WO2022113985A1 - 配線基板 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a wiring board.
- the wiring board according to the present disclosure includes an insulating resin layer and a wiring conductor located on the insulating resin layer.
- the wiring conductor includes a first base metal layer, a second base metal layer located on the first base metal layer, a wiring metal layer located on the second base metal layer, a first base metal layer, and a second base.
- Metal Layer and Wiring Includes a tin layer located to cover the metal layer and a silane coupling agent layer located to cover the tin layer.
- the wiring conductor is cross-sectionally viewed in the width direction, the wiring metal layer is narrower than the width of the first base metal layer, the same portion as the width of the first base metal layer, and the first from the first base metal layer side. It contains a portion wider than the width of the underlying metal layer.
- FIG. 1 It is a schematic diagram which shows the cross section of the wiring board which concerns on one Embodiment of this disclosure.
- FIG. 1 is an enlarged explanatory diagram for explaining the region X shown in FIG. 1
- B is an enlarged explanatory diagram for explaining the region Y shown in (A).
- the wiring metal layer is narrower than the width of the first base metal layer from the first base metal layer side. It includes a portion having the same width as one base metal layer and a portion wider than the width of the first base metal layer. Therefore, according to the present disclosure, it is possible to provide a wiring board which reduces migration (short circuit) between fine wirings, has excellent insulation properties, and has high adhesion strength between the wiring conductor and the insulating resin layer.
- FIG. 1 is a schematic view showing a cross section of a wiring board 1 according to an embodiment of the present disclosure.
- the wiring board 1 according to one embodiment includes a plurality of insulating resin layers 2 and a conductor layer 4 located on the insulating resin layer 2.
- the insulating resin layer 2 is formed of, for example, a resin such as an epoxy resin, a bismaleimide-triazine resin, a polyimide resin, a polyphenylene ether resin, or a liquid crystal polymer. These resins may be used alone or in combination of two or more. Insulating particles may be dispersed in the insulating resin layer 2.
- the insulating particles are not limited, and examples thereof include inorganic insulating fillers such as silica, alumina, barium sulfate, talc, clay, glass, calcium carbonate, and titanium oxide.
- one of the plurality of insulating resin layers 2 is the core layer 21, and the remaining insulating resin layer 2 is the build-up layer 22.
- the core layer 21 has a thickness of, for example, 0.04 mm or more and 3.0 mm or less.
- the core layer 21 has a through-hole conductor 3 for electrically connecting the conductor layers 4 on the upper and lower surfaces of the core layer 21.
- the through-hole conductor 3 is located in the through-hole that penetrates the upper and lower surfaces of the core layer 21.
- the through-hole conductor 3 is formed of a conductor made of metal plating such as copper plating.
- the through-hole conductor 3 is connected to the conductor layers 4 on both sides of the core layer 21.
- the through-hole conductor 3 may be formed only on the inner wall surface of the through hole, or may be filled in the through hole.
- the build-up layer 22 has a thickness of, for example, 5 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less.
- the build-up layer 22 may be made of the same resin or may be made of different resins.
- the conductor layer 4 is located on the main surface of the insulating resin layer 2, that is, the main surface of the core layer 21 and the main surface of the build-up layer 22.
- the conductor layer 4 is formed of a conductor such as copper, for example, copper foil or copper plating.
- the thickness of the conductor layer 4 is not particularly limited, and is, for example, 2 ⁇ m or more and 50 ⁇ m or less. When a plurality of conductor layers 4 are present, the conductor layers 4 may be the same conductor or different conductors.
- the build-up layer 22 has a via hole conductor 5 for electrically connecting the conductor layers 4 located above and below the build-up layer 22 via the build-up layer 22.
- the via hole conductor 5 is obtained by depositing, for example, copper plating on the via holes penetrating the upper and lower surfaces of the build-up layer 22.
- the via hole penetrating the upper and lower surfaces of the build-up layer 22 is formed by laser processing such as, for example, a CO 2 laser, a UV-YAG laser, an excimer laser, and the like.
- the via hole conductor 5 may be positioned so as to fill the inside of the via hole, even if the via hole conductor 5 is adhered to the inner surface of the via hole and the portion without the via hole conductor 5 is filled with resin. I do not care.
- a part of the conductor layer 4 functions as a wiring conductor 41.
- the wiring conductor 41 is located on the first base metal layer 41a, the second base metal layer 41b located on the first base metal layer 41a, and the second base metal layer 41b.
- the wiring metal layer 41c, the tin layer 41d located so as to cover the first base metal layer 41a, the second base metal layer 41b, and the wiring metal layer 41c, and the silane coupling located so as to cover the tin layer 41d. Includes agent layer 41e.
- FIG. 2A is an enlarged explanatory view for explaining the region X shown in FIG.
- the first base metal layer 41a is a portion serving as a base of the wiring conductor 41, and is located so as to be in contact with the insulating resin layer 2.
- the first base metal layer 41a is not limited as long as it is made of, for example, a metal.
- the metal forming the first base metal layer 41a include at least one metal selected from the group consisting of Group 4 elements, Group 5 elements, Group 6 elements and Group 10 elements. Be done. Specific examples of such metals include nickel, chromium, titanium, tantalum, molybdenum, tungsten, palladium, and alloys containing these metals. Examples of the alloy include nichrome and the like.
- the base metal layer 41a has, for example, a thickness of 1 nm or more and 100 nm or less.
- the second base metal layer 41b is located on the first base metal layer 41a.
- the adhesiveness of the wiring metal layer 41c which will be described later, is further improved.
- the wiring metal layer 41c is less likely to be peeled off through the second base metal layer 41b than when the wiring metal layer 41c is in direct contact with the first base metal layer 41a.
- the second base metal layer 41b contains the same metal as the metal contained in the wiring metal layer 41c.
- the wiring metal layer 41 is made of copper, it is made of copper or an alloy of copper.
- the second base metal layer 41b has, for example, a thickness of 100 nm or more and 1000 nm or less.
- the wiring metal layer 41c is a layer that becomes the main body of the wiring conductor 41, and is located on the second base metal layer 41b. That is, electric charges flow around the wiring metal layer 41c in the wiring conductor 41.
- the wiring metal layer 41c is made of, for example, copper, and has a thickness of, for example, 1 ⁇ m or more and 60 ⁇ m or less.
- the width of the second base metal layer 41b is narrower than the width of the first base metal layer 41a.
- the wiring metal layer 41c is a portion 41c1 narrower than the width of the first base metal layer 41a from the first base metal layer 41a side when the wiring conductor 41 is cross-sectionally viewed in the width direction.
- the width direction of the wiring conductor 41 means, for example, when a plurality of wiring conductors 41 are arranged as shown in FIG. 1, the arrangement direction thereof.
- the portion 41c1 narrower than the width of the first base metal layer 41a is larger than about 300 nm and smaller by about 1000 nm or less than the width of the first base metal layer 41a.
- the portion 41c2 having the same width as the first base metal layer 41a does not have to have exactly the same width as the first base metal layer 41a, and has a width within the range of ⁇ 300 ⁇ m in the width of the first base metal layer 41a. All you need is.
- the portion 41c3 wider than the width of the first base metal layer 41a is larger than about 300 nm and about 1200 nm or less with respect to the width of the first base metal layer 41a.
- FIG. 2B is an enlarged explanatory view for explaining the region Y shown in FIG. 2A.
- the wiring metal layer 41c has such a configuration, so that the wiring width near the boundary between the wiring metal layer 41c and the insulating resin layer 2 where migration is likely to occur can be narrowed. can. That is, the distance between the adjacent wiring metal layer 41c can be widened in the vicinity of the boundary between the wiring metal layer 41c in which the electric charge is concentrated and flows and the insulating resin layer 2. As a result, migration can be reduced.
- the wiring conductor 41 by reducing the wiring width near the boundary between the wiring metal layer 41c and the insulating resin layer 2, migration can be reduced and the insulation property is improved, but the wiring conductor 41 The cross-sectional area becomes smaller, the resistance becomes larger, and the charge flow decreases. Therefore, in the present disclosure, in the height direction of the wiring conductor 41, a portion 41c3 wider than the width of the first base metal layer 41a is provided at a portion higher than a certain height from the bottom surface of the wiring conductor 41. As a result, the resistance value of the wiring conductor 41 is reduced to improve the flow of electric charge.
- the wiring metal layer 41c has a portion 41c2 having the same width as the first base metal layer 41a between the portion 41c1 narrower than the width of the first base metal layer 41a and the portion 41c3 wider than the width of the first base metal layer 41a.
- the change in the width of the layer 41c becomes gradual. Therefore, for example, when the wiring conductor 41 is covered with the insulating resin layer 2, it is possible to reduce the entrainment of air such as voids.
- the wiring conductor 41 when the wiring conductor 41 is covered with the insulating resin layer 2, the rougher the surface of the wiring conductor 41, the better the adhesion to the insulating resin layer 2, but the skin effect lowers the signal transmission characteristics. Especially in a high frequency signal, such a characteristic is remarkable.
- the smoother the surface of the wiring conductor 41 the better the signal transmission characteristics, but the lower the adhesion to the insulating resin layer 2. Therefore, in the wiring board 1 according to the embodiment, in order to achieve both signal transmission characteristics and adhesion, the wiring metal layer 41c has a portion 41c1 narrower than the width of the first base metal layer 41a and the first base metal.
- a portion 41c2 that is substantially the same as the width of the layer 41a, and a portion 41c3 that is wider than the width of the first base metal layer 41a.
- a part of the insulating resin layer 2 covering the wiring conductor 41 enters the portion 41c1 narrower than the width of the first base metal layer 41a, so that the insulating resin layer 2 makes the wiring conductor 41.
- the average roughness Ra of the surface of the wiring conductor 41 is, for example, 20 nm or more and 1000 nm or less.
- the ratio of the portion 41c1 narrower than the width of the first base metal layer 41a, the portion 41c2 having the same width as the first base metal layer 41a, and the portion 41c3 wider than the width of the first base metal layer 41a is not particularly limited. Considering both the effect of reducing migration and the charge flow and signal transmission characteristics, the portion of the base metal layer 41a that is higher than 30% from the bottom surface of the wiring conductor 41 in the height direction of the wiring conductor 41 is formed. It is better that the portion 41c3 wider than the width occupies.
- the tin layer 41d is positioned so as to cover the first base metal layer 41a, the second base metal layer 41b, and the wiring metal layer 41c.
- the tin layer 41d has a function of stably adhering the silane coupling agent layer 41e, which will be described later, to the surface of the wiring conductor 41.
- the tin layer 41d has, for example, a thickness of 0.1 nm or more and 10 nm or less.
- the silane coupling agent layer 41e is located so as to cover the tin layer 41d. Generally, the adhesiveness between the metal and the resin is poor.
- the silane coupling agent is a compound having a functional group that reacts with an inorganic material and a functional group that reacts with an organic material in the molecule. Therefore, the presence of the silane coupling agent layer 41e can improve the adhesiveness (adhesion) between the wiring conductor 41 and the insulating resin layer 2 existing around the wiring conductor 41.
- the presence of such a silane coupling agent can be confirmed by analyzing the above functional group structure using, for example, Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR).
- FTIR Fourier transform infrared spectroscopy
- Solder resist 6 is located on a part of both surfaces of the wiring board 1 according to the embodiment.
- the solder resist 6 is made of, for example, an acrylic-modified epoxy resin.
- the solder resist 6 has a function of protecting the conductor layer 4 and the like from solder when, for example, mounting electronic components or connecting to a motherboard or the like.
- the method for forming the wiring board 1 according to the embodiment is not limited, and is formed by, for example, the following method.
- a double-sided copper-clad laminate to be the core layer 21 is prepared to form a through hole.
- Through holes are formed by, for example, drilling, laser machining, blasting, and the like.
- electroless plating and electrolytic plating are performed on the surface of the copper foil of the laminated plate and in the through holes to deposit the plated metal.
- the plated metal include copper.
- an etching resist is formed on the surface of the plated metal corresponding to the wiring pattern, the plated metal on which the etching resist is not formed is removed by etching, and then the etching resist is removed.
- the conductor layer 4 is formed on the surface of the core layer 21, and the through-hole conductor 3 is formed in the through-hole.
- the insulating resin layer 2 is formed by coating and curing an insulating film for the build-up layer on both sides of the core layer 21.
- the first base metal layer 41a is formed on the surface of the insulating resin layer 2, that is, the surface of the build-up layer 22, by a vapor deposition method such as a sputtering method, an ion plating method, or a thermal vapor deposition method.
- a vapor deposition method such as a sputtering method, an ion plating method, or a thermal vapor deposition method.
- the first base metal layer 41a is formed of at least one metal selected from the group consisting of Group 4 elements, Group 5 elements, Group 6 elements and Group 10 elements.
- the second base metal layer 41b is formed on the main surface of the first base metal layer 41a by a vapor deposition method such as a sputtering method, an ion plating method, or a thermal vapor deposition method.
- the second base metal layer 41b is formed of, for example, copper as described above.
- a photosensitive plating resist for example, a dry film resist
- an opening for precipitating the metal plating (for example, copper) is exposed. It is formed by developing it.
- the amount of light is adjusted so that the opening diameter on the second base metal layer 41b side becomes narrow.
- a plated metal such as copper is deposited in the opening of the plating resist by electroless plating and electrolytic plating.
- the deposited copper finally becomes the wiring metal layer 41c.
- the plating resist is removed with an alkaline solution such as sodium hydroxide solution.
- the second base metal layer 41b in the portion not covered with the precipitated copper is removed by, for example, an acid (a mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide solution). Further, the first base metal layer 41a is removed by etching (seed etching) by, for example, an acid (such as a mixed solution of hydrochloric acid and sulfuric acid).
- the surfaces of the precipitated copper, the second base metal layer 41b, and the first base metal layer 41a are treated by soft etching.
- Soft etching is performed using, for example, an acid (a mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide solution).
- an acid a mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide solution.
- a replacement tin plating treatment is performed on the surfaces of the first base metal layer 41a, the second base metal layer 41b, and the wiring metal layer 41c so as to cover the surfaces.
- the surfaces of the first base metal layer 41a, the second base metal layer 41b and the wiring metal layer 41c are replaced with tin to form the tin layer 41d.
- the surface of the tin layer 41d is coated with a silane coupling agent. In this way, the silane coupling agent layer 41e is formed so as to cover the surface of the tin layer 41d.
- the wiring board 1 according to the embodiment can be obtained.
- the wiring board of the present disclosure is not limited to the above-mentioned embodiment.
- the second base metal layer 41b is formed between the first base metal layer 41a and the wiring metal layer 41c.
- the second base metal layer 41b may not be formed.
Abstract
本開示に係る配線基板は、絶縁樹脂層と絶縁樹脂層上に位置する配線導体とを含む。配線導体は、第１下地金属層と、第１下地金属層上に位置する第２下地金属層と、第２下地金属層上に位置する配線金属層と、第１下地金属層、第２下地金属層および配線金属層を被覆するように位置する錫層と、錫層を被覆するように位置するシランカップリング剤層とを含む。配線導体を幅方向に断面視した場合、配線金属層が、第１下地金属層側から、第１下地金属層の幅よりも狭い部分、第１下地金属層の幅と同じ部分、および第１下地金属層の幅よりも広い部分を含んでいる。
Description
本発明は、配線基板に関する。
近年、配線基板に形成されている配線パターンは、電子機器の小型化などに伴って、微細な配線が高密度で形成されている。例えば、特許文献１に記載の配線基板のように、微細な配線を高密度で形成すると、マイグレーション（ショート）の低減を考慮して、配線パターンと絶縁層との接触面積が狭くなる。その結果、配線パターンと絶縁層との密着性が低下して、配線基板の信頼性が低下する。
本開示に係る配線基板は、絶縁樹脂層と絶縁樹脂層上に位置する配線導体とを含む。配線導体は、第１下地金属層と、第１下地金属層上に位置する第２下地金属層と、第２下地金属層上に位置する配線金属層と、第１下地金属層、第２下地金属層および配線金属層を被覆するように位置する錫層と、錫層を被覆するように位置するシランカップリング剤層とを含む。配線導体を幅方向に断面視した場合、配線金属層が、第１下地金属層側から、第１下地金属層の幅よりも狭い部分、第１下地金属層の幅と同じ部分、および第１下地金属層の幅よりも広い部分を含んでいる。
特許文献１に記載のような従来の配線基板は、上記のように、微細な配線を高密度で形成すると、マイグレーション（ショート）の低減を考慮して、配線パターンと絶縁層との接触面積が狭くなる。その結果、配線パターンと絶縁層との密着性が低下して、配線基板の信頼性が低下する。したがって、微細配線間でのマイグレーション（ショート）を低減して絶縁性に優れ、配線導体と絶縁樹脂層との密着強度が高い配線基板が求められている。
本開示に係る配線基板は、上記のように、配線導体を幅方向に断面視した場合、配線金属層が、第１下地金属層側から、第１下地金属層の幅よりも狭い部分、第１下地金属層の幅と同じ部分、および第１下地金属層の幅よりも広い部分を含んでいる。したがって、本開示によれば、微細配線間でのマイグレーション（ショート）を低減して絶縁性に優れており、配線導体と絶縁樹脂層との密着強度が高い配線基板を提供することができる。
本開示の一実施形態に係る配線基板を、図１および２に基づいて説明する。図１は、本開示の一実施形態に係る配線基板１の断面を示す模式図である。一実施形態に係る配線基板１は、複数の絶縁樹脂層２と、絶縁樹脂層２上に位置する導体層４とを含む。
絶縁樹脂層２は、例えば、エポキシ樹脂、ビスマレイミド－トリアジン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、液晶ポリマーなどの樹脂で形成されている。これらの樹脂は単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。絶縁樹脂層２には、絶縁粒子が分散されていてもよい。絶縁粒子は限定されず、例えば、シリカ、アルミナ、硫酸バリウム、タルク、クレー、ガラス、炭酸カルシウム、酸化チタンなどの無機絶縁性フィラーが挙げられる。
一実施形態に係る配線基板１において、複数の絶縁樹脂層２のうち１層はコア層２１であり、残りの絶縁樹脂層２はビルドアップ層２２である。コア層２１は、例えば０．０４ｍｍ以上３．０ｍｍ以下の厚みを有している。
コア層２１は、コア層２１の上下面の導体層４を電気的に接続するためのスルーホール導体３を有している。スルーホール導体３は、コア層２１の上下面を貫通するスルーホール内に位置している。スルーホール導体３は、例えば、銅めっきなどの金属めっきからなる導体で形成されている。スルーホール導体３は、コア層２１の両面の導体層４に接続されている。スルーホール導体３は、スルーホールの内壁面のみに形成されていてもよく、スルーホール内に充填されていてもよい。
ビルドアップ層２２は、例えば５μｍ以上１００μｍ以下の厚みを有している。ビルドアップ層２２は、同じ樹脂であってもよく、それぞれ異なる樹脂であってもよい。
絶縁樹脂層２の主面、すなわちコア層２１の主面およびビルドアップ層２２の主面には、導体層４が位置している。導体層４は銅などの導体、例えば銅箔や銅めっきで形成されている。導体層４の厚みは特に限定されず、例えば２μｍ以上５０μｍ以下である。複数の導体層４が存在する場合、導体層４は同じ導体であってもよく、それぞれ異なる導体であってもよい。
ビルドアップ層２２は、ビルドアップ層２２を介して上下に位置している導体層４同士を電気的に接続するためのビアホール導体５を有している。ビアホール導体５は、ビルドアップ層２２の上下面を貫通するビアホールに、例えば銅めっきなどを析出させることによって得られる。ビルドアップ層２２の上下面を貫通するビアホールは、例えば、ＣＯ２レーザー、ＵＶ－ＹＡＧレーザー、エキシマレーザーなどのようなレーザー加工によって形成される。ビアホール導体５は、ビアホール内を充填する状態で位置していてもよく、ビアホール導体５が、ビアホール内表面に被着しており、かつビアホール導体５が無い部分には樹脂が充填していても構わない。
導体層４の一部は、配線導体４１として機能する。配線導体４１は、図２（Ａ）に示すように、第１下地金属層４１ａと、第１下地金属層４１ａ上に位置する第２下地金属層４１ｂと、第２下地金属層４１ｂ上に位置する配線金属層４１ｃと、第１下地金属層４１ａ、第２下地金属層４１ｂおよび配線金属層４１ｃを被覆するように位置する錫層４１ｄと、錫層４１ｄを被覆するように位置するシランカップリング剤層４１ｅとを含む。図２（Ａ）は図１に示す領域Ｘを説明するための拡大説明図である。
第１下地金属層４１ａは、配線導体４１の土台となる部分であり、絶縁樹脂層２と接触するように位置している。第１下地金属層４１ａは、例えば、金属で形成されていれば限定されない。第１下地金属層４１ａを形成している金属としては、例えば、第４族元素、第５族元素、第６族元素および第１０族元素からなる群より選択される少なくとも１種の金属が挙げられる。このような金属としては、具体的には、ニッケル、クロム、チタン、タンタル、モリブデン、タングステン、パラジウム、またはこれらの金属を含む合金が挙げられる。合金としては、例えばニクロムなどが挙げられる。下地金属層４１ａは、例えば、１ｎｍ以上１００ｎｍ以下の厚みを有している。
第２下地金属層４１ｂは、第１下地金属層４１ａ上に位置している。第２下地金属層４１ｂが存在していると、後述する配線金属層４１ｃの接着性がより向上する。具体的には、配線金属層４１ｃが第１下地金属層４１ａに直接接触している場合よりも、第２下地金属層４１ｂを介している方が、配線金属層４１ｃの剥離が生じにくくなる。第２下地金属層４１ｂは、配線金属層４１ｃが含む金属と同じ金属を含んでおり、例えば配線金属層４１が銅で形成されていれば銅または銅の合金で形成されている。第２下地金属層４１ｂは、例えば、１００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の厚みを有している。
配線金属層４１ｃは、配線導体４１の本体となる層であり、第２下地金属層４１ｂ上に位置している。すなわち、配線導体４１において配線金属層４１ｃを中心に電荷が流れる。配線金属層４１ｃは、例えば銅で形成されており、例えば１μｍ以上６０μｍ以下の厚みを有している。第２下地金属層４１ｂの幅は、第１下地金属層４１ａの幅よりも狭い。
図２（Ｂ）に示すように、配線金属層４１ｃは、配線導体４１を幅方向に断面視した場合、第１下地金属層４１ａ側から、第１下地金属層４１ａの幅よりも狭い部分４１ｃ１、第１下地金属層４１ａの幅と同じ部分４１ｃ２、および第１下地金属層４１ａの幅よりも広い部分４１ｃ３を含んでいる。配線導体４１の幅方向とは、例えば図１に示すように配線導体４１が複数配列している場合、その配列方向を指す。第１下地金属層４１ａの幅よりも狭い部分４１ｃ１は、第１下地金属層４１ａの幅に比べて、およそ３００ｎｍを超え１０００ｎｍ以下程度小さい。第１下地金属層４１ａの幅と同じ部分４１ｃ２は、第１下地金属層４１ａと完全に同じ幅を有している必要はなく、第１下地金属層４１ａの幅±３００μｍの範囲に収まる幅であればよい。第１下地金属層４１ａの幅よりも広い部分４１ｃ３は、第１下地金属層４１ａの幅に比べて、およそ３００ｎｍを超え１２００ｎｍ以下程度大きい。図２（Ｂ）は図２（Ａ）に示す領域Ｙを説明するための拡大説明図である。
一実施形態に係る配線基板１は、配線金属層４１ｃが、このような構成を有することによって、マイグレーションが生じやすい配線金属層４１ｃと絶縁樹脂層２との境界付近の配線幅を狭くすることができる。すなわち、電荷が集中して流れる配線金属層４１ｃと絶縁樹脂層２との境界付近において、隣接する配線金属層４１ｃとの間隔を広げることができる。その結果、マイグレーションを低減することができる。
上記のように、配線導体４１において、配線金属層４１ｃと絶縁樹脂層２との境界付近の配線幅を小さくすることで、マイグレーションを低減することができ絶縁性が向上するものの、配線導体４１の断面積が小さくなり抵抗が大きくなってしまい電荷の流れが低下する。このため、本開示では、配線導体４１の高さ方向において、配線導体４１の底面から一定の高さよりも高い部分には、第１下地金属層４１ａの幅よりも広い部分４１ｃ３を設けている。これによって、配線導体４１の抵抗値を低減して電荷の流れを向上させている。配線金属層４１ｃが、第１下地金属層４１ａの幅よりも狭い部分４１ｃ１および広い部分４１ｃ３との間に、第１下地金属層４１ａの幅と同じ部分４１ｃ２を有していることで、配線金属層４１ｃの幅の変化が緩やかになる。そのため、例えば配線導体４１を絶縁樹脂層２で被覆する場合に、ボイドなど空気の噛み込みを低減することが可能になる。
さらに、配線導体４１を絶縁樹脂層２で被覆する場合には、配線導体４１の表面が粗いほど絶縁樹脂層２との密着性は向上するものの、表皮効果によって信号の伝送特性は低下する。特に高周波信号においてはこのような特性は顕著である。一方、配線導体４１の表面が滑らかであるほど、信号の伝送特性は向上するものの、絶縁樹脂層２との密着性は低下する。したがって、一実施形態に係る配線基板１では、信号の伝送特性と密着性とを両立させるために、配線金属層４１ｃに、第１下地金属層４１ａの幅よりも狭い部分４１ｃ１、第１下地金属層４１ａの幅と略同じ部分４１ｃ２、および第１下地金属層４１ａの幅よりも広い部分４１ｃ３の３つの領域を設けている。このような構成にすることによって、配線導体４１を被覆する絶縁樹脂層２の一部が、第１下地金属層４１ａの幅よりも狭い部分４１ｃ１に入り込むことで絶縁樹脂層２が配線導体４１をしっかりと保持することで両者の密着性が向上する。配線導体４１の表面の平均粗さＲａは、例えば２０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下である。
第１下地金属層４１ａの幅よりも狭い部分４１ｃ１、第１下地金属層４１ａの幅と同じ部分４１ｃ２、および第１下地金属層４１ａの幅よりも広い部分４１ｃ３の割合は、特に限定されない。マイグレーションの低減効果と電荷の流れおよび信号の伝送特性との両立を考慮すると、配線導体４１の高さ方向において、配線導体４１の底面から３０％の高さよりも高い部分を、下地金属層４１ａの幅よりも広い部分４１ｃ３が占めているのがよい。
錫層４１ｄは、第１下地金属層４１ａ、第２下地金属層４１ｂおよび配線金属層４１ｃを被覆するように位置している。錫層４１ｄは、後述するシランカップリング剤層４１ｅを配線導体４１の表面に安定的に被着させる機能を有している。錫層４１ｄは、例えば、０．１ｎｍ以上１０ｎｍ以下の厚みを有している。
シランカップリング剤層４１ｅは、錫層４１ｄを被覆するように位置している。一般的に、金属と樹脂との接着性は乏しい。シランカップリング剤は、分子内に無機材料と反応する官能基と有機材料に反応する官能基とを有する化合物である。そのため、シランカップリング剤層４１ｅが存在することによって、配線導体４１と配線導体４１の周囲に存在する絶縁樹脂層２との接着性（密着性）を向上させることができる。このようなシランカップリング剤の存在は、例えばフーリエ変換赤外分光法（ＦＴＩＲ）を用いて上記の官能基構造を分析することで確認することができる。
一実施形態に係る配線基板１の両表面の一部には、ソルダーレジスト６が位置している。ソルダーレジスト６は、例えば、アクリル変性エポキシ樹脂で形成されている。ソルダーレジスト６は、例えば、電子部品を実装するときや、マザーボードなどに接続するときに、はんだから導体層４などを保護する機能を有している。
一実施形態に係る配線基板１を形成する方法は限定されず、例えば、下記の方法によって形成される。
まず、コア層２１となる両面銅張り積層板を用意して、スルーホールを形成する。スルーホールは、例えばドリル加工、レーザー加工、ブラスト加工などによって形成される。
次に、積層板の銅箔の表面、およびスルーホール内に無電解めっき、および電解めっき処理を施して、めっき金属を析出させる。めっき金属としては、例えば銅が挙げられる。
次に、配線パターンに対応するめっき金属表面にエッチングレジストを形成して、エッチングレジストが形成されていないめっき金属をエッチング除去した後、エッチングレジストを除去する。これにより、コア層２１の表面に導体層４およびスルーホール内にスルーホール導体３が形成される。
次に、コア層２１の両面に、ビルドアップ層用の絶縁フィルムを被着して硬化することで絶縁樹脂層２を形成する。
次に、絶縁樹脂層２の表面、すなわちビルドアップ層２２の表面に、例えば、スパッタリング法、イオンプレーティング法、熱蒸着法などの蒸着法によって第１下地金属層４１ａを形成する。第１下地金属層４１ａは、上記のように、第４族元素、第５族元素、第６族元素および第１０族元素からなる群より選択される少なくとも１種の金属で形成される。
次に、第１下地金属層４１ａの主面に、例えば、スパッタリング法、イオンプレーティング法、熱蒸着法などの蒸着法によって第２下地金属層４１ｂを形成する。第２下地金属層４１ｂは、上記のように例えば銅で形成される。
次に、第２下地金属層４１ｂの表面に感光性のめっきレジスト（例えば、ドライフィルムレジスト）を形成し、金属めっき（例えば銅）を析出させる開口（配線金属層４１ｃを形成する部分）を露光して現像することで形成する。露光する際に、第２下地金属層４１ｂ側の開口径が狭くなるように、光量を調整する。
次いで、めっきレジストの開口内に、無電解めっき、および電解めっきによって銅などのめっき金属を析出させる。この析出させた銅が、最終的に配線金属層４１ｃとなる。析出後、水酸化ナトリウム溶液などのアルカリ液によってめっきレジストを除去する。
レジストを除去した後、析出させた銅で被覆されていない部分の第２下地金属層４１ｂを例えば酸（硫酸と過酸化水素水との混合溶液）によって除去する。更に第１下地金属層４１ａを、例えば酸（塩酸と硫酸との混合溶液など）によってエッチング（シードエッチング）除去する。
次いで、ソフトエッチングによって、析出させた銅、第２下地金属層４１ｂおよび第１下地金属層４１ａの表面を処理する。ソフトエッチングは、例えば、酸（硫酸と過酸化水素水との混合溶液）を用いて行う。ソフトエッチングによって、析出させた銅および第２下地金属層４１ｂの表面は若干浸食されるものの、第１下地金属層４１ａはほとんど除去されない。そのため、配線導体４１に、第１下地金属層４１ａの幅よりも狭い部分４１ｃ１が形成される。
次いで、第１下地金属層４１ａ、第２下地金属層４１ｂおよび配線金属層４１ｃの表面を被覆するように、に置換錫めっき処理を施す。置換錫めっきによって、第１下地金属層４１ａ、第２下地金属層４１ｂおよび配線金属層４１ｃの表面が錫に置換され錫層４１ｄが形成される。次いで、錫層４１ｄの表面にシランカップリング剤を被着させる。このようにして、錫層４１ｄの表面を被覆するように、シランカップリング剤層４１ｅが形成される。
以上のようにして、一実施形態に係る配線基板１が得られる。本開示の配線基板は、上述の一実施形態に限定されない。一実施形態に係る配線基板１は、配線導体４１において、第１下地金属層４１ａと配線金属層４１ｃとの間に第２下地金属層４１ｂが形成されている。しかし、本開示の配線基板は、配線金属層４１ｃが第１下地金属層４１ａに十分に接着しているのであれば、第２下地金属層４１ｂは形成しなくてもよい。
１ 配線基板
２ 絶縁樹脂層
２１ コア層
２２ ビルドアップ層
３ スルーホール導体
４ 導体層
４１ 配線導体
４１ａ 第１下地金属層
４１ｂ 第２下地金属層
４１ｃ 配線金属層
４１ｄ 錫層
４１ｅ シランカップリング剤層
５ ビアホール導体
６ ソルダーレジスト
２ 絶縁樹脂層
２１ コア層
２２ ビルドアップ層
３ スルーホール導体
４ 導体層
４１ 配線導体
４１ａ 第１下地金属層
４１ｂ 第２下地金属層
４１ｃ 配線金属層
４１ｄ 錫層
４１ｅ シランカップリング剤層
５ ビアホール導体
６ ソルダーレジスト
Claims (6)
- 絶縁樹脂層と、
該絶縁樹脂層上に位置する配線導体と、
を含み、
該配線導体が、
第１下地金属層と、
該第１下地金属層上に位置する第２下地金属層と、
該第２下地金属層上に位置する配線金属層と、
前記第１下地金属層、前記第２下地金属層および前記配線金属層を被覆するように位置する錫層と、
該錫層を被覆するように位置するシランカップリング剤層と、
を含み、
前記配線導体を幅方向に断面視した場合、前記配線金属層が、前記第１下地金属層側から、前記第１下地金属層の幅よりも狭い部分、前記第１下地金属層の幅と同じ部分、および前記第１下地金属層の幅よりも広い部分を含んでいる、
配線基板。 - 前記配線導体の高さ方向において、前記配線導体の底面から３０％の高さよりも高い部分に、前記第１下地金属層の幅よりも広い部分が位置している、請求項１に記載の配線基板。
- 前記第１下地金属層が、第４族元素、第５族元素、第６族元素および第１０族元素からなる群より選択される少なくとも１種の金属を含む、請求項１または２に記載の配線基板。
- 前記第１下地金属層が、ニッケル、クロム、チタン、タンタル、モリブデン、タングステン、パラジウム、またはこれらの金属を含む合金である、請求項３に記載の配線基板。
- 前記第２下地金属層が、銅または銅を含む合金である、請求項１～４のいずれかに記載の配線基板。
- 前記配線金属層の最下部の幅と、前記第２下地金属層の幅とが同じである請求項１～５のいずれかに記載の配線基板。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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