JP6313394B2 - 配線基板 - Google Patents

Description

本発明は、配線基板に関する。

従来、電子機器におけ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。このような配線基板を形成するための積層シートは、例えば、銅箔（支持シート）に樹脂層を形成して構成されている。この積層シートは巻回されてドラム状にされて巻回体が作製され、この状態で販売されている。

このような巻回体から、所定長さだけ積層シートが引き出され、所定長さにカットされ、このカットされた基板用シートが複数層積層されて、配線基板が作製される。積層された一部の基板用シートの銅箔の一部は、エッチングされて配線が形成されている。

このような配線基板を作製するための積層シートとして、支持シート上に、粒径が異なる第１無機絶縁粒子と第２無機絶縁粒子とを含有する無機絶縁層を形成し、この無機絶縁層上に樹脂層を形成したものが知られている（特許文献１参照）。この特許文献１では、第１無機絶縁粒子同士が互いに接着し、第２無機絶縁粒子同士が第１無機絶縁粒子を介して接着し、３次元網目状構造の骨格を有することが記載されている。

国際公開第2011/037260号

本開示の配線基板は、コア基板と、該コア基板の上下に設けられた一対の配線層とを備えている配線基板であって、前記コア基板は、樹脂基体と、該樹脂基体を上下方向に貫通してなる筒状のスルーホール導体と、該スルーホール導体に取り囲まれた領域に配された
柱状の絶縁体とを有しており、前記配線層は、前記コア基板側に位置している第１樹脂層と、該第１樹脂層の前記コア基板とは反対側に積層されている無機絶縁層と、該無機絶縁層の前記コア基板とは反対側に積層されている第２樹脂層とを含み、前記第１樹脂層、前記無機絶縁層および前記第２樹脂層は、主面がいずれも対向する一対の第１辺および一対の第２辺を有する矩形状を成しており、前記無機絶縁層は、複数の無機絶縁粒子を含み、前記一対の第１辺および前記一対の第２辺のうちの少なくとも一方の辺に沿った側面が前記第１樹脂層によって被覆されている。

（ａ）は、本開示の巻回体の概略を示した説明図、（ｂ）は積層シートの一部の断面図である。 （ａ）は積層シートを上方からみた平面図、（ｂ）は（ａ）の２ｂ−２ｂ線に沿った断面図である。 積層シートの巻回の向きを示すもので、（ａ）は巻回体の概略を示した説明図、（ｂ）は（ａ）の波線で示すＢの部分の拡大図、（ｃ）は（ｂ）の波線で示すＣの部分の拡大断面図である。 積層シートの耳部のカット位置を示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）の３ｂ−３ｂ線に沿った断面図である。 （ａ）は、図２（ａ）の積層シートから基板用シートを得るためのカット位置を示す平面図、（ｂ）は（ａ）の４ｂ−４ｂ線に沿った（基板用シートの）断面図、（ｃ）は（ａ）の４ｃ−４ｃ線に沿った（基板用シートの）断面図である。 （ａ）は、無機絶縁層を支持シートの長さ方向に所定間隔を置いて複数形成した積層シートを示す平面図、（ｂ）は、（ａ）の５ｂ−５ｂ線に沿った断面図、（ｃ）は、第２樹脂層を支持シートの長さ方向に所定間隔を置いて形成した積層シートの断面図である。 （ａ）は、無機絶縁層の幅方向における側面およびその近傍を示す断面図、（ｂ）は、無機絶縁粒子の結合状態を示す説明図である。 積層シートを用いた配線基板の製造方法の一工程を示した断面図である。 積層シートを用いた配線基板の製造方法の一工程を示した断面図である。

以下、本開示の巻回体の一実施形態について、図１〜図３を参照しつつ説明する。なお、本開示の巻回体は、以下の実施形態に限られるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。

図１（ａ）は、一部の積層シート１が引き出された巻回体を示している。この巻回体は、円筒状の芯材３の周りに、長尺状の積層シート１が長さ方向に複数回巻回されて構成されている。なお、図１（ａ）は１回巻回したものを記載したが、実際は複数回巻回されて構成されている。

長尺状の積層シート１は、長さが長い帯状である。巻回体は、芯材３の周囲に積層シート１を渦巻き状に巻き付けてドラム状にしたものであり、芯材３の周囲に積層シート１を何重にも取り巻くように巻き付けて構成されている。

この積層シート１は、図１（ａ）の積層シート１を上下方向（積層シート１の厚み方向（Ｚ軸方向））に切断した断面である図１（ｂ）に示すように、支持シート５と、支持シート５上の無機絶縁層９と、この無機絶縁層９上の第１樹脂層１１とを有している。また、支持シート５と無機絶縁層９との間には、第２樹脂層１３が配置されている。これらの第１樹脂層１１、第２樹脂層１３は、未硬化または半硬化状態の樹脂からなる層である。

そして、図２に示すように、無機絶縁層９における支持シート５の幅方向（Ｙ軸方向）の両側の側面（以下、単に側面という）９ａが、第１樹脂層１１で被覆されている。さらに、図２（ｂ）に示すように、支持シート５のＹ軸方向の側面５ａと、第１樹脂層１１のＹ軸方向の側面１１ａとが同一面を形成している。同一面とは、側面５ａと側面１１ａとが同じ平面を構成していることをいう。なお、図２（ｂ）および後述する図４（ｂ）、図５（ｂ）（ｃ）は断面図であるが、理解を容易にするため、斜線を省略している。

言い換えれば、第２樹脂層１３のＹ軸方向の側面１３ａは、支持シート５のＹ軸方向の側面５ａよりも内側に位置し、無機絶縁層９のＹ軸方向の側面９ａは、第２樹脂層１３のＹ軸方向の側面１３ａよりも内側に位置し、第２樹脂層１３および無機絶縁層９のＹ軸方向の側面１３ａ、９ａは、第１樹脂層１１で被覆されている。支持シート５および第１樹脂層１１の側面５ａ、１１ａは、それぞれＸ軸方向およびＺ軸方向に延びており、同一面を形成している。

無機絶縁層の側面が露出している場合、無機絶縁層中の無機絶縁粒子が何らかの衝撃や応力で脱落するおそれがある。特に、巻回体では、積層シートに曲げの力が作用するため、無機絶縁層が露出している部分では、何らかの衝撃や応力で無機絶縁粒子が脱落するおそれがある。これに対して、本開示の巻回体によれば、無機絶縁層９のＹ軸方向の側面９ａが、第１樹脂層１１で被覆されているため、無機絶縁層９が露出しておらず、無機絶縁層９を構成する無機絶縁粒子が脱落することを低減できる。

また、本開示の巻回体では、図３（ｂ）（ｃ）に示すように、第２樹脂層１１上に保護フィルム１２を具備していても良い。保護フィルム１２としては、樹脂シートを用いることができる。

そして、図３（ｂ）（ｃ）では、第２樹脂層１１上に保護フィルム１２を具備する積層シート１において、支持シート５の無機絶縁層９とは反対側の面と無機絶縁層９の支持シート５側の面との距離ａと、保護フィルム１２の第１樹脂層１１とは反対側の面と無機絶縁層９の第１樹脂層１１側の面との距離ｂと、の関係がａ＜ｂを満足するとき、支持シート５を内側にして積層シート１が巻回されており、ａ＞ｂを満足するとき、保護フィルム１２を内側にして積層シート１が巻回されている。

言い換えれば、支持シート５の外側の面と無機絶縁層９の支持シート５側の面との距離ａと、保護フィルム１２の外側の面と無機絶縁層９の保護フィルム１２側の面との距離ｂと、の関係が、ａ＜ｂのとき、支持シート５を内側にして積層シート１を巻回してなり、ａ＞ｂのとき、保護フィルム１２を内側にして積層シート１を巻回して、巻回体が構成されている。

そして、例えば、図３（ｃ）に示すように、支持シート５の外側の面（下面）と無機絶縁層９の支持シート５側の面（下面）との距離ａが、保護フィルム１２の外側の面（上面）と無機絶縁層９の保護フィルム１２側の面（上面）との距離ｂよりも小さい場合（ａ＜ｂのとき）、図３（ｂ）に示すように、積層シート１の支持シート５を内側（芯体３側）にして巻回されている。

このような図３（ｂ）に示すような構成によれば、無機絶縁層９表面からの距離が小さい支持シート５を内側にして積層シート１が巻回されているため、積層シート１の無機絶縁層９に生じる応力が圧縮応力となり、無機絶縁層９におけるクラック発生を低減できる。また、後述するような、無機絶縁層９を構成する無機絶縁粒子同士が接続する場合に、無機絶縁粒子同士の接続解除を低減でき、欠陥発生を低減できる。

なお、図２に示したような、無機絶縁層９のＹ軸方向の側面９ａが、第１樹脂層１１で被覆されている場合以外、すなわち、無機絶縁層９のＹ軸方向の側面９ａが露出している場合であっても、ａ＜ｂのとき、支持シート５を内側にして積層シート１を巻回し、ａ＞ｂのとき、保護フィルム１２を内側にして積層シート１を巻回することにより、無機絶縁層９におけるクラック発生を低減できるとともに、無機絶縁層９を構成する無機絶縁粒子同士の接続解除を抑制でき、欠陥発生を低減できる。

なお、無機絶縁層９の側面９ａを、第１樹脂層１１で被覆した構成であれば良く、必ずしも、ａ＜ｂのとき、支持シート５を内側にして積層シート１が巻回され、ａ＞ｂのとき、保護フィルム１２を内側にして積層シート１が巻回されている必要はない。

保護フィルム１２の外側の面とは、保護フィルム１２の無機絶縁層９側の面とは反対側に位置する保護フィルム１２の面であり、支持シート５の外側の面とは、支持シート５の無機絶縁層９側の面とは反対側に位置する支持シート５の面である。

このような積層シートは、図４に示すように、第２樹脂層１３のＹ軸方向の側面１３ａは、支持シート５のＹ軸方向の側面５ａよりも内側に位置し、無機絶縁層９のＹ軸方向の側面９ａは、第２樹脂層１３のＹ軸方向の側面１３ａよりも内側に位置するように積層し、第２樹脂層１３および無機絶縁層９のＹ軸方向の側面１３ａ、９ａを被覆するように、第１樹脂層１１で被覆する。

この状態では、支持シート５上に、第２樹脂層１３、無機絶縁層９および第１樹脂層１１のＹ軸方向の側面１３ａ、９ａ、１１ａは、ペースト塗布によりダレて傾斜している。この後、例えば、支持シート５上の第１樹脂層１１の厚みが、Ｙ軸方向中央部における支持シート５からの第１樹脂層１１表面までの距離とほぼ同じとなる位置（一点鎖線で示す部分）で積層シート１をカットし、耳部１０を除去する。これにより、支持シート５のＹ軸方向の側面５ａと、第１樹脂層１１のＹ軸方向の側面１１ａとが同一面を形成し、図２に示す積層シート１を作製することができる。

このような積層シート１を芯材３に巻回して巻回体が得られる。すなわち、例えば、支持シート５の外側の面と無機絶縁層９の支持シート５側の面との距離ａと、保護フィルム１２の外側の面と無機絶縁層９の保護フィルム１２側の面との距離ｂと、の関係が、ａ＜ｂのとき、支持シート５を内側にして積層シート１を芯体３に巻き付ける。また、ａ＞ｂのとき、保護フィルム１２を内側にして積層シート１を芯体３に巻き付け、巻回体を作製する。

なお、上記形態では、積層シート１の耳部１０をカットして除去したが、除去しなくても良い。すなわち、図４（ｂ）の積層シート１が巻回した巻回体でも良い。

図２の積層シートを用いて基板用シートを作製する工程を、図５を用いて説明する。先ず、図２で示した、耳部１０を除去した積層シート１を準備し、図５（ａ）に一点鎖線で示す部分をカットする。すなわち、積層シート１を所定長さでカットすることで、基板用シートを得ることができる。

この基板用シートは、主面が対向する一対の第１辺および一対の第２辺を有する矩形状の支持シート５と、該支持シート５上に配された無機絶縁層９と、該無機絶縁層９上に配された第１樹脂層１１とを含み、図５（ｂ）に示すように、第１辺間方向における無機絶縁層９の側面９ａが、第１樹脂層１１で被覆されている。第１辺は、Ｙ軸方向の支持シート５の側面５ａを構成する辺であり、第２辺は、第１辺と直交する辺（Ｘ軸方向の辺（図５（ａ）の一点鎖線で示す辺））である。

この基板用シートでは、無機絶縁層９のＹ軸方向の側面９ａは、図５（ｂ）に示すように、第１樹脂層１１で被覆されており、Ｙ軸方向の支持シート５の側面５ａと、Ｙ軸方向の第１樹脂層１１の側面１１ａとが同一面を形成している。一方、Ｘ軸方向の側面は、図５（ｃ）に示すように、無機絶縁層９の側面が露出し、この無機絶縁層９の側面と、支持シート５、第２樹脂層１３、第１樹脂層１１の側面が同一面を形成している。

このような基板用シートの無機絶縁層９のＹ軸方向の側面９ａが、第１樹脂層１１で被覆されているため、無機絶縁層９の側面９ａが露出しておらず、無機絶縁層９を構成する無機絶縁粒子が脱落することを低減できる。

なお、Ｙ軸方向の支持シート５と、Ｙ軸方向の第１樹脂層１１をカットせず、図４（ｂ）に示すように、耳部１０が残存する基板用シートであっても、無機絶縁層９を構成する無機絶縁粒子が脱落することを低減できる。

図６は、本開示の巻回体の他の例を示すもので、この巻回体では、図６（ａ）に示すように、支持シート５の長さ方向（Ｘ軸方向）に所定間隔をおいて複数の無機絶縁層９が形成されており、図６（ｂ）に示すように、それぞれの無機絶縁層９のＸ軸方向の側面９ｂは、第１樹脂層１１で被覆されている。

このような巻回体では、無機絶縁層９のＹ軸方向の側面９ａのみならず、Ｘ軸方向の側
面９ｂも、第１樹脂層１１で被覆されており、矩形状の無機絶縁層９の全周の側面が第１樹脂層１１で被覆されている。このような巻回体では、積層シート１を引き出して、一点鎖線の部分でカットし、基板用シートとすることができる。このような基板用シートでは、基板用シートを積層して配線基板を形成する工程において、無機絶縁層９のＹ軸方向の側面９ａのみならず、Ｘ軸方向の側面９ｂも露出しておらず、無機絶縁層９を構成する無機絶縁粒子の脱落を低減でき、基板用シートの取扱が容易となる。

図６（ｃ）は、本開示の巻回体のさらに他の例を示すもので、この巻回体では、支持シート５の長さ方向（Ｘ軸方向）に所定間隔をおいて、複数の第２樹脂層１３、複数の無機絶縁層９が形成されており、それぞれの無機絶縁層９のＸ軸方向の側面９ｂ、第２樹脂層１３のＸ軸方向の側面は、第１樹脂層１１で被覆されている。

このような巻回体では、一点鎖線の部分でカットし、基板用シートとすることができ、このような基板用シートでも、基板用シートを積層して配線基板を形成する工程において、無機絶縁層９のＹ軸方向の側面９ａのみならず、Ｘ軸方向の側面９ｂも露出していない。これにより、無機絶縁層９を構成する無機絶縁粒子の脱落を低減でき、基板用シートの取扱が容易となる。

以下、積層シート１を構成する各部材について説明する。支持シート５は、積層シート１を取り扱う際に、無機絶縁層９を支持するものであり、配線基板の製造時には無機絶縁層９から剥離されたり、配線に加工されたりする。支持シート５は、例えば平板状の銅箔からなる。支持シート５が銅箔からなるため、支持シート５の耐熱性を向上させることができる。

支持シート５は、図１（ｂ）に示すように、平坦状の支持シート５上に無機絶縁層９が積層されている。無機絶縁層９との接着力を向上させるために、支持シート５の主面に第２樹脂層（プライマー層）１３が形成され、この第２樹脂層１３上に無機絶縁層９が積層されている。なお、第２樹脂層（プライマー層）１３は必ずしも形成する必要はないが、第２樹脂層１３を形成することにより、支持シート５への無機絶縁層９の形成が容易となる。

支持シート５の厚みは、例えば３μｍ以上１００μｍ以下に設定されている。支持シート５のヤング率は、例えば７０ＧＰａ以上１５０ＧＰａ以下に設定されている。支持シート５の熱膨張率は、例えば１３ｐｐｍ/℃以上２０ｐｐｍ／℃以下に設定されている。な
お、支持シート５のヤング率は、ＭＴＳシステムズ社製Nano Indentor ＸＰ／ＤＣＭを用いて測定される。また、支持シート５の熱膨張率は、市販のＴＭＡ装置を用いて、ＪＩＳＫ７１９７−１９９１に準じた測定方法によって測定される。なお、支持シート５として、樹脂製のフィルムも用いることができる。

無機絶縁層９は、作製された配線基板の配線間の絶縁を確保するものである。無機絶縁層９の厚みは、例えば１μｍ以上１５μｍ以下に設定されている。

無機絶縁層９は、図７に示すように、複数の無機絶縁粒子１５ａ、１５ｂ（以下、単に１５ということがある）および第１樹脂部１６によって形成されている。複数の無機絶縁粒子１５が粒子形状を保持したまま互いの一部で結合（接触も含む概念）することによって、三次元網目構造体を構成し、無機絶縁層９の主要部である骨格が形成されている。複数の無機絶縁粒子１５が粒子形状を保持したまま互いの一部で結合しているため、複数の無機絶縁粒子１５同士の間には間隙が存在し、この間隙の少なくとも一部には樹脂が配置されて、第１樹脂部１６を形成している。

また、無機絶縁層９は、複数の無機絶縁粒子１５同士が結合しているため、単に樹脂中に複数の無機絶縁粒子が分散されている場合と比較して、無機絶縁層９の剛性を向上させることができる。その結果、無機絶縁層９の変形を低減することができる。

無機絶縁粒子１５は、第１無機絶縁粒子１５ａおよび第２無機絶縁粒子１５ｂを含んでおり、第１無機絶縁粒子１５ａの粒子径は、５ｎｍ以上８０ｎｍ以下に設定され、第２無機絶縁粒子１５ｂの粒子径は、０．１μｍ以上５μｍ以下に設定されている。第１無機絶縁粒子１５ａおよび第２無機絶縁粒子１５ｂの粒子径は、例えば、まず無機絶縁層９の断面を透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）で観察し、２０粒子数以上５０粒子数以下の粒子を含むように拡大した断面を撮影し、拡大した断面にて各粒子の最大径を測定することによって算出される。

第１無機絶縁粒子１５ａは、例えば、複数の無機絶縁粒子１５中に１０体積％以上４０体積％以下含まれており、第２無機絶縁粒子１５ｂは、例えば複数の無機絶縁粒子１５中に６０体積％以上９０体積％以下含まれてもよい。上記の通り、複数の無機絶縁粒子１５の粒度分布を設定すれば、無機絶縁層９の間隙が小さくなりすぎることを抑制して、後述する第１樹脂層１１の樹脂を入り込ませやすくすることができる。また、さらに望ましくは、第１無機絶縁粒子１５ａの粒子径が８ｎｍ以上７０ｎｍ以下に設定され、複数の無機絶縁粒子１５中に１５体積％以上３０体積％以下含まれており、第２無機絶縁粒子１５ｂの粒子径が０．１５μｍ以上２μｍ以下に設定され、複数の無機絶縁粒子１５中に７０体積％以上８５体積％以下含まれているとよい。無機絶縁層９には、第１無機絶縁粒子１５ａ、第２無機絶縁粒子１５ｂ以外の無機粒子を含有しても良い。

無機絶縁粒子１５は、無機絶縁層９の主要部（骨格）を形成している。無機絶縁粒子１５の形状は、例えば球状である。無機絶縁粒子１５は、例えば酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化チタニウム、酸化マグネシウムまたは酸化ジルコニウム等の無機絶縁材料からなる。また、無機絶縁粒子１５は単一の材料からなってもよいし、複数種類の材料からなってもよい。なお、無機絶縁粒子１５は、熱膨張率が例えば０．６ｐｐｍ／℃以上１２ｐｐｍ／℃以下である材料からなる。また、無機絶縁粒子１５は、ヤング率が例えば１０ＧＰａ以上３００ＧＰａ以下である材料からなる。また、複数の無機絶縁粒子１５の無機絶縁層９に対する含有率は、例えば７０体積％以上に設定され、望ましくは７５体積％以上に設定されている。無機絶縁粒子１５の含有率は、無機絶縁層９の断面の顕微鏡写真における面積比率から求めることができる。

なお、上記形態では、無機絶縁層９中の無機絶縁粒子１５が結合し、骨格を形成している場合について説明したが、複数の無機絶縁粒子１５の無機絶縁層９に対する含有率が７０体積％以上と多い場合には、無機絶縁粒子１５が結合することなく、樹脂中に分散しているものであっても良い。

第１樹脂部１６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、ポリフェニレンエーテル樹脂、全芳香族ポリアミド樹脂またはポリイミド樹脂等の熱硬化性樹脂等からなり、また、第１樹脂部１６は、熱膨張率が例えば３０ｐｐｍ／℃以上６０ｐｐｍ／℃以下である材料からなる。また、第１樹脂部１６は、ヤング率が例えば２ＧＰａ以上１０ＧＰａ以下である材料からなる。第１樹脂部１６は、積層シート１において未硬化あるいは半硬化状態である。

第１樹脂層１１は、配線基板の製造時に、無機絶縁層９と配線、または無機絶縁層９とこの無機絶縁層９に積層される他の無機絶縁層９とを接着するものである。第１樹脂層１１は、図７（ａ）に示すように、第２樹脂部１８および第２樹脂部１８の樹脂内に配されている無機充填材２０を有している。

第１樹脂層１１の厚みは、無機絶縁層９の厚みよりも小さくてもよい。これにより、第１樹脂層１１の熱膨張の影響が小さくなり、無機絶縁層９は、第１樹脂層１１の熱膨張量を効果的に低減させることができる。なお、第１樹脂層１１の厚みは、例えば１μｍ以上４０μｍ以下に設定されている。

第１樹脂層１１の第２樹脂部１８は、無機絶縁層９の第１樹脂部１６と接触していてもよい。その結果、無機絶縁層９と第１樹脂層１１との接着強度を向上させることができ、例えば無機絶縁層９と第１樹脂層１１の熱膨張率の違いによる剥離を低減することができる。

また、第１樹脂層１１の第２樹脂部１８は、無機絶縁層９の第１樹脂部１６と一体的に形成されてもよい。すなわち、第１樹脂層１１を形成する樹脂が、無機絶縁層９の間隙に入り込んで、第１樹脂部１６を形成してもよい。その結果、第１樹脂層１１と無機絶縁層９との剥離を効果的に低減することができる。

第２樹脂部１８は、主に第１樹脂層１１を構成するものである。第２樹脂部１８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、ポリフェニレンエーテル樹脂、全芳香族ポリアミド樹脂またはポリイミド樹脂等の熱硬化性樹脂等からなる。また、第２樹脂部１８は、熱膨張率が例えば３０ｐｐｍ／℃以上６０ｐｐｍ／℃以下である材料からなる。また、第２樹脂部１８は、ヤング率が例えば２ＧＰａ以上１０ＧＰａ以下である材料からなる。第２樹脂部１８は、積層シート１において未硬化状態あるいは半硬化状態である。

無機充填材２０は、第１樹脂層１１の剛性を向上させたり熱膨張係数を低下させたりするものである。無機充填材２０の形状は、例えば球状である。無機充填材２０の粒子径は、第２無機絶縁粒子１５ｂの粒子径以上であってもよい。無機充填材２０の粒子径は、例えば０．１μｍ以上５μｍ以下に設定される。また、第１樹脂層１１に対する無機充填材２０の含有率は、無機絶縁層９に対する無機絶縁粒子１５の含有率よりも小さくてもよい。無機充填材２０の第１樹脂層１１に対する含有率は、例えば６０体積％以下に設定されている。

第２樹脂層１３については、第１樹脂層１１と同様の材料で構成されていてもよいし、異なった材料で構成されていても良い。

次に、上述した積層シート１を用いて製造された、図８（ａ）に示す配線基板２４を説明する。図８（ａ）は、配線基板２４を上下方向に切断した断面を模式的に示している。

配線基板２４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等の電子機器に使用されるものである。配線基板２４は、例えばビルドアップ多層配線基板であって、図８（ａ）に示すように、コア基板２５とコア基板２５の上下に形成された一対の配線層２６とを備えている。

コア基板２５は、配線基板２６の剛性を高めつつ一対の配線層２６間の導通を図るものである。コア基板２５は、樹脂基体２７と、樹脂基体２７を上下方向に貫通して形成されている筒状のスルーホール導体２８と、スルーホール導体２８に取り囲まれた領域に配された柱状の絶縁体２９とを含んでいる。

樹脂基体２７は、コア基板２５の剛性を高めるものである。この樹脂基体２７は、例えば樹脂と、この樹脂に被覆された基材および無機絶縁フィラーとを含んでいる。

樹脂基体２７に含まれた樹脂は、樹脂基体２７の主要部を形成するものである。この樹脂は、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等の樹脂材料からなる。

樹脂基体２７に含まれた基材は、樹脂基体２７を高剛性化および低熱膨張化するものである。この基材は、繊維によって構成された織布もしくは不織布または繊維を一方向に配列したものからなる。また、この繊維は、例えばガラス繊維または樹脂繊維等からなる。

樹脂基体２７に含まれた無機絶縁フィラーは、樹脂基体２７を高剛性化および低熱膨張化するものである。この無機絶縁フィラーは、例えば酸化珪素、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る複数の粒子により構成されている。

スルーホール導体２８は、コア基板２５の上下の配線層２６を電気的に接続するものである。このスルーホール導体２８は、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る。

絶縁体２９は、後述するビア導体３０の支持面を形成するものである。この絶縁体２９は、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、フッ素樹脂、シリコン樹脂、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等の樹脂材料からなる。

一方、コア基板２５の上下には、上述した如く、一対の配線層２６が形成されている。配線層２６は、厚み方向に沿ったビア孔が形成された無機絶縁層９と、樹脂基体２７上または無機絶縁層９上に部分的に形成された配線３１と、ビア孔内に形成されたビア導体３０とを含んでいる。

配線層２６は、コア基板２５側に位置している第１樹脂層１１と、第１樹脂層１１上に積層されている無機絶縁層９と、無機絶縁層９上に積層されている第２樹脂層１３とを含んでいる。なお、無機絶縁層９、第１樹脂層１１および第２樹脂層１３は、上述した積層シート１が備えていたものである。また、巻回体および基板用シートでは、無機絶縁層９の第１樹脂部１６および第１、第２樹脂層１１、１３の第２樹脂部１８は未硬化または半硬化であったが、配線基板２４では、第１樹脂部１６および第２樹脂部１８は硬化している。

第１樹脂層１１は、コア基板２５表面の配線３１の側面および上面に接着しつつ、樹脂基体２７と無機絶縁層９とを接着、または積層された無機絶縁層９同士を接着するものである。無機絶縁層９は、無機絶縁層９の主要部をなし、厚み方向に沿って離れて配された配線３１同士の絶縁部材として機能するものである。無機絶縁層９は、樹脂材料と比較して低熱膨張率および高剛性であるから、無機絶縁層９の平面方向への熱膨張率を低減することができる。したがって、配線基板２４と配線基板２４上に実装される電子部品（図示せず）との平面方向への熱膨張率の差を低減し、ひいては配線基板２４の反りを低減することができる。

配線３１は、平面方向または厚み方向に沿って互いに離れて配されており、接地用配線、電力供給用配線または信号用配線として機能するものである。この配線３１は、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る。配線３１の厚
みは、例えば３μｍ以上２０μｍ以下に設定されている。配線３１の熱膨張率は、例えば１４ｐｐｍ／℃以上１８ｐｐｍ／℃以下に設定されている。配線３１のＬ／Ｓ（ライン／スペース）は、例えば３／３μｍ以上４０／４０μｍ以下に設定されている。

ビア導体３０は、厚み方向に互いに離れて配された配線３１同士を電気的に接続するものであり、コア基板２５に向って幅狭となる柱状に形成されている。ビア導体３０は、例えば銅、銀、金、アルミニウム、ニッケルまたはクロムの導電材料からなる。また、ビア導体３０は、熱膨張率が例えば１４ｐｐｍ／℃以上１８ｐｐｍ／℃以下に設定されている。

本開示の巻回体を用いた配線基板２４の製造方法について、図８（ｂ）〜図９を参照しつつ説明する。なお、図８（ｂ）〜図９は、本開示の巻回体を使用して製造する配線基板の製造方法の一工程を示した断面図である。

（１）まず、巻回体から所定長さの積層シート１を引き出し、所定長さにカットし、所定長さの基板用シートを準備する。基板用シートおよび巻回体は、以下の工程（２）〜（４）を経て準備される。

（２）先ず第２樹脂層１３を支持シート５に積層する。具体的には、まず、溶剤、無機充填材および未硬化の樹脂の混合物を支持シート５の主面に塗布する。この際、第２樹脂層１３の塗布膜は、第２樹脂層１３のＹ軸方向の側面１３ａが、支持シート５のＹ軸方向の側面５ａよりも内側に位置するように塗布する。この塗布された混合物を乾燥させて混合物から溶剤を蒸発させることによって、第２樹脂層１３を形成する。混合物の塗布は、既存の成形方法、例えばドクターブレード法、ディスペンサー法、バーコーター法、ダイコーター法またはグラビア印刷法等を用いて行なうことができる。

（３）次に、複数の無機絶縁粒子１５、および水あるいは有機溶剤、適切な分散剤を準備し、秤量、混合し、無機絶縁粒子１５を含有したスラリーを作製する。複数の無機絶縁粒子１５である第１、第２無機絶縁粒子１５ａ、１５ｂはカップリング処理され、その表面に同じ官能基を有している。前記スラリーは、例えば無機絶縁粒子１５を１０体積％以上６０体積％以下含み、水あるいは有機溶剤および分散剤をその合量で４０％体積以上９０体積％以下含む。前記有機溶剤には、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。

分散剤としては、カチオン系、アニオン系、ノニオン系等の公知の分散剤が例として挙げられる。

（４）次に、支持シート５上の第２樹脂層１３の表面に前記スラリーをシート状に成形（塗布）する。このスラリーは、無機絶縁層９のＹ軸方向の側面９ａが、第２樹脂層１３のＹ軸方向の側面１３ａよりも内側に位置するように塗布する。成形方法としては、既存の成形方法、例えばドクターブレード法、ディスペンサー法、バーコーター法、ダイコーター法またはグラビア印刷法等を用いて行い、水あるいは溶剤を乾燥除去することにより行い、無機絶縁粒子１５同士が結合した無機絶縁層９の骨格を形成することができる。

（５）第１樹脂層１１を、無機絶縁層９の骨格上に形成する。具体的には、まず、溶剤、無機充填材および未硬化の樹脂の混合物を無機絶縁層９の骨格の主面に塗布する。この混合物は、第２樹脂層１３および無機絶縁層９のＹ軸方向の側面１３ａ、９ａを被覆する
ように塗布される。次いで、混合物を乾燥させて混合物から溶剤を蒸発させることによって、第１樹脂層１１を形成する。混合物の塗布は、既存の成形方法、例えばドクターブレード法、ディスペンサー法、バーコーター法、ダイコーター法またはグラビア印刷法等を用いて行なうことができる。

続いて、第１樹脂層１１の一部（第２樹脂部１８の一部）を無機絶縁層９の骨格の間隙に入り込ませて第１樹脂部１６を形成する。具体的には、支持シート５、無機絶縁層９の骨格および第１樹脂層１１を上下方向に加熱加圧することによって、無機絶縁層９の間隙の少なくとも一部に第１樹脂層１１（第２樹脂部１８）の一部を入り込ませる。なお、この際に、第２樹脂層１３の樹脂の一部も無機絶縁層９の間隙に入り込んでも構わない。

このとき、加熱加圧装置としてロールラミネーターを使用し、連続的に行うことが望ましい。支持シート５等の加熱温度は、例えば６０℃以上１６０℃以下に設定される。支持シート５等の加圧圧力は、例えば０．１ＭＰａ以上２ＭＰａ以下に設定される。支持シート５等の加熱加圧時間は、例えば０．５分以上１０分以下に設定され、ロールラミネーターを使用する際には、送り速度を１ｍ／秒以上５０ｍ／秒以下に設定することが望ましい。第１樹脂層１１の樹脂材料の上記加熱時間における溶融粘度は、例えば１００００Ｐａ・ｓ以下に設定される。

あるいは、キャリアフィルム上に、前述の溶剤、無機充填材および未硬化の樹脂の混合物を、前述と同様の既存の成形方法によりシート状に成形したものを準備し、この成形体を無機絶縁層９上に載置し、前述と同様の方法で加熱加圧することによっても、無機絶縁層９の間隙に第１樹脂層１１（第２樹脂部１８）の一部を入り込ませることが可能である。なお、キャリアフィルムは、保護フィルムとして機能させても良い。

以上のようにして、支持シート５、第２樹脂層１３、無機絶縁層９および第１樹脂層１１を備える積層シート１を作製し、これを芯材３に巻き付けることにより、巻回体を作製する。

（６）コア基板２５（基板）を作製する。コア基板２５の作製には、まず、例えば金属箔上に複数の樹脂層が積層された樹脂基体２７を形成する。次いで、例えばドリル加工やレーザー加工等によって樹脂基体２７にスルーホールを形成した後、例えば無電解めっき法、電気めっき法、蒸着法、ＣＶＤ法またはスパッタリング法等により、スルーホールの内壁に筒状のスルーホール導体２８を形成する。次いで、スルーホール導体２８に取り囲まれた領域に樹脂材料を充填することによって絶縁体２９を形成し、導電材料を絶縁体２９の露出部に被着させた後、従来周知のフォトリソグラフィー技術またはエッチング等によりパターニングして配線３１を形成する。以上のようにして、コア基板２５を準備する。

（７）図８（ｂ）に示すように、巻回体から積層シート１を所定長さにカットし、基板用シート３５を作製し、この基板用シート３５をコア基板２５上に積層する。具体的には基板用シート３５の積層は、基板用シート３５の第１樹脂層１１がコア基板２５に接触するように行なう。

その後、基板用シート３５とコア基板２５とを一体化させるため、上下方向に加熱加圧し無機絶縁層９の間隙に第１樹脂層１１（第２樹脂部１８）の一部を入り込ませる。なお、この際に、第２樹脂層１３の樹脂の一部も無機絶縁層９の間隙に入り込んでも構わない。このとき、無機絶縁層９の間隙のほぼ全てに樹脂が入り込むように加熱加圧条件を調整することが、絶縁信頼性を確保する上で望ましい。

前述の加熱温度は、例えば６０℃以上１６０℃以下に設定され、加圧圧力は、例えば０．１ＭＰａ以上４ＭＰａ以下に設定される。支持シート５等の加熱加圧時間は、例えば０．５分以上１８０分以下に設定される。

（８）第１樹脂部１６および第２樹脂部１８を熱硬化させる。具体的には、基板用シート３５およびコア基板２５を、第１樹脂部１６および第２樹脂部１８の熱硬化開始温度以上加熱することによって、基板用シート３５中の未硬化状態の第１樹脂部１６および第２樹脂部１８を熱硬化させる。基板用シート３５等の加熱温度は、例えば８０℃以上１８０℃以下に設定される。

なお、樹脂部の熱硬化は、前述の工程（７）の加熱加圧時に同時に行っても差し支えない。

（９）図９（ｂ）に示すように、支持シート５の表面から無機絶縁層９および第１樹脂層１１、第２樹脂層１３を厚み方向に貫通する貫通穴を形成する。貫通穴の形成は、例えばＹＡＧレーザー装置または炭酸ガスレーザー装置を用いて支持シート５の上面にレーザー光を照射することによって行なう。

（１０）次に、前述の貫通穴の底部にレーザー加工により生じる樹脂残渣（スミア）を除去するため、強アルカリ処理を施す。強アルカリ性の水溶液としては、例えば過マンガン酸カリウムまたは過マンガン酸ナトリウム等の水溶液が好適である。

（１１）貫通穴にビア導体３０を形成する。ビア導体３０は、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、貫通穴内に導電材料を埋めることによって形成される。

（１２）銅箔からなる支持シート５を、例えばフォトリソグラフィー技術等を用いてパターニングすることにより配線層を形成する。

なお、支持シートに銅箔を用いない場合には、前述の（１１）の工程までに支持シートを剥離しておき、（１１）の工程にてビア導体を形成する際に絶縁層表面全面に導電材料を被着形成した後、前述のパターニングを行うことにより配線層を形成する。以上のようにして、図８（ａ）に示したような、配線基板２４を製造する。

このようにして形成された配線基板２４の上面に電子部品を配置し、配線３１にバンプや半田等の接合部材を介して電子部品を実装することによって、実装構造体を作製する。

本開示は上述した実施形態に限定されるものではなく、本開示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。

上述した配線基板２４の実施形態では、無機絶縁層９を１層積層した構成を例に説明したが、無機絶縁層９は何層積層しても構わない。

また、上述した本開示の実施形態は、第１樹脂部１６と第２樹脂部１８を一体的に形成する例を説明したが、第１樹脂部１６と第２樹脂部１８は別々に形成しても構わない。この場合、第１樹脂部１６を間隙に配した後に、第１樹脂層１１（第２樹脂部）を形成することになる。

１ 積層シート
５ 支持シート
９ 無機絶縁層
１１ 第１樹脂層
１３ 第２樹脂層
１５ 無機絶縁粒子
１５ａ 第１無機絶縁粒子
１５ｂ 第２無機絶縁粒子
１６ 第１樹脂部
１８ 第２樹脂部
２４ 配線基板

Claims (3)

1. コア基板と、該コア基板の上下に設けられた一対の配線層とを備えている配線基板であって、
   前記コア基板は、樹脂基体と、該樹脂基体を上下方向に貫通してなる筒状のスルーホール導体と、該スルーホール導体に取り囲まれた領域に配された柱状の絶縁体とを有しており、
   前記配線層は、前記コア基板側に位置している第１樹脂層と、該第１樹脂層の前記コア基板とは反対側に積層されている無機絶縁層と、該無機絶縁層の前記コア基板とは反対側に積層されている第２樹脂層とを含み、
   前記第１樹脂層、前記無機絶縁層および前記第２樹脂層は、主面がいずれも対向する一対の第１辺および一対の第２辺を有する矩形状を成しており、
   前記無機絶縁層は、複数の無機絶縁粒子を含み、前記一対の第１辺および前記一対の第２辺のうちの少なくとも一方の辺に沿った側面が前記第１樹脂層によって被覆されている、
   配線基板。
2. 前記無機絶縁層は、前記一対の第１辺および前記一対の第２辺のうちの他方の辺に沿った側面と、前記第１樹脂層の側面および前記第２樹脂層の側面とが同一面を形成している、
   請求項１に記載の配線基板。
3. 前記無機絶縁層は、前記一対の第１辺および前記一対の第２辺の両辺に沿った側面が前記第１樹脂層によって被覆されている、請求項１に記載の配線基板。

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