特開 2022-190464 ガラス配線基板及びガラス配線基板の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022190464

(43)【公開日】2022-12-26

(54)【発明の名称】ガラス配線基板及びガラス配線基板の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H05K 1/09 20060101AFI20221219BHJP

   H05K 3/18 20060101ALI20221219BHJP

【ＦＩ】

H05K1/09 C

H05K3/18 G

H05K3/18 J

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021098797

(22)【出願日】2021-06-14

(71)【出願人】

【識別番号】000003193

【氏名又は名称】凸版印刷株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000062

【氏名又は名称】特許業務法人第一国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】土田 徹勇起

【テーマコード（参考）】

4E351

5E343

【Ｆターム（参考）】

4E351AA09

4E351AA13

4E351BB03

4E351BB24

4E351BB33

4E351BB49

4E351CC03

4E351CC07

4E351DD04

4E351DD11

4E351DD19

5E343AA07

5E343AA26

5E343BB02

5E343BB13

5E343BB18

5E343BB24

5E343BB35

5E343BB44

5E343DD25

5E343DD33

5E343DD43

5E343DD63

5E343DD76

5E343GG20

(57)【要約】

【課題】ガラス配線基板において、ガラス板上に形成された導体層の端部におけるガラスクラックの発生を抑制することが可能な技術を提供する。
【解決手段】ガラス配線基板は、ガラス板と、ガラス板上に形成された導体層とを備える。そして、導体層は、ガラス板側から第１の金属層と第２の金属層と第３の金属層と第４の金属層とが順次積層された構造を有し、断面視において、第４の金属層の幅が、第１の金属層の幅、第２の金属層の幅、第３の金属層の幅よりも狭い。また、第４の金属層の酸性溶液中でのエッチング速度が、第３の金属層の酸性溶液中でのエッチング速度よりも速い。第１の金属層はチタンスパッタ膜であり、第２の金属層は銅スパッタ膜であり、第３の金属層は無電解ニッケルめっき膜であり、第４の金属層は電解銅めっき膜である。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ガラス板と、
前記ガラス板上に形成された導体層と、
を備えるガラス配線基板であって、
前記導体層は、
前記ガラス板側から第１の金属層と第２の金属層と第３の金属層と第４の金属層とが順次積層された構造を有し、
断面視において、前記第４の金属層の幅が、前記第１の金属層の幅、前記第２の金属層の幅、前記第３の金属層の幅よりも狭い、
ガラス配線基板。

【請求項2】

請求項１に記載のガラス配線基板であって、
前記第４の金属層の酸性溶液中でのエッチング速度が、前記第３の金属層の酸性溶液中でのエッチング速度よりも速い、
ガラス配線基板。

【請求項3】

請求項１又は請求項２に記載のガラス配線基板であって、
前記第１の金属層はチタンスパッタ膜であり、
前記第２の金属層は銅スパッタ膜であり、
前記第３の金属層は無電解ニッケルめっき膜であり、
前記第４の金属層は電解銅めっき膜である、
ガラス配線基板。

【請求項4】

請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のガラス配線基板であって、
前記ガラス板は貫通孔を有し、
前記貫通孔の側壁には、前記ガラス板側から順に前記第３の金属層と前記第４の金属層とが形成されている、
ガラス配線基板。

【請求項5】

ガラス板と、
前記ガラス板上に形成された、前記ガラス板側から第１の金属層と第２の金属層と第３の金属層と第４の金属層とが順次積層された構造を有する、導体層と、
を備えるガラス配線基板の製造方法であって、
前記ガラス板上に前記第１の金属層を設ける工程と
前記第１の金属層上に前記第２の金属層を設ける工程と、
前記第２の金属層上に触媒層を設ける工程と、
前記触媒層上にレジストを設ける工程と、
前記レジストに開口部を設ける工程と、
前記レジストの開口部内に前記第３の金属層を設ける工程と、
前記第３の金属層上に前記第４の金属層を設ける工程と、
前記レジストを除去する工程と、
前記触媒層と前記第２の金属層とを除去する工程と、
前記第１の金属層を除去する工程と、
を有するガラス配線基板の製造方法。

【請求項6】

請求項５に記載のガラス配線基板の製造方法であって、
前記ガラス板は貫通孔を有し、
前記第２の金属層上に触媒層を設ける工程は、前記第２の金属層上と前記貫通孔の側壁上に触媒層を設ける工程である、
ガラス配線基板の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ガラス配線基板及びガラス配線基板の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、電子機器の高機能化及び小型化が進んでいる。これに伴い、電子機器に搭載される半導体モジュールの高密度化が要求されている。このような要求に応えるために、半導体チップを実装するための配線基板の配線密度を高めることが検討されている。

【0003】

配線基板に含まれるコア材としては、一般的にガラスエポキシ樹脂が用いられている（特許文献１）。近年、コア材としてガラス板を用いたガラス配線基板が注目されている。

【0004】

ガラス板は、ガラスエポキシ樹脂からなるコア材と比較して、より高い平滑度を実現できる。そのため、ガラス配線基板では、超微細配線の形成が可能である。それゆえ、ガラス配線基板を用いると、高密度な実装が可能になる。

【0005】

また、ガラス板の２０℃乃至２６０℃の温度範囲における線膨張係数（ＣＴＥ：Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｆ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｅｘｐａｎｓｉｏｎ）は、シリコン基板を用いた半導体チップの２０℃乃至２６０℃の温度範囲における線膨張係数とほぼ一致する。それゆえ、ガラス配線基板を用いると、残留応力が小さな実装が可能である。

【0006】

さらに、ガラス配線基板は、シリコンインターポーザよりも誘電正接（ｔａｎδ）が低く、高速伝送に優れている。

【0007】

以上のことから、ガラス配線基板は、高性能な電子機器に搭載される半導体モジュールの配線基板の一つとして注目されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開２０００－２５２６３０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

ガラス配線基板は、ガラス板上に導体層が形成されたものである。ガラス配線基板として、図１に示すようなガラス板１０上にコンデンサを形成したガラス配線基板１が提案されている。

【0010】

図１に示すガラス配線基板１は、チタンスパッタ層Ｍ１０１と銅スパッタ層Ｍ１０２と電解銅めっき層Ｍ１０３からなる導体層Ｍ１００と、チタンスパッタ層Ｍ２０１と銅スパッタ層Ｍ２０２と電解銅めっき層Ｍ２０３からなる導体層Ｍ２００と、誘電体層ＤＥと、チタンスパッタ層Ｍ３０１と銅スパッタ層Ｍ３０２と電解銅めっき層Ｍ３０３からなる導体層Ｍ３００と、樹脂層ＩＬとを備える。導体層Ｍ１００は配線又はパッドとして機能する。導体層Ｍ２００と誘電体層ＤＥと導体層Ｍ３００はコンデンサを成し、導体層Ｍ２００は下電極として機能し、導体層Ｍ３００は上電極として機能する。なお、チタンスパッタは各層間の密着性確保、銅スパッタは電解銅めっき層形成時のシード層として活用するのが目的である。

【0011】

ここで、導体層Ｍ１００と導体層Ｍ２００と誘電体層ＤＥと導体層Ｍ３００の総厚ｔは、およそ３０μｍとなるが、この場合、導体層Ｍ１００と導体層Ｍ２００と誘電体層ＤＥと導体層Ｍ３００の中で支配的な銅と、ガラス板１０との線膨張係数の差（銅：１７ｐｐｍ／Ｋ、ガラス：３ｐｐｍ／Ｋ）により、図１に示す、導体層とガラス板が接する部分の端部Ｐ１でガラスにクラックが発生することがあった。端部Ｐ１でガラスにクラックが入るのは、導体層Ｍ１００と導体層Ｍ２００と誘電体層ＤＥと導体層Ｍ３００の応力がガラス板に作用するためである。

【0012】

そこで、本発明は、ガラス配線基板において、ガラス板上に形成された導体層の端部におけるガラスクラックの発生を抑制することが可能な技術を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0013】

上記の課題を解決するために、代表的な本発明のガラス配線基板の一つは、ガラス板と、ガラス板上に形成された導体層とを備える。そして、導体層は、ガラス板側から第１の金属層と第２の金属層と第３の金属層と第４の金属層とが順次積層された構造を有し、断面視において、第４の金属層の幅が、第１の金属層の幅、第２の金属層の幅、第３の金属層の幅よりも狭い。

【発明の効果】

【0014】

本発明によると、ガラス配線基板において、ガラス板上に形成された導体層の端部におけるガラスクラックの発生を抑制することができる。

【0015】

上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の発明を実施するための形態における説明により明らかにされる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】図１は、既に提案されているガラス配線基板の一部を示す断面図である。

【図2】図２は、一実施形態に係るガラス配線基板の一部を概略的に示す平面図である。

【図3】図３は、図２に示すガラス配線基板のＦ２－Ｆ２線に沿った断面図である。

【図4】図４は、図２に示すガラス配線基板のＦ２－Ｆ２線に沿った断面図である。

【図5】図５は、図３、図４に示す導体層の拡大図である。

【図6A】図６Ａは、一実施形態に係るガラス配線基板の製造方法を示す断面図である。

【図6B】図６Ｂは、一実施形態に係るガラス配線基板の製造方法を示す断面図である。

【図6C】図６Ｃは、一実施形態に係るガラス配線基板の製造方法を示す断面図である。

【図6D】図６Ｄは、一実施形態に係るガラス配線基板の製造方法を示す断面図である。

【図6E】図６Ｅは、一実施形態に係るガラス配線基板の製造方法を示す断面図である。

【図6F】図６Ｆは、一実施形態に係るガラス配線基板の製造方法を示す断面図である。

【図7】図７は、実施例に係るガラス配線基板の一部を示す断面図である。

【図8】図８は、比較例に係るガラス配線基板の一部を示す断面図である。

【図9】図９は、実施例と比較例の層の構成を示す表である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではない。また、以下の説明において、同一要素又は同一機能を有する各部分には、同一符号を用いて、重複する説明は省略する。本開示において、「金属層の幅」は、ガラス板の主面に垂直な断面における金属層の一端から他端までの長さを意味する。例えば、図３に示されたコンデンサが積層されるパッドとして機能する導体層Ｍ１０の第１の金属層Ｍ１１の幅は、一端ａから他端ｂまでの長さであり、貫通孔ＴＨの周囲に形成されたパッドとして機能する導体層の第１の金属層Ｍ１１の幅は、一端ｃから他端ｄまでの長さである。図２に示された２つのパッドを接続する配線として機能する導体層を構成する金属層の幅は長手方向に垂直な方向の長さである。

【0018】

図２は、本発明の一実施形態に係るガラス配線基板の一部を概略的に示す平面図である。図２に示すように、ガラス配線基板２は、貫通孔ＴＨを有するガラス板１０と、導体層ＭＬ１と、導体層ＭＬ２とからなる。なお、導体層ＭＬ１は、図２には示されない導体層又は層間ビアとともに、所望の回路を成してもよい。

【0019】

図３は、図２に示すガラス配線基板２のＦ２－Ｆ２線に沿った断面図である。図３は、導体層ＭＬ１のうちコンデンサが積層されるパッドとして機能する導体層Ｍ１０と、導体層ＭＬ２のうち貫通孔ＴＨの周囲に形成されたパッドとして機能する部分に本発明が適用された場合の断面図である。本発明が適用された導体層は、第１の金属層Ｍ１１（以下、金属層Ｍ１１）と第２の金属層Ｍ１２（以下、金属層Ｍ１２）と第３の金属層Ｍ１３（以下、金属層Ｍ１３）と第４の金属層Ｍ１４（以下、金属層Ｍ１４）とからなる。図２に示された導体層ＭＬ２のうち２つのパッドを接続する配線として機能する部分にも本発明が適用される。

【0020】

図１に示された導体層Ｍ２００と誘電体層ＤＥと導体層Ｍ３００と同様に、図３に示された導体層Ｍ２０と誘電体層ＤＥと導体層Ｍ３０はコンデンサを成し、導体層Ｍ２０は、金属層Ｍ２１と金属層Ｍ２２と金属層Ｍ２３とからなり、導体層Ｍ３０は、金属層Ｍ３１と金属層Ｍ３２と金属層Ｍ３３とからなる。ガラス配線基板２は、貫通孔ＴＨ内が樹脂層ＩＬにより充填されている。

【0021】

また、図４に示すように、ガラス配線基板２は、貫通孔ＴＨ内が金属層Ｍ１４によって充填されていてもよい。なお、ガラス配線基板２は、図３と図４には示されない触媒層を含むことがある。

【0022】

ガラス板１０は、典型的には、光透過性を有する。ガラス板１０を構成するガラス材料の成分及びその配合比率は特に限定されない。ガラス板１０としては、例えば、無アルカリガラス、アルカリガラス、ホウ珪酸ガラス、石英ガラス、サファイアガラス、感光性ガラスなど、ケイ酸塩を主成分とするガラスを用いることができる。ガラス板１０としては、半導体パッケージ及び半導体モジュールに用いられるという観点からは、無アルカリガラスを用いることが望ましい。無アルカリガラスに含まれるアルカリ成分の含有率は、０．１質量％以下であることが好ましい。

【0023】

ガラス板１０の厚さは、貫通孔ＴＨの形成容易性や製造時のハンドリング性を考慮すると、０．１ｍｍ以上０．８ｍｍ以下の範囲内にあることが好ましいが、貫通孔ＴＨの形成が不要な場合、厚みは特に限定されない。

【0024】

ガラス板１０の製造方法としては、例えば、フロート法、ダウンドロー法、フュージョン法、アップドロー法、ロールアウト法などが挙げられる。ガラス板１０は、いずれの方法によって作製されたものを用いてもよい。

【0025】

ガラス板１０の線膨張係数は、２０℃乃至２６０℃の温度範囲において、０．５×１０^－６／Ｋ以上１５．０×１０^－６／Ｋ以下の範囲内にあることが好ましく、１×１０^－６／Ｋ以上８．０×１０^－６／Ｋ以下の範囲内にあることがより好ましく、１×１０^－６／Ｋ以上４．０×１０^－６／Ｋ以下の範囲内にあることが更に好ましい。ガラス板１０の線膨張係数がこの範囲内にあると、ガラス配線基板２上に表面実装されるシリコン基板を用いた半導体チップの線膨張係数との差が小さい傾向にある。なお、線膨張係数とは、温度の上昇に対応して長さが変化する割合を意味している。

【0026】

ガラス板１０の少なくとも一方の主面は、機能層を備えていてもよい。機能層としては、例えば、微粒子を含む反射防止層、赤外線吸収剤を含む赤外線遮蔽層、ハードコート材料を含む強度付与層、帯電防止剤を含む帯電防止層、着色剤を含む着色層、光学薄膜を含む光学フィルタ層、光散乱膜を含むテクスチャ制御層、アンチグレア層などを挙げることができる。このような機能層は、例えば、蒸着法、スパッタ法、ウエット方式などの表面処理技術によって形成することができる。

【0027】

ガラス板１０は貫通孔ＴＨを具備していてもよい。貫通孔の長さ方向に対して平行な断面の形状は、長方形であってもよく、Ｘシェイプ、すなわち、貫通孔のトップ径及びボトム径に対して、中央部の径がより小さい形状であってもよく、テーパ状、すなわち、貫通孔のトップ径に対してボトム径がより小さい形状であってもよく、Ｏシェイプ、すなわち、貫通孔のトップ径及びボトム径に対して、中央部の径がより大きい形状であってもよく、その他の形状であってもよい。貫通孔の長さ方向に対して垂直な断面の形状は、円形であってもよく、楕円形であってもよく、多角形であってもよい。

【0028】

図５は、図３、図４に示す導体層ＭＬ１の拡大図である。図５に示すように、導体層Ｍ１０を段差形状とすることにより、導体層Ｍ２０と導体層Ｍ３０と金属層Ｍ１４の応力がガラス板１０と樹脂層ＩＬとに分散して作用し、導体層とガラス板が接する部分の端部Ｐ２でのガラスクラックを抑制することができる。

【0029】

このような形状を構成するため、金属層Ｍ１１と、金属層Ｍ１２と、金属層Ｍ１３と、金属層Ｍ１４の酸性エッチング剤中でのエッチング速度の関係はＭ１４＞Ｍ１２＞Ｍ１３＞＞Ｍ１１にする必要がある。このようなエッチング速度の差異により、製造工程における金属層Ｍ１２をエッチング除去する際に、本実施形態に係る図５に示した段差形状を得ることができる。具体的には、この段差形状とは、金属層Ｍ１４の幅Ｌ－Ｍ１４が、金属層Ｍ１１の幅Ｌ－Ｍ１１、金属層Ｍ１２の幅Ｌ－Ｍ１２、金属層Ｍ１３の幅Ｌ－Ｍ１３よりも狭い（Ｌ－Ｍ１４＜Ｌ－Ｍ１１、Ｌ－Ｍ１２、Ｌ－Ｍ１３）形状を成したものである。

【0030】

金属層Ｍ１１と金属層Ｍ１２と金属層Ｍ１３と金属層Ｍ１４は酸性エッチング剤中でのエッチング速度の関係がＭ１４＞Ｍ１２＞Ｍ１３＞＞Ｍ１１であれば、どのような金属を選択してもよいが、金属層Ｍ１１は、ガラスとの密着性確保と酸性エッチング剤中で難溶解性を示すチタンが望ましく、チタンよりなる金属層Ｍ１１、金属層Ｍ１３との密着性を考慮して、金属層Ｍ１２は銅を選択するのが望ましい。金属層Ｍ１１、金属層Ｍ１２は、製造容易性、製造コストを考慮して、スパッタ法により形成されるのが望ましい。また、金属層Ｍ１１、金属層Ｍ１２、金属層Ｍ１３、金属層Ｍ１４中で最も膜厚が厚い金属層Ｍ１４は、配線抵抗や製造容易性、製造コストを考慮して、電解めっき法により形成した銅であることが望ましい。

【0031】

金属層Ｍ１３は、金属層Ｍ１４、金属層Ｍ１２と比較して、酸性エッチング剤中でのエッチング速度が最も遅いニッケルが望ましい。ニッケルは真空中で成膜してもよく、無電解ニッケルめっき膜でもよい。ただし、ガラス板１０に貫通孔ＴＨが具備される場合は、金属層Ｍ１３は無電解ニッケルめっき膜を用いるのが望ましい。

【0032】

無電解ニッケルを成膜した場合、無電解ニッケルめっき液中に含まれる還元剤である次亜リン酸系の化合物由来のリンが膜中に共析する。

【0033】

金属層Ｍ１３が無電解ニッケルめっき膜の場合、膜中に含有されるリン濃度は特に限定されず、例えば、０．１ｗｔ％から１２ｗｔ％までの範囲内で選択をすることが可能である。

【0034】

無電解ニッケルめっきよりなる金属層Ｍ１３の厚みは、１μｍより厚くなると貫通孔ＴＨ内部でのガラスとの密着性が低下するため、膜厚は１μｍ以下が望ましく、より望ましくは０．３μｍ以下、更に望ましくは０．１μｍ以下である。膜厚を薄くすることで無電解ニッケルめっきの成膜にかかる時間を短縮できる。

【0035】

また、無電解ニッケルめっき膜には還元剤に由来する共析物であるリン以外にも、無電解ニッケルめっき液中に含まれる硫黄や鉛やビスマスなどが含まれていてもよい。あるいは、還元剤にホウ素を含む薬剤を使用することで、無電解ニッケルめっき膜中にホウ素を含有させてもよい。

【0036】

金属層Ｍ１３が無電解ニッケルめっき膜（リン含有率が５ｗｔ％以下）の場合、金属層Ｍ１２の除去を目的として、酸性エッチング剤に浸漬すると、エッチング速度の関係はＭ１４＞Ｍ１２＞Ｍ１３＞＞Ｍ１１のため、段差形状が形成される。

【0037】

また、金属層Ｍ１３が無電解ニッケルめっき膜（リン含有率が５ｗｔ％よりも高い）の場合、金属層Ｍ１２の除去を目的として、酸性エッチング剤に浸漬すると、エッチング速度の関係はＭ１４＞Ｍ１２＞＞Ｍ１３、Ｍ１１のため、段差形状が形成される。

【0038】

すなわち、無電解ニッケルめっき膜中のリン含有率に依存することなく、段差形状を得ることができ、目的とするガラスクラック抑制効果を得ることができる。

【0039】

金属層Ｍ１３が無電解ニッケルめっきで、金属層Ｍ１２が銅の場合、金属層Ｍ１３と金属層Ｍ１２との界面には、無電解ニッケルめっき成膜時に銅表面に施す触媒のパラジウムが介在する。銅上のパラジウムの処理量は限定されない。

【0040】

酸性エッチング剤としては、硫酸と過酸化水素水の混合物、あるいは過硫酸ナトリウムなどを使用することができる。

【0041】

金属層Ｍ２１と金属層Ｍ２２、金属層Ｍ３１と金属層Ｍ３２には、例えば、スパッタ法又はＣＶＤ法によって形成され、例えば、Ｃｕ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔａ、Ａｕ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｐｄ、Ｐｔ、ＡｌＳｉ、ＡｌＳｉＣｕ、ＡｌＣｕ、ＮｉＦｅ、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＡＺＯ、ＺｎＯ、ＰＺＴ、ＴｉＮ、Ｃｕ_３Ｎ_４、Ｃｕ合金単体又は複数組み合わせたものを適用することができる。本実施形態では、電気特性、製造の容易性の観点及びコスト面を考慮して、金属層Ｍ２１、金属層Ｍ３１にはチタンスパッタ膜を、金属層Ｍ２２、金属層Ｍ３２には銅スパッタ膜を用いるのが好ましい。このチタン／銅スパッタ膜の構成にすることで、ガラスと導体層間、導体層と導体層、誘電体層と導体層の各層間で良好な密着性が確保できる。なお、スパッタ工程のタクト短縮のため、チタンと銅の合計膜厚は１μｍ以下とするのが望ましい

【0042】

金属層Ｍ２３、金属層Ｍ３３は、電解めっき法によって形成される。金属層Ｍ２３、金属層Ｍ３３は、製造コストや製造容易性、配線抵抗を考慮して電解めっき法により銅を形成するのが好ましい。

【0043】

誘電体層ＤＥは、スパッタ法、ＣＶＤ法などの真空プロセスによって形成され、アルミニウム、チタン、タンタル、クロム、ランタン、サマリウム、イッテルビウム、イットリウム、ガドリニウム、ジルコニウム、ニオブ、ハフニウム、ガリウム、セリウム、シリコンなどの窒化物や酸化物から選択することができる。誘電体層ＤＥには誘電率が低く絶縁性に優れたシリコンナイトライドや酸化アルミ二ウムを用いるのが望ましい。

【0044】

段差形状は、金属層Ｍ１４の幅Ｌ－Ｍ１４と、金属層Ｍ１１の幅Ｌ－Ｍ１１と、金属層Ｍ１２の幅Ｌ－Ｍ１２と、金属層Ｍ１３の幅Ｌ－Ｍ１３の関係が、Ｌ－Ｍ１４＜Ｌ－Ｍ１３＜Ｌ－Ｍ１２＜Ｌ－Ｍ１１の場合でも、Ｌ－Ｍ１４＜Ｌ－Ｍ１３、Ｌ－Ｍ１２＜Ｌ－Ｍ１１の場合でも本発明に係る効果を得ることができる。

【0045】

次に、図６Ａ～図６Ｆを用いて、貫通孔ＴＨを具備したガラス板１０上の導体層Ｍ１０の製造方法について説明する。

【0046】

図６Ａに示すように、ガラス板１０の両面に、金属層Ｍ１１と金属層Ｍ１２をスパッタ法により形成する。具体的には、金属層Ｍ１１としてチタンスパッタ膜を、金属層Ｍ１２として銅スパッタ膜を形成する。また、金属層Ｍ１２上とガラス板１０のＴＨ内には触媒層ＣＡを形成する。

【0047】

次に、図６Ｂに示すように、触媒層ＣＡ上にレジスト層ＲＥを形成し、レジスト層ＲＥに開口部ＲＥＯを形成する。レジスト層ＲＥの形成前に触媒層ＣＡを形成せずに、レジスト層ＲＥの形成後に触媒層ＣＡを形成すると、レジスト層ＲＥ上にも触媒が吸着する。この場合、レジスト層ＲＥ上にも次工程で形成する無電解ニッケルめっき膜が析出し、目的とする構造が得られなくなるため、望ましくない。

【0048】

次に、図６Ｃに示すように、レジスト層ＲＥの開口部ＲＥＯ内に金属層Ｍ１３を形成する。金属層Ｍ１３は無電解ニッケルめっき膜である。無電解ニッケルめっきは、次亜リン酸を含有する溶液中に浸漬することで形成される。このとき、無電解ニッケルめっき膜中にはリンが不純物として共析する。

【0049】

金属層Ｍ１３を無電解めっき法で形成する場合、金属層Ｍ１３は、触媒層ＣＡが露出した部分に選択的に形成することができる。ただし、ガラス板１０が貫通孔ＴＨを具備しない場合においては、金属層Ｍ１３は無電解ニッケルめっき膜には限定されず、またニッケルにも限定されない。すなわち、酸性溶液中でのエッチング速度がＭ１４＞Ｍ１２＞Ｍ１３＞＞Ｍ１１であれば、金属種は限定されない。

【0050】

次に、図６Ｄに示すように、金属層Ｍ１３上に金属層Ｍ１４を電解めっき法により形成する。具体的には、金属層Ｍ１４として電解銅めっき膜を形成する。

【0051】

次に、図６Ｅに示すように、レジスト層ＲＥを剥離するとともに、触媒層ＣＡと金属層Ｍ１２を除去する。触媒層ＣＡと金属層Ｍ１２は酸性溶液中で除去する。レジスト層ＲＥの形成後に金属層Ｍ１３を形成せずに、レジスト層ＲＥの形成前に金属層Ｍ１３を形成する工法では、金属層Ｍ１３がリン含有率の高い無電解ニッケルめっき膜の場合、金属層Ｍ１３を除去するには、高温高濃度アルカリ溶液中に浸漬する必要があり、この際、ガラス板１０が脆化する懸念があるが、本実施形態の工法では無電解ニッケルめっき膜のエッチングそのものが不要である。すなわち、触媒層ＣＡと銅よりなる金属層Ｍ１２を酸性溶液中でエッチングすればよいため、ガラス板１０の脆化を抑制できる。

【0052】

酸性溶液としては、例えば硫酸や過酸化水素を含むエッチング剤、あるいは過硫酸ナトリウムなどを含む溶液を用いることができる。金属層Ｍ１３の無電解ニッケルめっき膜中に含まれるリンの含有率が高い場合、金属層Ｍ１３はエッチングされない。そのため、触媒層ＣＡと金属層Ｍ１２をエッチングする際に、金属層Ｍ１４の一部がエッチングされることで、導体層Ｍ１０の断面が段差形状となる。

【0053】

一方、金属層Ｍ１３の無電解ニッケルめっき膜中に含まれるリンの含有率が低い場合、触媒層ＣＡと金属層Ｍ１２を除去する際に、金属層Ｍ１３と金属層Ｍ１４もエッチングされるが、エッチング速度の差により、金属層Ｍ１４の幅は、金属層Ｍ１２の幅、金属層Ｍ１３の幅よりも狭くなる。すなわち、リン含有率が高い場合と同様に、導体層Ｍ１０の断面が段差形状となる。

【0054】

次に、図６Ｆに示すように、チタンよりなる金属層Ｍ１１を弱アルカリ溶液中に浸漬することで、エッチング除去し、ガラス配線基板２を得ることができる。このとき、段差形状を維持するために、金属層Ｍ１２と、金属層Ｍ１３と、金属層Ｍ１４はアルカリエッチング剤により、ほとんどエッチングされない必要がある。なお、チタンエッチング剤は弱アルカリ性であるため、ガラスは脆化されない。

【0055】

弱アルカリ性エッチング剤としては、過酸化水素水とリン酸塩の混合物などを使用することができる。

【0056】

以上、本実施形態の工法を用いることにより、導体層を段差形状とすることができ、これにより、線膨張係数差による導体層とガラス板が接する部分でのガラスクラックの発生を抑制することができる。

【実施例0057】

次に、上述したようなガラス配線基板２の構成とその製造方法を用いた場合の作用効果について、実施例を示す図７及び比較例を示す図８を参照して説明する。

【0058】

＜実施例１～４＞
図７を用いて、実施例１～４について説明する。図７は実施例に係るガラス配線基板の一部を示す断面図である。層の構成は図９に示した。実施例１～４における層の構成は、無電解ニッケルめっき膜（金属層Ｍ１３）のリン含有率及び電解銅めっき膜（金属層Ｍ１４）の厚さのみが異なる。すなわち、無電解ニッケルめっき膜（金属層Ｍ１３）のリン含有率が実施例１及び実施例２では１ｗｔ％、実施例３及び実施例４では７ｗｔ％であり、電解銅めっき膜（金属層Ｍ１４）の厚さが実施例１及び実施例３では１０μｍ、実施例２及び実施例４では１５μｍである。

【0059】

導体層Ｍ１０のパターンサイズは５００μｍ□、導体層Ｍ２０、誘電体層ＤＥのパターンサイズは３００μｍ□、導体層Ｍ３０のパターンサイズは２５０μｍ□とした。ガラス板１０には、厚さが０．５ｍｍの低膨張タイプのガラスを使用した。酸性エッチング剤には、硫酸と過酸化水素水の混合物を使用し、弱アルカリ性エッチング剤には、過酸化水素水とリン酸塩の混合物を使用した。

【0060】

金属層Ｍ１４の幅Ｌ－Ｍ１４が、金属層Ｍ１１の幅Ｌ－Ｍ１１、金属層Ｍ１２の幅Ｌ－Ｍ１２、金属層Ｍ１３の幅Ｌ－Ｍ１３よりも狭くなり、段差形状を成している。

【0061】

＜比較例１＞
図８を用いて、比較例１について説明する。図８は比較例に係るガラス配線基板の一部を示す断面図である。層の構成は図９に示した。実施例１、実施例３及び比較例１における層の構成は、無電解ニッケルめっき膜（金属層Ｍ１３）の有無のみが異なる。すなわち、実施例１及び実施例３には無電解ニッケルめっき膜（金属層Ｍ１３）があり、比較例１には無電解ニッケルめっき膜（金属層Ｍ１３）がない。

【0062】

導体層Ｍ１０のパターンサイズは５００μｍ□、導体層Ｍ２０、誘電体層ＤＥのパターンサイズは３００μｍ□、導体層Ｍ３０のパターンサイズは２５０μｍ□とした。ガラス板１０には、厚さが０．５ｍｍの低膨張タイプのガラスを使用した。酸性エッチング剤には、硫酸と過酸化水素水の混合物を使用し、弱アルカリ性エッチング剤には、過酸化水素水とリン酸塩の混合物を使用した。

【0063】

金属層Ｍ１４の幅Ｌ－Ｍ１４が、金属層Ｍ１１の幅Ｌ－Ｍ１１、金属層Ｍ１２の幅Ｌ－Ｍ１２、金属層Ｍ１３の幅Ｌ－Ｍ１３よりも狭くならず、段差形状を成していない。

【0064】

＜作用効果の確認＞
本実施形態の効果の確認として、実施例１～４と比較例１で作製したガラス配線基板にて、以下の評価を実施した。

【0065】

＜評価方法と条件＞
図９記載の仕様の実施例１～４及び比較例１に係るガラス配線基板を温度サイクル試験（ＴＣＴ）によりガラスクラック耐性を評価した。
試験条件：－５５℃／１５分⇔１２５℃／１５分、１０００サイクル

【0066】

＜評価結果＞
導体層Ｍ１０が段差形状を示す実施例１～４では図７記載の端部Ｐ２において、ガラスクラックは発生しなかったが、比較例１の段差形状のない導体層Ｍ１０では図８記載の端部Ｐ２において、クラックが生じた。これにより、導体層Ｍ１０を段差形状とすることによるガラス板に対する導体層の応力緩和効果が確認された。また、実施例１～４では無電解ニッケルめっき膜（金属層Ｍ１３）のリン含有率及び電解銅めっき膜（金属層Ｍ１４）の厚さによらず、ガラスにはクラックが発生しなかった。

【0067】

上述の実施形態は一例であって、その他、具体的な細部構造などについては適宜に変更可能であることは勿論である。

【0068】

また、コンデンサが積層されるパッドとして機能する導体層と、貫通孔の周囲に形成されたパッドとして機能する導体層に本発明を適用した実施形態について説明したが、本発明は、ガラス板とガラス板上に形成された導体層とを備えるガラス配線基板一般に適用可能である。

【0069】

本発明は、主基板にも、主基板とＩＣチップとの間に介在するインターポーザとして機能する配線基板にも利用可能である。

【符号の説明】

【0070】

ＣＡ 触媒層
ＴＨ 貫通孔
ＤＥ 誘電体層
ＩＬ 樹脂層
ＲＥ レジスト層
ＲＥＯ レジスト層ＲＥの開口部
１、２ ガラス配線基板
１０ ガラス板
Ｍ１１、Ｍ１２、Ｍ１３、Ｍ１４、Ｍ２１、Ｍ２２、Ｍ２３、Ｍ３１、Ｍ３２、Ｍ３３ 金属層
ＭＬ１、ＭＬ２ 導体層
Ｍ１０、Ｍ２０、Ｍ３０ 導体層
Ｍ１００、Ｍ２００、Ｍ３００ 導体層
Ｍ１０１、Ｍ２０１、Ｍ３０１ チタンスパッタ層
Ｍ１０２、Ｍ２０２、Ｍ３０２ 銅スパッタ層
Ｍ１０３、Ｍ２０３、Ｍ３０３ 電解銅めっき層
Ｌ－Ｍ１１ 第１の金属層Ｍ１１の幅
Ｌ－Ｍ１２ 第２の金属層Ｍ１２の幅
Ｌ－Ｍ１３ 第３の金属層Ｍ１３の幅
Ｌ－Ｍ１４ 第４の金属層Ｍ１４の幅

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図6C】

【図6D】

【図6E】

【図6F】

【図7】

【図8】

【図9】