特開 2023-114933 配線基板及び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】P2023114933

(43)【公開日】2023-08-18

(54)【発明の名称】配線基板及び配線基板の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H05K 3/40 20060101AFI20230810BHJP

   H05K 3/18 20060101ALI20230810BHJP

   C25D 7/00 20060101ALI20230810BHJP

   C25D 5/10 20060101ALI20230810BHJP

   C25D 5/02 20060101ALI20230810BHJP

   C25D 3/38 20060101ALI20230810BHJP

【ＦＩ】

H05K3/40 K

H05K3/18 F

C25D7/00 J

C25D5/10

C25D5/02 B

C25D3/38 101

【審査請求】未請求

【請求項の数】18

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022017534

(22)【出願日】2022-02-07

(71)【出願人】

【識別番号】000000158

【氏名又は名称】イビデン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001896

【氏名又は名称】弁理士法人朝日奈特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】君島 康紀

【テーマコード（参考）】

4K023

4K024

5E317

5E343

【Ｆターム（参考）】

4K023AA04

4K023AA19

4K023BA06

4K023BA29

4K023CA09

4K023DA07

4K024AA09

4K024AB02

4K024BA09

4K024BB11

4K024CA02

4K024CA06

5E317AA24

5E317BB02

5E317BB03

5E317BB12

5E317CC32

5E317CC33

5E317CC35

5E317GG20

5E343BB24

5E343BB71

5E343DD23

5E343DD25

5E343DD33

5E343DD43

5E343DD47

5E343DD48

5E343GG06

(57)【要約】

【課題】配線基板のビア導体の信頼性向上。
【解決手段】実施形態の配線基板の製造方法は、第１導体層２２を第１絶縁層２１上に形成することと、第１導体層２２を覆うように第１絶縁層２１上に第２絶縁層２３を形成することと、第１導体層２１の一部が露出するように第２絶縁層２３にビアホール２４を形成することと、ビアホール２４内にビア導体を形成することと、第２絶縁層２３の上に第２導体層１４を形成することと、を含んでいる。ビア導体を形成することは、第１のめっき条件でビアホール２４の底面及び側面に第１めっき膜１１を、ビアホール２４の底面上の部分１１ａと側面上の部分１１ｂとの間に間隙部を有するように形成することと、間隙部及び第１めっき膜１１の上に、第１のめっき条件と異なる第２のめっき条件で、ビアホール２４を充填する第２めっき膜１２を形成することと、を含んでいる。
【選択図】図１Ｂ

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１絶縁層と、
前記第１絶縁層の上に形成されている第１導体層と、
前記第１導体層を覆うように前記第１絶縁層の上に形成されている第２絶縁層と、
前記第２絶縁層において、前記第１導体層の一部が露出するように形成されたビアホールと、
前記ビアホールの内面及び前記第２絶縁層における前記第１絶縁層と対向する面の反対面である第１面に形成されたシード層と、
前記ビアホールの内部に形成されたビア導体と、
前記ビア導体と連結し、かつ、前記第１面に形成された第２導体層と、
を備える配線基板であって、
前記ビア導体は、前記ビアホールの底面及び側面に相互に分離して形成された第１めっき膜と、前記第１めっき膜の分離により前記第１めっき膜で覆われない前記第１めっき膜の間隙部及び前記第１めっき膜の前記ビアホールの内部を向く面の少なくとも一部を覆うように形成された第２めっき膜とを含んでいる。

【請求項2】

請求項１記載の配線基板であって、前記第１めっき膜及び前記第２めっき膜は、それぞれ電解めっき膜である。

【請求項3】

請求項２記載の配線基板であって、前記第１めっき膜及び前記第２めっき膜はそれぞれ銅を主成分として含んでいる。

【請求項4】

請求項１記載の配線基板であって、前記ビアホールの側面に形成されている前記第１めっき膜は、前記第１面上に形成されている前記第１めっき膜と連続している。

【請求項5】

請求項１記載の配線基板であって、前記ビアホールの底面に形成されている前記第１めっき膜は、中央部が隆起している。

【請求項6】

請求項１記載の配線基板であって、前記ビアホールのアスペクト比は、０.２５以上、０.９０以下である。

【請求項7】

請求項１記載の配線基板であって、前記ビアホールが前記第２めっき膜により充填されている。

【請求項8】

配線パターンを含む第１導体層を第１絶縁層上に形成することと、
前記第１導体層を覆うように前記第１絶縁層上に第２絶縁層を形成することと、
前記第１導体層の一部が露出するように前記第２絶縁層にビアホールを形成することと、
前記ビアホール内にビア導体を形成することと、
前記第２絶縁層の上に第２導体層を形成することと、
を含む配線基板の製造方法であって、
前記ビア導体を形成することは、
第１のめっき条件で前記ビアホールの底面及び側面に第１めっき膜を、前記底面上の部分と前記側面上の部分との間に間隙部を有するように形成することと、
前記間隙部及び前記第１めっき膜の上に、前記第１のめっき条件と異なる第２のめっき条件で、前記ビアホールを充填する第２めっき膜を形成することと、
を含んでいる。

【請求項9】

請求項８記載の配線基板の製造方法であって、前記第１めっき膜及び前記第２めっき膜は電解めっきによって形成される。

【請求項10】

請求項９記載の配線基板の製造方法であって、前記第２のめっき条件の電流密度は、前記第１のめっき条件の電流密度よりも大きい。

【請求項11】

請求項１０記載の配線基板の製造方法であって、前記第２のめっき条件の電流密度は、前記第１のめっき条件の電流密度の１.２倍以上、３０倍以下である。

【請求項12】

請求項９記載の配線基板の製造方法であって、前記電解めっきは、直流電流を印加することを含んでいる。

【請求項13】

請求項８記載の配線基板の製造方法であって、前記第２めっき膜は、前記間隙部において前記第１めっき膜で被覆されていない前記ビアホールの内面から析出される。

【請求項14】

請求項８記載の配線基板の製造方法であって、前記第１のめっき条件及び前記第２のめっき条件は、銅塩を含むめっき液を用いることを含んでいる。

【請求項15】

請求項１４記載の配線基板の製造方法であって、前記銅塩が硫酸銅、硝酸銅、ギ酸銅及び塩化第２銅よりなる群から選ばれる少なくとも１種である。

【請求項16】

請求項１４記載の配線基板の製造方法であって、前記第１のめっき条件及び前記第２のめっき条件は、銅塩を含むめっき液中にめっき成長を促進するめっき促進剤を添加することを含んでいる。

【請求項17】

請求項１４記載の配線基板の製造方法であって、前記第１のめっき条件及び前記第２のめっき条件は、銅塩を含むめっき液中にめっき成長を抑制するめっき抑制剤を添加することを含んでいる。

【請求項18】

請求項８記載の配線基板の製造方法であって、前記第１めっき膜を形成する前に、前記ビアホールの底面及び側面を含む内面、及び前記第２絶縁層における前記第１絶縁層と対向する面の反対面にシード層が形成される。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、配線基板及び配線基板の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、プリント基板用銅めっきに関し、銅めっき液組成物が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１４－２２４３０４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１の開示では、ビアホールの底面側の内部に十分な金属を析出させることができなくなり、めっき膜にボイドや表面の凹みが生じやすくなることがある。また、電解めっきの時間が長くなることがある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明の配線基板は、第１絶縁層と、前記第１絶縁層の上に形成されている第１導体層と、前記第１導体層を覆うように前記第１絶縁層の上に形成されている第２絶縁層と、前記第２絶縁層において、前記第１導体層の一部が露出するように形成されたビアホールと、前記ビアホールの内面及び前記第２絶縁層における前記第１絶縁層と対向する面の反対面である第１面に形成されたシード層と、前記ビアホールの内部に形成されたビア導体と、前記ビア導体と連結し、かつ、前記第１面に形成された第２導体層と、を備えている。そして、前記ビア導体は、前記ビアホールの底面及び側面に相互に分離して形成された第１めっき膜と、前記第１めっき膜の分離により前記第１めっき膜で覆われない前記第１めっき膜の間隙部及び前記第１めっき膜の前記ビアホールの内部を向く面の少なくとも一部を覆うように形成された第２めっき膜とを含んでいる。

【0006】

本発明の配線基板の製造方法は、配線パターンを含む第１導体層を第１絶縁層上に形成することと、前記第１導体層を覆うように前記第１絶縁層上に第２絶縁層を形成することと、前記第１導体層の一部が露出するように前記第２絶縁層にビアホールを形成することと、前記ビアホール内にビア導体を形成することと、前記第２絶縁層の上に第２導体層を形成することと、を含む配線基板の製造方法であって、前記ビア導体を形成することは、第１のめっき条件で前記ビアホールの底面及び側面に第１めっき膜を、前記底面上の部分と前記側面上の部分との間に間隙部を有するように形成することと、前記間隙部及び前記第１めっき膜の上に、前記第１のめっき条件と異なる第２のめっき条件で、前記ビアホールを充填する第２めっき膜を形成することと、を含んでいる。

【0007】

本発明の実施形態によれば、信頼性の高いビア導体を有する配線基板、及びそのような配線基板を容易に製造できる配線基板の製造方法が提供されると考えられる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1A】本発明の一実施形態の第１めっき膜を形成する工程の断面図。

【図1B】本発明の一実施形態の第２めっき膜を形成する工程の断面図。

【図1C】図１Ｂの状態の実際のＳＥＭ写真。

【図1D】本発明の一実施形態のビアホール内を完全に埋め込んだ状態の概略断面図。

【図1E】図１Ｄの状態の実際のＳＥＭ写真。

【図2A】本発明の実施形態の配線基板の製造方法の一例を示す断面図。

【図2B】本発明の実施形態の配線基板の製造方法の一例を示す断面図。

【図2C】本発明の実施形態の配線基板の製造方法の一例を示す断面図。

【図2D】本発明の実施形態の配線基板の製造方法の一例を示す断面図。

【図2E】本発明の実施形態の配線基板の製造方法の一例を示す断面図。

【図2F】本発明の実施形態の配線基板の製造方法の一例を示す断面図。

【発明を実施するための形態】

【0009】

実施形態の配線基板及び配線基板の製造方法では、ビルドアップされた配線基板の絶縁層に形成されたビアホール内にボイドやディンプルなどを生じさせることなく、めっき金属を電解めっきによって埋め込んでビア導体が形成される。そこで実施形態の配線基板の製造方法におけるビア導体の形成方法がまず説明される。

【0010】

図１Ａには、一実施形態の配線基板の製造方法における第１めっき膜を形成する工程の断面図が示されている。図１Ａに示されるように、ビルドアップ層の一部で第１絶縁層２１の一面に第１導体層２２が形成され、その第１導体層２２を覆うように第２絶縁層２３が形成されている。そして、第２絶縁層２３に第１導体層２２の一部が露出するようにビアホール２４が形成されている。このビアホール２４の内表面及び第２絶縁層２３の第１絶縁層２１と反対面である第１面２３ａにめっき電流給電用のシード層２５が形成されている。この状態で電解めっきにより第１めっき膜１１及び第２めっき膜１２を含むビア導体１３（図１Ｄ参照）がビアホール２４の内部に、第２導体層１４（図１Ｄ参照）が、第２絶縁層２３の第１面２３ａの上に形成される。

【0011】

まず、図１Ａに示されるように、第２絶縁層２３に形成されたビアホール２４の底面すなわち、ビアホール２４の形成により露出する第１導体層２２の一面、ビアホール２４の側壁及び第２絶縁層２３の第１面２３ａの上方に第１めっき膜１１（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ）が第１のめっき条件である低電流密度の電解めっきによって形成されている。低電流密度の電解めっきでは、析出するめっき金属が少ないため、めっき膜としては短時間では余り厚くならない。そのため、ビアホール２４内に形成される第１めっき膜１１ａ、１１ｂは薄いが角部を除いてほぼ均一に形成される。しかし、ビアホール２４の底面と側面の境界部である角部にはめっき金属の析出が起り難い。そのため、めっき時間が長くなければ、ビアホールの底面と側面の境界部である角部には第１めっき膜１１が成長しないで底面に形成された第１めっき膜１１ａと側面に形成された第１めっき膜１１ｂとの間に凹形状の間隙部が形成される。この際、第２絶縁層２３の第１面２３ａの上方にも第１めっき膜１１ｃが薄く形成される。

【0012】

電解めっき液には、後述されるように、めっき成長を抑制する抑制剤とめっき成長を促進する促進剤などの添加物が添加されている。これらの作用については後述されるが、その作用によって、ビアホール２４の開口部の角部Ｃでもめっき膜が集中することなく、また、第２絶縁層２３の上方の平坦部にも厚くめっき金属が析出することなく、ビアホール２４の内面である底面及び側面に第１めっき膜１１ａ、１１ｂが形成される。図１Ａ～１Ｃでは、ビアホール２４の側面の第１めっき膜１１ｂと第２絶縁層２３の上方の第１めっき膜１１ｃとが同程度の厚さで連続して形成されているが、前述の抑制剤などの作用によって、第２絶縁層２３の第１面２３ａの上方で析出する第１めっき膜１１ｃはビアホール２４の側面の第１めっき膜１１ｂよりも薄くてもよい。

【0013】

具体的には、第１めっき膜１１は第１のめっき条件の電解めっきによって形成される。第１のめっき条件は、例えば０.５Ａ／ｄｍ²以上、３Ａ／ｄｍ²以下程度の低電流密度で行われる。電流密度が小さいと、前述のように、析出するめっき金属の量が少なく、薄い第１めっき膜１１が形成され得る。そのため、めっき時間を短くすることによって、ビアホール２４の底面の角部にめっき金属が析出しない状態で第１めっき膜１１ａ、１１ｂの間に凹形状の間隙部（凹部）が形成され得る。この第１のめっき条件による電解めっきは、析出するめっき金属が少ないが、第１めっき膜１１は薄いので、それほどめっき時間が長くなることはない。この際、ビアホール２４の底面では底面の中心部ではめっき金属の析出が顕著で、図１Ａに示されるように、底面の第１めっき膜１１ａは中央部が隆起した形状になる。また、ビアホール２４の開口部の角部Ｃは電流が集中しやすいが、前述の抑制剤の作用によって、角部Ｃ及び絶縁層２３の第１面２３ａの上のめっき成長が抑制される。

【0014】

換言すると、ビアホール２４の底面上の第１めっき膜１１ａと側面上の第１めっき膜１１ｂとが連結しないで、その間にビアホール２４の内面（シード層２５）が覆われないで凹形状の間隙部が形成されるように第１のめっき条件による電解めっきが終了される。その結果、ビアホール２４の側面に形成される第１めっき膜１１ｂと第２絶縁層２３の第１面２３ａの上に形成される第１めっき膜１１ｃは連続して形成され得る。換言すると、底面上の第１めっき膜１１ａと側面上の第１めっき膜１１ｂとは離れ過ぎず、かつ、近づき過ぎないで、両者の間に凹部が形成されるように第１めっき膜１１ａ、１１ｂが形成されているが、側面上の第１めっき膜１１ｂと第２絶縁層２３の第１面２３ａの上の第１めっき膜１１ｃは連続して形成され得る。例えばビアホール２４の径が５０μｍ程度で、深さが３０μｍ程度である場合に、電流密度が１Ａ／ｄｍ²の場合、１分以上、５分以下程度が好ましい。このビアホール２４のアスペクト比は０.２５以上、０.９０以下程度に形成され得る。

【0015】

第２めっき膜１２は、ビアホール２４内の底面と側面に分離して形成された第１めっき膜１１ａ、１１ｂの間隙部で、第１めっき膜１１で覆われないビアホール２４の内面（露出しているシード層２５）及び第１めっき膜１１のビアホール２４の中心部を向く面の少なくとも一部を覆うように形成されている。具体的には、図１Ｂに断面図、図１Ｃに実際の走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真で示されるように、高電流密度の第２のめっき条件によって、ビアホール２４の底面に形成された第１めっき膜１１ａと側面に形成された第１めっき膜１１ｂとの凹形状の間隙部であるビアホール２４の底面角部で第１めっき膜１１の形成されていないシード層２５上にめっき膜が優先的に成長し、ビアホール２４を充填する第２めっき膜１２が形成されている。

【0016】

第２のめっき条件は、例えば４Ａ／ｄｍ²以上、１５Ａ／ｄｍ²以下程度の高電流密度の電流条件である。この高電流密度の条件で電解めっきが行われると、析出するめっき金属が多く、短時間で厚いめっき膜を得ることができる。一方で、前述のビアホール２４の底面上の第１めっき膜１１ａと側面上の第１めっき膜１１ｂとの間に形成された凹部はその間隔が非常に狭く、第１金属膜１１ａ、１１ｂの表面よりも相対的に狭い空間である。そのため、例えば電解めっき液に添加される抑制剤の吸着は非常に少なく、第１めっき膜１１の表面よりも相対的に電解めっきによるめっき金属の析出が顕著になる。そのため、ビアホール２４の底面の角部でシード層２５の露出部に優先的に第２めっき膜１２が形成される。そのため、第２のめっき条件による電解めっきにおいては、第１めっき膜１１ａ、１１ｂの形成されていないビアホール２４の底面の角部からの成長が多い。しかし、第１めっき膜１１の表面にも第２めっき膜１２は成長する。

【0017】

一方、ビアホール２４外の第２絶縁層２３の第１面２３ａ上や、角部Ｃのシード層２５には、ビアホール２４内よりもさらに抑制剤などの作用によって第２めっき膜１２の成長が抑制されている。従って、添加される抑制剤などの添加物の作用によって、ビアホール２４の底面角部の第１めっき膜１１ａ、１１ｂの間の凹形状の部分において、最も第２めっき膜１２の成長が進み、次いで、ビアホール２４の第１めっき膜の表面の成長が進み、第２絶縁層２３の第１面２３ａの上では一番第２めっき膜１２の成長が少なくなる。その結果、第２めっき膜１２はビアホール２４の底面側から成長し、ビアホール２４の内部にボイドなどが形成されることなく、また、ビアホール２４内に形成されたビア導体１３の上面と第２絶縁層２３上の第２導体層１４（図１Ｄ参照）の表面とをほぼ面一にすることが可能となる。

【0018】

換言すると、第１めっき膜１１が形成され、その上に第２めっき膜１２が高電流密度の第２のめっき条件で第２めっき膜１２が形成されている。従って、図１Ｄに概略断面図が、図１Ｅに実際の走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真が示されるように、ビアホール２４内にシード層２５、第１めっき膜１１ａ、１１ｂ、及び第２めっき膜１２を含むビア導体１３が形成される。また、第２絶縁層２３の第１面２３ａ上には、シード層２５からなる金属層、第１めっき膜１１ｃ、及び第２めっき膜１２を含む第２導体層１４が形成される。第２導体層１４は、例えばセミアディティブ法などによって、所望の配線のパターンや接続パッド、電極パッドなどの種々の導体パターンを含むように形成され得る。

【0019】

図１Ｄに示される例では、ビアホール２４の底面の第１めっき膜１１ａと側面の第１めっき膜１１ｂとの間隙部を埋め込む第２めっき膜１２（図１Ｂの状態）が形成された後に、第２のめっき条件の継続でビア導体１３及び第２導体層１４が形成されている。しかし、図１Ｂの状態の後に再度第１のめっき条件、すなわち低電流密度による電解めっきを続けてもよいし、第２のめっき条件よりもさらに高電流密度など、他のめっき条件によってビアホール２４内の残部を埋め込むこともできる。

【0020】

さらに、めっきの成長を抑制する抑制剤及び成長を促進する促進剤などがめっき液中に最適な割合で添加されることによって第２絶縁層２３の第１面２３ａ上のめっき膜の成長が抑制されることによって、本実施形態では、ビアホール２４内の成長が促進され、図１Ｄに示されるように、ビア導体１３の表面と第２導体層１４の表面とがほぼ面一に形成され得る。

【0021】

第１めっき膜１１の下面にはめっき電流給電用のシード層２５が形成されている。シード層２５は、一般的には金属イオン（多くの場合錯体）と還元剤を含む化学めっき液を用いた無電解めっき（化学めっき）、スパッタリング、真空蒸着などの物理的蒸着法、又はＣＶＤなどの化学的蒸着法などによって形成される。

【0022】

本実施形態の配線基板においては、ビア導体１３及び第２導体層１４が、シード層（金属層）２５、第１めっき膜１１及び第２めっき膜１２によって形成され、第１めっき膜１１がビアホール２４の底面、及び側面に相互に連結しないで、その間に凹形状の間隙部が形成されている。そのため、底面に形成される第１めっき膜１１ａと、側面に形成される第１めっき膜１１ｂとの間にシード層２５が露出し、その上に第２めっき膜１２が埋め込むように形成されている。第２めっき膜１２は、ビアホール２４の底面及び側面に形成された第１めっき膜１１ａ、１１ｂ上も被覆し得るためビアホール２４の底部から第２めっき膜１２は埋まっている。そのため、ビアホール２４内でのボイドやディンプルなどの形成が抑制され得る。すなわち、比抵抗が小さく、信頼性の高いビア導体１３を含む配線基板が短時間で得られる。

【0023】

本実施形態の配線基板のビア導体１３及び第２導体層１４を形成するめっき液は銅塩及び酸を含む水溶液にめっき成長を抑制する抑制剤、めっき成長を促進する促進剤などの添加物が添加された銅めっき液が用いられる。銅塩としては、硫酸銅（ＣｕＳＯ₄・５Ｈ₂Ｏ）が用いられるが、硫酸銅に限らず、硝酸銅（Ｃｕ（ＮＯ₃）₂）、ギ酸銅（Ｃｕ（ＨＣＯＯ）₂）、塩化第２銅（ＣｕＣｌ₂・２Ｈ₂Ｏ）などを用いることもできる。

【0024】

酸としては、硫酸（Ｈ₂ＳＯ₄・５Ｈ₂Ｏ）が一般的に用いられるがそれに限らず、塩酸（ＨＣｌ）、酢酸（ＣＨ₃ＣＯＯＨ）、フッ化ホウ素酸（ＨＢＦ₄）などを用いることができる。

【0025】

抑制剤は、例えば高分子の有機物などからなり、分子量が大きく移動性が小さいので、物質の拡散則に伴い、基板表面の平坦部に多く吸着し、ビアホール２４内などの狭い領域には吸着し難い。従って、図１Ａに示される構造では、第２絶縁層２３の第１面２３ａ上の平坦面には抑制剤が吸着しやすい。そのため、ビアホール２４内にはめっきの析出が行われるが、第２絶縁層２３の第１面２３ａ上の平坦面にはめっき金属の析出が抑制される。同じ理屈で、前述のビアホール２４内に第１めっき膜１１ａ、１１ｂで形成された凹形状の間隙部では、ビアホール２４内にある程度の抑制剤が入っているが、第１めっき膜１１ａ、１１ｂの間隙部には分子量の大きい抑制剤は殆ど侵入できないため、第１めっき膜１１ａ、１１ｂの表面よりもめっき金属の析出が促進される。その結果、図１Ａ～１Ｃに示されるように、ビアホール２４内にボイドなどを生じさせることなく埋め込むビア導体１３と第２絶縁層２３の第１面２３ａの上に形成される配線などの第２導体層１４を同時に電解めっきで形成しながら、ビア導体１３の表面と第２導体層１４の表面とをほぼ面一にすることが容易になる。なお、抑制剤は、第２絶縁層２３の第１面２３ａ上の平坦面と共にビアホール２４の開口部の角部Ｃにも付着しやすい。そのため、この抑制剤が添加されることによって、角部Ｃでの局部的なめっき膜の成長も抑制され得る。

【0026】

促進剤は、塩化イオン（Ｃｌ）、塩酸（ＨＣｌ）、塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）などにより形成され、めっきの析出を促進する作用をする。この促進剤は、ビアホール２４の底面、側面、及び第２絶縁層２３上の平面部にもほぼ一様に吸着される。めっきが進行すると、ビアホール２４の内部ではめっき金属の成長に伴い、促進剤が密になる。そのため、ビアホール２４の内部でのめっき速度が第２絶縁層２３上の平面部よりも早くなる。一方、前述の抑制剤も添加されることによって、平坦部ではめっき金属の成長が抑制される。すなわち、この促進剤と抑制剤とが適当な比率によって添加されることにより、厚いビア導体１３の表面と薄い第２導体層１４の表面が均一化される。

【0027】

一般的には、これらの抑制剤と促進剤は一つのめっき液内に適度な配合で混合され、両者の効果によってビアホール２４の内部に銅が充填される。ビアホール２４の径や深さなどによってめっき金属の析出特性が異なるからである。

【0028】

添加剤としては、前述の抑制剤及び促進剤に限らず、平坦面に吸着されやすくビアホール２４内には吸着しにくい平坦剤、結晶核の成長点に吸着して結晶の成長を抑制する光沢剤、還元剤などが添加され得る。

【0029】

前述の抑制剤が添加されることによって、ビアホール２４の開口部にある角部Ｃや第２絶縁層２３の第１面２３ａ上では結晶の析出が抑制され得る。一方、ビアホール２４の内部、さらにはビアホール２４内に形成された凹部（間隙部）には抑制剤は吸着し難いため、ビアホール２４の底面及び側面にめっき金属である銅が析出する。しかし、ビアホール２４内が一様であれば、ビアホール２４の底面の角部には相対的にめっき金属の析出はし難い。その結果、第１のめっき条件による電解めっきの時間を短時間に制御することによって、図１Ａに示されるように、ビアホール２４の底面に第１めっき膜１１ａ、側面に第１めっき膜１１ｂが、それぞれ、互いに連結しないように形成される。この底面に形成される第１めっき膜１１ａと側面に形成される第１めっき膜１１ｂは分離し、その間隙部にビアホール２４内のシード層２５が露出している。

【0030】

第２のめっき条件の電流密度は、第１のめっき条件の電流密度よりも大きい。具体的には、４Ａ／ｄｍ²以上、１５Ａ／ｄｍ²以下が好ましい。換言すると、第１のめっき条件の電流密度の１.２倍以上、３０倍以下程度であることが好ましい。その結果、第２のめっき条件による第２めっき膜１２は短時間で形成される。しかも、図１Ｂに示されるように、ビアホール２４の底面部には、前述のように、第１金属膜１１ａ、１１ｂの間隙部が凹形状になっているため、その間隙部から優先的に第２めっき膜１２が形成される。その結果、ボイドなどが形成されることなく図１Ｄに示されるようにビアホール２４内に短時間でビア導体１３が形成され、第２絶縁層２３の第１面２３ａ上に第２導体層１４が形成される。

【0031】

次に、一実施形態の配線基板の製造方法が、図２Ａ～２Ｆを参照して説明される。図２Ａ～２Ｆは、ビルドアップ形成された配線基板を製造する際のビア導体を形成する部分のみが示されている。

【0032】

図２Ａに示されるように、配線パターンを含む第１導体層２２が第１絶縁層２１上に形成される。第１絶縁層２１は、任意の絶縁性樹脂によって形成される。絶縁性樹脂としては、エポキシ樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂（ＢＴ樹脂）又はフェノール樹脂などが例示される。図２Ａの例では明示されていないが、第１絶縁層２１は、ガラス繊維やアラミド繊維などで形成される芯材（補強材）を含み得る。図２Ａには示されていないが、ガラス繊維などからなる芯材を含み得る。第１絶縁層２１は、さらに、シリカ（ＳｉＯ₂）、アルミナ、又はムライトなどの微粒子からなる無機フィラー（図示せず）を含み得る。

【0033】

第１導体層２２は、第１絶縁層２１に積層された金属箔がサブトラクティブ法によるパターニングによって、所望の導体パターンを有するものでも良いし、後述する第２導体層１４のようにセミアディティブ法によって形成されたものでも良い。金属としては、特に限定されず、銅又はニッケルなどの任意の金属が用いられ得る。

【0034】

図２Ｂに示されるように、第１導体層２２を覆うように第１絶縁層２１上に第２絶縁層２３が形成される。具体的には、例えばフィルム状のエポキシ樹脂が、第１導体層２２が形成された第１絶縁層２１の上に積層され、加熱及び加圧される。その結果、第２絶縁層２３が形成される。

【0035】

図２Ｃに示されるように、第１導体層２２の一部が露出するように第２絶縁層２３にビアホール２４が形成される。具体的には、第２絶縁層２３の下層と上層の導体層を接続するためのビア導体１３を第２絶縁層２３に形成するためのビアホール２４が、例えば炭酸ガスレーザー光の照射などによって形成される。ビアホール２４は、炭酸ガスレーザー光が第２絶縁層２３の奥に進むにつれて弱くなるので、図２Ｃに示されるように断面形状がテーパー形状であり、開口部より底面部で細くなる形状になる。ビアホール２４の形成により露出した第１導体層２２の表面がビアホール２４の底面になる。

【0036】

図２Ｄに示されるように、ビアホール２４の底面及び側面を含む内面及び第２絶縁層２３の第１絶縁層２１と対向する面と反対面である第１面２３ａにめっき電流供給用のシード層２５が形成される。シード層２５は、例えば無電解めっきなどの化学めっき又はスパッタリング、真空蒸着などの物理的蒸着もしくはＣＶＤなどの化学的蒸着により形成され得る。第２絶縁層２３の第１面２３ａやビアホール２４の側面は絶縁層なので、電解めっきのための電気を流すことができない。そのため、給電用として金属皮膜がほぼ全面に形成される。このシード層２５は電流を流すことができればよく、切れ目が生じない程度の薄い層で形成される。

【0037】

その後、図２Ｅに示されるように、第１のめっき条件によってビアホール２４の底面及び側面に、底面上の部分１１ａと側面上の部分１１ｂとの間に凹形状の間隙部を有するように第１めっき膜１１が形成される。すなわち、底面上の部分１１ａと側面上の部分１１ｂとが相互に連結しないで、その間に凹部が形成されるように、そして、ビアホール２４の底面側のシード層２５の一部が被覆されないように、第１めっき膜１１（１１ａ、１１ｂ）が形成される。換言すると、この間隙部が大き過ぎず、かつ、小さ過ぎないように第１めっき膜１１ａ、１１ｂが形成される。従って、第１めっき膜１１は薄く形成され、ビアホール２４の側面に析出する第１めっき膜１１ｂが対向する側面に析出する第１めっき膜１１ｂと接触する恐れはなく、第１めっき膜１１が形成される。前述したように、側面に析出する第１めっき膜１１ｂが対向する側面に析出する第１めっき膜１１ｂと接触すると、その部分よりも底面側にボイドが形成されやすくなるが、その恐れは生じないと考えられる。また、ビアホール２４の底面に析出する第１めっき膜１１ａとビアホール２４の側面に形成される第１めっき膜１１ｂとが接触して、ビアホール２４の内面が全て第１めっき膜１１によって覆われると、次の第２のめっき条件によるめっき成長が底面側で十分にできなくなる恐れがあるが、その可能性も生じないと考えられる。

【0038】

第２絶縁層２３の第１面２３ａのシード層２５上には、例えば前述の抑制剤が電解めっき液に添加されることによって、拡散則により、ビアホール２４の内部に比べて抑制剤が多く吸着されるのでめっき金属の析出が抑制され、ビアホール２４の内部ほどはめっき膜が析出せずに薄い層として第１めっき膜１１ｃが形成される。この第１めっき膜１１ｃの厚さは、添加する抑制剤や促進剤などの混合割合などによって調整することができる。

【0039】

次に、図２Ｆに示されるように、第２のめっき条件によってビアホール２４の底面及び側面に形成された第１めっき膜１１ａ、１１ｂの間で第１めっき膜１１によって覆われていないシード層２５の部分からめっき金属（銅）の析出が始まる。前述のように、電解めっき液に添加される抑制剤は凹部などの狭い領域には吸着され難く、平坦部では比較的吸着されやすいので、第１めっき膜１１の表面よりも第１めっき膜１１ａと１１ｂとの間の凹形状の間隙部で、優先的にめっき金属の析出が始まる。一方、第１めっき膜１１の表面にもめっき金属は成長するが、ビアホール２４の底部側のめっき成長が優勢であるため、ビアホール２４の底面側からめっき成長が行われ、ボイドなどが形成され難く、ビアホール２４内に第２めっき膜１２が短時間で形成される。

【0040】

第２のめっき条件の電流密度は第１のめっき条件の電流密度の１.２倍以上、３０倍以下程度である。具体的には、４Ａ／ｄｍ²以上、１５Ａ／ｄｍ²以下の電流密度の電流で第２めっき膜１２が形成される。前述のように、第２のめっき条件で電解めっきが行われると、ビアホール２４の底面に形成された第１めっき膜１１ａと側面に形成された第１めっき膜１１ｂとの間の凹形状の間隙部に現れるシード層２５の表面にめっき金属が析出し、その析出しためっき金属にさらに新たなめっき金属が析出することによって、めっき成長が短時間で行われる。

【0041】

この第２めっき膜１２の成長速度は、前述のように、第１めっき膜１１ａ、１１ｂの間隙部、第１めっき膜１１上、第２絶縁層２３の第１面２３ａの順で低下していくが、第１めっき膜１１上にも成長し、ビアホール２４の底面側から順次めっき金属の成長が進み、ビアホール２４の内部にビア導体１３が埋め込まれる。図２Ｅではビアホール２４の側面の第１めっき膜１１ｂと、第２絶縁層２３の第１面２３ａ上の第１めっき膜１１ｃが連続して形成された図になっているが、その厚さは、第１面２３ａ上では薄くなる。

【0042】

図２Ｆに示される例では、ビアホール２４の底部に形成された第２めっき膜１２に続き、そのまま第２のめっき条件で第２めっき膜の成長を続けて、ビア導体１３が形成されている。しかし、前述のように、図１Ｂに示されるようにビアホール２４の底部が第２めっき膜１２によって埋め込まれれば、第２のめっき条件が続けられなくてもよく、他のめっき条件でビアホール２４の残りの部分が埋め込まれても良い。

【0043】

本実施形態の配線基板の製造方法によれば、第１のめっき条件である低電流密度の電流でビアホール２４内の底面及び側面に相互に連結しないで両者間に凹部が形成され、ビアホール２４の底面の角部を含む一部が覆われないように第１めっき膜１１ａ、１１ｂが形成される。その後ビアホール２４の底面と側面に形成された第１めっき膜１１ａ、１１ｂの間の間隙部から第２のめっき条件である高電流密度の電流で少なくともビアホール２４の底面部近傍に第２めっき膜１２が形成される。そのため、第２めっき膜１２はビアホール２４の底面側から形成され、しかも高電流密度による電解めっきで形成されるため、ビア導体１３にボイドやディンプルなどを生じさせることなく短時間でビア導体１３が形成されると考えられる。

【符号の説明】

【0044】

１１（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ） 第１めっき膜
１２ 第２めっき膜
１３ ビア導体
１４ 第２導体層
２１ 第１絶縁層
２２ 第１導体層
２３ 第２絶縁層
２３ａ 第１面
２４ ビアホール
２５ シード層（金属層）
Ｃ 角部

【図1A】

【図1B】

【図1C】

【図1D】

【図1E】

【図2A】

【図2B】

【図2C】

【図2D】

【図2E】

【図2F】