特開 2025-9190 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】P2025009190

(43)【公開日】2025-01-20

(54)【発明の名称】配線基板

(51)【国際特許分類】

   H05K 3/46 20060101AFI20250110BHJP

【ＦＩ】

H05K3/46 B

H05K3/46 N

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023112026

(22)【出願日】2023-07-07

(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】110001542

【氏名又は名称】弁理士法人銀座マロニエ特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】桑原 雅

(72)【発明者】

【氏名】酒井 純

(72)【発明者】

【氏名】福島 志保

【テーマコード（参考）】

5E316

【Ｆターム（参考）】

5E316AA01

5E316AA15

5E316AA32

5E316AA35

5E316AA43

5E316BB15

5E316DD17

5E316DD24

5E316EE31

5E316FF03

5E316FF13

5E316FF14

5E316GG15

5E316GG17

5E316GG22

5E316GG27

5E316HH26

5E316HH40

(57)【要約】

【課題】第１シード層と第３絶縁層との密着性の向上、および、線間ショートの発生の効果的な防止、を行う。
【解決手段】コア基板ＣＳと、第１ビルドアップ部ＢＵ１と、第２ビルドアップ部ＢＵ２と、第３ビルドアップ部ＢＵ３と、第４ビルドアップ部ＢＵ４と、を有する配線基板であって、第３絶縁層は、上面と、上面から下層の第３導体層に至るビア開口と、ビア開口内に形成され、第３導体層と下層の第３導体層とを接続するビア導体と、を有し、第３導体層は、シード層とシード層上に形成される電解めっき層とによって形成されており、シード層は、第１層と第１層上に形成される第２層とを有しており、第３絶縁層に近い方から順に第１層、第２層、電解めっき層で構成されており、第３導体層の断面において、第１層の幅は第２層の幅より大きく、電解めっき層の幅は第１層の幅より大きい。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１面及び前記第１面と反対側の第２面を有するコア基板と、前記第１面上に形成され、交互に積層される複数の第１絶縁層及び複数の第１導体層を含む第１ビルドアップ部と、前記第２面上に形成され、交互に積層される複数の第２絶縁層及び複数の第２導体層を含む第２ビルドアップ部と、前記第１ビルドアップ部上に形成され、交互に積層される複数の第３絶縁層及び複数の第３導体層を含む第３ビルドアップ部と、前記第２ビルドアップ部上に形成され、交互に積層される少なくとも１層の第４絶縁層及び少なくとも１層の第４導体層を含む第４ビルドアップ部と、を有する配線基板であって、
前記配線基板の最も外側の面は、前記第３ビルドアップ部の最外面、及び、前記第４ビルドアップ部の最外面で構成されており、
前記第３導体層に含まれる配線における配線幅の最小値は、前記第１導体層、前記第２導体層、及び、前記第４導体層に含まれる配線における配線幅の最小値よりも小さく、
前記第３導体層に含まれる配線における配線間距離の最小値は、前記第１導体層、前記第２導体層、及び、前記第４導体層に含まれる配線における配線間距離の最小値よりも小さく、
前記第３導体層に含まれる配線の最小の配線幅が３μｍ以下、最小の配線間隔が３μｍ以下であり、
前記第３絶縁層は、上面と、前記上面から下層の第３導体層に至るビア開口と、前記ビア開口内に形成され、前記第３導体層と前記下層の第３導体層とを接続するビア導体と、を有し、
前記第３導体層は、シード層と前記シード層上に形成される電解めっき層とによって形成されており、
前記シード層は、第１層と前記第１層上に形成される第２層とを有しており、前記第３絶縁層に近い方から順に前記第１層、前記第２層、前記電解めっき層で構成されており、
前記第３導体層の断面において、前記第１層の幅は前記第２層の幅より大きく、前記電解めっき層の幅は前記第１層の幅より大きい。

【請求項2】

請求項１に記載の配線基板において、前記コア基板がガラスコアである。

【請求項3】

請求項１に記載の配線基板において、前記第３導体層に含まれる配線のアスペクト比は２以上４以下である。

【請求項4】

請求項１に記載の配線基板において、前記第３導体層に含まれる配線の上面は研磨面である。

【請求項5】

請求項１に記載の配線基板において、前記第１絶縁層、前記第２絶縁層、及び、前記第３絶縁層のそれぞれは無機粒子を含んでおり、前記第３絶縁層に含まれる無機粒子の最大粒径は、前記第１絶縁層及び前記第２絶縁層に含まれる無機粒子の最大粒径よりも小さい。

【請求項6】

請求項１に記載の配線基板において、前記第３ビルドアップ部を構成する第３絶縁層の体積と前記第４ビルドアップ部を構成する第４絶縁層の体積とは、略等しい。

【請求項7】

請求項１に記載の配線基板において、前記第３ビルドアップ部における第３導体が占める体積と前記第４ビルドアップ部における第４導体が占める体積とは、略等しい。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、複数のビルドアップ部を有する配線基板に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１は、図４に示すように、表面が粗化された絶縁層５２上に導体回路５３が形成されているプリント配線板５１を開示している。導体回路５３は、絶縁層５２表面の粗化面に追従して形成される無電解めっき膜（シード層）５４と、無電解めっき膜５４上に形成される電解めっき膜５５とによって形成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平１１－２１４８２８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の技術では、図４に示すように、無電解めっき膜５４の幅Ｄ４は高さ方向に同じ幅となっている。無電解めっき膜５４と絶縁層５２との密着性を高めるためには、無電解めっき膜５４の幅Ｄ４を大きくする必要がある。しかし、無電解めっき膜５４の幅Ｄ４を大きくしすぎると、隣接する導体回路との間で線間ショートが発生しやすくなる。そのため、絶縁層５２との密着性が高く、かつ、隣接する導体回路との線間ショートの発生ない無電解めっき膜５４を設計することは難しかった。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明に係る配線基板は、第１面及び前記第１面と反対側の第２面を有するコア基板と、前記第１面上に形成され、交互に積層される複数の第１絶縁層及び複数の第１導体層を含む第１ビルドアップ部と、前記第２面上に形成され、交互に積層される複数の第２絶縁層及び複数の第２導体層を含む第２ビルドアップ部と、前記第１ビルドアップ部上に形成され、交互に積層される複数の第３絶縁層及び複数の第３導体層を含む第３ビルドアップ部と、前記第２ビルドアップ部上に形成され、交互に積層される少なくとも１層の第４絶縁層及び少なくとも１層の第４導体層を含む第４ビルドアップ部と、を有する配線基板であって、前記配線基板の最も外側の面は、前記第３ビルドアップ部の最外面、及び、前記第４ビルドアップ部の最外面で構成されており、前記第３導体層に含まれる配線における配線幅の最小値は、前記第１導体層、前記第２導体層、及び、前記第４導体層に含まれる配線における配線幅の最小値よりも小さく、前記第３導体層に含まれる配線における配線間距離の最小値は、前記第１導体層、前記第２導体層、及び、前記第４導体層に含まれる配線における配線間距離の最小値よりも小さく、前記第３導体層に含まれる配線の最小の配線幅が３μｍ以下、最小の配線間隔が３μｍ以下であり、前記第３絶縁層は、上面と、前記上面から下層の第３導体層に至るビア開口と、前記ビア開口内に形成され、前記第３導体層と前記下層の第３導体層とを接続するビア導体と、を有し、前記第３導体層は、シード層と前記シード層上に形成される電解めっき層とによって形成されており、前記シード層は、第１層と前記第１層上に形成される第２層とを有しており、前記第３絶縁層に近い方から順に前記第１層、前記第２層、前記電解めっき層で構成されており、前記第３導体層の断面において、前記第１層の幅は前記第２層の幅より大きく、前記電解めっき層の幅は前記第１層の幅より大きい。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】本発明に係る配線基板におけるビルドアップ部の一実施形態を模式的に示す断面図である。

【図2】本発明に係る配線基板における第３ビルドアップ部の各層の一実施形態における特徴部分を模式的に示す断面図である。

【図3A】第３ビルドアップ部の各層の製造方法の一実施形態を模式的に示す断面図である。

【図3B】第３ビルドアップ部の各層の製造方法の一実施形態を模式的に示す断面図である。

【図3C】第３ビルドアップ部の各層の製造方法の一実施形態を模式的に示す断面図である。

【図3D】第３ビルドアップ部の各層の製造方法の一実施形態を模式的に示す断面図である。

【図3E】第３ビルドアップ部の各層の製造方法の一実施形態を模式的に示す断面図である。

【図3F】第３ビルドアップ部の各層の製造方法の一実施形態を模式的に示す断面図である。

【図3G】第３ビルドアップ部の各層の製造方法の一実施形態を模式的に示す断面図である。

【図3H】第３ビルドアップ部の各層の製造方法の一実施形態を模式的に示す断面図である。

【図3I】第３ビルドアップ部の各層の製造方法の一実施形態を模式的に示す断面図である。

【図4】従来のプリント配線板の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0007】

＜本発明の配線基板について＞
本発明の配線基板の一実施形態が、図面を参照して説明される。なお、図１～図４に示す例において、各部材の寸法、特に高さ方向の寸法については、本発明の特徴をより良く理解できるようにするために、実際の寸法とは異なる寸法で記載している。

【0008】

図１は、本発明に係る配線基板におけるビルドアップ部の一実施形態を説明するための断面図である。図１において、ＣＳは、例えば図中上側の第１面ＣＳ１および下側の第２面ＣＳ２を有するコア基板である。ＢＵ１は、コア基板ＣＳの第１面ＣＳ１上に形成され、交互に積層される複数の第１絶縁層１２及び複数の第１導体層１１を含む第１ビルドアップ部である。ＢＵ２は、コア基板ＣＳの第２面ＣＳ２上に形成され、交互に積層される複数の第２絶縁層２２及び複数の第２導体層２１を含む第２ビルドアップ部である。ＢＵ３は、第１ビルドアップ部ＢＵ１上に形成され、交互に積層される複数の第３絶縁層３２及び複数の第３導体層３１を含む第３ビルドアップ部である。ＢＵ４は、第２ビルドアップ部ＢＵ２上に形成され、交互に積層される少なくとも１層の第４絶縁層４２及び少なくとも１層の第４導体層４１を含む第４ビルドアップ部である。本実施形態では、上記構成の配線基板１の第３ビルドアップ部ＢＵ３上に、チップ１およびチップ２が搭載されている。

【0009】

図１に示す本発明に係る配線基板においては、コア基板ＣＳとしてガラスコアを用いることが好ましい。コア基板としてガラスコアを用いると、他の材料のコア基板を用いた配線基板と比べて、高密度配線が形成し易くなる。ガラスコアとしては、従来から知られているいずれの材料をも使用できる。例えば、耐熱性と耐衝撃性に優れ、熱膨張係数がシリコンに近い、ホウ珪酸ガラスを用いることができる。

【0010】

本実施形態に係る配線基板の特徴は、第３ビルドアップ部ＢＵ３の構造にある。すなわち、本実施形態に係る配線基板では、第３導体層に含まれる配線における配線幅の最小値は、第１導体層、第２導体層、及び、第４導体層に含まれる配線における配線幅の最小値よりも小さく、第３導体層に含まれる配線における配線間距離の最小値は、第１導体層、第２導体層、及び、第４導体層に含まれる配線における配線間距離の最小値よりも小さく、第３導体層に含まれる配線の最小の配線幅が３μｍ以下、最小の配線間隔が３μｍ以下であり、第３絶縁層は、上面と、上面から下層の第３導体層に至るビア開口と、ビア開口内に形成され、第３導体層と下層の第３導体層とを接続するビア導体と、を有し、第３導体層は、シード層とシード層上に形成される電解めっき層とによって形成されており、シード層は、第１層と第１層上に形成される第２層とを有しており、第３絶縁層に近い方から順に第１層、第２層、電解めっき層で構成されており、第３導体層の断面において、第１層の幅は第２層の幅より大きく、電解めっき層の幅は第１層の幅より大きい。

【0011】

本実施形態に係る配線基板では、第３ビルドアップ部ＢＵ３が、上記構成を備えることで、第３ビルドアップ部ＢＵ３において、第３絶縁層との密着性が高く、かつ、隣接する第３導体層との線間ショートの発生ないシード層を形成することができる。

【0012】

図２は、本実施形態に係る配線基板における第３ビルドアップ部ＢＵ３の各層の一実施形態における特徴部分を説明するための模式図である。図２において、説明の対象となる層Ｌ１の構成は、層Ｌ１以外の層と同じ構成となっている。説明の対象となる層Ｌ１の上下に連続して層Ｌ１以外の層が形成されている。

【0013】

本実施形態に係る配線基板では、第３ビルドアップ部ＢＵ３における各層が、図２に示す構成を含んでいる。図２において、第３導体層３１は、シード層３８とシード層３８上に形成される電解めっき層３１ｄによって形成されている。シード層３８は、第１層３８－１と第１層３８－１上に形成される第２層３８－２とを有している。第３絶縁層３２に近い方から順に第１層３８－１、第２層３８－２、電解めっき層３１ｄで構成されている。第３導体層３１の断面において、第１層３８－１の幅Ｄ２は第２層３８－２の幅Ｄ３より大きい。電解めっき層３１ｄの幅Ｄ１は第１層３８－２の幅Ｄ２より大きい。

【0014】

本実施形態に係る配線基板では、図２に示す中間体において、第１層３８－１の幅Ｄ２は第２層３８－２の幅Ｄ３より大きいことで、第１シード層３８－１と第３絶縁層３２との密着性を向上することができる。また、電解めっき層３１ｄの幅Ｄ１は第１層３８－２の幅Ｄ２より大きいことで、隣接する第３導体層３１のシード層と対象となる図２のシード層３８との距離を大きくすることができ、線間ショートの発生を効果的に防止することができる。

【0015】

図２の実施形態では、樹脂からなる第３絶縁層３２を示している。好ましい態様として、第３絶縁層３２は、樹脂と無機粒子とを含むこともできる。また、好ましい態様として、第１絶縁層、第２絶縁層、及び、第３絶縁層のそれぞれは無機粒子を含んでおり、第３絶縁層に含まれる無機粒子の最大粒径は、第１絶縁層及び第２絶縁層に含まれる無機粒子の最大粒径よりも小さい。さらに、図２に基づく説明では、第３導体層３１の断面におけるＤ１－Ｄ３の大きさの関係を特定しているが、ビア導体とシード層との関係も同様の関係とすることができる。

【0016】

＜本発明の配線基板の特徴となる第３ビルドアップ部ＢＵ３の製造方法について＞
第１ビルドアップ部ＢＵ１、第２ビルドアップ部ＢＵ２、および、第４ビルドアップ部ＢＵ４については、交互に積層される複数の第１絶縁層１２及び複数の第１導体層１１の形成、交互に積層される複数の第２絶縁層２２及び複数の第２導体層２１の形成、および、交互に積層される少なくとも１層の第４絶縁層４２及び少なくとも１層の第４導体層４１の形成を、従来から公知の方法で行うことができる。ここでは、それらの詳細については説明を省いている。

【0017】

図３Ａ～図３Ｉを参照にして、本発明の配線基板の特徴となる第３ビルドアップ部ＢＵ３の製造方法について説明する。

【0018】

まず、図３Ａに示すように、下層Ｌ２上に、対象となる層Ｌ１の樹脂からなる第３絶縁層３２を形成するとともに、第３絶縁層３２の上面３２ａに保護膜３６を形成する。樹脂としては、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂またはこれらの複合樹脂を用いることが好ましい。保護膜３６としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）製のフィルムなどを用いることが好ましい。

【0019】

次に、図３Ｂに示されるように、保護膜３６の上からレーザ光が照射される。レーザ光は保護膜３６と第３絶縁層３２とを同時に貫通する。これにより、下層Ｌ２の第３導体層３１上にビア導体形成用のビア開口３７が形成される。レーザ光は、例えばＵＶレーザ光、ＣＯ_２レーザ光である。ビア開口３７により下層の第３導体層３１が露出される。ビア開口３７が形成される時、第３絶縁層３２の上面３２ａは保護膜３６で覆われている。そのため、ビア開口３７が形成される時、樹脂が飛散しても、第３絶縁層３２の上面３２ａへの樹脂の付着が抑制される。

【0020】

次に、図３Ｃに示されるように、第３絶縁層３２の上面３２ａを保護膜３６で覆った状態で、ビア開口３７内に対しドライプロセス（プラズマ）でデスミア処理を行う。これにより、ビア開口３７の内壁面３７ａは粗化されるが、第３絶縁層３２の上面３２ａは粗化されない。デスミア処理は、例えばフルオロカーボン系ガスを含む反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）により行うことができる。

【0021】

次に、図３Ｄに示されるように、第３絶縁層３２の上面３２ａから保護膜３６が除去される。保護膜３６の除去後、第３絶縁層３２の上面３２ａを荒らすことは行われない。保護膜３６の除去後、第３絶縁層３２の上面３２ａが、Ａｒスパッタリングによるドライエッチングにより、クリーニングされる。

【0022】

次に、図３Ｅに示されるように、第３絶縁層３２の上面３２ａ上にシード層３８が形成される。シード層３８はスパッタによって形成される。シード層３８の形成はドライプロセスで行われる。シード層３８はビア開口３７から露出する下層の第３導体層３１の上面とビア開口３７の内壁面３７ａにも形成される。本実施形態では、シード層３８は、銅とケイ素とアルミニウムを含む合金をスパッタすることにより形成される第１層３８－１と、その上に銅をスパッタすることで形成される第２層３８－２と、で構成されている。

【0023】

次に、図３Ｆに示されるように、シード層３８上にめっきレジスト４０が形成される。めっきレジスト４０は、導体パッド３１ａと配線３１ｂとからなる第３導体層３１を形成するための開口を有する。

【0024】

次に、図３Ｇに示されるように、めっきレジスト４０から露出するシード層３８上に電解めっき層３１ｄが形成される。電解めっき層３１ｄはビア開口３７を充填する。電解めっき層３１ｄは、めっきレジスト４０の高さより高く形成される。すなわち、例えば、図３Ｇに示されるように、電解めっき層３１ｄが、めっきレジスト４０の上面よりも外側に、上面が凸球面状を有するように形成される。

【0025】

次に、図３Ｈに示されるように、電解めっき層３１ｄ、及び、めっきレジスト４０の上側の一部が、研磨によって除去される。研磨は、電解めっき層３１ｄの厚さが求められる所望の厚さとなるまで行われる。研磨は、例えば化学機械研磨（ＣＭＰ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）により実施される。

【0026】

その後、めっきレジスト４０およびその下層のシード層３８が除去される。これにより、図３Ｉに示されるように、第３絶縁層３２の上面３２ａ上のシード層３８と電解めっき層３１ｄによって、配線３１ｂが形成される。ビア開口３７内のシード層３８と電解めっき層３１ｄによって、ビア開口３７内にビア導体３９と、その上に導体パッド３１ａが形成される。以上のようにして、図３Ｉに示されるように、本発明の一実施形態に係る配線基板が得られる。

【0027】

上述した図２に示すように、幅Ｄ２を有する第１層３８－１および幅Ｄ３を有する第２層３８－２の形成は、スパッタによる成膜後、シード層３８をエッチングして除去する際、エッチング液の温度や濃度などのエッチング条件を制御することで行うことができる。

【0028】

本発明の一実施形態に係る配線基板では、第３ビルドアップ部ＢＵ３において、シード層３８および電解めっき層３１ｄを形成する際、図２に示すように、幅Ｄ１を有する電解めっき層３１ｄ、幅Ｄ２を有する第１層３８－１および幅Ｄ３を有する第２層３８－２を形成している。そのため、第１シード層３８－１と第３絶縁層３２との密着性の向上、および、線間ショート発生の効果的な防止、を実施することができる。

【0029】

以下、本発明に係る配線基板において、好適な実施形態について説明する。

【0030】

本発明の一実施形態に係る配線基板では、第３ビルドアップ部ＢＵ３における好適例として、第３導体層３１に含まれる配線３１ｂは、アスペクト比が２以上４以下となるように形成されていることが好ましい。このように、第３ビルドアップ部ＢＵ３が、比較的高いアスペクト比を有する配線３１ｂを有していることにより、表層部に比較的高密度の配線３１ｂを有する配線基板が実現され得る。配線基板の表層部において搬送される電気信号に対応した、より適切な配線が提供される。

【0031】

本発明の一実施形態に係る配線基板では、第３ビルドアップ部ＢＵ３における好適例として、第３導体層に含まれる配線の上面は研磨面であることが好ましい。第３導体層３１に含まれる配線の上面を研磨面とすることで、第３導体層３１の上面は粗さが比較的小さく平坦であり、よって、第３導体層３１は比較的均一な厚さとされている。

【0032】

本発明の一実施形態に係る配線基板では、第３ビルドアップ部ＢＵ３における好適例として、第３絶縁層３２が樹脂と無機粒子とで構成されている場合、第３絶縁層３２に含まれる無機粒子の最大粒径が、第１絶縁層１２及び第２絶縁層２２に含まれる無機粒子の最大粒径よりも小さいことが好ましい。比較的高密度に形成される配線３１ｂに接する第３絶縁層３２に無機粒子が含まれる場合に、隣り合う配線３１ｂ、３１ｂ間に粒径の比較的大きい無機粒子が位置すると、無機粒子の表面を介するマイグレーションにより配線３１ｂ、３１ｂ間の短絡が発生する場合がある。従って、第３絶縁層３２に含まれ得る無機粒子の最大の粒径が比較的小さいことで、配線３１ｂ、３１ｂにおける短絡の虞が低減することができる。

【0033】

本発明の一実施形態に係る配線基板では、第３ビルドアップ部ＢＵ３における好適例として、第３ビルドアップ部ＢＵ３を構成する第３絶縁層３２の体積と第４ビルドアップ部ＢＵ４を構成する第４絶縁層４２の体積とは、略等しいことが好ましい。また、第３ビルドアップ部ＢＵ３における導体が占める体積と第４ビルドアップ部ＢＵ４における導体が占める体積とは、略等しいことが好ましい。これらの条件を満たすことで、配線基板１の反りを低減させることができる。

【符号の説明】

【0034】

１ 配線基板
１１ 第１導体層
１２ 第１絶縁層
２１ 第２導体層
２２ 第２絶縁層
３１ 第３導体層
３１ａ 導体パッド
３１ｂ 配線
３１ｄ 電解めっき層
３２ 第３絶縁層
３２ａ 上面
３６ 保護膜
３７ ビア開口
３７ａ 内壁面
３８ シード層
３８－１ 第１層
３８－２ 第２層
３９ ビア導体
４０ めっきレジスト
４１ 第４導体層
４２ 第４絶縁層
ＢＵ１ 第１ビルドアップ部
ＢＵ２ 第２ビルドアップ部
ＢＵ３ 第３ビルドアップ部
ＢＵ４ 第４ビルドアップ部
ＣＳ コア基板
ＣＳ１ 第１面
ＣＳ２ 第２面
Ｌ１ 対象となる層
Ｌ２ 下層

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図3D】

【図3E】

【図3F】

【図3G】

【図3H】

【図3I】

【図4】