特許 7562431 配線基板及び配線基板の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-09-27

(45)【発行日】2024-10-07

(54)【発明の名称】配線基板及び配線基板の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H05K 1/11 20060101AFI20240930BHJP

   H05K 3/40 20060101ALI20240930BHJP

   H05K 3/18 20060101ALI20240930BHJP

   H05K 1/16 20060101ALI20240930BHJP

【ＦＩ】

H05K1/11 H

H05K3/40 E

H05K3/18 E

H05K3/18 G

H05K1/16 B

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2021001672

(22)【出願日】2021-01-07

(65)【公開番号】P2022106577

(43)【公開日】2022-07-20

【審査請求日】2023-08-15

(73)【特許権者】

【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】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】白鳥 俊樹

【審査官】中島 昭浩

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－１７８０９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－２２０５０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１１／０２０９９０５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１９／０２７４２１７（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０５Ｋ １／００ － ３／４６

Ｈ０１Ｆ １７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基材と、
前記基材に形成される第１貫通孔及び第２貫通孔と、
前記第１貫通孔に充填される磁性体と、
前記磁性体に形成される第３貫通孔と、
前記第３貫通孔の内壁面を被覆する第１めっき膜と、
前記第２貫通孔の内壁面及び前記第１めっき膜を被覆する第２めっき膜とを有し、
前記第１めっき膜は、
前記第３貫通孔の内壁面に接する第１無電解めっき膜と、
前記第１無電解めっき膜に積層される第１電解めっき膜とを有する
ことを特徴とする配線基板。

【請求項2】

前記第１めっき膜は、
前記第３貫通孔の両端の開口部周囲の面に広がって形成され、
前記第２貫通孔は、
前記基材を貫通するとともに、前記開口部周囲の面に広がって形成される前記第１めっき膜を貫通する
ことを特徴とする請求項１記載の配線基板。

【請求項3】

前記第２めっき膜は、
前記第２貫通孔の内壁面及び前記第１電解めっき膜に接する第２無電解めっき膜と、
前記第２無電解めっき膜に積層される第２電解めっき膜とを有し、
前記第２電解めっき膜は、
前記第１電解めっき膜よりも厚い
ことを特徴とする請求項１記載の配線基板。

【請求項4】

前記第２貫通孔内及び前記第３貫通孔内の前記第２めっき膜の内側に形成される第４貫通孔と、
前記第４貫通孔に充填される絶縁樹脂と、
前記第４貫通孔の両端の開口部において前記絶縁樹脂の端部を被覆する第３めっき膜と
をさらに有することを特徴とする請求項１記載の配線基板。

【請求項5】

前記第１めっき膜及び前記第２めっき膜は、
前記第４貫通孔の両端の開口部周囲の面に広がって形成され、
前記第３めっき膜は、
前記開口部周囲の面に広がって形成される前記第１めっき膜及び前記第２めっき膜に積層される
ことを特徴とする請求項４記載の配線基板。

【請求項6】

前記第２めっき膜は、
前記第２貫通孔の内壁面及び前記第１電解めっき膜に接する第２無電解めっき膜と、
前記第２無電解めっき膜に積層される第２電解めっき膜とを有し、
前記第３めっき膜は、
前記絶縁樹脂の端部及び前記第２めっき膜に接する第３無電解めっき膜と、
前記第３無電解めっき膜に積層される第３電解めっき膜とを有し、
前記第３電解めっき膜は、
前記第２電解めっき膜より薄い
ことを特徴とする請求項４記載の配線基板。

【請求項7】

前記第３電解めっき膜は、
前記第１電解めっき膜より厚い
ことを特徴とする請求項６記載の配線基板。

【請求項8】

基材に第１貫通孔を形成する工程と、
前記第１貫通孔に磁性体を充填する工程と、
前記磁性体に第２貫通孔を形成する工程と、
前記第２貫通孔の内壁面を被覆する第１めっき膜を形成する工程と、
前記基材に第３貫通孔を形成する工程と、
前記第３貫通孔の内壁面及び前記第１めっき膜を被覆する第２めっき膜を形成する工程とを有し、
前記第１めっき膜を形成する工程は、
前記第２貫通孔の内壁面に接する第１無電解めっき膜を形成する工程と、
前記第１無電解めっき膜に積層される第１電解めっき膜を形成する工程とを有する
ことを特徴とする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、配線基板及び配線基板の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、配線基板には、磁性体を用いて形成されるインダクタを内蔵するものがある。このようなインダクタは、例えば、配線基板の絶縁樹脂層の貫通孔に磁性体を収容し、磁性体に穿設される貫通孔の内壁にめっき膜を設けることにより形成される。磁性体の貫通孔内壁にめっき膜を設ける工程は、例えば電解銅めっきによって、配線基板の表面にめっき膜を設けるのと同時に行われるのが一般的である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１９－２２０５０４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上述した配線基板においては、磁性体の貫通孔内壁に十分な膜厚のめっき膜を設けるのが困難であり、インダクタの電気特性が向上しないという問題がある。具体的には、めっき膜を設ける工程において、磁性体の貫通孔内には、配線基板の表面と比較して電解めっき液が循環しにくいため、電解めっき膜が析出しにくい。結果として、磁性体の貫通孔内壁に設けられるめっき膜の厚さは、配線基板の表面に設けられるめっき膜よりも薄くなる傾向がある。そして、磁性体の貫通孔内壁においてめっき膜が薄いと、このめっき膜における電気抵抗が十分に低下せず、インダクタとしての電気特性の向上が制限される。

【0005】

また、磁性体の貫通孔内壁のめっき膜を厚くするために、電解めっき時間を延長したり、電解めっきで使用される電流値を増加させたりすると、磁性体の貫通孔内壁のめっき膜が厚くなると同時に、配線基板の表面のめっき膜も厚くなる。配線基板表面において必要以上にめっき膜が厚くなると、配線基板表面に微細かつ高密度な配線層を形成することが困難となる。したがって、安易に電解めっき時間を延長したり、電流値を増加させたりすることにより、磁性体の貫通孔内壁のめっき膜を厚くするのは好ましくない。

【0006】

開示の技術は、かかる点に鑑みてなされたものであって、内蔵されるインダクタの電気特性を向上することができる配線基板及び配線基板の製造方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本願が開示する配線基板は、１つの態様において、基材と、前記基材に形成される第１貫通孔及び第２貫通孔と、前記第１貫通孔に充填される磁性体と、前記磁性体に形成される第３貫通孔と、前記第３貫通孔の内壁面を被覆する第１めっき膜と、前記第２貫通孔の内壁面及び前記第１めっき膜を被覆する第２めっき膜とを有し、前記第１めっき膜は、前記第３貫通孔の内壁面に接する第１無電解めっき膜と、前記第１無電解めっき膜に積層される第１電解めっき膜とを有する。

【発明の効果】

【0008】

本願が開示する配線基板及び配線基板の製造方法の１つの態様によれば、内蔵されるインダクタの電気特性を向上することができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、一実施の形態に係るコア基板の構成を示す部分断面図である。

【図2】図２は、一実施の形態に係る多層配線基板の製造方法を示すフロー図である。

【図3】図３は、基材の構成を示す図である。

【図4】図４は、貫通孔形成工程の具体例を示す図である。

【図5】図５は、磁性体充填形成工程の具体例を示す図である。

【図6】図６は、平面研磨工程の具体例を示す図である。

【図7】図７は、貫通孔形成工程の具体例を示す図である。

【図8】図８は、第１無電解銅めっき工程の具体例を示す図である。

【図9】図９は、第１電解銅めっき工程の具体例を示す図である。

【図10】図１０は、貫通孔形成工程の具体例を示す図である。

【図11】図１１は、第２無電解銅めっき工程の具体例を示す図である。

【図12】図１２は、第２電解銅めっき工程の具体例を示す図である。

【図13】図１３は、絶縁樹脂充填工程の具体例を示す図である。

【図14】図１４は、平面研磨工程の具体例を示す図である。

【図15】図１５は、第３、第４無電解銅めっき工程の具体例を示す図である。

【図16】図１６は、第３、第４電解銅めっき工程の具体例を示す図である。

【図17】図１７は、エッチングレジスト形成の具体例を示す図である。

【図18】図１８は、エッチング工程の具体例を示す図である。

【図19】図１９は、多層配線基板の構成例を示す図である。

【図20】図２０は、半導体装置の構成例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本願が開示する配線基板及び配線基板の製造方法の一実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、この実施の形態により本発明が限定されるものではない。

【0011】

図１は、一実施の形態に係る多層配線基板が備えるコア基板１００の構成を示す部分断面図である。図１に示すように、コア基板１００は、基材１１０、配線層１２０ａ、１２０ｂ、配線層１３０ａ、１３０ｂ、磁性体１４０及び絶縁樹脂１５０を有する配線基板である。なお、以下においては、配線層１２０ａ、１２０ｂが形成される基材１１０の一方の面１１０ａ側を上方とし、配線層１３０ａ、１３０ｂが形成される他方の面１１０ｂ側を下方として説明する。ただし、コア基板１００は、例えば上下反転して用いられても良く、任意の姿勢で用いられて良い。

【0012】

基材１１０は、絶縁性の板状部材を有して構成される、コア基板１００の基材である。基材１１０としては、例えば、ガラスクロスにエポキシ系樹脂やポリイミド系樹脂等の
絶縁性樹脂を含浸させたガラスエポキシ基板等を用いることができる。また、基材１１０として、ガラス繊維、炭素繊維又はアラミド繊維等の織布や不織布にエポキシ系樹脂等を含浸させた基板等を用いることも可能である。基材１１０の厚さは、例えば４００～１２００μｍ程度とすることができる。

【0013】

基材１１０の上面１１０ａには配線層１２０ａ、１２０ｂが形成され、基材１１０の下面１１０ｂには配線層１３０ａ、１３０ｂが形成される。また、配線層１２０ｂに含まれる金属箔１１１は、あらかじめ基材１１０の上面１１０ａに設けられ、エッチングにより除去可能な金属箔である。同様に、配線層１３０ｂに含まれる金属箔１１２は、あらかじめ基材１１０の下面１１０ｂに設けられ、エッチングにより除去可能な金属箔である。金属箔１１１、１１２としては、例えば銅箔又は銅合金箔などを用いることができる。金属箔１１１、１１２の厚さは、例えば４～７μｍである。

【0014】

基材１１０には、基材１１０を厚さ方向に貫通する貫通孔１１３、１１４が穿設されている。貫通孔１１３は、例えば開口部の直径が３００～４００μｍ程度の円筒形状の貫通孔であり、内部に磁性体１４０を収容する。また、貫通孔１１４は、例えば開口部の直径が１００～２００μｍ程度の円筒形状の貫通孔であり、内部に絶縁樹脂１５０を収容する。

【0015】

配線層１２０ａは、複数の無電解めっき膜及び電解めっき膜を有し、磁性体１４０の上面にパッドを形成する。具体的には、配線層１２０ａは、第１無電解めっき膜１２１ａ、第１電解めっき膜１２１ｂ、第２無電解めっき膜１２２ａ、第２電解めっき膜１２２ｂ、第３無電解めっき膜１２３ａ及び第３電解めっき膜１２３ｂを有する。

【0016】

一方、配線層１２０ｂは、複数の無電解めっき膜及び電解めっき膜を有し、基材１１０の上面１１０ａにパッドを形成する。具体的には、配線層１２０ｂは、金属箔１１１、第１無電解めっき膜１２１ａ、第１電解めっき膜１２１ｂ、第２無電解めっき膜１２２ａ、第２電解めっき膜１２２ｂ、第３無電解めっき膜１２３ａ及び第３電解めっき膜１２３ｂを有する。

【0017】

すなわち、配線層１２０ｂは、配線層１２０ａの最下層に、基材１１０の上面１１０ａにあらかじめ設けられた金属箔１１１を加えた構成を有する。配線層１２０ａ、１２０ｂを構成する無電解めっき膜１２１ａ、１２２ａ、１２３ａは、いずれも同時に無電解めっきによって形成された無電解めっき膜である。また、配線層１２０ａ、１２０ｂを構成する電解めっき膜１２１ｂ、１２２ｂ、１２３ｂは、いずれも同時に電解めっきによって形成された電解めっき膜である。

【0018】

配線層１３０ａは、複数の無電解めっき膜及び電解めっき膜を有し、磁性体１４０の下面にパッドを形成する。具体的には、配線層１３０ａは、第１無電解めっき膜１２１ａ、第１電解めっき膜１２１ｂ、第２無電解めっき膜１２２ａ、第２電解めっき膜１２２ｂ、第４無電解めっき膜１３１ａ及び第４電解めっき膜１３１ｂを有する。

【0019】

一方、配線層１３０ｂは、複数の無電解めっき膜及び電解めっき膜を有し、基材１１０の下面１１０ｂにパッドを形成する。具体的には、配線層１３０ｂは、金属箔１１２、第１無電解めっき膜１２１ａ、第１電解めっき膜１２１ｂ、第２無電解めっき膜１２２ａ、第２電解めっき膜１２２ｂ、第４無電解めっき膜１３１ａ及び第４電解めっき膜１３１ｂを有する。

【0020】

すなわち、配線層１３０ｂは、配線層１３０ａの最上層に、基材１１０の下面１１０ｂにあらかじめ設けられた金属箔１１２を加えた構成を有する。配線層１３０ａ、１３０ｂを構成する無電解めっき膜１２１ａ、１２２ａ、１３１ａは、いずれも同時に無電解めっきによって形成された無電解めっき膜である。また、配線層１３０ａ、１３０ｂを構成する電解めっき膜１２１ｂ、１２２ｂ、１３１ｂは、いずれも同時に電解めっきによって形成された電解めっき膜である。

【0021】

磁性体１４０は、基材１１０に形成された貫通孔１１３に充填され、上端部が基材１１０の上面１１０ａから突出し、下端部が基材１１０の下面１１０ｂから突出する。具体的には、磁性体１４０の上端部は、基材１１０の上面１１０ａから金属箔１１１の厚さと同程度突出し、磁性体１４０の下端部は、基材１１０の下面１１０ｂから金属箔１１２の厚さと同程度突出する。磁性体１４０としては、例えば磁性体粒子を含有するエポキシ系樹脂等の絶縁性樹脂を使用することができる。磁性体粒子としては、例えば鉄、酸化鉄、コバルト酸化鉄、珪素鉄、磁性合金又はフェライト等のフィラーが挙げられる。

【0022】

磁性体１４０の平面視中央には、基材１１０の厚さ方向に磁性体１４０を貫通する貫通孔１４１が穿設されている。貫通孔１４１は、例えば開口部の直径が１００～２００μｍ程度の円筒形状の貫通孔であり、内部に絶縁樹脂１５０を収容する。貫通孔１４１の内壁面には、配線層１２０ａ及び配線層１３０ａから連続する、第１無電解めっき膜１２１ａ、第１電解めっき膜１２１ｂ、第２無電解めっき膜１２２ａ及び第２電解めっき膜１２２ｂがこの順序で積層される。磁性体１４０と貫通孔１４１内の無電解めっき膜及び電解めっき膜とは、インダクタを形成する。貫通孔１４１内の最内層の第２電解めっき膜１２２ｂの内側には貫通孔１２２ｃが形成され、貫通孔１２２ｃの内部に絶縁樹脂１５０が充填されている。

【0023】

これに対して、基材１１０に形成された貫通孔１１４の内壁面には、配線層１２０ｂ及び配線層１３０ｂから連続する、第２無電解めっき膜１２２ａ及び第２電解めっき膜１２２ｂがこの順序で積層される。そして、貫通孔１１４内の最内層の第２電解めっき膜１２２ｂの内側には貫通孔１２２ｃが形成され、貫通孔１２２ｃの内部に絶縁樹脂１５０が充填されている。

【0024】

このように、磁性体１４０の貫通孔１４１の内壁面には、第１無電解めっき膜１２１ａ及び第１電解めっき膜１２１ｂの分だけ、貫通孔１１４の内壁面よりも厚いめっき膜が形成されている。この結果、磁性体１４０の貫通孔１４１内の無電解めっき膜及び電解めっき膜における電気抵抗を小さくすることができ、コア基板１００に内蔵されるインダクタの電気特性を向上することができる。

【0025】

次に、各無電解めっき膜及び電解めっき膜について説明する。

【0026】

第１無電解めっき膜１２１ａは、磁性体１４０の表面及び金属箔１１１、１１２の表面に形成される。すなわち、磁性体１４０付近においては、第１無電解めっき膜１２１ａは、磁性体１４０の上面、貫通孔１４１の内壁面及び磁性体１４０の下面に接するように連続して形成される。一方、貫通孔１１４の付近においては、第１無電解めっき膜１２１ａは、金属箔１１１の上面及び金属箔１１２の下面に積層される。第１無電解めっき膜１２１ａの厚さは、例えば０．４～０．６μｍ程度である。

【0027】

第１電解めっき膜１２１ｂは、第１無電解めっき膜１２１ａに積層される。すなわち、磁性体１４０の付近においては、第１電解めっき膜１２１ｂは、磁性体１４０の上方、貫通孔１４１内及び磁性体１４０の下方で連続して第１無電解めっき膜１２１ａに積層される。一方、貫通孔１１４の付近においては、第１電解めっき膜１２１ｂは、第１無電解めっき膜１２１ａの上面又は下面に積層される。第１電解めっき膜１２１ｂの厚さは、コア基板１００の表面では例えば８～１２μｍ程度であり、貫通孔１４１内では例えば５～７μｍ程度である。すなわち、貫通孔１４１の内部には電解めっき液が循環しにくいため、コア基板１００の表面よりも貫通孔１４１内において、第１電解めっき膜１２１ｂが薄くなっている。

【0028】

第１電解めっき膜１２１ｂは、磁性体１４０の貫通孔１４１内において第１無電解めっき膜１２１ａに積層されている。このため、第１電解めっき膜１２１ｂは、導電性を有する第１無電解めっき膜１２１ａの表面に形成されることとなり、貫通孔１４１内において均一な厚さの第１電解めっき膜１２１ｂを得ることができる。具体的には、磁性体１４０は、エポキシ系樹脂等の絶縁性樹脂に磁性体粒子を含有させたものであるため、磁性体１４０の表面には、導電性を有する磁性体粒子と、導電性がない絶縁性樹脂とが露出する。そして、このような磁性体１４０の表面に直接電解めっきを施す場合には、絶縁性樹脂が露出する部分には電解めっき膜が析出しない。このため、磁性体粒子が露出する部分には、多少電解めっき膜が析出するものの、磁性体１４０の表面全体では、電解めっき膜が形成されない部分が発生し、不十分かつ不均一な膜厚の電解めっき膜が形成されることになる。

【0029】

これに対し、磁性体１４０の表面に第１無電解めっき膜１２１ａが形成されることにより、第１電解めっき膜１２１ｂが形成される面が十分に導電性を有し、磁性体１４０の表面全体に十分かつ均一な電解めっき膜が析出する。このようにして第１電解めっき膜１２１ｂが形成されるため、貫通孔１４１内を含む磁性体１４０の表面が良好な第１電解めっき膜１２１ｂによって被覆され、貫通孔１４１内の電気的導通が確保される。結果として、磁性体１４０を用いて形成されるインダクタの電気特性を向上することができる。

【0030】

第２無電解めっき膜１２２ａは、第１電解めっき膜１２１ｂに積層されるとともに、磁性体１４０の貫通孔１４１内のみならず、貫通孔１１４内にも形成される。すなわち、磁性体１４０の付近においては、第２無電解めっき膜１２２ａは、磁性体１４０の上方、貫通孔１４１内及び磁性体１４０の下方で連続して第１電解めっき膜１２１ｂに積層される。一方、貫通孔１１４の付近においては、第２無電解めっき膜１２２ａは、第１電解めっき膜１２１ｂの上面又は下面に積層されるとともに、貫通孔１１４の内壁面にも形成され、金属箔１１１の上方、貫通孔１１４内及び金属箔１１２の下方で連続して形成される。第２無電解めっき膜１２２ａの厚さは、例えば０．４～０．６μｍ程度である。

【0031】

第２電解めっき膜１２２ｂは、第２無電解めっき膜１２２ａに積層される。すなわち、磁性体１４０の付近においては、第２電解めっき膜１２２ｂは、磁性体１４０の上方、貫通孔１４１内及び磁性体１４０の下方で連続して第２無電解めっき膜１２２ａに積層される。一方、貫通孔１１４の付近においては、第２電解めっき膜１２２ｂは、金属箔１１１の上方、貫通孔１１４内及び金属箔１１２の下方で連続して第２無電解めっき膜１２２ａに積層される。第２電解めっき膜１２２ｂの厚さは、コア基板１００の表面では例えば１８～２２μｍ程度であり、貫通孔１４１及び貫通孔１１４内では例えば１６～２０μｍ程度である。すなわち、貫通孔１４１及び貫通孔１１４の内部には電解めっき液が循環しにくいため、コア基板１００の表面よりも貫通孔１４１及び貫通孔１１４内において、第２電解めっき膜１２２ｂが薄くなっている。

【0032】

また、第２電解めっき膜１２２ｂは、第１電解めっき膜１２１ｂよりも厚くなっている。このため、貫通孔１１４の内壁面において基材１１０に含まれるガラスクロス等の端部が突出していても、これらの突出部分が比較的厚い第２電解めっき膜１２２ｂによって埋め込まれる。結果として、貫通孔１１４内における電気的導通を確保することができるとともに、第２電解めっき膜１２２ｂによって形成される貫通孔１２２ｃへの絶縁樹脂１５０の充填性を良好にすることができる。さらに、磁性体１４０の貫通孔１４１内の第１電解めっき膜１２１ｂを過度に厚くしないことにより、第１電解めっき膜１２１ｂの厚さのばらつきを抑制し、均一な導電性を確保してインダクタの電気特性を向上することができる。なお、磁性体１４０の貫通孔１４１内において、第２電解めっき膜１２２ｂは、第２無電解めっき膜１２２ａ、第１無電解めっき膜１２１ａ及び第１電解めっき膜１２１ｂに積層されるため、十分な導電性を有する面に形成されることとなり、第２電解めっき膜１２２ｂの厚さのばらつきは抑制される。

【0033】

第３無電解めっき膜１２３ａは、配線層１２０ａ、１２０ｂにおいて第２電解めっき膜１２２ｂに積層されるとともに、絶縁樹脂１５０の上面に形成される。すなわち、第３無電解めっき膜１２３ａは、基材１１０の上面１１０ａに形成される配線層１２０ａ、１２０ｂの上方に平面状に積層される。第３無電解めっき膜１２３ａの厚さは、例えば０．４～０．６μｍ程度である。

【0034】

第３電解めっき膜１２３ｂは、第３無電解めっき膜１２３ａに積層される。すなわち、基材１１０の上面１１０ａに形成される配線層１２０ａ、１２０ｂの最上層に平面状に積層される。第３電解めっき膜１２３ｂの厚さは、例えば１３～１７μｍ程度である。

【0035】

第３電解めっき膜１２３ｂは、第１電解めっき膜１２１ｂよりも厚く、第２電解めっき膜１２２ｂよりも薄くなっている。第３電解めっき膜１２３ｂが第１電解めっき膜１２１ｂよりも厚いことにより、絶縁樹脂１５０の上面が十分な強度で被覆され、基材１１０との熱膨張率の相違により絶縁樹脂１５０が突出することを防止することができる。この結果、配線層１２０ａ、１２０ｂの上面の電気的接続性を確保することができる。また、第３電解めっき膜１２３ｂが第２電解めっき膜１２２ｂよりも薄いことにより、第３電解めっき膜１２３ｂが過度に厚いことがなく、配線層１２０ａ、１２０ｂの微細化及び高密度化が阻害されることはない。

【0036】

第４無電解めっき膜１３１ａは、配線層１３０ａ、１３０ｂにおいて第２電解めっき膜１２２ｂに積層されるとともに、絶縁樹脂１５０の下面に形成される。すなわち、第４無電解めっき膜１３１ａは、基材１１０の下面１１０ｂに形成される配線層１３０ａ、１３０ｂの下方に平面状に積層される。第４無電解めっき膜１３１ａの厚さは、例えば０．４～０．６μｍ程度である。

【0037】

第４電解めっき膜１３１ｂは、第４無電解めっき膜１３１ａに積層される。すなわち、基材１１０の下面１１０ｂに形成される配線層１３０ａ、１３０ｂの最下層に平面状に積層される。第４電解めっき膜１３１ｂの厚さは、例えば１３～１７μｍ程度である。

【0038】

第４電解めっき膜１３１ｂは、第３電解めっき膜１２３ｂと同様に、第１電解めっき膜１２１ｂよりも厚く、第２電解めっき膜１２２ｂよりも薄くなっている。第４電解めっき膜１３１ｂが第１電解めっき膜１２１ｂよりも厚いことにより、絶縁樹脂１５０の下面が十分な強度で被覆され、基材１１０との熱膨張率の相違により絶縁樹脂１５０が突出することを防止することができる。この結果、配線層１３０ａ、１３０ｂの下面の電気的接続性を確保することができる。また、第４電解めっき膜１３１ｂが第２電解めっき膜１２２ｂよりも薄いことにより、第４電解めっき膜１３１ｂが過度に厚いことがなく、配線層１３０ａ、１３０ｂの微細化及び高密度化が阻害されることはない。

【0039】

次いで、上記のように構成されたコア基板１００を備える多層配線基板の製造方法について、図２に示すフロー図を参照しながら、具体的に例を挙げて説明する。

【0040】

まず、絶縁性の板状部材を有して構成される基材１１０に、磁性体１４０を充填するための貫通孔１１３が形成される（ステップＳ１０１）。基材１１０は、例えば図３に示すように、絶縁性の板状部材の上面１１０ａに金属箔１１１が形成され、下面１１０ｂに金属箔１１２が形成されたものである。基材１１０の厚さは、例えば４００～１２００μｍ程度である。この基材１１０に、例えば図４に示すように、開口部の直径が３００～４００μｍ程度の円筒形状の貫通孔１１３が形成される。貫通孔１１３は、例えばレーザ加工又はドリル加工によって形成され、貫通孔１１３が形成された後、内壁面の樹脂残渣を除去するデスミア処理が施される。デスミア処理には、例えば過マンガン酸カリウム溶液を用いることができる。

【0041】

そして、貫通孔１１３に磁性体１４０が充填される（ステップＳ１０２）。すなわち、例えば図５に示すように、基材１１０に形成された貫通孔１１３に、磁性体粒子を含有させた絶縁性樹脂からなる磁性体１４０が充填される。磁性体１４０は、貫通孔１１３に隙間なく充填されるため、上端部が基材１１０の金属箔１１１より上方へ突出し、下端部が基材１１０の金属箔１１２より下方へ突出する。

【0042】

そこで、磁性体１４０の上端部及び下端部が金属箔１１１、１１２の表面と面一になるように突出した部分が平面研磨される（ステップＳ１０３）。すなわち、例えば図６に示すように、金属箔１１１の上面と磁性体１４０の上面とが面一になるように、磁性体１４０の上端部が研磨され、金属箔１１２の下面と磁性体１４０の下面とが面一になるように、磁性体１４０の下端部が研磨される。

【0043】

磁性体１４０の上面及び下面が平面になると、磁性体１４０を基材１１０の厚さ方向に貫通する貫通孔１４１が形成される（ステップＳ１０４）。貫通孔１４１は、例えば図７に示すように、磁性体１４０の平面視中央に形成され、開口部の直径が１００～２００μｍ程度の円筒形状を有する。貫通孔１４１は、例えばレーザ加工又はドリル加工によって形成され、貫通孔１４１が形成された後、残渣を除去するために内壁面が水洗される。

【0044】

磁性体１４０に貫通孔１４１が形成された後、表面に露出する部分を被覆する第１無電解めっき膜１２１ａが形成される（ステップＳ１０５）。具体的には、例えば図８に示すように、金属箔１１１の上面、磁性体１４０の上面、貫通孔１４１の内壁面、磁性体１４０の下面及び金属箔１１２の下面に、例えば無電解銅めっきが施されることにより、第１無電解めっき膜１２１ａが形成される。ここでは無電解銅めっきが施されるため、磁性体１４０の上面及び下面や貫通孔１４１の内壁面に導電性がない絶縁性樹脂が露出していても、確実に第１無電解めっき膜１２１ａが形成される。第１無電解めっき膜１２１ａの厚さは、例えば０．４～０．６μｍ程度である。

【0045】

そして、第１無電解めっき膜１２１ａに第１電解めっき膜１２１ｂが積層される（ステップＳ１０６）。すなわち、例えば図９に示すように、第１無電解めっき膜１２１ａが形成された面に、例えば電解銅めっきが施されることにより、第１電解めっき膜１２１ｂが形成される。ここでは導電性を有する第１無電解めっき膜１２１ａの表面に電解銅めっきが施されるため、磁性体１４０の貫通孔１４１内にも十分に電解めっき膜が析出し、十分な膜厚の第１電解めっき膜１２１ｂが形成される。第１電解めっき膜１２１ｂの厚さは、貫通孔１４１内以外の部分では例えば８～１２μｍ程度であり、貫通孔１４１内では例えば５～７μｍ程度である。

【0046】

第１電解めっき膜１２１ｂが形成されると、磁性体１４０とは重ならない位置に、基材１１０を貫通する貫通孔１１４が形成される（ステップＳ１０７）。具体的には、磁性体１４０と重ならない位置において、基材１１０とともに、基材１１０の上下面の金属箔１１１、１１２、第１無電解めっき膜１２１ａ及び第１電解めっき膜１２１ｂを貫通する貫通孔１１４が形成される。貫通孔１１４は、磁性体１４０の貫通孔１４１と同様に、開口部の直径が１００～２００μｍ程度の円筒形状を有する。貫通孔１１４は、例えばレーザ加工又はドリル加工によって形成され、貫通孔１１４が形成された後、内壁面の樹脂残渣を除去するデスミア処理が施される。デスミア処理には、例えば過マンガン酸カリウム溶液を用いることができる。デスミア処理に用いられる過マンガン酸カリウム溶液などのアルカリ性溶液は、磁性体粒子を脱落させる可能性があるが、ここでは磁性体１４０が第１無電解めっき膜１２１ａ及び第１電解めっき膜１２１ｂによって被覆されているため、磁性体１４０から磁性体粒子が脱落することはない。

【0047】

貫通孔１１４が形成された後、表面に露出する部分を被覆する第２無電解めっき膜１２２ａが形成される（ステップＳ１０８）。具体的には、例えば図１１に示すように、第１電解めっき膜１２１ｂが形成された面と貫通孔１１４の内壁面とに、例えば無電解銅めっきが施されることにより、第２無電解めっき膜１２２ａが形成される。ここでは無電解銅めっきが施されるため、絶縁性の基材１１０が露出する貫通孔１１４の内壁面の面にも、確実に第２無電解めっき膜１２２ａが形成される。第２無電解めっき膜１２２ａの厚さは、例えば０．４～０．６μｍ程度である。

【0048】

そして、第２無電解めっき膜１２２ａに第２電解めっき膜１２２ｂが積層される（ステップＳ１０９）。すなわち、例えば図１２に示すように、第２無電解めっき膜１２２ａが形成された面に、例えば電解銅めっきが施されることにより、第２電解めっき膜１２２ｂが形成される。これにより、貫通孔１１４の内壁面には、第２無電解めっき膜１２２ａ及び第２電解めっき膜１２２ｂが形成される。一方、磁性体１４０の貫通孔１４１の内壁面には、第２無電解めっき膜１２２ａ及び第２電解めっき膜１２２ｂに加えて、第１無電解めっき膜１２１ａ及び第１電解めっき膜１２１ｂが形成される。つまり、磁性体１４０の貫通孔１４１内には、貫通孔１１４内と比較して、導電性のめっき膜が厚く形成される。

【0049】

第２電解めっき膜１２２ｂの厚さは、貫通孔１１４及び貫通孔１４１内以外の部分では例えば１８～２２μｍ程度であり、貫通孔１１４及び貫通孔１４１内では例えば１６～２０μｍ程度である。したがって、磁性体１４０の貫通孔１４１内には、少なくとも２１～２７μｍ程度の膜厚の導電性のめっき膜が形成され、このめっき膜における電気抵抗を十分に小さくすることができる。結果として、磁性体１４０と貫通孔１４１内のめっき膜とによって形成されるインダクタの電気特性を向上することができる。

【0050】

第２電解めっき膜１２２ｂが形成されることにより、貫通孔１１４及び貫通孔１４１内には、第２電解めっき膜１２２ｂによって貫通孔１２２ｃが形成される。そして、この貫通孔１２２ｃに絶縁樹脂１５０が充填される（ステップＳ１１０）。すなわち、例えば図１３に示すように、貫通孔１１４内及び貫通孔１４１内に形成された貫通孔１２２ｃに、絶縁樹脂１５０が充填される。絶縁樹脂１５０としては、例えばシリカ等のフィラーを含有するエポキシ系樹脂などを用いることができる。絶縁樹脂１５０は、貫通孔１２２ｃに隙間なく充填され、上端部が貫通孔１２２ｃの上方開口部より上方へ突出し、下端部が貫通孔１２２ｃの下方開口部より下方へ突出する。

【0051】

そこで、絶縁樹脂１５０の上端部及び下端部が第２電解めっき膜１２２ｂの表面と面一になるように突出した部分が平面研磨される（ステップＳ１１１）。すなわち、例えば図１４に示すように、第２電解めっき膜１２２ｂの上面と絶縁樹脂１５０の上面とが面一になるように、絶縁樹脂１５０の上端部が研磨され、第２電解めっき膜１２２ｂの下面と絶縁樹脂１５０の下面とが面一になるように、絶縁樹脂１５０の下端部が研磨される。また、絶縁樹脂１５０の研磨によって第２電解めっき膜１２２ｂの表面に残留する樹脂残渣がデスミア処理によって除去される。

【0052】

そして、表面に露出する部分を被覆する第３無電解めっき膜１２３ａ及び第４無電解めっき膜１３１ａが形成される（ステップＳ１１２）。具体的には、絶縁樹脂１５０が研磨されて上面及び下面が平面となった中間構造体に無電解銅めっきが施されることにより、例えば図１５に示すように、中間構造体の上面には第３無電解銅めっき膜１２３ａが形成され、中間構造体の下面には第４無電解銅めっき膜１３１ａが形成される。ここでは無電解銅めっきが施されるため、導電性がない絶縁樹脂１５０の上面及び下面にも、確実に第３無電解めっき膜１２３ａ及び第４無電解めっき膜１３１ａが形成される。第３無電解めっき膜１２３ａ及び第４無電解めっき膜１３１ａの厚さは、例えば０．４～０．６μｍ程度である。

【0053】

そして、第３無電解めっき膜１２３ａ及び第４無電解めっき膜１３１ａに第３電解めっき膜１２３ｂ及び第４電解めっき膜１３１ｂが積層される（ステップＳ１１３）。すなわち、第３無電解めっき膜１２３ａ及び第４無電解めっき膜１３１ａが形成された中間構造体に電解銅めっきが施されることにより、例えば図１６に示すように、第３無電解めっき膜１２３ａには第３電解めっき膜１２３ｂが積層され、第４無電解めっき膜１３１ａには第４電解めっき膜１３１ｂが積層される。第３電解めっき膜１２３ｂ及び第４電解めっき膜１３１ｂの厚さは、例えば１３～１７μｍ程度である。

【0054】

第３電解めっき膜１２３ｂ及び第４電解めっき膜１３１ｂが形成されることにより、すべての無電解めっき膜及び電解めっき膜が形成されるため、配線層１２０ａ、１２０ｂ、１３０ａ、１３０ｂを形成するためのエッチングが行われる（ステップＳ１１４）。すなわち、例えば図１７に示すように、配線及びパッドとしてめっき膜を残す部分には、エッチングレジスト２１０が形成される。図１７には、絶縁樹脂１５０が充填される貫通孔１１４及び貫通孔１４１の位置にパッドを形成するためのエッチングレジスト２１０が図示されている。このパッドの径は、貫通孔１１４の開口部の径よりも大きい。また、パッドの径は、磁性体１４０の貫通孔１４１の開口部の径よりも大きく、磁性体１４０が充填される貫通孔１１３の開口部の径よりも小さい。したがって、このパッドの径に対応するサイズのエッチングレジスト２１０が第３電解めっき膜１２３ｂ及び第４電解めっき膜１３１ｂの表面に形成される。エッチングレジスト２１０は、所望の解像性を有し、耐エッチング性を有する材料から形成される。

【0055】

そして、エッチングレジスト２１０をマスクとして、ウェットエッチングにより金属箔１１１、１１２、第１無電解めっき膜１２１ａ、第１電解めっき膜１２１ｂ、第２無電解めっき膜１２２ａ、第２電解めっき膜１２２ｂ、第３無電解めっき膜１２３ａ、第３電解めっき膜１２３ｂ、第４無電解めっき膜１３１ａ及び第４電解めっき膜１３１ｂが除去される。これにより、例えば図１８に示すように、基材１１０の上面１１０ａにはそれぞれパッドを有する配線層１２０ａ、１２０ｂが形成され、基材１１０の下面１１０ｂにはそれぞれパッドを有する配線層１３０ａ、１３０ｂが形成される。これらの配線層１２０ａ、１２０ｂ、１３０ａ、１３０ｂからエッチングレジスト２１０が除去されることにより、コア基板１００が完成する。

【0056】

コア基板１００の上面及び下面には、絶縁層及び配線層が順にビルドアップされて多層配線基板が形成される（ステップＳ１１５）。具体的には、例えば図１９に示すように、コア基板１００の上面及び下面に絶縁層２３０及び配線層２２０が積層され、最上層の配線層２２０がソルダーレジスト層２４０によって被覆される。ソルダーレジスト層２４０には貫通孔が形成され、この貫通孔に、例えば半導体チップなどの電子部品と配線層２２０とを電気的に接続するためのはんだ等からなる接続端子２５０が形成される。一方、最下層の配線層２２０は、ソルダーレジスト層２６０によって被覆される。そして、ソルダーレジスト層２６０には開口部が形成され、最下層の配線層２２０に形成される外部接続パッド２７０が開口部から露出する。外部接続パッド２７０は、外部の部品や機器と電気的に接続可能である。

【0057】

このように、磁性体１４０を用いたインダクタを内蔵するコア基板１００から、複数の配線層２２０を有する多層配線基板を形成することができる。この多層配線基板は、例えば半導体チップなどの部品を搭載する半導体装置に利用することができる。具体的には、図２０に示すように、多層配線基板の上面に半導体チップ３１０が搭載される。例えば、多層配線基板の接続端子２５０と半導体チップ３１０のはんだ等からなる電極３１５とが接合される。そして、接続端子２５０と電極３１５との接合部は、アンダーフィル樹脂３２０によって封止され、半導体チップ３１０が実装された半導体装置が得られる。

【0058】

以上のように、本実施の形態によれば、基材に充填された磁性体に貫通孔を形成し、第１無電解めっき膜及び第１電解めっき膜を形成した後、磁性体以外の部分に他の貫通孔を形成し、第２無電解めっき膜及び第２電解めっき膜を形成する。このため、磁性体の貫通孔内には、他の貫通孔と比較して、第１無電解めっき膜及び第１電解めっき膜の分だけ厚いめっき膜が形成され、磁性体の貫通孔内のめっき膜における電気抵抗を小さくすることができ、磁性体と貫通孔内のめっき膜とによって形成されるインダクタの電気特性を向上することができる。

【符号の説明】

【0059】

１１０ 基材
１１１、１１２ 金属箔
１１３、１１４、１２２ｃ、１４１ 貫通孔
１２０ａ、１２０ｂ、１３０ａ、１３０ｂ 配線層
１２１ａ 第１無電解めっき膜
１２１ｂ 第１電解めっき膜
１２２ａ 第２無電解めっき膜
１２２ｂ 第２電解めっき膜
１２３ａ 第３無電解めっき膜
１２３ｂ 第３電解めっき膜
１３１ａ 第４無電解めっき膜
１３１ｂ 第４電解めっき膜
１４０ 磁性体
１５０ 絶縁樹脂

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】