特開 2024-150904 配線基板及びその製造方法

(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】P2024150904

(43)【公開日】2024-10-24

(54)【発明の名称】配線基板及びその製造方法

(51)【国際特許分類】

   H05K 3/46 20060101AFI20241017BHJP

【ＦＩ】

H05K3/46 N

H05K3/46 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023063937

(22)【出願日】2023-04-11

(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】100112472

【弁理士】

【氏名又は名称】松浦 弘

(74)【代理人】

【識別番号】100202223

【弁理士】

【氏名又は名称】軸見 可奈子

(72)【発明者】

【氏名】和田 健太郎

(72)【発明者】

【氏名】近藤 浩司

(72)【発明者】

【氏名】国枝 賢治

(72)【発明者】

【氏名】梅津 将志

(72)【発明者】

【氏名】岡賀 悠太

【テーマコード（参考）】

5E316

【Ｆターム（参考）】

5E316AA02

5E316AA12

5E316AA15

5E316AA32

5E316AA43

5E316CC32

5E316DD25

5E316EE33

5E316FF07

5E316FF15

5E316GG15

5E316GG17

5E316GG23

5E316HH40

(57)【要約】

【課題】パッドとその上の絶縁層との密着強度が従来より高い配線基板の提供を目的とする。
【解決手段】本開示の配線基板は、第１絶縁層と、第１絶縁層の上面を部分的に覆うように形成される第１導電層と、第１導電層を挟んで第１絶縁層上に積層される第２絶縁層と、第２絶縁層の上面を部分的に覆うように形成される第２導電層と、第１導電層と第２絶縁層との密着強度向上のために、第１導電層を被覆する被覆膜と、第１導電層に含まれるパッドと第２導電層とを接続するために、パッドの上面の被覆膜と第２絶縁層とを貫通する貫通孔に形成されるビア導体と、を有する配線基板であって、パッドの上面の二乗平均平方根粗さは０．１０μｍ以上、０．２３μｍ以下であり、パッドと第２絶縁層との間に剥離部が形成され、剥離部は、パッドの上面における貫通孔の外縁から周囲１５μｍ以内に収まっている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１絶縁層と、
前記第１絶縁層の上面を部分的に覆うように形成される第１導電層と、
前記第１導電層を挟んで前記第１絶縁層上に積層される第２絶縁層と、
前記第２絶縁層の上面を部分的に覆うように形成される第２導電層と、
前記第１導電層と前記第２絶縁層との密着強度向上のために、前記第１導電層を被覆する被覆膜と、
前記第１導電層に含まれるパッドと前記第２導電層とを接続するために、前記パッドの上面の前記被覆膜と前記第２絶縁層とを貫通する貫通孔に形成されるビア導体と、を有する配線基板であって、
前記パッドの上面の二乗平均平方根粗さは０．１０μｍ以上、０．２３μｍ以下であり、
前記パッドと前記第２絶縁層との間に剥離部が形成され、
前記剥離部は、前記パッドの上面における前記貫通孔の外縁から周囲１５μｍ以内に収まっている。

【請求項2】

請求項１に記載の配線基板であって、
前記被覆膜の厚さは、０．０２～０．５μｍである。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の配線基板であって、
前記剥離部は、前記パッドの上面における前記貫通孔の外縁から前記パッドの外縁までの距離の６０％以内に収まっている。

【請求項4】

請求項１又は２に記載の配線基板であって、
前記剥離部に前記ビア導体を構成する導電体が充填されている。

【請求項5】

絶縁層下の第１導電層に含まれるパッドと、前記絶縁層上の第２導電層とがビア導体で接続される配線基板の製造方法であって、
前記第１導電層と前記絶縁層との密着強度向上のために、前記第１導電層が被覆膜で被覆されることと、
前記ビア導体を形成するための貫通孔が前記パッドの上面の前記被覆膜と前記絶縁層とに形成されることと、
前記ビア導体と前記第２導電層とが形成されることと、
前記パッドと前記絶縁層との間に、前記パッドの上面における前記貫通孔の外縁から周囲１５μｍ以内に収まる大きさの剥離部が形成されること、とを含む。

【請求項6】

請求項５に記載の配線基板の製造方法であって、
前記第１導電層に含まれる前記パッドの上面の二乗平均平方根粗さが０．１０μｍ以上、０．２３μｍ以下であることを含む。

【請求項7】

請求項５又は６に記載の配線基板の製造方法であって、
前記被覆膜の形成では、前記被覆膜の厚さが０．０２～０．５μｍに形成されることを含む。

【請求項8】

請求項５又は６に記載の配線基板の製造方法であって、
前記剥離部に前記ビア導体を構成する導電体が充填されることを含む。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、ビア導体を備える配線基板及びその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

この種の従来の配線基板として、導電層とその上の絶縁層との密着強度向上のために導電層が被覆膜で覆われるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２１－５６４６号公報（図１）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、上記した従来の配線基板では、絶縁層を貫通するビア導体を、導電層に含まれるパッドに接続するために、パッドの上面の被覆膜に貫通孔が形成される。そして、その貫通孔を起点として絶縁層と導電層との間に剥離部が形成され、その剥離部がパッドの上面から側面にまで達し、パッドとその上の絶縁層との密着強度の低下が問題になっている。そこで、本開示では、パッドとその上の絶縁層との密着強度が従来より高い配線基板の提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示の一態様の配線基板は、第１絶縁層と、前記第１絶縁層の上面を部分的に覆うように形成される第１導電層と、前記第１導電層を挟んで前記第１絶縁層上に積層される第２絶縁層と、前記第２絶縁層の上面を部分的に覆うように形成される第２導電層と、前記第１導電層と前記第２絶縁層との密着強度向上のために、前記第１導電層を被覆する被覆膜と、前記第１導電層に含まれるパッドと前記第２導電層とを接続するために、前記パッドの上面の前記被覆膜と前記第２絶縁層とを貫通する貫通孔に形成されるビア導体と、を有する配線基板であって、前記パッドの上面の二乗平均平方根粗さは０．１０μｍ以上、０．２３μｍ以下であり、前記パッドと前記第２絶縁層との間に剥離部が形成され、前記剥離部は、前記パッドの上面における前記貫通孔の外縁から周囲１５μｍ以内に収まっている。

【0006】

本開示の一態様の配線基板の製造方法は、絶縁層下の第１導電層に含まれるパッドと、前記絶縁層上の第２導電層とがビア導体で接続される配線基板の製造方法であって、前記第１導電層と前記絶縁層との密着強度向上のために、前記第１導電層が被覆膜で被覆されることと、前記ビア導体を形成するための貫通孔が前記パッドの上面の前記被覆膜と前記絶縁層とに形成されることと、前記ビア導体と前記第２導電層とが形成されることと、前記パッドと前記絶縁層との間に、前記パッドの上面における前記貫通孔の外縁から周囲１５μｍ以内に収まる大きさの剥離部が形成されること、とを含む。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】本開示の一実施形態に係る配線基板の断面図

【図2】配線基板の平断面図

【図3】配線基板の製造工程を示す断面図

【図4】配線基板の製造工程を示す断面図

【図5】配線基板の製造工程を示す断面図

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、図１～図５を参照して本開示の一実施形態について説明する。本実施形態の配線基板１０は、コア基板の両面に複数の導電層３０と複数の絶縁層２０とが交互に積層されると共に、最外面にソルダーレジスト層（図示せず）が積層される多層積層基板であって、図１（Ａ）にはそのうちの２つの絶縁層２０と２つの導電層３０のみが示されている。以下、図１（Ａ）における下側の絶縁層２０を第１絶縁層２１、上側の絶縁層２０を第２絶縁層２２と呼ぶこととする。また、導電層３０についても同様に、第１導電層３１、第２導電層３２と呼ぶこととする。

【0009】

第１導電層３１及び第２導電層３２は、例えば、銅メッキであって、無電解メッキ層３０Ａと電解メッキ層３０Ｂとから導電体で構成されている。第１導電層３１及び第２導電層３２には、複数のパッド３１Ｐ，３２Ｐが含まれている。第２絶縁層２２のうち、積層方向で重なるパッド３１Ｐ，３２Ｐ同士の間には特許請求の範囲の「貫通孔」に相当するビア３３Ｈが形成され、ビア３３Ｈ内にパッド３１Ｐ，３２Ｐ同士を接続するビア導体３３が形成されている。なお、複数のパッド３１Ｐ，３２Ｐは、例えば、平面視円形に形成され、下方に向かって径が小さくなるビア導体３３の中心軸が各パッド３１Ｐ，３２Ｐの中心を通るように配置されている（図２参照）。

【0010】

本実施形態の配線基板１０は、高速伝送基板であって、第１導電層３１及び第２導電層３２を含む導電層３０の表面の面粗度が、表皮効果によるインピーダンスの上昇を抑えるために例えば、０．０５～０．２μｍ程度になっている。また、これら第１導電層３１及び第２導電層３２を含む導電層３０と、その上に積層される第２絶縁層２２を含む絶縁層２０との密着強度を向上させるために、導電層３０が被覆膜４０で被覆されている。

【0011】

被覆膜４０は、絶縁層２０と導電層３０との両方に結合し得る材料によって形成され、例えば、シラン化合物を含むシランカップリング剤が用いられている。また、被覆膜４０は、導電層３０の上面及び側面に加えて、絶縁層２０のうち導電層３０から露出している部分を覆っている。さらに、被覆膜４０の厚さは、略均一になっていて、例えば、０．０２～０．５μｍになっている。

【0012】

なお、被覆膜４０は、全ての導電層３０に設けられているが、一部の導電層３０にのみ（例えば、第１導電層３１にのみ）設けられていてもよい。また、図１（Ａ）では、導電層３０に加え、絶縁層２０のうち導電層３０から露出している部分も被覆膜４０に覆われているが、例えば、導電層３０の表面（即ち、上面及び側面）のみが被覆膜４０に覆われていてもよい。さらに、被覆膜４０の厚さは、導電層３０の表面と、絶縁層２０の表面とで異なっていてもよい。

【0013】

ところで、パッド３１Ｐの上面３１Ａの被覆膜４０には、ビア導体３３に接続するための貫通孔４０Ｈが形成されている（図４（Ａ）参照）。そして、貫通孔４０Ｈを起点にして剥離部５０が形成されている。

【0014】

図１（Ｂ）及び図２に示されるように、剥離部５０は、パッド３１Ｐの上面３１Ａと第２絶縁層２２との間に広がり、ビア導体３３を包囲する略円環状になっている。具体的には、剥離部５０は、ビア導体３３の下端部（詳細には、ビア導体３３を形成するビア３３Ｈのうち第２絶縁層２２の貫通孔２２Ｈの下端開口縁２２Ｋで、特許請求の範囲の「貫通孔の外縁」に相当。）と先端部との間の幅Ｌ１が１５μｍ以内の範囲（具体的には、５～１５μｍ以内の範囲、好ましくは、５～１０μｍ以内の範囲）になっている。また、ビア導体３３の下端部（下端開口縁２２Ｋ）からパッド３１Ｐの上面３１Ａの外縁までの最短の距離Ｌ２は、１５μｍ以上になっている。これにより、剥離部５０がパッド３１Ｐの上面３１Ａ内に収まっている。より詳細には、剥離部５０は、前述の距離Ｌ２に対して剥離部５０の最も幅Ｌ１が広い部分でも、例えば、６０％以下（好ましくは、５０％以下）の範囲に抑えられている。

【0015】

剥離部５０には、ビア導体３３を構成する導電体（無電解メッキ層３０Ａ及び電解メッキ層３０Ｂ）が充填されている。詳細には、剥離部５０には、図２に示されるように、ビア導体３３の外縁部から外側に向かって広がるように導電体が充填され、図２に示す例では、周方向の一部で剥離部５０の先端部まで導電体が充填されている。

【0016】

なお、剥離部５０は、パッド３１Ｐの上面３１Ａと第２絶縁層２２との間に形成されていればよく、例えば、剥離部５０がパッド３１Ｐの上面３１Ａと被覆膜４０との境界に沿って形成されていてもよいし、被覆膜４０と第２絶縁層２２の境界に沿って形成されていてもよいし、さらに被覆膜４０の厚さ方向に複数、形成されていてもよい。

【0017】

なお、剥離部５０は、導電体で充填されていなくてもよいし、全体が導電体で充填されていてもよい。また、剥離部５０に充填される導電体は、ビア導体３３を構成する導電体と連続していてもよいし、ビア導体３３を構成する導電体とは不連続な例えば、粒状の複数の導電体であってもよい。さらに、剥離部５０のうち導電体が充填されていない部分は、空洞であってもよいし、例えば、被覆膜４０の残渣が詰まっている状態であってもよい。

【0018】

本開示の配線基板１０は、以下のように製造される。
（１）コア基板（図示せず）が用意され、コア基板の両面の導電層に公知な方法により、第１絶縁層２１が積層されると共に、第１絶縁層２１上に複数のパッド３１Ｐを含む第１導電層３１が形成される（図３（Ａ））。このとき、第１導電層３１の表面（具体的には、上面及び側面）は、粗化処理が行われないか、わずかに粗化される程度の粗化処理が行われる。これにより、第１導電層３１の表面の二乗平均平方根粗さ（Ｒｑ）は０．１０μｍ以上、０．２３μｍ以下になる。

【0019】

（２）次いで、図３（Ｂ）に示されるように、第１導電層３１の上面及び側面と、第１絶縁層２１のうち第１導電層３１から露出している部分とに被覆膜４０が被覆される。このとき、被覆膜４０は、例えば、０．０２～０．５μｍ以下の厚さで略均一に形成される。

【0020】

（３）図３（Ｃ）に示されるように、被覆膜４０上に第２絶縁層２２が積層される。これにより、第１導電層３１と第２絶縁層２２との密着強度が高まる。

【0021】

（４）次いで、レーザ照射により、第２絶縁層２２とパッド３１Ｐの上面３１Ａ上の被覆膜４０とを貫通するビア３３Ｈが形成される（図４（Ａ）参照）。そして、ビア３３Ｈの下端部が前述した被覆膜４０の貫通孔４０Ｈになり、それより上側が第２絶縁層２２の貫通孔２２Ｈになる。なお、図４では、図１（Ａ）に示される第１導電層３１のうちビア導体３３が接続されるパッド３１Ｐ部分のみが示されている。

【0022】

（５）ビア３３Ｈ内が洗浄（デスミア処理）され、パッド３１Ｐの上面３１Ａに付着する被覆膜４０の残渣が除去される。

【0023】

（６）無電解メッキ処理の前処理としてのソフトエッチングが行われる。このとき、図４（Ｂ）に示されるように、被覆膜４０の貫通孔４０Ｈの表面から被覆膜４０が溶出して、第２絶縁層２２とパッド３１Ｐとの間に剥離部５０が形成される。また、露出しているパッド３１Ｐの上面３１Ａから電解メッキ層３０Ｂが溶出し、上面３１Ａの中心部分が僅かに窪む。ここで、本実施形態では、第２絶縁層２２の貫通孔２２Ｈの下端開口縁２２Ｋと先端部との間までの剥離部５０の幅Ｌ１が１５μｍ以内（詳細には、５～１５μｍ以下の範囲、好ましくは、５～１０μｍ以下の範囲）の大きさに収まるように、薬液に漬ける時間、回数、又は薬液の濃度が調整されている。

【0024】

（７）次いで、無電解メッキ処理が行われる。具体的には、無電解メッキ液に浸漬され、図１（Ｂ）及び図５（Ａ）に示されるように、ビア３３Ｈの内面と、パッド３１Ｐのうち被覆膜４０から露出している部分とに無電解メッキ層３０Ａが形成される。また、このとき、剥離部５０内に無電解メッキ液が進入して、剥離部５０内にも無電解メッキ層３０Ａが形成される（図１（Ｂ）及び図２参照）。

【0025】

なお、剥離部５０に無電解メッキ層３０Ａが形成され易くするために、例えば、上述のソフトエッチングの後に別の前処理を行ってもよいし、無電解メッキ処理において薬液の濃度、浸漬時間又は回数を調整してもよい。

【0026】

（８）無電解メッキ層３０Ａ上に、所定パターンでメッキレジスト１１が積層される。

【0027】

（９）次いで、電解メッキ処理が行われ、図５（Ｂ）に示されるように、ビア３３Ｈ内に電解メッキが充填されてビア導体３３が形成されると共に、無電解メッキ層３０Ａのうちメッキレジスト１１から露出している部分上に電解メッキ層３０Ｂが形成される。また、このとき、剥離部５０内の無電解メッキ層３０Ａ上に電解メッキ層３０Ｂが形成され、剥離部５０がビア導体３３を構成する導電体と連続する導電体で充填される（図１（Ｂ）及び図２参照）。

【0028】

なお、剥離部５０の無電解メッキ層３０Ａ上に電解メッキ層３０Ｂが形成され易くするために、例えば、電解メッキ処理において薬液の濃度、浸漬時間又は回数を調整してもよい。

【0029】

（１０）次いで、メッキレジスト１１が剥離されると共に、メッキレジスト１１の下側の無電解メッキ層３０Ａが除去される。そして、残された無電解メッキ層３０Ａ及び電解メッキ層３０Ｂにより、第２導電層３２が形成される（図１（Ａ）参照）。ここで、第２導電層３２の表面についても、第１導電層３１と同様に、粗化処理が行われないか、わずかに粗化される程度の粗化処理が行われ、表面の二乗平均平方根粗さ（Ｒｑ）が０．１０μｍ以上、０．２３μｍ以下になっている。

【0030】

（１１）上述した（２）～（１０）の工程が繰り返され、最外の絶縁層２０上にソルダーレジスト層が積層される。以上により配線基板１０が完成する。

【0031】

本実施形態の配線基板１０の構造及びその製造方法に関する説明は以上である。このように、本実施形態の配線基板１０では、第１導電層３１に含まれるパッド３１Ｐとその上の第２絶縁層２２との間の剥離部５０が、パッド３１Ｐの上面３１Ａ内に収まるので、剥離部５０がパッド３１Ｐの側面３１Ｂにまで達する従来のものに比べて、パッド３１Ｐとその上の第２絶縁層２２との密着強度が高くなる。

【0032】

また、本実施形態では、剥離部５０がパッド３１Ｐの上面３１Ａ内に収まるだけでなく、ビア導体３３の下端部（下端開口縁２２Ｋ）からパッド３１Ｐの上面３１Ａの外縁部までの最短の距離Ｌ２に対して、剥離部５０の幅Ｌ１が例えば、６０％以下（好ましくは、５０％以下）の範囲に抑えられているので、よりパッド３１Ｐとその上の第２絶縁層２２との密着強度を高めることができる。

【0033】

しかも、本実施形態では、剥離部５０にビア導体３３を構成する導電体（無電解メッキ層３０Ａ及び電解メッキ層３０Ｂ）が充填され、パッド３１Ｐとビア導体３３との間の導電が安定する。

【0034】

さらに、本実施形態では、被覆膜４０の厚さを０．０２～０．５μｍにすることで、パッド３１Ｐと第２絶縁層２２との間の剥離部５０を、容易にビア導体３３（被覆膜４０の貫通孔４０Ｈ又は下端開口縁２２Ｋ）の周囲１５μｍ以内に範囲に収めることができる。

【0035】

［他の実施形態］
（１）上記実施形態では、ビルドアップ層の導電層を例に説明したが、これに限らず、例えば、コア基板の導電層に本開示の構成を適用してもよい。

【0036】

（２）上記実施形態では、距離Ｌ２に対して剥離部５０の最も幅Ｌ１が広い部分が６０％以下になっている例を挙げたが、これに限らず、例えば、パッド３１Ｐの上面３１Ａのうちビア導体３３の下端部を除く面積に対して積層方向で剥離部５０が最も大きい部分の面積が６０％以下（好ましくは、５０％以下）になっていてもよい。また、積層方向で剥離部５０が最も大きい部分の面積に替えて、例えば、パッド３１Ｐと被覆膜４０との境界部分の面積、または、被覆膜４０と第２絶縁層２２との境界部分の面積としてもよい。

【0037】

なお、本明細書及び図面には、特許請求の範囲に含まれる技術の具体例が開示されているが、特許請求の範囲に記載の技術は、これら具体例に限定されるものではなく、具体例を様々に変形、変更したものも含み、また、具体例から一部を単独で取り出したものも含む。

【符号の説明】

【0038】

１０ 配線基板
２１ 第１絶縁層
２２ 第２絶縁層
３１ 第１導電層
３２ 第２導電層
３１Ｐ，３２Ｐ パッド
３３ ビア導体
３３Ｈ ビア（貫通孔）
４０ 被覆膜
４０Ｈ 貫通孔
５０ 剥離部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】