特開 2025-6569 プリント配線板

(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】P2025006569

(43)【公開日】2025-01-17

(54)【発明の名称】プリント配線板

(51)【国際特許分類】

   H01L 23/12 20060101AFI20250109BHJP

   H05K 3/18 20060101ALI20250109BHJP

   H05K 3/46 20060101ALI20250109BHJP

【ＦＩ】

H01L23/12 Q

H01L23/12 N

H05K3/18 B

H05K3/46 N

【審査請求】未請求

【請求項の数】13

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023107448

(22)【出願日】2023-06-29

(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】110003096

【氏名又は名称】弁理士法人第一テクニカル国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】呉 有紅

【テーマコード（参考）】

5E316

5E343

【Ｆターム（参考）】

5E316AA02

5E316AA15

5E316AA43

5E316CC09

5E316CC32

5E316DD12

5E316DD17

5E316DD23

5E316DD24

5E316DD32

5E316DD33

5E316EE33

5E316FF07

5E316FF13

5E316FF14

5E316GG15

5E316GG17

5E316GG22

5E316GG23

5E316HH40

5E343AA17

5E343BB24

5E343CC62

5E343CC71

5E343DD25

5E343DD43

5E343ER02

5E343ER16

5E343ER18

5E343GG20

(57)【要約】

【課題】熱衝撃によりシード層が破断し難いプリント配線板の提供。
【解決手段】プリント配線板は、第１樹脂絶縁層と、前記第１樹脂絶縁層の上に形成されている第１導体層と、第１面と前記第１面と反対側の第２面を有し、前記第２面が前記第１導体層と対向するように前記第１樹脂絶縁層と前記第１導体層の上に形成されていて、前記第１導体層に至るビア導体用の開口を有する第２樹脂絶縁層と、前記第２樹脂絶縁層上に形成されている第２導体層と、前記開口内に形成されていて、前記第１導体層と前記第２導体層を接続するビア導体、とを有する。前記第２導体層は、前記第２樹脂絶縁層上のシード層と前記シード層上の電解めっき膜とからなり、前記シード層は、単結晶からなる複数の銅粒子で形成されていて、前記銅粒子のそれぞれは横に並んでいる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１樹脂絶縁層と、
前記第１樹脂絶縁層の上に形成されている第１導体層と、
第１面と前記第１面と反対側の第２面を有し、前記第２面が前記第１導体層と対向するように前記第１樹脂絶縁層と前記第１導体層の上に形成されていて、前記第１導体層に至るビア導体用の開口を有する第２樹脂絶縁層と、
前記第２樹脂絶縁層上に形成されている第２導体層と、
前記開口内に形成されていて、前記第１導体層と前記第２導体層を接続するビア導体、とを有するプリント配線板であって、
前記第２導体層は、前記第２樹脂絶縁層上のシード層と前記シード層上の電解めっき膜とからなり、
前記シード層は、単結晶からなる複数の銅粒子で形成されていて、前記銅粒子のそれぞれは横に並んでいる。

【請求項2】

請求項１のプリント配線板であって、前記銅粒子の（１，１，１）面と前記第２樹脂絶縁層の前記第１面は略平行である。

【請求項3】

請求項１のプリント配線板であって、前記シード層の厚みと前記銅粒子の厚みは略等しい。

【請求項4】

請求項１のプリント配線板であって、前記銅粒子は不純物として炭素と酸素、シリコンを含む。

【請求項5】

請求項４記載のプリント配線板であって、前記シード層中の前記不純物の量は、前記第２樹脂絶縁層側から前記電解めっき膜側に向かって、徐々に小さい。

【請求項6】

請求項１記載のプリント配線板であって、前記シード層中の銅の量は、前記第２樹脂絶縁層側から前記電解めっき膜側に向かって、徐々に大きい。

【請求項7】

請求項４のプリント配線板であって、前記第２樹脂絶縁層は、炭素と酸素、シリコンを含む。

【請求項8】

請求項１のプリント配線板であって、前記シード層はスパッタリングにより形成されている。

【請求項9】

請求項１のプリント配線板であって、前記銅粒子の粒径は５０ｎｍ以上２００ｎｍ以下である。

【請求項10】

請求項１のプリント配線板であって、前記銅粒子の厚みは３０ｎｍ以上８００ｎｍ以下である。

【請求項11】

請求項１のプリント配線板であって、前記銅粒子の前記第２樹脂絶縁層側の表面粗さは２０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であって前記電解めっき膜側の表面粗さは２０ｎｍ以上１００ｎｍ以下である。

【請求項12】

請求項１のプリント配線板であって、前記シード層を形成する前記銅粒子の全てが前記第２樹脂絶縁層に接している。

【請求項13】

請求項１のプリント配線板であって、前記銅粒子は縦に積まれない。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書によって開示される技術は、プリント配線板に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１は、樹脂基板と樹脂基板上に形成されている樹脂絶縁層と導体回路を有するプリント配線板を開示する。導体回路は、特定の金属を含む合金層を介して樹脂絶縁層上に形成されている。例えば、特許文献１の段落［０００８］に特定の金属は示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０００－１２４６０２号公報

【発明の概要】

【0004】

［特許文献１の課題］
特許文献１の合金層を備えるプリント配線板では、熱衝撃により、シード層が破断すると考えられる。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明のプリント配線板は、第１樹脂絶縁層と、前記第１樹脂絶縁層の上に形成されている第１導体層と、第１面と前記第１面と反対側の第２面を有し、前記第２面が前記第１導体層と対向するように前記第１樹脂絶縁層と前記第１導体層の上に形成されていて、前記第１導体層に至るビア導体用の開口を有する第２樹脂絶縁層と、前記第２樹脂絶縁層上に形成されている第２導体層と、前記開口内に形成されていて、前記第１導体層と前記第２導体層を接続するビア導体、とを有する。前記第２導体層は、前記第２樹脂絶縁層上のシード層と前記シード層上の電解めっき膜とからなり、前記シード層は、単結晶からなる複数の銅粒子で形成されていて、前記銅粒子のそれぞれは横に並んでいる。

【0006】

本発明の実施形態のプリント配線板では、シード層は、単結晶からなる複数の銅粒子により形成されている。銅粒子のそれぞれは横に並んでいる。そのため、シード層を形成する各粒子の熱膨張係数がほぼ等しい。そのため、シード層は熱衝撃で破断し難い。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】実施形態のプリント配線板を模式的に示す断面図。

【図2A】実施形態のプリント配線板の製造方法を模式的に示す断面図。

【図2B】実施形態のプリント配線板の製造方法を模式的に示す断面図。

【図2C】実施形態のプリント配線板の製造方法を模式的に示す断面図。

【図2D】実施形態のプリント配線板の製造方法を模式的に示す断面図。

【図3A】実施形態のプリント配線板の製造方法を模式的に示す断面図。

【図3B】実施形態のプリント配線板の製造方法を模式的に示す断面図。

【図3C】実施形態のプリント配線板の製造方法を模式的に示す断面図。

【図3D】実施形態のプリント配線板の製造方法を模式的に示す断面図。

【図3E】実施形態のプリント配線板の製造方法を模式的に示す断面図。

【図4A】実施形態のプリント配線板の製造方法を模式的に示す断面図。

【図4B】実施形態のプリント配線板の製造方法を模式的に示す断面図。

【図4C】実施形態のプリント配線板の製造方法を模式的に示す断面図。

【図4D】実施形態のプリント配線板の製造方法を模式的に示す断面図。

【図5A】実施形態のプリント配線板の製造方法を模式的に示す断面図。

【図5B】実施形態のプリント配線板の製造方法を模式的に示す断面図。

【図5C】実施形態のプリント配線板の製造方法を模式的に示す断面図。

【図5D】実施形態のプリント配線板の製造方法を模式的に示す断面図。

【発明を実施するための形態】

【0008】

＜実施形態のプリント配線板＞
図１は実施形態のプリント配線板１００の断面図である。図１に示されるように、プリント配線板１００は、基板１と基板１の表裏に形成されているビルドアップ層８０Ｕ，８０Ｌを有する。基板１上には下層導体回路９及び導体層１０からなる第１導体層が形成されている。

【0009】

ビルドアップ層８０Ｕ，８０Ｌは、樹脂絶縁層１２Ｕ，１２Ｌとシード層１４及びシード層１４上の電解銅めっき膜（電解めっき膜）１５からなる第２導体層と樹脂絶縁層１２Ｕ，１２Ｌを貫通し隣接する導体層を接続するビア導体１５Ａで形成されている。樹脂絶縁層１２Ｕ，１２Ｌは第２樹脂絶縁層である。樹脂絶縁層１２Ｕ，１２Ｌは、第１面１２ａと第１面１２ａと反対側の第２面１２ｂを有する。第２面１２ｂは下層導体回路９及び導体層１０と対向する。樹脂絶縁層１２Ｕ，１２Ｌは、基板１と下層導体回路９及び導体層１０上に形成されている。樹脂絶縁層１２Ｕ，１２Ｌは、下層導体回路９及び導体層１０に至るビア導体用開口１３を有する。ビア導体１５Ａは、ビア導体用開口１３内に形成されている。樹脂絶縁層１２Ｕ，１２Ｌは、ガラス粒子を含む。樹脂絶縁層１２Ｕ，１２Ｌは、炭素と酸素、シリコンを含む。

【0010】

シード層１４は樹脂絶縁層１２Ｕ，１２Ｌ上に形成されている。図１中の拡大図に示されるように、シード層１４は、単結晶からなる複数の銅粒子で形成されていて、銅粒子のそれぞれは横に並んでいる。銅粒子上に別の銅粒子が形成されていない。銅粒子は縦に積まれない。そのため、シード層１４を形成する各粒子の熱膨張係数がほぼ等しい。そのため、シード層は熱衝撃で破断し難い。

【0011】

銅粒子の（１，１，１）面と樹脂絶縁層１２Ｕ，１２Ｌの第１面１２ａは略平行である。シード層１４の厚みと銅粒子の厚みは略等しい。シード層１４を形成する銅粒子の全てが樹脂絶縁層１２Ｕ，１２Ｌに接している。

【0012】

銅粒子の粒径は５０ｎｍ以上２００ｎｍ以下である。銅粒子の厚みは３０ｎｍ以上８００ｎｍ以下である。銅粒子の樹脂絶縁層１２Ｕ，１２Ｌ側の表面粗さは２０ｎｍ以上１００ｎｍ以下である。銅粒子の電解銅めっき膜１５側の表面粗さは２０ｎｍ以上１００ｎｍ以下である。

【0013】

銅粒子は不純物として炭素と酸素、シリコンを含む。そのため、炭素、酸素、シリコンを含む樹脂絶縁層１２Ｕ，１２Ｌとの接着力が大きい。シード層１４と樹脂絶縁層１２Ｕ，１２Ｌの密着力が高い。シード層１４と樹脂絶縁層１２Ｕ，１２Ｌの間の接着力が高い。シード層１４中の不純物の量は、樹脂絶縁層１２Ｕ，１２Ｌ側から電解銅めっき膜１５側に向かって、徐々に小さい。シード層１４中の銅の量は、樹脂絶縁層１２Ｕ，１２Ｌ側から電解銅めっき膜１５側に向かって、徐々に大きい。

【0014】

なお、図１においては、後述する多層化の工程を省略し、後述の図５Ｃで形成される上層導体回路１９等を有する基板１の上に、樹脂絶縁層１２Ｕ，１２Ｌと第２導体層とビア導体１５Ａからなるビルドアップ層８０Ｕ，８０Ｌが形成されている態様にて図示を行っている。実際は、上記多層化の工程により、ビルドアップ層８０Ｕ，８０Ｌにおいては、最外層の樹脂絶縁層（第２樹脂絶縁層）の内層側に最外層から２層目の樹脂絶縁層（第１樹脂絶縁層）が積層されている。最外層から２層目の樹脂絶縁層上には導体層（第１導体層）が形成されている。最外層の樹脂絶縁層は、最外層から２層目の樹脂絶縁層と第１導体層上に形成されている。最外層の樹脂絶縁層の第２面は第１導体層と対向する。最外層の樹脂絶縁層の上に形成されている導体層（第２導体層）と最外層から２層目の樹脂絶縁層上には導体層（第１導体層）の間が、第１導体層に至るビア導体用の開口に形成されるビア導体によって接続されている。

【0015】

プリント配線板１００は、ビルドアップ層８０Ａ，８０Ｂ上にソルダーレジストパターン層１８Ｕ，１８Ｌを有する。ソルダーレジストパターン層１８Ｕ，１８Ｌは開口２１Ｕ，２１Ｌを有する。開口２１Ｕ，２１Ｌにより露出される第２導体層は電子部品を搭載するためのパッドとして機能する。パッド上に電子部品を実装するための半田バンプ２３が形成されている。

【0016】

＜実施形態のプリント配線板の製造方法＞
図２Ａ～図５Ｄは実施形態のプリント配線板１００の製造方法を示す。図２Ａ～図５Ｄは断面図である。

【0017】

図２Ａに示されるように、基板１の両面に銅箔２が貼られている銅貼積層板が出発材料とされる。図２Ｂに示されるように、銅貼積層板がドリル削孔されてスルーホール用の貫通孔が形成される。その後、無電解めっきが施され、基板１全面に無電解めっき膜が形成される。さらに、電気銅めっきが施されて電解銅めっき膜が形成される。図２Ｃに示されるように、基板１の全表面にスルーホール３ａを含む導体層３が形成される。

【0018】

導体層３が形成されている基板１が水洗いされ、乾燥される。その後、該基板１を所定の水溶液からなる酸化浴（黒化浴）、及び、還元浴を用いた酸化還元処理に供され、図２Ｄに示されるように、スルーホール３ａを含む導体層３の全表面に粗化面４が形成される。

【0019】

図３Ａに示されるように、銅粒子を含む金属粒子ペースト５が、スルーホール３ａ内にスクリーン印刷によって充填され、乾燥、硬化される。その後、導体層３表面に形成される粗化面４及びスルーホール３ａからはみ出る金属粒子ペースト５が研磨により除去され、基板１表面が平坦化される。

【0020】

図３Ｂに示されるように、平坦化されている基板１表面に、無電解めっきが施されることにより無電解銅めっき膜６が形成される。

【0021】

その後、所定条件で電気銅めっきが施されて電気銅めっき膜７が形成され、後述する図３Ｄの工程において下層導体回路９となる部分の厚付け、及び、スルーホール３ａに充填されている金属粒子ペースト５を覆う導体層１０となる部分が形成される。

【0022】

図３Ｃに示されるように、下層導体回路９及び導体層１０となる部分が形成されている基板１の両面に、感光性ドライフィルムを貼り付け、マスクを載置して露光後、現像処理し、エッチングレジスト８が形成される。

【0023】

図３Ｄに示されるように、エッチングレジスト８を形成していない部分のめっき膜がエッチングにて溶解除去される。その後、エッチングレジスト８が剥離除去されることにより、独立した下層導体回路９及び導体層１０が形成される。

【0024】

図３Ｅに示されるように、下層導体回路９及び導体層１０の表面に粗化層１１が形成され、さらにこの粗化層１１の表面にＳｎ層（図示省略）が形成される。

【0025】

図４Ａに示されるように、エポキシ樹脂の組成物が基板１の両面に塗布され、樹脂絶縁層１２Ｕ，１２Ｌとなる樹脂層１２０Ｕ，１２０Ｌが形成される。

【0026】

図４Ｂに示されるように、樹脂層１２０Ｕ，１２０Ｌの形成後に適宜に紫外線で露光及び現像処理が行われ、ビア導体用開口１３が形成される。さらに、熱硬化が行われることにより樹脂絶縁層１２Ｕ，１２Ｌが形成される。

【0027】

図４Ｃに示されるように、所定のスパッタリングにより、樹脂絶縁層１２とビア導体用開口１３と下層導体回路９と導体層１０上に、シード層１４が形成される。

【0028】

図４Ｄに示されるように、シード層１４が形成されている基板１の両面に、感光性ドライフィルムが貼り付けられ、フォトマスクフィルムを載置して露光後、現像処理され、めっきレジスト１６のパターンが形成される。

【0029】

図５Ａに示されるように、所定条件で電気めっきが施されて電解銅めっき膜１５が形成される。なお、この電解銅めっき膜１５により、下層導体回路９部分の厚付け及びビアホール部分のめっき充填（後述の図５Ｂ参照）が行われる。ビアホール部分の電解銅めっき膜１５によりビア導体１５Ａが形成される。

【0030】

図５Ｂに示されるように、めっきレジスト１６を剥離除去後、そのめっきレジスト１６の下に存在しているシード層１４がエッチングで除去される。シード層１４及びビア導体１５Ａを含む電解銅めっき膜１５からなる、上層導体回路１９が形成される。

【0031】

図５Ｃに示されるように、上層導体回路１９が形成されている基板１に、所定のスパッタリングが行われ、上層導体回路１９の表面にＮｉ－Ｓｎからなる合金層２０が形成される。その後、図４Ａ ～図５Ｃの工程が繰り返されることにより、多層化が行われる。

【0032】

基板１の両面に、適宜のソルダーレジスト組成物を塗布して乾燥処理が行われる。その後、ソルダーレジスト開口部のパターンが描画されているフォトマスクをソルダーレジスト層に密着させて紫外線で露光し、現像処理し、開口が形成される。さらに、所定条件で加熱処理してソルダーレジスト層を硬化させることで、図５Ｄに示されるように、開口２１Ｕ，２１Ｌを有するソルダーレジストパターン層１８Ｕ，１８Ｌが形成される。

【0033】

ソルダーレジストパターン層１８Ｕ，１８Ｌが形成されている基板１が、所定の無電解めっき液に浸漬されて、ニッケルめっき層上に金めっき層２２が形成される。その後、ソルダーレジストパターン層１８Ｕ，１８Ｌの開口２１Ｕ，２１Ｌにはんだペーストが印刷され、リフローされることにより半田バンプ２３が形成される。実施形態のプリント配線板１００が得られる（図１参照）。

【符号の説明】

【0034】

１ ：基板
２ ：銅箔
３ ：導体層
３ａ ：スルーホール
４ ：粗化面
５ ：金属粒子ペースト
６ ：電解銅めっき膜
７ ：電気銅めっき膜
８ ：エッチングレジスト
９ ：下層導体回路
１０ ：導体層
１１ ：粗化層
１２ ：樹脂絶縁層
１２ａ ：第１面
１２ｂ ：第２面
１２Ｌ ：樹脂絶縁層
１２Ｕ ：樹脂絶縁層
１３ ：ビア導体用開口
１４ ：シード層
１５ ：電解銅めっき膜
１５Ａ ：ビア導体
１６ ：めっきレジスト
１８Ｌ ：ソルダーレジストパターン層
１８Ｕ ：ソルダーレジストパターン層
１９ ：上層導体回路
２０ ：合金層
２１Ｌ ：開口
２１Ｕ ：開口
２２ ：金めっき層
２３ ：半田バンプ
８０Ｌ ：ビルドアップ層
８０Ｕ ：ビルドアップ層
１００ ：プリント配線板
１２０Ｌ：樹脂層
１２０Ｕ：樹脂層

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図2C】

【図2D】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図3D】

【図3E】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図4D】

【図5A】

【図5B】

【図5C】

【図5D】