配線基板およびその製造方法
【課題】 配線導体に断線を発生させることがなく、絶縁基板とソルダーレジスト樹脂層やビルドアップ樹脂層との密着強度に優れた配線基板を生産性高く提供すること。
【解決手段】 ポリフェニレンエーテル樹脂を含有する絶縁材料から成る絶縁基板１の主面に、金属から成る配線導体２および該配線導体２の少なくとも一部を被覆するエポキシ樹脂を含有する絶縁材料から成る樹脂層３を被着させて成る配線基板１０であって、前記主面の前記樹脂層３が被着された面は、ポリフェニレンエーテル樹脂を主成分とする樹脂塊が多数集合して形成された粗面である。
【解決手段】 ポリフェニレンエーテル樹脂を含有する絶縁材料から成る絶縁基板１の主面に、金属から成る配線導体２および該配線導体２の少なくとも一部を被覆するエポキシ樹脂を含有する絶縁材料から成る樹脂層３を被着させて成る配線基板１０であって、前記主面の前記樹脂層３が被着された面は、ポリフェニレンエーテル樹脂を主成分とする樹脂塊が多数集合して形成された粗面である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリフェニレンエーテル樹脂を含有する絶縁材料から成る絶縁基板の主面にエポキシ樹脂を含有する絶縁材料から成る絶縁層を強固に被着させて成る配線基板およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体素子等の電子部品を搭載するために用いられる配線基板として、ガラス繊維やアラミド繊維等の耐熱繊維の織布または不織布から成る耐熱繊維基材に熱硬化性ポリフェニレンエーテル樹脂を含浸させた絶縁材料から成る絶縁層を複数積層して成る板状の絶縁基板の両主面および各絶縁層間に銅箔から成る配線導体を埋設するとともに上下の配線導体の所定のもの同士を各絶縁層に設けたビア孔内に充填されたビア導体を介して電気的に接続し、さらに前記絶縁基板の主面にエポキシ樹脂を含有する絶縁材料から成るソルダーレジスト樹脂層やビルドアップ樹脂層を被着させたものが知られている。
【０００３】
このような配線基板は、以下のようにして製造される。まず、耐熱繊維基材に未硬化の熱硬化性ポリフェニレンエーテル樹脂成分を含浸させた絶縁シートを複数枚準備する。次にこれらの絶縁シートにレーザ加工によりビア孔を所定の配列に穿孔する。次にこれらのビア孔内に金属粉末および未硬化の熱硬化性樹脂成分を含有する導体ペーストを充填する。次にこのようにしてビア孔内に導体ペーストが充填された絶縁シートの片面または両面に銅箔から成る所定パターンの配線導体をその一部がビア孔内の導体ペーストと接するように埋入する。次にこのようにして所定パターンの配線導体が埋入された絶縁シートの複数枚を所定の順に互いに積層してその主面および各絶縁シート間に配線導体が配設されるとともに各絶縁層を貫通する導体ペーストに上下の配線導体が接する未硬化の絶縁基板を形成する。次にこの未硬化の絶縁基板をプレス装置により上下からプレスしながら加熱することにより、絶縁シートの熱硬化性ポリフェニレンエーテル樹脂成分および導体ペーストの熱硬化性樹脂成分を熱硬化させて硬化した絶縁基板を製作する。次にこの硬化した絶縁基板の主面にバフロールを使用した機械的な研磨加工を互いに直角な方向に複数回ずつ施して溝状の微小な研磨痕を残すことにより絶縁基板の主面を粗化し、その上に未硬化のエポキシ樹脂成分を含有するペーストやシートを被着させた後、ペーストやシート中のエポキシ樹脂成分を熱硬化させることにより絶縁基板の主面にソルダーレジスト樹脂層やビルドアップ樹脂層を有する配線基板を得る。なお、絶縁基板の主面を粗化することにより絶縁基板とソルダーレジスト樹脂層やビルドアップ樹脂層との密着を強固とすることができる。また、絶縁基板の主面に機械的な研磨加工を施して研磨痕を残すことにより絶縁基板の主面を粗化するのは、絶縁基板を構成するポリフェニレンエーテル樹脂が化学的研磨では粗化が困難なためである。
【特許文献１】特開２００３−２５８４３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、絶縁基板の主面に機械的な研磨加工を施して溝状の微小な研磨痕を残すことにより絶縁基板の主面を粗化した場合、絶縁基板の主面に埋設された配線導体にも溝状の研磨痕が付くことになり、幅が２０μｍ以下の極めて微細な配線導体においては溝状の研磨痕が付くことにより断線が発生する危険性が高くなるという問題点を有していた。
また、機械的な研磨加工行なう場合、バフロールにおける砥粒の脱落や磨耗、目詰まりの影響で多数の絶縁基板に対して微小な研磨痕を一様に残すことが困難であり、かつ互いに直交する方向に複数回ずつ研磨する必要があり生産性が低いという問題点も有していた。
【０００５】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑み案出されたものであり、その課題は、絶縁基板の主面に埋設された配線導体に断線を発生させることがなく、かつ絶縁基板の主面に微細な粗化状態が一様な形成され、ポリフェニレンエーテル樹脂を含有する絶縁材料から成る絶縁基板とエポキシ樹脂を含有する絶縁材料から成るソルダーレジスト樹脂層やビルドアップ樹脂層との密着強度に優れた配線基板を生産性高く提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の配線基板は、ポリフェニレンエーテル樹脂を含有する絶縁材料から成る絶縁基板の主面に、金属から成る配線導体および該配線導体の少なくとも一部を被覆するエポキシ樹脂を含有する絶縁材料から成る樹脂層を被着させて成る配線基板であって、前記主面の前記樹脂層が被着された面は、ポリフェニレンエーテル樹脂を主成分とする樹脂塊が多数集合して形成された粗面であることを特徴とするものである。
また、本発明の配線基板の製造方法は、ポリフェニレンエーテル樹脂とトリアリルイソシアヌレートとを含有する未硬化の絶縁材料から成り、主面に金属から成る配線導体が被着された未硬化の絶縁基板を準備する工程と、前記未硬化の絶縁基板を表面が平滑なプレス板で挟みながら加熱加圧することにより前記ポリフェニレンエーテル樹脂とトリアリルイソシアヌレートとを反応させて硬化した絶縁基板を得るとともに該硬化した絶縁基板の露出主面にトリアリルイソシアヌレートが偏析した表皮層および該表皮層の下にポリフェニレンエーテル樹脂を主成分とする樹脂塊が多数集合して成る樹脂団塊層を形成する工程と、前記絶縁基板から前記表皮層を除去し、前記絶縁基板の主面に前記樹脂団塊層を露出させる工程と、該樹脂団塊層が露出した前記主面に、エポキシ樹脂を含有する絶縁材料から成る樹脂層を前記配線導体の少なくとも一部を被覆するように被着させる工程と、を備えることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の配線基板によれば、ポリフェニレンエーテル樹脂を含有する絶縁材料から成る絶縁基板の主面におけるエポキシ樹脂を含有する絶縁材料から成る樹脂層が被着された面は、ポリフェニレンエーテル樹脂を主成分とする樹脂塊が多数集合して形成された粗面であることから、この粗面とエポキシ樹脂を含有する絶縁材料から成る樹脂層とが強固に密着する。
【０００８】
また、本発明の配線基板の製造方法によれば、ポリフェニレンエーテル樹脂とトリアリルイソシアヌレートとを含有する未硬化の絶縁材料から成り、主面に金属から成る配線導体が被着された未硬化の絶縁基板を表面が平滑なプレス板で挟みながら加熱加圧することにより硬化した絶縁基板を得るとともに該硬化した絶縁基板の露出主面にトリアリルイソシアヌレートが偏析した表皮層および該表皮層の下にポリフェニレンエーテル樹脂を主成分とする樹脂塊が多数集合して成る樹脂団塊層を形成し、次に前記絶縁基板から前記表皮層を除去して前記絶縁基板の主面に前記樹脂団塊層を露出させ、次にこの樹脂団塊層が露出した前記主面に、エポキシ樹脂を含有する絶縁材料から成る樹脂層を被着させることから、ポリフェニレンエーテル樹脂を含有する絶縁材料から成る絶縁基板とエポキシ樹脂を含有する絶縁材料から成る樹脂層とが樹脂団塊層により形成される粗面を介して強固に密着される。また、表皮層が除去されて現われる樹脂団塊層により形成される粗面は微細で一様であるとともに表皮層を除去する作業を一回行なうだけで絶縁基板の主面を粗化できるので生産性に優れている。さらに配線導体を傷つけることがなく、したがって配線導体に断線を発生させることがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
次に、本発明の配線基板およびその製造方法を添付の図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の配線基板における第１の実施形態例を示す概略断面図であり、図２は本発明における絶縁基板の主面状態を示すＳＥＭ写真、図３は本発明における絶縁基板の主面状態わ示すＡＦＭ写真である。また図４（ａ），（ｂ）、図５（ｃ），（ｄ）、図６（ｅ），（ｆ）は、この第１の実施形態例の配線基板を製造する方法を説明するための工程毎の概略断面図である。図１において１は絶縁基板、２は配線導体、３はソルダーレジスト樹脂層であり、主としてこれらで第１の実施形態例の配線基板１０が構成される。また図４（ａ），（ｂ）、図５（ｃ），（ｄ）、図６（ｅ），（ｆ）において１１ａは絶縁シート、１１は未硬化の絶縁基板である。
【００１０】
第１の実施形態例の配線基板１０は、上面に電子部品を搭載した状態で外部電気回路基板上に実装されるものであり、図１に示すように、複数（この例では８層）の絶縁層１ａが積層されて成る絶縁基板１の主面および各絶縁層１ａ間に配線導体２が埋設されているとともに、絶縁基板１の主面に配線導体２の一部を露出させるソルダーレジスト樹脂層３が被着されて成る。なお、各絶縁層１ａを挟んで上下に位置する配線導体２の所定のもの同士が各絶縁層１ａに設けたビア孔１ｖ内に充填されたビア導体４を介して互いに電気的に接続されている。
【００１１】
絶縁基板１を構成する各絶縁層１ａは、ガラス繊維やアラミド繊維等の耐熱繊維の織布または不織布から成る耐熱繊維基材に熱硬化性ポリフェニレンエーテル樹脂を含浸させた厚みが５０〜１５０μｍ程度の絶縁材料から成り、その主面に配線導体２を埋設した状態で互いに積層一体化されている。また、各絶縁層１ａには、上下に位置する所定の配線導体２同士を繋ぐ位置に直径が３０〜２００μｍ程度のビア孔１ｖが設けられており、このビア孔１ｖ内に前記所定の配線導体２同士を電気的に接続するビア導体４が充填されている。
【００１２】
絶縁基板１の主面および各絶縁層１ａ間に埋設された配線導体２は、所定パターンにエッチングされた厚みが５〜５０μｍ程度の銅箔から成り、配線基板１０に搭載される電子部品を外部電気回路基板に電気的に接続するための導電路の一部としての機能し、絶縁基板１の上面に埋設された配線導体２には電子部品の電極が半田バンプ等の電気的接続手段を介して電気的に接続される電子部品接続パッド２ａが形成されており、絶縁基板１の下面に埋設された配線導体２には外部電気回路基板の配線導体に半田ボール等の電気的接続手段を介して電気的に接続される外部接続パッド２ｂが形成されている。
【００１３】
各絶縁層１ａのビア孔１ｖ内に充填されたビア導体４は、例えば錫と銀とビスマスと銅との合金から成る金属粉末とトリアリルシアヌレートやトリアリルイソシアヌレート、トリスエポキシプロピルイソシアヌレート、トリス（２−ヒドロキシエチル）イソシアヌレート等のトリアジン系熱硬化性樹脂成分とを含有している。そして、前記金属粉末同士および前記金属粉末と配線導体２との接触により導電性を呈する。
【００１４】
絶縁基板１の主面に配線導体２の一部を露出させるように被着されたソルダーレジスト樹脂層３は、エポキシ樹脂にシリカ粉末等の無機絶縁フィラーを含有させた絶縁材料から成り、絶縁基板１の主面に埋設された配線導体２における電子部品接続パッド２ａおよび外部接続パッド２ｂ以外の部分を被覆している。このソルダーレジスト樹脂層３は、電子部品接続パッド２ａおよび外部接続パッド２ｂとしての領域を画定するとともに絶縁基板１の主面に埋設された配線導体２の他の部分を外部から保護する保護層として機能し、通常５〜５０μｍ程度の厚みを有している。
【００１５】
このような構成の中、第一の実施形態例においては、絶縁基板１の前記ソルダーレジスト樹脂層３が被着された面が図２に示すように、ポリフェニレンエーテル樹脂を主成分とする樹脂塊が多数集合して形成された粗面であり、そのことが重要である。樹脂塊の大きさはその大半が１〜１０μｍ程度であり、このような大きさの樹脂塊が集合することにより図３に示すように算術平均粗さで１００〜３００nｍ程度の微小な凹凸を多数有する粗面が得られる。そしてこの粗面の凹凸とソルダーレジスト樹脂層３とが噛み合うことにより第１の実施形態例の配線基板においては、絶縁基板１とソルダーレジスト樹脂層３とが強固に密着されるのである。
【００１６】
次にこの第１の実施形態例の配線基板１０を製造する方法について説明する。先ず、図４（ａ）に示すように、ガラス繊維やアラミド繊維等の耐熱繊維の織布または不織布から成る耐熱繊維基材にポリフェニレンエーテル樹脂とトリアリルイソシアヌレートとを含有する未硬化の樹脂成分を含浸させた絶縁シート１１ａを複数枚（この例では８枚）準備する。なお、これらの絶縁シート１１ａは第１の実施形態例の配線基板１０における各絶縁層１ａとなるものである。
【００１７】
次に、図４（ｂ）に示すように、各絶縁シート１１ａの所定の位置にその上面から下面にかけて直径が３０〜２００μｍ程度の複数の貫通孔１１ｖを形成する。これらの貫通孔１１ｖは、配線基板１０におけるビア孔１ｖとなるものであり、各絶縁シート１１ａの所定の位置に炭酸ガスレーザやＹＡＧレーザ等を用いたレーザ加工を施すことにより形成される。
【００１８】
次に、図５（ｃ）に示すように、各絶縁シート１１ａの貫通孔１１ｖ内に金属粉末と熱硬化性樹脂成分とを含有する導体ペースト１４を充填する。導体ペースト１４は、配線基板１０におけるビア導体４となるものであり、スクリーン印刷法を採用することにより貫通孔１１ｖ内に充填される。導体ペースト１４に含有される金属粉末としては銅および錫を含有する合金、例えば錫−銀−ビスマス−銅合金が好適である。また熱硬化樹脂成分としてはトリアリルイソシアヌレートを含有することが好ましい。
【００１９】
次に図５（ｄ）に示すように、各絶縁シート１１ａの片面または両面に所定パターンにエッチングされた銅箔からなる配線導体２を貫通孔１１ｖ内の導体ペースト１４と接するように埋入する。絶縁シート１１ａの片面または両面に配線導体２を埋入するには、例えばポリエチレンテレフタレートから成る支持フィルム上に所定パターンにエッチングされた配線導体２が剥離可能な状態で保持された転写シートを準備するとともに、この転写シートをその配線導体２が絶縁シート１１ａ側となるようにして絶縁シート１１ａの片面または両面に積層した状態でそれらを上下からプレスして配線導体２を絶縁シート１１ａに埋入させた後、支持フィルムを剥離する方法が採用される。
【００２０】
次に図６（ｅ）に示すように、上記のようにして配線導体２が埋入された絶縁シート１１ａの複数枚を所定の順序で積層して未硬化の絶縁基板１１を形成するとともに、この未硬化の絶縁基板１１を平滑なプレス面を有する熱プレス装置により上下からプレスしながら加熱することにより、絶縁シート１１ａの熱硬化性ポリフェニレンエーテル樹脂成分および導体ペースト１４中の熱硬化性樹脂成分を熱硬化させ、その主面および各絶縁層１ａ間に配線導体２が埋設された硬化した絶縁基板１を得る。
【００２１】
このとき、本発明の製造方法においては、絶縁基板１１を平滑なプレス面を有する熱プレス装置により上下からプレスしながら加熱する際、絶縁基板１の露出する主面にトリアリルイソシアヌレートが偏析した厚みが０．５〜３μｍ程度の表皮層とこの表皮層の下にポリフェニレンエーテル樹脂を主成分とする大きさが１〜１０μｍ程度の樹脂塊が多数集合して成る樹脂団塊層を形成する。このような表皮層および樹脂団塊層を形成するには、絶縁基板１１を平滑なプレス面を有する熱プレス装置により上下からプレスしながら加熱する際の圧力と時間および温度を所定の条件にコントロールすればよい。具体的には、絶縁シート１１ａに含有される樹脂成分が最低溶融粘度となる温度よりも５〜１０℃程度低い温度で圧力０．５〜５ＭＰａ程度を加えながら５〜３０分間程度加熱加圧して絶縁基板１１の主面にトリアリルイソシアヌレートを滲出させた後、絶縁シート１１ａに含有される樹脂成分の熱硬化温度で圧力５〜１０ＭＰａ程度を加えながら３０分〜２時間程度加熱加圧して絶縁シート１１ａの熱硬化性ポリフェニレンエーテル樹脂成分および導体ペースト１４中の熱硬化性樹脂成分を熱硬化させればよい。このような表皮層および樹脂団塊層が形成されるメカニズムは明らかではないが、上記の条件でプレスしながら加熱すると、絶縁シート１１ａ中に含有されるトリアリルイソシアヌレート成分が平滑なプレス面に当接する絶縁基板１の露出主面に滲出してトリアリルイソシアヌレートが偏析した表皮層を形成するとともにその下ではトリアリルイソシアヌレートが不足してポリフェニレンエーテル樹脂を主成分とする樹脂塊が多数集合して成る樹脂団塊層が形成されるものと推察される。表皮層の厚みは０．５〜３μｍ程度であるのが好ましく、０．５μｍ未満であるとトリアリルイソシアヌレートが充分に偏析しないため十分な大きさの樹脂塊を形成することができなくなり、３μｍを超えると表皮層を良好に除去することが困難となる。ここで、トリアリルイソシアヌレートを偏析させる温度が低い又は、時間が短いと表皮層は殆ど形成されず、逆にトリアリルイソシアヌレートを偏析させる時間が長いと表皮層が厚く形成される。なお、絶縁シート１１ａの主面に配線導体２を埋入させる際に絶縁シート１１ａの樹脂成分が最低溶融粘度となる温度よりも５〜１０℃程度低い温度で圧力０．５〜５ＭＰａ程度を加えながら５〜３０分間程度加熱加圧することにより絶縁シート１１ａの主面にトリアリルイソシアヌレートを予め滲出させておいてもよい。この場合にも絶縁基板１１の主面にトリアリルイソシアヌレートが偏析した表皮層とこの表皮層の下にポリフェニレンエーテル樹脂を主成分とする樹脂塊が多数集合して成る樹脂団塊層を形成することができる。
【００２２】
次に、この表皮層および樹脂団塊層が形成された絶縁基板１の主面から表皮層を除去して樹脂団塊層を露出させる。露出した樹脂団塊層は大きさが１〜１０μｍ程度の樹脂塊が集合してなり、露出する絶縁基板１の主面に算術平均粗さで１００〜３００ｎｍ程度の微小な凹凸を有する粗面を形成する。なお、表皮層を除去するには砥粒を水とともに絶縁基板１の主面に吹付けて表皮層を剥ぎ取る方法が好適に採用される。トリアリルイソシアヌレートが偏析した表皮層は脆い性質を有しているので砥粒の吹付けにより容易に砕いて剥ぎ取ることができる。またこの表皮層を除去するための砥粒の吹付けは絶縁基板１の主面に埋設された配線導体２を傷つけない程度の強さ行なうことができ、したがって配線導体２に傷による断線を発生させるようなことは一切ない。また、表皮層に砥粒を吹付けて表皮層を除去するだけで、その下にある樹脂団塊層により絶縁基板１の表面に微細な凹凸を有する粗面を形成することができるので極めて生産性に優れている。
【００２３】
次に、図６（ｆ）に示すように、絶縁基板１の主面にエポキシ樹脂を含有する絶縁材料から成るソルダーレジスト樹脂層３を被着する。このとき、絶縁基板１の露出した主面は樹脂団塊層が露出した算術平均粗さが１００〜３００ｎｍ程度の粗面となっていることから、この粗面の微小な凹凸とソルダーレジスト樹脂層３とが噛み合うことにより絶縁基板１とソルダーレジスト樹脂層３とが強固に密着する。なお、絶縁基板１の主面にソルダーレジスト樹脂層３を被着するには、感光性を有する未硬化のエポキシ樹脂成分を含有する樹脂フィルムを絶縁基板１の両主面に積層するとともに周知のフォトリソグラフィ技術を採用して電子部品接続パッド２ａおよび外部接続パッド２ｂを露出させる所定のパターンに露光および現像を行なった後、その樹脂フィルムを紫外線硬化および熱硬化させる方法が採用される。
【００２４】
次に本発明の第２の実施形態例について説明する。図７は本発明の配線基板における第２の実施形態例を示す断面図であり、図８（ａ）〜（ｅ）、図９（ｆ）〜（ｈ）は、この第２の実施形態例の配線基板を製造法する方法を説明するための工程毎の概略断面図である。図７において、２１は絶縁基板、２２は配線導体、２３はビルドアップ樹脂層、２４はビルドアップ配線層であり、主としてこれらで第２の実施形態例の配線基板２０が構成される。また図８（ａ）〜（ｅ）、図９（ｆ）〜（ｈ）において３１ａは絶縁シート、３１は未硬化の絶縁基板である。
【００２５】
第２の実施形態例の配線基板２０は、図７に示すように、複数（この例では２層）の絶縁層２１ａが積層されて成る絶縁基板２１の主面および各絶縁層２１ａ間に配線導体２２が埋設されているとともに、配線導体２２が埋設された絶縁基板２１の両主面にビルドアップ樹脂層２３とビルドアップ配線層２４とを交互に複数層（この例では３層ずつ）積層し、さらにその上にソルダーレジスト樹脂層２５を被着させて成る。なお、各絶縁層２１ａを挟んで上下に位置する配線導体２２の所定のもの同士が各絶縁層２１ａに設けたビア孔２１ｖ内に充填されたビア導体２６を介して互いに電気的に接続されている。
【００２６】
絶縁基板２１を構成する各絶縁層２１ａは、前述の第１の実施形態例における絶縁層１ａと同様にガラス繊維やアラミド繊維等の耐熱繊維の織布または不織布から成る耐熱繊維基材に熱硬化性ポリフェニレンエーテル樹脂を含浸させた厚みが５０〜１５０μｍ程度の絶縁材料から成り、その主面に配線導体２２を埋設した状態で互いに積層一体化されている。また、各絶縁層２１ａには、上下に位置する所定の配線導体２２同士を繋ぐ位置に直径が３０〜２００μｍ程度のビア孔２１ｖが設けられており、このビア孔２１ｖ内に前記所定の配線導体２２同士を電気的に接続するビア導体２６が充填されている。
【００２７】
絶縁基板２１の主面および各絶縁層２１ａ間に埋設された配線導体２２は、前述の第１の実施形態例における配線導体２と同様に、所定パターンにエッチングされた厚みが５〜５０μｍ程度の銅箔から成り、配線基板２０に搭載される電子部品を外部電気回路基板に電気的に接続するための導電路の一部としての機能し、後述するビルドアップ配線層２４に電気的に接続されている。
【００２８】
各絶縁層２１ａのビア孔２１ｖ内に充填されたビア導体２６は、前述の第１の実施形態例におけるビア導体１４と同様に、例えば錫と銀とビスマスと銅との合金から成る金属粉末とトリアリルシアヌレートやトリアリルイソシアヌレート、トリスエポキシプロピルイソシアヌレート、トリス（２−ヒドロキシエチル）イソシアヌレート等のトリアジン系熱硬化性樹脂とを含有している。そして、前記金属粉末同士および前記金属粉末と配線導体２２との接触により導電性を呈する。
【００２９】
配線導体２２が埋設された絶縁基板２１の主面に積層された各ビルドアップ樹脂層２３は、エポキシ樹脂にシリカ粉末等の無機絶縁フィラーを含有させた厚みが２０〜４０μｍ程度の絶縁材料から成り、その所定位置に上下に貫通する複数のビア孔２３ｖを有するとともにその主面およびビア孔２３ｖ内にビルドアップ配線層２４が被着されている。
【００３０】
各ビルドアップ樹脂層２３の主面およびビア孔２３ｖ内に被着されたビルドアップ配線層２４は、所定パターンに形成された厚みが５〜２０μｍ程度の銅めっき膜から成り、配線基板２０に搭載される電子部品を外部電気回路基板に電気的に接続するための導電路の一部としての機能し、最内層のビルドアップ配線層２４は絶縁基板２１主面に埋設された配線導体２２にビア孔２３ｖを介して電気的に接続されており、最外層のビルドアップ配線層２４には電子部品の電極が半田バンプ等の電気的接続手段を介して電気的に接続される電子部品接続パッド２４ａおよび外部電気回路基板の配線導体に半田ボール等の電気的接続手段を介して電気的に接続される外部接続パッド２４ｂが形成されている。
【００３１】
このような構成の中、第２の実施形態例においては、第１の実施形態例における絶縁基板１の場合と同様に、絶縁基板２１の前記ビルドアップ樹脂層２３が被着された面がポリフェニレンエーテル樹脂を主成分とする樹脂塊が多数集合して形成された粗面であり、そのことが重要である。樹脂塊の大きさは１〜１０μｍ程度であり、このような大きさの樹脂塊が集合することにより算術平均粗さで１００〜３００nｍ程度の微小な凹凸を多数有する粗面が得られる。そしてこの粗面の凹凸とビルドアップ樹脂層２３とが噛み合うことにより第２の実施形態例の配線基板２０においては、絶縁基板２１とビルドアップ樹脂層２３とが強固に密着されるのである。
【００３２】
次にこの第２の実施形態例の配線基板２０を製造する方法について説明する。先ず、図８（ａ）に示すように、ガラス繊維やアラミド繊維等の耐熱繊維の織布または不織布から成る耐熱繊維基材にポリフェニレンエーテル樹脂とトリアリルイソシアヌレートとを含有する未硬化の樹脂成分を含浸させた絶縁シート３１ａを複数枚（本例では２枚）準備する。なお、これらの絶縁シート３１ａは第１の実施形態例における絶縁シート１１ａと同様のものであり、第２の実施形態例の配線基板２０における各絶縁層２１ａとなるものである。
【００３３】
次に、図８（ｂ）に示すように、絶縁シート３１ａの所定の位置にその上面から下面にかけて直径が３０〜２００μｍ程度の複数の貫通孔３１ｖを形成する。これらの貫通孔３１ｖは、配線基板２０におけるビア孔２１ｖとなるものであり、前述の第１の実施形態例の場合と同様に各絶縁シート３１ａの所定の位置に炭酸ガスレーザやＹＡＧレーザ等を用いたレーザ加工法を施すことにより形成される。
【００３４】
次に、図８（ｃ）に示すように、各絶縁シート３１ａの貫通孔３１ｖ内に金属粉末と熱硬化性樹脂成分を含有する導体ペースト３６を充填する。導体ペースト３６は、前述の第１の実施形態例における導体ペースト１４と同様のものであり、配線基板２０におけるビア導体２６となるものである。そして、前述の第１の実施形態例の場合と同様にスクリーン印刷法を採用することにより貫通孔３１ｖ内に充填される。
【００３５】
次に図８（ｄ）に示すように、各絶縁シート３１ａの片面または両面に所定パターンにエッチングされた銅箔からなる配線導体２２を貫通孔３１ｖ内の導体ペースト３６と接するように埋入する。絶縁シート３１ａの片面または両面に配線導体２２を埋入するには、前述した第１の実施形態例の場合と同様に、例えばポリエチレンテレフタレートから成る支持フィルム上に所定パターンにエッチングされた配線導体２２が剥離可能な状態で保持された転写シートを準備するとともに、この転写シートをその配線導体２２が絶縁シート３１ａ側となるようにして絶縁シート３１ａの片面または両面に積層した状態でそれらを上下からプレスして配線導体２２を絶縁シート３１ａに埋入させた後、支持フィルムを剥離する方法が採用される。
【００３６】
次に図８（ｅ）に示すように、上記のようにして配線導体２２が埋入された絶縁シート３１ａの複数枚を所定の順序で積層して未硬化の絶縁基板３１を形成するとともに、前述の第１の実施形態例の場合と同様に、この未硬化の絶縁基板３１を平坦なプレス面を有する熱プレス装置により上下からプレスしながら加熱することにより、絶縁シート３１ａの熱硬化性ポリフェニレンエーテル樹脂成分および導体ペースト３６中の熱硬化性樹脂成分を熱硬化させ、その主面および各絶縁層３１ａ間に配線導体２２が埋設された硬化した絶縁基板２１を得る。
【００３７】
このとき、前述の第１の実施形態例の場合と同様に、絶縁基板３１を平滑なプレス面を有する熱プレス装置により上下からプレスしながら加熱する際、絶縁基板２１の露出する主面にトリアリルイソシアヌレートが偏析した厚みが０．５〜３μｍ程度の表皮層とこの表皮層の下にポリフェニレンエーテル樹脂を主成分とする大きさが１〜１０μｍ程度の樹脂塊が多数集合して成る樹脂団塊層を形成する。なお、加熱加圧の条件は前述の第１の実施形態例の場合と同様である。
【００３８】
次に、前述した第１の実施形態例の場合と同様に絶縁基板２１の表面に砥粒を吹付けることにより絶縁基板２１の主面から表皮層を除去して樹脂団塊層を露出させる。露出した樹脂団塊層は大きさが１〜１０μｍ程度の樹脂塊が集合してなり、露出する絶縁基板２１の主面に算術平均粗さで１００〜３００ｎｍ程度の微小な凹凸を有する粗面を形成する。この場合も前述した第１の実施形態例の場合と同様に、配線導体２に傷による断線を発生させるようなことは一切ない。また、表皮層に砥粒を吹付けて表皮層を除去するだけで、その下にある樹脂団塊層により絶縁基板１の表面に微細な凹凸を有する粗面を形成することができるので極めて生産性に優れている。
【００３９】
次に、図９（ｆ）に示すように、絶縁基板２１の主面にエポキシ樹脂を含有する絶縁材料から成る第１層目のビルドアップ樹脂層２３を積層する。このとき、絶縁基板２１の露出した主面は樹脂団塊層が露出した算術平均粗さが１００〜３００ｎｍ程度の粗面となっていることから、この粗面の微小な凹凸とビルドアップ樹脂層２３とが噛み合うことにより絶縁基板２１とビルドアップ樹脂層２３とが強固に密着する。なお、絶縁基板２１の主面にビルドアップ樹脂層２３を積層するには、未硬化のエポキシ樹脂成分を含有する樹脂フィルムを絶縁基板２１の両主面に積層するとともに熱硬化させた後、その所定の位置に炭酸ガスレーザやＹＡＧレーザ等を用いたレーザ加工法によりビア孔２３ｖを形成すればよい。
【００４０】
次に、図９（ｇ）に示すように、第１層目のビルドアップ樹脂層２３の主面およびビア孔２３ｖ内に周知のセミアディティブ法を用いて無電解銅めっきおよび電解銅めっきから成る第１層目のビルドアップ配線層２４を所定のパターンに形成する。
【００４１】
次に、図９（ｈ）に示すように、次層のビルドアップ樹脂層２３およびビルドアップ配線層２４を上記と同様にして形成した後、最表層のビルドアップ樹脂層２３およびビルドアップ配線層２４の上に電子部品接続パッド２４ａおよび外部接続パッド２４ｂを露出させるようにしてソルダーレジスト樹脂層２５を被着する。ソルダーレジスト樹脂層２５を被着するには、前述の第１の実施形態例の場合と同様に、感光性を有する未硬化のエポキシ樹脂成分を含有する樹脂フィルムを最表層のビルドアップ樹脂層２３およびビルドアップ配線層２４の上に積層するとともに周知のフォトリソグラフィ技術を採用して電子部品接続パッド２４ａおよび外部接続パッド２４ｂを露出させる所定のパターンに露光および現像を行なった後、その樹脂フィルムを紫外線硬化および熱硬化させる方法が採用される。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の配線基板における第１の実施形態例を示す概略断面図である。
【図２】本発明における絶縁基板の主面状態を示すＳＥＭ写真である。
【図３】本発明における絶縁基板の主面状態を示すＡＦＭ写真である。
【図４】（ａ），（ｂ）は第１の実施形態例の配線基板を製造する方法を説明するための概略断面図である。
【図５】（ｃ），（ｄ）は第１の実施形態例の配線基板を製造する方法を説明するための概略断面図である。
【図６】（ｅ），（ｆ）は第１の実施形態例の配線基板を製造する方法を説明するための概略断面図である。
【図７】本発明の配線基板における第２の実施形態例を示す概略断面図である。
【図８】（ａ）〜（ｅ）は第２の実施形態例の配線基板を製造する方法を説明するための概略断面図である。
【図９】（ｆ）〜（ｈ）は第２の実施形態例の配線基板を製造する方法を説明するための概略断面図である。
【符号の説明】
【００４３】
１，２１：絶縁基板
２，２２：配線導体
３，２３：樹脂層
１１，３１：未硬化の絶縁基板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリフェニレンエーテル樹脂を含有する絶縁材料から成る絶縁基板の主面にエポキシ樹脂を含有する絶縁材料から成る絶縁層を強固に被着させて成る配線基板およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体素子等の電子部品を搭載するために用いられる配線基板として、ガラス繊維やアラミド繊維等の耐熱繊維の織布または不織布から成る耐熱繊維基材に熱硬化性ポリフェニレンエーテル樹脂を含浸させた絶縁材料から成る絶縁層を複数積層して成る板状の絶縁基板の両主面および各絶縁層間に銅箔から成る配線導体を埋設するとともに上下の配線導体の所定のもの同士を各絶縁層に設けたビア孔内に充填されたビア導体を介して電気的に接続し、さらに前記絶縁基板の主面にエポキシ樹脂を含有する絶縁材料から成るソルダーレジスト樹脂層やビルドアップ樹脂層を被着させたものが知られている。
【０００３】
このような配線基板は、以下のようにして製造される。まず、耐熱繊維基材に未硬化の熱硬化性ポリフェニレンエーテル樹脂成分を含浸させた絶縁シートを複数枚準備する。次にこれらの絶縁シートにレーザ加工によりビア孔を所定の配列に穿孔する。次にこれらのビア孔内に金属粉末および未硬化の熱硬化性樹脂成分を含有する導体ペーストを充填する。次にこのようにしてビア孔内に導体ペーストが充填された絶縁シートの片面または両面に銅箔から成る所定パターンの配線導体をその一部がビア孔内の導体ペーストと接するように埋入する。次にこのようにして所定パターンの配線導体が埋入された絶縁シートの複数枚を所定の順に互いに積層してその主面および各絶縁シート間に配線導体が配設されるとともに各絶縁層を貫通する導体ペーストに上下の配線導体が接する未硬化の絶縁基板を形成する。次にこの未硬化の絶縁基板をプレス装置により上下からプレスしながら加熱することにより、絶縁シートの熱硬化性ポリフェニレンエーテル樹脂成分および導体ペーストの熱硬化性樹脂成分を熱硬化させて硬化した絶縁基板を製作する。次にこの硬化した絶縁基板の主面にバフロールを使用した機械的な研磨加工を互いに直角な方向に複数回ずつ施して溝状の微小な研磨痕を残すことにより絶縁基板の主面を粗化し、その上に未硬化のエポキシ樹脂成分を含有するペーストやシートを被着させた後、ペーストやシート中のエポキシ樹脂成分を熱硬化させることにより絶縁基板の主面にソルダーレジスト樹脂層やビルドアップ樹脂層を有する配線基板を得る。なお、絶縁基板の主面を粗化することにより絶縁基板とソルダーレジスト樹脂層やビルドアップ樹脂層との密着を強固とすることができる。また、絶縁基板の主面に機械的な研磨加工を施して研磨痕を残すことにより絶縁基板の主面を粗化するのは、絶縁基板を構成するポリフェニレンエーテル樹脂が化学的研磨では粗化が困難なためである。
【特許文献１】特開２００３−２５８４３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、絶縁基板の主面に機械的な研磨加工を施して溝状の微小な研磨痕を残すことにより絶縁基板の主面を粗化した場合、絶縁基板の主面に埋設された配線導体にも溝状の研磨痕が付くことになり、幅が２０μｍ以下の極めて微細な配線導体においては溝状の研磨痕が付くことにより断線が発生する危険性が高くなるという問題点を有していた。
また、機械的な研磨加工行なう場合、バフロールにおける砥粒の脱落や磨耗、目詰まりの影響で多数の絶縁基板に対して微小な研磨痕を一様に残すことが困難であり、かつ互いに直交する方向に複数回ずつ研磨する必要があり生産性が低いという問題点も有していた。
【０００５】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑み案出されたものであり、その課題は、絶縁基板の主面に埋設された配線導体に断線を発生させることがなく、かつ絶縁基板の主面に微細な粗化状態が一様な形成され、ポリフェニレンエーテル樹脂を含有する絶縁材料から成る絶縁基板とエポキシ樹脂を含有する絶縁材料から成るソルダーレジスト樹脂層やビルドアップ樹脂層との密着強度に優れた配線基板を生産性高く提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の配線基板は、ポリフェニレンエーテル樹脂を含有する絶縁材料から成る絶縁基板の主面に、金属から成る配線導体および該配線導体の少なくとも一部を被覆するエポキシ樹脂を含有する絶縁材料から成る樹脂層を被着させて成る配線基板であって、前記主面の前記樹脂層が被着された面は、ポリフェニレンエーテル樹脂を主成分とする樹脂塊が多数集合して形成された粗面であることを特徴とするものである。
また、本発明の配線基板の製造方法は、ポリフェニレンエーテル樹脂とトリアリルイソシアヌレートとを含有する未硬化の絶縁材料から成り、主面に金属から成る配線導体が被着された未硬化の絶縁基板を準備する工程と、前記未硬化の絶縁基板を表面が平滑なプレス板で挟みながら加熱加圧することにより前記ポリフェニレンエーテル樹脂とトリアリルイソシアヌレートとを反応させて硬化した絶縁基板を得るとともに該硬化した絶縁基板の露出主面にトリアリルイソシアヌレートが偏析した表皮層および該表皮層の下にポリフェニレンエーテル樹脂を主成分とする樹脂塊が多数集合して成る樹脂団塊層を形成する工程と、前記絶縁基板から前記表皮層を除去し、前記絶縁基板の主面に前記樹脂団塊層を露出させる工程と、該樹脂団塊層が露出した前記主面に、エポキシ樹脂を含有する絶縁材料から成る樹脂層を前記配線導体の少なくとも一部を被覆するように被着させる工程と、を備えることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の配線基板によれば、ポリフェニレンエーテル樹脂を含有する絶縁材料から成る絶縁基板の主面におけるエポキシ樹脂を含有する絶縁材料から成る樹脂層が被着された面は、ポリフェニレンエーテル樹脂を主成分とする樹脂塊が多数集合して形成された粗面であることから、この粗面とエポキシ樹脂を含有する絶縁材料から成る樹脂層とが強固に密着する。
【０００８】
また、本発明の配線基板の製造方法によれば、ポリフェニレンエーテル樹脂とトリアリルイソシアヌレートとを含有する未硬化の絶縁材料から成り、主面に金属から成る配線導体が被着された未硬化の絶縁基板を表面が平滑なプレス板で挟みながら加熱加圧することにより硬化した絶縁基板を得るとともに該硬化した絶縁基板の露出主面にトリアリルイソシアヌレートが偏析した表皮層および該表皮層の下にポリフェニレンエーテル樹脂を主成分とする樹脂塊が多数集合して成る樹脂団塊層を形成し、次に前記絶縁基板から前記表皮層を除去して前記絶縁基板の主面に前記樹脂団塊層を露出させ、次にこの樹脂団塊層が露出した前記主面に、エポキシ樹脂を含有する絶縁材料から成る樹脂層を被着させることから、ポリフェニレンエーテル樹脂を含有する絶縁材料から成る絶縁基板とエポキシ樹脂を含有する絶縁材料から成る樹脂層とが樹脂団塊層により形成される粗面を介して強固に密着される。また、表皮層が除去されて現われる樹脂団塊層により形成される粗面は微細で一様であるとともに表皮層を除去する作業を一回行なうだけで絶縁基板の主面を粗化できるので生産性に優れている。さらに配線導体を傷つけることがなく、したがって配線導体に断線を発生させることがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
次に、本発明の配線基板およびその製造方法を添付の図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の配線基板における第１の実施形態例を示す概略断面図であり、図２は本発明における絶縁基板の主面状態を示すＳＥＭ写真、図３は本発明における絶縁基板の主面状態わ示すＡＦＭ写真である。また図４（ａ），（ｂ）、図５（ｃ），（ｄ）、図６（ｅ），（ｆ）は、この第１の実施形態例の配線基板を製造する方法を説明するための工程毎の概略断面図である。図１において１は絶縁基板、２は配線導体、３はソルダーレジスト樹脂層であり、主としてこれらで第１の実施形態例の配線基板１０が構成される。また図４（ａ），（ｂ）、図５（ｃ），（ｄ）、図６（ｅ），（ｆ）において１１ａは絶縁シート、１１は未硬化の絶縁基板である。
【００１０】
第１の実施形態例の配線基板１０は、上面に電子部品を搭載した状態で外部電気回路基板上に実装されるものであり、図１に示すように、複数（この例では８層）の絶縁層１ａが積層されて成る絶縁基板１の主面および各絶縁層１ａ間に配線導体２が埋設されているとともに、絶縁基板１の主面に配線導体２の一部を露出させるソルダーレジスト樹脂層３が被着されて成る。なお、各絶縁層１ａを挟んで上下に位置する配線導体２の所定のもの同士が各絶縁層１ａに設けたビア孔１ｖ内に充填されたビア導体４を介して互いに電気的に接続されている。
【００１１】
絶縁基板１を構成する各絶縁層１ａは、ガラス繊維やアラミド繊維等の耐熱繊維の織布または不織布から成る耐熱繊維基材に熱硬化性ポリフェニレンエーテル樹脂を含浸させた厚みが５０〜１５０μｍ程度の絶縁材料から成り、その主面に配線導体２を埋設した状態で互いに積層一体化されている。また、各絶縁層１ａには、上下に位置する所定の配線導体２同士を繋ぐ位置に直径が３０〜２００μｍ程度のビア孔１ｖが設けられており、このビア孔１ｖ内に前記所定の配線導体２同士を電気的に接続するビア導体４が充填されている。
【００１２】
絶縁基板１の主面および各絶縁層１ａ間に埋設された配線導体２は、所定パターンにエッチングされた厚みが５〜５０μｍ程度の銅箔から成り、配線基板１０に搭載される電子部品を外部電気回路基板に電気的に接続するための導電路の一部としての機能し、絶縁基板１の上面に埋設された配線導体２には電子部品の電極が半田バンプ等の電気的接続手段を介して電気的に接続される電子部品接続パッド２ａが形成されており、絶縁基板１の下面に埋設された配線導体２には外部電気回路基板の配線導体に半田ボール等の電気的接続手段を介して電気的に接続される外部接続パッド２ｂが形成されている。
【００１３】
各絶縁層１ａのビア孔１ｖ内に充填されたビア導体４は、例えば錫と銀とビスマスと銅との合金から成る金属粉末とトリアリルシアヌレートやトリアリルイソシアヌレート、トリスエポキシプロピルイソシアヌレート、トリス（２−ヒドロキシエチル）イソシアヌレート等のトリアジン系熱硬化性樹脂成分とを含有している。そして、前記金属粉末同士および前記金属粉末と配線導体２との接触により導電性を呈する。
【００１４】
絶縁基板１の主面に配線導体２の一部を露出させるように被着されたソルダーレジスト樹脂層３は、エポキシ樹脂にシリカ粉末等の無機絶縁フィラーを含有させた絶縁材料から成り、絶縁基板１の主面に埋設された配線導体２における電子部品接続パッド２ａおよび外部接続パッド２ｂ以外の部分を被覆している。このソルダーレジスト樹脂層３は、電子部品接続パッド２ａおよび外部接続パッド２ｂとしての領域を画定するとともに絶縁基板１の主面に埋設された配線導体２の他の部分を外部から保護する保護層として機能し、通常５〜５０μｍ程度の厚みを有している。
【００１５】
このような構成の中、第一の実施形態例においては、絶縁基板１の前記ソルダーレジスト樹脂層３が被着された面が図２に示すように、ポリフェニレンエーテル樹脂を主成分とする樹脂塊が多数集合して形成された粗面であり、そのことが重要である。樹脂塊の大きさはその大半が１〜１０μｍ程度であり、このような大きさの樹脂塊が集合することにより図３に示すように算術平均粗さで１００〜３００nｍ程度の微小な凹凸を多数有する粗面が得られる。そしてこの粗面の凹凸とソルダーレジスト樹脂層３とが噛み合うことにより第１の実施形態例の配線基板においては、絶縁基板１とソルダーレジスト樹脂層３とが強固に密着されるのである。
【００１６】
次にこの第１の実施形態例の配線基板１０を製造する方法について説明する。先ず、図４（ａ）に示すように、ガラス繊維やアラミド繊維等の耐熱繊維の織布または不織布から成る耐熱繊維基材にポリフェニレンエーテル樹脂とトリアリルイソシアヌレートとを含有する未硬化の樹脂成分を含浸させた絶縁シート１１ａを複数枚（この例では８枚）準備する。なお、これらの絶縁シート１１ａは第１の実施形態例の配線基板１０における各絶縁層１ａとなるものである。
【００１７】
次に、図４（ｂ）に示すように、各絶縁シート１１ａの所定の位置にその上面から下面にかけて直径が３０〜２００μｍ程度の複数の貫通孔１１ｖを形成する。これらの貫通孔１１ｖは、配線基板１０におけるビア孔１ｖとなるものであり、各絶縁シート１１ａの所定の位置に炭酸ガスレーザやＹＡＧレーザ等を用いたレーザ加工を施すことにより形成される。
【００１８】
次に、図５（ｃ）に示すように、各絶縁シート１１ａの貫通孔１１ｖ内に金属粉末と熱硬化性樹脂成分とを含有する導体ペースト１４を充填する。導体ペースト１４は、配線基板１０におけるビア導体４となるものであり、スクリーン印刷法を採用することにより貫通孔１１ｖ内に充填される。導体ペースト１４に含有される金属粉末としては銅および錫を含有する合金、例えば錫−銀−ビスマス−銅合金が好適である。また熱硬化樹脂成分としてはトリアリルイソシアヌレートを含有することが好ましい。
【００１９】
次に図５（ｄ）に示すように、各絶縁シート１１ａの片面または両面に所定パターンにエッチングされた銅箔からなる配線導体２を貫通孔１１ｖ内の導体ペースト１４と接するように埋入する。絶縁シート１１ａの片面または両面に配線導体２を埋入するには、例えばポリエチレンテレフタレートから成る支持フィルム上に所定パターンにエッチングされた配線導体２が剥離可能な状態で保持された転写シートを準備するとともに、この転写シートをその配線導体２が絶縁シート１１ａ側となるようにして絶縁シート１１ａの片面または両面に積層した状態でそれらを上下からプレスして配線導体２を絶縁シート１１ａに埋入させた後、支持フィルムを剥離する方法が採用される。
【００２０】
次に図６（ｅ）に示すように、上記のようにして配線導体２が埋入された絶縁シート１１ａの複数枚を所定の順序で積層して未硬化の絶縁基板１１を形成するとともに、この未硬化の絶縁基板１１を平滑なプレス面を有する熱プレス装置により上下からプレスしながら加熱することにより、絶縁シート１１ａの熱硬化性ポリフェニレンエーテル樹脂成分および導体ペースト１４中の熱硬化性樹脂成分を熱硬化させ、その主面および各絶縁層１ａ間に配線導体２が埋設された硬化した絶縁基板１を得る。
【００２１】
このとき、本発明の製造方法においては、絶縁基板１１を平滑なプレス面を有する熱プレス装置により上下からプレスしながら加熱する際、絶縁基板１の露出する主面にトリアリルイソシアヌレートが偏析した厚みが０．５〜３μｍ程度の表皮層とこの表皮層の下にポリフェニレンエーテル樹脂を主成分とする大きさが１〜１０μｍ程度の樹脂塊が多数集合して成る樹脂団塊層を形成する。このような表皮層および樹脂団塊層を形成するには、絶縁基板１１を平滑なプレス面を有する熱プレス装置により上下からプレスしながら加熱する際の圧力と時間および温度を所定の条件にコントロールすればよい。具体的には、絶縁シート１１ａに含有される樹脂成分が最低溶融粘度となる温度よりも５〜１０℃程度低い温度で圧力０．５〜５ＭＰａ程度を加えながら５〜３０分間程度加熱加圧して絶縁基板１１の主面にトリアリルイソシアヌレートを滲出させた後、絶縁シート１１ａに含有される樹脂成分の熱硬化温度で圧力５〜１０ＭＰａ程度を加えながら３０分〜２時間程度加熱加圧して絶縁シート１１ａの熱硬化性ポリフェニレンエーテル樹脂成分および導体ペースト１４中の熱硬化性樹脂成分を熱硬化させればよい。このような表皮層および樹脂団塊層が形成されるメカニズムは明らかではないが、上記の条件でプレスしながら加熱すると、絶縁シート１１ａ中に含有されるトリアリルイソシアヌレート成分が平滑なプレス面に当接する絶縁基板１の露出主面に滲出してトリアリルイソシアヌレートが偏析した表皮層を形成するとともにその下ではトリアリルイソシアヌレートが不足してポリフェニレンエーテル樹脂を主成分とする樹脂塊が多数集合して成る樹脂団塊層が形成されるものと推察される。表皮層の厚みは０．５〜３μｍ程度であるのが好ましく、０．５μｍ未満であるとトリアリルイソシアヌレートが充分に偏析しないため十分な大きさの樹脂塊を形成することができなくなり、３μｍを超えると表皮層を良好に除去することが困難となる。ここで、トリアリルイソシアヌレートを偏析させる温度が低い又は、時間が短いと表皮層は殆ど形成されず、逆にトリアリルイソシアヌレートを偏析させる時間が長いと表皮層が厚く形成される。なお、絶縁シート１１ａの主面に配線導体２を埋入させる際に絶縁シート１１ａの樹脂成分が最低溶融粘度となる温度よりも５〜１０℃程度低い温度で圧力０．５〜５ＭＰａ程度を加えながら５〜３０分間程度加熱加圧することにより絶縁シート１１ａの主面にトリアリルイソシアヌレートを予め滲出させておいてもよい。この場合にも絶縁基板１１の主面にトリアリルイソシアヌレートが偏析した表皮層とこの表皮層の下にポリフェニレンエーテル樹脂を主成分とする樹脂塊が多数集合して成る樹脂団塊層を形成することができる。
【００２２】
次に、この表皮層および樹脂団塊層が形成された絶縁基板１の主面から表皮層を除去して樹脂団塊層を露出させる。露出した樹脂団塊層は大きさが１〜１０μｍ程度の樹脂塊が集合してなり、露出する絶縁基板１の主面に算術平均粗さで１００〜３００ｎｍ程度の微小な凹凸を有する粗面を形成する。なお、表皮層を除去するには砥粒を水とともに絶縁基板１の主面に吹付けて表皮層を剥ぎ取る方法が好適に採用される。トリアリルイソシアヌレートが偏析した表皮層は脆い性質を有しているので砥粒の吹付けにより容易に砕いて剥ぎ取ることができる。またこの表皮層を除去するための砥粒の吹付けは絶縁基板１の主面に埋設された配線導体２を傷つけない程度の強さ行なうことができ、したがって配線導体２に傷による断線を発生させるようなことは一切ない。また、表皮層に砥粒を吹付けて表皮層を除去するだけで、その下にある樹脂団塊層により絶縁基板１の表面に微細な凹凸を有する粗面を形成することができるので極めて生産性に優れている。
【００２３】
次に、図６（ｆ）に示すように、絶縁基板１の主面にエポキシ樹脂を含有する絶縁材料から成るソルダーレジスト樹脂層３を被着する。このとき、絶縁基板１の露出した主面は樹脂団塊層が露出した算術平均粗さが１００〜３００ｎｍ程度の粗面となっていることから、この粗面の微小な凹凸とソルダーレジスト樹脂層３とが噛み合うことにより絶縁基板１とソルダーレジスト樹脂層３とが強固に密着する。なお、絶縁基板１の主面にソルダーレジスト樹脂層３を被着するには、感光性を有する未硬化のエポキシ樹脂成分を含有する樹脂フィルムを絶縁基板１の両主面に積層するとともに周知のフォトリソグラフィ技術を採用して電子部品接続パッド２ａおよび外部接続パッド２ｂを露出させる所定のパターンに露光および現像を行なった後、その樹脂フィルムを紫外線硬化および熱硬化させる方法が採用される。
【００２４】
次に本発明の第２の実施形態例について説明する。図７は本発明の配線基板における第２の実施形態例を示す断面図であり、図８（ａ）〜（ｅ）、図９（ｆ）〜（ｈ）は、この第２の実施形態例の配線基板を製造法する方法を説明するための工程毎の概略断面図である。図７において、２１は絶縁基板、２２は配線導体、２３はビルドアップ樹脂層、２４はビルドアップ配線層であり、主としてこれらで第２の実施形態例の配線基板２０が構成される。また図８（ａ）〜（ｅ）、図９（ｆ）〜（ｈ）において３１ａは絶縁シート、３１は未硬化の絶縁基板である。
【００２５】
第２の実施形態例の配線基板２０は、図７に示すように、複数（この例では２層）の絶縁層２１ａが積層されて成る絶縁基板２１の主面および各絶縁層２１ａ間に配線導体２２が埋設されているとともに、配線導体２２が埋設された絶縁基板２１の両主面にビルドアップ樹脂層２３とビルドアップ配線層２４とを交互に複数層（この例では３層ずつ）積層し、さらにその上にソルダーレジスト樹脂層２５を被着させて成る。なお、各絶縁層２１ａを挟んで上下に位置する配線導体２２の所定のもの同士が各絶縁層２１ａに設けたビア孔２１ｖ内に充填されたビア導体２６を介して互いに電気的に接続されている。
【００２６】
絶縁基板２１を構成する各絶縁層２１ａは、前述の第１の実施形態例における絶縁層１ａと同様にガラス繊維やアラミド繊維等の耐熱繊維の織布または不織布から成る耐熱繊維基材に熱硬化性ポリフェニレンエーテル樹脂を含浸させた厚みが５０〜１５０μｍ程度の絶縁材料から成り、その主面に配線導体２２を埋設した状態で互いに積層一体化されている。また、各絶縁層２１ａには、上下に位置する所定の配線導体２２同士を繋ぐ位置に直径が３０〜２００μｍ程度のビア孔２１ｖが設けられており、このビア孔２１ｖ内に前記所定の配線導体２２同士を電気的に接続するビア導体２６が充填されている。
【００２７】
絶縁基板２１の主面および各絶縁層２１ａ間に埋設された配線導体２２は、前述の第１の実施形態例における配線導体２と同様に、所定パターンにエッチングされた厚みが５〜５０μｍ程度の銅箔から成り、配線基板２０に搭載される電子部品を外部電気回路基板に電気的に接続するための導電路の一部としての機能し、後述するビルドアップ配線層２４に電気的に接続されている。
【００２８】
各絶縁層２１ａのビア孔２１ｖ内に充填されたビア導体２６は、前述の第１の実施形態例におけるビア導体１４と同様に、例えば錫と銀とビスマスと銅との合金から成る金属粉末とトリアリルシアヌレートやトリアリルイソシアヌレート、トリスエポキシプロピルイソシアヌレート、トリス（２−ヒドロキシエチル）イソシアヌレート等のトリアジン系熱硬化性樹脂とを含有している。そして、前記金属粉末同士および前記金属粉末と配線導体２２との接触により導電性を呈する。
【００２９】
配線導体２２が埋設された絶縁基板２１の主面に積層された各ビルドアップ樹脂層２３は、エポキシ樹脂にシリカ粉末等の無機絶縁フィラーを含有させた厚みが２０〜４０μｍ程度の絶縁材料から成り、その所定位置に上下に貫通する複数のビア孔２３ｖを有するとともにその主面およびビア孔２３ｖ内にビルドアップ配線層２４が被着されている。
【００３０】
各ビルドアップ樹脂層２３の主面およびビア孔２３ｖ内に被着されたビルドアップ配線層２４は、所定パターンに形成された厚みが５〜２０μｍ程度の銅めっき膜から成り、配線基板２０に搭載される電子部品を外部電気回路基板に電気的に接続するための導電路の一部としての機能し、最内層のビルドアップ配線層２４は絶縁基板２１主面に埋設された配線導体２２にビア孔２３ｖを介して電気的に接続されており、最外層のビルドアップ配線層２４には電子部品の電極が半田バンプ等の電気的接続手段を介して電気的に接続される電子部品接続パッド２４ａおよび外部電気回路基板の配線導体に半田ボール等の電気的接続手段を介して電気的に接続される外部接続パッド２４ｂが形成されている。
【００３１】
このような構成の中、第２の実施形態例においては、第１の実施形態例における絶縁基板１の場合と同様に、絶縁基板２１の前記ビルドアップ樹脂層２３が被着された面がポリフェニレンエーテル樹脂を主成分とする樹脂塊が多数集合して形成された粗面であり、そのことが重要である。樹脂塊の大きさは１〜１０μｍ程度であり、このような大きさの樹脂塊が集合することにより算術平均粗さで１００〜３００nｍ程度の微小な凹凸を多数有する粗面が得られる。そしてこの粗面の凹凸とビルドアップ樹脂層２３とが噛み合うことにより第２の実施形態例の配線基板２０においては、絶縁基板２１とビルドアップ樹脂層２３とが強固に密着されるのである。
【００３２】
次にこの第２の実施形態例の配線基板２０を製造する方法について説明する。先ず、図８（ａ）に示すように、ガラス繊維やアラミド繊維等の耐熱繊維の織布または不織布から成る耐熱繊維基材にポリフェニレンエーテル樹脂とトリアリルイソシアヌレートとを含有する未硬化の樹脂成分を含浸させた絶縁シート３１ａを複数枚（本例では２枚）準備する。なお、これらの絶縁シート３１ａは第１の実施形態例における絶縁シート１１ａと同様のものであり、第２の実施形態例の配線基板２０における各絶縁層２１ａとなるものである。
【００３３】
次に、図８（ｂ）に示すように、絶縁シート３１ａの所定の位置にその上面から下面にかけて直径が３０〜２００μｍ程度の複数の貫通孔３１ｖを形成する。これらの貫通孔３１ｖは、配線基板２０におけるビア孔２１ｖとなるものであり、前述の第１の実施形態例の場合と同様に各絶縁シート３１ａの所定の位置に炭酸ガスレーザやＹＡＧレーザ等を用いたレーザ加工法を施すことにより形成される。
【００３４】
次に、図８（ｃ）に示すように、各絶縁シート３１ａの貫通孔３１ｖ内に金属粉末と熱硬化性樹脂成分を含有する導体ペースト３６を充填する。導体ペースト３６は、前述の第１の実施形態例における導体ペースト１４と同様のものであり、配線基板２０におけるビア導体２６となるものである。そして、前述の第１の実施形態例の場合と同様にスクリーン印刷法を採用することにより貫通孔３１ｖ内に充填される。
【００３５】
次に図８（ｄ）に示すように、各絶縁シート３１ａの片面または両面に所定パターンにエッチングされた銅箔からなる配線導体２２を貫通孔３１ｖ内の導体ペースト３６と接するように埋入する。絶縁シート３１ａの片面または両面に配線導体２２を埋入するには、前述した第１の実施形態例の場合と同様に、例えばポリエチレンテレフタレートから成る支持フィルム上に所定パターンにエッチングされた配線導体２２が剥離可能な状態で保持された転写シートを準備するとともに、この転写シートをその配線導体２２が絶縁シート３１ａ側となるようにして絶縁シート３１ａの片面または両面に積層した状態でそれらを上下からプレスして配線導体２２を絶縁シート３１ａに埋入させた後、支持フィルムを剥離する方法が採用される。
【００３６】
次に図８（ｅ）に示すように、上記のようにして配線導体２２が埋入された絶縁シート３１ａの複数枚を所定の順序で積層して未硬化の絶縁基板３１を形成するとともに、前述の第１の実施形態例の場合と同様に、この未硬化の絶縁基板３１を平坦なプレス面を有する熱プレス装置により上下からプレスしながら加熱することにより、絶縁シート３１ａの熱硬化性ポリフェニレンエーテル樹脂成分および導体ペースト３６中の熱硬化性樹脂成分を熱硬化させ、その主面および各絶縁層３１ａ間に配線導体２２が埋設された硬化した絶縁基板２１を得る。
【００３７】
このとき、前述の第１の実施形態例の場合と同様に、絶縁基板３１を平滑なプレス面を有する熱プレス装置により上下からプレスしながら加熱する際、絶縁基板２１の露出する主面にトリアリルイソシアヌレートが偏析した厚みが０．５〜３μｍ程度の表皮層とこの表皮層の下にポリフェニレンエーテル樹脂を主成分とする大きさが１〜１０μｍ程度の樹脂塊が多数集合して成る樹脂団塊層を形成する。なお、加熱加圧の条件は前述の第１の実施形態例の場合と同様である。
【００３８】
次に、前述した第１の実施形態例の場合と同様に絶縁基板２１の表面に砥粒を吹付けることにより絶縁基板２１の主面から表皮層を除去して樹脂団塊層を露出させる。露出した樹脂団塊層は大きさが１〜１０μｍ程度の樹脂塊が集合してなり、露出する絶縁基板２１の主面に算術平均粗さで１００〜３００ｎｍ程度の微小な凹凸を有する粗面を形成する。この場合も前述した第１の実施形態例の場合と同様に、配線導体２に傷による断線を発生させるようなことは一切ない。また、表皮層に砥粒を吹付けて表皮層を除去するだけで、その下にある樹脂団塊層により絶縁基板１の表面に微細な凹凸を有する粗面を形成することができるので極めて生産性に優れている。
【００３９】
次に、図９（ｆ）に示すように、絶縁基板２１の主面にエポキシ樹脂を含有する絶縁材料から成る第１層目のビルドアップ樹脂層２３を積層する。このとき、絶縁基板２１の露出した主面は樹脂団塊層が露出した算術平均粗さが１００〜３００ｎｍ程度の粗面となっていることから、この粗面の微小な凹凸とビルドアップ樹脂層２３とが噛み合うことにより絶縁基板２１とビルドアップ樹脂層２３とが強固に密着する。なお、絶縁基板２１の主面にビルドアップ樹脂層２３を積層するには、未硬化のエポキシ樹脂成分を含有する樹脂フィルムを絶縁基板２１の両主面に積層するとともに熱硬化させた後、その所定の位置に炭酸ガスレーザやＹＡＧレーザ等を用いたレーザ加工法によりビア孔２３ｖを形成すればよい。
【００４０】
次に、図９（ｇ）に示すように、第１層目のビルドアップ樹脂層２３の主面およびビア孔２３ｖ内に周知のセミアディティブ法を用いて無電解銅めっきおよび電解銅めっきから成る第１層目のビルドアップ配線層２４を所定のパターンに形成する。
【００４１】
次に、図９（ｈ）に示すように、次層のビルドアップ樹脂層２３およびビルドアップ配線層２４を上記と同様にして形成した後、最表層のビルドアップ樹脂層２３およびビルドアップ配線層２４の上に電子部品接続パッド２４ａおよび外部接続パッド２４ｂを露出させるようにしてソルダーレジスト樹脂層２５を被着する。ソルダーレジスト樹脂層２５を被着するには、前述の第１の実施形態例の場合と同様に、感光性を有する未硬化のエポキシ樹脂成分を含有する樹脂フィルムを最表層のビルドアップ樹脂層２３およびビルドアップ配線層２４の上に積層するとともに周知のフォトリソグラフィ技術を採用して電子部品接続パッド２４ａおよび外部接続パッド２４ｂを露出させる所定のパターンに露光および現像を行なった後、その樹脂フィルムを紫外線硬化および熱硬化させる方法が採用される。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の配線基板における第１の実施形態例を示す概略断面図である。
【図２】本発明における絶縁基板の主面状態を示すＳＥＭ写真である。
【図３】本発明における絶縁基板の主面状態を示すＡＦＭ写真である。
【図４】（ａ），（ｂ）は第１の実施形態例の配線基板を製造する方法を説明するための概略断面図である。
【図５】（ｃ），（ｄ）は第１の実施形態例の配線基板を製造する方法を説明するための概略断面図である。
【図６】（ｅ），（ｆ）は第１の実施形態例の配線基板を製造する方法を説明するための概略断面図である。
【図７】本発明の配線基板における第２の実施形態例を示す概略断面図である。
【図８】（ａ）〜（ｅ）は第２の実施形態例の配線基板を製造する方法を説明するための概略断面図である。
【図９】（ｆ）〜（ｈ）は第２の実施形態例の配線基板を製造する方法を説明するための概略断面図である。
【符号の説明】
【００４３】
１，２１：絶縁基板
２，２２：配線導体
３，２３：樹脂層
１１，３１：未硬化の絶縁基板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリフェニレンエーテル樹脂を含有する絶縁材料から成る絶縁基板の主面に、金属から成る配線導体および該配線導体の少なくとも一部を被覆するエポキシ樹脂を含有する絶縁材料から成る樹脂層を被着させて成る配線基板であって、前記主面の前記樹脂層が被着された面は、ポリフェニレンエーテル樹脂を主成分とする樹脂塊が多数集合して形成された粗面であることを特徴とする配線基板。
【請求項２】
ポリフェニレンエーテル樹脂とトリアリルイソシアヌレートとを含有する未硬化の絶縁材料から成り、主面に金属から成る配線導体が被着された未硬化の絶縁基板を準備する工程と、前記未硬化の絶縁基板を表面が平滑なプレス板で挟みながら加熱加圧することにより前記ポリフェニレンエーテル樹脂とトリアリルイソシアヌレートとを反応させて硬化した絶縁基板を得るとともに該硬化した絶縁基板の露出主面にトリアリルイソシアヌレートが偏析した表皮層および該表皮層の下にポリフェニレンエーテル樹脂を主成分とする樹脂塊が多数集合して成る樹脂団塊層を形成する工程と、前記絶縁基板から前記表皮層を除去し、前記絶縁基板の主面に前記樹脂団塊層を露出させる工程と、該樹脂団塊層が露出した前記主面に、エポキシ樹脂を含有する絶縁材料から成る樹脂層を前記配線導体の少なくとも一部を被覆するように被着させる工程と、を備えることを特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項１】
ポリフェニレンエーテル樹脂を含有する絶縁材料から成る絶縁基板の主面に、金属から成る配線導体および該配線導体の少なくとも一部を被覆するエポキシ樹脂を含有する絶縁材料から成る樹脂層を被着させて成る配線基板であって、前記主面の前記樹脂層が被着された面は、ポリフェニレンエーテル樹脂を主成分とする樹脂塊が多数集合して形成された粗面であることを特徴とする配線基板。
【請求項２】
ポリフェニレンエーテル樹脂とトリアリルイソシアヌレートとを含有する未硬化の絶縁材料から成り、主面に金属から成る配線導体が被着された未硬化の絶縁基板を準備する工程と、前記未硬化の絶縁基板を表面が平滑なプレス板で挟みながら加熱加圧することにより前記ポリフェニレンエーテル樹脂とトリアリルイソシアヌレートとを反応させて硬化した絶縁基板を得るとともに該硬化した絶縁基板の露出主面にトリアリルイソシアヌレートが偏析した表皮層および該表皮層の下にポリフェニレンエーテル樹脂を主成分とする樹脂塊が多数集合して成る樹脂団塊層を形成する工程と、前記絶縁基板から前記表皮層を除去し、前記絶縁基板の主面に前記樹脂団塊層を露出させる工程と、該樹脂団塊層が露出した前記主面に、エポキシ樹脂を含有する絶縁材料から成る樹脂層を前記配線導体の少なくとも一部を被覆するように被着させる工程と、を備えることを特徴とする配線基板の製造方法。
【図１】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００９−１８２２２１（Ｐ２００９−１８２２２１Ａ）
【公開日】平成２１年８月１３日（２００９．８．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２１１８７（Ｐ２００８−２１１８７）
【出願日】平成２０年１月３１日（２００８．１．３１）
【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２１年８月１３日（２００９．８．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１月３１日（２００８．１．３１）
【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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