配線基板
【課題】配線導体と貫通導体との接続信頼性に優れた配線基板を提供することである。
【解決手段】第一の絶縁層１ａと、この第一の絶縁層１ａの片面に埋め込まれた金属箔から成る第一の配線導体２ａと、この第一の配線導体２ａに通じる貫通孔１２を有し且つ前記第一の絶縁層１ａの片面に積層された第二の絶縁層１ｂと、一方の端部が前記第一の配線導体２ａに接して前記貫通孔１２内に充填された金属粉末および樹脂を含む導電材料から成る貫通導体３と、前記第二の絶縁層１ｂにおける前記第一の絶縁層１ａと反対側の片面に前記貫通導体３の他方の端部に接して埋め込まれた金属箔から成る第二の配線導体２ｂとを具備して成る配線基板５０であって、前記貫通導体３は、少なくとも前記第一の配線導体２ａに接する一方の端部側に前記貫通導体３を構成する金属粉末のうち粒径の小さな金属粉末が偏在している配線基板５０である。
【解決手段】第一の絶縁層１ａと、この第一の絶縁層１ａの片面に埋め込まれた金属箔から成る第一の配線導体２ａと、この第一の配線導体２ａに通じる貫通孔１２を有し且つ前記第一の絶縁層１ａの片面に積層された第二の絶縁層１ｂと、一方の端部が前記第一の配線導体２ａに接して前記貫通孔１２内に充填された金属粉末および樹脂を含む導電材料から成る貫通導体３と、前記第二の絶縁層１ｂにおける前記第一の絶縁層１ａと反対側の片面に前記貫通導体３の他方の端部に接して埋め込まれた金属箔から成る第二の配線導体２ｂとを具備して成る配線基板５０であって、前記貫通導体３は、少なくとも前記第一の配線導体２ａに接する一方の端部側に前記貫通導体３を構成する金属粉末のうち粒径の小さな金属粉末が偏在している配線基板５０である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶縁層と配線導体とが交互に積層され、上下の配線導体間を貫通導体により電気的に接続して成り、配線導体と貫通導体との接続信頼性に優れた配線基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、半導体素子や抵抗器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、ガラス繊維基材等の耐熱性繊維基材および熱硬化性樹脂から成る絶縁層と銅箔等から成る配線導体とを交互に積層すると共に、絶縁層を挟んで上下に位置する配線導体同士を、絶縁層に形成された貫通導体により電気的に接続して成る配線基板が知られている。
【０００３】
この配線基板は、例えば下記のようにして製造される。
（ａ）耐熱性繊維基材に熱硬化性樹脂前駆体を含浸させた絶縁層の配線基板領域にレーザで貫通孔を形成し、
（ｂ）この貫通孔内に錫や銀等を含む低抵抗の金属粉末および熱硬化性樹脂前駆体から成る導体ペーストをスクリーン印刷（圧入）で埋め込んで貫通導体を形成する。
（ｃ）一方、耐熱性樹脂から成る転写シートの表面に銅箔を被着し、所定のパターンにエッチングして絶縁層の各配線基板領域に対応する位置に配線導体を形成し、
（ｄ）貫通導体が形成された前記絶縁層に、配線導体が形成された転写シートを圧接し、配線導体を絶縁層に転写埋入するとともに貫通導体と電気的に接続させる。ここで、一般に、配線基板の最外層を形成する絶縁層には、表面側の片面に配線導体を埋入し、中間層を形成する絶縁層の一つには、両面に配線導体を埋入する。
（ｅ）ついで、絶縁層から転写シートを剥離した後、配線導体が埋入された絶縁層を複数積層し、１８０〜２００℃の温度で数分〜数時間、熱プレスを用いて前記熱硬化性樹脂前駆体を硬化一体化させて配線基板を得る。
【０００４】
前記貫通導体を導体ペーストの充填によって形成する上記方法は、従来のめっき法により貫通導体を形成する方法に対して、貫通導体を任意の箇所に設けることができるため、特に、高密度配線化に適した方法として注目されている。
【０００５】
図１１は、上記製造方法で作成された、従来の配線基板の表面付近における貫通導体部分を示す拡大断面図である。図１１に示すように、この配線基板１００は、絶縁層１０１および配線導体１０２を交互に積層するとともに、絶縁層１０１を挟んで上下に位置する配線導体１０２同士を絶縁層１０１に設けた貫通孔１０５内に充填させた金属粉末１０３および熱硬化性樹脂を含む導電性材料から成る貫通導体１０６で接続することにより形成されている。
【０００６】
この配線基板１００は、最外層を形成する絶縁層１０１ｂの表面にソルダーレジスト層４が被着している。また、絶縁層１０１ｂは、表面側の片面にのみ配線導体１０２ｂが埋入され、絶縁層１０１ｂを積層する絶縁層１０１ａには、その両面に配線導体１０２ａが埋入される。
【０００７】
この配線基板１００は、金属粉末１０３同士および金属粉末１０３と配線導体１０２との接触により導電性を呈する。また、配線導体１０２と貫通導体１０６との間には、金属粉末１０３を構成する金属が配線導体１０２に拡散した、いわゆる拡散層が形成され、これにより配線導体１０２と貫通導体１０６との接続が強化される。
【０００８】
ここで、金属粉末１０３は、粒径の小さな金属粉末１０３ａから粒径の大きな金属粉末１０３ｂまでが略均一に分散した粒度分布を有している。このような状態では、粒径の大きな金属粉末１０３ｂが存在することにより、貫通導体１０６の金属粉末１０３と配線導体１０２との間の接触点が不足しやすい。接触点が不足すると、貫通導体１０６と配線導体１０２との間の電気抵抗が高くなると共に前記拡散層が形成されにくくなり、配線導体１０２と貫通導体１０６との接続信頼性が低下するという問題がある。
【０００９】
絶縁層１０１の配線導体１０２が埋入された側、例えば絶縁層１０１ｂにおける配線導体１０２ｂと貫通導体１０６との間では、配線導体１０２ｂを埋入する際に配線導体１０２ｂと貫通導体１０６とが強く圧接されるので、接触点の不足は生じにくい。これに対し、反対側、すなわち絶縁層１０１ｂの貫通導体１０６と、該貫通導体１０６と接触する絶縁層１０１ａの配線導体１０２ａとの間では圧接が弱いので、前記接触点が不足しやすい。
【００１０】
特許文献１には、平均粒径が０．５〜２０μｍの範囲にあり、異なる平均粒径をもつ複数の導電性粉を混合した導電性粉を液状エポキシ樹脂に分散していることを特徴とするビアホール充填用導体ペースト組成物が記載されている。この文献によると、導電性粉（導体ペースト）のビアホール（貫通孔）への充填時に生じるへこみが解消されると記載されている。しかしながら、前記接触点が不足することについては特に記載がない。
【００１１】
特許文献２には、絶縁層と配線導体とを交互に複数層積層するとともに、前記絶縁層を挟んで上下に位置する前記配線導体同士を前記絶縁層に設けた貫通孔を所定の導電性材料で充填して成る貫通導体により電気的に接続して成る配線基板において、前記配線導体は前記貫通導体と接続された表面に前記金属粉末との結合点を１０００μｍ２当たり１０〜３０個有することを特徴とする配線基板が記載されている。この文献によると、配線導体と貫通導体との接続信頼性に優れた配線基板が得られると記載されている。しかしながら、前記結合点を所定の値とした配線基板であっても、必ずしも十分な接続信頼性が得られていないのが現状である。このため、より優れた接続信頼性を有する配線基板の開発が望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００３−９２０２４号公報
【特許文献２】特開２００４−３１８１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明の課題は、配線導体と貫通導体との接続信頼性に優れた配線基板を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、配線導体が片面に埋入されている絶縁層における貫通導体の金属粉末のうち、粒径の小さな金属粉末が、前記配線導体が埋入されていない側に偏在する場合には、この粒径の小さな金属粉末が偏在した側の貫通導体と、該貫通導体と接触する配線導体との間の接触点が多くなり、配線導体と貫通導体との接続信頼性に優れた配線基板が得られるという新たな知見を見出し、本発明を完成するに至った。
【００１５】
すなわち、本発明における配線基板は、以下の構成からなる。
（１）第一の絶縁層と、この第一の絶縁層の片面に埋め込まれた金属箔から成る第一の配線導体と、この第一の配線導体に通じる貫通孔を有し且つ前記第一の絶縁層の片面に積層された第二の絶縁層と、一方の端部が前記第一の配線導体に接して前記貫通孔内に充填された金属粉末および樹脂を含む導電性材料から成る貫通導体と、前記第二の絶縁層における前記第一の絶縁層と反対側の片面に前記貫通導体の他方の端部に接して埋め込まれた金属箔から成る第二の配線導体とを具備して成る配線基板であって、前記貫通孔は、前記第一の配線導体側の開口径が前記第二の配線導体側の開口径よりも大きく、且つ前記貫通導体は、少なくとも前記第一の配線導体に接する一方の端部側に前記貫通導体を構成する金属粉末のうち粒径の小さな金属粉末が偏在することを特徴とする配線基板。
（２）前記粒径の小さな金属粉末は、前記貫通孔内に充填された金属粉末の最大粒径の半分より小さい粒径の金属粉末である前記（１）記載の配線基板。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の配線基板によれば、配線導体が片面に埋入されている絶縁層における貫通導体の金属粉末のうち、粒径の小さな金属粉末が、前記配線導体が埋入されていない側に偏在するので、粒径の小さな金属粉末が偏在した側の貫通導体と、該貫通導体と接触する配線導体との間の接触点が多くなり、貫通導体と配線導体との間の電気抵抗が低くなると共に、この貫通導体と配線導体との間に拡散層が良好に形成されるので、配線導体と貫通導体との接続信頼性に優れた配線基板が得られるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態にかかる配線基板を示す概略説明図である。
【図２】本発明の一実施形態にかかる配線基板の表面付近における貫通導体部分を示す拡大断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｄ）は、絶縁層に貫通孔を形成し、該貫通孔に導体ペーストを充填する工程を示す概略図である。
【図４】貫通孔に導体ペーストを充填した状態を示す拡大断面図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は、粒径の小さな金属粉末を偏在させる方法を示す概略図である。
【図６】（ａ）〜（ｄ）は、配線導体を形成する方法を示す概略図である。
【図７】（ａ）〜（ｃ）は、配線導体を絶縁層に埋入する方法を示す概略図である。
【図８】（ａ），（ｂ）は、貫通導体が形成され且つ配線導体が埋入された絶縁層を積層体に成形する方法を示す概略図である。
【図９】本発明にかかる配線基板の表面付近における貫通導体部分の断面を示す走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）による拡大画像である。
【図１０】本発明の他の実施形態にかかる配線基板を示す概略説明図である。
【図１１】従来の配線基板の表面付近における貫通導体部分を示す拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
＜配線基板＞
以下、本発明の一実施形態にかかる配線基板について図面を参照して詳細に説明する。図１は、本実施形態の配線基板を示す概略説明図であり、図２は、本実施形態の配線基板の表面付近における貫通導体部分を示す拡大断面図である。
【００１９】
図１に示すように、本実施形態の配線基板５０は、複数の絶縁層１と配線導体２とが交互に積層されている。そして、各絶縁層１を挟んで上下に位置する配線導体２同士が、各絶縁層１を貫通する貫通導体３により電気的に接続されている。また、最外層の絶縁層１の表面には、保護用のソルダーレジスト層４，４が設けられており、配線基板５０の上面中央部に導出する部位には、半導体集積回路素子等の半導体素子５の電極が半田バンプ６を介して電気的に接続される半導体素子接続パッド９ａが形成されている。さらに、下面に導出する部位には、外部電気回路基板の配線導体と半田ボール７を介して電気的に接続される外部接続パッド９ｂが形成されている。
【００２０】
絶縁層１は、例えばガラス繊維の束を縦横に織ってシート状にした耐熱性繊維基材にアリル変性ポリフェニレンエーテル樹脂等の熱硬化性樹脂を含浸させた電気絶縁材料から形成されている。具体的には、絶縁層１は、その厚みが５０〜１５０μｍであるのが好ましく、配線導体２を支持するとともに上下に位置する配線導体２間の絶縁を保持する機能を有し、ガラスクロスやアラミド繊維・全芳香族エステル繊維等の耐熱性繊維基材にエポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂・アリル変性ポリフェニレンエーテル樹脂等の熱硬化性樹脂を含浸させて成る。
【００２１】
なお、絶縁層１の厚みが５０μｍ未満であると、配線基板の剛性が低下して配線基板５０が撓みやすくなる傾向があり、１５０μｍを超えると、絶縁層１の厚みが不要に厚いものとなり、その結果、配線基板５０の軽量化が困難となる傾向がある。従って、絶縁層１は、その厚みを５０〜１５０μｍとすることが好ましい。
【００２２】
配線導体２は、例えば銅箔等の金属箔から成り、各絶縁層１の表面に埋入された状態で配設されている。配線導体２は、配線基板５０に搭載される電子部品である半導体素子５等の各電極を外部電気回路基板に電気的に接続する導電路の一部としての機能を有し、幅が２０〜２００μｍ、厚みが５〜５０μｍであるのが好ましい。配線導体２の幅が２０μｍ未満となると、配線導体２の変形や断線が発生しやすくなる傾向があり、２００μｍを超えると、高密度配線が形成できなくなる傾向がある。また、配線導体２の厚みが５μｍ未満になると、配線導体２の強度が低下し、変形や断線が発生しやすくなる傾向があり、５０μｍを超えると、絶縁層１への埋入が困難となる傾向がある。従って、配線導体２は、その幅を２０〜２００μｍ、厚みを５〜５０μｍとすることが好ましい。
【００２３】
なお、配線導体２の表面は、貫通導体３との密着性・接合性を高めるために、その表面に平均表面粗さ１〜３μｍの凹凸を形成しておくことが好ましい。このような凹凸は、蟻酸および塩酸処理することにより形成される。なお、表面粗さが１μｍ未満であると、絶縁層１との密着強度が低下し配線導体２が絶縁層１から剥がれ易くなってしまう傾向があり、３μｍを超えると、配線導体２と金属粉末との接合点が少なくなるため、拡散層が良好に形成できなくなる傾向がある。従って、平均表面粗さは１〜３μｍの範囲が好ましい。
【００２４】
各絶縁層１には、その上面から下面にかけて貫通導体３が複数個配設されている。これらの貫通導体３は、絶縁層１の上下に位置する配線導体２間を電気的に接続する機能を有し、その直径は３０〜２００μｍであるのが好ましい。貫通導体３の直径が３０μｍ未満になると、その加工が困難となる傾向があり、２００μｍを超えると、高密度配線が形成できなくなる傾向がある。従って、貫通導体３は、その直径を３０〜２００μｍとすることが好ましい。
【００２５】
貫通導体３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。また、金属粉末と配線導体２との間には、例えば錫と銅との拡散層が形成され、それにより配線導体２と貫通導体３との接続が強化される。
【００２６】
また、前記金属粉末の含有量は、貫通導体３の総量に対して、８０〜９５質量％が好ましい。金属粉末の含有量が８０質量％より少ないと、熱硬化性樹脂により金属粉末同士の接続が妨げられ、導通抵抗が上昇してしまう傾向があり、９５質量％を超えると、金属粉末およびトリアジン系熱硬化性樹脂を含有した導体ペーストの粘度が上がり過ぎて良好に埋め込みができない傾向にある。従って、金属粉末の含有量は８０〜９５質量％が好ましい。
【００２７】
本発明の金属粉末は、該金属粉末のうち粒径の小さな金属粉末が貫通導体３の所定の側に偏在する。図２に示すように、配線基板５０の表面付近は、第一の絶縁層１ａと、この第一の絶縁層１ａの片面に埋め込まれた第一の配線導体２ａと、第一の配線導体２ａに通じる貫通孔１２を有し且つ第一の絶縁層１ａの片面に積層される第二の絶縁層１ｂと、一方の端部が第一の配線導体２ａに接して貫通孔１２内に充填された金属粉末８および樹脂を含む導電性材料から成る貫通導体３と、第二の絶縁層１ｂにおける第一の絶縁層１ａと反対側の片面に貫通導体３の他方の端部に接して埋め込まれた第二の配線導体２ｂとから構成される。
【００２８】
そして、貫通導体３は、第一の配線導体２ａに接する一方の端部側に貫通導体３を構成する金属粉末８のうち粒径の小さな金属粉末８ａが偏在している。これにより、接触点の不足が生じやすい配線導体が片面のみに埋入される第二の絶縁層１ｂにおける貫通導体３の金属粉末８のうち、粒径の小さな金属粉末８ａが偏在した側の貫通導体３と、該貫通導体３と接触する第一の配線導体２ａとの間の接触点が多くなり、その結果、該貫通導体３と配線導体２ａとの間の電気抵抗が低くなると共に拡散層が良好に形成される。
【００２９】
金属粉末８のうち粒径の小さな金属粉末８ａは、貫通孔１２内に充填された金属粉末８の最大粒径の半分より小さい粒径の金属粉末であるのが好ましい。具体的には、最大粒径の半分の粒径としては３〜１１μｍ、より好ましくは５〜９μｍであるのがよく、金属粉末８ａが、この範囲内の値より小さい粒径の金属粉末であるのが好ましい。前記粒径が３μｍより小さいと、導体ペーストの粘度が上がり過ぎ、導電ペースト中で金属粉末８同士が凝集塊を形成しやすく、均一に分散しにくくなるとともに、導体ペーストの流動性が悪化して貫通孔１２内に充填することが困難になる。また、１１μｍより大きいと、金属粉末８を高充填できず、金属粉末８間の接触点が少なくなるので好ましくない。従って、金属粉末８の最大粒径の半分より小さい粒径は３〜１１μｍが好ましい。また、金属粉末８は、最小粒径が０．１μｍ程度であり、最大粒径が２２μｍ程度であり、この最小粒径と最大粒径との範囲内に粒度分布を有する金属粉末であるのが好ましい。なお、前記粒径および粒度分布は、粒度分布測定装置で測定して得られる値である。
【００３０】
＜配線基板の製造方法＞
次に、本発明における配線基板の製造方法の一例について、図面を参照して詳細に説明する。図３〜図８は、本発明の配線基板を製造する方法を示す概略図である。これらのうち、図３は、絶縁層に貫通孔を形成し、該貫通孔に導体ペーストを充填する工程を示す概略図であり、図４は、貫通孔に導体ペーストを充填した状態を示す拡大断面図であり、図５は、粒径の小さな金属粉末を偏在させる方法を示す概略図であり、図６は、配線導体を形成する方法を示す概略図であり、図７は、配線導体を絶縁層に埋入する方法を示す概略図であり、図８は、貫通導体が形成され且つ配線導体が埋入された絶縁層を積層体に成形する方法を示す概略図である。なお、図３〜図８においては、前述した図１および図２の構成と同一または同等な部分には同一の符号を付して説明は省略する。
【００３１】
まず、図３（ａ）に示すように、絶縁層１用のプリプレグ１０を用意する。この絶縁層１用のプリプレグ１０は、耐熱性繊維基材に未硬化の熱硬化性樹脂を含浸させたものであり、その上下面にポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の樹脂フィルム１１が貼着されている。
【００３２】
ついで、図３（ｂ）に示すように、プリプレグ１０に樹脂フィルム１１ごとレーザ光により貫通孔１２を穿孔する。このとき、貫通孔１２はレーザ光の入射側の開口径が出射側の開口径よりも大きくなる。
【００３３】
そして、図３（ｃ）に示すように、貫通孔１２の開口径の大きな方から、貫通導体３用の導体ペースト３０を樹脂フィルム１１を印刷マスクとしたスクリーン印刷法により充填する。具体的には、スキージ４５を樹脂フィルム１１の表面に押し付けながら図３（ｃ）に示す方向に移動させ、導体ペースト３０を貫通孔１２に充填する。導体ペースト３０は前記した金属粉末と未硬化の熱硬化性樹脂とを含有している。
【００３４】
図４に示すように、貫通孔１２に充填された導体ペースト３０を構成する金属粉末８は、粒径の小さな金属粉末８ａと粒径の大きな金属粉末８ｂとが略均一に分散している。ここで、配線基板５０のうち、両面に配線導体が埋入される第一の絶縁層１ａ用のプリプレグ１０ａは、図３（ｄ）に示すように、プリプレグ１０ａの両面から樹脂フィルム１１をそれぞれ剥離し、導体ペースト３０が充填されたプリプレグ１０ａを得る。
【００３５】
これに対し、配線導体が片面のみに埋入される第二の絶縁層１ｂ用のプリプレグ１０ｂは、図５（ａ）に示すように、貫通孔１２内に導体ペースト３０が埋め込まれたプリプレグ１０ｂの表面を、導体ペースト３０の表面が拭取られるようにして無塵布１３等により同図に示す矢印の方向に拭取る。この拭取った際には、粒径の大きな金属粉末８ｂが優先的に除去され、粒径の小さな金属粉末８ａが残存する。残存した粒径の小さな金属粉末８ａは、粒径の大きな金属粉末８ｂの間に落ち込んだ状態になる。
【００３６】
そして、図５（ｂ）に示すように、拭取った後の貫通孔１２の表面に導体ペースト３０を追加印刷した後、再度図５（ａ）に示すように、拭取りを行うことを複数回繰り返すことによって、図５（ｃ）に示すように、拭取った側に粒径の小さな金属粉末８ａを選択的に配置することができる。なお、拭取りを行う回数は、小さな金属粉末８ａが選択的に配置される回数であればよく、特に限定されるものではないが、例えば３〜４回程度であるのが好ましい。
【００３７】
次に、図３（ｄ）に示すように、プリプレグ１０ｂの表面から樹脂フィルム１１を剥離し、導体ペースト３０（貫通導体３）の一方の端部側に粒径の小さな金属粉末８ａが選択的に配置された第二の絶縁層１ｂ用のプリプレグ１０ｂを得ることができる。なお、このように導体ペースト３０の一方の端部側に粒径の小さな金属粉末８ａを選択的に配置するための工程を第一の絶縁層１ａ用のプリプレグ１０ａを得る際に適用してもかまわない。
【００３８】
一方、図６（ａ）に示すように、ＰＥＴ等の樹脂から成る転写フィルム２１の表面に銅箔等の金属箔２２を図示しない接着剤を介して剥離可能に接着した転写シート２０を準備する。次に、図６（ｂ）に示すように、金属箔２２の表面に配線導体２に対応したパターンのエッチングレジスト２３を形成する。そして、図６（ｃ）に示すように、エッチングレジスト２３で覆われていない金属箔２２をエッチング除去した後、図６（ｄ）に示すように、エッチングレジスト２３を除去することによって転写フィルム２１の表面に所定パターンの配線導体２を形成する。
【００３９】
ついで、図７（ａ）に示すように、貫通孔１２に導体ペースト３０が充填されたプリプレグ１０と、配線導体２が形成された転写フィルム２１とを位置合わせした後、図７（ｂ）に示すように、上下からプレスして転写フィルム２１上の配線導体２をプリプレグ１０の表面に埋入し、その後、図７（ｃ）に示すように、転写フィルム２１を除去することにより配線導体２をプリプレグ１０に転写する。
【００４０】
ここで、両面に配線導体２が埋入される第一の絶縁層１ａ用のプリプレグ１０ａには、図７に示した工程をプリプレグ１０の両面に対して行い、片面に配線導体２が埋入される第二の絶縁層１ｂ用のプリプレグ１０ｂには、小さな粒径の金属粉末８ａが配置された反対側の面に配線導体２を転写する。配線導体２が転写埋入された側は、大きな粒径の金属粉末８ｂがあっても、配線導体２を埋入する際に配線導体２と貫通導体３とが強く圧接されるので、両者の接続は良好となる。
【００４１】
そして、図８（ａ）に示すように、第一の絶縁層１ａ用のプリプレグ１０ａの片面に、第二の絶縁層１ｂ用のプリプレグ１０ｂを、他面にプリプレグ１０ｂと同様にして調製したプリプレグ１０ｃをそれぞれ位置合わせし、図８（ｂ）に示すように、プリプレグ１０ａ，１０ｂ，１０ｃを上下からプレスしながら加熱し、プリプレグ１０ａ，１０ｂ，１０ｃおよび導体ペースト３０を熱硬化させることにより、複数の絶縁層１と配線導体２とが交互に積層されているとともに、上下の配線導体２が貫通導体３により電気的に接続された積層体（配線基板５０）が得られる。そして、この積層体の上下面にソルダーレジスト層４を披着させることにより、図１に示すような、配線基板５０が得られる。
【００４２】
なお、上記の実施形態では、プリプレグ１０が３枚積層された配線基板５０について説明したが、本発明はこの配線基板５０に限定されるものではなく、用途に応じて任意の枚数のプリプレグ１０が積層された配線基板であっても、好適に適用することができる。また、金属粉末８の粒径を貫通孔１２の片側のみ小さいものとしたが、図５に示した工程を、プリプレグ１０の両面に対して行うことにより、貫通孔１２の両側で金属粉末８の粒径を小さいものとしてもよい。この場合には、貫通導体と、該貫通導体と接触する配線導体との間の接触点がより多くなるので、配線導体と貫通導体との接続信頼性がさらに向上した配線基板が得られる。
【００４３】
＜断面観察＞
上記の製造方法で得られた配線基板の断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて観察した。図９は、上記製造方法で得られた本発明にかかる配線基板の表面付近における貫通導体部分の断面を示す走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）による拡大画像である。
【００４４】
図９に示すように、本発明にかかる配線基板は、配線導体が片面に埋入されている絶縁層における貫通導体の金属粉末のうち、粒径の小さな金属粉末が、前記配線導体が埋入されていない側に偏在しているのがわかる。
【００４５】
図１０は、本発明の他の実施形態にかかる配線基板を示す概略説明図である。図１０に示すように、本発明にかかる配線基板５０をコア基板として使用し、その上に熱硬化性樹脂から成る絶縁層４０とめっき金属から成る配線導体４１とを交互に積層してもよい。なお、図１０においては、前述した図１〜図８の構成と同一または同等な部分には同一の符号を付して説明は省略する。
【符号の説明】
【００４６】
１，４０ 絶縁層
１ａ 第一の絶縁層
１ｂ 第二の絶縁層
２，４１ 配線導体
２ａ 第一の配線導体
２ｂ 第一の配線導体
３ 貫通導体
４ ソルダーレジスト層
５ 半導体素子
６ 半田バンプ
７ 半田ボール
８ 金属粉末
８ａ 粒径の小さな金属粉末
８ｂ 粒径の大きな金属粉末
９ａ 半導体素子接続パッド
９ｂ 外部接続パッド
１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ プリプレグ
１１ 樹脂フィルム
１２ 貫通孔
１３ 無塵布
２０ 転写シート
２１ 転写フィルム
２２ 金属箔
２３ エッチングレジスト
３０ 導体ペースト
４５ スキージ
５０ 配線基板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶縁層と配線導体とが交互に積層され、上下の配線導体間を貫通導体により電気的に接続して成り、配線導体と貫通導体との接続信頼性に優れた配線基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、半導体素子や抵抗器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、ガラス繊維基材等の耐熱性繊維基材および熱硬化性樹脂から成る絶縁層と銅箔等から成る配線導体とを交互に積層すると共に、絶縁層を挟んで上下に位置する配線導体同士を、絶縁層に形成された貫通導体により電気的に接続して成る配線基板が知られている。
【０００３】
この配線基板は、例えば下記のようにして製造される。
（ａ）耐熱性繊維基材に熱硬化性樹脂前駆体を含浸させた絶縁層の配線基板領域にレーザで貫通孔を形成し、
（ｂ）この貫通孔内に錫や銀等を含む低抵抗の金属粉末および熱硬化性樹脂前駆体から成る導体ペーストをスクリーン印刷（圧入）で埋め込んで貫通導体を形成する。
（ｃ）一方、耐熱性樹脂から成る転写シートの表面に銅箔を被着し、所定のパターンにエッチングして絶縁層の各配線基板領域に対応する位置に配線導体を形成し、
（ｄ）貫通導体が形成された前記絶縁層に、配線導体が形成された転写シートを圧接し、配線導体を絶縁層に転写埋入するとともに貫通導体と電気的に接続させる。ここで、一般に、配線基板の最外層を形成する絶縁層には、表面側の片面に配線導体を埋入し、中間層を形成する絶縁層の一つには、両面に配線導体を埋入する。
（ｅ）ついで、絶縁層から転写シートを剥離した後、配線導体が埋入された絶縁層を複数積層し、１８０〜２００℃の温度で数分〜数時間、熱プレスを用いて前記熱硬化性樹脂前駆体を硬化一体化させて配線基板を得る。
【０００４】
前記貫通導体を導体ペーストの充填によって形成する上記方法は、従来のめっき法により貫通導体を形成する方法に対して、貫通導体を任意の箇所に設けることができるため、特に、高密度配線化に適した方法として注目されている。
【０００５】
図１１は、上記製造方法で作成された、従来の配線基板の表面付近における貫通導体部分を示す拡大断面図である。図１１に示すように、この配線基板１００は、絶縁層１０１および配線導体１０２を交互に積層するとともに、絶縁層１０１を挟んで上下に位置する配線導体１０２同士を絶縁層１０１に設けた貫通孔１０５内に充填させた金属粉末１０３および熱硬化性樹脂を含む導電性材料から成る貫通導体１０６で接続することにより形成されている。
【０００６】
この配線基板１００は、最外層を形成する絶縁層１０１ｂの表面にソルダーレジスト層４が被着している。また、絶縁層１０１ｂは、表面側の片面にのみ配線導体１０２ｂが埋入され、絶縁層１０１ｂを積層する絶縁層１０１ａには、その両面に配線導体１０２ａが埋入される。
【０００７】
この配線基板１００は、金属粉末１０３同士および金属粉末１０３と配線導体１０２との接触により導電性を呈する。また、配線導体１０２と貫通導体１０６との間には、金属粉末１０３を構成する金属が配線導体１０２に拡散した、いわゆる拡散層が形成され、これにより配線導体１０２と貫通導体１０６との接続が強化される。
【０００８】
ここで、金属粉末１０３は、粒径の小さな金属粉末１０３ａから粒径の大きな金属粉末１０３ｂまでが略均一に分散した粒度分布を有している。このような状態では、粒径の大きな金属粉末１０３ｂが存在することにより、貫通導体１０６の金属粉末１０３と配線導体１０２との間の接触点が不足しやすい。接触点が不足すると、貫通導体１０６と配線導体１０２との間の電気抵抗が高くなると共に前記拡散層が形成されにくくなり、配線導体１０２と貫通導体１０６との接続信頼性が低下するという問題がある。
【０００９】
絶縁層１０１の配線導体１０２が埋入された側、例えば絶縁層１０１ｂにおける配線導体１０２ｂと貫通導体１０６との間では、配線導体１０２ｂを埋入する際に配線導体１０２ｂと貫通導体１０６とが強く圧接されるので、接触点の不足は生じにくい。これに対し、反対側、すなわち絶縁層１０１ｂの貫通導体１０６と、該貫通導体１０６と接触する絶縁層１０１ａの配線導体１０２ａとの間では圧接が弱いので、前記接触点が不足しやすい。
【００１０】
特許文献１には、平均粒径が０．５〜２０μｍの範囲にあり、異なる平均粒径をもつ複数の導電性粉を混合した導電性粉を液状エポキシ樹脂に分散していることを特徴とするビアホール充填用導体ペースト組成物が記載されている。この文献によると、導電性粉（導体ペースト）のビアホール（貫通孔）への充填時に生じるへこみが解消されると記載されている。しかしながら、前記接触点が不足することについては特に記載がない。
【００１１】
特許文献２には、絶縁層と配線導体とを交互に複数層積層するとともに、前記絶縁層を挟んで上下に位置する前記配線導体同士を前記絶縁層に設けた貫通孔を所定の導電性材料で充填して成る貫通導体により電気的に接続して成る配線基板において、前記配線導体は前記貫通導体と接続された表面に前記金属粉末との結合点を１０００μｍ２当たり１０〜３０個有することを特徴とする配線基板が記載されている。この文献によると、配線導体と貫通導体との接続信頼性に優れた配線基板が得られると記載されている。しかしながら、前記結合点を所定の値とした配線基板であっても、必ずしも十分な接続信頼性が得られていないのが現状である。このため、より優れた接続信頼性を有する配線基板の開発が望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００３−９２０２４号公報
【特許文献２】特開２００４−３１８１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明の課題は、配線導体と貫通導体との接続信頼性に優れた配線基板を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、配線導体が片面に埋入されている絶縁層における貫通導体の金属粉末のうち、粒径の小さな金属粉末が、前記配線導体が埋入されていない側に偏在する場合には、この粒径の小さな金属粉末が偏在した側の貫通導体と、該貫通導体と接触する配線導体との間の接触点が多くなり、配線導体と貫通導体との接続信頼性に優れた配線基板が得られるという新たな知見を見出し、本発明を完成するに至った。
【００１５】
すなわち、本発明における配線基板は、以下の構成からなる。
（１）第一の絶縁層と、この第一の絶縁層の片面に埋め込まれた金属箔から成る第一の配線導体と、この第一の配線導体に通じる貫通孔を有し且つ前記第一の絶縁層の片面に積層された第二の絶縁層と、一方の端部が前記第一の配線導体に接して前記貫通孔内に充填された金属粉末および樹脂を含む導電性材料から成る貫通導体と、前記第二の絶縁層における前記第一の絶縁層と反対側の片面に前記貫通導体の他方の端部に接して埋め込まれた金属箔から成る第二の配線導体とを具備して成る配線基板であって、前記貫通孔は、前記第一の配線導体側の開口径が前記第二の配線導体側の開口径よりも大きく、且つ前記貫通導体は、少なくとも前記第一の配線導体に接する一方の端部側に前記貫通導体を構成する金属粉末のうち粒径の小さな金属粉末が偏在することを特徴とする配線基板。
（２）前記粒径の小さな金属粉末は、前記貫通孔内に充填された金属粉末の最大粒径の半分より小さい粒径の金属粉末である前記（１）記載の配線基板。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の配線基板によれば、配線導体が片面に埋入されている絶縁層における貫通導体の金属粉末のうち、粒径の小さな金属粉末が、前記配線導体が埋入されていない側に偏在するので、粒径の小さな金属粉末が偏在した側の貫通導体と、該貫通導体と接触する配線導体との間の接触点が多くなり、貫通導体と配線導体との間の電気抵抗が低くなると共に、この貫通導体と配線導体との間に拡散層が良好に形成されるので、配線導体と貫通導体との接続信頼性に優れた配線基板が得られるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態にかかる配線基板を示す概略説明図である。
【図２】本発明の一実施形態にかかる配線基板の表面付近における貫通導体部分を示す拡大断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｄ）は、絶縁層に貫通孔を形成し、該貫通孔に導体ペーストを充填する工程を示す概略図である。
【図４】貫通孔に導体ペーストを充填した状態を示す拡大断面図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は、粒径の小さな金属粉末を偏在させる方法を示す概略図である。
【図６】（ａ）〜（ｄ）は、配線導体を形成する方法を示す概略図である。
【図７】（ａ）〜（ｃ）は、配線導体を絶縁層に埋入する方法を示す概略図である。
【図８】（ａ），（ｂ）は、貫通導体が形成され且つ配線導体が埋入された絶縁層を積層体に成形する方法を示す概略図である。
【図９】本発明にかかる配線基板の表面付近における貫通導体部分の断面を示す走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）による拡大画像である。
【図１０】本発明の他の実施形態にかかる配線基板を示す概略説明図である。
【図１１】従来の配線基板の表面付近における貫通導体部分を示す拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
＜配線基板＞
以下、本発明の一実施形態にかかる配線基板について図面を参照して詳細に説明する。図１は、本実施形態の配線基板を示す概略説明図であり、図２は、本実施形態の配線基板の表面付近における貫通導体部分を示す拡大断面図である。
【００１９】
図１に示すように、本実施形態の配線基板５０は、複数の絶縁層１と配線導体２とが交互に積層されている。そして、各絶縁層１を挟んで上下に位置する配線導体２同士が、各絶縁層１を貫通する貫通導体３により電気的に接続されている。また、最外層の絶縁層１の表面には、保護用のソルダーレジスト層４，４が設けられており、配線基板５０の上面中央部に導出する部位には、半導体集積回路素子等の半導体素子５の電極が半田バンプ６を介して電気的に接続される半導体素子接続パッド９ａが形成されている。さらに、下面に導出する部位には、外部電気回路基板の配線導体と半田ボール７を介して電気的に接続される外部接続パッド９ｂが形成されている。
【００２０】
絶縁層１は、例えばガラス繊維の束を縦横に織ってシート状にした耐熱性繊維基材にアリル変性ポリフェニレンエーテル樹脂等の熱硬化性樹脂を含浸させた電気絶縁材料から形成されている。具体的には、絶縁層１は、その厚みが５０〜１５０μｍであるのが好ましく、配線導体２を支持するとともに上下に位置する配線導体２間の絶縁を保持する機能を有し、ガラスクロスやアラミド繊維・全芳香族エステル繊維等の耐熱性繊維基材にエポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂・アリル変性ポリフェニレンエーテル樹脂等の熱硬化性樹脂を含浸させて成る。
【００２１】
なお、絶縁層１の厚みが５０μｍ未満であると、配線基板の剛性が低下して配線基板５０が撓みやすくなる傾向があり、１５０μｍを超えると、絶縁層１の厚みが不要に厚いものとなり、その結果、配線基板５０の軽量化が困難となる傾向がある。従って、絶縁層１は、その厚みを５０〜１５０μｍとすることが好ましい。
【００２２】
配線導体２は、例えば銅箔等の金属箔から成り、各絶縁層１の表面に埋入された状態で配設されている。配線導体２は、配線基板５０に搭載される電子部品である半導体素子５等の各電極を外部電気回路基板に電気的に接続する導電路の一部としての機能を有し、幅が２０〜２００μｍ、厚みが５〜５０μｍであるのが好ましい。配線導体２の幅が２０μｍ未満となると、配線導体２の変形や断線が発生しやすくなる傾向があり、２００μｍを超えると、高密度配線が形成できなくなる傾向がある。また、配線導体２の厚みが５μｍ未満になると、配線導体２の強度が低下し、変形や断線が発生しやすくなる傾向があり、５０μｍを超えると、絶縁層１への埋入が困難となる傾向がある。従って、配線導体２は、その幅を２０〜２００μｍ、厚みを５〜５０μｍとすることが好ましい。
【００２３】
なお、配線導体２の表面は、貫通導体３との密着性・接合性を高めるために、その表面に平均表面粗さ１〜３μｍの凹凸を形成しておくことが好ましい。このような凹凸は、蟻酸および塩酸処理することにより形成される。なお、表面粗さが１μｍ未満であると、絶縁層１との密着強度が低下し配線導体２が絶縁層１から剥がれ易くなってしまう傾向があり、３μｍを超えると、配線導体２と金属粉末との接合点が少なくなるため、拡散層が良好に形成できなくなる傾向がある。従って、平均表面粗さは１〜３μｍの範囲が好ましい。
【００２４】
各絶縁層１には、その上面から下面にかけて貫通導体３が複数個配設されている。これらの貫通導体３は、絶縁層１の上下に位置する配線導体２間を電気的に接続する機能を有し、その直径は３０〜２００μｍであるのが好ましい。貫通導体３の直径が３０μｍ未満になると、その加工が困難となる傾向があり、２００μｍを超えると、高密度配線が形成できなくなる傾向がある。従って、貫通導体３は、その直径を３０〜２００μｍとすることが好ましい。
【００２５】
貫通導体３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。また、金属粉末と配線導体２との間には、例えば錫と銅との拡散層が形成され、それにより配線導体２と貫通導体３との接続が強化される。
【００２６】
また、前記金属粉末の含有量は、貫通導体３の総量に対して、８０〜９５質量％が好ましい。金属粉末の含有量が８０質量％より少ないと、熱硬化性樹脂により金属粉末同士の接続が妨げられ、導通抵抗が上昇してしまう傾向があり、９５質量％を超えると、金属粉末およびトリアジン系熱硬化性樹脂を含有した導体ペーストの粘度が上がり過ぎて良好に埋め込みができない傾向にある。従って、金属粉末の含有量は８０〜９５質量％が好ましい。
【００２７】
本発明の金属粉末は、該金属粉末のうち粒径の小さな金属粉末が貫通導体３の所定の側に偏在する。図２に示すように、配線基板５０の表面付近は、第一の絶縁層１ａと、この第一の絶縁層１ａの片面に埋め込まれた第一の配線導体２ａと、第一の配線導体２ａに通じる貫通孔１２を有し且つ第一の絶縁層１ａの片面に積層される第二の絶縁層１ｂと、一方の端部が第一の配線導体２ａに接して貫通孔１２内に充填された金属粉末８および樹脂を含む導電性材料から成る貫通導体３と、第二の絶縁層１ｂにおける第一の絶縁層１ａと反対側の片面に貫通導体３の他方の端部に接して埋め込まれた第二の配線導体２ｂとから構成される。
【００２８】
そして、貫通導体３は、第一の配線導体２ａに接する一方の端部側に貫通導体３を構成する金属粉末８のうち粒径の小さな金属粉末８ａが偏在している。これにより、接触点の不足が生じやすい配線導体が片面のみに埋入される第二の絶縁層１ｂにおける貫通導体３の金属粉末８のうち、粒径の小さな金属粉末８ａが偏在した側の貫通導体３と、該貫通導体３と接触する第一の配線導体２ａとの間の接触点が多くなり、その結果、該貫通導体３と配線導体２ａとの間の電気抵抗が低くなると共に拡散層が良好に形成される。
【００２９】
金属粉末８のうち粒径の小さな金属粉末８ａは、貫通孔１２内に充填された金属粉末８の最大粒径の半分より小さい粒径の金属粉末であるのが好ましい。具体的には、最大粒径の半分の粒径としては３〜１１μｍ、より好ましくは５〜９μｍであるのがよく、金属粉末８ａが、この範囲内の値より小さい粒径の金属粉末であるのが好ましい。前記粒径が３μｍより小さいと、導体ペーストの粘度が上がり過ぎ、導電ペースト中で金属粉末８同士が凝集塊を形成しやすく、均一に分散しにくくなるとともに、導体ペーストの流動性が悪化して貫通孔１２内に充填することが困難になる。また、１１μｍより大きいと、金属粉末８を高充填できず、金属粉末８間の接触点が少なくなるので好ましくない。従って、金属粉末８の最大粒径の半分より小さい粒径は３〜１１μｍが好ましい。また、金属粉末８は、最小粒径が０．１μｍ程度であり、最大粒径が２２μｍ程度であり、この最小粒径と最大粒径との範囲内に粒度分布を有する金属粉末であるのが好ましい。なお、前記粒径および粒度分布は、粒度分布測定装置で測定して得られる値である。
【００３０】
＜配線基板の製造方法＞
次に、本発明における配線基板の製造方法の一例について、図面を参照して詳細に説明する。図３〜図８は、本発明の配線基板を製造する方法を示す概略図である。これらのうち、図３は、絶縁層に貫通孔を形成し、該貫通孔に導体ペーストを充填する工程を示す概略図であり、図４は、貫通孔に導体ペーストを充填した状態を示す拡大断面図であり、図５は、粒径の小さな金属粉末を偏在させる方法を示す概略図であり、図６は、配線導体を形成する方法を示す概略図であり、図７は、配線導体を絶縁層に埋入する方法を示す概略図であり、図８は、貫通導体が形成され且つ配線導体が埋入された絶縁層を積層体に成形する方法を示す概略図である。なお、図３〜図８においては、前述した図１および図２の構成と同一または同等な部分には同一の符号を付して説明は省略する。
【００３１】
まず、図３（ａ）に示すように、絶縁層１用のプリプレグ１０を用意する。この絶縁層１用のプリプレグ１０は、耐熱性繊維基材に未硬化の熱硬化性樹脂を含浸させたものであり、その上下面にポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の樹脂フィルム１１が貼着されている。
【００３２】
ついで、図３（ｂ）に示すように、プリプレグ１０に樹脂フィルム１１ごとレーザ光により貫通孔１２を穿孔する。このとき、貫通孔１２はレーザ光の入射側の開口径が出射側の開口径よりも大きくなる。
【００３３】
そして、図３（ｃ）に示すように、貫通孔１２の開口径の大きな方から、貫通導体３用の導体ペースト３０を樹脂フィルム１１を印刷マスクとしたスクリーン印刷法により充填する。具体的には、スキージ４５を樹脂フィルム１１の表面に押し付けながら図３（ｃ）に示す方向に移動させ、導体ペースト３０を貫通孔１２に充填する。導体ペースト３０は前記した金属粉末と未硬化の熱硬化性樹脂とを含有している。
【００３４】
図４に示すように、貫通孔１２に充填された導体ペースト３０を構成する金属粉末８は、粒径の小さな金属粉末８ａと粒径の大きな金属粉末８ｂとが略均一に分散している。ここで、配線基板５０のうち、両面に配線導体が埋入される第一の絶縁層１ａ用のプリプレグ１０ａは、図３（ｄ）に示すように、プリプレグ１０ａの両面から樹脂フィルム１１をそれぞれ剥離し、導体ペースト３０が充填されたプリプレグ１０ａを得る。
【００３５】
これに対し、配線導体が片面のみに埋入される第二の絶縁層１ｂ用のプリプレグ１０ｂは、図５（ａ）に示すように、貫通孔１２内に導体ペースト３０が埋め込まれたプリプレグ１０ｂの表面を、導体ペースト３０の表面が拭取られるようにして無塵布１３等により同図に示す矢印の方向に拭取る。この拭取った際には、粒径の大きな金属粉末８ｂが優先的に除去され、粒径の小さな金属粉末８ａが残存する。残存した粒径の小さな金属粉末８ａは、粒径の大きな金属粉末８ｂの間に落ち込んだ状態になる。
【００３６】
そして、図５（ｂ）に示すように、拭取った後の貫通孔１２の表面に導体ペースト３０を追加印刷した後、再度図５（ａ）に示すように、拭取りを行うことを複数回繰り返すことによって、図５（ｃ）に示すように、拭取った側に粒径の小さな金属粉末８ａを選択的に配置することができる。なお、拭取りを行う回数は、小さな金属粉末８ａが選択的に配置される回数であればよく、特に限定されるものではないが、例えば３〜４回程度であるのが好ましい。
【００３７】
次に、図３（ｄ）に示すように、プリプレグ１０ｂの表面から樹脂フィルム１１を剥離し、導体ペースト３０（貫通導体３）の一方の端部側に粒径の小さな金属粉末８ａが選択的に配置された第二の絶縁層１ｂ用のプリプレグ１０ｂを得ることができる。なお、このように導体ペースト３０の一方の端部側に粒径の小さな金属粉末８ａを選択的に配置するための工程を第一の絶縁層１ａ用のプリプレグ１０ａを得る際に適用してもかまわない。
【００３８】
一方、図６（ａ）に示すように、ＰＥＴ等の樹脂から成る転写フィルム２１の表面に銅箔等の金属箔２２を図示しない接着剤を介して剥離可能に接着した転写シート２０を準備する。次に、図６（ｂ）に示すように、金属箔２２の表面に配線導体２に対応したパターンのエッチングレジスト２３を形成する。そして、図６（ｃ）に示すように、エッチングレジスト２３で覆われていない金属箔２２をエッチング除去した後、図６（ｄ）に示すように、エッチングレジスト２３を除去することによって転写フィルム２１の表面に所定パターンの配線導体２を形成する。
【００３９】
ついで、図７（ａ）に示すように、貫通孔１２に導体ペースト３０が充填されたプリプレグ１０と、配線導体２が形成された転写フィルム２１とを位置合わせした後、図７（ｂ）に示すように、上下からプレスして転写フィルム２１上の配線導体２をプリプレグ１０の表面に埋入し、その後、図７（ｃ）に示すように、転写フィルム２１を除去することにより配線導体２をプリプレグ１０に転写する。
【００４０】
ここで、両面に配線導体２が埋入される第一の絶縁層１ａ用のプリプレグ１０ａには、図７に示した工程をプリプレグ１０の両面に対して行い、片面に配線導体２が埋入される第二の絶縁層１ｂ用のプリプレグ１０ｂには、小さな粒径の金属粉末８ａが配置された反対側の面に配線導体２を転写する。配線導体２が転写埋入された側は、大きな粒径の金属粉末８ｂがあっても、配線導体２を埋入する際に配線導体２と貫通導体３とが強く圧接されるので、両者の接続は良好となる。
【００４１】
そして、図８（ａ）に示すように、第一の絶縁層１ａ用のプリプレグ１０ａの片面に、第二の絶縁層１ｂ用のプリプレグ１０ｂを、他面にプリプレグ１０ｂと同様にして調製したプリプレグ１０ｃをそれぞれ位置合わせし、図８（ｂ）に示すように、プリプレグ１０ａ，１０ｂ，１０ｃを上下からプレスしながら加熱し、プリプレグ１０ａ，１０ｂ，１０ｃおよび導体ペースト３０を熱硬化させることにより、複数の絶縁層１と配線導体２とが交互に積層されているとともに、上下の配線導体２が貫通導体３により電気的に接続された積層体（配線基板５０）が得られる。そして、この積層体の上下面にソルダーレジスト層４を披着させることにより、図１に示すような、配線基板５０が得られる。
【００４２】
なお、上記の実施形態では、プリプレグ１０が３枚積層された配線基板５０について説明したが、本発明はこの配線基板５０に限定されるものではなく、用途に応じて任意の枚数のプリプレグ１０が積層された配線基板であっても、好適に適用することができる。また、金属粉末８の粒径を貫通孔１２の片側のみ小さいものとしたが、図５に示した工程を、プリプレグ１０の両面に対して行うことにより、貫通孔１２の両側で金属粉末８の粒径を小さいものとしてもよい。この場合には、貫通導体と、該貫通導体と接触する配線導体との間の接触点がより多くなるので、配線導体と貫通導体との接続信頼性がさらに向上した配線基板が得られる。
【００４３】
＜断面観察＞
上記の製造方法で得られた配線基板の断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて観察した。図９は、上記製造方法で得られた本発明にかかる配線基板の表面付近における貫通導体部分の断面を示す走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）による拡大画像である。
【００４４】
図９に示すように、本発明にかかる配線基板は、配線導体が片面に埋入されている絶縁層における貫通導体の金属粉末のうち、粒径の小さな金属粉末が、前記配線導体が埋入されていない側に偏在しているのがわかる。
【００４５】
図１０は、本発明の他の実施形態にかかる配線基板を示す概略説明図である。図１０に示すように、本発明にかかる配線基板５０をコア基板として使用し、その上に熱硬化性樹脂から成る絶縁層４０とめっき金属から成る配線導体４１とを交互に積層してもよい。なお、図１０においては、前述した図１〜図８の構成と同一または同等な部分には同一の符号を付して説明は省略する。
【符号の説明】
【００４６】
１，４０ 絶縁層
１ａ 第一の絶縁層
１ｂ 第二の絶縁層
２，４１ 配線導体
２ａ 第一の配線導体
２ｂ 第一の配線導体
３ 貫通導体
４ ソルダーレジスト層
５ 半導体素子
６ 半田バンプ
７ 半田ボール
８ 金属粉末
８ａ 粒径の小さな金属粉末
８ｂ 粒径の大きな金属粉末
９ａ 半導体素子接続パッド
９ｂ 外部接続パッド
１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ プリプレグ
１１ 樹脂フィルム
１２ 貫通孔
１３ 無塵布
２０ 転写シート
２１ 転写フィルム
２２ 金属箔
２３ エッチングレジスト
３０ 導体ペースト
４５ スキージ
５０ 配線基板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の絶縁層と、この第一の絶縁層の片面に埋め込まれた金属箔から成る第一の配線導体と、
この第一の配線導体に通じる貫通孔を有し且つ前記第一の絶縁層の片面に積層された第二の絶縁層と、
一方の端部が前記第一の配線導体に接して前記貫通孔内に充填された金属粉末および樹脂を含む導電性材料から成る貫通導体と、
前記第二の絶縁層における前記第一の絶縁層と反対側の片面に前記貫通導体の他方の端部に接して埋め込まれた金属箔から成る第二の配線導体とを具備して成る配線基板であって、
前記貫通孔は、前記第一の配線導体側の開口径が前記第二の配線導体側の開口径よりも大きく、
且つ前記貫通導体は、少なくとも前記第一の配線導体に接する一方の端部側に前記貫通導体を構成する金属粉末のうち粒径の小さな金属粉末が偏在することを特徴とする配線基板。
【請求項２】
前記粒径の小さな金属粉末は、前記貫通孔内に充填された金属粉末の最大粒径の半分より小さい粒径の金属粉末である請求項１記載の配線基板。
【請求項１】
第一の絶縁層と、この第一の絶縁層の片面に埋め込まれた金属箔から成る第一の配線導体と、
この第一の配線導体に通じる貫通孔を有し且つ前記第一の絶縁層の片面に積層された第二の絶縁層と、
一方の端部が前記第一の配線導体に接して前記貫通孔内に充填された金属粉末および樹脂を含む導電性材料から成る貫通導体と、
前記第二の絶縁層における前記第一の絶縁層と反対側の片面に前記貫通導体の他方の端部に接して埋め込まれた金属箔から成る第二の配線導体とを具備して成る配線基板であって、
前記貫通孔は、前記第一の配線導体側の開口径が前記第二の配線導体側の開口径よりも大きく、
且つ前記貫通導体は、少なくとも前記第一の配線導体に接する一方の端部側に前記貫通導体を構成する金属粉末のうち粒径の小さな金属粉末が偏在することを特徴とする配線基板。
【請求項２】
前記粒径の小さな金属粉末は、前記貫通孔内に充填された金属粉末の最大粒径の半分より小さい粒径の金属粉末である請求項１記載の配線基板。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１１−２５４０９８（Ｐ２０１１−２５４０９８Ａ）
【公開日】平成２３年１２月１５日（２０１１．１２．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７５５３６（Ｐ２０１１−１７５５３６）
【出願日】平成２３年８月１１日（２０１１．８．１１）
【分割の表示】特願２００５−１３２５１２（Ｐ２００５−１３２５１２）の分割
【原出願日】平成１７年４月２８日（２００５．４．２８）
【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２３年１２月１５日（２０１１．１２．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月１１日（２０１１．８．１１）
【分割の表示】特願２００５−１３２５１２（Ｐ２００５−１３２５１２）の分割
【原出願日】平成１７年４月２８日（２００５．４．２８）
【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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