配線基板およびその実装構造体
【課題】
本発明は、電気的信頼性を向上させる要求に応える配線基板およびその実装構造体を提供するものである。
【解決手段】
本発明の一形態にかかる配線基板４は、基体７と、該基体７を厚み方向に貫通するスルーホールＴと、該スルーホールＴの内壁を被覆するスルーホール導体８とを備え、基体７は、複数のガラス繊維１２と該複数のガラス繊維１２の間に配された樹脂１０とを有し、ガラス繊維１２は、スルーホールＴの内壁に露出した面に溝状の凹部Ｃを有しており、該凹部Ｃには、スルーホール導体８の一部が充填されている。
本発明は、電気的信頼性を向上させる要求に応える配線基板およびその実装構造体を提供するものである。
【解決手段】
本発明の一形態にかかる配線基板４は、基体７と、該基体７を厚み方向に貫通するスルーホールＴと、該スルーホールＴの内壁を被覆するスルーホール導体８とを備え、基体７は、複数のガラス繊維１２と該複数のガラス繊維１２の間に配された樹脂１０とを有し、ガラス繊維１２は、スルーホールＴの内壁に露出した面に溝状の凹部Ｃを有しており、該凹部Ｃには、スルーホール導体８の一部が充填されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器（たとえば各種オーディオビジュアル機器、家電機器、通信機器、コンピュータ機器及びその周辺機器）等に使用される配線基板およびその実装構造体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子機器における実装構造体としては、配線基板に電子部品を実装したものが使用されている。
【０００３】
配線基板に関して、特許文献１には、ガラスクロスに絶縁性樹脂を含浸させてなるコア基板にドリルによりスルーホールを形成し、該スルーホールの側壁にメッキ法等によりＣｕ等からなるスルーホールビア（スルーホール導体）を形成した構成が開示されている。
【０００４】
ところで、電子部品の実装時や作動時に生じる熱が配線基板に加わると、ガラスクロスとスルーホール導体との熱膨張率の違いに起因して、スルーホールの側壁に露出したガラスクロスとスルーホール導体との間に熱応力が生じやすい。特に、スルーホールをドリルで形成した場合、スルーホールの側壁に露出したガラスクロスの表面は平滑になりやすいため、上述した熱応力によって、スルーホール導体が剥離しやすい。
【０００５】
その結果、スルーホールの側壁とスルーホール導体とが剥離すると、スルーホール導体に断線が生じ、配線基板の電気的信頼性が低下しやすくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−３２４６４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、電気的信頼性を向上させる要求に応える配線基板およびその実装構造体を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一形態にかかる配線基板は、基体と、該基体を厚み方向に貫通するスルーホールと、該スルーホールの内壁を被覆するスルーホール導体とを備え、前記基体は、複数のガラス繊維と該複数のガラス繊維の間に配された樹脂とを有し、前記ガラス繊維は、前記スルーホールの内壁に露出した面に溝状の凹部を有しており、該凹部には、前記スルーホール導体の一部が充填されている。
【０００９】
また、本発明の一形態にかかる実装構造体は、上記配線基板と、該配線基板に実装され、前記スルーホール導体に電気的に接続された電子部品とを備える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の一形態にかかる配線基板によれば、基体のガラス繊維は、スルーホールの内壁に露出した面に溝状の凹部を有しており、該凹部にスルーホール導体の一部が充填されているため、ガラス繊維とスルーホール導体との剥離を低減することができる。それ故、スルーホール導体の断線を低減することができ、ひいては電気的信頼性に優れた配線基板を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１（ａ）は、本発明の一実施形態に係る実装構造体の厚み方向に沿った断面図であり、図１（ｂ）は、本発明の一実施形態に係る実装構造体のスルーホールの内壁の表面の拡大図である。
【図２】図２（ａ）ないし（ｄ）は、図１（ａ）に示す実装構造体の製造工程を説明する厚み方向に切断した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明の一実施形態に係る配線基板を含む実装構造体を、図面に基づいて詳細に説明する。
【００１３】
図１（ａ）に示した実装構造体１は、例えば各種オーディオビジュアル機器、家電機器、通信機器、コンピュータ装置又はその周辺機器などの電子機器に使用されるものである。この実装構造体１は、電子部品２と、電子部品２がバンプ３を介してフリップチップ実装された平板状の配線基板４と、を含んでいる。
【００１４】
電子部品２は、例えばＩＣ又はＬＳＩ等の半導体素子であり、母材が、例えばシリコン、ゲルマニウム、ガリウム砒素、ガリウム砒素リン、窒化ガリウム又は炭化珪素等の半導体材料により形成されている。この電子部品２は、厚みが例えば０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下に設定されている。
【００１５】
バンプ３は、例えば鉛、錫、銀、金、銅、亜鉛、ビスマス、インジウム又はアルミニウム等を含む半田等の導電材料により構成されている。
【００１６】
配線基板４は、平板状のコア基板５と、コア基板５の両側に形成された一対の配線層６と、を含んでいる。この配線基板４は、厚みが例えば０．２ｍｍ以上１．２ｍｍに設定されている。また、配線基板４は、例えば平面方向への熱膨張率が電子部品２よりも大きく設定されている。
【００１７】
コア基板５は、配線基板４の強度を高めつつ一対の配線層６間の導通を図るものであり、厚み方向に貫通するスルーホールＴが複数形成された平板状の基体７と、複数のスルーホールＴの内壁を被覆する円筒状のスルーホール導体８と、スルーホール導体８に取り囲まれた領域に形成された柱状の絶縁体９と、を含んでいる。
【００１８】
基体７は、コア基板５の剛性を高めるものであり、図１（ａ）および（ｂ）に示すように、樹脂１０と、該樹脂に被覆された無機絶縁粒子１１と、該樹脂に被覆された、複数のガラス繊維１２からなる平板状の基材１３と、を含んでいる。
【００１９】
この基体７において、基材１３および該基材１３のガラス繊維１２間に配された樹脂１０からなる層を繊維層１４とする。また、各繊維層１４の間に配され、ガラス繊維を含まずに、樹脂１０および無機絶縁粒子１１からなる層を樹脂層１５とする。この繊維層１４と樹脂層１５との境界は、繊維層１４のガラス繊維１２と樹脂層１５の樹脂１０との界面によって構成される。なお、繊維層１４は、ガラス繊維１２間に無機絶縁粒子１１を含んでも構わない。
【００２０】
また、基体７は、厚みが例えば０．１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下に設定され、平面方向への熱膨張率が例えば４ｐｐｍ／℃以上１５ｐｐｍ／℃以下に設定され、厚み方向への熱膨張率が例えば１１ｐｐｍ／℃以上３０ｐｐｍ／℃以下に設定され、厚み方向への熱膨張率が平面方向への熱膨張率の例えば２倍以上２．８倍以下に設定され、ヤング率が例えば２０ＧＰａ以上３０ＧＰａ以下に設定されている。
【００２１】
ここで、基体７の熱膨張率は、市販のＴＭＡ装置を用いてＪＩＳＫ７１９７‐１９９１に準じた測定方法により測定される。また、ヤング率は、ＭＴＳシステムズ社製Ｎａｎｏ Ｉｎｄｅｎｔｏｒ ＸＰ／ＤＣＭを用いて測定される。
【００２２】
基体７に含まれる樹脂１０は、例えばエポキシ樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂、シアネート樹脂、ポリパラフェニレンベンズビスオキサゾール樹脂、全芳香族ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、芳香族液晶ポリエステル樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂又はポリエーテルケトン樹脂等の樹脂材料により形成することができる。この樹脂１０は、平面方向及び厚み方向への熱膨張率が例えば２０ｐｐｍ／℃以上５０ｐｐｍ／℃以下に設定され、ヤング率が例えば３ＧＰａ以上１０ＧＰａ以下に設定されている。
【００２３】
樹脂１０に被覆された無機絶縁粒子１１は、基体７の熱膨張率を低減するとともに基体７の剛性を高めるものであり、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウムまたは酸化ケイ素等の無機絶縁材料を含み、なかでも、熱膨張率やヤング率等の特性がガラス繊維に近い酸化ケイ素を含むことが望ましい。その結果、樹脂層１５の熱膨張率やヤング率を繊維層１４に近づけることができる。無機絶縁粒子１１が酸化ケイ素を含む場合、無機絶縁粒子１１は、酸化ケイ素を６５重量％以上１００重量％以下含有することが望ましく、酸化ケイ素の他に、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、窒化アルミニウム、水酸化アルミニウム又は炭酸カルシウム等を含有しても構わない。
【００２４】
この無機絶縁粒子１１は、例えば球状に形成されており、粒径が例えば０．５μｍ以上５．０μｍ以下に設定され、各方向への熱膨張率が例えば２．７ｐｐｍ／℃以上６ｐｐｍ／℃以下に設定され、ヤング率が７０ＧＰａ以上８５ＧＰａ以下に設定されている。なお、無機絶縁粒子１１として、ガラス繊維を細かく切断して粒子状にしたものを用いても構わない。
【００２５】
また、無機絶縁粒子１１は、樹脂層１５における含有量が４０体積％以上７５体積％以下に設定されていることが望ましい。その結果、無機絶縁粒子１１の含有量が４０体積％以上であることによって、樹脂層１５の熱膨張率およびヤング率を繊維層１４に近づけることができる。また、無機絶縁粒子１１の含有量が７０体積％以下であることによって、スルーホールＴ内壁に位置する無機絶縁粒子１１と樹脂１０との接着強度を高めて、該無機絶縁粒子１１と樹脂１０との剥離を低減し、ひいてはスルーホール導体８と樹脂層１５との剥離を低減できる。
【００２６】
ここで、無機絶縁粒子１１の粒径は、基体７の断面を電界放出型電子顕微鏡で観察し、各粒子の最大径を計測し、その平均値を算出することによって測定される。また、樹脂層１５における無機絶縁粒子１１の含有量(体積％)は、樹脂層１５の断面を電界放出型電子顕微鏡で観察し、樹脂層１５に対して無機絶縁粒子１１の占める面積比率（面積％）を計測し、その平均値を算出して含有量（体積％）とみなすことにより測定される。
【００２７】
樹脂１０に被覆された基材１３は、基体７の剛性を高めるとともに平面方向への熱膨張率を低減するものであり、例えば、複数のガラス繊維１２が縦横に織り込まれてなる織布を使用することができる。なお、基材１３として、不織布を使用しても構わないし、複数のガラス繊維１２を長手方向が互いに平行となるように配列したものを使用しても構わない。
【００２８】
基材１３に含まれるガラス繊維１２は、Ｔガラス、ＳガラスまたはＥガラス等のガラスからなる繊維を使用することができ、長手方向に垂直な断面の径が例えば４μｍ以上９μｍ以下に設定されており、長手方向および幅方向への熱膨張率が２．５ｐｐｍ／℃以上６ｐｐｍ／℃以下に設定され、ヤング率が７０ＧＰａ以上８５ＧＰａ以下に設定されている。
【００２９】
一方、スルーホールＴ内壁に被着されたスルーホール導体８は、コア基板５上下の配線層６同士を電気的に接続するものであり、例えば銅、アルミニウム又はニッケル等の導電材料により形成されたものを使用することができ、なかでも導電性の高い銅を用いることが望ましい。このスルーホール導体８は、スルーホールＴ内壁から絶縁体９までの厚みが３μｍ以上２０μｍ以下に設定されており、貫通方向および幅方向への熱膨張率が例えば１６ｐｐｍ／℃以上２５ｐｐｍ／℃以下に設定され、ヤング率が例えば６０ＧＰａ以上２１０ＧＰａ以下に設定されている。なお、銅の熱膨張率は、１８ｐｐｍ／℃程度である。また、スルーホール導体８の熱膨張率およびヤング率は、基体７と同様に測定される。
【００３０】
スルーホール導体８に取り囲まれた領域に形成された絶縁体９は、後述するビア導体１８の支持面を形成するものであり、例えばポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、シアネート樹脂、フッ素樹脂、シリコン樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂又はビスマレイミドトリアジン樹脂等の樹脂材料により形成することができる。
【００３１】
一方、コア基板５の両側には、上述した如く、一対の配線層６が形成されている。配線層６は、基体７上に積層され、厚み方向に貫通するビア孔Ｖが形成された絶縁層１６と、基体７上又は絶縁層１６上に形成された導電層１７と、ビア孔Ｖ内に形成され、導電層１７に電気的に接続されたビア導体１８と、を含んでいる。
【００３２】
絶縁層１６は、導電層１７を支持する支持部材として機能するだけでなく、導電層１７同士の短絡を防ぐ絶縁部材として機能するものであり、樹脂と、該樹脂に被覆された無機絶縁粒子と、を含んでいる。この絶縁層１６は、厚みが例えば５μｍ以上４０μｍ以下に設定され、平面方向及び厚み方向への熱膨張率が例えば１５ｐｐｍ／℃以上４５ｐｐｍ／℃以下に設定され、ヤング率が例えば５ＧＰａ以上４０ＧＰａ以下に設定されている。なお、絶縁層１６の熱膨張率およびヤング率は、基体７と同様に測定される。
【００３３】
絶縁層１６に含まれる樹脂としては、例えばエポキシ樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂、シアネート樹脂、ポリパラフェニレンベンズビスオキサゾール樹脂、全芳香族ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、芳香族液晶ポリエステル樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂又はポリエーテルケトン樹脂等により形成されたものを使用することができる。
【００３４】
絶縁層１６に含まれる無機絶縁粒子としては、基体７に含まれる無機絶縁粒子１１と同様のものを用いることができる。
【００３５】
導電層１７は、例えば接地用配線、電力供給用配線又は信号用配線として機能するものであり、例えば銅、銀、金、アルミニウム、ニッケル又はクロム等の金属材料により形成されたものを使用することができる。この導電層１７は、厚みが例えば３μｍ以上２０μｍ以下に設定され、平面方向及び厚み方向への熱膨張率が例えば５ｐｐｍ／℃以上２５ｐｐｍ／℃以下に設定され、ヤング率が５０ＧＰａ以上２５０ＧＰａ以下に設定されている。
【００３６】
ビア導体１８は、厚み方向に互いに離間した導電層１７同士を相互に接続するものであり、例えば幅がコア基板５に向って小さくなるテーパー状に形成されており、例えば銅、銀、金、アルミニウム、ニッケル又はクロムの導電材料により形成されたものを使用することができる。
【００３７】
ところで、ガラス繊維１２は、スルーホール導体８よりも熱膨張率が小さいため、配線基板４に熱が印加されると、ガラス繊維１２とスルーホール導体８との間に熱応力が印加されやすい。
【００３８】
一方、本実施形態の配線基板４においては、図１（ｂ）に示すように、繊維層１４のガラス繊維１２は、スルーホールＴ内壁に露出した面（スルーホールＴの貫通方向に平行な面）が溝状（細長形状）の凹部Ｃを有しており、該凹部Ｃの内側には、スルーホール導体８の一部が充填されている。ここで、凹部Ｃが溝状であるため、凹部Ｃへのスルーホール導体８の充填性を高めることができ、凹部Ｃとスルーホール導体８とのアンカー効果を高めることができる。それ故、ガラス繊維１２とスルーホール導体８との接着強度を高め、ガラス繊維１２とスルーホール導体８との剥離を低減することができる。その結果、スルーホール導体８の断線を低減することができ、ひいては電気的信頼性に優れた配線基板４を得ることができる。
【００３９】
この溝状の凹部Ｃは、長手方向Ｌにおける長さが、幅方向Ｗにおける長さの１．２倍以上２．５倍以下に設定されていることが望ましい。その結果、長手方向Ｌにおける長さが、幅方向Ｗにおける長さの１．２倍以上であることによって、スルーホール導体８の凹部Ｃへの充填性を高めることができ、長手方向Ｌにおける長さが、幅方向Ｗにおける長さの２．５倍以下であることによって、幅方向Ｗの長さが小さくなり過ぎることを抑制し、スルーホール導体８へのアンカー効果を担保することができる。なお、凹部Ｃは、長手方向Ｌにおける長さが例えば３μｍ以上８μｍ以下に設定され、幅方向Ｗにおける長さが例えば２μｍ以上５μｍ以下に設定され、深さが例えば０．５μｍ以上３μｍ以下に設定されている。
【００４０】
また、凹部Ｃは、図１（ｂ）に示すように、基体７の厚み方向に沿った溝状であることが望ましい。その結果、スルーホール導体８と比較して平面視における熱膨張量が小さいガラス繊維１２において、スルーホールＴの周回方向におけるアンカー効果を生じるため、スルーホールＴ内壁とスルーホール導体８との接着強度を高めることができる。
【００４１】
ガラス繊維１２のスルーホールＴ内壁に露出した面の算術平均粗さ（Ｒａ）は、例えば０．３μｍ以上３μｍ以下に設定されている。なお、ガラス繊維１２の樹脂１０に被覆された面（スルーホールＴ内壁に露出していない面）の算術平均粗さは、例えば０．１μｍ以下に設定されており、ガラス繊維１２のスルーホールＴ内壁に露出した面の算術平均粗さよりも小さい。このガラス繊維１２の樹脂１０に被覆された面の算術平均粗さは、ガラス繊維１２のスルーホールＴ内壁に露出した面の算術平均粗さの例えば１０％以上５０％以下に設定されている。
【００４２】
かくして、上述した実装構造体１は、配線基板４を介して供給される電源や信号に基づいて電子部品２を駆動若しくは制御することにより、所望の機能を発揮する。
【００４３】
次に、上述した実装構造体１の製造方法を、図２に基づいて説明する。
【００４４】
（基体の準備）
（１）図２（ａ）に示すように、基体７と該基体７の上下に配された銅箔１７ｘとからなる銅張積層板５ｘを準備する。具体的には、例えば以下のように行う。
【００４５】
まず、未硬化の樹脂１０および無機絶縁粒子１１を含むワニスを準備し、該ワニスを基材１２に含浸させて樹脂シートを形成する。このようにワニスを基材１２に含浸させる際に、無機絶縁粒子１１が基材１３のガラス繊維１２間に侵入しにくいため、基材１３外の領域（樹脂層１５となる領域）に濃縮される。なお、未硬化は、ＩＳＯ４７２：１９９９に準ずるＡ‐ステージ又はＢ‐ステージの状態である。
【００４６】
次に、該樹脂シートを積層して基体前駆体を形成するとともに、該基体前駆体の上下に銅箔１７ｘを積層して積層体を形成した後、該積層体を厚み方向に加熱加圧することにより、該樹脂１０を熱硬化させて基体７を形成するとともに、上述した銅張積層板５ｘを作製する。このように基体７を形成する際に、樹脂シートの基材１３およびそのガラス繊維１２間の樹脂が繊維層１４となり、隣接する樹脂シートの基材１３外の領域同士が接着して樹脂層１５となる。
【００４７】
（スルーホールの形成）
（２）図２（ｂ）に示すように、サンドブラスト法を用いて銅張積層板５ｘにスルーホールＴを形成する。具体的には、例えば以下のように行う。
【００４８】
まず、銅張板積層板５ｘの両面に、スルーホールＴの形成箇所に開口を有するレジストを形成する。このレジストは、例えば感光性樹脂の露光、現像によって形成することができる。次に、サンドブラスト装置のノズルから、銅張板積層板５ｘの一主面に微粒子を噴射することによって、該レジストの開口を介して、スルーホールＴの一部分（非貫通）を形成する。次に、銅張板積層板５ｘの他主面に微粒子を噴射することによって、基体７を貫通するスルーホールＴを形成する。なお、基体７を貫通するスルーホールＴは、銅張板積層板５ｘの一主面のみに微粒子を噴射することによって形成しても構わない。次に、レジストを例えば１〜３ｗｔ％水酸化ナトリウム溶液等で除去する。次に、スルーホールＴの内壁を高圧水洗することによって、残存した微粒子やスルーホールＴの加工屑を除去する。
【００４９】
ここで、本実施形態の配線基板４においては、サンドブラストで噴射する微粒子として、ガラスよりも硬度の高い無機絶縁材料からなる破砕形状の微粒子（破砕粒子）を用いることができる。その結果、ガラス繊維１２よりも硬い破砕粒子の尖った端部によって、スルーホールＴの内壁に露出したガラス繊維１２の面が部分的に切削されるため、厚み方向に沿った溝状の凹部Ｃを形成することができる。
【００５０】
上述した破砕粒子を構成する無機絶縁材料としては、例えばアルミナ、炭化ケイ素又はジルコニア等を用いることができ、なかでもアルミナを用いることが望ましい。なお、硬度としてはビッカース硬度を用いることができる。
【００５１】
また、レジストを使用してサンドブラストを行っていることから、微粒子を広範に噴射して複数のスルーホールＴを同時に加工できるため、ドリル加工やレーザー加工と比較して、スルーホールＴを効率良く形成できる。
【００５２】
また、微粒子によってスルーホールＴを形成するため、ドリル加工と比較して、ガラス繊維１２と樹脂１０との境界に印加される応力および熱（ドリル加工の摩擦熱）を低減することができ、さらに、レーザー加工と比較して、ガラス繊維１２と樹脂１０との境界に印加される熱を低減することができるため、ガラス繊維１２と樹脂１０との剥離を低減することができる。
【００５３】
また、サンドブラスト法を用いると、基体７における無機絶縁フィラー１１の含有量を増加させた場合に、ドリル加工のようにドリルが摩耗することがなく、また、レーザー加工よりも容易にスルーホールＴを形成することができる。
【００５４】
以上のようにサンドブラスト法でスルーホールＴおよび凹部Ｃを形成するため、サンドブラスト法は以下の条件で行うことができる。
【００５５】
まず、サンドブラスト法は、ドライブラストにより行われる。その結果、ウェットブラストと比較して、微粒子に対する抵抗が小さいため、スルーホールＴの切削性を高めるとともに、切削時の加工屑の残留を低減し、該加工屑による切削阻害を低減できる。
【００５６】
また、微粒子は、破砕粒子の最大径が３μｍ以上４０μｍ以下に設定されている。その結果、最大径を３μｍ以上にすることによって、破砕粒子による切削性を高めスルーホールＴを容易に形成することができる。また、最大径を４０μｍ以下にすることによって、破砕粒子が孔詰まりすることなくスルーホールＴを形成することができる。
【００５７】
また、微粒子を噴射する圧力は、０．１５ＭＰａ以上０．２２ＭＰａ以下に設定されていることが望ましい。その結果、圧力を０．１５ＭＰａ以上にすることによって、スルーホールＴ内のガラス繊維１２を効率よく切削加工することができる。また、圧力を０．２２ＭＰａ以下にすることによって、破砕粒子同士がぶつかりあってスルーホールＴ内壁の樹脂１０が過剰に切削されないように加工することができる。
【００５８】
また、微粒子の噴射量は、３０ｇ／ｍｉｎ以上２００ｇ／ｍｉｎ以下に設定されていることが望ましい。その結果、噴射量を３０ｇ／ｍｉｎ以上にすることによって、スルーホールＴ内にあるガラス繊維１２を効率よく切削加工することができる。また、噴射量を２００ｇ／ｍｉｎ以下にすることによって、破砕粒子同士がぶつかりあってスルーホールＴ内壁の樹脂１０が過剰に切削されないように加工することができる。
【００５９】
また、１つのスルーホールＴに対して微粒子を噴射する回数（スキャン回数）は、コア基板５の厚みが４０μｍ以上２００μｍ以下の場合、例えば４回以上２０回以下に設定されている。
【００６０】
また、微粒子を噴射する基体７の樹脂層１５は、無機絶縁粒子１１の含有量が４０体積％以上７５体積％以下に設定されている。その結果、無機絶縁粒子１１の含有量を４０体積％以上とすることによって、サンドブラスト法による樹脂層１５の切削性を高めることができる。また、無機絶縁粒子１１の含有量を７５体積％以下とすることによって、スルーホールＴを形成する際にスルーホールＴ内壁からの無機絶縁粒子１１の脱粒を低減し、該脱粒に起因した窪みに気泡が残存してスルーホールＴ内壁とスルーホール導体８との密着強度が低下することを低減できる。
【００６１】
ここで、サンドブラスト法で形成したスルーホールＴの内壁は、デスミア処理を行わないことが望ましい。サンドブラスト法でスルーホールＴを形成すると、ドリル加工やレーザー加工と比較して、スルーホールＴの内壁に印加される熱を低減して炭化した樹脂の残滓を低減できるとともに、物理的に分子間の結合が切断されるため、スルーホールＴ内壁に露出した樹脂１０の表面の反応活性を高めることができる。また、上述した如く、スルーホールＴ内壁に露出したガラス繊維１２の凹部Ｃによってスルーホール導体８とのアンカー効果が生じる。それ故、デスミア処理を行わなくとも、スルーホールＴの内壁とスルーホール導体８との接着強度を高めることができる。このようにデスミア処理を行わないことによって、樹脂１０のみが選択的にエッチングされてガラス繊維１２の側面が大きく露出することを低減し、樹脂１０とガラス繊維１２との剥離を低減できる。
【００６２】
（スルーホール導体の形成）
（３）図２（ｃ）に示すように、基体７にスルーホール導体８、絶縁体９及び導電層１７を形成し、コア基板５を作製する。具体的には、例えば以下のように行う。
【００６３】
まず、例えば無電解めっき法、電解めっき法、蒸着法、ＣＶＤ法又はスパッタリング法等により、スルーホールＴの内壁に導電材料を被着させて、円筒状のスルーホール導体８を形成する。この際、該導電材料は、スルーホールＴ内壁の凹部Ｃに充填される。ここで、凹部Ｃが溝状であるため、導電材料被着の際に凹部Ｃ内に気泡が残存することを低減し、凹部Ｃに対する導電材料の充填性を高めることができる。
【００６４】
次に、円筒状のスルーホール導体８によって取り囲まれた領域に樹脂材料等を充填し、絶縁体９を形成する。次に、絶縁体９の露出部に導電材料を被着させた後、従来周知のフォトリソグラフィー技術、エッチング等により、銅箔１７ｘをパターニングして導電層１７を形成する。
【００６５】
以上のようにして、コア基板５を作製することができる。
【００６６】
（配線層の形成）
（４）図２（ｄ）に示すように、コア基板５の両側に一対の配線層６を形成することにより、配線基板４を作製する。具体的には、例えば以下のように行う。
【００６７】
まず、未硬化の樹脂を導電層１７上に配置し、樹脂を加熱して流動密着させつつ、更に加熱して樹脂を硬化させることにより、導電層１７上に絶縁層１６を形成する。次に、レーザー加工でビア孔Ｖを形成し、ビア孔Ｖ内に導電層１７の少なくとも一部を露出させる。このように、レーザー加工でビア孔Ｖを形成することによって、サンドブラスト法と比較して、ビア孔Ｖ内に露出させる導電層１７の損傷を低減することができる。次に、例えばセミアディティブ法、サブトラクティブ法又はフルアディティブ法等により、ビア孔Ｖにビア導体１８を形成するとともに絶縁層１６の上面に導電層１７を形成する。
【００６８】
以上のようにして、配線基板４を作製することができる。なお、本工程を繰り返すことにより、配線層６において絶縁層１６及び導電層１７を多層化させることができる。
【００６９】
（電子部品の実装）
（５）最上層の導電層１７上面にバンプ３を形成するとともにバンプ３を介して配線基板４に電子部品２をフリップチップ実装する。
【００７０】
以上のようにして、図１（ａ）に示した実装構造体１を作製することができる。
【００７１】
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良、組み合わせ等が可能である。
【００７２】
例えば、上述した実施形態において、電子部品に半導体素子を用いた構成を例に説明したが、電子部品としてはコンデンサ等を用いても構わない。
【００７３】
また、上述した実施形態において、電子部品を配線基板上にフリップチップ実装した構成を例に説明したが、電子部品を配線基板にワイヤボンディング実装しても構わないし、電子部品を配線基板の内部に実装しても構わない。
【００７４】
また、上述した実施形態において、配線層が絶縁層を１層含む構成を例に説明したが、配線層は絶縁層を何層含んでも構わない。
【００７５】
また、上述した実施形態において、基体が繊維層を３層含む構成を例に説明したが、基体は繊維層を何層含んでも構わない。
【００７６】
また、上述した実施形態において、繊維層の樹脂と樹脂層の樹脂とが同一のものである構成を例に説明したが、繊維層の樹脂と樹脂層の樹脂とは異なるものでも構わない。
【００７７】
また、上述した実施形態において、（１）の工程にて銅箔を用いた構成を例に説明したが、銅箔の代わりに、例えば鉄ニッケル合金又は鉄ニッケルコバルト合金等の金属材料からなる金属箔を用いても構わない。
【符号の説明】
【００７８】
１ 実装構造体
２ 電子部品
３ バンプ
４ 配線基板
５ コア基板
６ 配線層
７ 基体
８ スルーホール導体
９ 絶縁体
１０ 樹脂
１１ 無機絶縁粒子
１２ ガラス繊維
１３ 基材
１４ 繊維層
１５ 樹脂層
１６ 絶縁層
１７ 導電層
１８ ビア導体
Ｔ スルーホール
Ｖ ビア孔
Ｃ 凹部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器（たとえば各種オーディオビジュアル機器、家電機器、通信機器、コンピュータ機器及びその周辺機器）等に使用される配線基板およびその実装構造体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子機器における実装構造体としては、配線基板に電子部品を実装したものが使用されている。
【０００３】
配線基板に関して、特許文献１には、ガラスクロスに絶縁性樹脂を含浸させてなるコア基板にドリルによりスルーホールを形成し、該スルーホールの側壁にメッキ法等によりＣｕ等からなるスルーホールビア（スルーホール導体）を形成した構成が開示されている。
【０００４】
ところで、電子部品の実装時や作動時に生じる熱が配線基板に加わると、ガラスクロスとスルーホール導体との熱膨張率の違いに起因して、スルーホールの側壁に露出したガラスクロスとスルーホール導体との間に熱応力が生じやすい。特に、スルーホールをドリルで形成した場合、スルーホールの側壁に露出したガラスクロスの表面は平滑になりやすいため、上述した熱応力によって、スルーホール導体が剥離しやすい。
【０００５】
その結果、スルーホールの側壁とスルーホール導体とが剥離すると、スルーホール導体に断線が生じ、配線基板の電気的信頼性が低下しやすくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−３２４６４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、電気的信頼性を向上させる要求に応える配線基板およびその実装構造体を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一形態にかかる配線基板は、基体と、該基体を厚み方向に貫通するスルーホールと、該スルーホールの内壁を被覆するスルーホール導体とを備え、前記基体は、複数のガラス繊維と該複数のガラス繊維の間に配された樹脂とを有し、前記ガラス繊維は、前記スルーホールの内壁に露出した面に溝状の凹部を有しており、該凹部には、前記スルーホール導体の一部が充填されている。
【０００９】
また、本発明の一形態にかかる実装構造体は、上記配線基板と、該配線基板に実装され、前記スルーホール導体に電気的に接続された電子部品とを備える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の一形態にかかる配線基板によれば、基体のガラス繊維は、スルーホールの内壁に露出した面に溝状の凹部を有しており、該凹部にスルーホール導体の一部が充填されているため、ガラス繊維とスルーホール導体との剥離を低減することができる。それ故、スルーホール導体の断線を低減することができ、ひいては電気的信頼性に優れた配線基板を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１（ａ）は、本発明の一実施形態に係る実装構造体の厚み方向に沿った断面図であり、図１（ｂ）は、本発明の一実施形態に係る実装構造体のスルーホールの内壁の表面の拡大図である。
【図２】図２（ａ）ないし（ｄ）は、図１（ａ）に示す実装構造体の製造工程を説明する厚み方向に切断した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明の一実施形態に係る配線基板を含む実装構造体を、図面に基づいて詳細に説明する。
【００１３】
図１（ａ）に示した実装構造体１は、例えば各種オーディオビジュアル機器、家電機器、通信機器、コンピュータ装置又はその周辺機器などの電子機器に使用されるものである。この実装構造体１は、電子部品２と、電子部品２がバンプ３を介してフリップチップ実装された平板状の配線基板４と、を含んでいる。
【００１４】
電子部品２は、例えばＩＣ又はＬＳＩ等の半導体素子であり、母材が、例えばシリコン、ゲルマニウム、ガリウム砒素、ガリウム砒素リン、窒化ガリウム又は炭化珪素等の半導体材料により形成されている。この電子部品２は、厚みが例えば０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下に設定されている。
【００１５】
バンプ３は、例えば鉛、錫、銀、金、銅、亜鉛、ビスマス、インジウム又はアルミニウム等を含む半田等の導電材料により構成されている。
【００１６】
配線基板４は、平板状のコア基板５と、コア基板５の両側に形成された一対の配線層６と、を含んでいる。この配線基板４は、厚みが例えば０．２ｍｍ以上１．２ｍｍに設定されている。また、配線基板４は、例えば平面方向への熱膨張率が電子部品２よりも大きく設定されている。
【００１７】
コア基板５は、配線基板４の強度を高めつつ一対の配線層６間の導通を図るものであり、厚み方向に貫通するスルーホールＴが複数形成された平板状の基体７と、複数のスルーホールＴの内壁を被覆する円筒状のスルーホール導体８と、スルーホール導体８に取り囲まれた領域に形成された柱状の絶縁体９と、を含んでいる。
【００１８】
基体７は、コア基板５の剛性を高めるものであり、図１（ａ）および（ｂ）に示すように、樹脂１０と、該樹脂に被覆された無機絶縁粒子１１と、該樹脂に被覆された、複数のガラス繊維１２からなる平板状の基材１３と、を含んでいる。
【００１９】
この基体７において、基材１３および該基材１３のガラス繊維１２間に配された樹脂１０からなる層を繊維層１４とする。また、各繊維層１４の間に配され、ガラス繊維を含まずに、樹脂１０および無機絶縁粒子１１からなる層を樹脂層１５とする。この繊維層１４と樹脂層１５との境界は、繊維層１４のガラス繊維１２と樹脂層１５の樹脂１０との界面によって構成される。なお、繊維層１４は、ガラス繊維１２間に無機絶縁粒子１１を含んでも構わない。
【００２０】
また、基体７は、厚みが例えば０．１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下に設定され、平面方向への熱膨張率が例えば４ｐｐｍ／℃以上１５ｐｐｍ／℃以下に設定され、厚み方向への熱膨張率が例えば１１ｐｐｍ／℃以上３０ｐｐｍ／℃以下に設定され、厚み方向への熱膨張率が平面方向への熱膨張率の例えば２倍以上２．８倍以下に設定され、ヤング率が例えば２０ＧＰａ以上３０ＧＰａ以下に設定されている。
【００２１】
ここで、基体７の熱膨張率は、市販のＴＭＡ装置を用いてＪＩＳＫ７１９７‐１９９１に準じた測定方法により測定される。また、ヤング率は、ＭＴＳシステムズ社製Ｎａｎｏ Ｉｎｄｅｎｔｏｒ ＸＰ／ＤＣＭを用いて測定される。
【００２２】
基体７に含まれる樹脂１０は、例えばエポキシ樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂、シアネート樹脂、ポリパラフェニレンベンズビスオキサゾール樹脂、全芳香族ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、芳香族液晶ポリエステル樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂又はポリエーテルケトン樹脂等の樹脂材料により形成することができる。この樹脂１０は、平面方向及び厚み方向への熱膨張率が例えば２０ｐｐｍ／℃以上５０ｐｐｍ／℃以下に設定され、ヤング率が例えば３ＧＰａ以上１０ＧＰａ以下に設定されている。
【００２３】
樹脂１０に被覆された無機絶縁粒子１１は、基体７の熱膨張率を低減するとともに基体７の剛性を高めるものであり、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウムまたは酸化ケイ素等の無機絶縁材料を含み、なかでも、熱膨張率やヤング率等の特性がガラス繊維に近い酸化ケイ素を含むことが望ましい。その結果、樹脂層１５の熱膨張率やヤング率を繊維層１４に近づけることができる。無機絶縁粒子１１が酸化ケイ素を含む場合、無機絶縁粒子１１は、酸化ケイ素を６５重量％以上１００重量％以下含有することが望ましく、酸化ケイ素の他に、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、窒化アルミニウム、水酸化アルミニウム又は炭酸カルシウム等を含有しても構わない。
【００２４】
この無機絶縁粒子１１は、例えば球状に形成されており、粒径が例えば０．５μｍ以上５．０μｍ以下に設定され、各方向への熱膨張率が例えば２．７ｐｐｍ／℃以上６ｐｐｍ／℃以下に設定され、ヤング率が７０ＧＰａ以上８５ＧＰａ以下に設定されている。なお、無機絶縁粒子１１として、ガラス繊維を細かく切断して粒子状にしたものを用いても構わない。
【００２５】
また、無機絶縁粒子１１は、樹脂層１５における含有量が４０体積％以上７５体積％以下に設定されていることが望ましい。その結果、無機絶縁粒子１１の含有量が４０体積％以上であることによって、樹脂層１５の熱膨張率およびヤング率を繊維層１４に近づけることができる。また、無機絶縁粒子１１の含有量が７０体積％以下であることによって、スルーホールＴ内壁に位置する無機絶縁粒子１１と樹脂１０との接着強度を高めて、該無機絶縁粒子１１と樹脂１０との剥離を低減し、ひいてはスルーホール導体８と樹脂層１５との剥離を低減できる。
【００２６】
ここで、無機絶縁粒子１１の粒径は、基体７の断面を電界放出型電子顕微鏡で観察し、各粒子の最大径を計測し、その平均値を算出することによって測定される。また、樹脂層１５における無機絶縁粒子１１の含有量(体積％)は、樹脂層１５の断面を電界放出型電子顕微鏡で観察し、樹脂層１５に対して無機絶縁粒子１１の占める面積比率（面積％）を計測し、その平均値を算出して含有量（体積％）とみなすことにより測定される。
【００２７】
樹脂１０に被覆された基材１３は、基体７の剛性を高めるとともに平面方向への熱膨張率を低減するものであり、例えば、複数のガラス繊維１２が縦横に織り込まれてなる織布を使用することができる。なお、基材１３として、不織布を使用しても構わないし、複数のガラス繊維１２を長手方向が互いに平行となるように配列したものを使用しても構わない。
【００２８】
基材１３に含まれるガラス繊維１２は、Ｔガラス、ＳガラスまたはＥガラス等のガラスからなる繊維を使用することができ、長手方向に垂直な断面の径が例えば４μｍ以上９μｍ以下に設定されており、長手方向および幅方向への熱膨張率が２．５ｐｐｍ／℃以上６ｐｐｍ／℃以下に設定され、ヤング率が７０ＧＰａ以上８５ＧＰａ以下に設定されている。
【００２９】
一方、スルーホールＴ内壁に被着されたスルーホール導体８は、コア基板５上下の配線層６同士を電気的に接続するものであり、例えば銅、アルミニウム又はニッケル等の導電材料により形成されたものを使用することができ、なかでも導電性の高い銅を用いることが望ましい。このスルーホール導体８は、スルーホールＴ内壁から絶縁体９までの厚みが３μｍ以上２０μｍ以下に設定されており、貫通方向および幅方向への熱膨張率が例えば１６ｐｐｍ／℃以上２５ｐｐｍ／℃以下に設定され、ヤング率が例えば６０ＧＰａ以上２１０ＧＰａ以下に設定されている。なお、銅の熱膨張率は、１８ｐｐｍ／℃程度である。また、スルーホール導体８の熱膨張率およびヤング率は、基体７と同様に測定される。
【００３０】
スルーホール導体８に取り囲まれた領域に形成された絶縁体９は、後述するビア導体１８の支持面を形成するものであり、例えばポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、シアネート樹脂、フッ素樹脂、シリコン樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂又はビスマレイミドトリアジン樹脂等の樹脂材料により形成することができる。
【００３１】
一方、コア基板５の両側には、上述した如く、一対の配線層６が形成されている。配線層６は、基体７上に積層され、厚み方向に貫通するビア孔Ｖが形成された絶縁層１６と、基体７上又は絶縁層１６上に形成された導電層１７と、ビア孔Ｖ内に形成され、導電層１７に電気的に接続されたビア導体１８と、を含んでいる。
【００３２】
絶縁層１６は、導電層１７を支持する支持部材として機能するだけでなく、導電層１７同士の短絡を防ぐ絶縁部材として機能するものであり、樹脂と、該樹脂に被覆された無機絶縁粒子と、を含んでいる。この絶縁層１６は、厚みが例えば５μｍ以上４０μｍ以下に設定され、平面方向及び厚み方向への熱膨張率が例えば１５ｐｐｍ／℃以上４５ｐｐｍ／℃以下に設定され、ヤング率が例えば５ＧＰａ以上４０ＧＰａ以下に設定されている。なお、絶縁層１６の熱膨張率およびヤング率は、基体７と同様に測定される。
【００３３】
絶縁層１６に含まれる樹脂としては、例えばエポキシ樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂、シアネート樹脂、ポリパラフェニレンベンズビスオキサゾール樹脂、全芳香族ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、芳香族液晶ポリエステル樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂又はポリエーテルケトン樹脂等により形成されたものを使用することができる。
【００３４】
絶縁層１６に含まれる無機絶縁粒子としては、基体７に含まれる無機絶縁粒子１１と同様のものを用いることができる。
【００３５】
導電層１７は、例えば接地用配線、電力供給用配線又は信号用配線として機能するものであり、例えば銅、銀、金、アルミニウム、ニッケル又はクロム等の金属材料により形成されたものを使用することができる。この導電層１７は、厚みが例えば３μｍ以上２０μｍ以下に設定され、平面方向及び厚み方向への熱膨張率が例えば５ｐｐｍ／℃以上２５ｐｐｍ／℃以下に設定され、ヤング率が５０ＧＰａ以上２５０ＧＰａ以下に設定されている。
【００３６】
ビア導体１８は、厚み方向に互いに離間した導電層１７同士を相互に接続するものであり、例えば幅がコア基板５に向って小さくなるテーパー状に形成されており、例えば銅、銀、金、アルミニウム、ニッケル又はクロムの導電材料により形成されたものを使用することができる。
【００３７】
ところで、ガラス繊維１２は、スルーホール導体８よりも熱膨張率が小さいため、配線基板４に熱が印加されると、ガラス繊維１２とスルーホール導体８との間に熱応力が印加されやすい。
【００３８】
一方、本実施形態の配線基板４においては、図１（ｂ）に示すように、繊維層１４のガラス繊維１２は、スルーホールＴ内壁に露出した面（スルーホールＴの貫通方向に平行な面）が溝状（細長形状）の凹部Ｃを有しており、該凹部Ｃの内側には、スルーホール導体８の一部が充填されている。ここで、凹部Ｃが溝状であるため、凹部Ｃへのスルーホール導体８の充填性を高めることができ、凹部Ｃとスルーホール導体８とのアンカー効果を高めることができる。それ故、ガラス繊維１２とスルーホール導体８との接着強度を高め、ガラス繊維１２とスルーホール導体８との剥離を低減することができる。その結果、スルーホール導体８の断線を低減することができ、ひいては電気的信頼性に優れた配線基板４を得ることができる。
【００３９】
この溝状の凹部Ｃは、長手方向Ｌにおける長さが、幅方向Ｗにおける長さの１．２倍以上２．５倍以下に設定されていることが望ましい。その結果、長手方向Ｌにおける長さが、幅方向Ｗにおける長さの１．２倍以上であることによって、スルーホール導体８の凹部Ｃへの充填性を高めることができ、長手方向Ｌにおける長さが、幅方向Ｗにおける長さの２．５倍以下であることによって、幅方向Ｗの長さが小さくなり過ぎることを抑制し、スルーホール導体８へのアンカー効果を担保することができる。なお、凹部Ｃは、長手方向Ｌにおける長さが例えば３μｍ以上８μｍ以下に設定され、幅方向Ｗにおける長さが例えば２μｍ以上５μｍ以下に設定され、深さが例えば０．５μｍ以上３μｍ以下に設定されている。
【００４０】
また、凹部Ｃは、図１（ｂ）に示すように、基体７の厚み方向に沿った溝状であることが望ましい。その結果、スルーホール導体８と比較して平面視における熱膨張量が小さいガラス繊維１２において、スルーホールＴの周回方向におけるアンカー効果を生じるため、スルーホールＴ内壁とスルーホール導体８との接着強度を高めることができる。
【００４１】
ガラス繊維１２のスルーホールＴ内壁に露出した面の算術平均粗さ（Ｒａ）は、例えば０．３μｍ以上３μｍ以下に設定されている。なお、ガラス繊維１２の樹脂１０に被覆された面（スルーホールＴ内壁に露出していない面）の算術平均粗さは、例えば０．１μｍ以下に設定されており、ガラス繊維１２のスルーホールＴ内壁に露出した面の算術平均粗さよりも小さい。このガラス繊維１２の樹脂１０に被覆された面の算術平均粗さは、ガラス繊維１２のスルーホールＴ内壁に露出した面の算術平均粗さの例えば１０％以上５０％以下に設定されている。
【００４２】
かくして、上述した実装構造体１は、配線基板４を介して供給される電源や信号に基づいて電子部品２を駆動若しくは制御することにより、所望の機能を発揮する。
【００４３】
次に、上述した実装構造体１の製造方法を、図２に基づいて説明する。
【００４４】
（基体の準備）
（１）図２（ａ）に示すように、基体７と該基体７の上下に配された銅箔１７ｘとからなる銅張積層板５ｘを準備する。具体的には、例えば以下のように行う。
【００４５】
まず、未硬化の樹脂１０および無機絶縁粒子１１を含むワニスを準備し、該ワニスを基材１２に含浸させて樹脂シートを形成する。このようにワニスを基材１２に含浸させる際に、無機絶縁粒子１１が基材１３のガラス繊維１２間に侵入しにくいため、基材１３外の領域（樹脂層１５となる領域）に濃縮される。なお、未硬化は、ＩＳＯ４７２：１９９９に準ずるＡ‐ステージ又はＢ‐ステージの状態である。
【００４６】
次に、該樹脂シートを積層して基体前駆体を形成するとともに、該基体前駆体の上下に銅箔１７ｘを積層して積層体を形成した後、該積層体を厚み方向に加熱加圧することにより、該樹脂１０を熱硬化させて基体７を形成するとともに、上述した銅張積層板５ｘを作製する。このように基体７を形成する際に、樹脂シートの基材１３およびそのガラス繊維１２間の樹脂が繊維層１４となり、隣接する樹脂シートの基材１３外の領域同士が接着して樹脂層１５となる。
【００４７】
（スルーホールの形成）
（２）図２（ｂ）に示すように、サンドブラスト法を用いて銅張積層板５ｘにスルーホールＴを形成する。具体的には、例えば以下のように行う。
【００４８】
まず、銅張板積層板５ｘの両面に、スルーホールＴの形成箇所に開口を有するレジストを形成する。このレジストは、例えば感光性樹脂の露光、現像によって形成することができる。次に、サンドブラスト装置のノズルから、銅張板積層板５ｘの一主面に微粒子を噴射することによって、該レジストの開口を介して、スルーホールＴの一部分（非貫通）を形成する。次に、銅張板積層板５ｘの他主面に微粒子を噴射することによって、基体７を貫通するスルーホールＴを形成する。なお、基体７を貫通するスルーホールＴは、銅張板積層板５ｘの一主面のみに微粒子を噴射することによって形成しても構わない。次に、レジストを例えば１〜３ｗｔ％水酸化ナトリウム溶液等で除去する。次に、スルーホールＴの内壁を高圧水洗することによって、残存した微粒子やスルーホールＴの加工屑を除去する。
【００４９】
ここで、本実施形態の配線基板４においては、サンドブラストで噴射する微粒子として、ガラスよりも硬度の高い無機絶縁材料からなる破砕形状の微粒子（破砕粒子）を用いることができる。その結果、ガラス繊維１２よりも硬い破砕粒子の尖った端部によって、スルーホールＴの内壁に露出したガラス繊維１２の面が部分的に切削されるため、厚み方向に沿った溝状の凹部Ｃを形成することができる。
【００５０】
上述した破砕粒子を構成する無機絶縁材料としては、例えばアルミナ、炭化ケイ素又はジルコニア等を用いることができ、なかでもアルミナを用いることが望ましい。なお、硬度としてはビッカース硬度を用いることができる。
【００５１】
また、レジストを使用してサンドブラストを行っていることから、微粒子を広範に噴射して複数のスルーホールＴを同時に加工できるため、ドリル加工やレーザー加工と比較して、スルーホールＴを効率良く形成できる。
【００５２】
また、微粒子によってスルーホールＴを形成するため、ドリル加工と比較して、ガラス繊維１２と樹脂１０との境界に印加される応力および熱（ドリル加工の摩擦熱）を低減することができ、さらに、レーザー加工と比較して、ガラス繊維１２と樹脂１０との境界に印加される熱を低減することができるため、ガラス繊維１２と樹脂１０との剥離を低減することができる。
【００５３】
また、サンドブラスト法を用いると、基体７における無機絶縁フィラー１１の含有量を増加させた場合に、ドリル加工のようにドリルが摩耗することがなく、また、レーザー加工よりも容易にスルーホールＴを形成することができる。
【００５４】
以上のようにサンドブラスト法でスルーホールＴおよび凹部Ｃを形成するため、サンドブラスト法は以下の条件で行うことができる。
【００５５】
まず、サンドブラスト法は、ドライブラストにより行われる。その結果、ウェットブラストと比較して、微粒子に対する抵抗が小さいため、スルーホールＴの切削性を高めるとともに、切削時の加工屑の残留を低減し、該加工屑による切削阻害を低減できる。
【００５６】
また、微粒子は、破砕粒子の最大径が３μｍ以上４０μｍ以下に設定されている。その結果、最大径を３μｍ以上にすることによって、破砕粒子による切削性を高めスルーホールＴを容易に形成することができる。また、最大径を４０μｍ以下にすることによって、破砕粒子が孔詰まりすることなくスルーホールＴを形成することができる。
【００５７】
また、微粒子を噴射する圧力は、０．１５ＭＰａ以上０．２２ＭＰａ以下に設定されていることが望ましい。その結果、圧力を０．１５ＭＰａ以上にすることによって、スルーホールＴ内のガラス繊維１２を効率よく切削加工することができる。また、圧力を０．２２ＭＰａ以下にすることによって、破砕粒子同士がぶつかりあってスルーホールＴ内壁の樹脂１０が過剰に切削されないように加工することができる。
【００５８】
また、微粒子の噴射量は、３０ｇ／ｍｉｎ以上２００ｇ／ｍｉｎ以下に設定されていることが望ましい。その結果、噴射量を３０ｇ／ｍｉｎ以上にすることによって、スルーホールＴ内にあるガラス繊維１２を効率よく切削加工することができる。また、噴射量を２００ｇ／ｍｉｎ以下にすることによって、破砕粒子同士がぶつかりあってスルーホールＴ内壁の樹脂１０が過剰に切削されないように加工することができる。
【００５９】
また、１つのスルーホールＴに対して微粒子を噴射する回数（スキャン回数）は、コア基板５の厚みが４０μｍ以上２００μｍ以下の場合、例えば４回以上２０回以下に設定されている。
【００６０】
また、微粒子を噴射する基体７の樹脂層１５は、無機絶縁粒子１１の含有量が４０体積％以上７５体積％以下に設定されている。その結果、無機絶縁粒子１１の含有量を４０体積％以上とすることによって、サンドブラスト法による樹脂層１５の切削性を高めることができる。また、無機絶縁粒子１１の含有量を７５体積％以下とすることによって、スルーホールＴを形成する際にスルーホールＴ内壁からの無機絶縁粒子１１の脱粒を低減し、該脱粒に起因した窪みに気泡が残存してスルーホールＴ内壁とスルーホール導体８との密着強度が低下することを低減できる。
【００６１】
ここで、サンドブラスト法で形成したスルーホールＴの内壁は、デスミア処理を行わないことが望ましい。サンドブラスト法でスルーホールＴを形成すると、ドリル加工やレーザー加工と比較して、スルーホールＴの内壁に印加される熱を低減して炭化した樹脂の残滓を低減できるとともに、物理的に分子間の結合が切断されるため、スルーホールＴ内壁に露出した樹脂１０の表面の反応活性を高めることができる。また、上述した如く、スルーホールＴ内壁に露出したガラス繊維１２の凹部Ｃによってスルーホール導体８とのアンカー効果が生じる。それ故、デスミア処理を行わなくとも、スルーホールＴの内壁とスルーホール導体８との接着強度を高めることができる。このようにデスミア処理を行わないことによって、樹脂１０のみが選択的にエッチングされてガラス繊維１２の側面が大きく露出することを低減し、樹脂１０とガラス繊維１２との剥離を低減できる。
【００６２】
（スルーホール導体の形成）
（３）図２（ｃ）に示すように、基体７にスルーホール導体８、絶縁体９及び導電層１７を形成し、コア基板５を作製する。具体的には、例えば以下のように行う。
【００６３】
まず、例えば無電解めっき法、電解めっき法、蒸着法、ＣＶＤ法又はスパッタリング法等により、スルーホールＴの内壁に導電材料を被着させて、円筒状のスルーホール導体８を形成する。この際、該導電材料は、スルーホールＴ内壁の凹部Ｃに充填される。ここで、凹部Ｃが溝状であるため、導電材料被着の際に凹部Ｃ内に気泡が残存することを低減し、凹部Ｃに対する導電材料の充填性を高めることができる。
【００６４】
次に、円筒状のスルーホール導体８によって取り囲まれた領域に樹脂材料等を充填し、絶縁体９を形成する。次に、絶縁体９の露出部に導電材料を被着させた後、従来周知のフォトリソグラフィー技術、エッチング等により、銅箔１７ｘをパターニングして導電層１７を形成する。
【００６５】
以上のようにして、コア基板５を作製することができる。
【００６６】
（配線層の形成）
（４）図２（ｄ）に示すように、コア基板５の両側に一対の配線層６を形成することにより、配線基板４を作製する。具体的には、例えば以下のように行う。
【００６７】
まず、未硬化の樹脂を導電層１７上に配置し、樹脂を加熱して流動密着させつつ、更に加熱して樹脂を硬化させることにより、導電層１７上に絶縁層１６を形成する。次に、レーザー加工でビア孔Ｖを形成し、ビア孔Ｖ内に導電層１７の少なくとも一部を露出させる。このように、レーザー加工でビア孔Ｖを形成することによって、サンドブラスト法と比較して、ビア孔Ｖ内に露出させる導電層１７の損傷を低減することができる。次に、例えばセミアディティブ法、サブトラクティブ法又はフルアディティブ法等により、ビア孔Ｖにビア導体１８を形成するとともに絶縁層１６の上面に導電層１７を形成する。
【００６８】
以上のようにして、配線基板４を作製することができる。なお、本工程を繰り返すことにより、配線層６において絶縁層１６及び導電層１７を多層化させることができる。
【００６９】
（電子部品の実装）
（５）最上層の導電層１７上面にバンプ３を形成するとともにバンプ３を介して配線基板４に電子部品２をフリップチップ実装する。
【００７０】
以上のようにして、図１（ａ）に示した実装構造体１を作製することができる。
【００７１】
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良、組み合わせ等が可能である。
【００７２】
例えば、上述した実施形態において、電子部品に半導体素子を用いた構成を例に説明したが、電子部品としてはコンデンサ等を用いても構わない。
【００７３】
また、上述した実施形態において、電子部品を配線基板上にフリップチップ実装した構成を例に説明したが、電子部品を配線基板にワイヤボンディング実装しても構わないし、電子部品を配線基板の内部に実装しても構わない。
【００７４】
また、上述した実施形態において、配線層が絶縁層を１層含む構成を例に説明したが、配線層は絶縁層を何層含んでも構わない。
【００７５】
また、上述した実施形態において、基体が繊維層を３層含む構成を例に説明したが、基体は繊維層を何層含んでも構わない。
【００７６】
また、上述した実施形態において、繊維層の樹脂と樹脂層の樹脂とが同一のものである構成を例に説明したが、繊維層の樹脂と樹脂層の樹脂とは異なるものでも構わない。
【００７７】
また、上述した実施形態において、（１）の工程にて銅箔を用いた構成を例に説明したが、銅箔の代わりに、例えば鉄ニッケル合金又は鉄ニッケルコバルト合金等の金属材料からなる金属箔を用いても構わない。
【符号の説明】
【００７８】
１ 実装構造体
２ 電子部品
３ バンプ
４ 配線基板
５ コア基板
６ 配線層
７ 基体
８ スルーホール導体
９ 絶縁体
１０ 樹脂
１１ 無機絶縁粒子
１２ ガラス繊維
１３ 基材
１４ 繊維層
１５ 樹脂層
１６ 絶縁層
１７ 導電層
１８ ビア導体
Ｔ スルーホール
Ｖ ビア孔
Ｃ 凹部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体と、該基体を厚み方向に貫通するスルーホールと、該スルーホールの内壁を被覆するスルーホール導体とを備え、
前記基体は、複数のガラス繊維と該複数のガラス繊維の間に配された樹脂とを有し、
前記ガラス繊維は、前記スルーホールの内壁に露出した面に溝状の凹部を有しており、
該凹部には、前記スルーホール導体の一部が充填されていることを特徴とする配線基板。
【請求項２】
請求項１に記載の配線基板において、
前記凹部の長手方向は、前記基体の厚み方向に沿っていることを特徴とする配線基板。
【請求項３】
請求項１に記載の配線基板において、
前記凹部の長手方向における長さは、前記凹部の幅方向における長さの１．２倍以上２．５倍以下であることを特徴とする配線基板。
【請求項４】
請求項１に記載の配線基板において、
前記ガラス繊維は、前記スルーホールの内壁に露出した面の算術平均粗さが０．３μｍ以上３μｍ以下であることを特徴とする配線基板。
【請求項５】
請求項１に記載の配線基板と、
該配線基板に実装され、前記スルーホール導体に電気的に接続された電子部品とを備えたことを特徴とする実装構造体。
【請求項１】
基体と、該基体を厚み方向に貫通するスルーホールと、該スルーホールの内壁を被覆するスルーホール導体とを備え、
前記基体は、複数のガラス繊維と該複数のガラス繊維の間に配された樹脂とを有し、
前記ガラス繊維は、前記スルーホールの内壁に露出した面に溝状の凹部を有しており、
該凹部には、前記スルーホール導体の一部が充填されていることを特徴とする配線基板。
【請求項２】
請求項１に記載の配線基板において、
前記凹部の長手方向は、前記基体の厚み方向に沿っていることを特徴とする配線基板。
【請求項３】
請求項１に記載の配線基板において、
前記凹部の長手方向における長さは、前記凹部の幅方向における長さの１．２倍以上２．５倍以下であることを特徴とする配線基板。
【請求項４】
請求項１に記載の配線基板において、
前記ガラス繊維は、前記スルーホールの内壁に露出した面の算術平均粗さが０．３μｍ以上３μｍ以下であることを特徴とする配線基板。
【請求項５】
請求項１に記載の配線基板と、
該配線基板に実装され、前記スルーホール導体に電気的に接続された電子部品とを備えたことを特徴とする実装構造体。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１３−７３９６７（Ｐ２０１３−７３９６７Ａ）
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０９８６３（Ｐ２０１１−２０９８６３）
【出願日】平成２３年９月２６日（２０１１．９．２６）
【出願人】（３０４０２４８９８）京セラＳＬＣテクノロジー株式会社 (213)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２６日（２０１１．９．２６）
【出願人】（３０４０２４８９８）京セラＳＬＣテクノロジー株式会社 (213)
【Ｆターム（参考）】
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