に形成される。その結果、第１導体層１１からなる第１及び第２の外側導体層４１、４２が形成されると共に、孔７１内にビア導体７が形成される。その後、サブトラクティブ法によって第１及び第２の外側導体層４１、４２がパターニングされる。

その後、第１外側導体層４１上にソルダーレジスト層８１が形成され、第２外側導体層４２上にソルダーレジスト層８２が形成される。ソルダーレジスト層８１、８２は、例えば、感光性のエポキシ樹脂又はポリイミド樹脂などを含む樹脂層の形成と、適切なパターンを有するマスクを用いた露光、及び現像とによって形成される。以上の工程を経ることによって、図１の例の配線基板１が完成する。なお、ソルダーレジスト層８１、８２の開口に露出する接続パッド４ａには、必要に応じて、無電解めっき、半田レベラ、又はスプレーコーティングなどによって、Ａｕ、Ｎｉ／Ａｕ、Ｎｉ／Ｐｄ／Ａｕ、ハンダ、又は耐熱性プリフラックスなどからなる表面保護膜（図示せず）が形成されてもよい。

前述したように、第１導体層１１に含まれる金属箔層１１ａは比較的厚い。従って、第１導体層１１からなる導体層と共に形成されるビア導体の形成時には、その厚い金属箔層１１ａを貫通し得るようにレーザー光のパワーを調整するだけで、容易に図３Ａに例示される形状を有するくびれ付きビア導体７ａを形成し得ることがある。

また、ビア導体７を電解めっきによって形成する際に、めっき電流などの条件を適切に選択することによって、孔７１の形状に関わらず、先に参照した図３Ａに例示される第１リセス４１６を、第１導体層１１からなる導体層の表面に形成し得ることがある。同様に、図３Ｂに例示される凹み３１６を、第２導体層１２からなる導体層の表面に形成し得ることがある。

なお、第１導体層１１の形成方法は、サブトラクティブ法に限定されない。また、第２導体層１２は、第１導体層１１に含まれる金属箔層よりも薄い金属箔層と、めっき膜層とを含んでさえいればよく、その形成方法は、セミアディティブ法に限定されない。

実施形態の配線基板は、各図面に例示される構造、並びに、本明細書において例示された構造、形状、及び材料を備えるものに限定されない。例えば、スルーホール導体１０ａ及び、スタックビア導体７５は必ずしも設けられていなくてもよい。また、ビア導体７は、コア層１０側に向って縮径する形状を有していなくてもよい。また、ソルダーレジスト層８１、８２は必ずしも設けられなくてもよい。

１、１ａ、１ｂ、１ｃ 配線基板
１０ コア層
１０Ｆ 第１面
１０Ｓ 第２面
１０ａ スルーホール導体
１１ 第１導体層
１１ａ 金属箔層
１１ｃ めっき膜層
１２ 第２導体層
１２ａ 金属箔層
１２ｃ めっき膜層
２１ 第１内側導体層
２２ 第２内側導体層
３１ 第１中間導体層
３２ 第２中間導体層
４１ 第１外側導体層
４２ 第２外側導体層
５０ａ〜５０ｃ 第１内層導体層
５０ｄ〜５０ｆ 第２内層導体層
６ 層間絶縁層
７ ビア導体
７ａ くびれ付きビア導体
Ｔ１ 第１導体層の金属箔層の厚さ
Ｔ２ 第２導体層の金属箔層の厚さ

Claims (11)

1. 第１面及び前記第１面と反対側の第２面を有するコア層と、
   前記第１面上に形成されている第１内側導体層と、
   前記第２面上に形成されている第２内側導体層と、
   前記第１面側の最表層に形成されている第１外側導体層と、
   前記第２面側の最表層に形成されている第２外側導体層と、
   前記第１内側導体層及び前記第１外側導体層の間に形成されている第１中間導体層と、
   前記第２内側導体層及び前記第２外側導体層の間に形成されている第２中間導体層と、
   前記第１内側導体層と前記第１中間導体層との間、前記第１中間導体層と前記第１外側導体層との間、前記第２内側導体層と前記第２中間導体層との間、及び前記第２中間導体層と前記第２外側導体層との間のそれぞれに介在する層間絶縁層と、
   前記層間絶縁層の両面に配置される導体層を接続すべく前記コア層と反対側の導体層と一体に、前記層間絶縁層に形成されたビア導体と、
   を備える配線基板であって、
   前記第１及び第２の内側導体層、及び前記第１及び第２の外側導体層の少なくとも一方は、それぞれ、所定の厚さを有する金属箔層と、めっき膜層とを少なくとも含む第１導体層からなり、
   前記第１及び第２の中間導体層は、前記所定の厚さよりも薄い厚さを有する金属箔層と、めっき膜層とを少なくとも含む第２導体層からなり、
   前記第１導体層と一体に形成される第１の一群のビア導体は、前記第１の一群のビア導体と一体に形成される導体層と前記第１の一群のビア導体が接続される前記コア層側の導体層との間にくびれ部を有するくびれ付きビア導体を含んでいる。
2. 請求項１記載の配線基板であって、前記くびれ付きビア導体は前記コア層に向かって縮径する第１テーパ部と前記コア層に向かって拡径する第２テーパ部とを有する。
3. 請求項２記載の配線基板であって、前記くびれ部が前記くびれ付きビア導体の形成された周囲の前記層間絶縁層の厚さの半分の位置よりも前記コア層側にある。
4. 請求項１記載の配線基板であって、前記くびれ付きビア導体は断面形状が鼓型である。
5. 請求項１記載の配線基板であって、前記第１導体層と一体に形成された第１の一群のビア導体が、前記第２導体層と一体に形成された第２の一群のビア導体よりもくびれ付きビア導体を含む割合が大きい。
6. 請求項１記載の配線基板であって、前記第２導体層と一体に形成された第２の一群のビア導体では、前記第２の一群のビア導体のうち前記コア層に向かって縮径するテーパ形状を有するビア導体の割合が他の形状のビア導体の割合よりも大きい。
7. 請求項１記載の配線基板であって、前記第１及び第２の内側導体層、及び前記第１及び第２の外側導体層の両方が前記第１導体層からなる。
8. 請求項１記載の配線基板であって、前記第１内側導体層と前記第１外側導体層との間に複数の内層導体層が形成されており、前記第１内側導体層から前記第１外側導体層までビア導体が重ねられている。
9. 請求項１記載の配線基板であって、前記第１内側導体層と前記第１中間導体層との間、及び／又は、前記第１中間導体層と前記第１外側導体層との間に、及び、第２内側導体層と前記第２中間導体層との間、及び／又は、前記第２中間導体層と前記第２外側導体層との間に内層導体層をさらに含んでおり、
   前記内層導体層の全てが、前記第１導体層又は前記第２導体層のいずれかである。
10. 請求項９記載の配線基板であって、前記内層導体層は、全て前記第１導体層である。
11. 請求項９記載の配線基板であって、前記内層導体層は、全て前記第２導体層である。