特開 2024-122147 配線基板及びその製造方法、半導体装置

(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】P2024122147

(43)【公開日】2024-09-09

(54)【発明の名称】配線基板及びその製造方法、半導体装置

(51)【国際特許分類】

   H05K 3/46 20060101AFI20240902BHJP

【ＦＩ】

H05K3/46 Z

H05K3/46 B

H05K3/46 N

H05K3/46 Q

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023029526

(22)【出願日】2023-02-28

(71)【出願人】

【識別番号】000190688

【氏名又は名称】新光電気工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】竹内 明宏

【テーマコード（参考）】

5E316

【Ｆターム（参考）】

5E316AA32

5E316AA35

5E316AA38

5E316AA43

5E316BB02

5E316BB04

5E316BB07

5E316CC08

5E316CC09

5E316CC10

5E316CC32

5E316DD17

5E316DD23

5E316DD24

5E316EE01

5E316FF13

5E316FF14

5E316GG15

5E316GG17

5E316GG28

5E316HH06

5E316JJ02

(57)【要約】

【課題】ストリップラインを有する配線基板において、高周波の電流の伝送損出を低減する。
【解決手段】本配線基板は、第１配線層と、前記第１配線層の側面及び上面を被覆し、下面を露出する第１絶縁層と、前記第１絶縁層の下面に配置され、前記第１配線層の下面を被覆する第２絶縁層と、前記第１絶縁層の上面に形成された第２配線層と、前記第２絶縁層の下面に形成された第３配線層と、隣接する複数の絶縁層を連続的に貫通するビア配線と、を有し、前記第２配線層は、第１グランドプレーンを含み、前記第３配線層は、前記第１絶縁層及び前記第２絶縁層を挟んで前記第１グランドプレーンと対向する第２グランドプレーンを含み、前記第１配線層の少なくとも一部は、前記第１グランドプレーンと前記第２グランドプレーンとの間に配置され、前記ビア配線は、前記第１グランドプレーン、前記第２グランドプレーン、及び前記第１配線層の少なくとも１つと電気的に接続される。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１配線層と、
前記第１配線層の側面及び上面を被覆し、下面を露出する第１絶縁層と、
前記第１絶縁層の下面に配置され、前記第１配線層の下面を被覆する第２絶縁層と、
前記第１絶縁層の上面に形成された第２配線層と、
前記第２絶縁層の下面に形成された第３配線層と、
隣接する複数の絶縁層を連続的に貫通するビア配線と、を有し、
前記第２配線層は、第１グランドプレーンを含み、
前記第３配線層は、前記第１絶縁層及び前記第２絶縁層を挟んで前記第１グランドプレーンと対向する第２グランドプレーンを含み、
前記第１配線層の少なくとも一部は、前記第１グランドプレーンと前記第２グランドプレーンとの間に配置され、
前記ビア配線は、前記第１グランドプレーン、前記第２グランドプレーン、及び前記第１配線層の少なくとも１つと電気的に接続される、配線基板。

【請求項2】

前記ビア配線は、前記第２絶縁層及び前記第１絶縁層を連続的に貫通し、前記第１グランドプレーンと前記第２グランドプレーンとを電気的に接続するビア配線を含む、請求項１に記載の配線基板。

【請求項3】

前記第１絶縁層の上面に配置され、前記第２配線層を被覆する第３絶縁層と、
前記第３絶縁層の上面に形成された第４配線層と、をさらに有し、
前記ビア配線は、前記第３絶縁層及び前記第１絶縁層を連続的に貫通し、前記第４配線層と前記第１配線層とを電気的に接続するビア配線を含む、請求項１に記載の配線基板。

【請求項4】

前記第１絶縁層の上面に配置され、前記第２配線層を被覆する第３絶縁層と、
前記第３絶縁層の上面に形成された第４配線層と、をさらに有し、
前記ビア配線は、前記第２絶縁層、前記第１絶縁層、及び前記第３絶縁層を連続的に貫通し、前記第２グランドプレーンと前記第４配線層とを電気的に接続するビア配線を含む、請求項１に記載の配線基板。

【請求項5】

前記第１絶縁層及び前記第２絶縁層は、補強部材を含有しない樹脂から構成されている、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の配線基板。

【請求項6】

前記第１グランドプレーン及び前記第２グランドプレーンは、第１金属層と、前記第１金属層上に形成された第２金属層と、前記第２金属層上に形成された第３金属層と、を含む積層構造である、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の配線基板。

【請求項7】

前記第１配線層は、単層構造である、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の配線基板。

【請求項8】

請求項１乃至４の何れか一項に記載の配線基板と、
前記配線基板の前記第３配線層の側に搭載された半導体チップと、を有し、
前記半導体チップの電極は、前記第３配線層と電気的に接続される、半導体装置。

【請求項9】

支持体上に第１配線層を形成する工程と、
支持体上に、前記第１配線層の前記支持体と接していない面を被覆する第１絶縁層を形成する工程と、
前記第１絶縁層上に、第２配線層を形成する工程と、
前記支持体を除去する工程と、
前記第１配線層の前記支持体と接していた面を被覆する第２絶縁層を形成する工程と、
前記第２絶縁層上に第３配線層を形成する工程と、
隣接する複数の絶縁層を連続的に貫通するビア配線を形成する工程と、を有し、
前記第２配線層は、第１グランドプレーンを含み、
前記第３配線層は、前記第１絶縁層及び前記第２絶縁層を挟んで前記第１グランドプレーンと対向する第２グランドプレーンを含み、
前記第１配線層の少なくとも一部は、前記第１グランドプレーンと前記第２グランドプレーンとの間に配置され、
前記ビア配線は、前記第１グランドプレーン、前記第２グランドプレーン、及び前記第１配線層の少なくとも１つと電気的に接続される、配線基板の製造方法。

【請求項10】

前記第１絶縁層を形成する工程は、
補強部材を含有しない半硬化状態の樹脂上に第１金属層が積層された積層体を準備する工程と、
前記樹脂が前記第１配線層を被覆するように、前記支持体上に前記積層体を配置する工程と、
前記樹脂を硬化させて前記第１絶縁層とする工程と、を含み、
前記第２配線層を形成する工程は、
前記第１金属層上に第２金属層を形成する工程と、
前記第２金属層上に第３金属層を選択的に形成する工程と、
前記第３金属層から露出する前記第１金属層及び第２金属層をエッチングにより除去する工程と、を含む、請求項９に記載の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、配線基板及びその製造方法、半導体装置に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体チップが搭載されて半導体装置の一部となる半導体チップ搭載用の配線基板が知られている（例えば、特許文献１参照）。半導体チップが高周波信号に対応している場合は、特性インピーダンスを制御するために、配線基板にストリップラインが設けられる場合がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１４－０６３８０１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ストリップラインを有する配線基板では、高周波の電流に対する良好な特性が求められている。

【0005】

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、ストリップラインを有する配線基板において、高周波の電流の伝送損出を低減することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本配線基板は、第１配線層と、前記第１配線層の側面及び上面を被覆し、下面を露出する第１絶縁層と、前記第１絶縁層の下面に配置され、前記第１配線層の下面を被覆する第２絶縁層と、前記第１絶縁層の上面に形成された第２配線層と、前記第２絶縁層の下面に形成された第３配線層と、隣接する複数の絶縁層を連続的に貫通するビア配線と、を有し、前記第２配線層は、第１グランドプレーンを含み、前記第３配線層は、前記第１絶縁層及び前記第２絶縁層を挟んで前記第１グランドプレーンと対向する第２グランドプレーンを含み、前記第１配線層の少なくとも一部は、前記第１グランドプレーンと前記第２グランドプレーンとの間に配置され、前記ビア配線は、前記第１グランドプレーン、前記第２グランドプレーン、及び前記第１配線層の少なくとも１つと電気的に接続される。

【発明の効果】

【0007】

開示の技術によれば、ストリップラインを有する配線基板において、高周波の電流の伝送損出を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】第１実施形態に係る配線基板を例示する断面図である。

【図2】電流経路の短縮について説明する図である。

【図3】第１実施形態に係る配線基板の製造工程を例示する図（その１）である。

【図4】第１実施形態に係る配線基板の製造工程を例示する図（その２）である。

【図5】第１実施形態に係る配線基板の製造工程を例示する図（その３）である。

【図6】第１実施形態に係る配線基板の製造工程を例示する図（その４）である。

【図7】第１実施形態の変形例１に係る配線基板を例示する断面図である。

【図8】第１実施形態の変形例２に係る配線基板を例示する断面図である。

【図9】第１実施形態の応用例に係る半導体装置を例示する断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。なお、各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。

【0010】

〈第１実施形態〉
［配線基板の構造］
図１は、第１実施形態に係る配線基板を例示する断面図である。図１を参照すると、配線基板１は、配線層１１と、絶縁層１２と、配線層１３と、絶縁層１４と、配線層１５と、絶縁層１６と、配線層１７と、絶縁層１８と、配線層１９と、ソルダーレジスト層２１と、ソルダーレジスト層２２とを有している。

【0011】

なお、本実施形態では、便宜上、図１における配線基板１のソルダーレジスト層２１側を上側又は一方の側、ソルダーレジスト層２２側を下側又は他方の側とする。また、各部位のソルダーレジスト層２１側の面を一方の面又は上面、ソルダーレジスト層２２側の面を他方の面又は下面とする。但し、配線基板１は天地逆の状態で用いることができ、又は任意の角度で配置することができる。また、平面視とは対象物をソルダーレジスト層２１の一方の面の法線方向から視ることを指し、平面形状とは対象物をソルダーレジスト層２１の一方の面の法線方向から視た形状を指すものとする。なお、配線基板１を図１とは上下反転して図示する場合には、上面と下面の定義は図面の表示に合わせて上記とは反対になる。

【0012】

配線基板１において、配線層１１は絶縁層１２の下面側に埋め込まれている。配線層１１の下面は絶縁層１２の下面から露出し、配線層１１の上面及び側面は絶縁層１２に被覆されている。配線層１１の下面は、例えば、絶縁層１２の下面と面一とすることができる。配線層１１は、配線パターンを含む。配線層１１は、ビア受け用のパッドを含んでもよい。配線層１１は、例えば、単層構造である配線層１１の材料としては、例えば、銅（Ｃｕ）等を用いることができる。配線層１１の厚さは、例えば、１０～３０μｍ程度とすることができる。

【0013】

配線層１１は、配線基板１の各配線層の中で、最も高密度の配線パターンを含んでもよい。つまり、配線層１１における隣接する配線パターンの最小間隔は、他の配線層における隣接する配線パターンの最小間隔よりも狭くてもよい。配線層１１において、配線パターンのライン／スペースは、例えば、ライン８～１０μｍ／スペース８～１０μｍ程度とすることが可能である。なお、ライン／スペースにおけるラインとは配線幅を表し、スペースとは隣り合う配線同士の間隔（配線間隔）を表す。例えば、ライン８μｍ／スペース８μｍと記載されていた場合、配線幅が８μｍで、隣り合う配線同士の間隔が８μｍであることを表す。なお、配線層１１は、本発明に係る第１配線層の代表的な一例である。

【0014】

絶縁層１２は、配線層１１の側面及び上面を被覆し、下面を露出するように形成されている。絶縁層１２の材料としては、例えば、非感光性（熱硬化性樹脂）のエポキシ系絶縁樹脂やポリイミド系絶縁樹脂等を用いることができる。絶縁層１２の材料として、例えば、感光性のエポキシ系絶縁樹脂やアクリル系絶縁樹脂等を用いてもよい。絶縁層１２の厚さは、例えば２０～４０μｍ程度とすることができる。なお、ここでいう絶縁層１２の厚さは、配線層１１の上面から絶縁層１２の上面までの距離である。以降の絶縁層等の厚さについても同様である。絶縁層１２は、例えば、補強部材を含有しない樹脂から構成されている。絶縁層１２は、シリカ（ＳｉＯ_２）等のフィラーを含有することができる。なお、絶縁層１２は、本発明に係る第１絶縁層の代表的な一例である。

【0015】

配線層１３は、絶縁層１２の上面に形成されている。配線層１３は、絶縁層１２を貫通し配線層１１の上面を露出するビアホール１２ｘ内に充填されたビア配線、及び絶縁層１２の上面に形成された配線パターンを含んで構成されている。ビアホール１２ｘは、絶縁層１４側に開口されている開口部の径が配線層１１の上面によって形成された開口部の底面の径よりも大きい逆円錐台状の凹部とすることができる。また、この凹部内にビア配線が形成されている。配線層１３は、ビアホール１２ｘの底部に露出した配線層１１と電気的に接続されている。配線層１３を構成する配線パターンの厚さは、例えば１０～３０μｍ程度とすることができる。

【0016】

配線層１３は、例えば、第１金属層１３ａと、第１金属層１３ａ上に形成された第２金属層１３ｂと、第２金属層１３ｂ上に形成された第３金属層１３ｃとを含む積層構造とすることができる。第１金属層１３ａは、例えば、平面視で、ビアホール１２ｘを囲むように、絶縁層１２の上面に設けることができる。第２金属層１３ｂは、例えば、第１金属層１３ａの上面、ビアホール１２ｘの内側面、並びにビアホール１２ｘ内に露出する配線層１１の上面を連続的に被覆するように設けることができる。なお、ビアホール１２ｘの内側面は、第１金属層１３ａの内側面及び絶縁層１２の内側面を含む。

【0017】

第３金属層１３ｃは、例えば、第２金属層１３ｂ上に設けることができる。第３金属層１３ｃは、例えば、ビアホール１２ｘを充填し、かつビアホール１２ｘ内から延伸して第２金属層１３ｂの上面を被覆する。第３金属層１３ｃの上面は、略平坦である。第１金属層１３ａ、第２金属層１３ｂ、及び第３金属層１３ｃは、例えば、銅から形成することができるが、それぞれが異なる金属から形成されてもよい。第１金属層１３ａの厚さは、例えば、３～５μｍ程度とすることができる。第２金属層１３ｂの厚さは、例えば、０．５～１．５μｍ程度とすることができる。絶縁層１２の上面上に位置する第３金属層１３ｃの厚さは、例えば、７～１５μｍ程度とすることができる。なお、配線層１３は、本発明に係る第２配線層の代表的な一例である。

【0018】

絶縁層１４は、絶縁層１２の上面に配置され、配線層１３の上面及び側面を被覆する。絶縁層１４の材料や厚さは、例えば、絶縁層１２と同様とすることができる。絶縁層１４は、例えば、補強部材を含有しない樹脂から構成されている。絶縁層１４は、シリカ（ＳｉＯ_２）等のフィラーを含有することができる。なお、絶縁層１４は、本発明に係る第３絶縁層の代表的な一例である。

【0019】

配線層１５は、絶縁層１４上に形成されている。配線層１５は、絶縁層１４を貫通し配線層１３の上面を露出するビアホール１４ｘ内に充填されたビア配線、及び絶縁層１４の上面に形成された配線パターンを含んで構成されている。ビアホール１４ｘは、絶縁層１６側に開口されている開口部の径が配線層１３の上面によって形成された開口部の底面の径よりも大きい逆円錐台状の凹部とすることができる。また、この凹部内にビア配線が形成されている。配線層１５は、ビアホール１４ｘの底部に露出した配線層１３と電気的に接続されている。配線層１５を構成する配線パターンの厚さは、例えば１０～３０μｍ程度とすることができる。なお、配線層１５は、本発明に係る第４配線層の代表的な一例である。

【0020】

配線層１５は、例えば、第１金属層１５ａと、第１金属層１５ａ上に形成された第２金属層１５ｂと、第２金属層１５ｂ上に形成された第３金属層１５ｃとを含む積層構造とすることができる。第１金属層１５ａ、第２金属層１５ｂ、及び第３金属層１５ｃの構造、材料、及び厚さは、例えば、第１金属層１３ａ、第２金属層１３ｂ、及び第３金属層１３ｃと同様とすることができる。

【0021】

配線基板１は、隣接する２層以上の絶縁層を連続的に貫通するビア配線を有する。このビア配線は、第１グランドプレーン１３Ｇ、第２グランドプレーン１９Ｇ、及び配線層１１の少なくとも１つと電気的に接続される。図１の例では、配線基板１のビア配線は、絶縁層１４及び絶縁層１２を連続的に貫通し、配線層１５と配線層１１とを電気的に接続するビア配線１５ｖを含む。

【0022】

ビア配線１５ｖは、絶縁層１４及び絶縁層１２を連続的に貫通し、配線層１１の上面を露出するビアホール１４ｙ内に配置されている。ビアホール１４ｙは、絶縁層１６側に開口されている開口部の径が配線層１１の上面によって形成された開口部の底面の径よりも大きい逆円錐台状の凹部とすることができる。ビアホール１４ｙ内に配置されたビア配線１５ｖは、絶縁層１４の上面に形成された配線パターン１５ｐと一体に形成されている。

【0023】

絶縁層１６は、絶縁層１４の上面に配置され、配線層１５の上面及び側面を被覆する。絶縁層１６の材料や厚さは、例えば、絶縁層１２と同様とすることができる。絶縁層１６は、例えば、補強部材を含有しない樹脂から構成されている。絶縁層１６は、シリカ（ＳｉＯ_２）等のフィラーを含有することができる。

【0024】

配線層１７は、絶縁層１６上に形成されている。配線層１７は、絶縁層１６を貫通し配線層１５の上面を露出するビアホール１６ｘ内に充填されたビア配線、及び絶縁層１６の上面に形成された配線パターンを含んで構成されている。ビアホール１６ｘは、ソルダーレジスト層２１側に開口されている開口部の径が配線層１５の上面によって形成された開口部の底面の径よりも大きい逆円錐台状の凹部とすることができる。また、この凹部内にビア配線が形成されている。配線層１７は、ビアホール１６ｘの底部に露出した配線層１５と電気的に接続されている。配線層１７を構成する配線パターンの厚さは、例えば１０～３０μｍ程度とすることができる。

【0025】

配線層１７は、例えば、第１金属層１７ａと、第１金属層１７ａ上に形成された第２金属層１７ｂと、第２金属層１７ｂ上に形成された第３金属層１７ｃとを含む積層構造とすることができる。第１金属層１７ａ、第２金属層１７ｂ、及び第３金属層１７ｃの構造、材料、及び厚さは、例えば、第１金属層１３ａ、第２金属層１３ｂ、及び第３金属層１３ｃと同様とすることができる。

【0026】

配線基板１のビア配線は、絶縁層１６、絶縁層１４、及び絶縁層１２を連続的に貫通し、配線層１７と配線層１１とを電気的に接続するビア配線を含んでもよい。また、配線基板１のビア配線は、絶縁層１６及び絶縁層１４を連続的に貫通し、配線層１７と第１グランドプレーン１３Ｇとを電気的に接続するビア配線を含んでもよい。

【0027】

ソルダーレジスト層２１は、絶縁層１６上に、配線層１７を覆うように形成されている。ソルダーレジスト層２１の材料としては、例えば、フェノール系樹脂やポリイミド系樹脂等を主成分とする感光性の絶縁樹脂を用いることができる。ソルダーレジスト層２１は、シリカ（ＳｉＯ_２）等のフィラーを含有しても構わない。ソルダーレジスト層２１は、開口部２１ｘを有し、開口部２１ｘ内には配線層１７の一部が露出している。開口部２１ｘの平面形状は、例えば、円形とすることができる。開口部２１ｘ内に露出する配線層１７は、マザーボード等の実装基板と電気的に接続するために用いることができる。

【0028】

なお、開口部２１ｘの底部に露出する配線層１７の上面に表面処理層（図示せず）を形成してもよい。表面処理層の例としては、Ａｕ層や、Ｎｉ／Ａｕ層（Ｎｉ層とＡｕ層をこの順番で積層した金属層）、Ｎｉ／Ｐｄ／Ａｕ層（Ｎｉ層とＰｄ層とＡｕ層をこの順番で積層した金属層）等を挙げることができる。又、開口部２１ｘの底部に露出する配線層１７の上面に、ＯＳＰ（Organic Solderability Preservative）処理等の酸化防止処理を施して表面処理層を形成してもよい。

【0029】

絶縁層１８は、絶縁層１２の下面に配置され、配線層の１１の下面を被覆する。絶縁層１８の材料や厚さは、例えば、絶縁層１２と同様とすることができる。絶縁層１８は、例えば、補強部材を含有しない樹脂から構成されている。絶縁層１８は、シリカ（ＳｉＯ_２）等のフィラーを含有することができる。なお、絶縁層１８は、本発明に係る第２絶縁層の代表的な一例である。

【0030】

配線層１９は、絶縁層１８の下面側に形成されている。配線層１９は、絶縁層１８を貫通し配線層１１の下面を露出するビアホール１８ｘ内に充填されたビア配線、及び絶縁層１８の下面に形成された配線パターンを含んで構成されている。ビアホール１８ｘは、ソルダーレジスト層２２側に開口されている開口部の径が配線層１１の下面によって形成された開口部の底面の径よりも大きい円錐台状の凹部とすることができる。また、この凹部内にビア配線が形成されている。配線層１９は、ビアホール１８ｘの底部に露出した配線層１１と電気的に接続されている。配線層１９を構成する配線パターンの厚さは、例えば１０～３０μｍ程度とすることができる。

【0031】

配線層１９は、例えば、第１金属層１９ａと、第１金属層１９ａ上に形成された第２金属層１９ｂと、第２金属層１９ｂ上に形成された第３金属層１９ｃとを含む積層構造とすることができる。第１金属層１９ａ、第２金属層１９ｂ、及び第３金属層１９ｃの構造、材料、及び厚さは、例えば、第１金属層１３ａ、第２金属層１３ｂ、及び第３金属層１３ｃと同様とすることができる。なお、配線層１９は、本発明に係る第３配線層の代表的な一例である。

【0032】

図１の例では、配線基板１のビア配線は、絶縁層１８及び絶縁層１２を連続的に貫通し、第１グランドプレーン１３Ｇと第２グランドプレーン１９Ｇとを電気的に接続するビア配線１９ｖを含む。ビア配線１９ｖは、絶縁層１８及び絶縁層１２を連続的に貫通し、第１グランドプレーン１３Ｇの下面を露出するビアホール１８ｙ内に配置されている。ビアホール１８ｙは、ソルダーレジスト層２２側に開口されている開口部の径が第１グランドプレーン１３Ｇの下面によって形成された開口部の底面の径よりも大きい円錐台状の凹部とすることができる。ビアホール１８ｙ内に配置されたビア配線１９ｖは、絶縁層１８の下面に形成された第２グランドプレーン１９Ｇと一体に形成されている。

【0033】

ソルダーレジスト層２２は、絶縁層１８の下面に、配線層１９を被覆するように形成されている。ソルダーレジスト層２２の材料や厚さは、例えば、ソルダーレジスト層２１と同様とすることができる。ソルダーレジスト層２２は、開口部２２ｘを有し、開口部２２ｘ内には配線層１９の下面の一部が露出している。開口部２２ｘの平面形状は、例えば、円形とすることができる。開口部２２ｘの底部に露出する配線層１９は、半導体チップ等と電気的に接続するために用いることができる。必要に応じ、開口部２２ｘ内に露出する配線層１９の下面に前述の金属層を形成したり、ＯＳＰ処理等の酸化防止処理を施したりしてもよい。

【0034】

配線基板１において、配線層１３は、第１グランドプレーン１３Ｇを含む。また、配線層１９は、絶縁層１２及び１８を挟んで第１グランドプレーン１３Ｇと対向する第２グランドプレーン１９Ｇを含む。第１グランドプレーン１３Ｇ及び第２グランドプレーン１９Ｇは、少なくとも図１に示す領域Ａに配置されている。また、領域Ａにおいて、配線層１１の少なくとも一部は、第１グランドプレーン１３Ｇと第２グランドプレーン１９Ｇとの間に配置されている。すなわち、領域Ａにおいて、第１グランドプレーン１３Ｇ、配線層１１、及び第２グランドプレーン１９Ｇは、ストリップラインを構成する。この構造により、領域Ａに配置された配線層１１の特性インピーダンスを制御できると共に、領域Ａに配置された配線層１１から漏洩する電磁波を低減することができる。

【0035】

ストリップラインは、半導体チップが搭載される側となるソルダーレジスト層２２の直下に配置することが好ましい。これにより、半導体チップと配線層１１とを接続する配線経路を短くできるため、配線基板１上に半導体チップが配置された半導体装置を作製した際に、半導体装置の電気特性を向上できる。

【0036】

また、配線基板１では、ストリップラインを構成する配線層１１は、側面及び下面を絶縁層１２に被覆された埋め込み配線である。これにより、従来のような下面のみが絶縁層と接して側面が絶縁層から露出する非埋め込み配線と比較して、配線層１１と絶縁層１２との密着性を向上することができる。

【0037】

また、配線基板１では、例えばビア配線１５ｖや１９ｖのように、隣接する２層以上の絶縁層を連続的に貫通するビア配線を有している。そして、このビア配線は、高周波の電流が流れる第１グランドプレーン１３Ｇ、第２グランドプレーン１９Ｇ、及び配線層１１の少なくとも１つと電気的に接続される。これにより、高周波の電流の伝送損出を低減することができる。なお、ここでは、高周波は１０ＧＨｚ以上の周波数を指す。

【0038】

すなわち、高周波の電流は表皮効果により、配線層の表面付近を伝搬する。そのため、絶縁層毎に設けられたビア配線の場合は、図２のＩ１のような電流経路となる。Ｉ１の電流経路は、表皮効果がない場合の電流経路よりも長いため、電流経路の抵抗値が増加する。２層以上の絶縁層を連続的に貫通するビア配線の場合は、図２のＩ２のような電流経路となる。Ｉ２の電流経路は、Ｉ１の電流経路よりも短縮されるため、電流経路の抵抗値が抑制される。その結果、２層以上の絶縁層を連続的に貫通するビア配線では、絶縁層毎に設けられたビア配線よりも、高周波の電流の伝送損出を低減することができる。

【0039】

［配線基板の製造方法］
次に、第１実施形態に係る配線基板の製造方法について説明する。図３～図６は、第１実施形態に係る配線基板の製造工程を例示する図である。ここでは配線基板を支持体の両側（上側及び下側）の面に形成する例を示すが、配線基板は支持体の片側の面のみに形成してもよい。この例では、配線基板は支持体の上側及び下側に対称に形成されるため、各断面図において支持体の下側の符号の指示を省略している。

【0040】

まず、図３（ａ）に示す工程では、基体５１０の両側の表面に、厚箔５２１（キャリア箔）と厚箔５２１上に剥離層を介して積層された薄箔５２２とを含む金属箔５２０が、厚箔５２１を基体５１０側に向けて積層された支持体５００を準備する。厚箔５２１と薄箔５２２との間の剥離層の一例としては、金属酸化膜或いは有機物層等を使用可能である。

【0041】

基体５１０と金属箔５２０とは、例えば、平面視で同等の大きさである。基体５１０は、例えば、ガラスクロス（織布）、ガラス不織布、又はアラミド繊維などにエポキシ系樹脂やポリイミド系樹脂等の熱硬化性樹脂を含侵させたものである。基体５１０の厚さは、例えば１８～１００μｍ程度とすることができる。金属箔５２０は、銅等の金属箔からなる厚さ１０～５０μｍ程度の厚箔５２１上に、銅等の金属箔からなる厚さ１．５～５μｍ程度の薄箔５２２が剥離可能な状態で貼着されたものである。このように、厚箔５２１の厚さよりも薄箔５２２の厚さが薄くなる。なお、厚箔、薄箔は、相互の相対的な厚さの大小関係を示すための呼称である。

【0042】

なお、配線基板を支持体の片側の面のみに形成する場合には、基体５１０の少なくとも片側の面に、厚箔５２１と厚箔５２１上に剥離層を介して積層された薄箔５２２とを含む金属箔５２０が、厚箔５２１を基体５１０側に向けて積層された支持体を準備すればよい。

【0043】

次に、図３（ｂ）に示す工程では、支持体５００の上面側及び下面側において、薄箔５２２上に選択的に配線層１１を形成する。具体的には、例えば、支持体５００の上面側及び下面側において、薄箔５２２上に、配線層１１を形成する領域を露出する開口部を備えたレジスト層を形成する。レジスト層は、例えば、感光性のドライフィルムレジストをラミネートすることにより形成できる。開口部は、レジスト層を露光及び現像することにより形成できる。そして、例えば、金属箔５２０（厚箔５２１及び薄箔５２２）を給電層とする電解めっき法により、開口部に露出する薄箔５２２上に配線層１１を形成する。その後レジスト層を剥離する。配線層１１の材料や厚さは、前述のとおりである。

【0044】

次に、図３（ｃ）に示す工程では、支持体５００上に、配線層１１の支持体５００と接していない面を被覆する絶縁層１２を形成する。具体的には、例えば、補強部材を含有しない半硬化状態の樹脂上に第１金属層１３ａが積層された積層体を準備する。そして、樹脂が配線層１１を被覆するように、支持体５００上に積層体を配置する。そして、積層体を支持体５００側に加圧しながら加熱し、半硬化状態の樹脂を硬化させて絶縁層１２とする。

【0045】

半硬化状態の樹脂上に第１金属層１３ａが積層された積層体は、第１金属層１３ａにより剛性が確保されているため、ガラスクロス等の補強部材を有していない樹脂を用いることができる。その結果、補強部材を有する樹脂を用いる場合と比べて、樹脂を薄くすることができる。また、補強部材を有する樹脂を用いる場合と比べて、樹脂の誘電率を低くできるため、配線基板１の高周波特性を向上することができる。なお、絶縁層１２及び第１金属層１３ａの材料や厚さは、前述のとおりである。

【0046】

次に、図３（ｄ）～図５（ａ）に示す工程では、支持体５００の上面側及び下面側において、絶縁層１２上に、めっき法により配線層１３を形成する。

【0047】

まず、図３（ｄ）に示す工程では、支持体５００の上面側及び下面側において、第１金属層１３ａ及び絶縁層１２を貫通し、配線層１１の表面を露出するビアホール１２ｘを形成する。ビアホール１２ｘは、例えば、ＣＯ_２レーザ等を用いたレーザ加工法により形成できる。ビアホール１２ｘは、第１金属層１３ａ側に開口されている開口部の径が配線層１１の表面によって形成された開口部の底面の径よりも大きい逆円錐台状又は円錐台状の凹部とすることができる。ビアホール１２ｘを形成後、デスミア処理を行い、ビアホール１２ｘの底部に露出する配線層１１の表面に付着した樹脂残渣を除去することが好ましい。

【0048】

次に、図４（ａ）に示す工程では、支持体５００の上面側及び下面側において、第１金属層１３ａの上面、ビアホール１２ｘの内側面、及びビアホール１２ｘ内に露出する配線層１１の表面を連続的に被覆する第２金属層１３ｂを形成する。第２金属層１３ｂは、例えば、銅の無電解めっきや銅のスパッタにより形成することができる。第２金属層１３ｂの厚さは、前述のとおりである。

【0049】

次に、図４（ｂ）に示す工程では、第２金属層１３ｂ上に第３金属層１３ｃの形状に合わせた開口部５３０ｘを有するレジスト層５３０を形成する。レジスト層５３０及び開口部５３０ｘは、例えば、図３（ｂ）に示す工程におけるレジスト層及び開口部と同様の方法により形成することができる。次に、図４（ｃ）に示す工程では、支持体５００の上面側及び下面側において、第２金属層１３ｂを給電層とする電解めっき法により、開口部５３０ｘ内に露出する第２金属層１３ｂの上面に第３金属層１３ｃを選択的に形成する。

【0050】

次に、図４（ｄ）に示す工程では、支持体５００の上面側及び下面側において、レジストの剥離液を用いて、レジスト層５３０を除去する。次に、図５（ａ）に示す工程では、支持体５００の上面側及び下面側において、第３金属層１３ｃから露出する第１金属層１３ａ及び第２金属層１３ｂをエッチングにより除去し、第１金属層１３ａ、第２金属層１３ｂ、及び第３金属層１３ｃを備えた配線層１３を形成する。配線層１３は、第１グランドプレーン１３Ｇを含む。

【0051】

次に、図５（ｂ）に示す工程では、図３（ｃ）～図５（ａ）と同様の工程により、支持体５００の上面側及び下面側において、絶縁層１２上に、絶縁層１４及び配線層１５を形成する。なお、図３（ｄ）に相当する工程では、絶縁層１４を貫通して配線層１３の表面を露出するビアホール１４ｘを形成するとともに、絶縁層１４及び１２を連続的に貫通して配線層１１の表面を露出するビアホール１４ｙを形成する。その後、ビアホール１４ｙ内には、ビア配線１５ｖが形成される。ビア配線１５ｖは、配線層１１と電気的に接続される。

【0052】

次に、図５（ｃ）に示す工程では、図３（ｃ）～図５（ａ）と同様の工程により、支持体５００の上面側及び下面側において、絶縁層１４上に、絶縁層１６及び配線層１７を形成する。

【0053】

次に、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示す工程では、図５（ｃ）に示す支持体５００を除去する。支持体５００を除去するには、まず、図６（ａ）に示すように、基体５１０及び厚箔５２１を薄箔５２２から機械的に剥離する。そして、図６（ｂ）に示すように、薄箔５２２を除去する。薄箔５２２が銅から形成されている場合は、例えば、塩化第二鉄水溶液や塩化第二銅水溶液や過硫酸アンモニウム水溶液等を用いたウェットエッチングにより除去できる。

【0054】

次に、図６（ｃ）に示す工程では、図３（ｃ）～図５（ａ）と同様の工程により、配線層１１の支持体５００と接していた面を被覆する絶縁層１８を形成し、さらに絶縁層１８上に配線層１９を形成する。配線層１９は、絶縁層１２及び絶縁層１８を挟んで第１グランドプレーン１３Ｇと対向する第２グランドプレーン１９Ｇを含む。また、配線層１１の少なくとも一部は、第１グランドプレーン１３Ｇと第２グランドプレーン１９Ｇとの間に配置される。なお、図３（ｄ）に相当する工程では、絶縁層１８を貫通して配線層１１の表面を露出するビアホール１８ｘを形成するとともに、絶縁層１８及び１２を連続的に貫通して配線層１３の表面を露出するビアホール１８ｙを形成する。その後、ビアホール１８ｙ内には、ビア配線１９ｖが形成される。ビア配線１９ｖは、第１グランドプレーン１３Ｇと電気的に接続される。

【0055】

次に、図６（ｄ）に示す工程では、絶縁層１６の上面に、配線層１７を覆うようにソルダーレジスト層２１を形成する。また、絶縁層１８の下面に、配線層１９を覆うようにソルダーレジスト層２２を形成する。ソルダーレジスト層２１は、例えば、液状又はペースト状の感光性のエポキシ系絶縁樹脂やアクリル系絶縁樹脂を、配線層１７を被覆するように絶縁層１６の上面にスクリーン印刷法、ロールコート法、又は、スピンコート法等で塗布することにより形成できる。あるいは、例えば、フィルム状の感光性のエポキシ系絶縁樹脂やアクリル系絶縁樹脂を、配線層１７を被覆するように絶縁層１６の上面にラミネートすることにより形成してもよい。ソルダーレジスト層２２の形成方法は、ソルダーレジスト層２１と同様である。

【0056】

次に、ソルダーレジスト層２１及び２２を露光及び現像することで、ソルダーレジスト層２１に配線層１７の上面の一部を露出する開口部２１ｘを形成する（フォトリソグラフィ法）。また、ソルダーレジスト層２２に配線層１９の下面の一部を露出する開口部２２ｘを形成する（フォトリソグラフィ法）。開口部２１ｘ及び２２ｘの各々の平面形状は、例えば、円形状とすることができる。開口部２１ｘ及び２２ｘの各々の直径は、接続対象（半導体チップやマザーボード等）に合わせて任意に設計できる。

【0057】

なお、この工程において、開口部２１ｘの底部に露出する配線層１７の上面及び開口部２２ｘの底部に露出する配線層１９の下面に、例えば無電解めっき法等により前述の金属層を形成してもよい。また、金属層の形成に代えて、ＯＳＰ処理等の酸化防止処理を施してもよい。図６（ｄ）の工程の後、破線Ｃの部分で切断を行い、個別の配線基板１を得ることができる。

【0058】

このように、配線基板１の製造方法では、ストリップラインを構成する配線層１１は、側面及び下面を絶縁層１２に被覆された埋め込み配線となる。従来の配線基板の製造方法では、埋め込み配線は配線基板の最表層に配置されるため、マイクロストリップラインは形成可能であったが、ストリップラインを形成することができなかった。これに対して、配線基板１の製造方法では、支持体を除去して埋め込み配線の上面を露出させた後に、さらに絶縁層や配線層を形成するため、埋め込み配線によりストリップラインを形成することができる。その結果、配線層１１と絶縁層１２との密着性を向上できるため、信頼性の高いストリップラインを実現できる。

【0059】

〈第１実施形態の変形例１〉
第１実施形態の変形例１では、３層の絶縁層を連続的に貫通するビア配線を有する配線基板の例を示す。なお、第１実施形態の変形例１において、既に説明した実施形態と同一構成部品についての説明は省略する場合がある。

【0060】

図７は、第１実施形態の変形例１に係る配線基板を例示する断面図である。図７を参照すると、配線基板１Ａは、ビア配線１９ｖ_２を有する点が、配線基板１と相違する。

【0061】

ビア配線１９ｖ_２は、絶縁層１８、絶縁層１２、及び絶縁層１４を連続的に貫通し、第２グランドプレーン１９Ｇと配線層１５とを電気的に接続する。ビア配線１９ｖ_２は、絶縁層１８、絶縁層１２、及び絶縁層１４を連続的に貫通し、配線層１５の下面を露出するビアホール１８ｚ内に配置されている。

【0062】

ビアホール１８ｚは、ソルダーレジスト層２２側に開口されている開口部の径が配線層１５の下面によって形成された開口部の底面の径よりも大きい円錐台状の凹部とすることができる。ビアホール１８ｚ内に配置されたビア配線１９ｖ_２は、絶縁層１８の下面に形成された第２グランドプレーン１９Ｇと一体に形成されている。

【0063】

このように、本開示に係る配線基板は、３層の絶縁層を連続的に貫通するビア配線を有してもよい。また、本開示に係る配線基板は、４層以上の絶縁層を連続的に貫通するビア配線を有してもよい。これらの場合も、前述のように、高周波の電流が流れる電流経路の抵抗値が抑制されるため、絶縁層毎に設けられたビア配線よりも、高周波の電流の伝送損出を低減することができる。

【0064】

〈第１実施形態の変形例２〉
第１実施形態の変形例２では、２層構造の配線層を有する配線基板の例を示す。なお、第１実施形態の変形例２において、既に説明した実施形態と同一構成部品についての説明は省略する場合がある。

【0065】

図８は、第１実施形態の変形例２に係る配線基板を例示する断面図である。図８を参照すると、配線基板１Ｂは、配線層１３、１５、１７、及び１９が、配線層１３Ａ、１５Ａ、１７Ａ、及び１９Ａに置換された点が、配線基板１と相違する。

【0066】

配線層１３Ａは、第２金属層１３ｂと、第２金属層１３ｂ上に形成された第３金属層１３ｃとを含む積層構造である。すなわち、配線層１３Ａは、２層構造であり、配線層１３が有していた第１金属層１３ａを有していない。配線層１５Ａ、１７Ａ、及び１９Ａも、配線層１３Ａと同様の構造である。

【0067】

この構造では、配線基板１Ｂの製造工程において、絶縁層１２、１４、１６、及び１８の形成に用いる樹脂には第１金属層が積層されていないため、剛性を確保しにくい。そのため、絶縁層１２、１４、１６、及び１８の形成に用いる樹脂には、ガラスクロス等の補強部材を有している半硬化状態の樹脂を用いることが好ましい。これにより、第１金属層がなくても一定の剛性を確保できるため、各絶縁層を形成する際の樹脂の取り扱いが容易となる。

【0068】

〈第１実施形態の応用例〉
第１実施形態の応用例では、配線基板に半導体チップを搭載した半導体装置の例を示す。なお、第１実施形態の応用例において、既に説明した実施形態と同一構成部品についての説明は省略する場合がある。

【0069】

図９は、第１実施形態の応用例に係る半導体装置を例示する断面図である。図９を参照するに、半導体装置１００は、図１に示す配線基板１と、半導体チップ１１０と、電極１２０と、バンプ１３０と、アンダーフィル樹脂１４０とを有する。半導体チップ１１０は、配線基板１の配線層１９の側に搭載されている。なお、配線基板１は、図１とは上下が反転した状態で描かれている。

【0070】

半導体チップ１１０は、例えば、シリコン等からなる薄板化された半導体基板（図示せず）上に半導体集積回路（図示せず）等が形成されたものである。半導体基板（図示せず）には、半導体集積回路（図示せず）と電気的に接続された電極１２０が形成されている。

【0071】

バンプ１３０は、半導体チップ１１０の電極１２０と配線基板１の配線層１９との間に形成され、電極１２０と配線層１９とを電気的に接続する。バンプ１３０は電極１２０の下面及び側面の少なくとも一部と、配線基板１の配線層１９の上面を被覆している。電極１２０は、例えば、銅ポストである。バンプ１３０は、例えば、はんだバンプである。はんだバンプの材料としては、例えばＰｂを含む合金、ＳｎとＣｕの合金、ＳｎとＡｇの合金、ＳｎとＡｇとＣｕの合金等を用いることができる。アンダーフィル樹脂１４０は、半導体チップ１１０と配線基板１の上面との間に充填されている。

【0072】

このように、第１実施形態に係る配線基板に半導体チップを搭載することにより、半導体装置を実現できる。なお、配線基板１に代えて、配線基板１Ａ又は１Ｂを用いてもよい。何れの半導体装置の場合も、配線基板にストリップラインが設けられているため、配線層１１の特性インピーダンスを制御できると共に、配線層１１から漏洩する電磁波を低減でき、高速の信号伝送が可能である。また、何れの半導体装置の場合も、配線基板が２層以上の絶縁層を連続的に貫通するビア配線を有しているため、高周波の電流が流れる電流経路の抵抗値が抑制されるため、高周波の電流の伝送損出を低減することができる。

【0073】

以上、好ましい実施形態について詳説したが、上述した実施形態に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施形態に種々の変形及び置換を加えることができる。

【符号の説明】

【0074】

１，１Ａ，１Ｂ 配線基板
１１，１３，１３Ａ，１５，１５Ａ，１７，１７Ａ，１９，１９Ａ 配線層
１２，１４，１６，１８ 絶縁層
１２ｘ，１４ｘ，１４ｙ，１６ｘ，１８ｘ，１８ｙ ビアホール
１３ａ，１５ａ，１７ａ，１９ａ 第１金属層
１３ｂ，１５ｂ，１７ｂ，１９ｂ 第２金属層
１３ｃ，１５ｃ，１７ｃ，１９ｃ 第３金属層
１３Ｇ 第１グランドプレーン
１５ｐ 配線パターン
１５ｖ，１９ｖ，１９ｖ_２ ビア配線
１９Ｇ 第２グランドプレーン
２１，２２ ソルダーレジスト層
２１ｘ，２２ｘ 開口部
１００ 半導体装置
１１０ 半導体チップ
１２０ 電極
１３０ バンプ
１４０ アンダーフィル樹脂
５００ 支持体
５１０ 基体
５２０ 金属箔
５２１ 厚箔
５２２ 薄箔
５３０ レジスト層
５３０ｘ 開口部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】