JP6603124B2 - 樹脂基板および実装構造体ならびに樹脂基板用シート - Google Patents

Description

本発明は、樹脂基板および実装構造体ならびに樹脂基板用シートに関する。

従来、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）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使用されている。このような配線基板を形成するための樹脂基板用シートとして、シート部材上に、粒径が３ｎｍ以上１１０ｎｍ以下の第１無機絶縁粒子と、粒径が０．５μｍ以上５μｍ以下の第２無機絶縁粒子とを含有する無機絶縁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おり、第１無機絶縁粒子間および第２無機絶縁粒子と第１無機絶縁粒子との間には、樹脂が配されている。

国際公開第2011/037260号

特許文献１の配線基板では、第１無機絶縁粒子間および第２無機絶縁粒子と第１無機絶縁粒子との間に樹脂を配しているものの、樹脂による第１無機絶縁粒子同士の連結力、第２無機絶縁粒子と第１無機絶縁粒子との連結力が低かった。

本発明は、無機絶縁粒子同士を強固に連結できる樹脂基板および実装構造体ならびに樹脂基板用シートを提供するものである。

本発明の樹脂基板は、絶縁層を有する樹脂基板であって、前記絶縁層が、面方向に格子状に配列した複数の第１無機絶縁粒子と、前記第１無機絶縁粒子よりも粒径の小さい第２無機絶縁粒子と、隣接する２個の前記第１無機絶縁粒子間で構成される２面間粒界と、隣接する３個以上の前記第１無機絶縁粒子間で構成される多重点粒界とを有するとともに、前記第１無機絶縁粒子同士が前記２面間粒界において前記第２無機絶縁粒子が一体化して形成されたネックで接合された層状骨格を有するとともに、該層状骨格の前記多重点粒界に樹脂が配されていることを特徴とする。

また、本発明の実装構造体は、上記の樹脂基板と、該樹脂基板に実装され、前記配線層に電気的に接続された電子部品とを備えたことを特徴とする。

さらに、本発明の樹脂基板用シートは、シート部材上に絶縁層前駆体を有する樹脂基板用シートであって、前記絶縁層前駆体が、面方向に格子状に配列した複数の第１無機絶縁粒子と、前記第１無機絶縁粒子よりも粒径の小さい第２無機絶縁粒子と、隣接する２個の前記第１無機絶縁粒子間で構成される２面間粒界と、隣接する３個以上の前記第１無機絶縁粒子間で構成される多重点粒界とを有するとともに、前記第１無機絶縁粒子同士が前記２面間粒界において前記第２無機絶縁粒子が一体化して形成されたネックで接合された層状骨格を有するとともに、該層状骨格の前記多重点粒界に樹脂が配されていることを特徴とする。

本発明の樹脂基板によれば、無機絶縁粒子同士を強固に連結できる。

図１（ａ）は、本発明の一実施形態に係る樹脂基板用シートの概略を示した断面図であり、（ｂ）はその拡大図である。 （ａ）は、図１の２ａ−２ａ線に沿った横断面図であり、（ｂ）は、（ａ）の２ｂ−２ｂ線に沿った縦断面図であり、（ｃ）は、無機絶縁粒子の上下面に樹脂層を有する第１絶縁層前駆体の縦断面図である。 シート部材上に第１絶縁層前駆体を形成する工程を示す説明図である。 （ａ）は、本発明の他の形態に係る樹脂基板用シートの概略を示した断面図、（ｂ）はその拡大図、（ｃ）は、（ｂ）の４ｃ−４ｃ線に沿った横縦断面図である。 シート部材上に図４の第１絶縁層前駆体を形成する工程を示す説明図である。 （ａ）は、本発明のさらに他の形態に係る樹脂基板用シートの概略を示した断面図であり、（ｂ）はその拡大図、（ｃ）は、（ｂ）の６ｃ−６ｃ線に沿った横縦断面図、（ｄ）は上下の層状骨格の無機絶縁粒子が細密充填の形状で配置された状態を示す横縦断面図である。 シート部材上に図６の第１絶縁層前駆体を形成する工程を示す説明図である。 本発明の一実施形態に係る樹脂基板の概略を示した断面図である。 図８の配線基板の製造方法の一工程を示した断面図である。 図８の配線基板の製造方法の一工程を示した断面図である。 図８の配線基板の製造方法の一工程を示した断面図である。 図８の配線基板の製造方法の一工程を示した断面図である。

（形態１）
以下、本発明の一実施形態に係る樹脂基板用シートについて、図１および図２を参照しつつ説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。

図１は、樹脂基板用シート１を上下方向（樹脂基板用シートの厚み方向）に切断した断面を模式的に示している。樹脂基板用シート１は、例えば、後述するように樹脂基板の製造に使用されるものである。この樹脂基板用シート１は、図１に示すように、シート部材２と、シート部材２の主面上に積層されている絶縁層前駆体（以下、単に絶縁層ということがある）３とを有している。

シート部材２は、絶縁シート１を取り扱う際に、絶縁層３を支持するものであり、配線に加工される。シート部材２は、例えば平板状の銅箔からなる。シート部材２が銅箔からなる場合、シート部材２の耐熱性を向上させることができる。また後述する配線層として利用することができる。なお、シート部材２は、フィルム状の樹脂シートであっても良い。

絶縁層３は、後述する樹脂基板の配線層間の絶縁を確保するものである。絶縁層３は、シート部材２上に積層された第１絶縁層前駆体（以下、単に第１絶縁層ということがある）４と、第１絶縁層４上に積層された第２絶縁層前駆体（以下、単に第２絶縁層ということがある）５とを有している。絶縁層３の厚みは、例えば５μｍ以上５０μｍ以下、望ましくは８μｍ以上２０μｍ以下に設定されている。

第１絶縁層４の厚みは、例えば１μｍ以上１５μｍ以下に設定されている。第１絶縁層４は、図２に示すように、複数の無機絶縁粒子６ａおよび第１樹脂部８によって形成されている。すなわち、複数の無機絶縁粒子６ａが粒子形状を保持したまま互いに接続するこ
とによって、第１絶縁層４の主要部である層状骨格Ａが形成されている。

さらに詳細に説明すると、第１絶縁層４は、複数の無機絶縁粒子６ａがシート部材２の面方向（２次元的）に配列しており、隣接する２個の無機絶縁粒子６ａ間で構成される２面間粒界７ａと、隣接する３個以上（図２では４個）の無機絶縁粒子６ａ間で構成される多重点粒界７ｂとを有するとともに、無機絶縁粒子６ａ同士が２面間粒界７ａにおいてネック６ｂで接合された層状骨格Ａを有しており、該層状骨格Ａの多重点粒界７ｂには、未硬化もしくは半硬化状態の樹脂が配されて第１樹脂部８とされ、第１絶縁層４が構成されている。

図１では、第１絶縁層４は、１層の層状骨格Ａを有している。すなわち、第１絶縁層４を平面視したときに、図２（ａ）に示すように、対向する無機絶縁粒子（以下、第１粒子ということがある）６ａの対向面間が２面間粒界７ａとされており、この２面間粒界７ａには、ネック６ｂが形成され、このネック６ｂにより２つの第１粒子６ａが接合し一体化している。

ネック６ｂは、後述するように、第１粒子６ａよりも粒径が小さい多数の第２無機絶縁粒子（以下、第２粒子ということがある）同士がある程度焼結して形成されており、ネック６ｂの内部には空隙６ｂ１が形成されている。この空隙６ｂ１は閉気孔である。このネック部６ｂは、第２粒子の形状が殆ど判明しない程度に一体化されて構成されている。なお、上述の空隙６ｂ１は、存在しなくても差し支えない。

ネック６ｂは、第１絶縁層４を平面視した時および断面視した時に、２つの第１粒子６ａの最も近接している部分を中心に配置されており、図２（ｂ）に示すように、第１絶縁層４の厚さ方向中央部に位置しており、第１絶縁層４の厚さ方向上層部および下層部には存在していない。

また、多重点粒界７ｂは、図２（ａ）に示すように、平面視した時に、４つの第１粒子６ａの面および、２面間粒界７ａのネック６ｂとで囲まれた領域で構成されており、この多重点粒界７ｂには、未硬化もしくは半硬化状態の樹脂が充填され、第１樹脂部８とされている。この樹脂は、図２（ｂ）に示すように、第１絶縁層４の厚さ方向中央部のみならず、上層部および下層部にも配置されている。

また、層状骨格Ａにおける樹脂（第１樹脂部８）の含有率は、例えば５５体積％以上に設定され、望ましくは６０体積％以上に設定され、前述の特許文献１よりも多くできる。このような樹脂の含有率は、例えば、第１絶縁層４の断面の顕微鏡写真を用い、画像解析装置で面積比率を算出し、体積換算することで得られる。

第１絶縁層４の厚みは、図２（ｂ）では、第１粒子６ａの直径と同一に記載したが、図２（ｃ）に示すように、層状骨格Ａの厚さ（第１粒子６ａの直径）よりも厚く、第１粒子６ａの上下面に樹脂層を有する場合であっても良い。言い換えれば、第１絶縁層４が、層状骨格Ａの上下面に樹脂層を有する場合であっても良い。なお、第１絶縁層４が、層状骨格Ａの上面または下面に樹脂層を有する場合であっても良いことは勿論である。

第１粒子６ａの粒子径は、０．１μｍ以上５μｍ以下に設定されている。第１粒子６ａの粒径は、例えば、まず第１絶縁層４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、拡大した断面にて粒子の最大径を測定することによって算出される。

第１粒子６ａの形状は、例えば球状である。第１粒子６ａ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、第１粒子６ａ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、第１粒子６ａ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、第１粒子６ａは、ヤング率が例えば１０ＧＰａ以上３００ＧＰａ以下である材料からなる。第１粒子６ａは、溶融シリカであることが特に望ましい。

第１樹脂部８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８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８は、ヤング率が例えば２ＧＰａ以上１０ＧＰａ以下である材料からなり、適宜後述の無機充填剤を含有せしめても良い。第１樹脂部８は、樹脂基板用シート１において未硬化あるいは半硬化状態である。

第２絶縁層５は、樹脂基板の製造時に、絶縁層３と配線層、または絶縁層３とこの絶縁層３に積層される他の絶縁層３とを接着するものである。第２絶縁層５は、図１（ｂ）に示すように、第２樹脂部１３および第２樹脂部１３の樹脂内に配されている無機充填材３５を有している。この第２絶縁層５は、多重点粒界７ｂに樹脂を配する工程で、層状骨格Ａ上に樹脂を多めに塗布し、第２絶縁層５を形成しても良い。

第２絶縁層５の厚みは、第１絶縁層４の厚みよりも小さくてもよい。これにより、第２絶縁層５の熱膨張の影響が小さくなり、第１絶縁層４は、第２絶縁層５の熱膨張量を効果的に低減させることができる。なお、第２絶縁層５の厚みは、例えば１μｍ以上４０μｍ以下に設定されている。

第２絶縁層５の第２樹脂部１３は、第１絶縁層４の第１樹脂部８と接続している。その結果、第２絶縁層５と第１絶縁層４との接着強度を向上させることができ、例えば第１絶縁層４と第２絶縁層５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２絶縁層５の第２樹脂部１３は、上記したように、第１絶縁層４の第１樹脂部８と一体的に形成されてもよい。すなわち、第２絶縁層５を形成する樹脂が、第１絶縁層４の多重点粒界７ｂに入り込んで、第１樹脂部８を形成してもよい。その結果、第２絶縁層５と第１絶縁層４との剥離を効果的に低減することができる。

第２樹脂部１３は、主に第２絶縁層５を構成するものである。第２樹脂部１３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１３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１３は、ヤング率が例えば２ＧＰａ以上１０ＧＰａ以下である材料からなり、適宜後述の無機充填剤３５を含有せしめても良い。第２樹脂部１３は、樹脂基板用シート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３５は、第２絶縁層５の強度を向上させるものである。無機充填材３５の形状は、例えば球状である。無機充填材３５の粒子径は、第１粒子６ａの粒子径以上であってもよい。無機充填材３５の粒子径は、例えば０．１μｍ以上５μｍ以下に設定される。また、第２絶縁層５に対する無機充填材３５の含有率は、第１絶縁層４に対する第１粒子６ａの含有率よりも小さくてもよい。無機充填材３５の第２絶縁層５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絶縁層５の無機充填材３５は、樹脂中に離れて存在する。なお、第１樹脂部８と第２樹脂部１３とは同一材料である必要はない。

以上のような樹脂基板用シートの製造方法について説明する。先ず、例えば、特開２０１０−６４９４５号公報に開示されるように、第１粒子６ａおよびこの第１粒子６ａよりも粒径が小さい第２粒子を、正および負に帯電させ、静電相互作用により第１粒子６ａの表面に第２粒子を吸着させる。第２粒子は、第１粒子６ａの表面に脱落はしないが移動できる程度の吸着力で付着している。

この後、第２粒子が吸着した第１粒子６ａを、水等の分散液中に分散させ、この分散液をシート部材２上に塗布し、乾燥させる。この乾燥工程で、水とともに第２粒子が、第１粒子６ａの２面間粒界７ａに表面張力により移動し、分散液が完全に除去される。この後、低温で焼成することにより、図３（ａ）に示すような層状骨格Ａを形成できる（例えば、シ−エムシー出版 ゾル−ゲル法の最新応用と展望 P250〜251）。なお、焼成は、第
２粒子が空隙６ｂ１を有する程度に、例えば５００〜１５００℃の低温で焼結する。また、焼成方法としては、通常の大気焼成の他、雰囲気焼成、加圧焼成、マイクロ波焼成、パルス通電焼成、電子ビーム照射等が適宜用いられる。第２粒子の粒径は、例えば５ｎｍ以上８０ｎｍ未満に設定されている。

そして、図３（ｂ）に示すように、上記層状骨格Ａに第２絶縁層５を形成する樹脂８ａを塗布し、プレスすることにより、樹脂８ａを、図３（ｃ）に示すように、多重点粒界７ｂに配置する。

具体的には、シート部材２、第１絶縁層４の層状骨格Ａおよび樹脂８ａを上下方向に加熱加圧することによって、第１絶縁層４の多重点粒界７ｂに樹脂８ａを入り込ませる。

シート部材２等の加熱温度は、例えば６０℃以上２５０℃以下に設定される。シート部材２等の加圧圧力は、例えば０．１ＭＰａ以上５ＭＰａ以下に設定される。シート部材２等の加熱加圧時間は、例えば０．５分以上３００分以下に設定される。第２絶縁層５の樹脂８ａ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。層状骨格Ａの厚み、シート部材２等の加圧圧力および第２絶縁層５の樹脂８ａの溶融粘度を適宜調整することによって、層状骨格Ａの多重点粒界７ｂに入り込んだ樹脂８ａ（第１樹脂部８）をシート部材２に接触させることができる。

あるいは、キャリアフィルム上に樹脂８ａを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、層状骨格Ａ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、第１絶縁層４の多重点粒界７ｂに樹脂８ａ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、加熱加圧後に剥離する。樹脂基板用シート１における第１絶縁層４の第１樹脂部８は、未硬化または半硬化状態である。

この後、第１絶縁層４上に、第２絶縁層５を形成する樹脂を塗布乾燥させることにより、第２絶縁層５を形成し、樹脂基板用シート１を作製できる。

なお、層状骨格Ａの上に第２絶縁層５を形成する樹脂８ａを多めに配置し、前述と同様の方法で加熱加圧することにより、第１絶縁層４と第２絶縁層５とを同時に形成しても良い。

このような樹脂基板用シート１では、複数の第１粒子６ａは粒子形状を保持したままネック６ｂを介して互いの一部で結合しており、第１粒子６ａ同士を強固に連結できるとともに、多重点粒界７ｂに第１樹脂部８が配されているため、第１絶縁層４中の樹脂量を従来よりも増加でき、第１樹脂部８による第１粒子６ａ同士の連結力を向上できる。

さらに、多重点粒界７ｂに充填された第１樹脂部８がシート部材２の表面に接合してい
るため、言い換えれば、第１樹脂部８は、複数の第１粒子６ａ同士の間に配され、かつ複数の第１粒子６ａの表面とシート部材２の一主面と接合しているため、樹脂基板を作製する前の樹脂基板用シート１の段階において、シート部材２に第１樹脂部８を接触させることによって、シート部材２と第１絶縁層４との接着強度を向上させることができる。その結果、シート部材２から第１絶縁層４が剥離することを低減し、樹脂基板用シート１の取り扱いを容易にすることができる。

（形態２）
図４は、本発明の樹脂基板用シート１の他の形態を示すもので、第１絶縁層４を、２層の層状骨格Ａで構成したものである。この形態の樹脂基板用シート１では、形態１の層状骨格Ａを上下方向に２層積層して第１絶縁層４が構成されており、上側の層状骨格Ａ１の第１粒子６ａと、下側の層状骨格Ａ２の第１粒子６ａとが、層状骨格Ａ１、Ａ２の厚み方向に配列している。

具体的には、層状骨格Ａ１の第１粒子６ａの中心と、層状骨格Ａ２の第１粒子６ａの中心とを結ぶ線分Ｓ１が、層状骨格Ａ１の複数の第１粒子６ａの中心を結ぶ線分Ｓ２とがほぼ直交するように、上側の層状骨格Ａ１のＸ、Ｙ方向に配列した第１粒子６ａと、下側の層状骨格Ａ２のＸ、Ｙ方向に配列した第１粒子６ａとが、層状骨格Ａ１、Ａ２の厚み方向に配列している。言い換えると、層状骨格Ａ１、Ａ２の厚み方向に平面視したとき、図４（ｃ）に示すように、層状骨格Ａ１、Ａ２の第１粒子６ａはほぼ重なって見える。層状骨格Ａ１、Ａ２の多重点粒界７ｂには樹脂が配置されて、第１樹脂部８とされている。

このような構成の樹脂基板用シート１１は、形態１の製法のようにして、シート部材２上に層状骨格Ａ１、Ａ２をそれぞれ作製し、層状骨格Ａ１、Ａ２の多重点粒界７ｂに樹脂を配し、この後、図５（ａ）（ｂ）に示すように、層状骨格Ａ２の上に層状骨格Ａ１を積層し、図５（ｃ）に示すように、層状骨格Ａ１上のシート部材２を剥離し、第１絶縁層４を形成し、この第１絶縁層４上に第２絶縁層５を形成して、作製することができる。

このような図４の樹脂基板用シート１についても、上記形態１と同様な効果を有することができるが、さらに第１絶縁層４の強度を向上できる。

（形態３）
図６は、本発明の樹脂基板用シート１のさらに他の形態を示すもので、第１絶縁層４を、２層の層状骨格Ａで構成したものである。この形態の樹脂基板用シート１では、形態１の層状骨格Ａを上下方向に２層積層して第１絶縁層４が構成されており、上側の層状骨格Ａ１の第１粒子６ａが、下側の層状骨格Ａ２の第１粒子６ａ間に位置している。

具体的には、図６（ｂ）（ｃ）に示すように、層状骨格Ａ１の第１粒子６ａの中心と、層状骨格Ａ２の第１粒子６ａの中心とを結ぶ線分Ｓ３が、層状骨格Ａ１の複数の第１粒子６ａの中心を結ぶ線分Ｓ４とがほぼ４５度となるように、上側の層状骨格Ａ１の第１粒子６ａと、下側の層状骨格Ａ２の第１粒子６ａとが配列している。層状骨格Ａ１、Ａ２の多重点粒界７ｂに樹脂が配置され、て、第１樹脂部８とされている。

このような構成の樹脂基板用シート１は、形態１の製法のようにして、シート部材２上に層状骨格Ａ１、Ａ２をそれぞれ作製し、層状骨格Ａ１、Ａ２の多重点粒界７ｂに樹脂を配し、この後、図７（ａ）（ｂ）に示すように、上側の層状骨格Ａ１の第１粒子６ａが、下側の層状骨格Ａ２の第１粒子６ａ間に位置するように、層状骨格Ａ２の上に層状骨格Ａ１を積層し、図７（ｃ）に示すように、層状骨格Ａ１上のシート部材２を剥離し、第１絶縁層４を形成し、この第１絶縁層４上に第２絶縁層５を形成して、作製することができる。

このような図６の樹脂基板用シート１についても、上記形態１と同様な効果を有することができるが、形態１、２よりも、さらに第１絶縁層４の強度を向上できる。

さらに、図６（ｄ）に示すように、上側の層状骨格Ａ１の第１粒子６ａが、下側の層状骨格Ａ２の第１粒子６ａ間に細密充填の形状となるように、層状骨格Ａ２の上に層状骨格Ａ１を積層することにより、第１絶縁層４の強度をさらに向上できる。

（樹脂基板）
次に、上述した樹脂基板用シート１を用いて製造された樹脂基板１４を、図８を参照しつつ詳細に説明する。図８は、樹脂基板を上下方向に切断した断面を模式的に示している。

樹脂基板１４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。樹脂基板１４は、例えばビルドアップ多層配線基板であって、図８に示すように、コア基板１５とコア基板１５の上下に形成された一対のビルドアップ層１６とを備えている。

コア基板１５は、樹脂基板１４の剛性を高めつつ一対のビルドアップ１６間の導通を図るものである。コア基板１５は、樹脂基体１７と、樹脂基体１７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１８と、スルーホール導体１８に取り囲まれた領域に配された柱状の絶縁体１９とを含んでいる。

樹脂基体１７は、コア基板１５の剛性を高めるものである。この樹脂基体１７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充填材とを含んでいる。

樹脂基体１７に含まれた樹脂は、樹脂基体１７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１７に含まれた基材は、樹脂基体１７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１７に含まれた無機絶縁フィラーは、樹脂基体１７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１８は、コア基板１５の上下の配線層２１を電気的に接続するものである。このスルーホール導体１８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１９は、後述するビア導体２０の支持面を形成するものである。この絶縁体１９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。

なお、絶縁体１９の代わりに、上述のするホール導体と同様の導電材料を用いてスルーホールを充填しても差し支えない。

一方、コア基板１５の上下には、上述した如く、一対のビルドアップ層１６が形成されている。ビルドアップ層１６は、厚み方向に沿ったビア孔が形成された絶縁層３と、樹脂基体１７上または絶縁層３上に部分的に形成された配線層２１と、ビア孔内に形成されたビア導体２０とを含んでいる。

絶縁層３は、コア基板１５側に位置している第２絶縁層５と、第２絶縁層５上に積層されている第１絶縁層４とを含んでいる。なお、第１絶縁層４および第２絶縁層５は、上述した樹脂基板用シート１が備えていたものである。また、樹脂基板用シート１では第１絶縁層４の第１樹脂部８および第２絶縁層５の第２樹脂部１３は未硬化であったが、樹脂基板１４では、第１樹脂部８および第２樹脂部１３は硬化している。

第２絶縁層５は、配線層２１の側面および上面に接着しつつ、樹脂基体１７と絶縁層３とを接着、または積層された絶縁層３同士を接着するものである。第１絶縁層４は、絶縁層３の主要部をなし、厚み方向に沿って離れて配された配線層２１同士の絶縁部材として機能するものである。第１絶縁層４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、絶縁層３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、樹脂基板１４と樹脂基板１４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、ひいては樹脂基板１４の反りを低減することができる。

配線層２１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。この配線層２１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。配線層２１の厚みは、例えば３μｍ以上２０μｍ以下に設定されている。配線層２１の熱膨張率は、例えば１４ｐｐｍ／℃以上１８ｐｐｍ／℃以下に設定されている。配線層２１のＬ／Ｓ（ライン／スペース）は、例えば３／３μｍ以上６０／６０μｍ以下に設定されている。

ビア導体２０は、厚み方向に互いに離れて配された配線層２１同士を電気的に接続するものであり、コア基板１５に向って幅狭となる柱状に形成されている。ビア導体２０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２０は、熱膨張率が例えば１４ｐｐｍ／℃以上１８ｐｐｍ／℃以下に設定されている。

本発明の実施形態に係る樹脂基板１４の製造方法について、図９〜図１２を参照しつつ説明する。樹脂基板１４の製造方法は、主に準備工程、積層工程、露出工程および配線形成工程を有している。なお、本発明は、以下の実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。なお、図９〜図１２は、本発明の一実施形態に係る樹脂基板用シート１を使用して製造する樹脂基板１４の製造方法の一工程を示した断面図である。

（１）まず、上記のようにして作製された樹脂基板用シート１を準備する。

（２）コア基板１５（基板）を準備する。コア基板１５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１７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１７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１８を形成する。次いで、スルーホール導体１８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１９を形成し、導電材料を絶縁体１
９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、金属箔をパターニングして配線２１を形成する。

以上のようにして、コア基板１５を準備する。

（３）図９に示すように、樹脂基板用シート１をコア基板１５の上下面に積層する。具体的には樹脂基板用シート１の積層は、樹脂基板用シート１の第２絶縁層５がコア基板１５に接触するように行なう。

（４）第１樹脂部８および第２樹脂部１３を熱硬化させる。具体的には、樹脂基板用シート１およびコア基板１５を、圧力を印加しながら第１樹脂部８および第２樹脂部１３の熱硬化開始温度以上に加熱することによって、樹脂基板用シート１中の未硬化状態の第１樹脂部８および第２樹脂部１３を熱硬化させる。樹脂基板用シート１等の圧力は、例えば０．５ＭＰａ以上５．０ＭＰａ以下、加熱温度は、例えば８０℃以上１８０２５０℃以下に設定される。

（５）図１０に示すように、シート部材２の表面からシート部材２、第１絶縁層４および第２絶縁層５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シート部材２の上面にレーザー光を照射することによって行なう。

（６）貫通孔底部に残留する樹脂残渣の除去、いわゆるデスミア処理を行う。デスミア処理は一般的に強アルカリ水溶液を用いて行うが、プラズマ等を用いても差し支えない。なお、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である。

（７）貫通穴にビア導体２０を形成する。ビア導体２０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。

（８）銅箔からなるシート部材２を、図１１に示すように、例えばフォトリソグラフィー技術を用いてエッチング加工することにより、第１絶縁層４上に配線層２１を形成する。

なお、絶縁層３の表面を粗化する場合には、（８）の後に、シート部材２の一部をエッチングして除去して露出した第１絶縁層４の表層の一部（無機絶縁粒子６の一部）を除去し、絶縁層３の表面を粗化することができる。第１絶縁層４の一部の表面の除去は、例えば無機絶縁粒子６が酸化珪素からなる場合であれば、無機絶縁粒子６を溶かす強アルカリ性の水溶液によって行なう、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である。なお、第１絶縁層４の無機絶縁粒子６の一部が除去される一方で、第２絶縁層５は残存させることから、第２絶縁層５は上記水溶液には溶けにくい材料で形成する。なお、このとき、無機絶縁粒子６を複数の材料から形成することによって、粗化の度合いを調整することができる。また、複数の無機絶縁粒子６中に、例えば、酸化アルミニウム等の異なる単一の材料からなる無機絶縁粒子６を混ぜることによっても粗化の度合いを調整することができる。

（９）次に、図１２に示すように、絶縁層３を複数層形成すべく、表面が粗化された第１絶縁層４の粗化面、および配線層２１の表面に、さらに、樹脂基板用シート１の未硬化の第２絶縁層５を積層し、絶縁層３を複数層形成する。第１絶縁層４の粗化面に、未硬化の第２絶縁層５がアンカー効果により、強固に接合できる。なお、図９〜１２は、理解を
容易にするため、絶縁シート１を拡大して示している。

以上のようにして、図８に示したような、樹脂基板１４を作製する。

このような樹脂基板１４では、上記の特許文献１と比較して、下記のような効果を有する。すなわち、上記の特許文献１では、絶縁層における無機絶縁粒子の充填率をいわゆる最密充填よりも高くすることができるため、無機絶縁粒子を適切に選択することにより、熱膨張係数や熱伝導率といった熱特性、弾性率等の機械的特性、誘電特性や絶縁性等を制御することが可能である。一方で、樹脂の含有率が低下する結果、配線基板とした際の可撓性低下によりクラック等が発生する恐れが増大することや、配線パターンの埋め込み性の悪化、さらには、低熱膨張と高剛性の両立による基板反り低減を目的として無機絶縁粒子に溶融シリカを選択した場合、レーザー加工後の樹脂残渣除去工程（いわゆるデスミア工程）にて、該工程にて一般的に使用される強アルカリ処理の際に第１無機絶縁粒子が非常に微細であるがゆえに短時間で溶解し、絶縁層が崩壊するといった課題がある。

これに対して、上記形態の樹脂基板１４では、複数の第１粒子６ａが粒子形状を保持したままネック６ｂで結合しており、第１粒子６ａ同士を強固に連結できるとともに、多重点粒界７ｂに第１樹脂部８が配されているため、第１絶縁層４中の樹脂量を従来よりも増加でき、第１樹脂部８による第１粒子６ａ同士の連結力を向上できる。

また、特許文献１に比較して、第１粒子６ａの絶縁層における充填率を過度に高くすることなく、逆に言えば樹脂の含有率を過度に低下させることなく、各種特性の制御、特に機械的特性の向上を可能とすることができるため、クラック等の発生やパターン埋め込み性の劣化、デスミア工程における第１絶縁層４の崩壊等を防止することができる。

実装構造体は、樹脂基板１４の上面に電子部品を配置し、配線層２１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得られる。

本発明は上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、組合せ等が可能である。

上述した本発明の実施形態は、絶縁層３を２層積層した構成を例に説明したが、１層でも良く、３層以上でも良い。

また、上述した本発明の実施形態は、樹脂基板用シート１を用いてビルドアップ多層配線基板を製造した構成を例に説明したが、樹脂基板用シート１を用いて製造する樹脂基板は他のものでも構わない。他の樹脂基板としては、例えばインターポーザー基板、コアレス基板または単層基板が挙げられる。ここで、インターポーザー基板とは、１層の絶縁層３と、絶縁層３を貫通する貫通導体と、絶縁層３上に配され、貫通導体に電気的に接続する配線２１とを備えている樹脂基板である。また、コアレス基板とは、絶縁層３と、絶縁層３を貫通するビア導体２０と、絶縁層３上に配され、ビア導体２０に電気的に接続する配線２１とを備え、絶縁層３と配線２１とが交互に複数積層されてなるものであって、コア基板１５を有していない樹脂基板である。

さらに、上記形態では、第１絶縁層４に第１粒子６ａを含む場合について説明したが、第１粒子６ａ以外の無機絶縁粒子を含有していても良い。

また、シート部材２上に第１粒子６ａを配置して樹脂基板用シート１を形成したが、樹脂基板用シート１上に樹脂からなるプライマー層を形成し、このプライマー層上に第１粒子６ａを配置して樹脂基板用シート１を形成しても良い。

１ 樹脂基板用シート
２ シート部材
３ 絶縁層
４ 第１絶縁層
５ 第２絶縁層
６ａ 無機絶縁粒子
６ｂ ネック
７ａ ２面間粒界
７ｂ 多重点粒界
８ 第１樹脂部
１３ 第２樹脂部
１４ 樹脂基板
２１ 配線層
Ａ 層状骨格

Claims (6)

1. 絶縁層を有する樹脂基板であって、前記絶縁層が、面方向に格子状に配列した複数の第１無機絶縁粒子と、前記第１無機絶縁粒子よりも粒径の小さい第２無機絶縁粒子と、隣接する２個の前記第１無機絶縁粒子間で構成される２面間粒界と、隣接する３個以上の前記第１無機絶縁粒子間で構成される多重点粒界とを有するとともに、前記第１無機絶縁粒子同士が前記２面間粒界において前記第２無機絶縁粒子が一体化して形成されたネックで接合された層状骨格を有するとともに、該層状骨格の前記多重点粒界に樹脂が配されていることを特徴とする樹脂基板。
2. 前記絶縁層は、前記層状骨格を上下方向に複数有するとともに、上側の前記層状骨格の無機絶縁粒子と、下側の前記層状骨格の無機絶縁粒子とが前記層状骨格の厚み方向に配列していることを特徴とする請求項１記載の樹脂基板。
3. 前記絶縁層は、前記層状骨格を上下方向に複数有するとともに、上側の前記層状骨格の前記第１無機絶縁粒子が、下側の前記層状骨格の前記第１無機絶縁粒子間に位置していることを特徴とする請求項１記載の樹脂基板。
4. 前記絶縁層と、該絶縁層上に配された配線層とを備えてなることを特徴とする請求項１乃至３のうちのいずれかに記載の樹脂基板。
5. 請求項４に記載の樹脂基板と、該樹脂基板に実装され、前記配線層に電気的に接続された電子部品とを備えたことを特徴とする実装構造体。
6. シート部材上に絶縁層前駆体を有する樹脂基板用シートであって、前記絶縁層前駆体が、面方向に格子状に配列した複数の第１無機絶縁粒子と、前記第１無機絶縁粒子よりも粒径の小さい第２無機絶縁粒子と、隣接する２個の前記第１無機絶縁粒子間で構成される２面間粒界と、隣接する３個以上の前記第１無機絶縁粒子間で構成される多重点粒界とを有するとともに、前記第１無機絶縁粒子同士が前記２面間粒界において前記第２無機絶縁粒子が一体化して形成されたネックで接合された層状骨格を有するとともに、該層状骨格の前記多重点粒界に樹脂が配されていることを特徴とする樹脂基板用シート。

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