特開 2023-181046 配線基板

(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】P2023181046

(43)【公開日】2023-12-21

(54)【発明の名称】配線基板

(51)【国際特許分類】

   H05K 1/02 20060101AFI20231214BHJP

   H05K 3/18 20060101ALN20231214BHJP

【ＦＩ】

H05K1/02 J

H05K3/18 H

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022150636

(22)【出願日】2022-09-21

(31)【優先権主張番号】P 2022093860

(32)【優先日】2022-06-09

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(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】出口 篤

【テーマコード（参考）】

5E338

5E343

【Ｆターム（参考）】

5E338AA16

5E338CD40

5E338EE11

5E343AA12

5E343BB24

5E343CC62

5E343DD33

5E343DD43

5E343GG13

(57)【要約】

【課題】配線基板の品質向上。
【解決手段】実施形態の配線基板は、樹脂絶縁層１０と、樹脂絶縁層１０上に形成され、シード層２２およびシード層２２上に形成されている金属膜２３を含む導体層１１とを含み、導体層１１が、複数の配線２１を含む配線パターンを有し、配線２１は、側面３０に樹脂絶縁層１０に至るアンダーカット部２５を有し、配線２１において他の配線２１に対向している側面３０のアンダーカット部２５の大きさは、隣接する配線との距離が遠い側の側面３０のアンダーカット部２５の大きさよりも小さい。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

樹脂絶縁層と、
前記樹脂絶縁層上に形成され、シード層および前記シード層上に形成されている金属膜を含む導体層と
を含む配線基板であって、
前記導体層が、複数の配線を含む配線パターンを有し、
前記配線は、側面に前記樹脂絶縁層に至るアンダーカット部を有し、
前記配線において他の配線に対向している側面の前記アンダーカット部の大きさは、隣接する配線との距離が遠い側の側面の前記アンダーカット部の大きさよりも小さい。

【請求項2】

請求項１記載の配線基板であって、前記シード層の厚さが、０．１μｍ以上、０．５μｍ以下である。

【請求項3】

請求項１記載の配線基板であって、前記アンダーカット部は、前記金属膜の下部に形成されている曲部を含む。

【請求項4】

請求項３記載の配線基板であって、前記他の配線に対向している側の前記曲部の曲率は、前記隣接する配線との距離が遠い側の前記曲部の曲率よりも大きい。

【請求項5】

請求項１記載の配線基板であって、前記複数の配線それぞれの最小配線幅は５μｍ以下であり、前記複数の配線それぞれ同士の最小間隔は７μｍ以下である。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、配線基板に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、シード層の上面に設けられた配線の形成方法が開示されている。配線の母材となるめっき膜の側面および上面を覆うレジスト膜が形成された後、レジスト膜から露出した部分のシード層がエッチングにより除去されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００９－２５３１４７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に開示の配線の形成方法では、全ての配線が、絶縁層に向かって先細りしている逆テーパー形状を有するめっき膜部分を含んでいるため、配線の線幅の減少程度が大きいと考えられる。配線の抵抗が増加する虞があると考えられる。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明の配線基板は、樹脂絶縁層と、前記樹脂絶縁層上に形成され、シード層および前記シード層上に形成されている金属膜を含む導体層と、を含んでいる。そして、前記導体層が、複数の配線を含む配線パターンを有し、前記配線は、側面に前記樹脂絶縁層に至るアンダーカット部を有し、前記配線において他の配線に対向している側面の前記アンダーカット部の大きさは、隣接する配線との距離が遠い側の側面の前記アンダーカット部の大きさよりも小さい。

【0006】

本発明の実施形態によれば、配線の線幅の減少が低減され、かつ、信頼性の高い配線基板が提供されると考えられる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】本発明の一実施形態の配線基板の配線の一例を示す断面図。

【図2】図１のII部の拡大図。

【図3A】本発明の一実施形態の配線基板の製造工程中の状態の一例を示す断面図。

【図3B】本発明の一実施形態の配線基板の製造工程中の状態の一例を示す断面図。

【図3C】本発明の一実施形態の配線基板の製造工程中の状態の一例を示す断面図。

【図3D】本発明の一実施形態の配線基板の製造工程中の状態の一例を示す断面図。

【図3E】本発明の一実施形態の配線基板の製造工程中の状態の一例を示す断面図。

【発明を実施するための形態】

【0008】

本発明の一実施形態の配線基板が図面を参照しながら説明される。図１には一実施形態の配線基板の一例である配線基板１の一部の断面図が示されている。図２は、図１のII部の拡大図である。配線基板１は、図１に示されるように、樹脂絶縁層１０と、樹脂絶縁層１０の上に形成されている導体層１１と、を備えている。導体層１１は、シード層２２とシード層２２上の金属膜２３とで構成されている。導体層１１は、複数の配線２１を含む配線パターンを含んでいる。図１には、配線基板１の導体層１１に含まれる、４つの配線２１を含む配線パターンが示されている。

【0009】

なお、本実施形態の配線基板１の説明では、樹脂絶縁層１０と導体層１１との関係において導体層１１がある側すなわち紙面における上側が「上側」または単に「上」と称され、樹脂絶縁層１０の側が「下側」または単に「下」と称される。

【0010】

配線基板１は本実施形態の配線基板の一例に過ぎない。図１には、４つの配線（配線２１、２１ａ、２１ｂ、および２１ｃ）を含む配線パターンが示されているが、配線パターンに含まれる配線の数は限定されない。実施形態の配線基板１の導体層１１には、所望の数の配線から構成される配線パターンが所望の位置に含まれ得る。以下では、「配線２１」は、複数の配線（図１の例では４つの配線）の総称としても用いられる。

【0011】

樹脂絶縁層１０は、例えばエポキシ樹脂やポリイミド樹脂などの有機樹脂材料によって形成される。有機樹脂材料は、補強材などを含まないエポキシ樹脂などでもよいが、ガラス繊維のような補強材にエポキシまたは他の樹脂組成物を含浸させた材料であってもよい。エポキシなどの樹脂組成物には、シリカなどの無機フィラーが含有されていてもよい。配線基板１は、樹脂絶縁層１０の下側および導体層１１の上側に、さらに導体層および絶縁層を備えていてもよい。

【0012】

導体層１１は、所望の配線パターンを形成する配線２１を含むようにパターニングされている。導体層１１は、導電性金属で形成されていればよく、例えば銅で形成されている。図１の例では、導体層１１は、シード層２２と金属膜２３とで構成されている。例えば、シード層２２は、無電解めっきによって形成される無電解銅めっき膜である。シード層２２の厚さは、例えば、約０．１μｍ以上であって、０．５μｍ以下程度である。金属膜２３は好ましくは、電解めっき膜である。導体層１１の厚さは、例えば、約３μｍ以上であって、２０μｍ以下程度である。

【0013】

配線２１は、側面３０にアンダーカット部２５を有している。配線２１がアンダーカット部を有するとは、例えば配線基板１の厚さ方向に沿った断面を見たときに、配線２１の下部（樹脂絶縁層１０側）の幅寸法（Ｗ２、Ｗ３、図２参照）が、配線２１の上面における幅寸法（Ｗ１、図２参照）よりも小さいことをいう。「幅寸法」は、配線基板１の厚さ方向に垂直な方向における配線２１の中心から側面３０までの寸法である。アンダーカット部２５は、好ましくは、配線２１の側面の全周にわたって形成され得る。

【0014】

図１に示されるように、複数の配線２１を含む導体層１１の配線パターンにおいて、各配線２１に形成されるアンダーカット部２５は、側面が他の配線２１と対向している部分において、隣接する配線との距離が遠い側より小さく形成されている。ここで、アンダーカット部２５が小さいとは、配線２１の上面における幅寸法と、配線２１の下部の幅寸法との差が小さいことを意味している。

【0015】

例えば、図１に示されている４つの配線２１において、外側に位置している配線２１ａは、他の配線である配線２１ｂと対向している側の側面３２において、隣接する配線との距離が遠い側、すなわち図１において他の配線（配線２１ｂ、２１ｃ、および２１）と対向していない側の側面３１よりも小さなアンダーカット部２５を有している。配線２１ｂは、配線２１ａおよび配線２１ｃとそれぞれ対向しているため、配線２１ａと対向している側の側面３３および配線２１ｃと対向している側の側面３４は、配線２１ａの側面のうち隣接する配線との距離が遠い側の側面３１よりも小さなアンダーカット部２５を有している。図１において、配線２１ａ、２１ｂおよび２１ｃは、略同じ配線間距離で配置されているため、配線２１ｂの側面３３および側面３４のアンダーカット部２５は、配線２１ａの配線２１ｂと対向している側の側面３２のアンダーカット部２５と略同じ大きさである。

【0016】

配線２１が他の配線２１に対向しているとは、各配線２１間の距離、すなわち配線２１の側面と他の配線２１の側面とのあいだの距離が約７μｍ以内であることをいう。すなわち、図１において、配線２１ａと配線２１ｂとの間の距離は、側面３２と側面３３との間の距離であり、約７μｍ以内である。一方、配線２１ａにおいて、配線２１ａの配線２１ｂと反対側の約７μｍ以内、すなわち側面３１から約７μｍ以内には、他の配線は形成されていない。

【0017】

図２は、図１に示されている配線２１ａの拡大図である。上述したように、配線２１ａの上面における幅寸法Ｗ１と比較して、配線２１ａの下部の幅寸法Ｗ２、Ｗ３は小さい。配線２１ａの最小配線幅（配線２１ａの上面における最小配線幅、すなわち２×Ｗ１）は、例えば５μｍ以下程度であり得る。図２に示されているように、配線２１ａの下部において、配線２１の中心から側面３２までの幅寸法Ｗ３は、配線２１の中心から側面３１までの幅寸法Ｗ２より大きい。したがって、配線２１ａの上面における中心から側面３０までの幅寸法Ｗ１と配線２１ａの下部における中心から側面３０までの幅寸法Ｗ２、Ｗ３との差（すなわち「Ｗ１－Ｗ２」および「Ｗ１－Ｗ３」）は、側面３１側で大きくなっている。配線２１ｂ（図１参照）と対向している側面３２側に、隣接する配線との距離が遠い側の側面３１側より小さなアンダーカット部２５が形成されている。

【0018】

例えば、幅寸法Ｗ２は、幅寸法Ｗ１の約７０％以上であって、９０％以下程度である。幅寸法Ｗ３は、例えば、幅寸法Ｗ１の約７５％以上であって、９５％以下程度である。そして、幅寸法Ｗ２は幅寸法Ｗ３の約９５％程度である。他の配線に対向している側面のアンダーカット部２５の大きさを隣接する配線との距離が遠い側の側面のアンダーカット部２５の大きさよりも小さく形成することによって、絶縁層１０からの配線２１の剥離などを防ぎ得ることがある。例えば導体層１１および導体層１１に覆われていない絶縁層１０の表面を覆うように上部絶縁層（図示せず）を導体層１１の上側に設ける場合に、各配線２１間の距離が短くとも、他の配線に対向している側面のアンダーカット部２５が上部絶縁層の樹脂材料によって良好に埋められ得ると考えられる。例えば各配線２１間の上部絶縁層にボイド等が発生し難いと考えられる。そのため配線２１の側面３０全面が絶縁層によって確実に覆われ易い。配線２１の剥離などが生じ難い配線基板が得られると考えられる。

【0019】

アンダーカット部２５の大きさは、適宜、所望の大きさに変更され得る。対向する配線２１それぞれの互いに向き合っている側面３０に形成されるアンダーカット部２５がそれぞれ異なる大きさを有していてもよい。例えば、配線２１ａの側面３２と配線２１ｂの側面３３とに、異なる大きさのアンダーカット部２５が形成されていてもよい。また、配線２１ｂの側面３３および側面３４にそれぞれ異なる大きさのアンダーカット部２５が形成されていてもよい。それぞれのアンダーカット部２５が、隣接する配線との距離が遠い側の側面３１に形成されているアンダーカット部２５より小さければよい。例えば配線２１が両側で、異なる配線間距離で他の配線２１と対向している場合は、より近い配線間距離で他の配線２１と向き合っている側の側面のアンダーカット部２５が、より遠い配線間距離で他の配線２１と向き合っている側の側面のアンダーカット部２５より小さく形成される。

【0020】

アンダーカット部２５は、配線２１の樹脂絶縁層１０側である下部に形成されている。図１および図２に示される例では、アンダーカット部２５は、導体層１１を構成している金属膜２３の下部（シード層側）に形成されている湾曲凸部形状の曲部２５ａを含んでいる。アンダーカット部２５をこのような形状で形成することにより、アンダーカット部２５を含む配線２１における配線幅の減少度合を抑制することができると考えられる。アンダーカット部２５を曲部２５ａと共に構成しているシード層２２の側面は、配線基板１の厚さ方向に略平行に形成されている。配線２１の配線幅が小さい場合でも、配線２１の剥離のような不具合が起こりにくいと考えられる。

【0021】

図２に示されているように、他の配線２１に対向している側である側面３２に含まれている金属膜２３の曲部２５ａ（２７）の曲線部分の曲率は、隣接する配線との距離が遠い側の側面３１に含まれている金属膜２３の曲部２５ａ（２６）の曲線部分の曲率よりも大きい。金属膜２３の曲部２５ａの曲線部分の曲率をこのように形成することにより、配線２１の配線幅の減少もまた低減され得ると考えられる。

【0022】

曲部２５ａの形状およびアンダーカット部２５全体の形状は、図１および図２に示される例に限定されない。例えば、配線２１ａおよび配線２１ｃとそれぞれ対向している配線２１ｂの側面３３および側面３４を形成している金属膜２３の部分における曲部２５ａの曲線部分が、それぞれ異なる曲率を有していてもよい。曲部２５ａは略曲線形状を有していればよく、一定の曲率で連続する曲線形状でなくてもよい。例えば、曲部２５ａは曲部２５ａ内の一部に凸状部分や凹状部分、直線部分を含んでいてもよい。

【0023】

次に、実施形態の配線基板の製造方法の一例が、図１に示される配線基板１を例に、図３Ａ～３Ｅを参照して具体的に説明される。なお、添付の図面においては、配線２１を含む各構成要素の正確なサイズや形状、および／または、各構成要素同士のサイズや形状の正確な比率を示すことは意図されていない。

【0024】

まず図３Ａに示されるように、シード層２２が、任意の方法により樹脂絶縁層１０の上に形成される。例えば、樹脂絶縁層１０の表面全面への無電解めっきなどによりシード層２２が形成される。シード層２２は例えば、約０．１μｍ以上であって、０．５μｍ以下程度の厚さを有する無電解銅めっき膜である。

【0025】

次いで、図３Ｂに示されるように、所望の形状をもつ開口４１ａを所定の箇所に有するめっきレジスト４１がシード層２２の上に形成される。開口４１ａは、導体層１１の配線２１（図１参照）の形成箇所に対応する部分のシード層２２の上面を露出させている。図３Ｂに示されているように、開口４１ａを形成しているめっきレジスト４１の下部（側壁裾部）は、裾引き形状（シード層２２の上面に近い側壁ほどテーパーが顕著になるテーパー形状）を有している。裾引き形状は、開口４１ａをめっきレジスト４１に形成する際の露光条件などを調整することなどにより、所望の形状で開口４１ａの側壁裾部に形成され得る。別の開口４１ａが隣接している側の開口４１ａの側壁裾部４２は、隣接する開口４１ａが存在していない側の開口４１ａの側壁裾部４３と比較して、小さな裾引き形状をもつように形成される。例えば、図３Ｂに示されている例では、別の開口４１ａが隣接している側の開口４１ａの側壁裾部４２は、ほぼ直線的なテーパーで形成されている。

【0026】

次いで、図３Ｃに示されるように、シード層２２を給電層とする電解めっきにより、開口４１ａによって露出されているシード層２２の上面に金属膜（電解めっき膜）２３が形成される。金属膜２３は、例えば、銅の電解めっき膜である。シード層２２および金属膜２３からなる導体層１１（図１参照）が形成される。開口４１ａ内に形成される金属膜２３は、開口４１ａの形状に沿った形状で形成される。開口４１ａ内の金属膜２３のシード層２２側の下部に曲部２５ａが形成される。大きな裾引き形状の側壁裾部４３に対応して、より大きく括れた曲部２６が形成される。ほぼ直線的なテーパー形状である側壁裾部４２に対応して、括れの小さな曲部２７が形成される。

【0027】

その後、めっきレジスト４１が除去される（図３Ｄ参照）。次いで、めっきレジスト４１の除去により露出されたシード層２２がクイックエッチングなどにより除去される。クイックエッチングは、その上に金属膜２３が形成されていないシード層２２を除去するために行われる。本実施形態では、すでに金属膜２３に曲部２５ａが形成されているため、配線の下部における配線間の距離の確保のために、シード層２２のうちの配線の側面付近の金属膜２３に覆われている部分を除去すべく、例えばエッチング時間を延長する必要がない。さらに、露出しているシード層２２がエッチングされ始めると、金属膜２３の下部に曲部２５ａが形成されているために、曲部２５ａとシード層２２の上面との間にエッチング液が流れ込みやすくなり、曲部２５ａの下方のシード層２２の除去が効率良く進み得る。曲部２５ａの下方のシード層２２のエッチングが進行するにつれ、曲部２５ａと樹脂絶縁層１０との間にスペースが形成され、さらにエッチング液が流れ込みやすくなる。曲部２５ａの下方のシード層２２と、高い溶解力を有する新鮮なエッチング液との接触が促進され、曲部２５ａ近傍のシード層２２が短時間で効率よく除去されると考えられる。したがって、エッチング時間が短縮され得る。エッチングによる配線２１全体の線細りが起こりにくいと考えられる。したがって、本実施形態は、配線２１が高密度化されていて微細である場合に特に優位である場合がある。

【0028】

図３Ｅに示されるように、所定の配線パターンでパターニングされている配線２１を含む導体層１１が得られる。配線２１には、曲部２５ａを含むアンダーカット部２５が形成されている。配線２１の、他の配線２１と対向している側の側面に形成されているアンダーカット部２５は、隣接する配線との距離が遠い側の側面に形成されているアンダーカット部２５よりも小さい。本実施形態では、互いに対向する配線２１の側面にアンダーカット部２５が形成されているため、配線２１が高密度に形成されていても、配線間距離が維持され得、配線間ショートが起こりにくい。配線２１の他の配線２１に対向している側のアンダーカット部２５が小さく形成されているため、配線２１同士の間幅が小さくても、アンダーカット部２５および配線２１間が上層の絶縁層の樹脂材料によって良好に埋められ得る。また、シード層２２除去のためのエッチングが短時間で行われ得るため、配線２１の断面積の減少が抑制されている。配線２１の導電率が確保され得ると考えられる。

【0029】

実施形態の配線基板は、各図面に例示される構造や、本明細書において例示された構造や材料を備えるものに限定されない。例えば、導体層１１には、配線２１の他にも異なる導体パターンが含まれ得る。

【符号の説明】

【0030】

１ 配線基板
１０ 樹脂絶縁層
１１ 導体層
２１、２１ａ、２１ｂ、２１ｃ 配線
２２ シード層
２３ 金属膜
２５ アンダーカット部
２５ａ、２６、２７ 曲部
３０、３１、３２、３３、３４ 側面
４１ めっきレジスト

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図3D】

【図3E】