JP5902559B2 - 配線基板およびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、電子機器（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、コンピュータ機器およびその周辺機器）等に使用される配線基板、およびその製造方法に関するものである。

従来、電子部品が実装される配線基板には、絶縁層に樹脂材料を使用したものがある。

例えば、特許文献１には、樹脂材料を主成分とした絶縁層と導電層とを有する配線基板が記載されている。

ところで、従来の配線基板では、絶縁層に、電子部品よりも熱膨張率が大きい樹脂材料を使用しているために、配線基板とこの配線基板に実装される電子部品との熱膨張率の差が大きくなってしまう。

その結果、電子部品の実装時や作動時に実装構造体に熱が加わると、その熱膨張率の差に起因して、配線基板と電子部品との間に熱応力が印加されやすい。したがって、配線基板と電子部品との間の接続信頼性が低下し、実装構造体の電気的信頼性が低下しやすくなるという問題点があった。

特開平８−１１６１７４号公報

本発明は、上記問題点に鑑みて、実装構造体の電気的信頼性を向上させる要求に応える配線基板およびその製造方法を提供することを目的とするものである。

本発明の一実施形態にかかる配線基板は、一主面に開口した溝部が形成された絶縁層と、前記溝部内に位置した導電層とを備え、前記絶縁層は、互いの一部で接続した複数の第１無機絶縁粒子を含むとともに、該複数の第１無機絶縁粒子に囲まれてなる複数の間隙が形成された無機多孔質層と、前記間隙に充填された樹脂とを有し、前記導電層は、その一部が前記溝部の内面から前記間隙内に浸入しているものである。

本発明の一実施形態にかかる配線基板によれば、絶縁層が、第１無機絶縁粒子を含む無機多孔質層を有する。それゆえ、無機絶縁材料は樹脂材料に比べて熱膨張率が小さいことから、絶縁層の熱膨張率を小さくすることができる。

そして、絶縁層の一主面に溝部が形成されており、導電層は溝部内に位置している。その結果、無機多孔質層を有する絶縁層は、導電層を囲って位置することから、導電層の熱膨張を低減することができる。

さらに、無機多孔質層の間隙には、樹脂が充填されていることから、無機多孔質層を有する絶縁層が導電層の熱膨張を低減する際に、絶縁層にクラックが発生することを低減す
ることができる。

その結果、配線基板の熱膨張率を低減することができ、ひいては配線基板と電子部品との間の接続信頼性が向上し、実装構造体の電気的信頼性が向上する。

図１は、本発明の一実施形態にかかる実装構造体の例を示す、厚み方向（Ｚ方向）に切断した断面図である。 図２は、図１のＡ１部分を拡大して示した、厚み方向（Ｚ方向）に切断した断面図である。 図３は、図２のＡ２部分を拡大して示した、厚み方向（Ｚ方向）に切断した断面図である。 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（Ｚ方向）に切断した断面図である。 図５（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（Ｚ方向）に切断した断面図である。 図６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（Ｚ方向）に切断した断面図である。

（実装構造体）
以下に、本発明の実施形態にかかる配線基板を含む実装構造体を、図面を参照しつつ詳細に説明する。

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が一主面に実装された配線基板３と、電子部品２と配線基板３との間に配されたバンプ４とを含む。

（電子部品）
電子部品２は、例えばＩＣまたはＬＳＩといった半導体素子などであり、半田などの導電材料を含むバンプ４を介して、配線基板３に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ケイ素などの半導体材料から形成されている。

電子部品２の厚みは、例えば０．０５ｍｍ以上１ｍｍ以下に設定されている。なお、電子部品２の厚みは、電子部品２の研摩によって露出した断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）または透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）で観察し、厚み方向（Ｚ方向）に沿った長さを１０箇所以上測定し、その平均値を算出することで測定される。

（配線基板）
配線基板３は、樹脂層５と、一主面に開口した溝部Ｔが形成され、樹脂層５の両主面それぞれに配された一対の絶縁層６と、一対の絶縁層６それぞれの一主面に形成された溝部Ｔ内に位置し、溝部Ｔの内面に接した複数の導電層７と、樹脂層５および絶縁層６を貫通して形成された貫通導体８とを含む。なお、配線基板３の厚みは、例えば０．０５ｍｍ以上１．５ｍｍ以下に設定され、電子部品２の厚みと同様に測定される。

（樹脂層）
樹脂層５は、一対の絶縁層６の間に配されて、絶縁層６同士を接着している。この樹脂層５は、例えば、エポキシ樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂またはシアネート樹脂な
どの樹脂材料を主成分としている。

樹脂層５の厚みは、例えば３μｍ以上２０μｍ以下に設定されている。また、樹脂層５のヤング率は、例えば１ＧＰａ以上１０ＧＰａ以下に設定されている。そして、樹脂層５の厚み方向（Ｚ方向）および平面方向（ＸＹ平面方向）への熱膨張率は、例えば２０ｐｐｍ／℃以上７０ｐｐｍ／℃以下に設定されている。なお、樹脂層５の厚みは、電子部品２と同様に測定される。樹脂層５のヤング率は、ナノインデンターを用いて、ＩＳＯ５２７−１：１９９３に準じた測定方法によって測定される。また、樹脂層５の熱膨張率は、市販のＴＭＡ（熱機械分析）装置を用いて、ＪＩＳ Ｋ７１９７−１９９１に準じた測定方法によって測定される。

（絶縁層）
絶縁層６は、導電層７を支持するとともに、複数の導電層７同士間の絶縁性を確保するものであり、複数の間隙Ｇが形成された無機多孔質層９と、複数の間隙Ｇに充填された樹脂１０とを含む。また、絶縁層６は、絶縁層６の溝部Ｔの底面を含み、絶縁層６の一主面に平行な仮想面Ｉから絶縁層６の一主面までの間にある第１層領域部Ｒ１と、仮想面Ｉから絶縁層６の他主面までの間にある第２層領域部Ｒ２とを具備している。なお、複数の間隙Ｇに充填された樹脂１０は、絶縁層６の一主面に配された樹脂層５の樹脂材料が間隙Ｇに入り込んでいるものである。

絶縁層６の厚みは、例えば３μｍ以上１００μｍ以下に設定されている。また、絶縁層６のヤング率は、例えば１５ＧＰａ以上５０ＧＰａ以下に設定されている。また、絶縁層６の厚み方向（Ｚ方向）および平面方向（ＸＹ平面方向）への熱膨張率は、例えば０．６ｐｐｍ／℃以上１０ｐｐｍ／℃以下に設定されている。そして、絶縁層６における無機多孔質層９の体積比率は、例えば６２体積％以上７５体積％以下に設定されている。また、樹脂１０の体積比率は、例えば２５体積％以上３８体積％以下に設定されている。

なお、絶縁層６の厚み、ヤング率および熱膨張率は、樹脂層５と同様に測定される。また、絶縁層６における無機多孔質層９および樹脂１０の体積比率は、絶縁層６の厚み方向（Ｚ方向）に沿った断面をＳＥＭまたはＴＥＭで撮影し、撮影した画像から画像解析装置などを用いて、それぞれの面積比率（面積％）を測定する。次に、この測定値の平均値を算出することによって、体積比率が求められる。以下、各部材の体積比率は、絶縁層６と同様に測定される。

無機多孔質層９は、絶縁層６のヤング率を向上させるとともに、絶縁層６の熱膨張率を低減するものである。この無機多孔質層９は、無機絶縁材料からなるとともに、互いに接続した複数の第１無機絶縁粒子１１を含んでいる。そして、複数の第１無機絶縁粒子１１同士の接続が互いの一部で行なわれていることから、無機多孔質層９は、複数の第１無機絶縁粒子１１に囲まれてなる第１間隙Ｇ１が形成された、骨格構造をなしている。なお、無機多孔質層９の厚みは、絶縁層６の厚みと同じである。

第１無機絶縁粒子１１は、例えば、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化マグネシウムまたは酸化カルシウムなどの無機絶縁材料からなる。中でも、酸化ケイ素は、他の無機絶縁材料と比較して誘電正接および誘電率が低いため、配線基板３の信号伝送特性を向上させることができる。

また、第１無機絶縁粒子１１は、非晶質体を用いることが望ましい。第１無機絶縁粒子１１を非晶質体とすることで、結晶構造に起因した熱膨張率の異方性を低減することができ、絶縁層６におけるクラックの発生を低減できる。

第１無機絶縁粒子１１の平均粒径は、例えば３ｎｍ以上１１０ｎｍ以下に設定されている。なお、第１無機絶縁粒子１１の平均粒径は、絶縁層６の断面を、ＴＥＭを用いて２０個以上５０個以下の第１無機絶縁粒子を含むように拡大した断面を観察し、この拡大した断面にて各粒子の最大径を測定し、その最大径の平均値を算出することによって測定される。

（導電層）
導電層７は、主に電気信号を伝送する、絶縁層６の一主面上に形成された線状の配線導体１２と、バンプ４と接続される、絶縁層６の一主面上に形成されたパッド１３とを含む。この導電層７は、例えば、銅、銀、金またはアルミニウムなどの導電性材料からなる。

導電層７の厚みは、例えば１．５μｍ以上１５μｍ以下に設定されている。また、導電層７の幅は、例えば、１μｍ以上１０μｍ以下に設定されている。また、導電層７のヤング率は、例えば５０ＧＰａ以上２００ＧＰａ以下に設定されている。そして、導電層７の平面方向（ＸＹ平面方向）への熱膨張率は、例えば１５ｐｐｍ／℃以上１８ｐｐｍ／℃以下に設定されている。なお、導電層７の厚み、ヤング率および熱膨張率は、絶縁層６と同様に測定される。また、導電層７の幅は、導電層７の厚みと同様に測定される。

（貫通導体）
貫通導体８は、厚み方向（Ｚ方向）に、樹脂層５および絶縁層６を貫通して形成されており、厚み方向（Ｚ方向）に離れて配置された一対の導電層７同士を電気的に接続するものである。この貫通導体８は、例えば、銅、銀、金またはアルミニウムなどの導電性材料からなる。

貫通導体８のヤング率は、例えば５０ＧＰａ以上２００ＧＰａ以下に設定されている。また、貫通導体８の厚み方向（Ｚ方向）および平面方向（ＸＹ平面方向）への熱膨張率は、例えば１５ｐｐｍ／℃以上１８ｐｐｍ／℃以下に設定されている。

ところで、前述したように、絶縁層６は、第１無機絶縁粒子１１を含む無機多孔質層９を含む。その結果、無機絶縁材料は樹脂材料に比べて熱膨張率が小さいことから、本実施形態における絶縁層６の熱膨張率は、従来の樹脂材料を主成分とする絶縁層６の熱膨張率よりも小さくすることができ、絶縁層６を有する配線基板３の熱膨張率も、従来基板に比べて小さくすることができる。したがって、電子部品２と配線基板３の熱膨張率の差を低減することができ、ひいては実装構造体１の電気的信頼性を向上させることができる。

また、絶縁層６は、樹脂層５よりも熱膨張率が小さい。その結果、絶縁層６の一主面に樹脂層５が配されている場合でも、絶縁層６が、樹脂層５の熱膨張を低減することができ、ひいては配線基板３の熱膨張率を低減することができる。

また、絶縁層６は、樹脂層５よりもヤング率が大きい、その結果、絶縁層６の一主面に樹脂層５が配されている場合でも、絶縁層６が樹脂層５の熱膨張に起因して変形することが低減され、絶縁層６は、良好に樹脂層５の熱膨張を低減することができ、ひいては配線基板３の熱膨張率を低減することができる。

また、導電層７は、無機多孔質層９を含む絶縁層６（第１層領域部Ｒ１）は、導電層７を囲んで位置している。その結果、無機多孔質層９は、互いに接続して拘束しあった第１無機絶縁粒子１１を含むため、本実施形態における絶縁層６は、従来の樹脂材料を主成分とする絶縁層６よりもヤング率が大きくなることから、従来基板に比べて絶縁層６が導電層７の熱膨張に起因して変形することが低減され、良好に導電層７の平面方向（ＸＹ平面方向）における熱膨張を低減することができ、ひいては配線基板３の熱膨張率を低減する
ことができる。

また、絶縁層６は、無機多孔質層９の間隙Ｇに充填された樹脂１０を含んでいる。その結果、樹脂材料のヤング率が無機絶縁材料のヤング率よりも小さいことから、絶縁層６に印加される応力を低減し、導電層７の熱膨張に起因して、絶縁層６におけるクラックの発生を低減することができる。

また、無機多孔質層９の間隙Ｇに充填された樹脂１０は、樹脂層５の樹脂の一部が浸入したものである。その結果、樹脂層５の樹脂の一部である樹脂１０が、無機多孔質層６の間隙Ｇに位置していることから、アンカー効果によって樹脂層５と絶縁層６との接着強度を向上させることができ、絶縁層６は、樹脂層５の平面方向（ＸＹ平面方向）における熱膨張を良好に低減することができる。

また、溝部Ｔの底面が絶縁層６からなる。その結果、絶縁層６の第２層領域部Ｒ２は、絶縁層６の第１層領域部Ｒ１を拘束して、第１層領域部Ｒ１が導電層７の熱膨張に起因して変形することを低減するため、絶縁層６は、導電層７の平面方向（ＸＹ平面方向）における熱膨張を低減することができる。

また、導電層７は、溝部Ｔの内面に接触している。その結果、本実施形態における絶縁層６は、従来の樹脂材料を主成分とする絶縁層６に比べて熱膨張率が小さいことから、従来基板に比べて絶縁層６と導電層７との接触面において、導電層７の熱膨張を低減することができる。

また、絶縁層６は、導電層７より熱膨張率が小さいことが望ましい。その結果、絶縁層６は、導電層７の熱膨張をさらに低減することができる。

また、図２および図３に示したように、無機多孔質層９は、第１無機絶縁粒子１１よりも平均粒径が大きい第２無機絶縁粒子１４を含むことが望ましい。その結果、第２無機絶縁粒子１４の平均粒径は第１無機絶縁粒子１１の平均粒径よりも大きいことから、無機多孔質層９のヤング率を向上させることができ、ひいては絶縁層６のヤング率を向上させることができる。したがって、絶縁層６は、導電層７の平面方向（ＸＹ平面方向）における熱膨張をさらに低減することができる。なお、この場合には、無機多孔質層９では、複数の第１無機絶縁粒子１１と第２無機絶縁粒子１４とが互いの一部で接続し、複数の第１無機絶縁粒子１１と第２無機絶縁粒子１４とに囲まれてなる第２間隙Ｇ２が形成されており、第２間隙Ｇ２にも樹脂１０が充填されている。

また、第２無機絶縁粒子１４の平均粒径は、例えば０．５μｍ以上５μｍ以下に設定されており、第２無機絶縁粒子１４のヤング率および熱膨張率は、第１無機絶縁粒子１１と同様に設定されている。また、この場合には、無機多孔質層６における第１無機絶縁粒子１１の体積比率は、例えば２０体積％以上９０体積％以下に設定されており、第２無機絶縁粒子１４の体積比率は、１０体積％以上８０体積％以下に設定されている。なお、第２無機絶縁粒子１４の平均粒径は、絶縁層６の断面を、ＳＥＭを用いて２０個以上５０個以下の第１無機絶縁粒子を含むように拡大した断面を観察し、この拡大した断面にて各粒子の最大径を測定し、それを平均することによって測定される。また、無機多孔質層６における体積比率は、絶縁層６における体積比率と同様に測定される。

また、第２無機絶縁粒子１４は、例えば、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化マグネシウムまたは酸化カルシウムなどの無機絶縁材料からなる。また、第２無機絶縁粒子１４は、第１無機絶縁粒子１１と同じ材料で形成することが望ましい。その結果、第１無機絶縁粒子１１と第２無機絶縁粒子１４との接続が強固になり、無機多孔質層９に生じるクラ
ックを良好に低減することができる。

また、第２無機絶縁粒子１４は、非晶質体を用いることが望ましい。その結果、第２無機絶縁粒子１４の結晶構造に起因した絶縁層６におけるクラックの発生を低減することができる。

また、第２層領域部Ｒ２における第２無機絶縁粒子１４の含有割合は、第１層領域部Ｒ１における第２無機絶縁粒子１４の含有割合よりも大きいことが望ましい。その結果、絶縁層６の第２層領域部Ｒ２のヤング率が、絶縁層６の第１領域部Ｒ１のヤング率よりも大きくなることから、絶縁層６の第２層領域部Ｒ２は、良好に絶縁層６の第１層領域部Ｒ１を拘束することができ、ひいては絶縁層６は、導電層７の平面方向（ＸＹ平面方向）における熱膨張をさらに低減することができる。

また、配線導体１２は、長手方向に垂直な断面において、厚みが幅よりも大きい矩形状である。その結果、平面方向（ＸＹ平面方向）において導電層７の密度を向上させることができるとともに、配線導体１２の電気抵抗を低減することができる。この場合、配線導体１２のアスペクト比は、例えば３以下に設定されている。

また、絶縁層６の第１層領域Ｒ１における、複数の導電層７の間に位置した導電層間部Ｒ３は、第１無機絶縁粒子１０からなることが望ましい。その結果、溝部Ｔの内面の平坦度を向上させることができ、配線基板３における高周波の信号伝送特性を向上させることができる。

また、配線導体１２の幅は、導電層間部Ｒ３の幅よりも小さいことが望ましい。その結果、絶縁層６は、配線導体１２の熱膨張を低減することができ、ひいては絶縁層６は、導電層７の平面方向（ＸＹ平面方向）における熱膨張を良好に低減することができる。

また、導電層７の一部は、溝部Ｔの内面から第１間隙Ｇ１または第２間隙Ｇ２内に浸入していることが望ましい。その結果、アンカー効果によって、絶縁層６と導電層７との接着強度が向上し、絶縁層６と導電層７とが剥離することを低減することができる。

また、導電層７の上面は、絶縁層６の上面と同一主面をなすことが望ましい。その結果、配線基板３の主面の平坦度が向上し、電子部品２と配線基板３との接続信頼性を向上させることができる。

また、導電層７の上面は、絶縁層６の主面から導電層７の中央部に向かって、凹んでいることが望ましい。その結果、導電層７上に樹脂層５をさらに積層する際に、樹脂層５と導電層７との接着面積が大きくなり、樹脂層５と導電層７の接着強度を向上させることができ、樹脂層５と導電層７との剥離を低減することができる。

（実装構造体の作製）
次に、前述した実装構造体１の製造方法を、図４から図６を参照しつつ説明する。

（配線基板の作製）
（１）第１無機絶縁粒子１１および第２無機絶縁粒子１４を含む固形分と、この固形分が分散した溶剤とを有する無機絶縁ゾル９ｘを準備する。

無機絶縁ゾル９ｘは、例えば、固形分を１０体積％以上５０体積％以下含み、溶剤を５０％体積以上９０体積％以下含む。固形分を１０体積％以上とすることによって、無機絶縁ゾル９ｘの粘度を低く保持するとともに、固形分を５０体積％以下とすることによって
、無機絶縁ゾル９ｘから形成される絶縁層の生産性を高く維持できる。

無機絶縁ゾル９ｘの固形分は、例えば、第１無機絶縁粒子１１を２０体積％以上９０体積％以下含み、第２無機絶縁粒子１４を１０体積％以上８０体積％以下含む。これにより、後述する（３）の工程にて、絶縁層６におけるクラックの発生を効果的に低減できる。

なお、第１無機絶縁粒子１１は、例えば、ケイ酸ナトリウム水溶液（水ガラス）などのケイ酸化合物を精製し、化学的に酸化ケイ素を析出させることにより、作製することができる。この場合には、低温条件下で第１無機絶縁粒子１１を作製することができるため、非晶質状態である第１無機絶縁粒子１１を作製することができる。

一方、第２無機絶縁粒子１４は、酸化ケイ素からなる場合であれば、例えば、ケイ酸ナトリウム水溶液（水ガラス）などのケイ酸化合物を精製し、化学的に酸化ケイ素を析出させた溶液を火炎中に噴霧し、凝集物の形成を低減しつつ８００℃以上１５００℃以下に加熱することによって、作製することができる。

また、第２無機絶縁粒子１４を作製する際の加熱時間は、１秒以上１８０秒以下に設定されていることが望ましい。その結果、この加熱時間を短縮することにより、８００℃以上１５００℃以下に加熱した場合においても、第２無機絶縁粒子１４の結晶化を低減し、非晶質状態を維持することができる。

一方、無機絶縁ゾル９ｘに含まれる溶剤は、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および／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を使用することができる。

（２）図４（ａ）に示すように、配線パターン状に凸部が形成された平板状の型体１５を準備する。この型体１５は、例えば、金属材料からなる平板状の支持体１６上に、例えば、支持体１６上と異なる金属材料などの金属層１７を形成し、さらに金属層１７上に、例えば、感光性の樹脂材料によって、導電層７に対応した配線パターン状の凸部をなす樹脂体１８を形成することによって、作製する。

具体的には、例えば、ステンレスなどからなる支持体１６を準備して、支持体１６の一主面を平坦になるように研摩する。これは、支持体１６の凹凸を減らし、支持体１６と金属層１７との接着強度を低減し、後の工程（８）において、型体１５から支持体１６を剥離しやすくするという効果を奏する。

次いで、支持体１６上に、例えば無電解メッキなどによって、例えば銅などの金属層１７を、例えば２μｍ以上５μｍ以下の厚みで形成し、金属層１７の支持体１６と反対側の主面をエッチングして粗化する。そして、金属層１７のエッチングした主面上に、例えば、エポキシ樹脂またはアクリル樹脂などの未硬化の感光性の樹脂材料を塗布し、露光・現像を経て、導電層７に対応した配線パターン状の凸部を形成する。

なお、本工程においては、金属層１７の一主面を粗化することによって、金属層１７と樹脂体１８との接着強度が向上し、樹脂体１８が金属層１７が剥離することを低減することができる。

（３）図４（ｂ）に示すように、樹脂体１８を被覆するように、型体１５上に無機絶縁
ゾル９ｘを塗布する。

無機絶縁ゾル９ｘの塗布は、例えば、ディスペンサー、バーコーター、ダイコーターまたはスクリーン印刷を用いて行なうことができる。このとき、前述した如く、無機絶縁ゾル９ｘの固形分が５０体積％以下に設定されていることから、無機絶縁ゾル９ｘの粘度が低く設定され、塗布された無機絶縁ゾル９ｘの平坦性を高くすることができる。

（４）無機絶縁ゾル９ｘを乾燥させて溶剤を蒸発させる。

ここで、溶剤の蒸発に伴って無機絶縁ゾル９ｘが収縮するが、かかる溶剤は、複数の第１無機絶縁粒子１１の囲まれた第１間隙Ｇ１および複数の第１無機絶縁粒子と第２無機絶縁粒子１４とに囲まれた第２間隙Ｇ２に含まれており、第１無機絶縁粒子１１および第２無機絶縁粒子１４自体には含まれていない。このため、無機絶縁ゾル９ｘが平均粒径の大きい第２無機絶縁粒子１４を含んでいると、その分、間隙Ｇが小さくなるとともに、溶剤が充填される領域が少なくなり、無機絶縁ゾル９ｘの溶剤の蒸発時に無機絶縁ゾル９ｘの収縮量が小さくなる。すなわち、第２無機絶縁粒子１４によって無機絶縁ゾル９ｘの収縮が制限されることとなる。その結果、無機絶縁ゾル９ｘの収縮に起因するクラックの発生を低減することができる。また、仮にクラックが生じても、平均粒径の大きい第２無機絶縁粒子１４によってこのクラックの伸長を妨げることができる。

無機絶縁ゾル９ｘの乾燥は、例えば、加熱および風乾によって行なわれる。乾燥温度が、例えば２０℃以上溶剤の沸点（２種類以上の溶剤を混合している場合には、最も沸点の低い溶剤の沸点）未満に設定され、乾燥時間が、例えば２０秒以上３０分以下に設定される。その結果、溶剤の沸騰が低減され、沸騰の際に生じる気泡の圧力によって第１無機絶縁粒子１１および第２無機絶縁粒子１４が押し出されることが低減され、この粒子の分布をより均一にすることが可能となる。

（５）残存した無機絶縁ゾル９ｘの固形分を樹脂体１８の熱分解温度未満で加熱し、複数の第１無機絶縁粒子１１同士が互いの一部で接続するとともに、第１無機絶縁粒子１１と第２無機絶縁粒子１４とが互いの一部で接続した無機多孔質層９を作製する。

ここで、無機絶縁ゾル９ｘは、平均粒径が微小に設定された第１無機絶縁粒子１１を有している。その結果、無機絶縁ゾル９ｘの加熱温度が比較的低温、例えば樹脂体１８の熱分解温度未満と低温であっても、第１無機絶縁粒子１１同士を強固に接続することができる。

なお、第１無機絶縁粒子１１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１１の平均粒径を１１０ｎｍ以下に設定した場合は２５０℃程度であり、前記平均粒径を１５ｎｍ以下に設定した場合は１５０℃程度である。また、第１無機絶縁粒子１１および第２無機絶縁粒子１４に含まれる酸化ケイ素の結晶化開始温度は１３００℃程度である。

無機絶縁ゾル９ｘの加熱温度は、第１無機絶縁粒子１１および第２無機絶縁粒子１４の結晶化開始温度未満に設定されていることが望ましい。その結果、結晶化した粒子が相転移によって収縮することを抑制し、絶縁層６におけるクラックの発生を低減できる。

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１１および第２無機絶縁粒子１４が粒子の形状を保持しつつ、第１無機絶縁粒子１１同士および第１無機絶縁粒子１１と第２無機絶縁粒子１４とを近接領域のみで接続させることができる。その結果、第１無機絶縁粒子１１同士および第１無機絶縁粒子１１と第２無機絶縁粒子１４とを
接続させることができ、ひいては第１無機絶縁粒子１１同士の間に開気孔の間隙Ｇを容易に形成することができる。

なお、無機絶縁ゾル９ｘの加熱は、温度が例えば１００℃以上３００℃未満に設定されて、時間が例えば０．５時間以上２４時間以下に設定されることが望ましい。

（６）未硬化の樹脂前駆体５ｘを準備し、図４（ｃ）に示すように、無機多孔質層９の型体１５と反対側の主面に樹脂前駆体５ｘを塗布または積層し、無機多孔質層９、型体１５および樹脂前駆体５ｘを上下方向に加熱加圧することによって、無機多孔質層９の間隙Ｇの一部に未硬化の樹脂材料を入り込ませて、型体１５、無機多孔質層９および樹脂前駆体５ｘを含む積層体１９を作製する。なお、未硬化とは、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。

また、無機多孔質層９、型体１５および樹脂前駆体５ｘの加熱加圧は、樹脂前駆体５ｘの熱硬化開始温度未満で行なう。具体的には、加熱温度が、例えば６０℃以上１６０℃以下に設定され、圧力が、例えば０．１ＭＰａ以上２ＭＰａ以下に設定され、加熱加圧時間が、例えば０．５時間以上２時間以下に設定される。

（７）工程（１）から工程（６）を繰り返して、一対の積層体１９を準備し、図５（ａ）に示すように、互いの積層体１９の樹脂前駆体５ｘの一主面が接するように、積層体１９同士を積層する。

（８）複数の積層体１９を、上下方向に加熱加圧することによって、複数の積層体１９それぞれの樹脂前駆体５を熱硬化させて単層の樹脂層５とするとともに、無機多孔質層９の間隙Ｇに充填した樹脂前駆体５ｘを熱硬化させて樹脂１０として、無機多孔質層９の間隙Ｇに樹脂１０が充填した絶縁層６を作製する。

なお、複数の積層体１９の加熱加圧は、樹脂前駆体５ｘの硬化開始温度以上樹脂前駆体５ｘの熱分解温度未満で行なう。具体的には、温度は例えば１５０℃以上２５０℃以下に設定され、圧力は例えば２ＭＰａ以上３ＭＰａ以下に設定され、時間は例えば０．５時間以上２時間以下に設定される。

（９）図５（ｂ）に示すように、複数の積層体１９から、機械的に型体１５の支持体１６のみを剥がし、その後、金属層１７、樹脂体１８、絶縁層６および樹脂層５を貫通した貫通孔Ｈを形成する。貫通孔Ｈは、例えば、レーザー加工、金型加工あるいはサンドブラスト加工によって形成することができる。

なお、貫通孔Ｈの形成は、金属層１７の一主面からレーザー光を照射して行なうことが望ましい。その結果、微細な貫通孔Ｈを形成することができる。

また、貫通孔Ｈの形成は、溝部Ｔ内に配された樹脂体１８を残存させて行なうことが望ましい。その結果、溝部Ｔの内面を荒らすことなく、貫通孔Ｈを形成することができる。

（１０）図５（ｃ）に示すように、金属層１７をエッチングによって除去し、樹脂体１８を積層体１９から剥離した後、例えば無電解めっき、蒸着法、ＣＶＤ法またはスパッタリング法を用いて、貫通孔Ｈから、溝部Ｔを含んだ絶縁層６の一主面上にかけて、導電材料を付着させる。その後、絶縁層６の一主面上にある、溝部Ｔからはみ出た導電材料を除去することによって、貫通孔Ｈ内および溝部Ｔ内に位置した貫通導体８および導電層７を形成することができる。

なお、樹脂体１８の剥離は、化学的処理を施して軟化させてから剥離することが望ましい。その結果、溝部Ｔの内面を構成する第１無機絶縁粒子１１の剥離が低減され、良好に溝部Ｔを形成することができる。具体的には、例えば、水酸化ナトリウム溶液を吹き付けることによって、化学的な作用で樹脂体１８を軟化させるとともに、溶液を吹き付ける勢いで樹脂体１８を剥離することができる。

また、樹脂体１８を剥離した後、貫通孔Ｈ内を、例えば過マンガン酸溶液を用いて、デスミア処理をすることによって、溝部Ｔ内も共にデスミア処理され、その結果、溝部Ｔの内面に露出した樹脂１０の一部が溶解し、樹脂１０が溶解した間隙Ｇに貫通導体８の一部が配することができる。

また、絶縁層６の一主面上にある導電材料の除去は、研磨またはエッチング、あるいは研摩およびエッチングすることによって、導電層７の中央部が凹んだ形状を形成することができる。

以上のようにして、配線基板３を作製する。

（電子部品の実装）
（１１）図６に示すように、前述した配線基板３の一主面上に、バンプ４を介して配線基板３に電子部品２をフリップチップ実装することによって、実装構造体１を作製することができる。

本発明は前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、組合せなどが可能である。

例えば、前述した本発明の実施形態は、ソルダーレジスト層についての説明を省略したが、配線基板は上下面に樹脂材料を含むソルダーレジスト層を有していても構わない。

また、前述した本発明の実施形態は、アンダーフィルについての説明を省略したが、配線基板と電子部品との間にアンダーフィルを有していても構わない。

また、前述した本発明の実施形態では、絶縁層６は、樹脂層５の両主面に１層ずつ含んでいたが、絶縁層６はさらに樹脂層５を介して複数層積層しても構わない。

また、前述した本発明の実施形態は、樹脂層５はフィラー粒子を含んでいないが、樹脂層５に分散して配されたフィラー粒子を含んでも構わない。

１ 実装構造体
２ 電子部品
３ 配線基板
４ バンプ
５ 樹脂層
５ｘ 樹脂前駆体
６ 絶縁層
７ 導電層
８ 貫通導体
９ 無機多孔質層
９ｘ 無機絶縁ゾル
１０ 樹脂
１１ 第１無機絶縁粒子
１２ 配線導体
１３ パッド
１４ 第２無機絶縁粒子
１５ 型体
１６ 支持体
１７ 金属層
１８ 樹脂体
１９ 積層体
Ｔ 溝部
Ｇ 間隙
Ｉ 仮想面
Ｒ１ 第１層領域部
Ｒ２ 第２層領域部
Ｒ３ 導電層間部
Ｈ 貫通孔

Claims (6)

1. 一主面に開口した溝部が形成された絶縁層と、前記溝部内に位置した導電層とを備え、前記絶縁層は、互いの一部で接続した複数の第１無機絶縁粒子を含むとともに、該複数の第１無機絶縁粒子に囲まれてなる複数の間隙が形成された無機多孔質層と、前記間隙に充填された樹脂とを有し、前記導電層は、その一部が前記溝部の内面から前記間隙内に浸入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、
   前記溝部の底面は、前記絶縁層からなることを特徴とする配線基板。
3. 請求項１または請求項２に記載の配線基板において、
   前記無機多孔質層は、前記第１無機絶縁粒子よりも粒径が大きく、かつ前記複数の第１無機絶縁粒子と互いの一部で接続した、複数の第２無機絶縁粒子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、
   前記絶縁層は、前記溝部の底面から前記絶縁層の前記一主面までの間にある第１層領域部と、前記溝部の底面から前記絶縁層の他主面までの間にある第２層領域部とを具備しており、
   前記第２層領域部における前記第２無機絶縁粒子の含有割合は、前記第１層領域部における前記第２無機絶縁粒子の含有割合よりも大きいことを特徴とする配線基板。
5. 請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の配線基板において、
   前記導電層は、平面視において線状の配線導体を構成しており、
   該配線導体は、長手方向に垂直な断面において、厚みが幅よりも大きい矩形状であることを特徴とする配線基板。
6. 請求項１に記載の配線基板の製造方法であって、
   配線パターン状に凸部が形成された平板状の型体上に、溶剤および複数の前記第１無機絶縁粒子を有する無機絶縁ゾルを塗布する工程と、
   塗布された前記無機絶縁ゾルを、前記第１無機絶縁粒子の結晶化開始温度未満で加熱して、前記複数の第１無機絶縁粒子が互いの一部で接続するとともに、該複数の第１無機絶縁粒子に囲まれた間隙が形成された前記無機多孔質層を形成する工程と、
   前記無機多孔質層の前記間隙に未硬化の樹脂前駆体を充填する工程と、
   前記無機多孔質層および前記樹脂前駆体を前記樹脂前駆体の硬化開始温度以上の温度で加熱して、前記樹脂前駆体を熱硬化させて前記樹脂にするとともに、前記無機多孔質層および前記樹脂を有する前記絶縁層を形成する工程と、
   前記型体から前記絶縁層を分離して、一主面に前記凸部に対応した前記溝部が形成された前記絶縁層を得る工程と、
   前記溝部内をデスミア処理し、前記溝部に露出した前記樹脂を溶解する工程と、
   前記溝部内に前記導電層を形成する工程とを備えることを特徴とする配線基板の製造方法。

Images