TW201352089A - 配線基板及其製造方法 - Google Patents

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Yoshiki Okushima
Hideki Niimi
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Abstract

配線基板係具有絕緣樹脂層、複數配線、及通孔導體。配線係透過絕緣樹脂層作配設，且由銅箔形成。通孔導體以貫穿絕緣樹脂層的方式而設，將複數配線作電性連接。通孔導體係具有樹脂部分、及包含銅、錫、及鉍的金屬部分。金屬部分係包含：包含銅微粒子的結合體的第1金屬區域；以錫、錫-銅合金、錫與銅的金屬間化合物的至少任一者為主成分的第2金屬區域；及以鉍為主成分的第3金屬區域。金屬部分中的銅、錫、鉍的重量組成比在三元圖中位於預定的區域。銅箔之與通孔導體相接的表面係粗度曲線的偏態為0以下的粗面。接著，銅微粒子的一部分係與銅箔的粗面作面接觸，第2金屬區域的至少一部分形成在結合體的表面與銅箔的粗面。

Description

配線基板及其製造方法
本發明係關於透過絕緣樹脂層所配設的複數配線彼此以通孔導體予以層間連接的配線基板及其製造方法。詳言之，係關於用以實現配線精細圖案化、通孔小徑化的低電阻的通孔導體的連接可靠性的改良。
已知一種將透過絕緣樹脂層所配設的配線彼此進行層間連接所得的多層配線基板。以如上所示之層間連接的方法而言，已知在形成在絕緣樹脂層的孔洞填充導電性糊料而形成的通孔導體。此外，亦已知一種填充含有銅(Cu)的金屬粒子來取代導電性糊料，將該等金屬粒子彼此以金屬間化合物予以固定的通孔導體。
具體而言，例如日本特開2000-49460號公報係揭示一種具有由複數銅微粒子所成之場域(domain)散佈在CuSn化合物的矩陣中的矩陣域構造的通孔導體。
此外，日本特開平10-7933號公報係揭示一種包含：含有Cu的高熔點粒子相材料、及選自錫(Sn)或錫合金等金屬的低熔點材料的組成物，來作為被使用在形成通孔 導體的燒結性組成物。如上所示之組成物係在液相或過渡(transient)液相存在下予以燒結。
此外，日本特開2002-94242號公報係揭示一種使固相溫度250℃以上的合金層形成在銅微粒子的外周的通孔導體用材料。如上所示之合金層係藉由將包含：錫-鉍(Bi)系金屬粒子、及銅微粒子的導電性糊料，以錫-鉍系金屬粒子的熔點以上的溫度進行加熱而形成。在如上所示之通孔導體用材料中，藉由固相溫度250℃以上的合金層彼此的接合來進行層間連接。因此，即使進行熱週期試驗或耐迴焊試驗，合金層亦不會熔融。因此被期待連接可靠性高。
此外，在日本特開2006-269706號公報係揭示一種使用藉由將電解銅箔的表面進行蝕刻而將表面粗度Rz形成為0.5~10μm的粗化處理銅箔的積層電路基板，記載在該積層電路基板使用含有低熔點金屬的導電性糊料。
本發明係藉由具有高連接可靠性的低電阻的通孔導體予以層間連接之可對應無Pb需求的多層配線基板。此外，為減低多層配線基板中的配線與通孔導體的連接電阻使連接強度提升，藉此將配線精細圖案化，將通孔導體小徑化，並且具有高連接可靠性的配線基板。
本發明之配線基板係具有絕緣樹脂層、複數配線、及通孔導體。配線係透過絕緣樹脂層作配設，且由粗化銅箔 形成。通孔導體以貫穿絕緣樹脂層的方式而設，將複數配線作電性連接。通孔導體係具有樹脂部分、及包含銅、錫、及鉍的金屬部分。金屬部分係包含：包含複數銅微粒子的結合體的第1金屬區域；以錫、錫-銅合金、錫與銅的金屬間化合物的至少任一者為主成分的第2金屬區域；及以鉍為主成分的第3金屬區域。金屬部分中的銅、錫、鉍的重量組成比(Cu：Sn：Bi)在三元圖中位於由以A(0.37：0.567：0.063)、B(0.22：0.3276：0.4524)、C(0.79：0.09：0.12)、D(0.89：0.10：0.01)為頂點的四角形所包圍的區域。銅箔之與通孔導體相接的表面係以ISO 4287-1997所定義的粗度曲線的偏態Rsk為0以下的粗面。接著，複數銅微粒子的一部分係在與該粗面之間具有面接觸部。第2金屬區域的至少一部分形成在銅微粒子的結合體的表面與銅箔的粗面。
此外，在本發明之配線基板之製造方法中，首先在由保護薄膜所被覆的預浸體，由保護薄膜的外側進行穿孔，藉此形成貫穿孔。接著，在貫穿孔填充通孔糊料。在貫穿孔填充通孔糊料之後，將保護薄膜剝離，藉此使通孔糊料的一部分由貫穿孔突出的突出部露出。接著，以覆蓋該突出部的方式，將具有以ISO 4287-1997所定義的粗度曲線的偏態Rsk為0以下的粗面的銅箔，以粗面覆蓋突出部的方式配置在預浸體的表面。在將銅箔配置在預浸體的表面後，將銅箔壓接在預浸體的表面。接著，保持將銅箔壓接在前述預浸體的表面的情況下，將銅箔、預浸體、及通孔 糊料進行加熱。接著，將銅箔圖案化而形成配線。通孔糊料包含複數銅微粒子、複數錫-鉍系焊料微粒子、及熱硬化性樹脂。以銅：錫：鉍所表示的銅、錫、鉍的重量組成比在三元圖中位於由以A(0.37：0.567：0.063)、B(0.22：0.3276：0.4524)、C(0.79：0.09：0.12)、D(0.89：0.10：0.01)為頂點的四角形所包圍的區域。藉由將銅箔壓接在預浸體的表面，來形成複數銅微粒子的結合體，並且在複數銅微粒子的一部分與銅箔之間形成面接觸部。此外，將銅箔、預浸體、及通孔糊料進行加熱時，以焊料微粒子的共晶溫度以上的溫度進行加熱，藉此使焊料微粒子熔融。藉此，形成：包含上述結合體的第1金屬區域；以錫、錫-銅合金、錫與銅的金屬間化合物的至少任一者為主成分，形成在結合體的表面與粗面的第2金屬區域；及以鉍為主成分的第3金屬區域。
藉由本發明，配線基板的通孔導體所含有的銅微粒子彼此互相作面接觸而形成結合體，此外，銅微粒子與形成配線的銅箔的粗面作面接觸。藉由該構造形成低電阻的導通路，可實現電阻值低的層間連接。此外，在銅微粒子彼此的結合體的表面與銅箔的粗面具有比銅微粒子為更硬的第2金屬區域，藉此補強結合體及銅微粒子與銅箔的結合。藉此，提高電性連接的可靠性。
100‧‧‧配線基板
110、115、116‧‧‧多層配線基板
120‧‧‧配線
130‧‧‧絕緣樹脂層
140‧‧‧通孔導體
150‧‧‧粗化銅箔
160‧‧‧蝕刻面
170‧‧‧溝部
180‧‧‧銅微粒子
190A、190B‧‧‧面接觸部
195‧‧‧結合體
200‧‧‧第1金屬區域
210‧‧‧第2金屬區域
220‧‧‧第3金屬區域
230‧‧‧金屬部分
240‧‧‧樹脂部分
250‧‧‧彈簧
260、260B、261‧‧‧箭號
270‧‧‧導通路
280‧‧‧預浸體
290‧‧‧保護薄膜
300‧‧‧貫穿孔
310‧‧‧通孔糊料
320‧‧‧突出部
330‧‧‧焊料微粒子
340‧‧‧有機成分
350‧‧‧習知粗化品
360‧‧‧粗化部分
370‧‧‧中心部分
380‧‧‧突起物
390A、390B‧‧‧核心基板部
400‧‧‧核心通孔導體
410‧‧‧芯材
420‧‧‧核心配線
430‧‧‧核心絕緣樹脂層
440‧‧‧增建層部
450‧‧‧增建配線
460‧‧‧增建絕緣樹脂層
470‧‧‧粒界蝕刻部
480‧‧‧枝狀粒界蝕刻部
圖1A係本發明之實施形態之多層配線基板的模式剖 面圖。
圖1B係圖1A所示之多層配線基板之通孔導體附近的放大模式剖面圖。
圖2係說明在圖1B所示之通孔導體中由多數銅微粒子所成之第1金屬區域中，藉由銅微粒子彼此作面接觸所形成的一個結合體所形成的導通路的圖。
圖3A係用以說明圖1A所示之多層配線基板之製造方法之一例的剖面圖。
圖3B係用以說明接續圖3A之多層配線基板之製造方法之一例的剖面圖。
圖3C係用以說明接續圖3B之多層配線基板之製造方法之一例的剖面圖。
圖3D係用以說明接續圖3C之多層配線基板之製造方法之一例的剖面圖。
圖4A係用以說明接續圖3D之多層配線基板之製造方法之一例的剖面圖。
圖4B係用以說明接續圖4A之多層配線基板之製造方法之一例的剖面圖。
圖4C係用以說明接續圖4B之多層配線基板之製造方法之一例的剖面圖。
圖5A係用以說明接續圖4C之多層配線基板之製造方法之一例的剖面圖。
圖5B係用以說明接續圖5A之多層配線基板之製造方法之一例的剖面圖。
圖5C係用以說明接續圖5B之多層配線基板之製造方法之一例的剖面圖。
圖6係顯示本發明之實施形態中的通孔導體(通孔糊料)所含有的金屬部分的Cu、Sn及Bi的組成的三元圖。
圖7A係用以說明本發明之實施形態中將預浸體的貫穿孔所填充的通孔糊料進行壓縮時的樣子的壓縮前的剖面模式圖。
圖7B係用以說明本發明之實施形態中將預浸體的貫穿孔所填充的通孔糊料進行壓縮時的樣子的壓縮後的剖面模式圖。
圖8A係顯示本發明之實施形態中之一例的多層配線基板的通孔導體的剖面的電子顯微鏡(SEM)觀察像的圖。
圖8B係圖8A的模式圖。
圖9A係圖8A的放大圖。
圖9B係圖9A的模式圖。
圖10A係顯示本發明之實施形態中之一例之多層配線基板所使用的銅箔蝕刻面的SEM觀察像的圖。
圖10B係圖10A的放大圖。
圖11A係顯示本發明之實施形態中之一例之多層配線基板所使用的銅箔蝕刻面的SEM觀察像的圖。
圖11B係圖11A的放大圖。
圖12A係顯示本發明之實施形態中之一例的多層配線基板所使用的銅箔蝕刻面的SEM觀察像的圖。
圖12B係圖12A的放大圖。
圖13A係顯示市面販售的銅箔的SEM觀察像的圖。
圖13B係圖13A所示之市面販售的銅箔的剖面模式圖。
圖14係說明本發明之實施形態中的銅箔與通孔導體的連接構造的剖面模式圖。
圖15A係市面販售的銅箔的雷射顯微鏡觀察像的圖。
圖15B係市面販售的銅箔的表面粗度的圖。
圖16A係顯示本發明之實施形態中的銅箔蝕刻面的雷射顯微鏡觀察像的圖。
圖16B係顯示本發明之實施形態中的銅箔蝕刻面的表面粗度的圖。
圖17A係偏態的說明圖。
圖17B係偏態的說明圖。
圖18A係說明藉由使用偏態為0以下的粗化銅箔，藉由蝕刻形成精細圖案的樣子的剖面圖。
圖18B係接續圖18A的步驟中的剖面圖。
圖18C係接續圖18B的步驟中的剖面圖。
圖19係說明本發明之實施形態中將通孔糊料的突出部壓接在粗度曲線的偏態Rsk為0以下的蝕刻面亦即電解銅箔的表面前的樣子的剖面圖。
圖20係說明將通孔糊料的突出部壓接在圖19所示之電解銅箔的表面後的樣子的剖面圖。
圖21係說明將通孔糊料的突起部壓接在習知之粗化 銅箔的表面前的樣子的剖面圖。
圖22係說明使通孔糊料的突起部壓接在圖21所示之粗化銅箔的表面後的樣子的剖面圖。
圖23A係本發明之實施形態中的增建型多層配線基板的模式剖面圖。
圖23B係圖23A所示之增建型多層配線基板的其他模式剖面圖。
圖24A係用以說明圖23A所示之多層配線基板之製造方法之一例的剖面圖。
圖24B係用以說明接續圖24A之多層配線基板之製造方法之一例的剖面圖。
圖24C係用以說明接續圖24B之多層配線基板之製造方法之一例的剖面圖。
圖25係用以說明習知之多層配線基板中之通孔導體的剖面的模式剖面圖。
圖26A係絕緣層上所形成之習知之粗化箔蝕刻前的模式剖面圖。
圖26B係圖26A所示之粗化箔蝕刻後的模式剖面圖。
在說明本發明之實施形態之前，以習知技術中的課題而言，首先，針對日本特開2000-49460號公報所揭示之通孔導體參照圖25，詳加說明。圖25係日本特開 2000-49460號公報所揭示之多層配線基板之通孔部分的模式剖面圖。
在形成於該多層配線基板的表面的配線1相接通孔導體2。通孔導體2係包含：包含作為金屬間化合物的Cu3Sn、Cu6Sn5的矩陣4、及形成為場域(domain)而散佈在矩陣4中的含銅粒子3。在通孔導體2中，以Sn/(Cu+Sn)所示之重量比位於0.25~0.75的範圍。藉由如上所示之重量比，形成有矩陣域構造。但是，在通孔導體2中，在熱衝擊試驗容易發生空隙或破裂等缺陷5。
缺陷5係若在例如熱衝擊試驗或迴焊處理中，通孔導體2受到熱時，因Cu擴散在Sn-Bi系金屬粒子而生成Cu3Sn、Cu6Sn5等CuSn化合物而產生。此外，在形成於Cu與Sn的界面的Cu-Sn的擴散接合部係含有Cu與Sn的金屬間化合物亦即Cu3Sn。該Cu3Sn因各種可靠性試驗時的加熱，變化成Cu6Sn5。藉由該變化，被認為會在通孔導體2發生內部應力而產生空隙。
此外，日本特開平10-7933號公報所揭示之燒結性組成物係例如在用以層疊預浸體的加熱衝壓時發生之過渡性液相存在下或不存在下予以燒結的組成物。如上所示之燒結性組成物係含有Cu、Sn、及Pb。接著，加熱衝壓時的溫度成為180℃至325℃的高的溫度。因此，難以使用在使環氧樹脂含浸在玻璃纖維所形成之一般的絕緣樹脂層(玻璃環氧樹脂層)。此外，亦難以對應市場所要求的無Pb化。
此外，在日本特開2002-94242號公報所揭示之通孔導體用材料中，形成在銅微粒子之表層的合金層的電阻值高。因此，與如含有銅微粒子或銀微粒子等的一般導電性糊料般僅以銅微粒子間或銀微粒子間的接觸所得的連接電阻值作比較，形成為高電阻值。
此外，在日本特開2006-269706號公報所揭示之積層電路基板之製造方法中，將配線藉由蝕刻法進行精細圖案化時，會有形成在銅箔表面的突起物的一部分無法以蝕刻來完全去除的情形。關於此點，一面參照圖26A、圖26B，一面說明。圖26A、圖26B係用以說明在形成在絕緣層上的習知粗化箔圖案化時所發生的課題的剖面圖。圖26A係顯示圖案化前的狀態，圖26B係顯示圖案化後的狀態。
在圖26A中，習知粗化箔6係使得以鍍敷等而形成在絕緣層7側的突起物面8密接而被固定。
在圖26B中，習知粗化箔6使用阻劑或蝕刻液(均未圖示)，予以圖案化而形成配線1。錨殘留物9係指構成形成在習知粗化箔6的表面的突起物面8的突起部的一部分深侵至預浸體之硬化物亦即絕緣層7之中者。預浸體係例如使環氧樹脂含浸在玻璃纖維所形成而予以市面販售。因此，即使欲以蝕刻去除錨殘留物9，在錨殘留物9的近傍，由於蝕刻液不易作循環，因此與配線1的側面相比，較不易被蝕刻。若加長蝕刻時間，錨殘留物9更快被去除，配線1的側面的蝕刻進行，而有對配線1的精細圖案 化造成影響的可能性。
接著，一面參照圖1A、圖1B，一面說明本發明之實施形態之多層配線基板。圖1A係本發明之實施形態之多層配線基板110的模式剖面圖。圖1B係圖1A所示之多層配線基板110中的通孔導體140附近的放大模式剖面圖。
如圖1A所示，多層配線基板110係具有：由銅箔等所形成的複數配線120；絕緣樹脂層130；及通孔導體140。複數配線120之中的2個係夾著絕緣樹脂層130。亦即，2個配線120係隔著絕緣樹脂層130而相對向。通孔導體140係貫穿絕緣樹脂層130，且將該2個配線120作電性連接。在圖1A中，三次元形成複數配線120在絕緣樹脂層130。
如圖1B所示，通孔導體140係包含：金屬部分230、及樹脂部分240。金屬部分230係具有：第1金屬區域200、第2金屬區域210、及第3金屬區域220。第1金屬區域200係由多數銅微粒子180所形成。第2金屬區域210係包含選自由錫、錫-銅合金、及錫-銅金屬間化合物所成群組的至少1種金屬作為主成分。第3金屬區域220係包含Bi作為主成分。
在第1金屬區域200中，複數銅微粒子180之中的至少一部分係透過該等彼此直接作面接觸的面接觸部190A予以接觸結合。結果，形成有銅微粒子180的結合體195。接著，結合體195發揮作為將藉由絕緣樹脂層130 被絕緣的複數配線120間作電性連接的低電阻導通路的功能。
其中，將粗化銅箔150圖案化而形成配線120。亦即，將銅箔之通孔導體140側的表面預先蝕刻處理，進行粗化而作為粗化銅箔150來使用。在粗化銅箔150之通孔導體140側的表面形成有溝部170。更詳言之，粗化銅箔150之通孔導體140側的表面被蝕刻，以ISO 4287-1997所定義的粗度曲線的偏態(Rsk)為0以下。其中，由於JIS B0601與ISO 4287相對應，因此亦可將以ISO 4287-1997所定義的粗度曲線的Rsk，來作為以JIS B0601-2001所定義的粗度曲線的Rsk。關於Rsk的定義及將Rsk設為0以下的意義，如後所述。
銅微粒子180的平均粒徑以0.1μm以上、20μm以下為佳，以1μm以上、10μm的範圍為更佳。若銅微粒子180的平均粒徑過小時，在通孔導體140中，由於接觸點變多，因此會有導通電阻變大的傾向。此外，如上所示之粒徑的粒子係有昂貴的傾向。另一方面，若銅微粒子180的平均粒徑過大，如直徑100~150μm般形成小徑的通孔導體140時，會有不易提高填充率的傾向。
銅微粒子180的純度以90質量%以上為佳，以99質量%以上為更佳。銅微粒子180係其銅純度愈高愈軟。因此，在後述之加壓時容易被壓擠。結果，銅微粒子180彼此接觸時，銅微粒子180容易變形，銅微粒子180彼此的接觸面積會變大。此外，若純度高時，由銅微粒子180的 電阻值變低來看，亦較為理想。
銅微粒子180彼此的面接觸並非以銅微粒子180彼此相觸碰的程度相接觸。指被加壓壓縮而銅微粒子180變形至作塑性變形，結果使得銅微粒子180彼此之間的接點擴展，鄰接的銅微粒子180彼此以面作接觸的狀態。如上所示，銅微粒子180彼此變形至互相作塑性變形為止，且使其相密接，藉此即使在將壓縮應力開放後，亦保持銅微粒子180間的面接觸部190A。其中，面接觸部190A係將所形成的多層配線基板進行樹脂填埋之後，可藉由使用掃描型電子顯微鏡(SEM)來觀察將通孔導體140的剖面進行研磨(視需要，亦使用FOCUSED ION BEAM等微細加工)所製作的試料來確認。此外，銅微粒子180的平均粒徑亦可以同樣的方法進行測定。
其中，在確認銅微粒子180彼此的面接觸部190A的存在時，考慮會有大金額的解析費用發生的可能性。因此，即使未確認存在本身，若為銅微粒子180彼此被加壓而變形的情形，亦可定義為銅微粒子180彼此的面接觸部190A實質存在。
除了在銅微粒子180間形成有面接觸部190A以外，在粗化銅箔150(配線120)的粗面與銅微粒子180的接觸部分亦形成有面接觸部190B。如圖1B所示，在粗化銅箔150與銅微粒子180的接觸部分形成面接觸部190B，藉此可減低粗化銅箔150與通孔導體140之間的連接電阻。
此外，藉由使第2金屬區域210與粗化銅箔150(配線120)作面接觸，提高該等之界面部分的連接強度。
此外，如圖1B所示，在粗化銅箔150(配線120)的表面亦形成有第2金屬區域210的至少一部分。更詳言之，以跨越面接觸部190B的方式，在粗化銅箔150的粗面與銅微粒子180的表面形成有第2金屬區域210。藉由該構成，粗化銅箔150與通孔導體140的連接安定性變高。亦即，連接電阻降低、或連接強度提升。
以在粗化銅箔150(配線120)的表面，藉由蝕刻形成溝部170為佳。藉由設置溝部170，可將通孔導體140中所包含的樹脂部分240收容在溝部170。結果，在粗化銅箔150與通孔導體140連接時，可抑制在粗化銅箔150與通孔導體140之間，樹脂部分240殘留或擴展。
多數銅微粒子180係互相作面接觸，藉此在粗化銅箔150(配線120)間形成低電阻的導通路。如上所示藉由使多數銅微粒子180作面接觸，可降低粗化銅箔150的連接電阻。
此外，在通孔導體140中，多數銅微粒子180無須整齊排列，如圖1B所示，藉由隨機接觸，以具有複雜網路的方式形成低電阻的結合體195為佳。結合體195形成如上所示之網路，藉此可提高電性連接的可靠性。此外，銅微粒子180彼此作面接觸的位置亦以隨機為佳。在隨機的位置，使銅微粒子180彼此作面接觸，藉此在受到熱時，可使在通孔導體140的內部所發生的應力、或由外部所被 賦予的外力藉由該變形而分散。
通孔導體140中所含有的銅微粒子180的重量比例以20重量%以上、90重量%以下為佳，以40重量%以上、70重量%以下為更佳。若銅微粒子180的重量比例過低時，會有作為導通路的結合體195的電性連接的可靠性降低的傾向。若銅微粒子180的重量比例過高時，會有電阻值在可靠性試驗容易變動的傾向。
如圖1B所示，第2金屬區域210的至少一部分係以在第1金屬區域200之除了面接觸部190A以外的表面相接觸的方式形成。如上所示，第2金屬區域210形成在第1金屬區域200之除了面接觸部190A以外的表面，藉此補強第1金屬區域200。此外，第2金屬區域210的至少一部分係被覆面接觸部190A的周圍，以跨越面接觸部190A的方式覆蓋第1金屬區域200為佳。藉由該構成，面接觸部190A的接觸狀態更為被補強。
第2金屬區域210係含有選自由錫、錫-銅合金、及錫-銅金屬間化合物所成群組的至少1種金屬為主成分。具體而言，例如包含含有Sn單體、Cu6Sn5、Cu3Sn等的金屬為主成分。此外，以殘餘的成分而言，亦可在未損及本發明之效果的範圍內包含Bi或Cu等其他金屬元素。具體而言，亦可在例如10質量%以下的範圍含有。
此外，如圖1B所示，第3金屬區域220以未與銅微粒子180相接觸，而與第2金屬區域210相接觸的方式存在為佳。在通孔導體140中，若使第3金屬區域220以與 銅微粒子180不相接的方式存在時，第3金屬區域220並不會使第1金屬區域200的導電性降低。此外，含有Bi作為主成分的第3金屬區域220的電阻率較高，因此第3金屬區域220的比例係以儘可能少為佳。
第3金屬區域220係含有Bi作為主成分，但是以殘餘的成分而言，亦可在未損及本發明之效果的範圍內含有Bi與Sn的合金或金屬間化合物等。具體而言，亦可在例如20質量%以下的範圍含有。
其中，第2金屬區域210與第3金屬區域220係互相相接，因此通常均包含Bi及Sn之雙方。此時，第2金屬區域210係Sn的濃度比第3金屬區域220高，第3金屬區域220係Bi的濃度比第2金屬區域210高。此外，第2金屬區域210與第3金屬區域220的界面係相較於明確，以不明確為較佳。若界面不明確時，在熱衝擊試驗等加熱條件中亦可抑制應力集中在界面的情形。
如以上所示構成通孔導體140的金屬部分230係包含：由銅微粒子180所構成的第1金屬區域200；將選自由錫、錫-銅合金、及錫-銅金屬間化合物所成群組的至少1種金屬作為主成分的第2金屬區域210；及以鉍(Bi)為主成分的第3金屬區域220。
接著，金屬部分230的組成係在後述如圖6所示之表示Cu、Sn及Bi的重量組成比(Cu：Sn：Bi)的三元圖中，由以A(0.37：0.567：0.063)、B(0.22：0.3276：0.4524)、C(0.79：0.09：0.12)、D(0.89：0.10： 0.01)為頂點的四角形所包圍的區域所包含的組成。若金屬部分230的組成為如上所示之範圍時，通孔導體140的電阻值較低、藉由熱履歷所得之可靠性較高。
其中，相對於上述範圍，若Bi對Sn的比例過高時，在形成通孔導體140時，第3金屬區域220的比例增加，電阻值變高。此外，依第3金屬區域220的散佈狀態，因熱履歷所致之連接可靠性會降低。另一方面，若Bi對Sn的比例過低時，在形成通孔導體140時，必須以較高的溫度將焊料成分熔融。此外，若Sn對銅微粒子180的比例過高時，銅微粒子180彼此未充分作面接觸，或在銅微粒子180彼此的接觸面容易形成電阻值高的Sn-Cu的化合物層等。若Sn對銅微粒子180的比例過低，由於與結合體195的表面相接觸的第2金屬區域210變少，因此對熱履歷的可靠性降低。
另一方面，構成通孔導體140的樹脂部分240係硬化性樹脂的硬化物。硬化性樹脂並未特別限定，但是具體而言，例如由耐熱性優異，且線膨脹率低的方面來看，以環氧樹脂的硬化物為特佳。
通孔導體140中的樹脂部分240的重量比例以0.1重量%以上、50重量%以下為佳，以0.5重量%以上、40重量%以下為更佳。若樹脂部分240的重量比例過高，會有電阻值變高的傾向，若過低，會有在製造時難以調製導電性糊料的傾向。
其中，通孔導體140中的樹脂成分240係以具有將第 1金屬區域200與第2金屬區域210之間的間隙、或第1金屬區域200或第2金屬區域210與第3金屬區域220之間的間隙填埋成矩陣狀、或網眼狀的三次元形狀為宜。如上所示將樹脂成分240的形狀形成為三次元的網眼構造，藉此將通孔電阻抑制為較小。
接著，參照圖2，以模式說明多層配線基板110中的通孔導體140的作用。圖2係著重在藉由銅微粒子180彼此作面接觸所形成的結合體195所形成的導通路來進行說明的圖。為方便起見，並未顯示樹脂部分240等。此外，假想的彈簧250係為說明通孔導體140的作用，而為方便起見予以顯示。
如圖2所示，藉由多數銅微粒子180彼此相互隨機作面接觸所形成的結合體195係在複數配線120(粗化銅箔150)間形成電性的導通路270。結合體195係例如複數銅微粒子180彼此透過面接觸部190A而結合所形成的第1金屬區域200。
此外，在配線120(粗化銅箔150)與銅微粒子180(第1金屬區域200)之間形成面接觸部190B為有用。此外第2金屬區域210與配線120(粗化銅箔150)彼此作面接觸亦為有用。亦即，透過配線120與通孔糊料中的焊料粉起反應所形成的金屬化合物，將第2金屬區域210與配線120一體化亦為有用。
若在多層配線基板110發生內部應力，在多層配線基板110的內部，係如箭號260所示，朝外施力。如上所示 之內部應力係例如在焊料迴焊時或熱衝擊試驗時，因構成各要素的材料的熱膨脹係數不同而發生。
如上所示之朝外的力係因柔軟性高的銅微粒子180變形、或結合體195或第1金屬區域200作彈性變形，或銅微粒子180彼此的面接觸位置稍微偏離而予以緩和。第2金屬區域210由於比銅微粒子180為更硬，因此第2金屬區域210係抵抗結合體195的變形，尤其面接觸部190A的變形。因此，面接觸部190A欲無制限追隨變形時，第2金屬區域210在一定程度範圍內限制變形。因此，結合體195並不像面接觸部190A分離那樣變形。
若將結合體195(或第1金屬區域200)比喻成彈簧時，若對結合體195施加一定程度的力時，彈簧伸展至一定程度為止，而追隨變形。但是，若變形看起來會更加變大時，藉由堅硬的第2金屬區域210，來限制結合體195變形。接著，在對多層配線基板110施加如箭號260所示之朝內的力時亦達成相同作用。如上所示，宛如彈簧250般，對於外力及內力的任何方向的力，亦藉由結合體195的變形受到限制，可確保電性連接的可靠性。
如以上所示，通孔導體140係具有金屬部分230、及樹脂部分240。金屬部分230係包含：銅(Cu)、錫(Sn)、及鉍(Bi)。金屬部分230係包含：第1金屬區域200、第2金屬區域210、及第3金屬區域220。第1金屬區域200係包含複數銅微粒子180彼此作面接觸而將配線120彼此作電性連接的銅微粒子180的結合體195。 第2金屬區域210係包含錫、錫-銅合金、或錫與銅的金屬間化合物的任一者以上作為主成分。第3金屬區域220係包含Bi作為主成分。如上所示，銅微粒子180互相作面接觸為有用，但是並不需要限定為面接觸。此外，亦不需要確定銅微粒子180互相作面接觸。為了以物理性確認銅微粒子180彼此有無作面接觸，會有發生大金額費用的情形。因此，藉由電氣評估，若電阻值低，即使無法發現各個面接觸部190A，亦可推測實質上銅微粒子180彼此作面接觸。此外銅微粒子180彼此的面接觸係以三次元發生，因此並不需要特定各個面接觸部190A。
此外第2金屬區域210的至少一部分與結合體195之除了面接觸部190A以外的表面相接觸。金屬部分230中的Cu、Sn及Bi的重量組成比(Cu：Sn：Bi)在三元圖中位於以A(0.37：0.567：0.063)、B(0.22：0.3276：0.4524)、C(0.79：0.09：0.12)、D(0.89：0.10：0.01)為頂點的四角形所包圍的區域。配線120為銅箔，該銅箔的通孔導體140的表面係預先藉由蝕刻予以粗化。第2金屬區域210亦形成在銅箔的表面。
接著，一面參照圖3A~圖5C，一面說明多層配線基板110之製造方法之一例。首先，如圖3A所示，在預浸體280的兩面貼合保護薄膜290。以預浸體280而言，可未特別限定地使用例如使半硬化狀態的環氧樹脂含浸在以玻璃纖維或環氧纖維所形成的芯材的市面販售品、或在聚醯亞胺薄膜等耐熱性樹脂薄片的兩面積層未硬化樹脂層的 積層體亦即樹脂薄片等。亦即，可適用自以往以來被使用在製造配線基板的絕緣材料。其中，被使用在製造配線基板的耐熱性樹脂薄片亦為預浸體280的一形態。
以耐熱性樹脂薄片而言，若為可承受焊接溫度的樹脂薄片，則可未特別限定地使用。以其具體例而言，列舉如聚醯亞胺薄膜、液晶高分子薄膜、聚醚醚酮薄膜等。該等之中，以聚醯亞胺薄膜為特佳。耐熱性樹脂薄片的厚度以1μm以上、100μm以下為佳，以3μm以上、75μm以下為更佳，以7.5μm以上、60μm以下為特佳。
以未硬化樹脂層而言，列舉環氧樹脂等未硬化接著層。此外，以未硬化樹脂層的平均單面的厚度而言，以1μm以上、30μm以下，甚至為5μm以上、10μm以下，在有助於多層配線基板110的薄壁化方面，較為理想。
以保護薄膜290而言，使用各種樹脂薄膜。以其具體例而言，列舉如聚對苯二甲酸乙二酯(PET)或聚對萘二甲酸乙二酯(PEN)等樹脂薄膜。以樹脂薄膜的厚度而言，以0.5μm以上、50μm以下為佳，以1μm以上、30μm以下為更佳。若為如上所示之厚度，如後所述，可藉由保護薄膜290的剝離，形成具有充分高度的通孔糊料的突出部。
以在預浸體280貼合保護薄膜290的方法而言，列舉如使用未硬化樹脂層的未硬化或半硬化狀態的表面黏著性來直接貼合的方法。
接著，如圖3B所示，在配設有保護薄膜290的預浸 體280，由保護薄膜290的外側進行穿孔，藉此形成貫穿孔300。穿孔係除了二氧化碳雷射、YAG雷射等藉由非接觸所為之加工方法以外，還使用利用鑽機的鑽孔等各種方法。貫穿孔300的直徑為10μm以上、500μm以下，甚至為50μm以上、300μm以下程度。
接著，如圖3C所示，在貫穿孔300之中填滿通孔糊料310。通孔糊料310係含有：銅微粒子(銅粉)、含有Sn及Bi的Sn-Bi系焊料微粒子(焊料粉)、及環氧樹脂等硬化性樹脂成分。
如前所述銅微粒子的平均粒徑係以0.1μm以上、20μm以下為佳，以1μm以上、10μm以下的範圍為更佳。若銅微粒子的平均粒徑過小，不易高填充在貫穿孔300中，而且有昂貴的傾向。另一方面，若銅微粒子的平均粒徑過大，若欲形成直徑小的通孔導體時，會有不易填充的傾向。
此外，銅微粒子的粒子形狀並未特別限定。具體而言，列舉如球狀、扁平狀、多角狀、麟片狀、薄片狀、或在表面具有突起的形狀等。此外，可為一次粒子，亦可形成二次粒子。
接著，如圖3D所示，由預浸體280的表面剝離保護薄膜290，藉此使通孔糊料310的一部分由貫穿孔300作為突出部320而突出。突出部320的高度h亦取決於保護薄膜290的厚度，但是例如以0.5μm以上、50μm以下為佳，以1μm以上、30μm以下為更佳。若突出部320過 高，在後述之壓接時，會有在預浸體280的表面的貫穿孔300的周圍，通孔糊料310溢出而使其失去表面平滑性的可能性。若突出部320過低，在後述之壓接時，會有壓力充分傳達至所被填充的通孔糊料310的傾向。
接著，如圖4A所示，在預浸體280之上配置粗化銅箔150，朝箭號261所示方向進行衝壓。藉此，如圖4B所示，使預浸體280及粗化銅箔150一體化。結果，形成絕緣樹脂層130。此時，在衝壓的最初，由於透過粗化銅箔150對突出部320施力，因此被填充在貫穿孔300的通孔糊料310以較高的壓力予以壓縮。藉此，通孔糊料310中所包含的複數銅微粒子180彼此的間隔變窄，銅微粒子180彼此被壓縮而互相變形而作面接觸。
此時，如圖4A所示，將粗化銅箔150的蝕刻面160形成為通孔糊料310側為有用。衝壓條件並未特別限定，但是以由常溫(20℃)至未達Sn-Bi系焊料粉的熔點的溫度設定衝壓模具為佳。此外，在該衝壓時，為了使未硬化樹脂層的硬化進行，亦可加熱至使硬化進行所需的溫度。
接著，在粗化銅箔150的表面形成光阻膜，透過光罩進行選擇性曝光。之後，藉由顯影，將光阻膜的不要部分去除。此外，藉由蝕刻，選擇性去除配線部以外的銅箔。最終藉由去除光阻膜，如圖4C所示，形成配線120。在光阻膜的形成，可使用液狀阻劑，亦可使用乾膜。
如以上所示，可製作在將上層的配線120與下層的配線120透過通孔導體140進行層間連接的兩面形成有電路 的配線基板100。將配線基板100另外進行多層化，藉此可製作如圖1A所示之複數層電路被層間連接的多層配線基板110。
接著，參照圖5A~圖5C，說明配線基板100的多層化方法。首先，如圖5A所示，在配線基板100的兩面，如圖3D所示，配置具有突出部320的預浸體280。此外，在預浸體280之與配線基板100相對向的面之相反側的面，分別配置粗化銅箔150而形成疊合體。接著，將該疊合體夾在衝壓模具，以如上所述的條件進行衝壓及加熱。藉由該操作，可製作圖5B所示之積層體。接著，藉由使用如上所述之光製程，如圖5C所示，形成新的配線120。可藉由將如上所示之多層化製程另外反覆進行，來製作多層配線基板110。多層配線基板110係具有：3層絕緣樹脂層130、及24條配線120，但是若具有2層以上的絕緣樹脂層130、及3條以上的配線120，即為多層配線基板。
接著，一面參照圖6，一面詳加說明圖3C~圖4A所示之通孔糊料310。首先，一面參照圖6，一面說明銅粉及Sn-Bi系焊料粉。圖6係顯示通孔糊料310所含有的金屬部分的Cu、Sn及Bi的組成的三元圖。
Sn-Bi系焊料粉係含有Sn與Bi的焊料粉，可將糊料中的Cu、Sn及Bi的重量比，在前述之如圖6所示的三元圖中，調整為由以A、B、C、D為頂點的四角形所包圍的區域。若為具有如上所示之組成的焊料粉，則未特別限定 來使用。此外，亦可為藉由添加銦(In)、銀(Ag)、鋅(Zn)等，來使潤濕性、流動性等改善者。以如上所示之Sn-Bi系焊料粉中的Bi含有比例而言，以10%以上、58%以下為佳，以20%以上、58%以下為更佳。此外，Sn-Bi系焊料粉的熔點(共晶點)係以75℃以上、160℃以下為佳，以135℃以上、150℃以下為更佳。其中，以Sn-Bi系焊料粉而言，亦可將組成不同的種類的粒子組合2種以上來使用。在該等之中，以共晶點低為138℃，考慮到環境問題之屬於無鉛焊料的Sn-58Bi系焊料等為特佳。
Sn-Bi系焊料粉的平均粒徑以0.1μm以上、20μm以下為佳，以2μm以上、15μm以下的範圍為更佳。若Sn-Bi系焊料粉的平均粒徑過小，會有比表面積變大，表面的氧化皮膜比例變大，不易熔融的傾向。另一方面，若Sn-Bi系焊料粉的平均粒徑過大，會有對作為通孔的貫穿孔300的填充性降低的傾向。
以較佳之硬化性樹脂成分亦即環氧樹脂而言，可使用例如縮水甘油醚型環氧樹脂、脂環式環氧樹脂、縮水甘油胺型環氧樹脂、縮水甘油脂型環氧樹脂、或其他改質環氧樹脂等。
此外，亦可與環氧樹脂組合而摻合硬化劑。硬化劑的種類並未特別限定，但是以使用含有在分子中至少具有1個以上的羥基的胺化合物的硬化劑為特佳。如上所示之硬化劑係作為環氧樹脂的硬化觸媒而發揮作用，並且將存在於銅微粒子、及Sn-Bi系焊料粉的表面的氧化皮膜還原。 藉此，由使接合時的接觸電阻減低來看，較為理想。在該等之中，具有比Sn-Bi系焊料粉的熔點為更高的沸點的胺化合物，由使接合時的接觸電阻減低的作用特別高來看，更為理想。
以如上所示之胺化合物的具體例而言，列舉如2-甲基乙醇胺(沸點160℃)、N,N-二乙基乙醇胺(沸點162℃)、N,N-二丁基乙醇胺(沸點229℃)、N-甲基乙醇胺(沸點160℃)、N-甲基二乙醇胺(沸點247℃)、N-乙基乙醇胺(沸點169℃)、N-丁基乙醇胺(沸點195℃)、二異丙醇胺(沸點249℃)、N,N-二乙基異丙醇胺(沸點125.8℃)、2,2’-二甲基乙醇胺(沸點135℃)、三乙醇胺等(沸點208℃)。
通孔糊料310係藉由混合銅粉、含有Sn與Bi的Sn-Bi系焊料粉、及環氧樹脂等硬化性樹脂成分來調製。具體而言，例如藉由在含有環氧樹脂、硬化劑、及預定量的有機溶媒的樹脂清漆，添加銅微粒子及Sn-Bi系焊料粉，利用行星式攪拌器等加以混合來調製。
以硬化性樹脂成分之對於銅微粒子及含有Sn-Bi系焊料粉的金屬成分的合計量的摻合比例而言，以0.3質量%以上、30質量%以下為佳，以3質量%以上、20質量%以下的範圍為更佳。藉由該範圍的摻合比例，可降低電阻值，並且可確保充分的加工性。
此外，以通孔糊料310中的銅粉與Sn-Bi系焊料粉的摻合比例而言，使糊料中的Cu、Sn及Bi的重量比，在如 圖6所示之三元圖中，以成為由以A、B、C、D為頂點的四角形所包圍的區域的範圍的方式含有為佳。例如，若使用Sn-58Bi系焊料粉作為Sn-Bi系焊料粉時，相對銅粉及Sn-58Bi系焊料粉的合計量的銅粉含有比例係以22質量%以上、80質量%以下為佳，以40質量%以上、80質量%以下為更佳。
通孔糊料310的填充方法並未特別限定。具體而言，例如使用網版印刷等方法。其中，在貫穿孔300填充通孔糊料310的量係在填充後剝離保護薄膜290時，必須以突出部320露出的方式進行調整。
接著，關於如圖4A所示，將具有突出部320的通孔糊料310壓縮時的樣子，一面參照圖7A、圖7B，一面詳加說明。圖7A係填充有通孔糊料310的預浸體280的貫穿孔300周邊壓縮前的模式剖面圖，圖7B係壓縮後的模式剖面圖。
如圖7A所示，將由貫穿孔300突出的突出部320，透過粗化銅箔150進行按壓，藉此如圖7B所示，被填充在貫穿孔300的通孔糊料310被壓縮。其中，此時，含有硬化性樹脂成分的有機成分340的一部分亦有由貫穿孔300被推出至外的情形。接著，結果，被填充在貫穿孔300的銅微粒子180及Sn-Bi系焊料微粒子330的密度變高，形成銅微粒子180彼此作面接觸的結合體195(或第1金屬區域200)。
其中，較宜為將粗化銅箔150壓接在預浸體280，透 過粗化銅箔150，對通孔糊料310的突出部320施加預定壓力，藉此將通孔糊料310加壓且壓縮。藉此使銅微粒子180彼此作面接觸，可形成包含銅微粒子180的結合體195的第1金屬區域200。其中，為了使銅微粒子180彼此作面接觸，至銅微粒子180彼此互相作塑性變形為止，進行加壓壓縮為有用。此外，在該壓接時，視需要進行加熱(或開始加熱)為有效。此係接續壓接進行加熱為有用之故。
此外，將粗化銅箔150的蝕刻面160朝向通孔糊料310，藉此與預浸體280的密接性會提高，並且可使通孔糊料310中的有機成分340浸透至形成於蝕刻面160的溝部170等。藉此，提高粗化銅箔150、與通孔糊料310中的銅微粒子180、或焊料微粒子330的接觸性(另外相互變形的面接觸性)。
此外，在維持該壓接狀態的狀態下，以預定溫度加熱，使Sn-Bi系焊料粉的一部分熔融。如上所示，可防止熔融的焊料等或樹脂等侵入至銅微粒子180彼此的面接觸部190A。因此，在壓接步驟的一部分設置加熱步驟為有用。此外，在壓接中，藉由開始加熱，可縮短壓接步驟或加熱步驟的總時間，而提高生產性。
此外，在維持壓縮的狀態下，將該經壓縮的通孔糊料310加熱而在Sn-Bi系焊料微粒子330的共晶溫度以上、共晶溫度+10℃以下的溫度的範圍，使Sn-Bi系焊料微粒子330的一部分熔融。接著，另外加熱至共晶溫度+20℃ 的溫度以上、300℃以下的溫度的範圍。如上所示之二階段的加熱係可在銅微粒子180之除了結合體195的面接觸部190A以外的表面形成第2金屬區域210，故較為理想。此外，將該等形成為伴隨連續壓接或加熱的一個步驟為有用。以連續的一個步驟，可將該等各金屬區域的形成反應安定化，且可將通孔本身的構造安定化。
藉由壓縮形成結合體195(或第1金屬區域200)，此外將通孔糊料310逐漸加熱至Sn-Bi系焊料微粒子330的共晶溫度以上、300℃以下的溫度。藉由該加熱，焊料微粒子330的一部分以在該溫度中熔融的組成比例進行熔融。接著，在銅微粒子180或結合體195(或第1金屬區域200)的表面或周圍形成第2金屬區域210。此時，如前所述，銅微粒子180彼此作面接觸的面接觸部190A係以跨越第2金屬區域210來覆蓋為佳。銅微粒子180與熔融的焊料微粒子330相接觸，藉此焊料微粒子330中的Sn與銅微粒子180中的Cu起反應，形成包含Cu6Sn5或Cu3Sn的Sn-Cu的化合物層(金屬間化合物)或以錫-銅合金為主成分的第2金屬區域210。另一方面，焊料微粒子330係一面由內部的Sn相補充Sn一面持續維持熔融狀態，此外所被殘留的Bi會析出，藉此形成以Bi為主成分的第3金屬區域220。結果，形成具有圖1B所示構造的通孔導體140。
更詳言之，如上所述經高密度化的銅微粒子180彼此係藉由壓縮而互相接觸。在壓縮中，首先銅微粒子180彼 此互相作點接觸，之後，隨著壓力增加而被壓擠，互相變形而作面接觸而形成面接觸部190A。如上所示，多數銅微粒子180彼此作面接觸，藉此形成用以將上側的配線120與下側的配線120在低電阻的狀態下作電性連接的結合體195(或第1金屬區域200)。此外，面接觸部190A並未以焊料微粒子330覆蓋。亦即，第2金屬區域210未侵入至面接觸部190A。因此，可形成使銅微粒子180彼此直接接觸的結合體195。結果，可減小圖2所示之導通路270的電阻。
在該狀態下加熱，若達到焊料微粒子330的共晶溫度以上，焊料微粒子330開始部分熔融。熔融的焊料的組成係由溫度決定，以加熱時的溫度不易熔融的Sn係作為Sn固相體而殘留下來。此外，銅微粒子180接觸經熔融的焊料，其表面因熔融的Sn-Bi系焊料而潤濕時，在該潤濕的部分的界面，Cu與Sn的相互擴散進行而形成Sn-Cu的化合物層等。如上所示，以接觸銅微粒子180之除了面接觸部190A以外的表面的方式生成第2金屬區域210。第2金屬區域210的一部分係以跨越面接觸部190A的方式形成。若如上所示之第2金屬區域210的一部分以跨越面接觸部190A的方式被覆時，面接觸部190A係被補強而形成彈性優異的導通路270。
接著，Sn-Cu的化合物層等的形成、或相互擴散更加進行，藉此熔融的焊料中的Sn會減少。熔融的焊料中所減少的Sn係由Sn固體層被補填，因此熔融狀態係持續維 持。此外若Sn減少，Sn與Bi的比率，相較於Sn-57Bi，以Bi為較多時，Bi開始偏析，以Bi為主成分的固相體析出而形成第3金屬區域220。
其中，以在較為低溫範圍熔融的焊料材料而言，Sn-Pb系焊料、Sn-In系焊料、Sn-Bi系焊料等常為人所知。在該等材料之中，In昂貴，Pb則環境負荷高。另一方面，Sn-Bi系焊料的熔點係低於將電子零件進行表面構裝時的一般焊料迴焊溫度的140℃以下。因此，若僅將Sn-Bi系焊料作為電路基板的通孔導體而以單體使用時，會有在焊料迴焊時，通孔導體的焊料再熔融，藉此使通孔電阻變動之虞。
另一方面，通孔糊料310中的金屬組成係Cu、Sn及Bi的重量組成比(Cu：Sn：Bi)在三元圖中位於由以A(0.37：0.567：0.063)、B(0.22：0.3276：0.4524)、C(0.79：0.09：0.12)、D(0.89：0.10：0.01)為頂點的四角形包圍的區域。若使用如上所示之金屬組成的通孔糊料時，在Sn-Bi系的焊料微粒子330中，相較於共晶的Sn-Bi系焊料組成(Bi57%以下、Sn43%以上)，Sn組成變多。
藉由使用如上所示之通孔糊料310，在焊料微粒子330的共晶溫度+10℃以下的溫度的範圍，焊料組成中的一部分熔融，另一方面，未熔融的Sn則殘留。接著，熔融的焊料擴散且反應在銅微粒子180的表面，因此焊料微粒子330的Sn含量會減少，藉此所殘留的Sn會熔融。此 外，即使因持續加熱而溫度上升，Sn熔融，焊料組成中未完全熔融的Sn會消失，藉由更加持續加熱，與銅微粒子180表面的反應會進行。因此，以Bi為主成分的固相體析出而形成第3金屬區域220。如上所示使第3金屬區域220析出而存在，藉此即使供在焊料迴焊，亦使通孔導體140中的焊料難以再熔融。此外藉由使用Sn組成多的Sn-Bi組成的焊料微粒子330，可減小殘留在通孔中的Bi相。因此，可將電阻值安定化，並且即使在焊料迴焊後，亦不易發生電阻值的變動。
將壓縮後通孔糊料310進行加熱的溫度為Sn-Bi系焊料微粒子330的共晶溫度以上的溫度，若為不會將預浸體280的構成成分分解的溫度範圍，則未特別限定。具體而言，例如，若使用共晶溫度139℃的Sn-58Bi焊料粉作為焊料微粒子330時，首先藉由加熱成139~149℃的範圍，使Sn-58Bi焊料粉的一部分熔融。之後，以另外逐漸加熱至159~230℃左右的溫度範圍為佳。其中，此時適當選擇溫度，藉此可使通孔糊料310中所含有的硬化性樹脂成分硬化。
如以上所示，形成用以將上側的配線120與下側的配線120作層間連接的通孔導體140。
接著，藉由具體例，更加具體說明本實施形態。其中，本發明並非為藉由以下之例的內容來做任何限定且加以解釋者。
首先，將以下具體例所使用的原材料彙整說明如下。
‧銅微粒子180：平均粒子徑5μm的三井金屬(股)製1100Y
‧Sn-Bi系的焊料微粒子330：以依組成別成為(表1)所示之焊料組成的方式進行摻合而熔融，以粉化法粉狀化，分球成平均粒子徑5μm的合金粉
‧環氧樹脂：日本環氧樹脂(股)製jeR871
‧硬化劑：日本乳化劑(股)製2-甲基乙醇胺(沸點160℃)
‧預浸體280：縱500mm×橫500mm、厚75μm之使未硬化環氧樹脂層含浸在玻璃織布的預浸體
‧保護薄膜290：厚度25μm的PET薄片
‧銅箔：厚度10μm以上、25μm以下的市面販售品數種類
(通孔糊料的調製)
將(表1)所記載的摻合比例的銅微粒子180及Sn-Bi系的焊料微粒子330的金屬成分與環氧樹脂及硬化劑的樹脂成分摻合，以行星式攪拌器進行混合。如上所示，調製通孔糊料310。其中，樹脂成分的摻合比例係相對金屬成分的合計100重量份，為環氧樹脂10重量份、硬化劑2重量份。
(多層配線基板的製造)
在預浸體280的兩面貼合保護薄膜290。接著，由已 貼合保護薄膜290的預浸體280的外側，藉由雷射，形成100個以上的直徑150μm的貫穿孔300。
接著，將通孔糊料310填滿貫穿孔300。接著，藉由將保護薄膜290剝離，形成通孔糊料310的一部分由貫穿孔300突出的突出部320。
接著，在預浸體280的兩面覆蓋突出部320而配置粗化銅箔150。接著，在加熱衝壓的下模(未圖示)之上，透過脫模紙(未圖示)來載置粗化銅箔150與預浸體280的積層體，在下模與上模(未圖示)之間進行衝壓。此時，將下模與上模，由常溫25℃至最高溫度220℃，以60分鐘升溫，保持60分鐘220℃之後，耗費60分鐘冷卻至常溫。其中，衝壓壓為3MPa。如上所示製作配線基板100。
(電阻值試驗)
藉由4端子法，測定且求出如上所述所製作的配線基板100所形成的100個通孔導體140的電阻值。接著，將100個值的平均值設為初期電阻值，並且求出100個值之中的最大電阻值。其中，將初期電阻值為2mΩ以下的試樣判斷為A，超過2mΩ的試樣判斷為B。此外，將最大電阻值為未達3mΩ的試樣判定為A，大於3mΩ的試樣判定為B。
(連接可靠性)
對測定出初期電阻值的配線基板100進行500週期的熱週期試驗。將對初期電阻值的變化率為10%以下的試樣判斷為A，超過10%的試樣判斷為B。
將結果顯示於(表1)。此外，將(表1)所示之各試樣的組成的三元圖顯示於圖6。其中，在圖6中，「白圈」表示試樣E1~E12的組成，「黑圈」表示與試樣E1~E12相比，Bi量相對Sn量為較少的試樣C1的組成。此外，「白三角」表示與試樣E1~E12相比，Bi量相對Sn量為較多的試樣C7的組成，「四角」表示與試樣E1~E12相比，Sn量相對Cu量為較多的試樣C2、C4、C6、C9的組成。接著，「黑三角」表示與試樣E1~E12相比，Sn量相對Cu量為較少的試樣C3、C5、C8的組成。
由圖6可知，關於初期電阻、最大電阻值、及連接可 靠性的所有判定，獲得A評估的試樣E1~E12的組成係三元圖中的重量比率(Cu：Sn：Bi)由以A(0.37：0.567：0.063)、B(0.22：0.3276：0.4524)、C(0.79：0.09：0.12)、D(0.89：0.10：0.01)為頂點的四角形所包圍的區域的範圍(包含交界)。
此外，在圖6中以「白三角」表示的試樣C7中，通孔中所析出的Bi量較多。Bi的導體電阻為78μΩ‧cm，與Cu(1.69μΩ‧cm)、Sn(12.8μΩ‧cm)、或Cu與Sn的化合物(Cu3Sn：17.5μΩ‧cm、Cu6Sn5：8.9μΩ‧cm)相比，明顯較大。因此，Bi量相對Sn量為較多時，並無法充分降低電阻值，並且由於電阻值會依Bi的散佈狀態而改變，因此連接可靠性會降低。
此外，在圖6中以「四角」所示之試樣C2、C4、C6、C9中，因壓縮所致之銅微粒子180的面接觸部190A的形成不充分，或在相互擴散後，在銅微粒子180彼此的接觸部形成Sn-Cu的化合物層。因此，初期電阻值及最大電阻值變高。
此外，在圖6中以「黑圈」所示之試樣C1中，由於Bi量較少，因此在Sn-Bi系焊料粉的共晶溫度亦即140℃附近熔融的焊料的量變少。因此，未充分形成補強面接觸部190A的Sn-Cu的化合物層(第2金屬區域210)，連接可靠性會降低。亦即，若為使用Sn-5Bi焊料粉的試樣C1的情形，由於形成有面接觸部190A，因此初期電阻值及最大電阻值較小。但是，由於Bi量少，因此焊料微粒 子330不易熔融，形成補強面接觸部190A的Sn-Cu的化合物層的Cu與Sn的反應未充分進行。
此外，在圖6中以「黑三角」所示之試樣C3、C5、C8中，由於Sn量相對銅微粒子180為較少，因此為了補強面接觸部190A所形成的Sn-Cu的化合物層較少。因此連接可靠性會降低。
在此，將具代表性地使用有關試樣E10的通孔糊料所得之配線基板100的通孔導體140的剖面的電子顯微鏡(SEM)照片及其模式圖顯示於圖8A~圖9B。其中，圖8A的倍率為3000倍，圖9A的倍率為6000倍。圖8B、圖9B係分別為圖8A、圖9A的描線。
由該等圖可知，在通孔導體140中，多數銅微粒子180被高填充，互相作面接觸而形成面接觸部190A。藉此，形成有電阻值低的導通路。此外，在銅微粒子180彼此作面接觸所形成的結合體195的表面，以跨越面接觸部190A的方式形成有第2金屬區域210。此外，以電阻值高的Bi為主成分的第3金屬區域220實質上未與銅微粒子180相接觸。第3金屬區域220係Sn與銅微粒子180的表面的Cu形成合金(例如金屬間化合物)，藉此析出高濃度的Bi。
接著，說明使用試樣E13~E15，針對依硬化劑的種類所造成的影響加以檢討的結果。具體而言，使用Sn-58Bi粒子作為Sn-Bi系焊料微粒子330，將金屬成分中的銅粉、焊料粉(焊料微粒子330)的重量比例分別設為 56%、44%，與試樣E1~E10同樣地製造配線基板100且評估。將硬化劑的種類顯示於(表2)。其中，在連接可靠性的試驗結果中，係將分級分為更細。具體而言，將變化率相對初期電阻值為1%以上、未達5%時判定為S，5%以上、未達10%時判定為A，超過10%時判定為B。將結果顯示於(表2)。此外，Cu：Sn：Bi的重量組成比為0.56：0.1848：0.2552。
在試樣E13、E14中係使用具有Sn-58Bi焊料的共晶溫度亦即139℃以上的沸點的硬化劑。由(表2)的結果，在試樣E13、E14的配線基板100中，連接可靠性試驗中對於初期電阻值的變化率極低，連接可靠性優異。若硬化劑的沸點高於Sn-Bi系焊料的共晶溫度時，位於Sn-Bi系焊料的表面的氧化層的還原未進行，在熔融前，不會發生硬化劑揮發。因此，充分形成第2金屬區域210，可靠性更為提升。其中，硬化劑的沸點係以300℃以下為 宜。若高於300℃時，硬化劑成為特殊，會有影響其反應性的情形。
接著，針對各種銅箔(由市面販售銅箔所成之普通箔、屬於市面販售粗化銅箔的習知粗化品、本實施形態中的粗化銅箔)，如前述圖4C所示，將進行圖案化，針對有無錨殘留物來進行評估之一例顯示於(表3)。
其中，各銅箔的厚度為10μm以上、30μm以下，可得同樣的結果。其中，表面粗度的指標亦即最大高度Rz(單位為μm)係參考JIS，顯示除了表面起伏以外的粗度曲線的最高的山峰與最低的山谷的高低差。此外，圖案化係針對L/S(Line/Space，亦即線寬/線間)=50μm/50μm、30μm/30μm、20μm/20μm的各情形來進行評估。
在(表3)中，「無」係表示僅在品質上不會發生問題的範圍以下發生「錨殘留物」的情形。「有剝落」係表示發生「圖案剝離」，因此無法評估有無「錨殘留物」的情形。「有錨殘留物」係表示未發生「圖案剝離」，但是發生「錨殘留物」，在品質上會有發生課題的可能性的情形。
如(表3)所示，在普通箔中，若為L/S=30μm/30μm、20μm/20μm，發生「圖案剝離」，而無法評估有無「錨殘留物」。普通箔的Rz為0.1~0.3μm左右，表面粗度小，絕緣樹脂層130與銅箔的密接力低而錨定效應小，因此不易形成圖案而使絕緣樹脂層130剝落。
此外，在習知粗化品(市面販售的粗化銅箔)中，若為L/S=30μm/30μm、20μm/20μm，發生「錨殘留物」。習知粗化品的Rz為5.0~12μm，表面粗度大，絕緣樹脂層130與銅箔的密接力高而錨定效應大。因此如前述圖26B所示，容易發生錨殘留物9。
相對於此，若為粗化銅箔(本實施形態中的粗化銅箔150)的情形，L/S=50μm/50μm、30μm/30μm、20μm/20μm的任何情形，均未發生「錨殘留物」或「圖案剝離」。
接著，關於各銅箔，如前述圖4C所示，將進行圖案化，針對圖案剝離來進行評估之一例顯示於(表4)。
在(表4)中，「無」係表示僅在品質上不會發生問 題的範圍以下發生「圖案剝離」的情形。「局部」係表示在狹窄範圍局部發生「圖案剝離」，在品質上將留下課題的情形。「有」係表示在大範圍發生「圖案剝離」，在品質上有課題的情形。(表4)係一併顯示撕裂強度。
如(表4)所示，普通箔的Rz為0.1~0.3μm左右，表面粗度小，絕緣樹脂層130與銅箔的密接力低。因此撕裂強度低為0.1~0.3KN/m。因此，在普通箔中，若為L/S=50μm/50μm，「圖案剝離」為「局部」，但是若為L/S=30μm/30μm、20μm/20μm，「圖案剝離」更加擴展。如上所示容易發生圖案剝離。
在習知粗化品中，習知粗化品的Rz為5.0~12μm，表面粗度大，絕緣樹脂層130與銅箔的密接力高。因此撕裂強度高為1.0~1.2kN/m。因此，若為L/S=30μm/30μm、20μm/20μm，亦不會發生圖案剝離。
在粗化銅箔中，若為L/S=30μm/30μm，為「無」，但是若為20μm/20μm，則「局部」發生「圖案剝離」。但是，在粗化銅箔中，撕裂強度較高，為0.7~0.9kN/m，因此依蝕刻液噴霧噴射時的噴射壓的減低等蝕刻條件，有可減低「圖案剝離」的可能性。
其中，若在圖5C所示之多層配線基板110或後述圖23A所示之增建型多層配線基板中高密度形成配線時，除了配線精細圖案化以外，必須達成通孔小徑化、甚至通孔著陸墊(land)部分的小徑化。亦即，通孔導體140的直徑係以10μm以上、100μm以下為佳。會有難以在未達直 徑10μm的貫穿孔300填充通孔糊料310的情形。此外，若通孔導體140的直徑超過100μm時，會有對多層配線基板110的高密度化造成影響的情形。此外，增建型多層配線基板係具有：核心基板部、及以增建工法形成在該核心基板部之上的增建層(build-up layer)。被要求將通孔小徑化，例如由直徑150μm最終減小通孔直徑至直徑30μm。
但是，通孔直徑愈小，通孔電阻愈為增加。因此，為了以小徑通孔減低通孔電阻，除了減低通孔導體140的體積電阻，另外減低配線120與通孔導體140的連接電阻(或接觸電阻)為有用。尤其為了將通孔直徑(通孔導體140的直徑)設為100μm以下，使低電阻的粗化銅箔150與銅微粒子180互相變形而形成面接觸部190B，藉此減低連接電阻為有用。此外，藉由在粗化銅箔150的表面直接在焊料微粒子330與粗化銅箔150之間形成合金，且形成構成通孔導體140的一部分的第2金屬區域210來提升強度為有用。此時，第2金屬區域210的至少一部分係被覆面接觸部190B的周圍，以跨越面接觸部190B的方式覆蓋粗化銅箔150與銅微粒子180為佳。
如上所示，在粗化銅箔150的表面亦直接形成第2金屬區域210，藉此可提高與第1金屬區域200的連接強度，即使在通孔直徑小徑化至100μm以下的情形下，亦可提高電氣特性或可靠性。其中，通孔直徑係小於配線120的寬幅。因此，通孔直徑若大於0μm即可。
此外，如後所述，將圖4C所示之配線基板100或圖5C所示之多層配線基板110設為核心基板，在該核心基板之上，使用市面販售的增建材料，形成增建層部，形成增建型多層配線基板亦為有用。配線基板100係通孔直徑小徑化、配線120的精細圖案化容易，而且即使在減小通孔直徑之後，或在將配線120精細圖案化後，低電阻、高可靠性(或高強度化)均優異。因此，配線基板100、多層配線基板110係符合作為核心基板所被要求的要件。
如以上所示，本實施形態中的多層配線基板110係可對應更進一步的精細圖案化(例如L/S=20μm/20μm以上、50μm/50μm以下)。其中，精細圖案並不需要設置在多層配線基板110的全面。亦可在多層配線基板110的一部分設置L(Line寬幅)為20μm以上、50μm以下的精細圖案。藉此，提高多層配線基板110的圖案設計的自由度。同樣地，藉由在多層配線基板110的一部分設置S(Space寬幅)為20μm以上、50μm以下的精細圖案，提高多層配線基板110的圖案設計的自由度。
其中，粗化銅箔150的厚度以5μm以上、50μm以下為宜，以10μm以上、30μm以下為更宜。若粗化銅箔150的厚度未達5μm，經精細圖案化時，會有配線電阻增加的情形。此外，若粗化銅箔150的厚度超過50μm，則會有精細圖案化不易的情形。
以上，由(表3)、(表4)的結果可知粗化銅箔(粗化銅箔150)可得最為優異的結果。此外，由於可適 用於L/S的精細圖案，因此亦可對應通孔部分的著陸墊部分的小徑化，甚至通孔的高密度化。
接著，說明在(表3)、(表4)中所評估之銅箔之一例。在圖10A~圖12B顯示粗化銅箔150之蝕刻面160的SEM照片。粗化銅箔150的蝕刻量依圖10A、圖11A、圖12A的順序增加。
圖10A、圖11A、圖12A的倍率為2500倍，圖10B、圖11B、圖12B的倍率為10000倍。圖10B、圖11B、圖12B中的白色虛線係表示形成在蝕刻面160(或粗化銅箔150的表面)的溝部170。
圖13A、圖13B係分別為市面販售的銅箔(習知粗化品350)的表面部分的SEM照片、及剖面的模式圖。由圖13A可知在習知粗化品350的表面形成有瘤狀或球狀突起物380。此外，如圖13B所示，在習知粗化品350中，係在銅箔等的中心部分370之上，藉由後接等形成有構成粗化部分360的突起物380。
在圖13A所示之習知粗化品350中，如前所述，容易發生「錨殘留物」。此係如前述圖26B所示，被認為是基於突起物380成為錨殘留物9的發生原因之故。
此外，若為習知粗化品350，如圖13B所示，複數個突起物380朝厚度方向形成為念珠相連。因此，若將具有突出部320的通孔糊料310如前述圖7A、圖7B所示以較高的壓力按壓時，突起物380與突起物380的連接部破裂或變形，有對導通性造成影響的可能性。
圖14係說明粗化銅箔150中與通孔導體140的連接構造的剖面的模式圖。在粗化銅箔150的表面係以藉由蝕刻來形成溝部170為宜。其中，以銅箔而言，以使用市面販售的電解銅箔為宜。此外，粗化銅箔150的表面粗度係形成為以ISO 4287-1997所定義的粗度曲線的偏態Rsk為0以下的粗面。若為壓延銅箔，會有無法獲得溝部170的情形。
此外，為了將由電解銅箔所成之粗化銅箔150的粗面的Rsk形成為0以下，以將構成電解銅箔的複數結晶粒界所形成的粒界的一部分去除為宜。此外，亦可將構成電解銅箔的粒界的一部分、甚至結晶粒的一部分去除，設置設於複數結晶粒之間的有底間隙。此時亦可將Rsk形成為0以下。
此外，為了形成以ISO 4287-1997所定義的粗度曲線的偏態Rsk為0以下的粗面，在電解銅箔的表面形成寬幅0.1μm以上、2.0μm以下、深度0.2μm以上、20.0μm以下的蝕刻溝、或粒界蝕刻部、枝狀粒界蝕刻部的任一個以上亦為有用。
如上所示選擇蝕刻等手法，藉此可選擇性去除電解銅箔的粒界部分。如此在電解銅箔的表面，與粒界相比，使比電阻低且銅純度高的結晶粒照原樣露出為有用。結果，電解銅箔的表面的Rsk為0以下。
藉由形成如上所示以ISO 4287-1997所定義的粗度曲線的Rsk為0以下的粗面，可有效地使結晶粒照原樣露出 於銅箔表面。此外，在露出於該表面的結晶粒的表面直接形成通孔導體140，藉此可減小通孔電阻。
在溝部170之中形成第2金屬區域210、或樹脂部分240為有用。藉由將樹脂部分240收容在溝部170之中，粗化銅箔150的表面、與銅微粒子180或第2金屬區域210的連接面積會擴大。此外，藉由將第2金屬區域210收容在溝部170之中，來擴大粗化銅箔150的表面與銅微粒子180的連接面積。
溝部170的形狀係如圖10A~圖12B所示形成為「哈蜜瓜圖案(或隨機的龜殼圖案)」為有用。藉由該形狀，被收容在複數溝部170的樹脂部分240可擴散成更加寬廣的面積。
溝部170的溝寬係以0.1μm以上、2.0μm以下為宜。若溝部170的溝寬未達0.1μm時，會有無法獲得樹脂部分240之收容效果的情形。此外，若溝寬超過2.0μm時，會有對與銅微粒子180的面接觸性造成影響的情形。
此外，溝部170的溝深係以0.2μm以上、20μm以下為宜。若溝深未達0.2μm，會有無法獲得樹脂部分240的收容效果的情形。此外，若溝深超過20μm，會有對配線電阻造成影響的情形。其中，溝深或溝寬係若將試作品的剖面進行SEM觀察來求出即可。視需要，求出複數位置的平均值來進行評估為有用。
此外，將市面販售的普通銅箔的表面蝕刻，來製作粗化銅箔150時，以將普通銅箔的粒界部分選擇性蝕刻去除 為宜。藉此，可將粗化銅箔150的表面形成為平坦。亦即，在圖14中，可將與銅微粒子180作面接觸的部分形成為平坦。藉由該平坦性，粗化銅箔150的表面係可承受較高的衝壓壓力，因此可防止前述圖13B中所示之課題發生。
其中，以往為了將銅箔的表面氧化膜等去除，即使為普通箔，亦有進行薄片蝕刻的情形，此時，會有在薄片蝕刻的前後，表面粗度未改變的情形。
在本實施形態中，藉由將樹脂部分240收容在溝部170之中，將粗化銅箔150的表面、與銅微粒子180或第2金屬區域210的連接面積擴大。因此，以表面粗度增加的方式將銅箔進行蝕刻為宜。此外，不僅表面粗度增加，將銅箔的粒界(結晶粒界)部分尤其選擇性地更加深層蝕刻去除，藉此使因金屬銅的結晶而起的凹凸面(或粗面、粗化面)形成為宜。如此之面由於銅的純度高，因此與焊料粉的反應性高，對於合金化、或金屬間化合物的形成亦為有用。
此外，將市面販售的普通銅箔的表面蝕刻，將表面的氧化層或粒界去除而製作粗化銅箔150，藉此可提高與銅微粒子180作面接觸的部分的銅的純度。藉此，可將與銅微粒子180作面接觸的部分的接觸安定化。此外，可促進粗化銅箔150的表面中的第2金屬區域210的形成。
接著，使用圖15A~圖17B來說明配線基板100或多層配線基板110所使用的電解銅箔的表面粗度的測定結果 之一例。
圖15A係市面販售銅箔的雷射顯微鏡照片，圖15B係顯示圖15A的表面粗度的圖。該等圖的測定對象係相當於前述圖13A中所示之銅箔。使用市面販售的雷射顯微鏡(Keyence股份有限公司製，VK-9500雷射顯微鏡)，測定出其表面粗度的結果，市面販售的銅箔的表面粗度在水平距離93.9390μm如以下所示。Rp(最大山高度)為4.7815μm，Rv(最大谷深度)為3.6113μm，Rz(Rt)為8.3927μm。Rc(要素的平均高度)為6.3157μm，Ra(算術平均高度)為1.6274μm，Rsk(偏態)為0.2834，Rku(峰態(Kurtosis))為2.2577。
圖16A係顯示粗化銅箔150的蝕刻面160的雷射顯微鏡照片，圖16B係顯示圖16A的表面粗度的圖。該等圖的測定對象係相當於前述圖10A中所示之銅箔。與市面販售的銅箔同樣地，在水平距離93.9390μm測定出表面粗度的結果係如以下所示。Rp為0.5955μm、Rv為0.8666μm、Rz為1.4621μm。Rc為0.8011μm、Ra為0.2066μm、Rsk為-0.2948、Rku為3.2004。
接著一面參照圖17A、圖17B，一面說明Rsk(偏態)。圖17A、圖17B係Rsk的說明圖。粗度曲線的Rsk係指藉由二次方平均平方根高度Rq的三次方而無次元化的基準長度中的Z(x)的三次方平均。亦即，Rsk係藉由式(1)來求出。
將平均單位長度的山部面積設為Aa，谷部面積設為Ab。如圖17A所示，若Aa小於Ab時，確率密度分布的峰值位於比中心較為右側，偏態Rsk係成為正(>0)。另一方面，如圖17B所示，Aa大於Ab時，確率密度分布的峰值位於比中心較為左側，偏態Rsk成為負(<0)。其中，確率密度分布為正規分布時，Rsk係成為0。如以上所示，Rsk係山部與谷部的對稱性指標，為用以區別習知之電解銅箔與本案之蝕刻銅箔的適當參數。
其中，將Rsk設為0以下，較宜為設為未達0。此外，銅箔為電解銅箔，在電解銅箔的表面係形成複數個寬幅0.1μm以上、2.0μm以下、深度0.2μm以上、20.0μm以下的蝕刻溝(亦即藉由蝕刻所形成的溝部170)，藉此可將Rsk形成為0以下。
此外，若使用電解銅箔，且以Rsk成為0以下的方式進行蝕刻時，以通孔導體140的金屬部分230而言，可形成為包含銅(Cu)或銀(Ag)的任一個以上、及錫(Sn)與鉍(Bi)者。銅(Cu)或銀(Ag)均為電阻值低之故。但是，由於銀昂貴，因此在實用上，金屬部分230係如前所述由銅、錫、及鉍構成為佳。
如前所述，以藉由蝕刻而形成在粗化銅箔150(配線120)的表面的溝部170的評估指標而言，以使用Rsk為有用。此外，藉由將Rsk設為0以下(較佳為負)，可在 保持對樹脂部分240的密接力的狀態下，減少蝕刻時的殘渣(錨殘留物9等)。
亦即，藉由將Rsk設為0以下，容易將通孔導體140中所含有的樹脂部分240收容在Rsk為0以下的溝部170(甚至蝕刻表面)。結果，在粗化銅箔150與通孔導體140連接時，可抑制樹脂部分240殘留或擴展在粗化銅箔150與通孔導體140之間。
此外將Rsk設為0以下，藉此可呈現一面減少侵入至絕緣樹脂層130之中的配線材料的絕對量，一面獲得所需密接強度的錨定效應。因此，可在保持所需密接強度的情況下，減少蝕刻時的殘渣。其中，Rsk的值係相較於0，以-0.1，甚至-0.2、-0.3愈小愈為有用。但是實際上，Rsk為-20以上、甚至為-10以上為佳。其中，若考慮電解銅箔的生產性時，Rsk係以-5.0以上、-3.0以上為宜。若使Rsk小於-20，會有對與樹脂材料的密接性造成影響的情形。若形成為配線基板用的銅箔，Rsk以-3.0以上、未達0.0的值較具實用性。
在此，一面參照圖18A~圖18C，一面說明使用將Rsk形成為0以下(甚至為負)的粗化銅箔150，藉此藉由蝕刻來形成更加精細圖案的樣子。圖18A~圖18C係說明使用表示0以下之Rsk的粗化銅箔150，藉由蝕刻形成更為精細的圖案的樣子的剖面圖。
圖18A係顯示被蝕刻前的剖面。如圖18A所示，粗化銅箔150的至少一面為蝕刻面160。
圖18B係顯示將粗化銅箔150蝕刻而形成複數配線120的樣子的剖面圖。其中，蝕刻阻劑或蝕刻等並未圖示。其中，在複數配線120之間，將尚未蝕刻去除的部分圖示為一種錨殘留物9，但是錨殘留物9係可輕易去除。
圖18C係顯示將粗化銅箔150蝕刻而形成複數配線120的樣子的剖面圖。如圖18B、圖18C所示，將粗化銅箔150的蝕刻面160的Rsk設為0以下，藉此並未發生錨殘留物9。
如上所示由於不會發生錨殘留物9，因此配線圖案的精細化較為容易。其中，將配線120的線寬或配線120間的線間寬幅，根據配線120的厚度(或銅箔的厚度)來定義為有用。例如，配線120的線寬係以形成為配線120的厚度的0.5倍以上、5.0倍以下為佳。若配線120的寬幅小於配線120的厚度的0.5倍時，會有配線120的寬幅尺寸不均朝厚度方向變大之虞。此外，若大於5.0倍時，會有對配線密度造成影響的情形。
同樣地，配線120間的線寬(間隙)係以形成為配線120的厚度的0.5倍以上、5.0倍以下為佳。若配線120之間的線寬(間隙)小於配線120的厚度的0.5倍時，會有配線120的寬幅尺寸不均朝厚度方向變大之虞。此外，若大於5.0倍時，會有對配線密度造成影響的情形。
較佳為Rsk為負(minus)且其絕對值變大。若Rsk為負為較大時，意指蝕刻粗化部分的形狀變窄且深。將其粗化面，如圖18A所示配置在絕緣樹脂層130側。接著， 如圖18B所示，形成藉由使用蝕刻液之減成工法所成之配線120。如此藉由將Rsk形成為負(minus)，如圖18C所示，不易在導體間發生蝕刻殘渣而可形成更為微細配線。蝕刻残渣係指例如前述圖26B所示之錨殘留物9。
接著，使用圖19~圖22，詳加說明藉由在前述圖7A、圖7B中所說明的步驟，形成圖14所示構造的機制。圖19係說明在將以ISO 4287-1997所定義的粗度曲線的偏態(Rsk)形成為0以下的蝕刻面亦即電解銅箔的表面，壓接通孔糊料的突出部前的樣子的剖面圖。圖19係相當於圖7A的狀態中的放大圖。
以圖19所示之粗化銅箔150而言，如前所述，以使用具有以ISO 4287-1997所定義的粗度曲線的Rsk為0以下的蝕刻面的電解銅箔為宜。
使以ISO 4287-1997所定義的粗度曲線的Rsk為0以下的蝕刻面係如前所述例如具有：圖19所示之粒界蝕刻部470、或枝狀粒界蝕刻部480。粒界蝕刻部470係將電解銅箔的粒界部分選擇性蝕刻去除所形成的凹部。此外，枝狀粒界蝕刻部480係粒界蝕刻部470的一形態，為將分枝後的複數粒界蝕刻去除所形成的凹部。藉由在蝕刻面160形成粒界蝕刻部470或枝狀粒界蝕刻部480，可將以ISO 4287-1997所定義的粗度曲線的Rsk形成為0以下。
圖20係說明在電解銅箔之以ISO 4287-1997所定義的粗度曲線的偏態Rsk為0以下的蝕刻面，壓接通孔糊料的突出部後的樣子的剖面圖。圖20係相當於圖7B的狀態 中的放大圖。
通孔糊料310所含有的銅微粒子180或焊料微粒子330係互相被加壓來進行密接。接著，其一部分係形成面接觸部190A。其中，面接觸部190A係形成在銅微粒子180彼此、或銅微粒子180與焊料微粒子330之間。同樣地，在銅微粒子180與粗化銅箔150之間、或焊料微粒子330與粗化銅箔150之間亦形成有面接觸部190B。
此外，銅微粒子180或焊料微粒子330的一部分被壓入在粗化銅箔150的表面的粒界蝕刻部470或枝狀粒界蝕刻部480的內部。此外，通孔糊料310所含有的有機成分340浸透至粒界蝕刻部470或枝狀粒界蝕刻部480的內部，藉此粗化銅箔150與銅微粒子180或焊料微粒子330的密接性會提高。
其中，藉由將粗化銅箔150的表面蝕刻，將以ISO 4287-1997所定義的粗度曲線的偏態Rsk形成為0以下，藉此可抑制粗化銅箔150的厚度不均。此係因將粒界部分進行蝕刻去除之故。會有將通孔直徑由120μm愈減小至60μm，通孔糊料310的突出部320的高度不均愈大的情形。若為如上所示之情形，減小粗化銅箔150的高度不均(或厚度不均)，係有用於進行均一的加壓壓接。
如以上所示，形成以ISO 4287-1997所定義的粗度曲線的偏態Rsk為0以下的蝕刻面。藉此，通孔糊料310的突出部320的高度係一面抑制不均的影響，一面在溝部170吸收有機成分340，可提高粗化銅箔150與銅微粒子 180或焊料微粒子330的密接性。
其中，圖19、圖20所示之粗化銅箔150的表面係與前述圖10A~圖12B所示之狀態相同。此外，圖19、圖20所示之粗化銅箔150的表面係如圖16A、圖16B所示，在ISO 4287-1997中所定義的粗度曲線的偏態Rsk為-0.2948。
圖21~圖22係針對使用習知之銅箔時進行說明的剖面圖。圖21係說明在習知粗化品的表面壓接通孔糊料310的突出部320前的樣子的剖面圖。
若為在圖13A、圖13B中所說明的習知粗化品350，由中心部分370、及以突起物380為主體的粗化部分360所構成。因此，存在箭號260B所示之表面凹凸。習知粗化品350的表面係具有圖15A、圖15B所示之性狀，以ISO 4287-1997所定義的粗度曲線的偏態Rsk為0.2843。
圖22係說明使通孔糊料310的突出部320壓接在習知粗化品350的表面後的樣子的剖面圖。習知粗化品350係具有表面凹凸，因此通孔糊料310所含有的銅微粒子180或焊料微粒子330係互相被加壓來進行密接。接著，其一部分係在形成面接觸部190A時，容易受到通孔糊料310的突出部的高度不均的影響。
將通孔直徑由120μm愈縮小至60μm，會有通孔糊料310的突出部的高度不均愈大的情形。若為習知粗化品350，若該高度不均變大時，會有對加壓壓接性造成影響的情形。
如以上所示，配線基板100及多層配線基板110係具有：至少1個絕緣樹脂層130、複數配線120、及通孔導體140。複數配線120係透過絕緣樹脂層130來作配設而由粗化銅箔150所形成。通孔導體140係以貫穿絕緣樹脂層130的方式而設，將複數配線120作電性連接。通孔導體140係具有：樹脂部分240、及包含銅、錫、及鉍的金屬部分230。金屬部分230係包含：第1金屬區域200、第2金屬區域210、及第3金屬區域220。第1金屬區域200係包含銅微粒子180的結合體195。第2金屬區域210係包含錫、錫-銅合金、錫與銅的金屬間化合物的至少任一者作為主成分。第3金屬區域220係含有鉍作為主成分。金屬部分230中的銅、錫、鉍的重量組成比亦即銅：錫：鉍係在三元圖中位於由以A(0.37：0.567：0.063)、B(0.22：0.3276：0.4524)、C(0.79：0.09：0.12)、D(0.89：0.10：0.01)為頂點的四角形所包圍的區域。粗化銅箔150之與通孔導體140相接的表面係以ISO 4287-1997所定義的粗度曲線的偏態Rsk為0以下的粗面。接著，第2金屬區域210的至少一部分形成在銅微粒子180的表面與粗化銅箔150的粗面。
其中，如前所述，Cu、Sn及Bi的重量組成比(Cu：Sn：Bi)係在三元圖中位於由以A(0.37：0.567：0.063)、B(0.22：0.3276：0.4524)、C(0.79：0.09：0.12)、D(0.89：0.10：0.01)為頂點的四角形所包圍的區域。亦可將此設為Cu、Sn及Bi的重量組成比(Cu： Sn：Bi)在三角線圖(或三角圖)中位於由以A(0.37：0.567：0.063)、B(0.22：0.3276：0.4524)、C(0.79：0.09：0.12)、D(0.89：0.10：0.01)為頂點的四角形所包圍的區域。此係顯示出液相-固相之交界線等的一元圖、固溶體圖，會有相較於作為顯示出液相線、固相線等的二元圖的延長亦即三元圖來表示，以形成為三角圖或三角線圖，來表現三成分系內的任意點的物質組成較為有用的情形之故。
接著，一面參照圖23A~圖24C，一面說明對具有核心基板部及增建層部的增建型多層配線基板的一個應用例。
圖23A、圖23B係針對對具有核心基板部與增建層部的增建型多層配線基板的一個應用例進行說明的剖面圖。
如圖23A所示之多層配線基板115係具有：核心基板部390A、及增建層部440。另一方面，圖23B所示之多層配線基板116係具有：核心基板部390B、及增建層部440。核心基板部390A、390B係具有：核心通孔導體400、芯材410、核心配線420、及核心絕緣樹脂層430。增建層部440係具有：增建配線450、及增建絕緣樹脂層460。
核心基板部390A係相當兩面基板，核心基板部390B係相當4層基板。如以上所示，核心基板部的層數並非限定於2層，若構成多層配線基板的中央部分即可。
在核心基板部390A、390B中，核心通孔導體400係 以糊料通孔或鍍敷通孔形成。核心配線420係以經圖案化的銅箔或銅鍍敷等所形成。其中，核心配線420係可如核心基板部390A般形成在兩面，亦可如核心基板部390B般內置於內部。芯材410係由玻璃纖維等無機纖維、或醯胺等有機纖維所形成的不織布或織布。核心絕緣樹脂層430係埋設有芯材410的預浸體(未圖示)的硬化物。
核心通孔導體400的至少一個係被填充在積層2枚以上埋設有芯材410的預浸體的狀態下所形成的貫穿孔，至少含有銅微粒子及錫鉍系焊料粉的通孔糊料合金化所形成。
在增建層部440，增建配線450係以銅鍍敷等所形成。以將增建配線450的一部分，亦形成在增建絕緣樹脂層460所形成的通孔或有底孔(未圖示)的內部為佳。
接著，一面參照圖24A~圖24C，一面說明核心基板部390A的製作方法。圖24A~圖24C係顯示多層配線基板115、116、或核心通孔導體400等之製造方法之一例的剖面圖。芯材410係由玻璃纖維等無機纖維、或醯胺等有機纖維所成之不織布或織布。此外，以預浸體280而言，係可使用市面販售者。
首先，如圖24A所示，複數預浸體280以直接相接的方式進行配置，在複數預浸體280的外側配置保護薄膜290而將該等積層。
接著，如圖24B所示，在預浸體280、及配置在其兩面的保護薄膜290形成貫穿孔300。貫穿孔300若以雷 射、鑽機等一般方法形成即可。例如，將厚度100μm的預浸體280積層2枚。此外在其兩側，作為保護薄膜290，積層厚度20μm的PET薄膜而形成為圖24B的狀態。接著，在該狀態下使用鑽機(未圖示)，藉此形成直徑100μm的貫穿孔300。此時，貫穿孔300之以厚度/直徑表示的縱橫比為2。
接著，如圖24C所示，在貫穿孔300填充通孔糊料310之後，將保護薄膜290剝離。藉由該操作來形成突出部320。之後，藉由進行前述圖4A等所示之步驟，形成核心通孔導體400來製作核心基板部390A。
之後，藉由利用使用鍍敷技術等的一般增建工法、或使用增建材料，來製作增建層部440或增建配線450等。可如以上安定製造多層配線基板115、116。
如以上所示，藉由本發明，可實現行動電話等所使用之多層配線基板的更低成本化、小型化、高功能化、高可靠性化。此外，由通孔糊料側，亦提案最適於通孔的小徑化、通孔糊料的反應物形成，藉此有助於多層配線基板的小型化、高可靠性化。
120‧‧‧配線
130‧‧‧絕緣樹脂層
140‧‧‧通孔導體
150‧‧‧粗化銅箔
160‧‧‧蝕刻面
170‧‧‧溝部
180‧‧‧銅微粒子
190A、190B‧‧‧面接觸部
195‧‧‧結合體
200‧‧‧第1金屬區域
210‧‧‧第2金屬區域
220‧‧‧第3金屬區域
230‧‧‧金屬部分
240‧‧‧樹脂部分

Claims (11)

  1. 一種配線基板，其具備有：絕緣樹脂層；透過前述絕緣樹脂層作配設，且由銅箔形成的複數配線；及以貫穿前述絕緣樹脂層的方式而設，將前述複數配線作電性連接，並且具有樹脂部分、及包含銅、錫、及鉍的金屬部分的通孔導體，前述金屬部分係包含：包含複數銅微粒子的結合體的第1金屬區域；以錫、錫-銅合金、錫與銅的金屬間化合物的至少任一者為主成分的第2金屬區域；及以鉍為主成分的第3金屬區域，前述金屬部分中的銅、錫、鉍的重量組成比亦即銅：錫：鉍在三元圖中位於由以A(0.37：0.567：0.063)、B(0.22：0.3276：0.4524)、C(0.79：0.09：0.12)、D(0.89：0.10：0.01)為頂點的四角形所包圍的區域，前述銅箔之與前述通孔導體相接的表面係以ISO 4287-1997所定義的粗度曲線的偏態Rsk為0以下的粗面，前述複數銅微粒子的一部分係在與前述粗面之間具有面接觸部，前述第2金屬區域的至少一部分形成在前述結合體的表面與前述粗面。
  2. 如申請專利範圍第1項之配線基板，其中，前述 銅箔係具有互相鄰接的複數結晶粒的電解銅箔，前述粗面係具有形成在構成前述電解銅箔的複數結晶粒間的有底間隙。
  3. 如申請專利範圍第1項之配線基板，其中，前述配線的厚度為5μm以上、50μm以下，前述配線的線寬為前述配線的厚度的0.5倍以上、5.0倍以下，前述配線間的線間寬幅為前述配線的厚度的0.5倍以上、5.0倍以下，前述通孔導體的直徑為10μm以上、100μm以下。
  4. 如申請專利範圍第1項之配線基板，其中，前述絕緣樹脂層係2層以上的絕緣樹脂層的1個，前述配線基板係具有：前述2層以上的絕緣樹脂層、及3個以上的前述配線。
  5. 如申請專利範圍第1項之配線基板，其中，前述銅箔為電解銅箔，在前述電解銅箔的表面係形成有寬幅0.1μm以上、2.0μm以下、深度0.2μm以上、20.0μm以下的蝕刻溝、粒界蝕刻部、枝狀粒界蝕刻部的任一個以上。
  6. 如申請專利範圍第1項之配線基板，其中，前述通孔導體係包含20重量%以上、90重量%以下的銅。
  7. 一種增建型多層配線基板，其係具備有：以如申請專利範圍第1項之配線基板所構成的核心基板部；及增建形成在前述核心基板部之上的增建層部。
  8. 一種配線基板之製造方法，其係具備有：在由保護薄膜所被覆的預浸體，由前述保護薄膜的外 側進行穿孔，藉此形成貫穿孔的步驟；在前述貫穿孔填充通孔糊料的步驟；在前述貫穿孔填充通孔糊料之後，將前述保護薄膜剝離，藉此形成前述通孔糊料的一部分由前述貫穿孔突出的突出部的步驟；以覆蓋前述突出部的方式，將具有以ISO 4287-1997所定義的粗度曲線的偏態Rsk為0以下的粗面的銅箔，以前述粗面覆蓋前述突出部的方式配置在前述預浸體的表面的步驟；在將前述銅箔配置在前述預浸體的表面後，將前述銅箔壓接在前述預浸體的表面的步驟；保持將前述銅箔壓接在前述預浸體的表面的情況下，將前述銅箔、前述預浸體、及前述通孔糊料進行加熱的步驟；及將前述銅箔圖案化而形成配線的步驟，前述通孔糊料包含複數銅微粒子、複數錫-鉍系焊料微粒子、及熱硬化性樹脂，以銅：錫：鉍所表示的銅、錫、鉍的重量組成比在三元圖中位於由以A(0.37：0.567：0.063)、B(0.22：0.3276：0.4524)、C(0.79：0.09：0.12)、D(0.89：0.10：0.01)為頂點的四角形所包圍的區域，藉由將前述銅箔壓接在前述預浸體的表面，來形成前述複數銅微粒子的結合體，並且在前述複數銅微粒子的一部分與前述銅箔之間形成面接觸部，將前述銅箔、前述預 浸體、及前述通孔糊料進行加熱時，以前述焊料微粒子的共晶溫度以上的溫度進行加熱，藉此使前述焊料微粒子熔融，而形成：包含前述結合體的第1金屬區域；以錫、錫-銅合金、錫與銅的金屬間化合物的至少任一者為主成分，形成在前述結合體的表面與前述粗面的第2金屬區域；及以鉍為主成分的第3金屬區域。
  9. 如申請專利範圍第8項之配線基板之製造方法，其中，前述預浸體係具有織布或不織布作為芯材，前述預浸體係在積層2枚以上的狀態下形成有前述貫穿孔。
  10. 如申請專利範圍第8項之配線基板之製造方法，其中，當將前述銅箔壓接在前述預浸體的表面時，以可將前述預浸體所含有的未硬化樹脂層硬化的溫度以上、未達前述焊料微粒子的熔點的溫度，將前述預浸體進行加熱。
  11. 如申請專利範圍第8項之配線基板之製造方法，其中，當將前述銅箔、前述預浸體、及前述通孔糊料進行加熱時，以前述焊料微粒子的共晶溫度以上、共晶溫度+10℃以下的溫度的範圍，使前述焊料微粒子的一部分熔融，接著，另外以共晶溫度+20℃的溫度以上、300℃以下的溫度進行加熱。
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