配線基板の製造方法及び配線基板
【課題】電気的信頼性を向上させる要求に応える配線基板の製造方法を提供する。
【解決手段】配線基板の製造方法は、導電層１１上に樹脂層１０を形成する工程と、樹脂層１０に貫通孔Ｖを形成し、該貫通孔Ｖに導電層１１上面の一部を露出させる工程と、樹脂層１０及び導電層１１の表面に有機珪素化合物を結合させるとともに、前記有機珪素化合物に前記貴金属化合物を結合させる工程と、導電層１１に結合した前記有機珪素化合物を、樹脂層１０に結合した有機珪素化合物よりも多く遊離させる工程と、めっき処理を行うことにより、樹脂層１０及び導電層１１の表面に貫通導体Ｖを被着させると工程と、を備えている
【解決手段】配線基板の製造方法は、導電層１１上に樹脂層１０を形成する工程と、樹脂層１０に貫通孔Ｖを形成し、該貫通孔Ｖに導電層１１上面の一部を露出させる工程と、樹脂層１０及び導電層１１の表面に有機珪素化合物を結合させるとともに、前記有機珪素化合物に前記貴金属化合物を結合させる工程と、導電層１１に結合した前記有機珪素化合物を、樹脂層１０に結合した有機珪素化合物よりも多く遊離させる工程と、めっき処理を行うことにより、樹脂層１０及び導電層１１の表面に貫通導体Ｖを被着させると工程と、を備えている
【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の製造方法及び配線基板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】
特許文献１には、導体配線層（導電層）上に樹脂からなる絶縁層（樹脂層）を形成する工程と、前記導体配線層上にて前記絶縁層に貫通孔を形成し、該貫通孔に前記導体配線層上面の一部を露出させる工程と、前記貫通孔内壁に陽イオン界面活性剤を付着させた後、メッキ用触媒核を前記貫通孔内壁に付着させる工程と、前記貫通孔内壁に無電解銅メッキを行い、ビア（貫通導体）を形成する工程と、を備えた配線基板の製造方法が記載されている。
【０００４】
また、特許文献２には、基材（樹脂層）にスルーホールを形成する工程と、シランカップリング剤及び貴金属化合物を含む無電解めっき用触媒を前記スルーホール側壁に付着させる工程と、前記スルーホール側壁に無電解銅メッキを行う工程と、を備えた配線基板の製造方法が記載されている。
【０００５】
特許文献１の製造方法においては、貫通孔に露出した導電層上面に陽イオン界面活性剤が残存し、導電層と貫通導体との間に有機材料が介在されることになる。
【０００６】
また、特許文献１において、陽イオン界面活性剤及びメッキ用触媒核の代わりに、特許文献２の無電解めっき用触媒を用いたとしても、陽イオン界面活性剤は残存しないが、貫通孔に露出した前記導電層上面にシランカップリング剤が残存し、導電層と貫通導体との間に有機材料が介在されることになる。
【０００７】
それ故、電子部品の実装時や作動時等に熱が配線基板に印加されると、無機材料と有機材料との熱膨張率の違いにより、導電層と貫通導体との間に応力が印加されてクラックが生じ、導電層と貫通導体とが断線しやすくなり、ひいては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】
【０００８】
【特許文献１】特開平１０‐０７５０３８号公報
【特許文献２】ＷＯ２００７／０３２２２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
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を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一形態にかかる配線基板の製造方法は、導電層上に樹脂層を形成する工程と、前記樹脂層に貫通孔を形成し、該貫通孔に前記導電層上面の一部を露出させる工程と、前記樹脂層及び前記導電層の表面に有機珪素化合物を結合させるとともに、前記有機珪素化
合物に前記貴金属化合物を結合させる工程と、前記導電層に結合した前記有機珪素化合物を、前記樹脂層に結合した前記有機珪素化合物よりも多く遊離させる工程と、めっき処理を行うことにより、前記樹脂層及び前記導電層の表面に貫通導体を被着させると工程と、を備えている。
【００１１】
本発明の一形態にかかる配線基板は、導電層と、該導電層上に形成された樹脂層と、前記導電層上にて前記樹脂層を厚み方向に貫通した貫通孔と、該貫通孔に形成された、前記導電層に電気的に接続する貫通導体と、前記樹脂層と前記貫通導体との間に介された、有機珪素化合物を含む介在層と、を備え、前記導電層は、前記貫通孔に接続するとともに前記貫通孔よりも開口が大きく、前記導電層上面及び前記樹脂層下面により囲まれた凹部を有し、前記貫通導体は、前記凹部に充填されてなる、前記導電層上面及び前記樹脂層下面に接着された突出部を有し、前記貫通導体の突出部は、前記有機珪素化合物を介して前記樹脂層下面と接着されている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の一形態にかかる配線基板及びその製造方法によれば、導電層と貫通導体との間にて有機材料の残存量を低減することができる。その結果、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】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態にかかる実装構造体を厚み方向に切断した断面図である。
【図２】図２（ａ）は、図１に示した実装構造体のＲ１部分を拡大して示した断面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）のI−I線に沿う平面方向に切断した断面図である。
【図３】図１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。
【図４】図１に示す実装構造体の製造工程を説明する、図３（ｃ）のＲ２部分を拡大して示した断面図である。
【図５】図１に示す実装構造体の製造工程を説明する、図３（ｃ）のＲ２部分を拡大して示した断面図である。
【図６】図１に示す実装構造体の製造工程を説明する、図３（ｃ）のＲ２部分を拡大して示した断面図である。
【図７】図１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。
【図８】図８（ａ）は、本発明の他の実施形態にかかる実装構造体において、図１に示した実装構造体のＲ１部分に相当する部分を拡大して示した断面図であり、図８（ｂ）は、図８（ａ）のII−II線に沿う平面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】
【００１４】
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。
【００１５】
図１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及び配線基板３を含んでいる。
【００１６】
電子部品２は、例えばＩＣ又はＬＳＩ等の半導体素子であり、配線基板３に半田等の導電バンプ４を介してフリップチップ実装されている。この電子部品２は、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。電子部品２としては、厚みが例えば０．１ｍｍ以
上１ｍｍ以下のものを使用することができる。なお、厚みは、電子部品２の研摩面若しくは破断面を走査型電子顕微鏡で観察し、厚み方向（Ｚ方向）に沿った長さを１０箇所以上測定し、その平均値を算出することにより測定される。
【００１７】
配線基板３は、コア基板５とコア基板５の上下に形成された一対の配線層６とを含んでいる。
【００１８】
コア基板５は、配線基板３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、厚みが例えば０．３ｍｍ以上１．５ｍｍ以下に形成されている。このコア基板５は、基体７、スルーホールＴ、スルーホール導体８、及び絶縁体９を含んでいる。なお、厚みは、電子部品２と同様に測定される。
【００１９】
基体７は、例えば樹脂により形成され、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を使用することができる。
【００２０】
また、基体７は、樹脂に被覆された基材を含んでも構わない。基材としては、繊維により構成された織布若しくは不織布又は繊維を一方向に配列したものを使用することができる。繊維としては、例えばガラス繊維、樹脂繊維、炭素繊維又は金属繊維等を使用することができる。また、基体７の熱膨張率は、例えば１ｐｐｍ／℃以上１６ｐｐｍ／℃以下に設定されている。かかる熱膨張率は、ＩＳＯ１１３５９‐２：１９９９に準ずる。
【００２１】
基体７には、該基体７を厚み方向（Ｚ方向）に貫通する複数のスルーホールＴが設けられており、スルーホールＴの内壁に沿ってスルーホール導体８が円筒状に形成されている。スルーホール導体８は、コア基板５の上下の配線層６を電気的に接続するものであり、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。円筒状のスルーホール導体８の内部には、絶縁体９が柱状に形成されている。絶縁体９は、後述するビア導体１２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されたものを使用することができる。
【００２２】
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、図２に示すように、複数の樹脂層１０と、基体７上又は樹脂層１０間又は樹脂層１０上に形成された複数の導電層１１と、樹脂層１０を貫通する複数のビア孔Ｖの内部に形成された複数のビア導体１２（貫通導体）と、樹脂層１０とビア導体１２との間に介された介在層１３と、を含んでいる。導電層１１及びビア導体１２は、互いに電気的に接続されており、配線部を構成している。この配線部は、接地用配線、電力供給用配線及び／又は信号用配線を含む。
【００２３】
複数の樹脂層１０は、導電層１１を支持する支持部材として機能するだけでなく、導電層１１同士の短絡を防ぐ絶縁部材として機能するものであり、厚みが例えば１０μｍ以上５０μｍ以下となるように形成されている。樹脂層１０としては、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樹脂等の樹脂材料により形成されたものを使用することができ、熱膨張率が例えば０ｐｐｍ／℃以上６０ｐｐｍ／℃以下に設定されたものを使用することができる。
【００２４】
樹脂層１０は、フィラー１４を含有していることが望ましい。その結果、樹脂層１０の熱膨張率を低減させることができる。フィラー１４としては、例えば酸化ケイ素、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、又は水酸化アルミニウム、炭酸カルシウム、等のセラミック材料により形成されたものを用いることができ、熱膨張率が例えば−５ｐｐｍ／℃以上１０ｐｐｍ／℃以下に設定されたものを用いることができる。
【００２５】
導電層１１は、接地用配線、電力供給用配線及び／又は信号用配線として機能するものであり、第１樹脂接着層１２ａを介して無機絶縁層１１上に形成されており、第２樹脂接着層１２ｂ、無機絶縁層１１及び第１樹脂接着層１２ａを介して厚み方向に互いに離間している。導電層１１としては、酸化により塩基性化合物となる金属材料により形成されたものを使用することができ、該金属材料としては、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、厚みが３μｍ以上３０μｍ以下に設定され、熱膨張率が例えば１４ｐｐｍ／℃以上１８ｐｐｍ／℃以下に設定されている。
【００２６】
また、導電層１１には、ビア孔Ｖの直下領域に、導電層１１上面から窪んで成るとともにビア孔Ｖと接続する凹部Ｃが形成されている。凹部Ｃは、ビア孔Ｖの下端開口Ｖ１よりも平面方向への幅が大きく、少なくとも一部が、ビア孔Ｖの下端開口Ｖ１周辺において樹脂層１０の下方に位置する。すなわち、樹脂層１０下面の一部が凹部Ｃに露出している。また、ビア孔Ｖの下端開口Ｖ１は、平面視において、全体が凹部Ｃと重畳することが望ましい。
【００２７】
ビア導体１２は、厚み方向に互いに離間した導電層１１同士を相互に接続するものであり、コア基板５に向って幅狭となる柱状に形成されている。ビア導体１２としては、例えば銅、銀、金、アルミニウム、ニッケル又はクロム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、熱膨張率が例えば１４ｐｐｍ／℃以上１８ｐｐｍ／℃以下に設定されている。
【００２８】
ビア導体１２は、ビア孔Ｖ内に形成された貫通部１２ａと、凹部Ｃ内に充填された突出部１２ｂと、を有し、突出部１２ｂの少なくとも一部がビア孔Ｖの下端開口Ｖ１周辺において樹脂層１０の下方に配されている。その結果、アンカー効果により、導電層１１とビア導体１２との接着強度を高めることができるため、配線基板３に熱が印加された際、樹脂層１０とビア導体１２との厚み方向における熱膨張率の違いに起因した導電層１１とビア導体１２との間のクラックを低減できる。
【００２９】
介在層１３は、有機珪素化合物（シランカップリング剤）及び貴金属化合物（めっき触媒）を含み、樹脂層１０とビア導体１２とは、該有機珪素化合物を介して接着されている。具体的には、樹脂層１０の樹脂材料と有機珪素化合物とが化学的に結合し、有機珪素化合物と貴金属化合物とが化学的に結合し、貴金属化合物とビア導体１２の金属材料とが化学的に結合することにより、樹脂層１０とビア導体１２とが接着されている。その結果、かかる化学的結合により樹脂層１０とビア導体１２との接着強度を高めることができ、配線基板に熱が印加された際に、樹脂層１０とビア導体１２との熱膨張率の違いに起因した樹脂層１０とビア導体１２との剥離を低減することができるため、該剥離が伸長して樹脂層１０の下面と突出部１２ｂの上面との間にまで達することを低減できる。したがって、樹脂層１０の下面と突出部１２ｂの上面との剥離を低減できるため、後述するように、突出部１２ｂと導電層１１との接続部における接続信頼性を高めることができる。
【００３０】
介在層１３の厚みは、例えば０．０１μm以上０．２μｍ以下に設定されている。かか
る厚みは、後述する方法により、有機珪素化合物及び貴金属化合物を検出し、その厚み方向（Ｚ方向）に沿った長さを１０箇所以上測定し、その平均値を算出することにより測定
される。
【００３１】
有機珪素化合物としては、樹脂材料と化学的に結合する官能基と、貴金属化合物と化学的に結合する官能基と、を有するものを用いることができ、樹脂材料と化学的に結合する官能基は、例えばアミノ基、エポキシ基、メルカプト基又はメタクリロキシ基であり、基貴金属化合物と化学的に結合する官能基は、例えばイソシアネート基又はアクリロキシ基等である。また、導電層１１表面に金属酸化物が形成されている場合、有機珪素化合物は、イソシアネート基又はアクリロキシ基を介して金属酸化物に結合される。
【００３２】
このような有機珪素化合物としては、例えばγ‐グリシドキシプロピルトリメトキシシラン又はN−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリメトキシシラン等を用いること
ができる。この有機珪素化合物は、配線基板３を切断した断面をＰｅｒｋｉｎＥｌｍｅｒ社製 顕微ＦＴ‐ＩＲ装置（フーリエ変換赤外分光光度計） Ｓｐｏｔｌｉｇｈｔ２００型を用いて観察することにより、検出することができる。
【００３３】
貴金属化合物としては、貴金属のハロゲン化物、水酸化物、硫酸塩、炭酸塩、有機酸との塩又は貴金属石鹸等を用いることができ、貴金属としては、パラジウム、銀、白金又は金等を用いることができ、なかでも、パラジウム化合物を用いることが望ましい。この貴金属化合物は、配線基板３を切断した断面を日本電子社製 ＥＰＭＡ装置（電子プローブマイクロアナライザ） ＪＸＡ‐８２００型を用いて観察することにより、検出することができる。
【００３４】
ところで、ビア導体１２の突出部１２ｂと導電層１１との接続部は、一体形成されたビア導体１２の貫通部１２ａと突出部１２ｂとの接続部と比較して、接着強度が低くなりやすい。したがって、配線基板に熱が印加された際に、樹脂層１０がビア導体１２よりも厚み方向に大きく熱膨張し、樹脂層１０によって上方に位置する導電層１１と下方に位置する導電層１１とが押圧されると、ビア導体１２の突出部１２ｂと導電層１１との接続部に応力が印加され、該接続部にクラックが生じることがある。
【００３５】
また、配線基板に熱が印加された際に、樹脂層１０とビア導体１２の突出部１２ｂとの平面方向における熱膨張率の違いに起因して、樹脂層１０下面と突出部１２ｂ上面との間に剥離が生じると、該剥離が突出部１２ｂと導電層１１との接続部の端部に達し、該剥離を起点として、突出部１２ｂと導電層１１との接続部にクラックが生じやすくなる。
【００３６】
一方、本実施形態の配線基板３においては、介在層１３が、樹脂層１０下面とビア導体１２の突出部１２ｂ上面との間に介されており、樹脂層１０下面とビア導体１２の突出部１２ｂ上面とは、有機珪素化合物を介して接着されている。その結果、樹脂層１０下面とビア導体１２の突出部１２ｂ上面との接着強度を高め、樹脂層１０下面とビア導体１２の突出部１２ｂ上面との剥離を低減することができるため、ビア導体１２の突出部１２ｂと導電層１１との接続部におけるクラックを低減することにより、該接続部における接続信頼性を高め、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。
【００３７】
また、介在層１３は、ビア導体１２の突出部１２ａ下面と導電層１１上面との間に介されている場合、有機珪素化合物の含有量が、ビア導体１２の突出部１２ａ下面と導電層１１上面との間よりも、ビア導体１２の突出部１２ａ上面と樹脂層１０下面との間において大きい。それ故、ビア導体１２の突出部１２ａ下面と導電層１１上面との間においては、有機珪素化合物の含有量を低減することにより、有機材料と無機材料との熱膨張率の違いに起因したビア導体１２の突出部１２ｂと導電層１１との接続部のクラックを低減することができる。
【００３８】
また、かかるクラック低減の観点から、ビア導体１２の突出部１２ａ下面と導電層１１上面との間には、介在層１３が介されておらず、有機珪素化合物が上述した検出方法の検出感度未満の含有量であることが望ましい。
【００３９】
かくして、上述した実装構造体１は、配線基板３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。
【００４０】
次に、上述した実装構造体１の製造方法を、図３から図７に基づいて説明する。
【００４１】
（１）図３（ａ）に示すように、コア基板５を準備する。具体的には、例えば以下のように行う。
【００４２】
まず、例えば未硬化樹脂と基材とを含む複数の樹脂シートを積層し、加熱加圧して未硬化樹脂を硬化させることにより、基体７を作製する。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。次に、例えばドリル加工やレーザー加工等により、基体７を厚み方向に貫通したスルーホールＴを形成する。次に、例えば無電解めっき法、電気めっき法、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。また、基体７の上面及び下面に導電材料を被着させて、導電材料層を形成する。次に、円筒状のスルーホール導体８の内部に、樹脂材料等を充填し、絶縁体９を形成する。次に、導電材料を絶縁体９の露出部に被着させた後、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、導電層材料層をパターニングして導電層１１を形成する。
【００４３】
以上のようにして、コア基板５を作製することができる。
【００４４】
（２）図３（ｂ）及び（ｃ）に示すように、コア基板７の両側に樹脂層１０を形成し、該樹脂層１０にビア孔Ｖを形成する。具体的には、例えば以下のように行う。
【００４５】
まず、未硬化の樹脂を導電層１１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１１上に樹脂層１０を形成する。次に、例えばＹＡＧレーザー装置又は炭酸ガスレーザー装置により、樹脂層１０にビア孔Ｖを形成し、ビア孔Ｖ内に導電層１１の少なくとも一部を露出させる。
【００４６】
（３）図４に示すように、ビア孔Ｖ内に露出した導電層１１の上面に凹部Ｃを形成する。
【００４７】
具体的には、過酸化水素水と硫酸との混合水溶液又は過硫酸ナトリウムの水溶液等のエッチング液を用いて、ビア孔Ｖから厚み方向及び平面方向に沿って導電層１１をエッチングすることにより、導電層１１から窪んでなるとともにビア孔Ｖと接続する凹部Ｃを形成し、該凹部Ｃに樹脂層１０下面の一部を露出させる。かかるエッチングは、ビア孔Ｖが形成された樹脂層１０及び該ビア孔Ｖ内に露出した導電層１１を例えば２５℃以上３５℃以下のエッチング液に例えば１分以上５分以下浸漬することにより行うことができる。
【００４８】
なお、本工程にて、エッチング液は、過酸化水素水溶液等の酸化剤を含むため、エッチングされた導電層１１の表面が酸化され、導電層１１の表面にて金属酸化物が形成される。
【００４９】
（４）図５（ａ）に示すように、貴金属化合物及び有機珪素化合物を含む触媒溶液を用いて、樹脂層１０及び導電層１１の表面に貴金属化合物及び有機珪素化合物を吸着させる。
【００５０】
かかる吸着は、ビア孔Ｖが形成された樹脂層１０及びエッチングされた導電層１１を例えば２０℃以上４０℃以下の触媒溶液に例えば１分以上５分以下浸漬することにより行うことができる。このような、触媒溶液は、貴金属化合物及び有機珪素化合物を例えば１体積％以上３０体積％以下含む。
【００５１】
なお、触媒溶液において、貴金属化合物及び有機珪素化合物は、化学的に結合していることが望ましい。また、本工程においては、貴金属化合物及び有機珪素化合物は、樹脂層１０及び導電層１１の表面に、電気的な弱い結合、すなわち吸着をした状態となっていると推定される。
【００５２】
（５）図５（ｂ）に示すように、塩酸又は硫酸等の酸性溶液を用いて、導電層１１に吸着した有機珪素化合物を、樹脂層１０に吸着した有機珪素化合物よりも多く遊離させる。
【００５３】
有機珪素化合物の遊離は、有機珪素化合物が吸着した樹脂層１０及び導電層１１を例えば２０℃以上５０℃以下の酸性溶液に例えば１分以上１０分以下浸漬することにより行うことができる。
【００５４】
ここで、導電層１１は表面に金属酸化物が形成されており、該金属酸化物に有機珪素酸化物が吸着しているため、酸と酸化物の化学反応によって、酸性溶液に金属酸化物を溶解させることにより、導電層１１から有機珪素化合物を遊離させることができる。
【００５５】
ところで、有機珪素化合物を用いない場合、例えば、樹脂層１０表面を陽イオン界面活性剤で処理させた後、樹脂層１０表面にマイナスに帯電した貴金属を含むコロイドの触媒を吸着させる方法があるが、この方法では、導電層１１上面に残存した陽イオン界面活性剤をエッチングで除去するため、エッチング工程の前に陽イオン界面活性剤処理を行う必要がある。このため、エッチング工程にて凹部Ｃに露出する樹脂層１０の下面に陽イオン界面活性剤処理を行うことができず、触媒の吸着が抑制されるため、めっき処理により凹部Ｃ内にビア導体１２の突出部１２ａ形成した場合、凹部内に露出した樹脂層１０の下面にめっきが被着しにくい。
【００５６】
一方、本実施形態の配線基板３の製造方法においては、貴金属化合物及び有機珪素化合物を用いて、凹部Ｃに露出した樹脂層１０下面に貴金属化合物を吸着させつつ、酸性溶液を用いて導電層１１上面に吸着した貴金属化合物及び有機珪素化合物を遊離させて除去できるため、凹部内に露出した樹脂層１０の下面にめっきを良好に被着させるとともに、導電層１１とビア導体１２との間における貴金属化合物及び有機珪素化合物の残存量を低減することができる。なお、導電層１１に吸着した有機珪素化合物は、上述した方法の検出感度未満の残存量となるまで遊離させることが望ましい。
【００５７】
（６）水酸化ホウ素ナトリウム水溶液又次亜リン酸ナトリウム水溶液等の還元剤を用いて、貴金属化合物を還元させる。その結果、イオン化した貴金属化合物を脱イオン化させることにより、貴金属化合物の触媒活性を発現させることができる。
【００５８】
貴金属化合物の還元は、貴金属化合物が結合した樹脂層１０及び導電層１１を例えば５０℃以上９０℃以下の還元剤に例えば１分以上１０分以下浸漬することにより行うことができる。
【００５９】
（７）図６及び図７（ａ）に示すように、めっき処理を行うことにより、樹脂層１０の表面及び導電層１１の表面にビア導体１２を被着させるとともに、樹脂層１０上面に導電層１１を被着させる。
【００６０】
具体的には、無電解めっき法及び電気めっき法を用いて、例えばセミアディティブ法、フルアディティブ法又はサブトラクティブ法により、ビア導体１２及び導電層１１を形成する。すなわち、樹脂層１０表面に結合した貴金属化合物を触媒として、無電解めっき法により金属材料を被着させることができ、さらに電気めっき法により金属材料を被着させることにより、ビア孔Ｖ内にビア導体１２を形成するとともに、樹脂層１０上に導電層１１を形成することができる。かかる金属材料の被着は、貴金属化合物が結合した樹脂層１０及び導電層１１を、例えば２０℃以上４０℃以下の無電解めっき液に例えば５分以上３０分以下浸漬した後、例えば３０℃以上５０℃以下の電気めっき液に例えば１ａ/ｄｍ２
以上２ａ/ｄｍ２以下の電流密度で３０分以上６０分以下浸漬することにより行うことが
できる。
【００６１】
ここで、無電解めっき法により金属材料を被着させた後、熱処理を行うことが望ましい。これにより、貴金属化合物及び有機珪素化合物を樹脂層１０の樹脂材料に化学的に結合させることができると推定される。なお、かかる熱処理は、例えば６０℃以上１００℃以下の温度で３分以上１０分以下行われる。
【００６２】
（８）図７（ｂ）に示すように、上述した（２）乃至（７）の工程を繰り返すことにより、配線層６を形成し、配線基板３を作製することができる。
【００６３】
（９）配線基板３にバンプ４を介して電子部品２をフリップチップ実装することにより、図１に示す実装構造体１を作製することができる。
【００６４】
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。
【００６５】
例えば、図８に示すように、介在層１３Ａは、導電層１１Ａとビア導体１２Ａとの間に部分的に形成されても構わない。
【００６６】
また、上述した実施形態において、２層の樹脂層により配線層を形成した構成を例に説明したが、樹脂層は３層以上であっても構わない。
【００６７】
また、上述した実施形態において、（４）の工程にて有機珪素化合物及び貴金属化合物を含む触媒溶液を用いた構成を例に説明したが、ビア孔内に導電層が露出した樹脂層を、有機珪素化合物を含む水溶液に浸漬して、樹脂層及び導電層の表面に有機珪素化合物を結合させた後、貴金属化合物を含む触媒溶液に浸漬して、有機珪素化合物に貴金属化合物を結合させても構わない。
【符号の説明】
【００６８】
１ 実装構造体
２ 電子部品
３ 配線基板
４ バンプ
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、１０Ａ 樹脂層
１１、１１Ａ 導電層
１２、１２Ａ ビア導体
１２ａ、１２ａＡ 突出部
１３、１３Ａ 介在層
１４、１４Ａ フィラー
Ｔ スルーホール
Ｖ、ＶＡ ビア孔
Ｖ１、Ｖ１Ａ 下端開口
Ｃ、ＣＡ 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の製造方法及び配線基板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】
特許文献１には、導体配線層（導電層）上に樹脂からなる絶縁層（樹脂層）を形成する工程と、前記導体配線層上にて前記絶縁層に貫通孔を形成し、該貫通孔に前記導体配線層上面の一部を露出させる工程と、前記貫通孔内壁に陽イオン界面活性剤を付着させた後、メッキ用触媒核を前記貫通孔内壁に付着させる工程と、前記貫通孔内壁に無電解銅メッキを行い、ビア（貫通導体）を形成する工程と、を備えた配線基板の製造方法が記載されている。
【０００４】
また、特許文献２には、基材（樹脂層）にスルーホールを形成する工程と、シランカップリング剤及び貴金属化合物を含む無電解めっき用触媒を前記スルーホール側壁に付着させる工程と、前記スルーホール側壁に無電解銅メッキを行う工程と、を備えた配線基板の製造方法が記載されている。
【０００５】
特許文献１の製造方法においては、貫通孔に露出した導電層上面に陽イオン界面活性剤が残存し、導電層と貫通導体との間に有機材料が介在されることになる。
【０００６】
また、特許文献１において、陽イオン界面活性剤及びメッキ用触媒核の代わりに、特許文献２の無電解めっき用触媒を用いたとしても、陽イオン界面活性剤は残存しないが、貫通孔に露出した前記導電層上面にシランカップリング剤が残存し、導電層と貫通導体との間に有機材料が介在されることになる。
【０００７】
それ故、電子部品の実装時や作動時等に熱が配線基板に印加されると、無機材料と有機材料との熱膨張率の違いにより、導電層と貫通導体との間に応力が印加されてクラックが生じ、導電層と貫通導体とが断線しやすくなり、ひいては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】
【０００８】
【特許文献１】特開平１０‐０７５０３８号公報
【特許文献２】ＷＯ２００７／０３２２２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
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を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一形態にかかる配線基板の製造方法は、導電層上に樹脂層を形成する工程と、前記樹脂層に貫通孔を形成し、該貫通孔に前記導電層上面の一部を露出させる工程と、前記樹脂層及び前記導電層の表面に有機珪素化合物を結合させるとともに、前記有機珪素化
合物に前記貴金属化合物を結合させる工程と、前記導電層に結合した前記有機珪素化合物を、前記樹脂層に結合した前記有機珪素化合物よりも多く遊離させる工程と、めっき処理を行うことにより、前記樹脂層及び前記導電層の表面に貫通導体を被着させると工程と、を備えている。
【００１１】
本発明の一形態にかかる配線基板は、導電層と、該導電層上に形成された樹脂層と、前記導電層上にて前記樹脂層を厚み方向に貫通した貫通孔と、該貫通孔に形成された、前記導電層に電気的に接続する貫通導体と、前記樹脂層と前記貫通導体との間に介された、有機珪素化合物を含む介在層と、を備え、前記導電層は、前記貫通孔に接続するとともに前記貫通孔よりも開口が大きく、前記導電層上面及び前記樹脂層下面により囲まれた凹部を有し、前記貫通導体は、前記凹部に充填されてなる、前記導電層上面及び前記樹脂層下面に接着された突出部を有し、前記貫通導体の突出部は、前記有機珪素化合物を介して前記樹脂層下面と接着されている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の一形態にかかる配線基板及びその製造方法によれば、導電層と貫通導体との間にて有機材料の残存量を低減することができる。その結果、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】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態にかかる実装構造体を厚み方向に切断した断面図である。
【図２】図２（ａ）は、図１に示した実装構造体のＲ１部分を拡大して示した断面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）のI−I線に沿う平面方向に切断した断面図である。
【図３】図１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。
【図４】図１に示す実装構造体の製造工程を説明する、図３（ｃ）のＲ２部分を拡大して示した断面図である。
【図５】図１に示す実装構造体の製造工程を説明する、図３（ｃ）のＲ２部分を拡大して示した断面図である。
【図６】図１に示す実装構造体の製造工程を説明する、図３（ｃ）のＲ２部分を拡大して示した断面図である。
【図７】図１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。
【図８】図８（ａ）は、本発明の他の実施形態にかかる実装構造体において、図１に示した実装構造体のＲ１部分に相当する部分を拡大して示した断面図であり、図８（ｂ）は、図８（ａ）のII−II線に沿う平面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】
【００１４】
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。
【００１５】
図１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及び配線基板３を含んでいる。
【００１６】
電子部品２は、例えばＩＣ又はＬＳＩ等の半導体素子であり、配線基板３に半田等の導電バンプ４を介してフリップチップ実装されている。この電子部品２は、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。電子部品２としては、厚みが例えば０．１ｍｍ以
上１ｍｍ以下のものを使用することができる。なお、厚みは、電子部品２の研摩面若しくは破断面を走査型電子顕微鏡で観察し、厚み方向（Ｚ方向）に沿った長さを１０箇所以上測定し、その平均値を算出することにより測定される。
【００１７】
配線基板３は、コア基板５とコア基板５の上下に形成された一対の配線層６とを含んでいる。
【００１８】
コア基板５は、配線基板３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、厚みが例えば０．３ｍｍ以上１．５ｍｍ以下に形成されている。このコア基板５は、基体７、スルーホールＴ、スルーホール導体８、及び絶縁体９を含んでいる。なお、厚みは、電子部品２と同様に測定される。
【００１９】
基体７は、例えば樹脂により形成され、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を使用することができる。
【００２０】
また、基体７は、樹脂に被覆された基材を含んでも構わない。基材としては、繊維により構成された織布若しくは不織布又は繊維を一方向に配列したものを使用することができる。繊維としては、例えばガラス繊維、樹脂繊維、炭素繊維又は金属繊維等を使用することができる。また、基体７の熱膨張率は、例えば１ｐｐｍ／℃以上１６ｐｐｍ／℃以下に設定されている。かかる熱膨張率は、ＩＳＯ１１３５９‐２：１９９９に準ずる。
【００２１】
基体７には、該基体７を厚み方向（Ｚ方向）に貫通する複数のスルーホールＴが設けられており、スルーホールＴの内壁に沿ってスルーホール導体８が円筒状に形成されている。スルーホール導体８は、コア基板５の上下の配線層６を電気的に接続するものであり、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。円筒状のスルーホール導体８の内部には、絶縁体９が柱状に形成されている。絶縁体９は、後述するビア導体１２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されたものを使用することができる。
【００２２】
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、図２に示すように、複数の樹脂層１０と、基体７上又は樹脂層１０間又は樹脂層１０上に形成された複数の導電層１１と、樹脂層１０を貫通する複数のビア孔Ｖの内部に形成された複数のビア導体１２（貫通導体）と、樹脂層１０とビア導体１２との間に介された介在層１３と、を含んでいる。導電層１１及びビア導体１２は、互いに電気的に接続されており、配線部を構成している。この配線部は、接地用配線、電力供給用配線及び／又は信号用配線を含む。
【００２３】
複数の樹脂層１０は、導電層１１を支持する支持部材として機能するだけでなく、導電層１１同士の短絡を防ぐ絶縁部材として機能するものであり、厚みが例えば１０μｍ以上５０μｍ以下となるように形成されている。樹脂層１０としては、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樹脂等の樹脂材料により形成されたものを使用することができ、熱膨張率が例えば０ｐｐｍ／℃以上６０ｐｐｍ／℃以下に設定されたものを使用することができる。
【００２４】
樹脂層１０は、フィラー１４を含有していることが望ましい。その結果、樹脂層１０の熱膨張率を低減させることができる。フィラー１４としては、例えば酸化ケイ素、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、又は水酸化アルミニウム、炭酸カルシウム、等のセラミック材料により形成されたものを用いることができ、熱膨張率が例えば−５ｐｐｍ／℃以上１０ｐｐｍ／℃以下に設定されたものを用いることができる。
【００２５】
導電層１１は、接地用配線、電力供給用配線及び／又は信号用配線として機能するものであり、第１樹脂接着層１２ａを介して無機絶縁層１１上に形成されており、第２樹脂接着層１２ｂ、無機絶縁層１１及び第１樹脂接着層１２ａを介して厚み方向に互いに離間している。導電層１１としては、酸化により塩基性化合物となる金属材料により形成されたものを使用することができ、該金属材料としては、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、厚みが３μｍ以上３０μｍ以下に設定され、熱膨張率が例えば１４ｐｐｍ／℃以上１８ｐｐｍ／℃以下に設定されている。
【００２６】
また、導電層１１には、ビア孔Ｖの直下領域に、導電層１１上面から窪んで成るとともにビア孔Ｖと接続する凹部Ｃが形成されている。凹部Ｃは、ビア孔Ｖの下端開口Ｖ１よりも平面方向への幅が大きく、少なくとも一部が、ビア孔Ｖの下端開口Ｖ１周辺において樹脂層１０の下方に位置する。すなわち、樹脂層１０下面の一部が凹部Ｃに露出している。また、ビア孔Ｖの下端開口Ｖ１は、平面視において、全体が凹部Ｃと重畳することが望ましい。
【００２７】
ビア導体１２は、厚み方向に互いに離間した導電層１１同士を相互に接続するものであり、コア基板５に向って幅狭となる柱状に形成されている。ビア導体１２としては、例えば銅、銀、金、アルミニウム、ニッケル又はクロム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、熱膨張率が例えば１４ｐｐｍ／℃以上１８ｐｐｍ／℃以下に設定されている。
【００２８】
ビア導体１２は、ビア孔Ｖ内に形成された貫通部１２ａと、凹部Ｃ内に充填された突出部１２ｂと、を有し、突出部１２ｂの少なくとも一部がビア孔Ｖの下端開口Ｖ１周辺において樹脂層１０の下方に配されている。その結果、アンカー効果により、導電層１１とビア導体１２との接着強度を高めることができるため、配線基板３に熱が印加された際、樹脂層１０とビア導体１２との厚み方向における熱膨張率の違いに起因した導電層１１とビア導体１２との間のクラックを低減できる。
【００２９】
介在層１３は、有機珪素化合物（シランカップリング剤）及び貴金属化合物（めっき触媒）を含み、樹脂層１０とビア導体１２とは、該有機珪素化合物を介して接着されている。具体的には、樹脂層１０の樹脂材料と有機珪素化合物とが化学的に結合し、有機珪素化合物と貴金属化合物とが化学的に結合し、貴金属化合物とビア導体１２の金属材料とが化学的に結合することにより、樹脂層１０とビア導体１２とが接着されている。その結果、かかる化学的結合により樹脂層１０とビア導体１２との接着強度を高めることができ、配線基板に熱が印加された際に、樹脂層１０とビア導体１２との熱膨張率の違いに起因した樹脂層１０とビア導体１２との剥離を低減することができるため、該剥離が伸長して樹脂層１０の下面と突出部１２ｂの上面との間にまで達することを低減できる。したがって、樹脂層１０の下面と突出部１２ｂの上面との剥離を低減できるため、後述するように、突出部１２ｂと導電層１１との接続部における接続信頼性を高めることができる。
【００３０】
介在層１３の厚みは、例えば０．０１μm以上０．２μｍ以下に設定されている。かか
る厚みは、後述する方法により、有機珪素化合物及び貴金属化合物を検出し、その厚み方向（Ｚ方向）に沿った長さを１０箇所以上測定し、その平均値を算出することにより測定
される。
【００３１】
有機珪素化合物としては、樹脂材料と化学的に結合する官能基と、貴金属化合物と化学的に結合する官能基と、を有するものを用いることができ、樹脂材料と化学的に結合する官能基は、例えばアミノ基、エポキシ基、メルカプト基又はメタクリロキシ基であり、基貴金属化合物と化学的に結合する官能基は、例えばイソシアネート基又はアクリロキシ基等である。また、導電層１１表面に金属酸化物が形成されている場合、有機珪素化合物は、イソシアネート基又はアクリロキシ基を介して金属酸化物に結合される。
【００３２】
このような有機珪素化合物としては、例えばγ‐グリシドキシプロピルトリメトキシシラン又はN−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリメトキシシラン等を用いること
ができる。この有機珪素化合物は、配線基板３を切断した断面をＰｅｒｋｉｎＥｌｍｅｒ社製 顕微ＦＴ‐ＩＲ装置（フーリエ変換赤外分光光度計） Ｓｐｏｔｌｉｇｈｔ２００型を用いて観察することにより、検出することができる。
【００３３】
貴金属化合物としては、貴金属のハロゲン化物、水酸化物、硫酸塩、炭酸塩、有機酸との塩又は貴金属石鹸等を用いることができ、貴金属としては、パラジウム、銀、白金又は金等を用いることができ、なかでも、パラジウム化合物を用いることが望ましい。この貴金属化合物は、配線基板３を切断した断面を日本電子社製 ＥＰＭＡ装置（電子プローブマイクロアナライザ） ＪＸＡ‐８２００型を用いて観察することにより、検出することができる。
【００３４】
ところで、ビア導体１２の突出部１２ｂと導電層１１との接続部は、一体形成されたビア導体１２の貫通部１２ａと突出部１２ｂとの接続部と比較して、接着強度が低くなりやすい。したがって、配線基板に熱が印加された際に、樹脂層１０がビア導体１２よりも厚み方向に大きく熱膨張し、樹脂層１０によって上方に位置する導電層１１と下方に位置する導電層１１とが押圧されると、ビア導体１２の突出部１２ｂと導電層１１との接続部に応力が印加され、該接続部にクラックが生じることがある。
【００３５】
また、配線基板に熱が印加された際に、樹脂層１０とビア導体１２の突出部１２ｂとの平面方向における熱膨張率の違いに起因して、樹脂層１０下面と突出部１２ｂ上面との間に剥離が生じると、該剥離が突出部１２ｂと導電層１１との接続部の端部に達し、該剥離を起点として、突出部１２ｂと導電層１１との接続部にクラックが生じやすくなる。
【００３６】
一方、本実施形態の配線基板３においては、介在層１３が、樹脂層１０下面とビア導体１２の突出部１２ｂ上面との間に介されており、樹脂層１０下面とビア導体１２の突出部１２ｂ上面とは、有機珪素化合物を介して接着されている。その結果、樹脂層１０下面とビア導体１２の突出部１２ｂ上面との接着強度を高め、樹脂層１０下面とビア導体１２の突出部１２ｂ上面との剥離を低減することができるため、ビア導体１２の突出部１２ｂと導電層１１との接続部におけるクラックを低減することにより、該接続部における接続信頼性を高め、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。
【００３７】
また、介在層１３は、ビア導体１２の突出部１２ａ下面と導電層１１上面との間に介されている場合、有機珪素化合物の含有量が、ビア導体１２の突出部１２ａ下面と導電層１１上面との間よりも、ビア導体１２の突出部１２ａ上面と樹脂層１０下面との間において大きい。それ故、ビア導体１２の突出部１２ａ下面と導電層１１上面との間においては、有機珪素化合物の含有量を低減することにより、有機材料と無機材料との熱膨張率の違いに起因したビア導体１２の突出部１２ｂと導電層１１との接続部のクラックを低減することができる。
【００３８】
また、かかるクラック低減の観点から、ビア導体１２の突出部１２ａ下面と導電層１１上面との間には、介在層１３が介されておらず、有機珪素化合物が上述した検出方法の検出感度未満の含有量であることが望ましい。
【００３９】
かくして、上述した実装構造体１は、配線基板３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。
【００４０】
次に、上述した実装構造体１の製造方法を、図３から図７に基づいて説明する。
【００４１】
（１）図３（ａ）に示すように、コア基板５を準備する。具体的には、例えば以下のように行う。
【００４２】
まず、例えば未硬化樹脂と基材とを含む複数の樹脂シートを積層し、加熱加圧して未硬化樹脂を硬化させることにより、基体７を作製する。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。次に、例えばドリル加工やレーザー加工等により、基体７を厚み方向に貫通したスルーホールＴを形成する。次に、例えば無電解めっき法、電気めっき法、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。また、基体７の上面及び下面に導電材料を被着させて、導電材料層を形成する。次に、円筒状のスルーホール導体８の内部に、樹脂材料等を充填し、絶縁体９を形成する。次に、導電材料を絶縁体９の露出部に被着させた後、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、導電層材料層をパターニングして導電層１１を形成する。
【００４３】
以上のようにして、コア基板５を作製することができる。
【００４４】
（２）図３（ｂ）及び（ｃ）に示すように、コア基板７の両側に樹脂層１０を形成し、該樹脂層１０にビア孔Ｖを形成する。具体的には、例えば以下のように行う。
【００４５】
まず、未硬化の樹脂を導電層１１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１１上に樹脂層１０を形成する。次に、例えばＹＡＧレーザー装置又は炭酸ガスレーザー装置により、樹脂層１０にビア孔Ｖを形成し、ビア孔Ｖ内に導電層１１の少なくとも一部を露出させる。
【００４６】
（３）図４に示すように、ビア孔Ｖ内に露出した導電層１１の上面に凹部Ｃを形成する。
【００４７】
具体的には、過酸化水素水と硫酸との混合水溶液又は過硫酸ナトリウムの水溶液等のエッチング液を用いて、ビア孔Ｖから厚み方向及び平面方向に沿って導電層１１をエッチングすることにより、導電層１１から窪んでなるとともにビア孔Ｖと接続する凹部Ｃを形成し、該凹部Ｃに樹脂層１０下面の一部を露出させる。かかるエッチングは、ビア孔Ｖが形成された樹脂層１０及び該ビア孔Ｖ内に露出した導電層１１を例えば２５℃以上３５℃以下のエッチング液に例えば１分以上５分以下浸漬することにより行うことができる。
【００４８】
なお、本工程にて、エッチング液は、過酸化水素水溶液等の酸化剤を含むため、エッチングされた導電層１１の表面が酸化され、導電層１１の表面にて金属酸化物が形成される。
【００４９】
（４）図５（ａ）に示すように、貴金属化合物及び有機珪素化合物を含む触媒溶液を用いて、樹脂層１０及び導電層１１の表面に貴金属化合物及び有機珪素化合物を吸着させる。
【００５０】
かかる吸着は、ビア孔Ｖが形成された樹脂層１０及びエッチングされた導電層１１を例えば２０℃以上４０℃以下の触媒溶液に例えば１分以上５分以下浸漬することにより行うことができる。このような、触媒溶液は、貴金属化合物及び有機珪素化合物を例えば１体積％以上３０体積％以下含む。
【００５１】
なお、触媒溶液において、貴金属化合物及び有機珪素化合物は、化学的に結合していることが望ましい。また、本工程においては、貴金属化合物及び有機珪素化合物は、樹脂層１０及び導電層１１の表面に、電気的な弱い結合、すなわち吸着をした状態となっていると推定される。
【００５２】
（５）図５（ｂ）に示すように、塩酸又は硫酸等の酸性溶液を用いて、導電層１１に吸着した有機珪素化合物を、樹脂層１０に吸着した有機珪素化合物よりも多く遊離させる。
【００５３】
有機珪素化合物の遊離は、有機珪素化合物が吸着した樹脂層１０及び導電層１１を例えば２０℃以上５０℃以下の酸性溶液に例えば１分以上１０分以下浸漬することにより行うことができる。
【００５４】
ここで、導電層１１は表面に金属酸化物が形成されており、該金属酸化物に有機珪素酸化物が吸着しているため、酸と酸化物の化学反応によって、酸性溶液に金属酸化物を溶解させることにより、導電層１１から有機珪素化合物を遊離させることができる。
【００５５】
ところで、有機珪素化合物を用いない場合、例えば、樹脂層１０表面を陽イオン界面活性剤で処理させた後、樹脂層１０表面にマイナスに帯電した貴金属を含むコロイドの触媒を吸着させる方法があるが、この方法では、導電層１１上面に残存した陽イオン界面活性剤をエッチングで除去するため、エッチング工程の前に陽イオン界面活性剤処理を行う必要がある。このため、エッチング工程にて凹部Ｃに露出する樹脂層１０の下面に陽イオン界面活性剤処理を行うことができず、触媒の吸着が抑制されるため、めっき処理により凹部Ｃ内にビア導体１２の突出部１２ａ形成した場合、凹部内に露出した樹脂層１０の下面にめっきが被着しにくい。
【００５６】
一方、本実施形態の配線基板３の製造方法においては、貴金属化合物及び有機珪素化合物を用いて、凹部Ｃに露出した樹脂層１０下面に貴金属化合物を吸着させつつ、酸性溶液を用いて導電層１１上面に吸着した貴金属化合物及び有機珪素化合物を遊離させて除去できるため、凹部内に露出した樹脂層１０の下面にめっきを良好に被着させるとともに、導電層１１とビア導体１２との間における貴金属化合物及び有機珪素化合物の残存量を低減することができる。なお、導電層１１に吸着した有機珪素化合物は、上述した方法の検出感度未満の残存量となるまで遊離させることが望ましい。
【００５７】
（６）水酸化ホウ素ナトリウム水溶液又次亜リン酸ナトリウム水溶液等の還元剤を用いて、貴金属化合物を還元させる。その結果、イオン化した貴金属化合物を脱イオン化させることにより、貴金属化合物の触媒活性を発現させることができる。
【００５８】
貴金属化合物の還元は、貴金属化合物が結合した樹脂層１０及び導電層１１を例えば５０℃以上９０℃以下の還元剤に例えば１分以上１０分以下浸漬することにより行うことができる。
【００５９】
（７）図６及び図７（ａ）に示すように、めっき処理を行うことにより、樹脂層１０の表面及び導電層１１の表面にビア導体１２を被着させるとともに、樹脂層１０上面に導電層１１を被着させる。
【００６０】
具体的には、無電解めっき法及び電気めっき法を用いて、例えばセミアディティブ法、フルアディティブ法又はサブトラクティブ法により、ビア導体１２及び導電層１１を形成する。すなわち、樹脂層１０表面に結合した貴金属化合物を触媒として、無電解めっき法により金属材料を被着させることができ、さらに電気めっき法により金属材料を被着させることにより、ビア孔Ｖ内にビア導体１２を形成するとともに、樹脂層１０上に導電層１１を形成することができる。かかる金属材料の被着は、貴金属化合物が結合した樹脂層１０及び導電層１１を、例えば２０℃以上４０℃以下の無電解めっき液に例えば５分以上３０分以下浸漬した後、例えば３０℃以上５０℃以下の電気めっき液に例えば１ａ/ｄｍ２
以上２ａ/ｄｍ２以下の電流密度で３０分以上６０分以下浸漬することにより行うことが
できる。
【００６１】
ここで、無電解めっき法により金属材料を被着させた後、熱処理を行うことが望ましい。これにより、貴金属化合物及び有機珪素化合物を樹脂層１０の樹脂材料に化学的に結合させることができると推定される。なお、かかる熱処理は、例えば６０℃以上１００℃以下の温度で３分以上１０分以下行われる。
【００６２】
（８）図７（ｂ）に示すように、上述した（２）乃至（７）の工程を繰り返すことにより、配線層６を形成し、配線基板３を作製することができる。
【００６３】
（９）配線基板３にバンプ４を介して電子部品２をフリップチップ実装することにより、図１に示す実装構造体１を作製することができる。
【００６４】
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。
【００６５】
例えば、図８に示すように、介在層１３Ａは、導電層１１Ａとビア導体１２Ａとの間に部分的に形成されても構わない。
【００６６】
また、上述した実施形態において、２層の樹脂層により配線層を形成した構成を例に説明したが、樹脂層は３層以上であっても構わない。
【００６７】
また、上述した実施形態において、（４）の工程にて有機珪素化合物及び貴金属化合物を含む触媒溶液を用いた構成を例に説明したが、ビア孔内に導電層が露出した樹脂層を、有機珪素化合物を含む水溶液に浸漬して、樹脂層及び導電層の表面に有機珪素化合物を結合させた後、貴金属化合物を含む触媒溶液に浸漬して、有機珪素化合物に貴金属化合物を結合させても構わない。
【符号の説明】
【００６８】
１ 実装構造体
２ 電子部品
３ 配線基板
４ バンプ
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、１０Ａ 樹脂層
１１、１１Ａ 導電層
１２、１２Ａ ビア導体
１２ａ、１２ａＡ 突出部
１３、１３Ａ 介在層
１４、１４Ａ フィラー
Ｔ スルーホール
Ｖ、ＶＡ ビア孔
Ｖ１、Ｖ１Ａ 下端開口
Ｃ、ＣＡ 凹部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電層上に樹脂層を形成する工程と、
前記樹脂層に貫通孔を形成し、該貫通孔に前記導電層上面の一部を露出させる工程と、
前記樹脂層及び前記導電層の表面に有機珪素化合物を結合させるとともに、前記有機珪素化合物に前記貴金属化合物を結合させる工程と、
前記導電層に結合した前記有機珪素化合物を、前記樹脂層に結合した前記有機珪素化合物よりも多く遊離させる工程と、
めっき処理を行うことにより、前記樹脂層及び前記導電層の表面に貫通導体を被着させると工程と、
を備えたことを特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の配線基板の製造方法において、
前記有機珪素化合物及び前記貴金属化合物を結合させる工程の前に、
前記貫通孔から厚み方向及び平面方向に沿って前記導電層をエッチングすることにより、前記導電層上面から窪んでなるとともに前記貫通孔と接続する凹部を形成し、該凹部に前記樹脂層下面の一部を露出させる工程を更に備えたことを特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項３】
請求項１に記載の配線基板の製造方法において、
前記導電層は、酸化により塩基性酸化物となる金属材料を含み、
前記有機珪素化合物を遊離させる工程は、
酸性溶液を用いることにより、前記導電層に結合した前記有機珪素化合物を遊離させることを特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項４】
請求項１に記載の配線基板の製造方法において、
前記貴金属化合物は、パラジウム化合物であることを特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項５】
請求項１に記載の配線基板の製造方法において、
前記有機珪素化合物を遊離させる工程の後、
還元剤を含む溶液を用いることにより、前記貴金属化合物を還元させる工程を更に備えたことを特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項６】
請求項１に記載の配線基板の製造方法により得られた配線基板上に電子部品を搭載し、該電子部品と前記貫通導体及び前記導電層とを電気的に接続させる工程を備えたことを特徴とする実装構造体の製造方法。
【請求項７】
導電層と、該導電層上に形成された樹脂層と、前記導電層上にて前記樹脂層を厚み方向に貫通した貫通孔と、該貫通孔に形成された、前記導電層に電気的に接続する貫通導体と、前記樹脂層と前記貫通導体との間に介された、有機珪素化合物を含む介在層と、を備え、
前記導電層は、前記貫通孔に接続するとともに前記貫通孔よりも開口が大きく、前記導電層上面及び前記樹脂層下面により囲まれた凹部を有し、
前記貫通導体は、前記凹部に充填されてなる、前記導電層上面及び前記樹脂層下面に接着された突出部を有し、
前記貫通導体の突出部は、前記有機珪素化合物を介して前記樹脂層下面と接着されていることを特徴とする配線基板。
【請求項８】
請求項７に記載の配線基板において、
前記介在層は、前記貫通導体の突出部と前記導電層上面との間に介されており、前記有
機珪素化合物の含有量が、前記貫通導体の突出部と前記導電層上面との間よりも、前記貫通導体の突出部と前記樹脂層下面との間において大きいことを特徴とする配線基板。
【請求項９】
請求項７に記載の配線基板と、
前記配線基板上に搭載され、前記貫通導体及び前記導電層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】
導電層上に樹脂層を形成する工程と、
前記樹脂層に貫通孔を形成し、該貫通孔に前記導電層上面の一部を露出させる工程と、
前記樹脂層及び前記導電層の表面に有機珪素化合物を結合させるとともに、前記有機珪素化合物に前記貴金属化合物を結合させる工程と、
前記導電層に結合した前記有機珪素化合物を、前記樹脂層に結合した前記有機珪素化合物よりも多く遊離させる工程と、
めっき処理を行うことにより、前記樹脂層及び前記導電層の表面に貫通導体を被着させると工程と、
を備えたことを特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の配線基板の製造方法において、
前記有機珪素化合物及び前記貴金属化合物を結合させる工程の前に、
前記貫通孔から厚み方向及び平面方向に沿って前記導電層をエッチングすることにより、前記導電層上面から窪んでなるとともに前記貫通孔と接続する凹部を形成し、該凹部に前記樹脂層下面の一部を露出させる工程を更に備えたことを特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項３】
請求項１に記載の配線基板の製造方法において、
前記導電層は、酸化により塩基性酸化物となる金属材料を含み、
前記有機珪素化合物を遊離させる工程は、
酸性溶液を用いることにより、前記導電層に結合した前記有機珪素化合物を遊離させることを特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項４】
請求項１に記載の配線基板の製造方法において、
前記貴金属化合物は、パラジウム化合物であることを特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項５】
請求項１に記載の配線基板の製造方法において、
前記有機珪素化合物を遊離させる工程の後、
還元剤を含む溶液を用いることにより、前記貴金属化合物を還元させる工程を更に備えたことを特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項６】
請求項１に記載の配線基板の製造方法により得られた配線基板上に電子部品を搭載し、該電子部品と前記貫通導体及び前記導電層とを電気的に接続させる工程を備えたことを特徴とする実装構造体の製造方法。
【請求項７】
導電層と、該導電層上に形成された樹脂層と、前記導電層上にて前記樹脂層を厚み方向に貫通した貫通孔と、該貫通孔に形成された、前記導電層に電気的に接続する貫通導体と、前記樹脂層と前記貫通導体との間に介された、有機珪素化合物を含む介在層と、を備え、
前記導電層は、前記貫通孔に接続するとともに前記貫通孔よりも開口が大きく、前記導電層上面及び前記樹脂層下面により囲まれた凹部を有し、
前記貫通導体は、前記凹部に充填されてなる、前記導電層上面及び前記樹脂層下面に接着された突出部を有し、
前記貫通導体の突出部は、前記有機珪素化合物を介して前記樹脂層下面と接着されていることを特徴とする配線基板。
【請求項８】
請求項７に記載の配線基板において、
前記介在層は、前記貫通導体の突出部と前記導電層上面との間に介されており、前記有
機珪素化合物の含有量が、前記貫通導体の突出部と前記導電層上面との間よりも、前記貫通導体の突出部と前記樹脂層下面との間において大きいことを特徴とする配線基板。
【請求項９】
請求項７に記載の配線基板と、
前記配線基板上に搭載され、前記貫通導体及び前記導電層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３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−１５５１９６（Ｐ２０１１−１５５１９６Ａ）
【公開日】平成２３年８月１１日（２０１１．８．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１６８０３（Ｐ２０１０−１６８０３）
【出願日】平成２２年１月２８日（２０１０．１．２８）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月１１日（２０１１．８．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月２８日（２０１０．１．２８）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
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