JP5864954B2 - 基材 - Google Patents
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Description
本発明は、配線基板を製造するための基材に関する。
従来、配線基板を製造するための基材としては、例えば、シリコンやガラスが用いられていた。そして、基材であるシリコンやガラスに貫通孔を形成して導体材料を充填し、その上に更に絶縁層と配線層をビルドアップして配線基板を製造していた。
又、アルミナ（酸化アルミニウム）等の無機誘電体を含む絶縁性材料に、例えば陽極酸化により厚さ方向に貫通する微小径の貫通孔を高密度に形成し、この微小径の貫通孔に金属を充填した複数の線状導体が高密度に設けられた構造を有する基材が用いられる場合もある。
しかしながら、シリコンやガラスに貫通孔を形成して導体材料を充填することは容易ではなく、スループットが悪化したり、製造コストが増大したりする問題があった。又、シリコンやガラスを薄くすることにより、加工時間は短縮できるが、機械的な強度が十分ではないため、取り扱いが困難であり、例えば、基材の輸送中や製造工程での作業中に割れが発生する等の問題があった。
又、上記複数の線状導体が高密度に設けられた構造を有する基材の場合も、薄くしたシリコンやガラスと同様に、機械的な強度が十分ではないため、取り扱いが困難であり、例えば、基材の輸送中や製造工程での作業中に割れが発生する等の問題があった。
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、従来よりも機械的強度が向上した基材を提供することを課題とする。
本基材の一の形態は、酸化アルミニウムからなる板状体、及び前記板状体を厚さ方向に貫通する複数の線状導体を備えたコア層と、前記コア層の一方の面側及び他方の面側に、接着層を介して接合された板状のシリコン層又はガラス層と、を有し、前記線状導体は、隣接する前記線状導体の間隔が、前記線状導体の直径よりも小さくなるように形成されていることを要件とする。
本基材の他の形態は、酸化アルミニウムからなる板状体、及び前記板状体を厚さ方向に貫通する複数の線状導体を備えたコア層を有し、前記コア層の一方の面側及び他方の面側には、複数の前記線状導体と電気的に接続された配線層、前記配線層を覆う絶縁層、前記絶縁層を介して前記配線層と電気的に接続された第２の配線層、前記第２の配線層を覆う接着層、板状のシリコン層又はガラス層が順次積層され、前記線状導体は、隣接する前記線状導体の間隔が、前記線状導体の直径よりも小さくなるように形成されていることを要件とする。
開示の技術によれば、従来よりも機械的強度が向上した基材を提供できる。
以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。なお、各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。
〈第１の実施の形態〉
［第１の実施の形態に係る基材の構造］
まず、第１の実施の形態に係る基材の構造について説明する。図１は、第１の実施の形態に係る基材を例示する断面図である。図１において、Ｘ方向はコア層１３の一方の面１３ａと平行な方向、Ｙ方向はコア層１３の一方の面１３ａ内においてＸ方向に垂直な方向、Ｚ方向はＸ方向及びＹ方向に垂直な方向（基材１の厚さ方向）をそれぞれ示している（以降の図においても同様）。
［第１の実施の形態に係る基材の構造］
まず、第１の実施の形態に係る基材の構造について説明する。図１は、第１の実施の形態に係る基材を例示する断面図である。図１において、Ｘ方向はコア層１３の一方の面１３ａと平行な方向、Ｙ方向はコア層１３の一方の面１３ａ内においてＸ方向に垂直な方向、Ｚ方向はＸ方向及びＹ方向に垂直な方向（基材１の厚さ方向）をそれぞれ示している（以降の図においても同様）。
図１を参照するに、第１の実施の形態に係る基材１は、大略すると、コア層１３と、接着層１４と、シリコン層１５と、接着層１６と、シリコン層１７とを有する。
基材１は、配線基板を製造するための平板状の基材である。基材１の平面形状は、例えば、矩形状とすることができる。基材１の平面形状が矩形状の場合、基材１の幅（Ｘ方向）×奥行き（Ｙ方向）は、例えば、２００ｍｍ×２００ｍｍ程度とすることができる。基材１の平面形状は、例えば、円形状であってもよい。基材１の平面形状が円形状の場合、基材１の直径は、例えば、６インチ、８インチ、１２インチ等とすることができる。基材１の厚さ（Ｚ方向）は、例えば、１４０〜５００μｍ程度とすることができる。
コア層１３は、酸化アルミニウムからなる板状体１１、及び板状体１１を厚さ方向に貫通する複数の線状導体１２（ビア）を備えている。線状導体１２は、板状体１１全体に亘りそのＺ方向（厚さ方向）に貫通する多数の貫通孔１１ｘに金属材料を充填して形成した部分である。
線状導体１２は、その一端面がコア層１３の一方の面１３ａから露出しており、その他端面がコア層１３の他方の面１３ｂから露出している。各線状導体１２は、互いに略平行に略一定間隔で板状体１１の略全面に亘って形成されている。線状導体１２は、例えば平面視円形に形成されており、その直径は例えば３０ｎｍ〜２０００ｎｍ程度とすることができる。なお、平面視とは、対象物を図１のＺ方向から見た場合を指す。
又、線状導体１２は、隣接する線状導体１２の間隔が線状導体１２の直径よりも小さくなる程度に密に形成されていることが好ましい。但し、線状導体１２の配置形態については、特に限定されず、例えばヘキサゴナル状に配置されていてもよいし、グリッド状に配置されていてもよい。線状導体１２を形成する金属材料としては、例えば銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）等を用いることができる。
シリコン層１５は、接着層１４を介して、コア層１３の一方の面１３ａに接合されている。又、シリコン層１７は、接着層１６を介して、コア層１３の他方の面１３ｂに接合されている。接着層１４及び１６としては、それぞれ、例えば、エポキシ系樹脂等を主成分とする接着フィルム等を用いることができる。接着層１４及び１６として、それぞれ、例えば、低融点ガラス等の無機系接着剤を用いてもよい。接着層１４及び１６のそれぞれの厚さは、例えば、１０μｍ程度とすることができる。シリコン層１５及び１７のそれぞれの厚さは、例えば２０〜１００μｍ程度とすることができる。
なお、シリコン層１５及び１７の表面に、それぞれ絶縁層を形成してもよい。絶縁層としては、例えば、熱酸化膜（ＳｉＯ２）、ベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）、ポリベンゾオキサゾール（ＰＢＯ）、ポリイミド（ＰＩ）等を用いることができる。以上が、第１の実施の形態に係る基材１の構造である。
［第１の実施の形態に係る基材の製造方法］
次に、第１の実施の形態に係る基材の製造方法について説明する。図２〜図５は、第１の実施の形態に係る基材の製造工程を例示する図である。
次に、第１の実施の形態に係る基材の製造方法について説明する。図２〜図５は、第１の実施の形態に係る基材の製造工程を例示する図である。
まず、図２に示す工程では、アルミニウム（Ａｌ）からなる平板を準備し、準備した平板から陽極酸化法により、多数の貫通孔１１ｘが形成された酸化アルミニウムからなる板状体１１を形成する。板状体１１の大きさは適宜決定できるが、例えば、後工程でシリコン層１５及び１７としてシリコンウェハを用いる場合には、シリコンウェハの形状に対応する円形とすることができる。板状体１１の厚さ（Ｚ方向）は、例えば、５０〜１０００μｍ程度とすることができる。
貫通孔１１ｘは、例えば平面視円形とすることができ、その場合の直径φは例えば３０ｎｍ〜２０００ｎｍ程度とすることができる。又、貫通孔１１ｘは、隣接する貫通孔１１ｘの間隔Ｐが貫通孔１１ｘの直径φよりも小さくなる程度に密に形成することが好ましい。但し、貫通孔１１ｘの配置形態については、特に限定されず、例えばヘキサゴナル状に配置してもよいし、グリッド状に配置してもよい。
陽極酸化法は、アルミニウム（Ａｌ）からなる平板を陽極として電解液（好適には硫酸水溶液）中に浸漬し、これに対向配置される白金（Ｐｔ）等の電極を陰極として通電（パルス電圧を印加）する方法である。これにより、多数の貫通孔１１ｘが形成された酸化アルミニウムからなる板状体１１（アルミニウムの陽極酸化膜）を形成できる。
次に、図３に示す工程では、板状体１１に形成された貫通孔１１ｘに金属材料を充填して線状導体１２を形成する。これにより、コア層１３が形成される。線状導体１２は、例えばスクリーン印刷法やインクジェット法等を用いて、例えば銀（Ａｇ）や銅（Ｃｕ）等の導電性ペーストを貫通孔１１ｘに充填して形成できる。
或いは、金属材料として銅（Ｃｕ）を用いる場合には、板状体１１の表面（貫通孔１１ｘの内壁面を含む）に、無電解銅（Ｃｕ）めっき法によりシード層を形成し、形成したシード層を給電層として利用した電解銅（Ｃｕ）めっき法により、貫通孔１１ｘに銅（Ｃｕ）を充填して線状導体１２を形成できる。又、無電解銅（Ｃｕ）めっき法のみにより、銅（Ｃｕ）を貫通孔１１ｘに充填して線状導体１２を形成しても構わない。
更に、必要に応じて機械研磨、化学機械研磨（ＣＭＰ）等により両面を研磨して平坦化し、線状導体１２の両端面を板状体１１の両面に露出させることができる。このようにして、板状体１１に、板状体１１の厚さ方向に貫通する微小径の線状導体１２が高密度に設けられたコア層１３を形成できる。
次に、図４に示す工程では、シリコン層１５を、接着層１４を介して、コア層１３の一方の面１３ａに接合する。又、シリコン層１７を、接着層１６を介して、コア層１３の他方の面１３ｂに接合する。シリコン層１５及び１７としては、例えば６インチ（約１５０ｍｍ）、８インチ（約２００ｍｍ）、１２インチ（約３００ｍｍ）等のシリコンウェハ等を用いることができる。シリコンウェハの厚さは、例えば０．６２５ｍｍ（６インチの場合）、０．７２５ｍｍ（８インチの場合）、０．７７５ｍｍ（１２インチの場合）等とすることができる。接着層１４及び１６としては、それぞれ、例えば、エポキシ系樹脂等を主成分とする接着フィルム等を用いることができる。接着層１４及び１６として、それぞれ、例えば、低融点ガラス等の無機系接着剤を用いてもよい。接着層１４及び１６のそれぞれの厚さは、例えば、１０μｍ程度とすることができる。
次に、図５に示す工程では、シリコン層１５及び１７を薄型化する。シリコン層１５及び１７は、例えばバックサイドグラインダー等で薄型化できる。薄型化後のシリコン層１５及び１７のそれぞれの厚さは、例えば２０〜１００μｍ程度とすることができる。シリコン層１５及び１７のそれぞれの厚さを１００μｍ程度以下にすることにより、基材１から配線基板を製造する際に、シリコン層１５及び１７に、それぞれを厚さ方向に貫通する貫通孔を容易に形成でき、又、形成した貫通孔内に電解めっきを行うための給電層を容易に形成できる。なお、最終的に基材１の機械的強度が十分に確保できれば、シリコン層１５及び１７のそれぞれの厚さを２０μｍ以下としても構わない。
なお、シリコン層１５及び１７を薄型化してから、それぞれ接着層１４及び１６を介してコア層１３の両面に接合してもよいが、薄型化されたシリコン層１５及び１７は取り扱いが困難であるため、シリコン層１５及び１７を、それぞれ接着層１４及び１６を介してコア層１３の両面に接合してから薄型化する方が好ましい。
図５に示す工程の後、シリコン層１５及び１７の表面に、それぞれ絶縁層を形成してもよい。絶縁層としては、例えば、熱酸化膜（ＳｉＯ２）、ベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）、ポリベンゾオキサゾール（ＰＢＯ）、又はポリイミド（ＰＩ）等を用いることができる。熱酸化膜（ＳｉＯ２）は、例えば、コア層１３の表面近傍の温度を例えば１０００℃以上とするウェット熱酸化法により熱酸化することで形成できる。熱酸化膜（ＳｉＯ２）の厚さは、例えば１〜２μｍ程度とすることができる。
ベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）、ポリベンゾオキサゾール（ＰＢＯ）、又はポリイミド（ＰＩ）は、例えば、スピンコート法等により形成できる。ベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）、ポリベンゾオキサゾール（ＰＢＯ）、又はポリイミド（ＰＩ）の厚さは、例えば２〜３０μｍ程度とすることができる。但し、熱酸化膜（ＳｉＯ２）を形成する場合には、接着層１４及び１６の耐熱性との関係に留意する必要がある。すなわち、接着層１４及び１６として、それぞれ、例えば、エポキシ系樹脂等を主成分とする接着フィルム等の有機系接着剤を用いた場合には、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法により熱酸化膜（ＳｉＯ２）を形成する必要がある。なお、絶縁層は、基材１から配線基板を製造する工程内で形成してもよい。以上が、第１の実施の形態に係る基材１の製造方法である。
なお、基材１は、この状態で製品として出荷されてもよいし、所定の形状に切断された後に製品として出荷されてもよい。
このように、第１の実施の形態によれば、複数の線状導体１２が形成されたコア層１３の両面に、それぞれ接着層１４及び１６を介して、シリコン層１５及び１７を形成することにより、基材１の機械的強度を従来よりも（コア層１３のみの場合よりも）飛躍的に向上できる。その結果、基材１の輸送中や製造工程での作業中における取り扱いが飛躍的に容易になり、基材の輸送中や製造工程での作業中に割れが発生する等の問題を防止できる。
又、シリコン層１５及び１７は薄型化（例えば２０〜１００μｍ程度）されているため、基材１から配線基板を製造する工程において、ビアホールを容易に形成できる。
又、基材１から配線基板を製造する工程において、シリコン層１５及び１７にビアホールや配線パターンを半導体プロセスにより形成可能であるため、超微細なビアホール及び超微細な配線パターンを形成できる。
なお、コア層１３の一方の面１３ａ及び他方の面１３ｂの何れか一面のみに、接着層を介して、シリコン層を形成し、その反対面には層を形成せずに線状導体１２が露出する構造としても上記の効果を奏する。
〈第１の実施の形態の変形例１〉
第１の実施の形態の変形例１では、シリコン層に代えて、ガラス層を形成する例を示す。なお、第１の実施の形態の変形例１において、既に説明した実施の形態と同一構成部品についての説明は省略する。
第１の実施の形態の変形例１では、シリコン層に代えて、ガラス層を形成する例を示す。なお、第１の実施の形態の変形例１において、既に説明した実施の形態と同一構成部品についての説明は省略する。
図６は、第１の実施の形態の変形例１に係る基材を例示する断面図である。図６を参照するに、第１の実施の形態の変形例１に係る基材２は、シリコン層１５及び１７がそれぞれガラス層２５及び２７に置換されている点が、基材１（図１参照）と相違する。
ガラス層２５及び２７の材料としては、例えば、硼珪酸ガラス等を用いることができる。硼珪酸ガラスは、硼酸（Ｂ２Ｏ３）と珪酸（ＳｉＯ２）を主成分として含むガラスであり、熱膨張係数はシリコンに近い３〜６ｐｐｍ／℃程度である。ガラス層２５及び２７のそれぞれの厚さは、例えば２０〜１００μｍ程度とすることができる。
ガラス層２５及び２７のそれぞれの厚さを１００μｍ程度以下にすることにより、基材２から配線基板を製造する際に、ガラス層２５及び２７に、それぞれを厚さ方向に貫通する貫通孔を容易に形成でき、又、形成した貫通孔内に電解めっきを行うための給電層を容易に形成できる。なお、最終的に基材２の機械的強度が十分に確保できれば、ガラス層２５及び２７のそれぞれの厚さを２０μｍ以下としても構わない。
基材２は、基材１と略同様の製造工程により製造できる。但し、図４及び図５に相当する工程では、コア層１３の両面に、それぞれ接着層１４及び１６を介して、ガラス層２５及び２７を形成し、その後ガラス層２５及び２７を薄型化してもよいし、予め薄型化したガラス層２５及び２７を、コア層１３の両面に、それぞれ接着層１４及び１６を介して形成してもよい。ガラス層２５及び２７を予め薄型化してもよいのは、ガラス層２５及び２７は、シリコン層１５及び１７と比較すると、薄型化（例えば２０〜１００μｍ程度）した状態でも取り扱いが比較的容易だからである。
又、ガラス層２５及び２７は、シリコン層１５及び１７と異なり絶縁体であるから、基材２の製造工程、又は、基材２から配線基板を製造する工程内で絶縁層を形成する必要はない。よって、基材２の製造工程、又は、基材２から配線基板を製造する工程を簡略化できる。
このように、第１の実施の形態の変形例１によれば、複数の線状導体１２が形成されたコア層１３の両面に、それぞれ接着層１４及び１６を介して、ガラス層２５及び２７を形成することにより、第１の実施の形態と同様の効果を奏するが、更に、以下の効果を奏する。すなわち、ガラス層２５及び２７は、シリコン層１５及び１７より安価であるため、基材２の製造コストを低減できる。
なお、コア層１３の一方の面１３ａ及び他方の面１３ｂの何れか一面のみに、接着層を介して、ガラス層を形成し、その反対面には層を形成せずに線状導体１２が露出する構造としても上記の効果を奏する。
〈第２の実施の形態〉
第２の実施の形態では、コア層１３の一方の面１３ａ及び他方の面１３ｂに配線層を形成する例を示す。なお、第２の実施の形態において、既に説明した実施の形態と同一構成部品についての説明は省略する。
第２の実施の形態では、コア層１３の一方の面１３ａ及び他方の面１３ｂに配線層を形成する例を示す。なお、第２の実施の形態において、既に説明した実施の形態と同一構成部品についての説明は省略する。
図７は、第２の実施の形態に係る基材を例示する断面図である。図７を参照するに、第２の実施の形態に係る基材３は、コア層１３の一方の面１３ａに配線層３１が形成され、他方の面１３ｂに配線層３２が形成されている点が、基材1（図１参照）と相違する。
配線層３１は、コア層１３の一方の面１３ａに形成されている。配線層３１は、接着層１４により覆われている。配線層３１は、複数の線状導体１２の一端面と電気的に接続されている。配線層３２は、コア層１３の他方の面１３ｂに形成されている。配線層３２は、接着層１６により覆われている。配線層３２は、複数の線状導体１２の他端面と電気的に接続されている。配線層３２は、平面視において配線層３１と略重複する位置に形成されており、複数の線状導体１２を介して配線層３１と電気的に接続されている。
配線層３１及び３２の材料としては、例えば、銅（Ｃｕ）等を用いることができる。配線層３１及び３２として、例えば、チタン（Ｔｉ）と銅（Ｃｕ）とを、この順番でコア層１３の一方の面１３ａ及び他方の面１３ｂに積層しても構わない。配線層３１及び３２の厚さは、例えば、それぞれ１〜２０μｍ程度とすることができる。
配線層３１及び３２として、例えば、チタン（Ｔｉ）と銅（Ｃｕ）とを積層する場合には、まず、スパッタ法等により、コア層１３の一方の面１３ａ及び他方の面１３ｂにチタン（Ｔｉ）と銅（Ｃｕ）とを積層形成する。そして、積層形成したチタン（Ｔｉ）と銅（Ｃｕ）とを給電層とする電解めっき法により、更に銅（Ｃｕ）層を積層することができる。
なお、基材３は、配線基板を製造するための基材であるから、配線層３１及び３２のパターン形状等は、配線基板を製造するメーカーの仕様に合わせて作製される。つまり、基材１及び２が汎用品であるのに対して、基材３はセミカスタム品である。
このように、第２の実施の形態によれば、コア層１３の一方の面１３ａ及び他方の面１３ｂに配線層を形成しても、第１の実施の形態と同様の効果を奏するが、更に、以下の効果を奏する。すなわち、配線層の存在により、基材３の機械的強度を基材１や２よりも更に向上できる。
なお、第１の実施の形態の変形例１のように、シリコン層１５及び１７に代えて、ガラス層２５及び２７を用いてもよい。ガラス層２５及び２７を用いた場合には、シリコン層１５及び１７より安価であるため、基材３の製造コストを低減できる。又、配線層３１及び３２にアライメントマークを形成しておくと、接着層１４及びガラス層２５、並びに接着層１６及びガラス層２７を介してアライメントマークを透視できるため、アライメント性を向上できる。
又、コア層１３の一方の面１３ａ及び他方の面１３ｂの何れか一方のみに配線層及びシリコン層（又はガラス層）を形成し、他方は基材１や２（図１及び図６参照）と同様の構造としても上記の効果を奏する。
〈第２の実施の形態の変形例１〉
第２の実施の形態の変形例１では、配線層を擬似同軸構造とする例を示す。なお、第２の実施の形態の変形例１において、既に説明した実施の形態と同一構成部品についての説明は省略する。
第２の実施の形態の変形例１では、配線層を擬似同軸構造とする例を示す。なお、第２の実施の形態の変形例１において、既に説明した実施の形態と同一構成部品についての説明は省略する。
図８Ａは、第２の実施の形態の変形例１に係る基材を例示する断面図である。図８Ｂは、第２の実施の形態の変形例１に係る基材を例示する部分平面図である。図８Ａ及び図８Ｂを参照するに、第２の実施の形態の変形例１に係る基材４は、配線層３１及び３２が擬似同軸構造である点が、基材３（図７参照）と相違する。
配線層３１及び３２において、信号配線３１ｓ及び３２ｓ並びにそれらを接続する複数の線状導体１２の周囲には、所定の間隔を空けてＧＮＤ（グランド）配線３１ｇ及び３２ｇ並びにそれらを接続する複数の線状導体１２が配置されている。信号配線３１ｓ及び３２ｓは、基材４が配線基板となった際に信号が伝送される配線である。ＧＮＤ配線３１ｇ及び３２ｇは、基材４が配線基板となった際に配線基板の基準電位（ＧＮＤ）と電気的に接続される配線である。
なお、基材４は、配線基板を製造するための基材であるから、配線層３１及び３２のパターン形状等は、配線基板を製造するメーカーの仕様に合わせて作製される。つまり、基材３と同様に、基材４はセミカスタム品である。
このように、信号配線３１ｓ及び３２ｓ並びに信号配線３１ｓと３２ｓを接続する複数の線状導体１２と、これらの周囲に位置するＧＮＤ配線３１ｇ及び３２ｇ並びにＧＮＤ配線３１ｇと３２ｇを接続する複数の線状導体１２により、同軸線路と同等の構造となる。その結果、信号配線３１ｓ及び３２ｓ並びに信号配線３１ｓと３２ｓを接続する複数の線状導体１２に対する外部からのノイズをシールド（遮蔽）する効果を奏する。
又、隣接して配置される信号配線３１ｓ及び３２ｓ並びに信号配線３１ｓと３２ｓを接続する複数の線状導体１２間には、ＧＮＤ配線３１ｇ及び３２ｇ並びにＧＮＤ配線３１ｇと３２ｇを接続する複数の線状導体１２が配置されることになる。そのため、隣接して配置される信号配線３１ｓ及び３２ｓ並びに信号配線３１ｓと３２ｓを接続する複数の線状導体１２間に生じる電気的結合（容量結合）を低減することが可能となり、信号配線３１ｓ及び３２ｓ並びに信号配線３１ｓと３２ｓを接続する複数の線状導体１２自体がノイズ源となることを防止できる。
なお、第１の実施の形態の変形例１のように、シリコン層１５及び１７に代えて、ガラス層２５及び２７を用いてもよい。ガラス層２５及び２７を用いた場合には、シリコン層１５及び１７より安価であるため、基材４の製造コストを低減できる。又、配線層３１及び３２にアライメントマークを形成しておくと、接着層１４及びガラス層２５、並びに接着層１６及びガラス層２７を介してアライメントマークを透視できるため、アライメント性を向上できる。
〈第２の実施の形態の変形例２〉
第２の実施の形態の変形例２では、コア層の両面に直接ガラス層を形成する例を示す。なお、第２の実施の形態の変形例２において、既に説明した実施の形態と同一構成部品についての説明は省略する。
第２の実施の形態の変形例２では、コア層の両面に直接ガラス層を形成する例を示す。なお、第２の実施の形態の変形例２において、既に説明した実施の形態と同一構成部品についての説明は省略する。
図９は、第２の実施の形態の変形例２に係る基材を例示する断面図である。図9を参照するに、第２の実施の形態の変形例２に係る基材５は、接着層１４及び１６が存在しない点、及びシリコン層１５及び１７がガラス層５５及び５７に置換されている点が、基材３（図７参照）と相違する。
つまり、基材５において、ガラス層５５は、コア層１３の一方の面１３ａに直接接合されている。又、ガラス層５７は、コア層１３の他方の面１３ｂに直接接合されている。配線層３１及び３２は、それぞれ、ガラス層５５及び５７により覆われている。ガラス層５５及び５７のそれぞれの厚さは、例えば２０〜１００μｍ程度とすることができる。
ガラス層５５及び５７の材料としては、例えば、低融点ガラス等を用いることができる。低融点ガラスとしては、例えば、硼珪酸ガラスにビスマスやインジウム等を含有させて融点を下げたもの等を用いることができる。
ガラス層５５及び５７を形成するには、例えば、コア層１３の一方の面１３ａ及び他方の面１３ｂにそれぞれ配線層３１及び３２を形成後、配線層３１及び３２を覆うように低融点ガラスペーストをコア層１３の一方の面１３ａ及び他方の面１３ｂにそれぞれ塗布し、例えば４５０℃程度で焼成して形成できる。或いは、固体の低融点ガラスをコア層１３の一方の面１３ａ及び他方の面１３ｂにそれぞれ配置し、例えば４５０℃程度で加熱及び押圧して軟化させた後、固化させることにより形成できる。
なお、基材５は、配線基板を製造するための基材であるから、配線層３１及び３２のパターン形状等は、配線基板を製造するメーカーの仕様に合わせて作製される。つまり、基材３等と同様に、基材５はセミカスタム品である。
このように、第２の実施の形態の変形例２によれば、複数の線状導体１２が形成されたコア層１３の両面に、直接ガラス層５５及び５７を形成することにより、第２の実施の形態と同様の効果を奏するが、更に、以下の効果を奏する。すなわち、熱膨張係数が数１０ｐｐｍ／℃程度である樹脂系の接着層が存在せず、コア層１３、配線層３１及び３２、並びにガラス層５５及び５７により基材５を構成しているため、構成材料間の熱膨張係数の不整合を低減できる。
又、耐熱性の低い樹脂系の接着層が存在しないため、基材５の耐熱性を向上できる。
又、ガラス層５５及び５７は、シリコン層１５及び１７より安価であるため、基材５の製造コストを低減できる。
又、配線層３１及び３２にアライメントマークを形成しておくと、ガラス層５５及び５７を介してアライメントマークを透視できるため、アライメント性を向上できる。
なお、コア層１３の一方の面１３ａ及び他方の面１３ｂの何れか一面のみに配線層及びガラス層を形成し、その反対面には層を形成せずに線状導体１２が露出する構造としても上記の効果を奏する。又、コア層１３の一方の面１３ａ及び他方の面１３ｂにそれぞれ配線層を形成し、コア層１３の一方の面１３ａ及び他方の面１３ｂの何れか一面のみに配線層を覆うようにガラス層を形成する構造としても上記の効果を奏する。
更に、コア層１３の両面にそれぞれ配線層３１及び３２を形成し、配線層３１及び３２の何れか一方のみを覆うようにガラス層を形成する構造において、ガラス層に覆われていない方の配線層を覆うようにエポキシ系の絶縁性樹脂等からなる絶縁層を形成し、更にこの絶縁層を介して下層の配線層と電気的に接続される他の配線層を形成してもよい。
又、コア層１３の両面に配線層３１及び３２が形成されていない状態で、直接ガラス層５５及び５７を形成する形態（図９において、配線層３１及び３２を削除した形態）としてもよい。
〈第３の実施の形態〉
第３の実施の形態では、コア層１３の一方の面１３ａに配線層及び絶縁層を積層形成する例を示す。なお、第３の実施の形態において、既に説明した実施の形態と同一構成部品についての説明は省略する。
第３の実施の形態では、コア層１３の一方の面１３ａに配線層及び絶縁層を積層形成する例を示す。なお、第３の実施の形態において、既に説明した実施の形態と同一構成部品についての説明は省略する。
図１０は、第３の実施の形態に係る基材を例示する断面図である。図１０を参照するに、第３の実施の形態に係る基材６は、コア層１３の一方の面１３ａと接着層１４との間に、配線層３１、絶縁層６１、及び配線層６２が積層形成され、他方の面１３ｂと接着層１６との間に、配線層３２、絶縁層６３、及び配線層６４が積層形成されている点が、基材３（図７参照）と相違する。
絶縁層６１は、コア層１３の一方の面１３ａに、配線層３１を覆うように形成されている。絶縁層６１の材料としては、例えばエポキシ系樹脂等を主成分とする絶縁性樹脂を用いることができる。絶縁層６１の厚さは、例えば１０〜３０μｍ程度とすることができる。
配線層６２は、絶縁層６１の表面に形成されている。配線層６２は、絶縁層６１を貫通し配線層３１の表面を露出するビアホール６１ｘ内に充填されたビア配線、及び絶縁層６１の表面に形成された配線パターンを含んで構成されている。配線パターンは、所定の平面形状にパターニングされている。ビアホール６１ｘは、接着層１４側に開口されていると共に、配線層３１の上面によって底面が形成された、開口部の面積が底面の面積よりも大となる円錐台状の凹部となっている。又、この凹部内にビア配線が形成されている。
配線層６２は、ビアホール６１ｘ内に露出した配線層３１と電気的に接続されている。配線層６２の材料としては、例えば銅（Ｃｕ）等を主成分とする導電体を用いることができる。配線層６２の一部である配線パターンの厚さは、例えば１０〜２０μｍ程度とすることができる。配線層６２は、接着層１４により覆われている。
絶縁層６３は、コア層１３の他方の面１３ｂに、配線層３２を覆うように形成されている。絶縁層６３の材料としては、例えばエポキシ系樹脂等を主成分とする絶縁性樹脂を用いることができる。絶縁層６３の厚さは、例えば１０〜３０μｍ程度とすることができる。
配線層６４は、絶縁層６３の表面に形成されている。配線層６４は、絶縁層６３を貫通し配線層３２の表面を露出するビアホール６３ｘ内に充填されたビア配線、及び絶縁層６３の表面に形成された配線パターンを含んで構成されている。配線パターンは、所定の平面形状にパターニングされている。ビアホール６３ｘは、接着層１６側に開口されていると共に、配線層３２の上面によって底面が形成された、開口部の面積が底面の面積よりも大となる円錐台状の凹部となっている。又、この凹部内にビア配線が形成されている。
配線層６４は、ビアホール６３ｘ内に露出した配線層３２と電気的に接続されている。配線層６４の材料としては、例えば銅（Ｃｕ）等を主成分とする導電体を用いることができる。配線層６４の一部である配線パターンの厚さは、例えば１０〜２０μｍ程度とすることができる。配線層６４は、接着層１６により覆われている。
なお、基材６は、配線基板を製造するための基材であるから、配線層３１及び３２、並びに配線層６２及び６４のパターン形状等は、配線基板を製造するメーカーの仕様に合わせて作製される。つまり、基材３等と同様に、基材６はセミカスタム品である。
このように、第３の実施の形態によれば、コア層１３の一方の面１３ａ及び他方の面１３ｂに配線層及び絶縁層を積層形成しても、第１の実施の形態と同様の効果を奏するが、更に、以下の効果を奏する。すなわち、積層形成した配線層及び絶縁層を利用して、シリコン層１５側とシリコン層１７側とのピッチ変換が可能となる。
なお、第１の実施の形態の変形例１のように、シリコン層１５及び１７に代えて、ガラス層２５及び２７を用いてもよい。ガラス層２５及び２７を用いた場合には、シリコン層１５及び１７より安価であるため、基材６の製造コストを低減できる。又、配線層６２及び６４にアライメントマークを形成しておくと、接着層１４及びガラス層２５、並びに接着層１６及びガラス層２７を介してアライメントマークを透視できるため、アライメント性を向上できる。
又、コア層１３の一方の面１３ａ及び他方の面１３ｂの何れか一方又は双方に、配線層及び絶縁層を複数層積層してもよい。
又、コア層１３の一方の面１３ａ及び他方の面１３ｂの何れか一方のみに配線層及び絶縁層を積層し、他方は基材３等（図７等参照）と同様の構造としてもよい。
〈配線基板の例〉
第３の実施の形態に係る基材６を配線基板として用いる例を示す。図１１は、第３の実施の形態に係る基材を用いた配線基板を例示する断面図である。
第３の実施の形態に係る基材６を配線基板として用いる例を示す。図１１は、第３の実施の形態に係る基材を用いた配線基板を例示する断面図である。
図１１を参照するに、配線基板７は、基材３の一方の側に、配線層３１、絶縁層６１、配線層６２、接着層１４、シリコン層１５、配線層７１、及びソルダーレジスト層７２がこの順番で積層され、基材６の他方の側に、配線層３２、絶縁層６３、配線層６４、接着層１６、シリコン層１７、配線層７３、及びソルダーレジスト層７４がこの順番で積層された構造を有する。なお、ビアホール１５ｘ及び１７ｘの内壁面を含むシリコン層１５及び１７の表面には、絶縁層（図示せず）が形成されている。
ソルダーレジスト層７２及び７４は、例えば、それぞれエポキシ系樹脂等を主成分とする絶縁性樹脂からなり、配線層７１及び７３は、例えば、それぞれ銅（Ｃｕ）等を主成分とする導電体からなる。
配線層７１は、シリコン層１５の表面に形成されている。配線層７１は、シリコン層１５を貫通し配線層６２の表面を露出するビアホール１５ｘ内に充填されたビア配線、及びシリコン層１５の表面に形成された配線パターンを含んで構成されている。配線パターンは、所定の平面形状にパターニングされている。配線層７１の一部は、ソルダーレジスト層７２に形成された開口部７２ｘ内に露出し、例えば半導体素子と電気的に接続されるパッドとして機能する。
配線層７３は、シリコン層１７の表面に形成されている。配線層７３は、シリコン層１７を貫通し配線層６４の表面を露出するビアホール１７ｘ内に充填されたビア配線、及びシリコン層１７の表面に形成された配線パターンを含んで構成されている。配線パターンは、所定の平面形状にパターニングされている。配線層７３の一部は、ソルダーレジスト層７４に形成された開口部７４ｘ内に露出し、例えばマザーボード等の実装基板と電気的に接続されるパッドとして機能する。但し、開口部７４ｘ内に露出する配線層７３を半導体素子と電気的に接続されるパッドとしてもよい。なお、配線基板は、周知の製造工程により製造できる。
このように、基材６を入手し、周知の製造工程を経て、配線基板７を製造できる。又、配線基板７に半導体素子を実装することにより、半導体パッケージを製造できる。
配線層７１及び７３は、それぞれシリコン層１５及び１７に半導体プロセスにより形成可能であるため、超微細なビアホール及び超微細な配線パターンとすることができる。配線層７１及び７３を構成する配線パターンは、例えばライン／スペース＝１／１μｍ〜１０／１０μｍ程度とすることができる。
なお、基材１〜５を用いても、同様に配線基板や半導体パッケージを製造できる。
以上、好ましい実施の形態及びその変形例について詳説したが、上述した実施の形態及びその変形例に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態及びその変形例に種々の変形及び置換を加えることができる。
例えば、各実施の形態及びその変形例は、適宜組み合わせることができる。
又、コア層１３の何れか一方の面側に接着層を介してシリコン層を形成し、その反対面側に接着層を介して（又は、接着層を介さずに直接）ガラス層を形成する形態も可能である。このような形態であっても、基材の機械的強度を従来よりも（コア層１３のみの場合よりも）飛躍的に向上できる。
１、２、３、４、５、６ 基材
７ 配線基板
１１ 板状体
１１ｘ 貫通孔
１２ 線状導体
１３ コア層
１３ａ コア層の一方の面
１３ｂ コア層の他方の面
１４、１６ 接着層
１５、１７ シリコン層
１５ｘ、１７ｘ、６１ｘ、６３ｘ ビアホール
２５、２７、５５、５７ ガラス層
３１、３２、６２、６４、７１、７３ 配線層
３１ｓ、３２ｓ 信号配線
３１ｇ、３２ｇ ＧＮＤ配線
６１、６３ 絶縁層
７２、７４ ソルダーレジスト層
７２ｘ、７４ｘ 開口部
Ｐ 間隔
φ 直径
７ 配線基板
１１ 板状体
１１ｘ 貫通孔
１２ 線状導体
１３ コア層
１３ａ コア層の一方の面
１３ｂ コア層の他方の面
１４、１６ 接着層
１５、１７ シリコン層
１５ｘ、１７ｘ、６１ｘ、６３ｘ ビアホール
２５、２７、５５、５７ ガラス層
３１、３２、６２、６４、７１、７３ 配線層
３１ｓ、３２ｓ 信号配線
３１ｇ、３２ｇ ＧＮＤ配線
６１、６３ 絶縁層
７２、７４ ソルダーレジスト層
７２ｘ、７４ｘ 開口部
Ｐ 間隔
φ 直径
Claims (5)
- 酸化アルミニウムからなる板状体、及び前記板状体を厚さ方向に貫通する複数の線状導体を備えたコア層と、
前記コア層の一方の面側及び他方の面側に、接着層を介して接合された板状のシリコン層又はガラス層と、を有し、
前記線状導体は、隣接する前記線状導体の間隔が、前記線状導体の直径よりも小さくなるように形成されている基材。 - 前記一方の面側及び前記他方の面側の何れか一面側には、接着層を介して、前記シリコン層が接合され、
前記一面側の反対面側には、接着層を介して、前記ガラス層が接合されている請求項１記載の基材。 - 前記一方の面側及び前記他方の面側の少なくとも一面側には、複数の前記線状導体と電気的に接続され、前記接着層に覆われた配線層が形成されている請求項１又は２記載の基材。
- 酸化アルミニウムからなる板状体、及び前記板状体を厚さ方向に貫通する複数の線状導体を備えたコア層を有し、
前記コア層の一方の面側及び他方の面側には、複数の前記線状導体と電気的に接続された配線層、前記配線層を覆う絶縁層、前記絶縁層を介して前記配線層と電気的に接続された第２の配線層、前記第２の配線層を覆う接着層、板状のシリコン層又はガラス層が順次積層され、
前記線状導体は、隣接する前記線状導体の間隔が、前記線状導体の直径よりも小さくなるように形成されている基材。 - 前記配線層は、信号配線と前記信号配線を平面視において囲むように形成されたグランド配線とを含む請求項３又は４記載の基材。
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