JP5960533B2 - 配線基板およびそれを備えた実装構造体 - Google Patents

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れを備えた実装構造体に関するものである。

従来、電子機器に使用される実装構造体としては、配線基板に電子部品を実装したものが知られている。

例えば、特許文献１には、貫通孔が形成された第１絶縁層と、貫通孔内に配された貫通導体と、第１絶縁層の上面に配されているとともに貫通導体に接続された接続導体と、第１絶縁層および接続導体の上面を覆った第２絶縁層とを備えた配線基板が開示されている。

ところで、従来の配線基板では、第１絶縁層および第２絶縁層と接続導体との熱膨張率が異なる。その結果、配線基板に熱が加わると、第１絶縁層および第２絶縁層と接続導体との境界面に熱応力が印加され、第１絶縁層および第２絶縁層と接続導体とが剥離しやすい。そして、第１絶縁層および第２絶縁層と接続導体とが剥離すると、その剥離が第１絶縁層と第２絶縁層との境界面に伝わり、第１絶縁層と第２絶縁層とが剥離しやすくなる。この場合、接続導体に電圧が印加された際に、該電圧によってイオン化した接続導体の一部が剥離箇所に侵入し（イオンマイグレーション）、隣り合う接続導体同士が電気的に短絡することがある。それゆえ、配線基板の電気的信頼性が低下しやすくなる。

特開２００９−１７０６６９号公報

本発明は、配線基板の電気的信頼性を向上する要求に応える配線基板およびその配線基板を備えた実装構造体を提供することを目的とするものである。

本発明の一実施形態にかかる配線基板は、コア基板の主面にビルドアップ層を有する配線基板であって、前記ビルドアップ層が、上面に開口した凹部および該凹部の底面から下面に貫通した貫通孔が形成された第１絶縁層と、前記貫通孔内に配された貫通導体と、前記凹部内に配されて前記貫通導体に接続された接続導体と、前記第１絶縁層の上面および前記接続導体の上面を覆った第２絶縁層とを備え、前記凹部の側面は、前記貫通孔の側面と繋がっており、前記凹部の側面は、厚み方向に沿った断面視において、前記第１絶縁層の上面側から前記第１絶縁層の下面側にかけて、前記凹部の内側に傾斜しているとともに、前記接続導体の側面と前記凹部の側面との間には、前記第１絶縁層の上面側に開口した隙間が形成されており、前記第２絶縁層の一部は、前記隙間に配されていることを特徴とする。

本発明の一実施形態にかかる配線基板によれば、接続導体の側面と凹部の側面との間には、第１絶縁層の上面側に開口した隙間が形成されており、第２絶縁層の一部は、前記隙間に配されているため、第１絶縁層と第２絶縁層との接着面積が大きくなることから、第１絶縁層と第２絶縁層との接着強度は向上して、第１絶縁層と第２絶縁層との剥離を低減することができ、ひいては配線基板の電気的信頼性を向上させることができる。

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Ｒ１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Ｉ−Ｉ’線で切断した平面図である。 図４は、図２のＲ２部分の拡大図である。 図５（ａ）ないし（ｂ）は、図１に示す実装構造体の製造工程を説明する、それぞれ厚み方向（Ｚ方向）に切断した断面図である。 図６（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、それぞれ厚み方向（Ｚ方向）に切断した断面図である。 図７（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、それぞれ厚み方向（Ｚ方向）に切断した断面図である。 図８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９は、図１と異なる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。

（実装構造体）
以下に、本発明の一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。この実装構造体１は、電子部品２と、この電子部品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との間に配された導体部材であるバンプ４とを含む。この配線基板３は上下両面にビルドアップ層６を有しており、そのうちのＲ１部分を図２に拡大して示している。

（電子部品）
電子部品２は、例えばＩＣまたはＬＳＩなどの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。

（配線基板）
配線基板３は、コア基板５と、コア基板５の両主面に配された一対のビルドアップ層６とを含んでいる。なお、ここで「上」および「下」とは、コア基板５の電子部品２側に配されたビルドアップ層６については、電子部品２側を「上」とし、コア基板５側を「下」としている。また、コア基板５の電子部品２とは反対側に配されたビルドアップ層６については、電子部品２側を「下」とし、反対側を「上」としている。

（コア基板）
コア基板５は、配線基板３のヤング率を高めるものである。このコア基板５は、基体７と、基体７の両主面に形成された一対のコア導電層８と、一対のコア導電層８同士を電気的に接続する円筒状のスルーホール導体９と、円筒状のスルーホール導体９の内部に充填された絶縁体１０とを含む。

基体７は、コア基板５のヤング率を高めるものである。この基体７は、例えば、コア樹
脂部（図示せず）とコア樹脂部に被覆された基材（図示せず）とを含んでいる。

コア樹脂部は、基体７の主要部をなすものである。このコア樹脂部には、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、ポリパラフェニレンベンズビスオキサゾール樹脂、全芳香族ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、芳香族液晶ポリエステル樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂またはポリエーテルケトン樹脂などの材料を使用することができる。

基材は、基体７のヤング率を高めつつ、熱膨張量を低減するものである。この基材としては、例えばガラス繊維または樹脂繊維などから構成された織布もしくは不織布が挙げられる。

コア導電層８は、コア基板５の両主面に配されたビルドアップ層６との電気的な接続を図るものであり、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。

スルーホール導体９は、基体７を厚み方向に貫通して、基体７の両主面に形成された一対のコア導電層８同士の電気的な接続を図るものであり、例えば、銅、銀、金またはアルミニウムなどの導電性材料によって円筒状に形成されている。

円筒状に形成されたスルーホール導体９の内部には、絶縁部１０が形成されている。この絶縁部１０の端面は、スルーホール導体９の端面と共に、これらの端面上に形成されるコア導電層８を支持しており、例えば、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、シアネート樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂またはビスマレイミドトリアジン樹脂などの樹脂材料で形成されている。

（ビルドアップ層）
ビルドアップ層６は、複数の絶縁層１１と、複数のビルドアップ導電層１２と、複数の貫通導体１３とを含み、絶縁層１１とビルドアップ導電層１２とが交互に積層され、厚み方向に離れた導電層同士を貫通導体１３が電気的に接続している。

（絶縁層）
絶縁層１１は、ビルドアップ層６においてビルドアップ導電層１２同士や貫通導体１３同士の絶縁を図るものである。この絶縁層１１は、絶縁層１１の下面を構成した樹脂層１４と、絶縁層１１の上面を構成しているとともに樹脂層１４に積層された無機絶縁層１５とを含む。そして、絶縁層１１には、図２に示したように、無機絶縁層１５を貫通して絶縁層１１の上面に開口した凹部Ｈと、凹部Ｈの底面から絶縁層１１の下面まで、すなわち樹脂層１４を貫通した貫通孔Ｖとが形成されている。なお、本実施形態において、貫通孔Ｖの上端の開口は凹部Ｈの底面の全てを貫通して形成されていることから、凹部Ｈの側面と貫通孔Ｖの側面とは連続しており、その結果、凹部Ｈの側面は貫通孔Ｖの側面と繋がっている。また、厚み方向（Ｚ方向）に沿った断面視において、凹部Ｈの幅は、貫通孔Ｖの上端の開口の幅以上に設定されている。

絶縁層１１の厚みは、例えば８μｍ以上４３μｍ以下に設定されており、絶縁層１１のヤング率は、例えば１０ＧＰａ以上３０ＧＰａ以下に設定されており、絶縁層１１の平面方向（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１０ｐｐｍ以上５０ｐｐｍ以下に設定されている。なお、絶縁層１１の厚みは、配線基板３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求められる。また、絶縁層１１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。また、絶縁層
１１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、厚み方向（Ｚ方向）に沿った断面視において、凹部Ｈの絶縁層１１の上面における開口幅は、例えば４５μｍ以上２５０μｍ以下に設定されている。また貫通孔Ｖの凹部Ｈの底面における開口幅は、例えば１５μｍ以上１５０μｍ以下に設定されている。なお、凹部Ｈの絶縁層１１の上面における開口幅および貫通孔Ｖの凹部Ｈの底面における開口幅は、絶縁層１１の厚みと同様に測定される。

なお、以下の記載において、第１絶縁層１１Ａと第２絶縁層１１Ｂとは、ある１つの接続導体２１に着目したときに、その接続導体２１が配された凹部Ｈが形成された絶縁層１１を第１絶縁層１１Ａとし、その第１絶縁層１１Ａの上面に配された絶縁層１１を第２絶縁層１１Ｂとする。

（樹脂層）
樹脂層１４は、無機絶縁層１５同士または無機絶縁層１５とビルドアップ導電層１２とを接着するものである。この樹脂層１４は、図２に示したように、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からなるビルドアップ樹脂部１６と、ビルドアップ樹脂部１６に被覆されたフィラー粒子１７とを含む。

樹脂層１４の厚みは、例えば３μｍ以上２０μｍ以下に設定されており、樹脂層１４のヤング率は、例えば１ＧＰａ以上１０ＧＰａ以下に設定されており、樹脂層１４の平面方向（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２０ｐｐｍ／℃以上７０ｐｐｍ／℃以下に設定されている。また、樹脂層１４におけるフィラー粒子１７の体積比率（体積％）は、例えば１０体積％以上７０体積％以下に設定されている。

なお、樹脂層１４の厚み、ヤング率および熱膨張率は、絶縁層１１と同様に測定される。また、フィラー粒子１７の体積比率（体積％）は、まず、樹脂層１４の研摩によって露出した断面を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面積比率（面積％）を測定する。次に、これらの測定値から面積比率の平均値を算出し、これをフィラー粒子１７の体積比率とみなすことによって、フィラー粒子１７の体積比率（体積％）が求められる。

（フィラー粒子）
フィラー粒子１７は、樹脂層１４中に分散しており、樹脂層１４のヤング率を向上させるとともに、樹脂層１４の熱膨張量を低減するものである。このフィラー粒子１７は、例えば、酸化チタン、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などの無機絶縁材料からなる。

フィラー粒子１７の平均粒径は、例えば０．３μｍ以上５μｍ以下に設定されている。なお、フィラー粒子１７の平均粒径は、樹脂層１４の断面をＳＥＭまたはＴＥＭで観察し、２０個以上５０個以下の粒子を含むように拡大した断面を撮影し、この拡大した断面にて各粒子の最大径を測定し、それらの平均値を算出することによって求められる。

（無機絶縁層）
無機絶縁層１５は、絶縁層１１のヤング率を向上させるとともに、絶縁層１１の熱膨張量を低減するものである。この無機絶縁層１５は、図２に示したように、樹脂材料よりも熱膨張率が小さくかつヤング率が大きい無機絶縁材料からなる複数の第１無機絶縁粒子１８および複数の第２無機絶縁粒子１９が互いに接続している。すなわち、複数の第１無機絶縁粒子１８および複数の第２無機絶縁粒子１９が樹脂中に分散している場合に比べて、
複数の第１無機絶縁粒子１８および複数の第２無機絶縁粒子１９は互いに拘束し合っていることから、互いに流動することを抑制するので、無機絶縁層１５の熱膨張率を低減し、かつヤング率を向上させることができ、その結果、絶縁層１１の熱膨張量を低減でき、かつヤング率を向上させることができる。

無機絶縁層１５の厚みは、例えば３μｍ以上２５μｍ以下に設定されており、無機絶縁層１５のヤング率は、例えば２０ＧＰａ以上５０ＧＰａ以下に設定されており、無機絶縁層１５の平面方向（ＸＹ平面方向）および厚み方向（Ｚ方向）の熱膨張率は、例えば０．６ｐｐｍ／℃以上１０ｐｐｍ／℃以下に設定されている。なお、無機絶縁層１５の厚み、ヤング率、熱膨張率および熱伝導率は、樹脂層１４と同様に求められる。

無機絶縁層１５における、第１無機絶縁粒子１８と第２無機絶縁粒子１９とを含めた体積比率（体積％）は、例えば６２体積％以上７５体積％以下に設定されており、そのうち、第１無機絶縁粒子１８の体積比率（体積％）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１９の体積比率（体積％）は、１０体積％以上８０体積％以下に設定されている。なお、第１無機絶縁粒子１８および第２無機絶縁粒子１９の体積比率（体積％）は、フィラー粒子１７と同様に測定される。

また、間隙Ｇの体積比率（体積％）は、例えば２５体積％以上３８体積％以下に設定されている。そして、間隙Ｇにおけるビルドアップ樹脂部１６の一部の体積比率は、例えば９９．５体積％以上１００体積％以下に設定されている。なお、間隙Ｇの体積比率はフィラー粒子１７と同様に求められる。

（第１無機絶縁粒子）
第１無機絶縁粒子１８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、電気信号の伝送特性の観点から酸化ケイ素を用いることが望ましい。また、第１無機絶縁粒子１８は、非晶質体を用いることが望ましい。第１無機絶縁粒子１８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、無機絶縁層１５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１８の平均粒径は、例えば３ｎｍ以上１１０ｎｍ以下に設定されており、第１無機絶縁粒子１８の平均粒径は、フィラー粒子１７の平均粒径と同様に求められる。

（第２無機絶縁粒子）
第２無機絶縁粒子１９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り、例えば球状である。また第２無機絶縁粒子１９は、第１無機絶縁粒子１８と第２無機絶縁粒子１９との接続強度の観点から、第１無機絶縁粒子１８と同じ材料からなることが望ましい。また、第２無機絶縁粒子１９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１９の結晶構造に起因した第２無機絶縁層２３のクラックの発生を低減することができる。

第２無機絶縁粒子１９の平均粒径は、例えば０．５μｍ以上５μｍ以下に設定されており、フィラー粒子１７の平均粒径と同様に求められる。

（ビルドアップ導電層）
ビルドアップ導電層１２は、図１ないし図３に示したように電気信号を伝送する配線導体２０と、貫通導体１３と配線導体２０とを、または厚み方向に隣接した貫通導体１３同士を接続する接続導体２１とを含む。

配線導体２０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り、絶縁層１１の無機絶縁層１５の上面に線状に形成されている。

配線導体２０の厚みは、例えば１．５μｍ以上１５μｍ以下に設定されており、配線導体２０のヤング率は、例えば５０ＧＰａ以上２００ＧＰａ以下に設定されており、配線導体２０の平面方向（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１５ｐｐｍ／℃以上２３ｐｐｍ／℃以下に設定されている。なお、配線導体２０の厚み、ヤング率および熱膨張率は、絶縁層１１と同様に求められる。

接続導体２１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。この接続導体２１は、絶縁層１１の凹部Ｈに配されて、絶縁層１１の貫通孔Ｖに配された貫通導体１３に接続している。また、厚み方向（Ｚ方向）に沿った断面視において、接続導体２１の最大幅は、凹部Ｈの第１絶縁層１１Ａにおける開口幅よりも小さく設定されている。また、接続導体２１の側面と凹部Ｈの側面との間には、接続導体２１の側面と凹部Ｈの側面とに囲まれて、第１絶縁層１１Ａの上面と平行の面よりも下側に窪んだ隙間Ｃが形成されており、隙間Ｃには、第２絶縁層１１Ｂの一部が配されており、第２絶縁層１１Ｂは間隙Ｃの例えば９９体積％以上を満たしている。なお、接続導体２１は、例えば図３に示したように、平面視において円形状である。

また、本実施形態においては、この接続導体２１は、図２に示したように、凹部Ｈの側面と接した第１底面Ｂ１と、コア導電層８または貫通導体１３と接続した第２底面Ｂ２とを具備している。そして、図２に示したように、隙間Ｃは、接続導体２１の第１底面Ｂ１と凹部Ｈの側面とが接して形成された角部Ｅを具備しており、この角部Ｅは、厚み方向（Ｚ方向）に沿った断面視において、例えば２５°以上８５°以下の鋭角となっている。その結果、厚み方向（Ｚ方向）に沿った断面視において、隙間Ｃが矩形状に形成されている場合と比較して、隙間Ｃの体積を小さくすることができ、隙間Ｃに入り込む第２絶縁層１１Ｂの樹脂層１４の体積を小さくすることができる。それゆえ、第２絶縁層１１Ｂの樹脂層１４の割合を低減することができ、第２絶縁層１１Ｂの熱膨張量を低減することができる。なお、角部Ｅは、第２絶縁層１１Ｂの樹脂層１４の充填効率の観点から３０°以上の鋭角が望ましい。

接続導体２１の厚みは、例えば１．５μｍ以上１５μｍ以下に設定されており、接続導体２１のヤング率は、例えば５０ＧＰａ以上２００ＧＰａ以下に設定されており、接続導体２１の平面方向（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１５ｐｐｍ／℃以上２３ｐｐｍ／℃以下に設定されている。また、厚み方向（Ｚ方向）に沿った断面視において、接続導体２１の最大幅は、例えば３０μｍ以上２００μｍ以下に設定されている。なお、接続導体２１の厚み、ヤング率および熱膨張率は、絶縁層１１と同様に求められる。また、接続導体２１の幅は、接続導体２１の厚みと同様に求められる。

（貫通導体）
貫通導体１３は、この貫通導体１３が貫通する絶縁層１４の上下に位置するビルドアップ導電層１２同士を、接続導体２１を介して相互に接続するものであり、例えば銅、銀、金、アルミニウムまたはニッケルクロムなどの導電材料からなる。

貫通導体１３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１３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２３ｐｐｍ／℃以下に設定されている。また、厚み方向（Ｚ方向）に沿った断面視において、貫通導体１３の最大幅は、例えば１５μｍ以上１２０μｍ以下に設定されている。なお、貫通導体１３の厚み、ヤング率および熱膨張率は、
絶縁層１１と同様に求められる。また、貫通導体１３の幅は、貫通導体１３の厚みと同様に求められる。

ところで、前述したように、接続導体２１は、第１絶縁層１１Ａに形成された凹部Ｈに配されており、第１絶縁層１１Ａの上面および接続導体２１の上面を第２絶縁層１１Ｂが覆っている。そして、図２に示したように、接続導体２１の側面と凹部Ｈの側面との間には、第１絶縁層１１Ａの上面側に開口した隙間Ｃが形成されており、第２絶縁層１１Ｂの一部が隙間Ｃに配されている。その結果、第１絶縁層１１Ａおよび第２絶縁層１１Ｂと接続導体２１との熱膨張率の差に起因して、第１絶縁層１１Ａおよび第２絶縁層１１Ｂと接続導体２１とが剥離した場合でも、第１絶縁層１１Ａと第２絶縁層１１Ｂとの接着面積が大きくなることから、第１絶縁層１１Ａおよび第２絶縁層１１Ｂと接続導体２１との剥離に起因して、第１絶縁層１１Ａと第２絶縁層１１Ｂとが剥離することを低減することができ、かつ接続導体２１の近接した箇所における第１絶縁層１１Ａと第２絶縁層１１Ｂとの接着面積が大きくなることから、第１絶縁層１１Ａと第２絶縁層１１Ｂとの剥離の起点において接着強度が向上することから、第１絶縁層１１Ａと第２絶縁層１１Ｂとの剥離を良好に低減することができ、ひいては実装構造体の電気的信頼性を向上させることができる。

また、第１絶縁層１１Ａと第２絶縁層１１Ｂとの接触面において、それぞれ熱膨張率が異なった部材が接している場合には、それぞれの熱膨張率の差に起因して、第１絶縁層１１Ａと第２絶縁層１１Ｂと接続導体２１との接触箇所に熱応力が印加されやすく、当該接触箇所から剥離が生じやすいが、この場合においても、前述したように、第１絶縁層１１Ａと第２絶縁層１１Ｂとの剥離を良好に低減することができる。

また、図２に示したように、接続導体２１の第１底面Ｂ１は、凹部Ｈの側面の一部すなわち無機絶縁層１５と接していることが望ましい。その結果、従来の樹脂材料からなる絶縁層に接続導体２１が接している場合と比較して、第１絶縁層１１Ａと接続導体２１との接触部における熱膨張率の差を低減することができ、第１絶縁層１１Ａと接続導体２１との剥離を低減することができる。

また、図２に示したように、凹部Ｈの側面は、厚み方向（Ｚ方向）に沿った断面視において、第１絶縁層１１Ａの上面側から第１絶縁層１１Ａの下面側にかけて、凹部Ｈの幅が小さくなるように内側に傾斜している。その結果、接続導体２１の底面の一部は、第１絶縁層１１Ａの下面に向かってテーパー状であることから、第１絶縁層１１Ａの厚み方向（Ｚ方向）への熱膨張に起因した熱応力は分散させることができ、接続導体２１が貫通導体１３からクラックすることを、あるいは貫通導体１３が貫通孔Ｖから引き抜かれることを抑制することができる。

また、図２に示したように、厚み方向（Ｚ方向）に対する凹部Ｈの側面の第１傾斜角Ａ１は、厚み方向（Ｚ方向）に対する貫通孔Ｖの側面の第２傾斜角Ａ２よりも大きいことが望ましい。その結果、貫通導体１３および接続導体２１を、無電解メッキまたは電気メッキによって一体的に形成した際に、接続導体２１の上面の中央部が盛り上がることを低減できる。

ここで、第１傾斜角Ａ１は、厚み方向（Ｚ方向）に平行であって凹部Ｈ内から凹部Ｈの内壁まで伸長した第１仮想線分Ｌ１と凹部Ｈの内壁との間の角度をいう。同様に、第２傾斜角Ａ２は、厚み方向（Ｚ方向）に平行であって貫通孔Ｖ内から貫通孔Ｖの内壁まで伸長した第２仮想線分Ｌ２と貫通孔Ｖの内壁との間の角度をいう。

なお、第１傾斜角Ａ１の角度は、例えば２５°以上８０°以下に設定されており、第２
傾斜角Ａ１の角度は、例えば１°以上２３°以下に設定されている。また、第１傾斜角Ａ１および第２傾斜角Ａ２の角度は、絶縁層１１の厚みと同様に、絶縁層１１の断面を観察して測定する。また、第１傾斜角Ａ１は、第２傾斜角Ａ２の例えば２倍以上４．５倍以下に設定されている。

また、図２に示したように、凹部Ｈの側面には、第２無機絶縁粒子１９が突出してなる複数の突起部Ｐが形成されており、隙間Ｃに配された第２絶縁層１１Ｂの樹脂層１１Ｂは、複数の突起部Ｐを覆っている。その結果、樹脂層１１Ｂが複数の突起部Ｐに覆い被さっているため、アンカー効果により、隙間Ｃにおいて第１絶縁層１１Ａから第２絶縁層１１Ｂが剥離することを低減することができる。

また、図２に示したように、接続導体２１は、凹部Ｈの側面に形成された突起部Ｐを覆っている。その結果、アンカー効果によって、接続導体２１と無機絶縁層１５との熱膨張率の差に起因した剥離を低減することができる。

なお、この突起部Ｐの表面は、第２無機絶縁粒子１９が球状である場合には、球面状に形成される。また、突起部Ｐは、凹部Ｈの内壁面からの高さが、例えば０．２５μｍ以上２．５μｍ以下に設定されており、突起部Ｐの幅は、例えば０．２５μｍ以上２．５μｍ以下に設定されており、凹部Ｈの内壁面において、周方向に複数形成されている。

また、図２に示したように、凹部Ｈの側面には、第２無機絶縁粒子１９が凹部Ｈの側面から剥離して形成された窪み部Ｄが形成されており、隙間Ｃに配された第２絶縁層１１Ｂの樹脂層１１Ｂは、窪み部Ｄに入り込んでいる。その結果、樹脂層１１Ｂの一部が窪み部Ｄに配されているため、アンカー効果によって、第１絶縁層１１Ａから第２絶縁層１１Ｂが剥離することを抑制することができる。

なお、窪み部Ｄの内表面は、第２無機絶縁粒子１９が球状である場合には、球面状に形成される。また、窪み部Ｄは、凹部Ｈの内壁面からの深さが、例えば０．２５μｍ以上２．５μｍ以下に設定されており、窪み部Ｄの幅は、例えば０．２５μｍ以上２．５μｍ以下に設定されており、凹部Ｈの内壁面において、周方向に複数形成されている。

また、図２に示したように、接続導体２１の一部は、凹部Ｈの側面に形成された窪み部Ｄに入り込んでいる。その結果、アンカー効果によって、接続導体２１と無機絶縁層１５との熱膨張率の差に起因した剥離を低減することができる。

また、図２に示したように、配線導体２０は、接続導体２１の側面の一部と接続しており、配線導体２０の一部は、凹部Ｈの側面に形成された突起部Ｐの全部または一部を覆っている。その結果、凹部Ｈ内に配された配線導体２０の一部が突起部Ｐの全部または一部に覆い被さっているため、アンカー効果によって、配線導体２０と第１絶縁層１１Ａとの剥離を低減することができる。

また、接続導体２１の側面は、厚み方向（Ｚ方向）に沿った断面視において、角部Ｅから接続導体２１の上面にかけて、接続導体２１の幅が小さくなるように凹部Ｈの内側に傾斜していることが望ましい。隙間Ｃに配された第２絶縁層１１Ｂの平面方向（ＸＹ平面方向）への熱膨張による熱応力が、接続導体２１の側面が傾斜していることによって、接続導体２１を押しこむ方向に働き、接続導体２１が凹部Ｈから剥離することを抑制することができる。

また、接続導体２１の上面は、第１絶縁層１１Ａの上面よりも貫通導体１３側に位置していることが望ましい。その結果、接続導体２１の上面が第１絶縁層１１Ａの上面から突
出することによって、接続導体２１の上面および第１絶縁層１１Ａの上面を覆った第２絶縁層１１Ｂの主面が出っ張ることを抑制し、ひいては電子部品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。これは、特に図９に示したように、複数の貫通導体１３および複数の接続導体２１を厚み方向（Ｚ方向）に積み上げた構成の配線基板３において効果的である。

＜実装構造体の製造方法＞
次に、前述した実装構造体１の製造方法を、図５から図８を参照しつつ説明する。

（積層シートの作製）
（１）第１無機絶縁粒子１８および第２無機絶縁粒子１９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１５ｘを準備する。無機絶縁ゾル１５ｘ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。また、無機絶縁ゾル１５ｘの固形分は、例えば、第１無機絶縁粒子１８を２０体積％以上９０体積％以下含み、第２無機絶縁粒子１９を１０体積％以上８０体積％以下含む。

第１無機絶縁粒子１８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って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１８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１８を作製することができる。

第２無機絶縁粒子１９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１９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１９の結晶化を抑制し、非晶質状態を維持することができる。

一方、無機絶縁ゾル１５ｘ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、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）樹脂材料または金属材料などによって形成された支持シート２２を準備し、支持シート２２の一主面に無機絶縁ゾル１５ｘを塗布する。無機絶縁ゾル１５ｘ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。

（３）無機絶縁ゾル１５ｘ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１５ｘが収縮するが、かかる溶剤は、第１無機絶縁粒子１８および第２無機絶縁粒子１９に囲まれた間隙Ｇに含まれており、第１無機絶縁粒子１８および第２無機絶縁粒子１９自体には含まれていない。このため、無機絶縁ゾル１５ｘが平均粒径の大きい第２無機絶縁粒子１９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１５ｘの溶剤の蒸発時に無機絶縁ゾル１５ｘの収縮量が小さくなる。すなわち、第２無機絶縁粒子１９に
よって無機絶縁ゾル１５ｘの収縮が規制されることとなる。その結果、無機絶縁ゾル１５ｘ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。

無機絶縁ゾル１５ｘ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、溶剤の沸騰が抑制され、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１８および第２無機絶縁粒子１９が押し出されることが抑制され、この粒子の分布をより均一にすることが可能となる。

（４）残存した無機絶縁ゾル１５ｘの固形分を加熱し、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とを互いの一部で接続させた無機絶縁層１５を作製する。

ここで、本実施形態における無機絶縁ゾル１５ｘは、平均粒径が微小な値に設定された第１無機絶縁粒子１８を有している。その結果、無機絶縁ゾル１５ｘの加熱温度が比較的低温、例えば第１無機絶縁粒子１８および第２無機絶縁粒子１９の結晶化開始温度未満と低温であっても、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が粒子の形状を保持しつつ、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させることができる。その結果、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とを接続させることができ、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１５ｘの加熱は、温度が例えば１００℃以上７００℃未満に設定され、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。

（５）未硬化の樹脂材料にフィラー粒子１７を分散させた樹脂前駆体１４ｘを準備し、図５（ａ）に示したように、無機絶縁層１５の支持シート２２と反対側の主面に樹脂前駆体１４ｘを塗布または積層し、支持シート２２、無機絶縁層１５および樹脂前駆体１４ｘを上下方向に加熱加圧することによって、無機絶縁層１５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、無機絶縁層１５および樹脂前駆体１４ｘ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、支持シート２２、無機絶縁層１５および樹脂前駆体１４ｘの加熱加圧は、樹脂前駆体１４ｘ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。

以上のようにして、支持シート２２、無機絶縁層１５および樹脂前駆体１４ｘを含む積層シート２３を作製する。

（コア基板の作製）
（６）コア樹脂部と、コア樹脂部に被覆された基材とを含む基体７を準備し、基体７を厚み方向に貫通するスルーホール導体９を形成し、基体７上にコア導電層８を形成する。具体的には、以下のように行なう。

まず、例えばドリル加工やレーザー加工などにより、基体７を厚み方向に貫通したスル
ーホールを複数形成する。次に、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などにより、スルーホールの内壁に導電材料を被着させて、円筒状のスルーホール導体９を形成する。次に、円筒状のスルーホール導体９の内部に、樹脂材料などを充填し、絶縁体１０を形成する。次に、例えば無電解めっき法、蒸着法、ＣＶＤ法またはスパッタリング法などにより、導電材料を絶縁体１０の露出部に被着させる。次に、フォトリソグラフィー技術、エッチングなどを用いて被着した導電材料を任意にパターニングすることによって、コア導電層８を形成する。

以上のようにして、コア基板５を作製する。

（ビルドアップ層の作製）
（７）図５（ｂ）に示したように、コア導電層８を樹脂前駆体１４ｘが被覆するように、積層シート２３を積層した積層体２４を準備する。次いで、積層体２４を上下方向に加熱加圧することによって、無機絶縁層１５の間隙Ｇにさらに樹脂前駆体１４ｘの一部を充填するとともに、積層体２４の樹脂前駆体１４ｘを熱硬化させて樹脂層１４とし、無機絶縁層１５の間隙Ｇに樹脂層１４の一部が充填した絶縁層１１を作製する。

なお、積層体２４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。

（８）図６（ａ）に示したように、支持シート２２を剥離して、例えばＹＡＧレーザー装置または炭酸ガスレーザー装置により、絶縁層１１の上面からレーザー光を照射し、無機絶縁層１５を貫通した凹部Ｈを形成する。そして、そのまま絶縁層１１にレーザー光を照射させ続けることによって、樹脂層１４を貫通して、底部にコア導電層８の少なくとも一部が露出した貫通孔Ｖを形成する。なお、このとき、絶縁層１１は無機絶縁層１５と樹脂層１４の２層によって構成されており、無機絶縁層１５は、樹脂層１４と比較して、レーザー光のエネルギーを透過しやすいため、レーザー光が平面方向に大きく拡散しやすい。その結果、厚み方向（Ｚ方向）に対する凹部Ｈの内壁の第１傾斜角Ａ１は、厚み方向（Ｚ方向）に対する貫通孔Ｖの内壁の第２傾斜角Ａ２よりも大きく形成される。

また、無機絶縁層１５は、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とが、ネックを介して結合しており、これらの結合は、無機絶縁層１５に照射されたレーザー光のエネルギーによって切断されやすい。それゆえ、レーザー光の照射によって、無機絶縁層１５から第１無機絶縁粒子１８および第２無機絶縁粒子１９が剥離して、無機絶縁層１５に凹部Ｈが形成される。ここで、第１無機絶縁粒子１８および第２無機絶縁粒子１９が無機絶縁層１５から次々と剥離していくことによって、凹部Ｈの径は大きくなっていくが、レーザー光の照射が停止した時に、凹部Ｈの内壁において、粒径の大きい第２無機絶縁粒子１９が、凹部Ｈ側では第１無機絶縁粒子１８が剥離し、無機絶縁層１５側では第１無機絶縁粒子１８と結合していると、この第２無機絶縁粒子１９は、一部が無機絶縁層１５に接着しつつ、他の部位が凹部Ｈ内に突出することとなる。その結果、図２に示すように、凹部Ｈの内壁に、第２無機絶縁粒子１１からなる突起部Ｐが形成される。

また、レーザー光の一部は、第２無機絶縁粒子１９を透過して無機絶縁層１５側に到達するため、無機絶縁層１５側において、第２無機絶縁粒子１９と第１無機絶縁粒子１８との結合が切断される。その結果、第２無機絶縁粒子１９が凹部Ｈから剥離することによって、窪み部Ｄが形成される。なお、第２無機絶縁粒子１９が球状であると、該第２無機絶縁粒子１９がレンズとして機能し、無機絶縁層１５側にてレーザー光が集光され、第２無
機絶縁粒子１９と第１無機絶縁粒子１８との結合が切断されやすくなる。

なお、例えば、ＹＡＧレーザー装置を用いる場合であれば、１ショット当たりのエネルギーを例えば１２．５μＪ以上１３．６μＪ以下に設定し、レーザー光のパルス幅を例えば２０ｎｓ以上４０ｎｓ以下に設定し、５ショット、５サイクルでレーザー光を照射することによって、？凹部Ｈおよび貫通孔Ｖを形成できる。

また、例えば、炭酸ガスレーザー装置を用いる場合であれば、レーザー光の１ショット当たりのエネルギーを例えば１ｍＪ以上２ｍＪ以下に設定し、レーザー光のパルス幅を例えば６４μｓに設定し、２ショットでレーザー光を照射することによって、？凹部Ｈおよび貫通孔Ｖを形成できる。

（９）絶縁層１１の上面に、樹脂材料からなるレジスト膜２５を積層し、加圧することによってその一部を凹部内に入り込ませる。その後、レジスト膜２５の上面に所望の形状のマスクを配し、従来周知のフォトリソグラフィー法を用いて、レジスト膜２５を露光・現像することによって、図６（ｂ）に示したように、一部が凹部内に配された所望形状の開口部を具備したレジスト膜２５を形成する。次いで、図７（ａ）に示したように、レジスト膜２５の開口部に無電解めっき法などを使用して導電材料を被着させることによって、貫通導体１３、接続導体２１および配線導体２０を一体的に形成する。

（１０）図７（ｂ）に示したように、（７）〜（８）の工程を繰り返すことにより、コア基板５上下にビルドアップ層６を形成し、配線基板３を作製することができる。

（電子部品２の実装）
（１１）図８に示したように、前述した配線基板３の一主面上に電子部品２をフリップチップ実装することにより、電子部品２がバンプ４を介して接続導体２１と電気的に接続された実装構造体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、コア基板５の両主面にビルドアップ層６が形成された配線基板３を例に説明したが、ビルドアップ層６のみで構成された配線基板にしても構わない。

また、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３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。この場合、隙間Ｃにソルダーレジスト層の一部が入り込むことによって、ソルダーレジスト層と絶縁層１１との接着強度を向上させることができる。

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３と電子部品２との間にアンダーフィルを有しても構わない。

また、前述した本発明の実施形態は、図３に示したように、平面視において接続導体２１は円形であるが、円形でなくてもよい。

また、前述した本発明の実施形態は、図３に示したように、平面視において接続導体２１の全てが凹部Ｈ内に配されているが、第１絶縁層１１Ａと第２絶縁層１１Ｂとの接着強度を確保できるのであれば、接続導体２１の全てが凹部Ｈ内に配されなくてもよい。

また、前述した本発明の実施形態は、無機絶縁層１５がビルドアップ層６のみに含まれていたが、図９に示したように、コア基板５に含まれていてもよい。

また、前述した本発明の実施形態は、グランド層、電源層については特に記載はしていないが、配線基板３はグランド層および電源層を含んでもよい。

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 コア導電層
９ スルーホール導体
１０ 絶縁体
１１ 絶縁層
１２ ビルドアップ導電層
１３ 貫通導体
１４ 樹脂層
１４ｘ 樹脂前駆体
１５ 無機絶縁層
１５ｘ 無機絶縁ゾル
１６ ビルドアップ樹脂部
１７ フィラー粒子
１８ 第１無機絶縁粒子
１９ 第２無機絶縁粒子
２０ 配線導体
２１ 接続導体
２２ 支持シート
２３ 積層シート
２４ 積層体
２５ レジスト膜
Ａ１ 第１傾斜角
Ａ２ 第２傾斜角
Ｂ１ 接続導体２１の第１底面
Ｂ２ 接続導体２１の第２底面
Ｃ 隙間
Ｄ 窪み部
Ｅ 角部
Ｇ 間隙
Ｇ１ 第１間隙
Ｇ２ 第２間隙
Ｈ 凹部
Ｌ１ 第１仮想線分
Ｌ２ 第２仮想線分
Ｐ 突起部
Ｖ 貫通孔

Claims (8)

1. コア基板の主面にビルドアップ層を有する配線基板であって、前記ビルドアップ層が、上面に開口した凹部および該凹部の底面から下面に貫通した貫通孔が形成された第１絶縁層と、前記貫通孔内に配された貫通導体と、前記凹部内に配されて前記貫通導体に接続された接続導体と、前記第１絶縁層の上面および前記接続導体の上面を覆った第２絶縁層とを備え、
   前記凹部の側面は、前記貫通孔の側面と繋がっており、
   前記凹部の側面は、厚み方向に沿った断面視において、前記第１絶縁層の上面側から前記第１絶縁層の下面側にかけて、前記凹部の内側に傾斜しているとともに、
   前記接続導体の側面と前記凹部の側面との間には、前記第１絶縁層の上面側に開口した隙間が形成されており、
   前記第２絶縁層の一部は、前記隙間に配され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、
   前記隙間は、前記接続導体の前記側面と前記凹部の前記側面とが接する角部を具備し、
   該角部は、厚み方向に沿った断面視において、鋭角であることを特徴とする配線基板。
3. 請求項１に記載の配線基板において、
   前記貫通孔の側面は、厚み方向に沿った断面視において、前記第１絶縁層の上面側から前記第１絶縁層の下面側にかけて、前記貫通孔の内側に傾斜しており、
   厚み方向に対する前記凹部の側面の傾斜角は、厚み方向に対する前記貫通孔の側面の傾斜角よりも大きいことを特徴とする配線基板。
4. 請求項１に記載の配線基板において、
   前記第１絶縁層は、互いの一部で接続した複数の第１無機絶縁粒子と、該第１無機絶縁粒子の粒径よりも大きい、それぞれが該複数の第１無機絶縁粒子と互いの一部で接続した複数の第２無機絶粒子とを含んだ無機絶縁層を有し、
   前記第２絶縁層は、樹脂層を有し、
   前記隙間において、前記第１絶縁層の前記無機絶縁層と前記第２絶縁層の前記樹脂層とが接している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、
   前記凹部の側面には、前記第２無機絶縁粒子が突出してなる複数の突起部が形成されてお
   り、
   前記第２絶縁層の前記樹脂層は、前記複数の突起部を覆っていることを特徴とする配線基板。
6. 請求項５に記載の配線基板において、
   前記第１絶縁層の上面に配されているとともに、一部が前記凹部の側面に配されて前記接続導体と接続した配線導体をさらに備え、
   前記配線導体の一部は、前記複数の突起部の一部を覆っていることを特徴とする配線基板。
7. 請求項２に記載の配線基板において、
   前記接続導体の側面は、厚み方向に沿った断面視において、前記角部から前記接続導体の上面にかけて、前記凹部の内側に傾斜していることを特徴とする配線基板。
8. 請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の配線基板と、該配線基板の一主面上に実装されて前記接続導体に電気的に接続された電子部品とを備えた実装構造体。

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