(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁樹脂層と、
前記絶縁樹脂層を介して配設され銅箔で形成された複数の配線と、
前記絶縁樹脂層を貫通するように設けられ、前記複数の配線を電気的に接続するとともに、樹脂部分と、銅と錫とビスマスとを含む金属部分とを有するビアホール導体と、を備え、
前記金属部分は、複数の銅微粒子の結合体を含む第１金属領域と、錫、錫−銅合金、錫と銅の金属間化合物の少なくともいずれか一つを主成分とする第２金属領域と、ビスマスを主成分とする第３金属領域とを含み、
前記金属部分中の銅、錫、ビスマスの重量組成比である銅：錫：ビスマスが、三元図において、Ａ（０．３７：０．５６７：０．０６３），Ｂ（０．２２：０．３２７６：０．４５２４），Ｃ（０．７９：０．０９：０．１２），Ｄ（０．８９：０．１０：０．０１）を頂点とする四角形で囲まれる領域にあり、
前記銅箔の前記ビアホール導体に接する表面は、ＩＳＯ  ４２８７−１９９７で定義される粗さ曲線のスキューネスＲｓｋが０以下である粗面であり、
前記複数の銅微粒子の一部は前記粗面との間に面接触部を有し、
前記第２金属領域の少なくとも一部が前記結合体の表面と前記粗面とに形成されている、
配線基板。
【請求項２】
前記銅箔は互いに隣接する複数の結晶粒を有する電解銅箔であり、前記粗面は前記電解銅箔を構成する複数の結晶粒間に形成された有底間隙を有している、
請求項１記載の配線基板。
【請求項３】
前記配線の厚みは５μｍ以上、５０μｍ以下であり、前記配線の線幅は前記配線の厚みの０．５倍以上、５．０倍以下、前記配線間の線間幅は前記配線の厚みの０．５倍以上、５．０倍以下であり、前記ビアホール導体の直径は１０μｍ以上、１００μｍ以下である
請求項１記載の配線基板。
【請求項４】
前記絶縁樹脂層は２層以上の絶縁樹脂層の１つであり、前記配線基板は前記２層以上の絶縁樹脂層と、３つ以上の前記配線とを有する、
請求項１記載の配線基板。
【請求項５】
前記銅箔は電解銅箔であり、前記電解銅箔の表面には、幅０．１μｍ以上、２．０μｍ以下、深さ０．２μｍ以上、２０．０μｍ以下のエッチング溝、粒界エッチング部、枝状粒界エッチング部のいずれか一つ以上が形成されている、
請求項１記載の配線基板。
【請求項６】
前記ビアホール導体は、２０重量％以上、９０重量％以下の銅を含む、
請求項１記載の配線基板。
【請求項７】
請求項１記載の配線基板で構成されたコア基板部と、
前記コア基板部の上にビルドアップ形成されたビルドアップ層部と、を備えた、
ビルドアップ型多層配線基板。
【請求項８】
保護フィルムで被覆されたプリプレグに、前記保護フィルムの外側から穿孔することにより貫通孔を形成するステップと、
前記貫通孔にビアペーストを充填するステップと、
前記貫通孔にビアペーストを充填した後、前記保護フィルムを剥離することにより、前記貫通孔から前記ビアペーストの一部が突出した突出部を形成するステップと、
前記突出部を覆うように、ＩＳＯ  ４２８７−１９９７で定義される粗さ曲線のスキューネスＲｓｋが０以下である粗面を有する銅箔を、前記粗面が前記突出部を覆うように前記プリプレグの表面に配置するステップと、
前記銅箔を前記プリプレグの表面に配置した後、前記銅箔を前記プリプレグの表面に圧着するステップと、
前記銅箔を前記プリプレグの表面に圧着したまま、前記銅箔と前記プリプレグと前記ビアペーストとを加熱するステップと、
前記銅箔をパターニングし配線を形成するステップと、を備え、
前記ビアペーストが複数の銅微粒子と複数の錫−ビスマス系はんだ微粒子と熱硬化性樹脂とを含み、銅：錫：ビスマスで表される銅、錫、ビスマスの重量組成比が三元図において、Ａ（０．３７：０．５６７：０．０６３），Ｂ（０．２２：０．３２７６：０．４５２４），Ｃ（０．７９：０．０９：０．１２），Ｄ（０．８９：０．１０：０．０１）を頂点とする四角形で囲まれる領域にあり、
前記銅箔を前記プリプレグの表面に圧着することで、前記複数の銅微粒子の結合体を形成するとともに、前記複数の銅微粒子の一部と前記銅箔との間に面接触部を形成し、前記銅箔と前記プリプレグと前記ビアペーストとを加熱する際に、前記はんだ微粒子の共晶温度以上の温度で加熱することにより、前記はんだ微粒子を溶融させることで、前記結合体を含む第１金属領域と、錫、錫−銅合金、錫と銅の金属間化合物の少なくともいずれか一つを主成分とし、前記結合体の表面と前記粗面に形成された第２金属領域と、ビスマスを主成分とする第３金属領域とを形成する、
配線基板の製造方法。
【請求項９】
前記プリプレグは、織布または不織布を芯材として有し、前記プリプレグは２枚以上積層された状態で前記貫通孔が形成された、
請求項８記載の配線基板の製造方法。
【請求項１０】
前記銅箔を前記プリプレグの表面に圧着する際に、前記プリプレグに含まれる未硬化樹脂層を硬化可能な温度以上、前記はんだ微粒子の融点未満の温度に前記プリプレグを加熱する、
請求項８記載の配線基板の製造方法。
【請求項１１】
前記銅箔と前記プリプレグと前記ビアペーストとを加熱する際に、前記はんだ微粒子の共晶温度以上、共晶温度＋１０℃以下の温度の範囲で前記はんだ微粒子の一部分を溶融させ、
引き続き、さらに共晶温度＋２０℃の温度以上、３００℃以下の温度で加熱する、
請求項８記載の配線基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶縁樹脂層を介して配された複数の配線同士がビアホール導体で層間接続されている配線基板とその製造方法に関する。詳しくは、配線のファインパターン化、ビアの小径化を実現するための低抵抗なビアホール導体の接続信頼性の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
絶縁樹脂層を介して配された配線同士を層間接続して得られる多層配線基板が知られている。このような層間接続の方法として、絶縁樹脂層に形成された孔に導電性ペーストを充填して形成されるようなビアホール導体が知られている。また、導電性ペーストの代わりに、銅（Ｃｕ）を含有する金属粒子を充填し、これらの金属粒子同士を金属間化合物で固定したビアホール導体も知られている。【０００３】
具体的には、例えば、特許文献１は、ＣｕＳｎ化合物のマトリクス中に複数の銅微粒子からなるドメインが点在したマトリクスドメイン構造を有するビアホール導体を開示している。【０００４】
また、特許文献２は、ビアホール導体の形成に用いられる焼結性組成物として、Ｃｕを含む高融点粒子相材料と錫（Ｓｎ）または錫合金等の金属から選ばれる低融点材料とを含む組成物を開示している。このような組成物は、液相または過渡的（ｔｒａｎｓｉｅｎｔ）液相の存在下で焼結される。【０００５】
また、特許文献３は、銅微粒子の外周に固相温度２５０℃以上の合金層を形成させたビアホール導体用材料を開示している。このような合金層は、錫−ビスマス（Ｂｉ）系金属粒子と銅微粒子とを含む導電性ペーストを錫−ビスマス系金属粒子の融点以上の温度で加熱することにより形成される。このようなビアホール導体用材料では、固相温度２５０℃以上の合金層同士の接合により層間接続が行われる。そのため、ヒートサイクル試験や耐リフロー試験でも合金層が溶融しない。したがって接続信頼性が高いと期待されている。【０００６】
また、特許文献４には、電解銅箔の表面をエッチングすることで表面粗さＲｚを０．５〜１０μｍにした粗化処理銅箔を用いた積層回路基板を開示し、この積層回路基板に低融点金属を含む導電性ペーストを用いることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−４９４６０号公報
【特許文献２】特開平１０−７９３３号公報
【特許文献３】特開２００２−９４２４２号公報
【特許文献４】特開２００６−２６９７０６号公報
【発明の概要】
【０００８】
本発明は、高い接続信頼性を有する低抵抗のビアホール導体により層間接続された、Ｐｂフリーのニーズに対応することができる多層配線基板である。さらに、多層配線基板における配線とビアホール導体との接続抵抗を低減し、接続強度を向上させることで、配線をファインパターン化し、ビアホール導体を小径化するとともに、高い接続信頼性を有する配線基板である。
【０００９】
本発明の配線基板は、絶縁樹脂層と、複数の配線と、ビアホール導体とを有する。配線は絶縁樹脂層を介して配設され粗化銅箔で形成されている。ビアホール導体は絶縁樹脂層を貫通するように設けられ、複数の配線を電気的に接続している。ビアホール導体は樹脂部分と、銅と錫とビスマスとを含む金属部分とを有する。金属部分は、複数の銅微粒子の結合体を含む第１金属領域と、錫、錫−銅合金、錫と銅の金属間化合物の少なくともいずれか一つを主成分とする第２金属領域と、ビスマスを主成分とする第３金属領域とを含む。金属部分中の銅、錫、ビスマスの重量組成比（Ｃｕ：Ｓｎ：Ｂｉ）は、三元図において、Ａ（０．３７：０．５６７：０．０６３），Ｂ（０．２２：０．３２７６：０．４５２４），Ｃ（０．７９：０．０９：０．１２），Ｄ（０．８９：０．１０：０．０１）を頂点とする四角形で囲まれる領域にある。銅箔のビアホール導体に接する表面は、ＩＳＯ  ４２８７−１９９７で定義される粗さ曲線のスキューネスＲｓｋが０以下である粗面である。そして複数の銅微粒子の一部はこの粗面との間に面接触部を有する。第２金属領域の少なくとも一部が銅微粒子の結合体の表面と銅箔の粗面に形成されている。
【００１０】
また本発明による配線基板の製造方法では、まず保護フィルムで被覆されたプリプレグに、保護フィルムの外側から穿孔することにより貫通孔を形成する。次に貫通孔にビアペーストを充填する。貫通孔にビアペーストを充填した後、保護フィルムを剥離することにより、貫通孔からビアペーストの一部が突出した突出部を表出させる。次にこの突出部を覆うように、ＩＳＯ  ４２８７−１９９７で定義される粗さ曲線のスキューネスＲｓｋが０以下である粗面を有する銅箔を、粗面が突出部を覆うようにプリプレグの表面に配置する。銅箔をプリプレグの表面に配置した後、銅箔をプリプレグの表面に圧着する。そして銅箔を前記プリプレグの表面に圧着したまま、銅箔とプリプレグとビアペーストとを加熱する。次に銅箔をパターニングし配線を形成する。ビアペーストは複数の銅微粒子と複数の錫−ビスマス系はんだ微粒子と熱硬化性樹脂とを含む。銅：錫：ビスマスで表される銅、錫、ビスマスの重量組成比は三元図において、Ａ（０．３７：０．５６７：０．０６３），Ｂ（０．２２：０．３２７６：０．４５２４），Ｃ（０．７９：０．０９：０．１２），Ｄ（０．８９：０．１０：０．０１）を頂点とする四角形で囲まれる領域にある。銅箔をプリプレグの表面に圧着することにより、複数の銅微粒子の結合体が形成されるとともに、複数の銅微粒子の一部と銅箔との間に面接触部が形成される。また銅箔とプリプレグとビアペーストとを加熱する際に、はんだ微粒子の共晶温度以上の温度で加熱することにより、はんだ微粒子を溶融させる。これにより、上記結合体を含む第１金属領域と、錫、錫−銅合金、錫と銅の金属間化合物の少なくともいずれか一つを主成分とし、結合体の表面と粗面に形成された第２金属領域と、ビスマスを主成分とする第３金属領域とを形成する。
【００１１】
本発明によれば、配線基板のビアホール導体に含有される銅微粒子同士が互いに面接触して結合体を形成し、さらに銅微粒子と配線を形成する銅箔の粗面とが面接触している。この構造によって低抵抗の導通路を形成され、抵抗値の低い層間接続を実現することができる。また、銅微粒子同士の結合体の表面と銅箔の粗面に銅微粒子よりも硬い第２金属領域を有することにより、結合体および銅微粒子と銅箔の結合が補強されている。これにより、電気的接続の信頼性が高められている。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１Ａ】図１Ａは、本発明に係る実施の形態の多層配線基板の模式断面図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、図１Ａに示す多層配線基板のビアホール導体付近の拡大模式断面図である。
【図２】図２は、図１Ｂに示すビアホール導体における多数の銅微粒子からなる第１金属領域において、銅微粒子同士が面接触することにより形成された一つの結合体が形成する導通路を説明する図である。
【図３Ａ】図３Ａは図１Ａに示す多層配線基板の製造方法の一例を説明するための断面図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは図３Ａに続く、多層配線基板の製造方法の一例を説明するための断面図である。
【図３Ｃ】図３Ｃは図３Ｂに続く、多層配線基板の製造方法の一例を説明するための断面図である。
【図３Ｄ】図３Ｄは図３Ｃに続く、多層配線基板の製造方法の一例を説明するための断面図である。
【図４Ａ】図４Ａは図３Ｄに続く、多層配線基板の製造方法の一例を説明するための断面図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは図４Ａに続く、多層配線基板の製造方法の一例を説明するための断面図である。
【図４Ｃ】図４Ｃは図４Ｂに続く、多層配線基板の製造方法の一例を説明するための断面図である。
【図５Ａ】図５Ａは図４Ｃに続く、多層配線基板の製造方法の一例を説明するための断面図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは図５Ａに続く、多層配線基板の製造方法の一例を説明するための断面図である。
【図５Ｃ】図５Ｃは図５Ｂに続く、多層配線基板の製造方法の一例を説明するための断面図である。
【図６】図６は本発明の実施の形態におけるビアホール導体（ビアペースト）に含まれる金属部分の、Ｃｕ、Ｓｎ及びＢｉの組成を示す三元図である。
【図７Ａ】図７Ａは本発明の実施の形態における、プリプレグの貫通孔に充填されたビアペーストを圧縮するときの様子を説明するための圧縮前の断面模式図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは本発明の実施の形態における、プリプレグの貫通孔に充填されたビアペーストを圧縮するときの様子を説明するための圧縮後の断面模式図である。
【図８Ａ】図８Ａは、本発明の実施の形態における一例である多層配線基板のビア導体の断面の電子顕微鏡（ＳＥＭ）観察像を示す図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、図８Ａの模式図である。
【図９Ａ】図９Ａは、図８Ａの拡大図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、図９Ａの模式図である。
【図１０Ａ】図１０Ａは、本発明の実施の形態における一例である多層配線基板に用いる銅箔のエッチング面のＳＥＭ観察像を示す図である。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、図１０Ａの拡大図である。
【図１１Ａ】図１１Ａは、本発明の実施の形態における一例である多層配線基板に用いる銅箔のエッチング面のＳＥＭ観察像を示す図である。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、図１１Ａの拡大図である。
【図１２Ａ】図１２Ａは、本発明の実施の形態における一例である多層配線基板に用いる銅箔のエッチング面のＳＥＭ観察像を示す図である。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、図１２Ａの拡大図である。
【図１３Ａ】図１３Ａは、市販の銅箔のＳＥＭ観察像を示す図である。
【図１３Ｂ】図１３Ｂは、図１３Ａに示す市販の銅箔の断面模式図である。
【図１４】図１４は本発明の実施の形態における、銅箔とビアホール導体との接続構造を説明する断面模式図である。
【図１５Ａ】図１５Ａは、市販の銅箔のレーザー顕微鏡観察像を示す図である。
【図１５Ｂ】図１５Ｂは、市販の銅箔の表面粗さを示す図である。
【図１６Ａ】図１６Ａは、本発明の実施の形態における、銅箔のエッチング面のレーザー顕微鏡観察像を示す図である。
【図１６Ｂ】図１６Ｂは、本発明の実施の形態における、銅箔のエッチング面の表面粗さを示す図である。
【図１７Ａ】図１７Ａはスキューネスの説明図である。
【図１７Ｂ】図１７Ｂはスキューネスの説明図である。
【図１８Ａ】図１８Ａはスキューネスが０以下である粗化銅箔を用いることで、ファインパターンがエッチングによって形成される様子を説明する断面図である。
【図１８Ｂ】図１８Ｂは図１８Ａに続くステップにおける断面図である。
【図１８Ｃ】図１８Ｃは図１８Ｂに続くステップにおける断面図である。
【図１９】図１９は、本発明の実施の形態における、粗さ曲線のスキューネスＲｓｋが０以下であるエッチング面である電解銅箔の表面に、ビアペーストの突出部を圧接する前の様子を説明する断面図である。
【図２０】図２０は、図１９に示す電解銅箔の表面に、ビアペーストの突出部を圧接した後の様子を説明する断面図である。
【図２１】図２１は従来の粗化銅箔の表面に、ビアペーストの突起部を圧接する前の様子を説明する断面図である。
【図２２】図２２は図２１に示す粗化銅箔の表面に、ビアペーストの突起部を圧接させた後の様子を説明する断面図である。
【図２３Ａ】図２３Ａは、本発明の実施の形態におけるビルドアップ型の多層配線基板の模式断面図である。
【図２３Ｂ】図２３Ｂは、図２３Ａに示すビルドアップ型の多層配線基板の他の模式断面図である。
【図２４Ａ】図２４Ａは、図２３Ａに示す多層配線基板の製造方法の一例を説明するための断面図である。
【図２４Ｂ】図２４Ｂは図２４Ａに続く、多層配線基板の製造方法の一例を説明するための断面図である。
【図２４Ｃ】図２４Ｃは図２４Ｂに続く、多層配線基板の製造方法の一例を説明するための断面図である。
【図２５】図２５は従来の多層配線基板におけるビア導体の断面を説明するための模式断面図である。
【図２６Ａ】図２６Ａは絶縁層上に形成された従来の粗化箔のエッチング前の模式断面図である。
【図２６Ｂ】図２６Ｂは図２６Ａに示す粗化箔のエッチング後の模式断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の実施の形態の説明に先立ち、従来の技術における課題として、まず特許文献１に開示されたビアホール導体について図２５を参照して詳しく説明する。図２５は、特許文献１に開示された多層配線基板のビアホール部分の模式断面図である。
【００１４】
この多層配線基板の表面に形成された配線１にはビアホール導体２が接している。ビアホール導体２は、金属間化合物であるＣｕ３Ｓｎ、Ｃｕ６Ｓｎ５を含むマトリクス４と、マトリクス４中にドメインとして点在する銅含有粒子３を含む。ビアホール導体２においては、Ｓｎ／（Ｃｕ＋Ｓｎ）で表される重量比が０．２５〜０．７５の範囲にある。このような重量比により、マトリクスドメイン構造が形成されている。しかしながら、ビアホール導体２においては、熱衝撃試験においてボイドやクラックなどの欠陥５が発生しやすい。
【００１５】
欠陥５は、例えば熱衝撃試験やリフロー処理においてビアホール導体２が熱を受けた場合に、Ｓｎ−Ｂｉ系金属粒子にＣｕが拡散してＣｕ３Ｓｎ、Ｃｕ６Ｓｎ５等のＣｕＳｎ化合物を生成することに起因して生じる。またＣｕとＳｎとの界面に形成されたＣｕ−Ｓｎの拡散接合部にはＣｕとＳｎとの金属間化合物であるＣｕ３Ｓｎが含有されている。このＣｕ３Ｓｎが各種信頼性試験の際の加熱により、Ｃｕ６Ｓｎ５に変化する。この変化により、ビアホール導体２に内部応力が発生してボイドが生じると考えられる。
【００１６】
また、特許文献２に開示された焼結性組成物は、例えば、プリプレグをラミネートするための加熱プレス時において発生する、過渡的液相の存在下または不存在下で焼結される組成物である。このような焼結性組成物は、Ｃｕ、Ｓｎ、およびＰｂを含む。そして、加熱プレス時の温度は１８０℃から３２５℃と高い温度になる。そのため、ガラス繊維にエポキシ樹脂を含浸させて形成された一般的な絶縁樹脂層（ガラスエポキシ樹脂層）に使用することは困難である。また市場から求められている、Ｐｂフリー化に対応することも困難である。
【００１７】
また、特許文献３に開示されたビアホール導体用材料においては、銅微粒子の表層に形成される合金層の抵抗値が高い。そのために、銅微粒子や銀微粒子等を含有する一般的な導電性ペーストのように銅微粒子間や銀微粒子間の接触のみで得られる接続抵抗値と比較して高抵抗値になる。
【００１８】
また特許文献４に開示された積層回路基板の製造方法では、配線をエッチング法によってファインパターン化する際、銅箔表面に形成された突起物の一部が、エッチングで除去しきれない場合がある。この点に関して、図２６Ａ、図２６Ｂを参照しながら説明する。図２６Ａ、図２６Ｂは、絶縁層上に形成された従来粗化箔のパターニング時に発生する課題を説明するための断面図である。図２６Ａはパターニング前、図２６Ｂはパターニング後の状態を示している。
【００１９】
図２６Ａにおいて、従来粗化箔６が、絶縁層７側にメッキ等で形成された突起物面８を密着させるようにして、固定されている。
【００２０】
図２６Ｂにおいて、従来粗化箔６がレジストやエッチング液（共に図示していない）を用いて、パターニングされて配線１が形成される。アンカー残り９とは、従来粗化箔６の表面に形成された突起物面８を構成する突起部の一部が、プリプレグの硬化物である絶縁層７の中に深く食い込んだものである。プリプレグは、例えば、ガラス繊維にエポキシ樹脂を含浸させて形成され、市販されている。そのためアンカー残り９をエッチングで除去しようとしても、アンカー残り９の近傍では、エッチング液が循環しにくいため、配線１の側面に比べてエッチングされにくい。エッチング時間を長くすると、アンカー残り９が除去されるより早く、配線１の側面のエッチングが進んでしまい、配線１のファインパターン化に影響を与える可能性がある。
【００２１】
次に、図１Ａ、図１Ｂを参照しながら本発明の実施の形態による多層配線基板について説明する。図１Ａは、本発明の実施の形態による多層配線基板１１０の模式断面図である。図１Ｂは、図１Ａに示す多層配線基板１１０におけるビアホール導体１４０付近の拡大模式断面図である。
【００２２】
図１Ａに示すように、多層配線基板１１０は、銅箔等から形成された複数の配線１２０と、絶縁樹脂層１３０と、ビアホール導体１４０とを有する。複数の配線１２０のうちの２つは絶縁樹脂層１３０を挟んでいる。すなわち、２つの配線１２０は絶縁樹脂層１３０を介して対向している。ビアホール導体１４０は絶縁樹脂層１３０を貫通し、この２つの配線１２０を電気的に接続している。図１Ａでは、複数の配線１２０が絶縁樹脂層１３０に三次元的に形成されている。
【００２３】
図１Ｂに示すように、ビアホール導体１４０は、金属部分２３０と樹脂部分２４０とを含む。金属部分２３０は、第１金属領域２００と、第２金属領域２１０と、第３金属領域２２０とを有する。第１金属領域２００は多数の銅微粒子１８０から形成されている。第２金属領域２１０は、錫、錫−銅合金、及び錫−銅金属間化合物からなる群から選ばれる少なくとも１種の金属を主成分として含んでいる。第３金属領域２２０はＢｉを主成分として含んでいる。
【００２４】
第１金属領域２００において、複数の銅微粒子１８０のうちの少なくとも一部は、それらが互いに直接面接触した面接触部１９０Ａを介して接触結合されている。その結果、銅微粒子１８０の結合体１９５が形成されている。そして、結合体１９５が、絶縁樹脂層１３０によって絶縁された複数の配線１２０間を電気的に接続する低抵抗の導通路として機能する。
【００２５】
なお、粗化銅箔１５０をパターニングして配線１２０が形成されている。すなわち、銅箔の、ビアホール導体１４０側の表面を予めエッチング処理し、粗化して粗化銅箔１５０として用いる。粗化銅箔１５０の、ビアホール導体１４０側の表面には溝部１７０が形成されている。より詳細には、粗化銅箔１５０のビアホール導体１４０側の表面はエッチングされ、ＩＳＯ  ４２８７−１９９７で定義される粗さ曲線のスキューネス（Ｒｓｋ）が０以下である。なおＪＩＳ  Ｂ０６０１が、ＩＳＯ  ４２８７に対応しているので、ＩＳＯ  ４２８７−１９９７で定義される粗さ曲線のＲｓｋを、ＪＩＳ  Ｂ０６０１−２００１で定義される粗さ曲線のＲｓｋとしても良い。Ｒｓｋの定義およびＲｓｋを０以下とする意義については後述する。
【００２６】
銅微粒子１８０の平均粒径は０．１μｍ以上、２０μｍ以下、さらには、１μｍ以上、１０μｍの範囲であることが好ましい。銅微粒子１８０の平均粒径が小さすぎる場合には、ビアホール導体１４０中において、接触点が多くなるため導通抵抗が大きくなる傾向がある。また、このような粒径の粒子は高価である傾向がある。一方、銅微粒子１８０の平均粒径が大きすぎる場合には、直径１００〜１５０μｍのように小径のビアホール導体１４０を形成する場合に、充填率を高めにくくなる傾向がある。
【００２７】
銅微粒子１８０の純度は、９０質量％以上、さらには９９質量％以上であることが好ましい。銅微粒子１８０はその銅純度が高いほどより柔らかくなる。そのために後述する加圧時に押し潰されやすくなる。その結果、銅微粒子１８０同士が接触する際に銅微粒子１８０が容易に変形し、銅微粒子１８０同士の接触面積が大きくなる。また、純度が高い場合には、銅微粒子１８０の抵抗値がより低くなる点からも好ましい。
【００２８】
銅微粒子１８０同士の面接触とは銅微粒子１８０同士が触れる程度に接触しているのではない。加圧圧縮されて塑性変形するまで銅微粒子１８０が変形し、その結果として銅微粒子１８０同士の間の接点が広がって、隣接する銅微粒子１８０同士が面で接触している状態をいう。このように、銅微粒子１８０同士が互いに塑性変形するまで変形させ、密着させることで、圧縮応力を開放した後も、銅微粒子１８０間の面接触部１９０Ａが保持される。なお、面接触部１９０Ａは、形成された多層配線基板を樹脂埋めした後、ビアホール導体１４０の断面を研磨（必要に応じてＦＯＣＵＳＥＤ  ＩＯＮ  ＢＥＡＭ等の微細加工も使って）して作製した試料を、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて観察することにより確認できる。また銅微粒子１８０の平均粒径も同様の方法で測定できる。
【００２９】
なお、銅微粒子１８０同士の面接触部１９０Ａの存在を確認するには、多額の解析費用が発生する可能性が考えられる。そのため、存在そのものを確認せずとも、銅微粒子１８０同士が加圧され、変形している場合であれば、銅微粒子１８０同士の面接触部１９０Ａが実質的に存在していると定義することができる。
【００３０】
銅微粒子１８０間に面接触部１９０Ａが形成されている以外に、粗化銅箔１５０（配線１２０）の粗面と、銅微粒子１８０との接触部分にも面接触部１９０Ｂが形成されている。図１Ｂに示すように、粗化銅箔１５０と銅微粒子１８０との接触部分に、面接触部１９０Ｂを形成することで、粗化銅箔１５０とビアホール導体１４０との間の接続抵抗を低減できる。
【００３１】
さらに、第２金属領域２１０と、粗化銅箔１５０（配線１２０）とを面接触させることで、これらの界面部分の接続強度を高められる。
【００３２】
さらに図１Ｂに示すように、粗化銅箔１５０（配線１２０）の表面にも、第２金属領域２１０の少なくとも一部が形成されている。より詳細には、面接触部１９０Ｂを跨ぐように粗化銅箔１５０の粗面と銅微粒子１８０の表面に第２金属領域２１０が形成されている。この構成により、粗化銅箔１５０とビアホール導体１４０との接続安定性が高まる。すなわち接続抵抗が低下したり、接続強度が向上したりする。
【００３３】
粗化銅箔１５０（配線１２０）の表面にエッチングによって溝部１７０を形成することが好ましい。溝部１７０を設けることで、ビアホール導体１４０中に含まれる樹脂部分２４０を溝部１７０に収容できる。この結果、粗化銅箔１５０と、ビアホール導体１４０との接続時に、粗化銅箔１５０と、ビアホール導体１４０との間に、樹脂部分２４０が残ったり、広がったりすることを抑制できる。
【００３４】
多数の銅微粒子１８０は互いに面接触することにより、粗化銅箔１５０（配線１２０）間に低抵抗の導通路が形成される。このように多数の銅微粒子１８０を面接触させることにより、粗化銅箔１５０の接続抵抗を低くすることができる。
【００３５】
また、ビアホール導体１４０においては多数の銅微粒子１８０が整然と整列することなく、図１Ｂに示すようにランダムに接触することにより、複雑なネットワークを有するように低抵抗の結合体１９５が形成されていることが好ましい。結合体１９５がこのようなネットワークを形成することにより電気的接続の信頼性を高めることができる。また、銅微粒子１８０同士が面接触する位置もランダムであることが好ましい。ランダムな位置で銅微粒子１８０同士を面接触させることにより、熱を受けたときにビアホール導体１４０の内部で発生する応力や、外部から付与される外力をその変形により分散させることができる。
【００３６】
ビアホール導体１４０中に含有される銅微粒子１８０の重量割合は、２０重量％以上、９０重量％以下、さらには、４０重量％以上、７０重量％以下であることが好ましい。銅微粒子１８０の重量割合が低すぎる場合には、導通路としての結合体１９５の電気的接続の信頼性が低下する傾向がある。銅微粒子１８０の重量割合が高すぎる場合には、抵抗値が信頼性試験で変動しやすくなる傾向がある。
【００３７】
図１Ｂに示すように、第２金属領域２１０の少なくとも一部は第１金属領域２００の面接触部１９０Ａを除く表面に接触するように形成されている。このように第２金属領域２１０が第１金属領域２００の面接触部１９０Ａを除く表面に形成されることにより、第１金属領域２００が補強される。また、第２金属領域２１０の少なくとも一部は、面接触部１９０Ａの周囲を被覆し、面接触部１９０Ａを跨ぐように第１金属領域２００を覆っていることが好ましい。この構成により、面接触部１９０Ａの接触状態がより補強される。
【００３８】
第２金属領域２１０は、錫、錫−銅合金、及び錫−銅金属間化合物からなる群から選ばれる少なくとも１種の金属を主成分として含有する。具体的には、例えば、Ｓｎ単体、Ｃｕ６Ｓｎ５、Ｃｕ３Ｓｎ等を含む金属を主成分として含む。また、残余の成分としては、ＢｉやＣｕ等の他の金属元素を、本発明の効果を損なわない範囲で含んでもよい。具体的には、例えば、１０質量％以下の範囲で含んでもよい。
【００３９】
また図１Ｂに示すように、第３金属領域２２０が、銅微粒子１８０とは接触せず、第２金属領域２１０と接触するように存在していることが好ましい。ビアホール導体１４０において、第３金属領域２２０を銅微粒子１８０と接しないように存在させた場合には、第３金属領域２２０は第１金属領域２００の導電性を低下させない。またＢｉを主成分として含有する第３金属領域２２０の抵抗率は比較的高いため、第３金属領域２２０の割合はできるだけ少ない方が好ましい。
【００４０】
第３金属領域２２０は、Ｂｉを主成分として含有するが、残余の成分として、ＢｉとＳｎとの合金または金属間化合物等を、本発明の効果を損なわない範囲で含んでもよい。具体的には、例えば、２０質量％以下の範囲で含んでもよい。
【００４１】
なお、第２金属領域２１０と第３金属領域２２０とは互いに接しているために、通常、何れもＢｉ及びＳｎの両方を含む。この場合、第２金属領域２１０は第３金属領域２２０よりもＳｎの濃度が高く、第３金属領域２２０は第２金属領域２１０よりもＢｉの濃度が高い。また、第２金属領域２１０と第３金属領域２２０との界面は、明確であるよりも、不明確であるほうが好ましい。界面が不明確である場合には、熱衝撃試験等の加熱条件においても界面に応力が集中することを抑制することができる。
【００４２】
以上のようにビアホール導体１４０を構成する金属部分２３０は、銅微粒子１８０で構成された第１金属領域２００、錫、錫−銅合金、及び錫−銅金属間化合物からなる群から選ばれる少なくとも１種の金属を主成分とする第２金属領域２１０、及びビスマス（Ｂｉ）を主成分とする第３金属領域２２０とを含む。
【００４３】
そして、金属部分２３０の組成は、後述する図６に示すようなＣｕ、Ｓｎ及びＢｉの重量組成比（Ｃｕ：Ｓｎ：Ｂｉ）を示す三元図において、Ａ（０．３７：０．５６７：０．０６３），Ｂ（０．２２：０．３２７６：０．４５２４），Ｃ（０．７９：０．０９：０．１２），Ｄ（０．８９：０．１０：０．０１）を頂点とする四角形で囲まれる領域に含まれる組成である。金属部分２３０の組成がこのような範囲である場合には、ビアホール導体１４０の抵抗値が低く、熱履歴による信頼性が高くなる。
【００４４】
なお、上記範囲に対して、Ｓｎに対するＢｉの割合が高すぎる場合にはビアホール導体１４０の形成時に第３金属領域２２０の割合が増えて抵抗値が高くなる。また、第３金属領域２２０の点在状態によって熱履歴による接続信頼性が低下する。一方、Ｓｎに対するＢｉの割合が低すぎる場合にはビアホール導体１４０の形成時に高い温度ではんだ成分を溶融する必要がある。また、銅微粒子１８０に対するＳｎの割合が高すぎる場合には、銅微粒子１８０同士が充分に面接触しなかったり、銅微粒子１８０同士の接触面に抵抗値が高いＳｎ−Ｃｕの化合物層等が形成されやすくなったりする。銅微粒子１８０に対するＳｎの割合が低すぎる場合には結合体１９５の表面に接触する第２金属領域２１０が少なくなるために、熱履歴に対する信頼性が低下する。
【００４５】
一方、ビアホール導体１４０を構成する樹脂部分２４０は、硬化性樹脂の硬化物である。硬化性樹脂は特に限定されないが、具体的には、例えば、耐熱性に優れ、また、線膨張率が低い点からエポキシ樹脂の硬化物がとくに好ましい。
【００４６】
ビアホール導体１４０中の樹脂部分２４０の重量割合は、０．１重量％以上、５０重量％以下、さらには、０．５重量％以上、４０重量％以下であることが好ましい。樹脂部分２４０の重量割合が高すぎる場合には、抵抗値が高くなる傾向があり、低すぎる場合には、製造時に導電性ペーストの調製が困難になる傾向がある。
【００４７】
なお、ビアホール導体１４０中の樹脂部分２４０は、第１金属領域２００と第２金属領域２１０の間の隙間や、第１金属領域２００または第２金属領域２１０と第３金属領域２２０との間の隙間をマトリックス状、あるいは網目状に埋める三次元形状と有することが望ましい。このように樹脂部分２４０の形状を三次元的な網目構造とすることで、ビア抵抗を小さく抑えられる。
【００４８】
次に、多層配線基板１１０におけるビアホール導体１４０の作用について、図２を参照して模式的に説明する。図２は、銅微粒子１８０同士が面接触することにより形成された結合体１９５が形成する導通路に着目して説明する図である。便宜上、樹脂部分２４０等は表示していない。さらに、仮想のバネ２５０はビアホール導体１４０の作用を説明するために便宜上示されている。
【００４９】
図２に示すように、多数の銅微粒子１８０同士が互いにランダムに面接触することにより形成された結合体１９５は、複数の配線１２０（粗化銅箔１５０）間に電気的な導通路２７０を形成する。結合体１９５は、例えば、複数の銅微粒子１８０同士が、面接触部１９０Ａを介して結合されて形成された第１金属領域２００である。
【００５０】
さらに、配線１２０（粗化銅箔１５０）と、銅微粒子１８０（第１金属領域２００）との間に面接触部１９０Ｂを形成することは有用である。さらに第２金属領域２１０と、配線１２０（粗化銅箔１５０）とが、互いに面接触することも有用である。すなわち、配線１２０と、ビアペースト中のはんだ粉とが反応して形成された金属化合物を介して第２金属領域２１０と、配線１２０とを一体化することも有用である。
【００５１】
多層配線基板１１０に内部応力が発生した場合、多層配線基板１１０の内部には矢印２６０に示すように外向きに力が掛かる。このような内部応力は、例えば、はんだリフロー時や熱衝撃試験の際に、各要素を構成する材料の熱膨張係数の違いによって発生する。
【００５２】
このような外向きの力は、柔軟性の高い銅微粒子１８０が変形したり、結合体１９５あるいは第１金属領域２００が弾性変形したり、銅微粒子１８０同士の面接触位置が多少ずれたりすることにより緩和される。第２金属領域２１０は銅微粒子１８０よりも硬いために、第２金属領域２１０は結合体１９５の変形、特に面接触部１９０Ａの変形に抵抗しようとする。従って、面接触部１９０Ａが変形に無制限に追従しようとした場合には、第２金属領域２１０がある程度の範囲で変形を規制する。そのため、結合体１９５は、面接触部１９０Ａが離間するほどは変形しない。
【００５３】
結合体１９５（あるいは第１金属領域２００）をバネに喩えた場合、結合体１９５にある程度の力が掛かった場合には、ある程度まではバネが伸び、変形に追従する。しかしながら、さらに変形が大きくなりそうな場合には、硬い第２金属領域２１０により結合体１９５の変形が規制される。そして多層配線基板１１０に、矢印２６０に示すような内向きの力が掛かった場合にも同様の作用を奏する。このように、あたかも、バネ２５０のように、外力及び内力のいずれの方向の力に対しても、結合体１９５の変形が規制されることにより、電気的接続の信頼性を確保することができる。
【００５４】
以上のように、ビアホール導体１４０は、金属部分２３０と樹脂部分２４０とを有する。金属部分２３０は、銅（Ｃｕ）と錫（Ｓｎ）とビスマス（Ｂｉ）とを含む。金属部分２３０は第１金属領域２００と、第２金属領域２１０と、第３金属領域２２０とを含む。第１金属領域２００は、複数の銅微粒子１８０が互いに面接触して配線１２０同士を電気的に接続する銅微粒子１８０の結合体１９５を含む。第２金属領域２１０は錫、錫−銅合金または錫と銅の金属間化合物のいずれか一つ以上を主成分として含む。第３金属領域２２０はＢｉを主成分として含む。このように銅微粒子１８０が互いに面接触することは有用であるが、面接触に限定する必要は無い。また銅微粒子１８０が互いに面接触であることを確かめる必要も無い。銅微粒子１８０同士の面接触の有無を物理的に確認するには、多額の費用が発生する場合がある。そのため電気的評価によって、抵抗値が低ければ、たとえ個々の面接触部１９０Ａが発見できなくても、実質的に銅微粒子１８０同士が面接触していると推察することができる。さらに銅微粒子１８０同士の面接触は、三次元的に発生するため、個々の面接触部１９０Ａを特定する必要はない。
【００５５】
さらに第２金属領域２１０の少なくとも一部が結合体１９５の面接触部１９０Ａを除く表面に接触している。金属部分２３０中のＣｕ、Ｓｎ及びＢｉの重量組成比（Ｃｕ：Ｓｎ：Ｂｉ）が、三元図において、Ａ（０．３７：０．５６７：０．０６３），Ｂ（０．２２：０．３２７６：０．４５２４），Ｃ（０．７９：０．０９：０．１２），Ｄ（０．８９：０．１０：０．０１）を頂点とする四角形で囲まれる領域にある。配線１２０は銅箔であり、この銅箔のビアホール導体１４０に接する表面は、予めエッチングによって粗化されている。第２金属領域２１０は、銅箔の表面にも形成されている。
【００５６】
次に、図３Ａ〜図５Ｃを参照しながら多層配線基板１１０の製造方法の一例を説明する。はじめに、図３Ａに示すように、プリプレグ２８０の両面に保護フィルム２９０を貼り合わせる。プリプレグ２８０としては、例えば、半硬化状態のエポキシ樹脂を、ガラス繊維やエポキシ繊維で形成された芯材に含浸させた市販品、あるいはポリイミドフィルム等の耐熱性樹脂シートの両面に未硬化樹脂層が積層された積層体である樹脂シート等を特に限定なく用いることができる。すなわち、従来から配線基板の製造に用いられている絶縁材料を適用できる。なお配線基板の製造に用いられる耐熱性樹脂シートもプリプレグ２８０の一形態である。
【００５７】
耐熱性樹脂シートとしては、はんだ付けの温度に耐える樹脂シートであれば特に限定なく用いることができる。その具体例としては、例えば、ポリイミドフィルム、液晶ポリマーフィルム、ポリエーテルエーテルケトンフィルム等が挙げられる。これらの中では、ポリイミドフィルムがとくに好ましい。耐熱性樹脂シートの厚みは１μｍ以上、１００μｍ以下、さらには、３μｍ以上、７５μｍ以下、とくには７．５μｍ以上、６０μｍ以下であることが好ましい。
【００５８】
未硬化樹脂層としては、エポキシ樹脂等の未硬化の接着層が挙げられる。また、未硬化樹脂層の片面あたりの厚みとしては、１μｍ以上、３０μｍ以下、さらには５μｍ以上、１０μｍ以下であることが、多層配線基板１１０の薄肉化に寄与する点で好ましい。
【００５９】
保護フィルム２９０としては、各種樹脂フィルムが用いられる。その具体例としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等の樹脂フィルムが挙げられる。樹脂フィルムの厚みとしては０．５μｍ以上、５０μｍ以下、さらには、１μｍ以上、３０μｍ以下であることが好ましい。このような厚みの場合には、後述するように、保護フィルム２９０の剥離により、充分な高さを有するビアペーストの突出部を形成することができる。
【００６０】
プリプレグ２８０に保護フィルム２９０を貼り合わせる方法としては、例えば、未硬化樹脂層の未硬化または半硬化状態の表面タック性を用いて、直接貼り合わせる方法が挙げられる。
【００６１】
次に、図３Ｂに示すように、保護フィルム２９０が配されたプリプレグ２８０に保護フィルム２９０の外側から穿孔することにより、貫通孔３００を形成する。穿孔には、炭酸ガスレーザー、ＹＡＧレーザー等の非接触による加工方法の他、ドリルを用いた穴あけ等各種方法が用いられる。貫通孔３００の直径は、１０μｍ以上、５００μｍ以下、さらには５０μｍ以上、３００μｍ以下程度である。
【００６２】
次に、図３Ｃに示すように、貫通孔３００の中にビアペースト３１０を満充填する。ビアペースト３１０は、銅微粒子（銅粉）と、ＳｎとＢｉとを含有するＳｎ−Ｂｉ系はんだ微粒子（はんだ粉）と、エポキシ樹脂等の硬化性樹脂成分を含有する。
【００６３】
前述のように銅微粒子の平均粒径は、０．１μｍ以上、２０μｍ以下、さらには、１μｍ以上、１０μｍ以下の範囲であることが好ましい。銅微粒子の平均粒径が小さすぎる場合には、貫通孔３００中に高充填しにくくなり、また、高価である傾向がある。一方、銅微粒子の平均粒径が大きすぎる場合には、径の小さいビアホール導体を形成しようとした場合に充填しにくくなる傾向がある。
【００６４】
また、銅微粒子の粒子形状は、特に限定されない。具体的には、例えば、球状、扁平状、多角状、麟片状、フレーク状、あるいは表面に突起を有するような形状等が挙げられる。また、一次粒子でもよいし、二次粒子を形成していてもよい。
【００６５】
次に、図３Ｄに示すように、プリプレグ２８０の表面から保護フィルム２９０を剥離することにより、ビアペースト３１０の一部を貫通孔３００から突出部３２０として突出させる。突出部３２０の高さｈは、保護フィルム２９０の厚みにもよるが、例えば、０．５μｍ以上、５０μｍ以下、さらには、１μｍ以上、３０μｍ以下であることが好ましい。突出部３２０が高すぎる場合には、後述する圧着時に、プリプレグ２８０の表面の貫通孔３００の周囲にビアペースト３１０が溢れて表面平滑性を失わせる可能性がある。突出部３２０が低すぎる場合には、後述する圧着時に、充填されたビアペースト３１０に圧力が充分に伝わらなくなる傾向がある。
【００６６】
次に、図４Ａに示すように、プリプレグ２８０の上に粗化銅箔１５０を配置し、矢印２６１で示す方向にプレスする。それにより、図４Ｂに示すようにプリプレグ２８０と粗化銅箔１５０とを一体化させる。その結果、絶縁樹脂層１３０が形成される。この場合、プレスの当初に、粗化銅箔１５０を介して突出部３２０に力が掛かるために貫通孔３００に充填されたビアペースト３１０が高い圧力で圧縮される。それにより、ビアペースト３１０中に含まれる複数の銅微粒子１８０同士の間隔が狭められ、銅微粒子１８０同士が圧縮されて互いに変形し、面接触する。
【００６７】
このとき図４Ａに示すように、粗化銅箔１５０のエッチング面１６０を、ビアペースト３１０側とすることが有用である。プレス条件はとくに限定されないが、常温（２０℃）からＳｎ−Ｂｉ系はんだ粉の融点未満の温度にプレス金型を設定することが好ましい。また、このプレス時に、未硬化樹脂層の硬化を進行させるために、硬化を進行させるのに必要な温度に加熱してもよい。
【００６８】
次に、粗化銅箔１５０の表面にフォトレジスト膜を形成し、フォトマスクを介して選択的に露光する。その後、現像によりフォトレジスト膜の不要部分を除去する。さらに、エッチングにより配線部以外の銅箔を選択的に除去する。最終的にフォトレジスト膜を除去することにより、図４Ｃに示すように、配線１２０を形成する。フォトレジスト膜の形成には、液状のレジストを用いてもドライフィルムを用いてもよい。
【００６９】
以上のようにして、上層の配線１２０と下層の配線１２０とをビアホール導体１４０を介して層間接続した両面に回路形成された配線基板１００を作製できる。配線基板１００をさらに、多層化することにより図１Ａに示すような複数層の回路が層間接続された多層配線基板１１０を作製できる。
【００７０】
次に、配線基板１００の多層化の方法について図５Ａ〜図５Ｃを参照して説明する。はじめに、図５Ａに示すように、配線基板１００の両面に、図３Ｄに示すように突出部３２０を有するプリプレグ２８０を配置する。さらに、プリプレグ２８０の、配線基板１００に対向する面と反対側の面にそれぞれ、粗化銅箔１５０を配置して重ね合わせ体を形成する。そして、この重ね合わせ体をプレス金型に挟み、上述したような条件でプレス及び加熱する。この操作により、図５Ｂに示すような積層体を作製できる。そして、上述したようなフォトプロセスを用いることにより図５Ｃに示すように、新たな配線１２０を形成する。このような多層化プロセスをさらに繰り返すことにより多層配線基板１１０を作製できる。多層配線基板１１０は、３層の絶縁樹脂層１３０と、２４本の配線１２０とを有するが、２層以上の絶縁樹脂層１３０と、３つ以上の配線１２０とを有していれば多層配線基板である。
【００７１】
次に、図６を参照しながら図３Ｃ〜図４Ａに示したビアペースト３１０について詳細に説明する。まず図６を参照しながら銅粉とＳｎ−Ｂｉ系はんだ粉について説明する。図６はビアペースト３１０に含まれる金属部分のＣｕ、Ｓｎ及びＢｉの組成を示す三元図である。
【００７２】
Ｓｎ−Ｂｉ系はんだ粉は、ＳｎとＢｉとを含有するはんだ粉であり、ペースト中のＣｕ、Ｓｎ及びＢｉの重量比を前述した図６に示すような三元図において、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを頂点とする四角形で囲まれるような領域に調整することができる。このような組成を有するはんだ粉であれば特に限定なく用いられうる。また、インジウム（Ｉｎ）、銀（Ａｇ）、亜鉛（Ｚｎ）等を添加することにより、濡れ性、流動性等を改善させられた物であってもよい。このようなＳｎ−Ｂｉ系はんだ粉中のＢｉの含有割合としては１０％以上、５８％以下、さらには２０％以上、５８％以下であることが好ましい。また、Ｓｎ−Ｂｉ系はんだ粉の融点（共晶点）は、７５℃以上、１６０℃以下、さらには１３５℃以上、１５０℃以下であることが好ましい。なお、Ｓｎ−Ｂｉ系はんだ粉としては、組成の異なる種類の粒子を２種以上組み合わせて用いてもよい。これらの中では、共晶点が１３８℃と低く、環境問題に考慮した鉛フリーはんだである、Ｓｎ−５８Ｂｉ系はんだ等が特に好ましい。
【００７３】
Ｓｎ−Ｂｉ系はんだ粉の平均粒径は０．１μｍ以上、２０μｍ以下、さらには、２μｍ以上、１５μｍ以下の範囲であることが好ましい。Ｓｎ−Ｂｉ系はんだ粉の平均粒径が小さすぎる場合には、比表面積が大きくなり表面の酸化皮膜割合が大きくなり溶融しにくくなる傾向がある。一方、Ｓｎ−Ｂｉ系はんだ粉の平均粒径が大きすぎる場合には、ビアホールである貫通孔３００ヘの充填性が低下する傾向がある。
【００７４】
好ましい硬化性樹脂成分であるエポキシ樹脂としては、例えば、グリシジルエーテル型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、またはその他変性エポキシ樹脂などを用いることができる。
【００７５】
また、エポキシ樹脂と組み合わせて硬化剤を配合してもよい。硬化剤の種類はとくに限定されないが、分子中に少なくとも１つ以上の水酸基を持つアミン化合物を含有する硬化剤を用いることが特に好ましい。このような硬化剤は、エポキシ樹脂の硬化触媒として作用するとともに、銅微粒子、及びＳｎ−Ｂｉ系はんだ粉の表面に存在する酸化皮膜を還元する。これにより、接合時の接触抵抗を低減させる点から好ましい。これらの中でも、Ｓｎ−Ｂｉ系はんだ粉の融点よりも高い沸点を有するアミン化合物は、接合時の接触抵抗を低減させる作用がとくに高い点からさらに好ましい。
【００７６】
このようなアミン化合物の具体例としては、例えば、２−メチルアミノエタノール（沸点１６０℃）、Ｎ，Ｎ−ジエチルエタノールアミン（沸点１６２℃）、Ｎ，Ｎ−ジブチルエタノールアミン（沸点２２９℃）、Ｎ−メチルエタノールアミン（沸点１６０℃）、Ｎ−メチルジエタノールアミン（沸点２４７℃）、Ｎ−エチルエタノールアミン（沸点１６９℃）、Ｎ−ブチルエタノールアミン（沸点１９５℃）、ジイソプロパノールアミン（沸点２４９℃）、Ｎ，Ｎ−ジエチルイソプロパノールアミン（沸点１２５．８℃）、２，２’−ジメチルアミノエタノール（沸点１３５℃）、トリエタノールアミン等（沸点２０８℃）が挙げられる。
【００７７】
ビアペースト３１０は、銅粉と、ＳｎとＢｉとを含有するＳｎ−Ｂｉ系はんだ粉と、エポキシ樹脂等の硬化性樹脂成分とを混合することにより調製される。具体的には、例えば、エポキシ樹脂と硬化剤と所定量の有機溶媒を含有する樹脂ワニスに、銅微粒子及びＳｎ−Ｂｉ系はんだ粉を添加し、プラネタリーミキサー等で混合することにより調製される。
【００７８】
硬化性樹脂成分の、銅微粒子及びＳｎ−Ｂｉ系はんだ粉を含む金属成分との合計量に対する配合割合としては、０．３質量％以上、３０質量％以下、さらには３質量％以上、２０質量％以下の範囲であることが好ましい。この範囲の配合割合により、抵抗値を低くすることができるとともに、充分な加工性を確保することができる。
【００７９】
また、ビアペースト３１０中の銅粉とＳｎ−Ｂｉ系はんだ粉との配合割合としては、ペースト中のＣｕ、Ｓｎ及びＢｉの重量比を、図６に示すような三元図において、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを頂点とする四角形で囲まれるような領域の範囲になるように含有させることが好ましい。例えば、Ｓｎ−Ｂｉ系はんだ粉としてＳｎ−５８Ｂｉ系はんだ粉を用いた場合には、銅粉及びＳｎ−５８Ｂｉ系はんだ粉の合計量に対する銅粉の含有割合は、２２質量％以上、８０質量％以下、さらには、４０質量％以上、８０質量％以下であることが好ましい。
【００８０】
ビアペースト３１０の充填方法はとくに限定されない。具体的には、例えば、スクリーン印刷などの方法が用いられる。なお、貫通孔３００にビアペースト３１０を充填する量は、充填後に保護フィルム２９０を剥離したときに、突出部３２０が表出するように調整する必要がある。
【００８１】
次に、図４Ａに示すように、突出部３２０を有するビアペースト３１０を圧縮するときの様子について、図７Ａ、図７Ｂを参照しながら詳しく説明する。図７Ａは、ビアペースト３１０が充填されたプリプレグ２８０の貫通孔３００周辺の圧縮前の模式断面図、図７Ｂは圧縮後の模式断面図である。
【００８２】
図７Ａに示すように、貫通孔３００から突出した突出部３２０を、粗化銅箔１５０を介して押圧することにより、図７Ｂのように貫通孔３００に充填されたビアペースト３１０が圧縮される。なお、このとき、硬化性樹脂成分を含む有機成分３４０の一部は貫通孔３００から外に押し出されることもある。そして、その結果、貫通孔３００に充填された銅微粒子１８０及びＳｎ−Ｂｉ系のはんだ微粒子３３０の密度が高くなり、銅微粒子１８０同士が面接触した結合体１９５（あるいは第１金属領域２００）が形成される。
【００８３】
なお粗化銅箔１５０をプリプレグ２８０に圧着し、粗化銅箔１５０を介してビアペースト３１０の突出部３２０に所定圧力を掛けることにより、ビアペースト３１０を加圧し圧縮することが望ましい。こうすることで銅微粒子１８０同士を面接触させ、銅微粒子１８０の結合体１９５を含む第１金属領域２００を形成することができる。なお銅微粒子１８０同士を面接触させるには、銅微粒子１８０同士が互いに塑性変形するまで、加圧圧縮することが有用である。またこの圧着時に、必要に応じて加熱する（あるいは加熱を開始する）ことは有効である。これは圧着に続き加熱することが有用なためである。
【００８４】
さらに、粗化銅箔１５０のエッチング面１６０を、ビアペースト３１０に向けることで、プリプレグ２８０との密着性が高まるとともに、ビアペースト３１０中の有機成分３４０を、エッチング面１６０に形成された溝部１７０等に浸透させることができる。これにより、粗化銅箔１５０と、ビアペースト３１０中の銅微粒子１８０や、はんだ微粒子３３０との接触性（さらには互いに変形した面接触性）を高められる。
【００８５】
さらにこの圧着状態を維持した状態で、所定の温度で加熱し、Ｓｎ−Ｂｉ系はんだ粉の一部を溶融させる。このようにすることで、銅微粒子１８０同士の面接触部１９０Ａへ溶融したはんだ等や樹脂等が侵入することを防止できる。そのため、圧着ステップの一部に、加熱ステップを設けることは有用である。また圧着中に、加熱を開始することで、圧着ステップや加熱ステップのトータル時間を短縮することができ、生産性を高められる。
【００８６】
また圧縮を維持した状態のままで、この圧縮されたビアペースト３１０を加熱してＳｎ−Ｂｉ系はんだ微粒子３３０の共晶温度以上、共晶温度＋１０℃以下の温度の範囲でＳｎ−Ｂｉ系はんだ微粒子３３０の一部分を溶融させる。引き続き、さらに共晶温度＋２０℃の温度以上、３００℃以下の温度の範囲に加熱する。このような二段階の加熱は、銅微粒子１８０の結合体１９５の面接触部１９０Ａを除く表面に第２金属領域２１０を形成することができるため好ましい。さらにこれらを連続した圧着や加熱を伴う一つのステップとすることは有用である。連続した一つのステップで、これら各金属領域の形成反応を安定化でき、ビア自体の構造を安定化できる。
【００８７】
圧縮によって結合体１９５（あるいは第１金属領域２００）を形成し、さらにビアペースト３１０をＳｎ−Ｂｉ系のはんだ微粒子３３０の共晶温度以上、３００℃以下の温度にまで徐々に加熱していく。この加熱によりはんだ微粒子３３０の一部がその温度において溶融する組成割合で溶融する。そして、銅微粒子１８０や結合体１９５（あるいは第１金属領域２００）の表面や周囲に第２金属領域２１０が形成される。この場合、前述のように、銅微粒子１８０同士が面接触している面接触部１９０Ａは、第２金属領域２１０に跨がれるようにして覆われることが好ましい。銅微粒子１８０と溶融したはんだ微粒子３３０とが接触することにより、はんだ微粒子３３０中のＳｎと銅微粒子１８０中のＣｕとが反応して、Ｃｕ６Ｓｎ５やＣｕ３Ｓｎを含むＳｎ−Ｃｕの化合物層（金属間化合物）や錫−銅合金を主成分とする第２金属領域２１０が形成される。一方、はんだ微粒子３３０は内部のＳｎ相からＳｎを補われながら溶融状態を維持し続け、さらに残されたＢｉが析出することにより、Ｂｉを主成分とする第３金属領域２２０が形成される。結果として図１Ｂに示すような構造を有するビアホール導体１４０が形成される。
【００８８】
さらに詳しくは、上述のように高密度化された銅微粒子１８０同士は圧縮により互いに接触する。圧縮においては、はじめは、銅微粒子１８０同士は互いに点接触し、その後、圧力が増加するにつれて押し潰されて、互いに変形し面接触して面接触部１９０Ａを形成する。このように、多数の銅微粒子１８０同士が面接触することにより、上側の配線１２０と下側の配線１２０とを低抵抗な状態で電気的に接続するための結合体１９５（あるいは第１金属領域２００）が形成される。また、面接触部１９０Ａがはんだ微粒子３３０で覆われない。すなわち、面接触部１９０Ａには第２金属領域２１０が侵入しない。そのため、銅微粒子１８０同士を直接、接触させた結合体１９５を形成することができる。その結果、図２に示す導通路２７０の電気抵抗を小さくすることができる。
【００８９】
この状態で加熱して、はんだ微粒子３３０の共晶温度以上に達するとはんだ微粒子３３０が部分的に溶融しはじめる。溶融するはんだの組成は温度で決まり、加熱時の温度で溶融しにくいＳｎはＳｎ固相体として残留する。また、溶融したはんだに銅微粒子１８０が接触してその表面が溶融したＳｎ−Ｂｉ系はんだで濡れたとき、その濡れた部分の界面でＣｕとＳｎの相互拡散が進んでＳｎ−Ｃｕの化合物層等が形成される。このようにして銅微粒子１８０の面接触部１９０Ａを除く表面に接触するように第２金属領域２１０が生成する。第２金属領域２１０の一部は面接触部１９０Ａを跨ぐように形成される。このような第２金属領域２１０の一部が面接触部１９０Ａを跨ぐように被覆した場合には、面接触部１９０Ａは補強され弾性に優れた導通路２７０が形成される。
【００９０】
そして、Ｓｎ−Ｃｕの化合物層等の形成や、相互拡散がさらに進行することにより、溶融したはんだ中のＳｎは減少する。溶融したはんだ中の減少したＳｎはＳｎ固体層から補填されるために溶融状態は維持し続けられる。さらにＳｎが減少し、ＳｎとＢｉの比率がＳｎ−５７Ｂｉにおける、Ｓｎに対するＢｉの比率よりもＢｉの比率が多くなるとＢｉが偏析しはじめ、Ｂｉを主成分とする固相体が析出して第３金属領域２２０が形成される。
【００９１】
なお、比較的低温域で溶融するはんだ材料として、Ｓｎ−Ｐｂ系はんだ、Ｓｎ−Ｉｎ系はんだ、Ｓｎ−Ｂｉ系はんだなどがよく知られている。これらの材料のうち、Ｉｎは高価であり、Ｐｂは環境負荷が高いとされている。一方、Ｓｎ−Ｂｉ系はんだの融点は、電子部品を表面実装する際の一般的なはんだリフロー温度よりも低い１４０℃以下である。従って、Ｓｎ−Ｂｉ系はんだのみを回路基板のビアホール導体として単体で用いた場合には、はんだリフロー時にビアホール導体のはんだが再溶融することによりビア抵抗が変動する虞がある。
【００９２】
一方、ビアペースト３１０中の金属組成は、Ｃｕ、Ｓｎ及びＢｉの重量組成比（Ｃｕ：Ｓｎ：Ｂｉ）が三元図において、Ａ（０．３７：０．５６７：０．０６３），Ｂ（０．２２：０．３２７６：０．４５２４），Ｃ（０．７９：０．０９：０．１２），Ｄ（０．８９：０．１０：０．０１）を頂点とする四角形で囲まれる領域にある。このような金属組成のビアペーストを用いた場合には、Ｓｎ−Ｂｉ系のはんだ微粒子３３０において、共晶のＳｎ−Ｂｉ系はんだ組成（Ｂｉ５７％以下、Ｓｎ４３％以上）よりもＳｎ組成が多くなる。
【００９３】
このようなビアペースト３１０を用いることにより、はんだ微粒子３３０の共晶温度＋１０℃以下の温度の範囲ではんだ組成中の一部が溶融する一方、溶融しないＳｎが残留する。そして、銅微粒子１８０の表面へ溶融したはんだが拡散・反応することによりはんだ微粒子３３０のＳｎ含有量が減少することで、残留したＳｎが溶融する。また、加熱し続けて温度が上昇することによってもＳｎは溶融し、はんだ組成中の溶融しきれなかったＳｎはなくなり、さらに加熱を続けることにより銅微粒子１８０表面との反応が進む。そのため、Ｂｉを主成分とする固相体が析出して第３金属領域２２０が形成される。このように第３金属領域２２０を析出させて存在させることにより、はんだリフローに供してもビアホール導体１４０中のはんだが再溶融しにくくなる。さらにＳｎ組成の多いＳｎ−Ｂｉ組成のはんだ微粒子３３０を用いることによって、ビア中に残るＢｉ相を少なくすることができる。そのため、抵抗値を安定化することができるとともに、はんだリフロー後でも、抵抗値の変動が起こりにくくなる。
【００９４】
圧縮後のビアペースト３１０を加熱する温度は、Ｓｎ−Ｂｉ系のはんだ微粒子３３０の共晶温度以上の温度であり、プリプレグ２８０の構成成分を分解しないような温度範囲であればとくに限定されない。具体的には、例えば、はんだ微粒子３３０として共晶温度１３９℃のＳｎ−５８Ｂｉはんだ粉を用いる場合には、はじめに１３９〜１４９℃の範囲に加熱することによりＳｎ−５８Ｂｉはんだ粉の一部分を溶融させる。その後、さらに１５９〜２３０℃程度の温度範囲に徐々に加熱することが好ましい。なお、このときに温度を適切に選択することにより、ビアペースト３１０中に含まれる硬化性樹脂成分を硬化させることができる。
【００９５】
以上のようにして、上側の配線１２０と下側の配線１２０とを層間接続するためのビアホール導体１４０が形成される。
【００９６】
次に具体的な例により本実施の形態をさらに具体的に説明する。なお、本発明は以下の例の内容により何ら限定して解釈されるものではない。
【００９７】
はじめに、以下の具体例で用いた原材料を以下にまとめて説明する。
・銅微粒子１８０：平均粒子径５μｍの三井金属（株）製１１００Ｙ
・Ｓｎ−Ｂｉ系のはんだ微粒子３３０：組成別に（表１）に示すはんだ組成になるように配合して溶融し、アトマイズ法にて粉状化し、平均粒子径５μｍに分級した合金粉
・エポキシ樹脂：ジャパンエポキシレジン（株）製ｊｅＲ８７１
・硬化剤：日本乳化剤（株）製２−メチルアミノエタノール（沸点１６０℃）
・プリプレグ２８０：縦５００ｍｍ×横５００ｍｍ、厚７５μｍの、ガラス織布に未硬化エポキシ樹脂層を含浸させたプリプレグ
・保護フィルム２９０：厚み２５μｍのＰＥＴシート
・銅箔：厚み１０μｍ以上、２５μｍ以下の市販品数種類
【００９８】
（ビアペーストの調製）
（表１）に記載した配合割合の銅微粒子１８０及びＳｎ−Ｂｉ系のはんだ微粒子３３０の金属成分とエポキシ樹脂及び硬化剤の樹脂成分とを配合し、プラネタリーミキサーで混合する。このようにして、ビアペースト３１０を調製する。なお、樹脂成分の配合割合は、金属成分の合計１００重量部に対して、エポキシ樹脂１０重量部、硬化剤２重量部である。
【００９９】
（多層配線基板の製造）
プリプレグ２８０の両面に保護フィルム２９０を貼り合わせる。そして、保護フィルム２９０を貼り合わせたプリプレグ２８０の外側からレーザーにより直径１５０μｍの貫通孔３００を１００個以上形成する。
【０１００】
次に、ビアペースト３１０を貫通孔３００に満充填する。そして、保護フィルム２９０を剥離することにより、貫通孔３００からビアペースト３１０の一部が突出した突出部３２０を形成する。
【０１０１】
次に、プリプレグ２８０の両面に、突出部３２０を覆うようにして粗化銅箔１５０を配置する。そして、加熱プレスの下型（図示せず）の上に離型紙（図示せず）を介して、粗化銅箔１５０とプリプレグ２８０との積層体を載置し、下型と上型（図示せず）との間でプレスする。その際、下型と上型を常温２５℃から最高温度２２０℃まで６０分で昇温して２２０℃を６０分間キープしたのち、６０分間かけて常温まで冷却する。なお、プレス圧は３ＭＰａである。このようにして配線基板１００を作製する。
【０１０２】
【表１】
0005382270.tif 000002
【０１０３】
（抵抗値試験）
上述のように作製した配線基板１００に形成された１００個のビアホール導体１４０の抵抗値を４端子法により測定して求める。そして、１００個の値の平均値を初期抵抗値とするとともに、１００個の値のうちの最大抵抗値を求める。なお、初期抵抗値が２ｍΩ以下のサンプルをＡ、２ｍΩを超えたサンプルをＢと判断している。また、最大抵抗値が３ｍΩ未満のサンプルをＡ、３ｍΩより大きいサンプルをＢと判定している。
【０１０４】
（接続信頼性）
初期抵抗値を測定した配線基板１００に対し５００サイクルのヒートサイクル試験を行う。初期抵抗値に対する変化率が１０％以下のサンプルをＡ、１０％を超えたサンプルをＢと判断している。
【０１０５】
結果を（表１）に示す。また、（表１）に示した各サンプルの組成の三元図を図６に示す。なお、図６において、「白丸」がサンプルＥ１〜Ｅ１２の組成、「黒丸」がサンプルＥ１〜Ｅ１２に比べＳｎ量に対するＢｉ量が少ないサンプルＣ１の組成を示している。また「白三角」はサンプルＥ１〜Ｅ１２に比べＳｎ量に対するＢｉ量が多いサンプルＣ７の組成、「四角」がサンプルＥ１〜Ｅ１２に比べＣｕ量に対するＳｎ量が多いサンプルＣ２、Ｃ４、Ｃ６、Ｃ９の組成を示している。そして、「黒三角」がサンプルＥ１〜Ｅ１２に比べＣｕ量に対するＳｎ量が少ないサンプルＣ３、Ｃ５、Ｃ８の組成を示している。
【０１０６】
図６から、初期抵抗、最大抵抗値、及び接続信頼性の全ての判定についてＡ評価を得られるサンプルＥ１〜Ｅ１２の組成の三元図中での重量比率（Ｃｕ：Ｓｎ：Ｂｉ）が、Ａ（０．３７：０．５６７：０．０６３），Ｂ（０．２２：０．３２７６：０．４５２４），Ｃ（０．７９：０．０９：０．１２），Ｄ（０．８９：０．１０：０．０１）を頂点とする四角形で囲まれる領域の範囲内（境界を含む）であることがわかる。
【０１０７】
また、図６に「白三角」で示したサンプルＣ７では、ビア中に析出するＢｉ量が多くなる。Ｂｉの導体抵抗は７８μΩ・ｃｍであり、Ｃｕ（１．６９μΩ・ｃｍ）、Ｓｎ（１２．８μΩ・ｃｍ）や、ＣｕとＳｎの化合物（Ｃｕ３Ｓｎ：１７．５μΩ・ｃｍ、Ｃｕ６Ｓｎ５：８．９μΩ・ｃｍ）に比べて著しく大きい。そのためＳｎ量に対するＢｉ量が多い場合には抵抗値を充分に下げることができないとともに、Ｂｉの点在状態により抵抗値が変わるために接続信頼性が低下する。
【０１０８】
また、図６に「四角」で示したサンプルＣ２、Ｃ４、Ｃ６、Ｃ９では、圧縮による銅微粒子１８０の面接触部１９０Ａの形成が不充分であったり、相互拡散後に銅微粒子１８０同士の接触部にＳｎ−Ｃｕの化合物層が形成されたりしてしまう。そのため、初期抵抗値及び最大抵抗値が高くなっている。
【０１０９】
また、図６に「黒丸」で示したサンプルＣ１では、Ｂｉ量が少ないことによりＳｎ−Ｂｉ系はんだ粉の共晶温度である１４０℃付近で溶融するはんだの量が少なくなっている。そのため、面接触部１９０Ａを補強するＳｎ−Ｃｕの化合物層（第２金属領域２１０）が充分に形成されなくなり、接続信頼性が低下する。すなわち、Ｓｎ−５Ｂｉはんだ粉を用いたサンプルＣ１の場合には、面接触部１９０Ａが形成されるために初期抵抗値及び最大抵抗値は小さい。しかしながら、Ｂｉ量が少なかったためにはんだ微粒子３３０が溶融しにくくなって、面接触部１９０Ａを補強するＳｎ−Ｃｕの化合物層を形成するＣｕとＳｎとの反応が充分に進行しないと考えられる。
【０１１０】
また、図６に「黒三角」で示したサンプルＣ３、Ｃ５、Ｃ８では、銅微粒子１８０に対するＳｎ量が少ないために、面接触部１９０Ａを補強するために形成されるＳｎ−Ｃｕの化合物層が少なくなる。そのため接続信頼性が低下する。
【０１１１】
ここで、代表的に、サンプルＥ１０に係るビアペーストを用いて得られた配線基板１００のビアホール導体１４０の断面の電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真及び、その模式図を図８Ａ〜図９Ｂに示す。なお、図８Ａの倍率は３０００倍、図９Ａの倍率は６０００倍である。図８Ｂ、図９Ｂはそれぞれ図８Ａ、図９Ａのトレースである。
【０１１２】
これらの図から、ビアホール導体１４０では、多数の銅微粒子１８０が高充填され、互いに面接触して面接触部１９０Ａを形成していることがわかる。これにより、抵抗値の低い導通路が形成されている。また、銅微粒子１８０同士が面接触して形成された結合体１９５の表面に、面接触部１９０Ａを跨ぐように、第２金属領域２１０が形成されている。また、抵抗値の高いＢｉを主成分とする第３金属領域２２０は、実質的に銅微粒子１８０と接触していない。第３金属領域２２０は、Ｓｎが銅微粒子１８０の表面のＣｕと合金（例えば金属間化合物）を形成することにより、高濃度のＢｉが析出したと思われる。
【０１１３】
次に、サンプルＥ１３〜Ｅ１５を用いて硬化剤の種類による影響について検討した結果を説明する。具体的には、Ｓｎ−Ｂｉ系のはんだ微粒子３３０としてＳｎ−５８Ｂｉ粒子を用い、金属成分における銅粉、はんだ粉（はんだ微粒子３３０）の重量割合をそれぞれ５６％、４４％としてサンプルＥ１〜Ｅ１０と同様にして配線基板１００を製造し、評価している。硬化剤の種類を（表２）に示す。なお、接続信頼性の試験結果では、ランク分けをさらに細かくしている。具体的には、初期抵抗値に対する変化率が１％以上、５％未満の場合をＳ、５％以上、１０％未満の場合をＡ、１０％を超えた場合をＢと判定している。結果を（表２）に示す。また、Ｃｕ：Ｓｎ：Ｂｉの重量組成比は０．５６：０．１８４８：０．２５５２である。
【０１１４】
【表２】
0005382270.tif 000003
【０１１５】
サンプルＥ１３、Ｅ１４では、Ｓｎ−５８Ｂｉはんだの共晶温度である１３９℃以上の沸点を有する硬化剤を用いている。（表２）の結果から、サンプルＥ１３、Ｅ１４の配線基板１００では接続信頼性試験における初期抵抗値に対する変化率が極めて低く、接続信頼性に優れている。硬化剤の沸点がＳｎ−Ｂｉ系はんだの共晶温度よりも高い場合は、Ｓｎ−Ｂｉ系はんだの表面にある酸化層の還元が進行せず、溶融する前に硬化剤の揮発が起こらない。そのため、第２金属領域２１０が充分に形成され、信頼性がより向上すると考えられる。なお硬化剤の沸点は、３００℃以下が望ましい。３００℃よりも高い場合、硬化剤が特殊となり、その反応性に影響する場合がある。
【０１１６】
次に、各種銅箔（市販の銅箔からなるプレーン箔、市販の粗化銅箔である従来粗化品、本実施の形態における粗化銅箔）について、前述の図４Ｃに示すように、パターニングし、アンカー残りの有無について評価した一例を、（表３）に示す。
【０１１７】
なお各銅箔の厚みは、１０μｍ以上、３０μｍ以下で同様な結果が得られた。なお表面粗さの指標である最大高さＲｚ（単位はμｍ）はＪＩＳを参考にし、表面のうねりを除いた粗さ曲線の一番高い山と一番低い谷との高低差を示す。またパターニングは、Ｌ／Ｓ（Ｌｉｎｅ／Ｓｐａｃｅ、すなわち線幅／線間）＝５０μｍ／５０μｍ、３０μｍ／３０μｍ、２０μｍ／２０μｍの各場合について評価している。
【０１１８】
（表３）において、「なし」は、「アンカー残り」が品質上で問題が発生しない範囲以下でしか発生しない場合を示す。「剥がれ有」は、「パターン剥離」が発生したため、「アンカー残り」の有無が評価できなかった場合を示す。「アンカー残り有」は、「パターン剥離」が発生しなかったが、「アンカー残り」が発生し、品質上で課題が発生する可能性がある場合を示す。
【０１１９】
（表３）に示すように、プレーン箔では、Ｌ／Ｓ＝３０μｍ／３０μｍ、２０μｍ／２０μｍの場合に、「パターン剥離」が発生し、「アンカー残り」の有無について評価できない。プレーン箔のＲｚが０．１〜０．３μｍ程度で表面粗さが小さく、絶縁樹脂層１３０と銅箔との密着力が低くアンカー効果が小さいために、パターンの形成が難しく絶縁樹脂層１３０が剥がれている。
【０１２０】
また従来粗化品（市販の粗化銅箔）では、Ｌ／Ｓ＝３０μｍ／３０μｍ、２０μｍ／２０μｍの場合に、「アンカー残り」が発生している。従来粗化品のＲｚは５．０〜１２μｍで表面粗さが大きく、絶縁樹脂層１３０と銅箔との密着力は高くアンカー効果が大きい。そのため前述の図２６Ｂに示したようにアンカー残り９が発生しやすくなっている。
【０１２１】
これに対し、粗化銅箔（本実施の形態における粗化銅箔１５０）の場合、Ｌ／Ｓ＝５０μｍ／５０μｍ、３０μｍ／３０μｍ、２０μｍ／２０μｍのいずれの場合も、「アンカー残り」も、「パターン剥離」も、共に発生していない。
【０１２２】
【表３】
0005382270.tif 000004
【０１２３】
次に、各銅箔について、前述の図４Ｃに示すように、パターニングし、パターン剥離について評価した一例を（表４）に示す。
【０１２４】
【表４】
0005382270.tif 000005
【０１２５】
（表４）において「なし」は、「パターン剥離」が品質上で問題が発生しない範囲以下でしか発生しない場合を示す。「部分的」は、「パターン剥離」が狭い範囲で部分的に発生し、品質上で課題が残る場合を示す。「有り」は、「パターン剥離」が広い範囲で発生し、品質上で課題がある場合を示す。（表４）は合わせてピール強度を示している。
【０１２６】
（表４）に示すように、プレーン箔のＲｚが０．１〜０．３μｍ程度で表面粗さが小さく、絶縁樹脂層１３０と、銅箔との密着力が低い。したがってピール強度が０．１〜０．３ＫＮ／ｍと低い。そのためプレーン箔では、Ｌ／Ｓ＝５０μｍ／５０μｍでは「パターン剥離」は「部分的」であったが、Ｌ／Ｓ＝３０μｍ／３０μｍ、２０μｍ／２０μｍでは「パターン剥離」がさらに広がっている。このようにパターン剥離が生じやすくなっている。
【０１２７】
従来粗化品では、従来粗化品のＲｚは５．０〜１２μｍで表面粗さが大きく、絶縁樹脂層１３０と銅箔との密着力は高い。したがってピール強度が１．０〜１．２ｋＮ／ｍと高い。そのためＬ／Ｓ＝３０μｍ／３０μｍ、２０μｍ／２０μｍの場合にも、パターン剥離は発生していない。
【０１２８】
粗化銅箔では、Ｌ／Ｓ＝３０μｍ／３０μｍでは、「なし」であったが、２０μｍ／２０μｍでは、「部分的」に、「パターン剥離」が発生している。しかしながら、粗化銅箔では、ピール強度が０．７〜０．９ｋＮ／ｍと比較的高いため、エッチング液のスプレー噴射時の噴射圧の低減等、エッチング条件によって、「パターン剥離」を低減できる可能性があると考えられる。
【０１２９】
なお、図５Ｃに示す多層配線基板１１０や後述する図２３Ａに示すビルドアップ型の多層配線基板において配線を高密度に形成する場合、配線のファインパターン化に加えて、ビアの小径化、さらにはビアランド部分の小径化が必要となる。すなわち、ビアホール導体１４０の直径は１０μｍ以上、１００μｍ以下とすることが好ましい。直径１０μｍ未満の貫通孔３００に、ビアペースト３１０を充填することは難しい場合がある。またビアホール導体１４０の直径が１００μｍを越えると、多層配線基板１１０の高密度化に影響を与える場合がある。またビルドアップ型の多層配線基板は、コア基板部と、このコア基板部の上にビルドアップ工法で形成されたビルドアップ層とを有する。ビアを小径化して例えば直径１５０μｍから最終的には直径３０μｍへとビア径を小さくすることが要求される。
【０１３０】
しかしながら、ビア径が小さくなるほど、ビア抵抗が増加する。そのため小径のビアでビア抵抗を低減するためには、ビアホール導体１４０の体積抵抗を低減することに加えて、さらに、配線１２０とビアホール導体１４０との接続抵抗（あるいは接触抵抗）を低減することが有用である。特にビア径（ビアホール導体１４０の直径）を１００μｍ以下にするためには、低抵抗の粗化銅箔１５０と銅微粒子１８０とを互いに変形させて面接触部１９０Ｂを形成することで接続抵抗を低減することが有用である。加えて粗化銅箔１５０の表面に直接、はんだ微粒子３３０と粗化銅箔１５０との間で合金を形成し、ビアホール導体１４０の一部を構成する第２金属領域２１０を形成することで強度を向上することが有用である。この場合、第２金属領域２１０の少なくとも一部は、面接触部１９０Ｂの周囲を被覆し、面接触部１９０Ｂを跨ぐように粗化銅箔１５０と銅微粒子１８０とを覆っていることが好ましい。
【０１３１】
このように粗化銅箔１５０の表面にも第２金属領域２１０を直接形成することで、粗化銅箔１５０と第１金属領域２００との接続強度を高めることができ、ビア径が１００μｍ以下まで小径化した場合でも、電気特性や信頼性を高めることができる。なお、ビア径は配線１２０の幅より小さい。そのため、ビア径は０μｍより大きければよい。
【０１３２】
また後述するように、図４Ｃに示す配線基板１００や図５Ｃに示す多層配線基板１１０を、コア基板として、このコア基板の上に、市販のビルドアップ材料を用いて、ビルドアップ層部を形成し、ビルドアップ型の多層配線基板を形成することも有用である。配線基板１００は、ビア径の小径化、配線１２０のファインパターン化が容易であり、かつビア径を小さくした後も、配線１２０をファインパターン化した後も、低抵抗、高信頼性（あるいは高強度化）に優れている。そのため、配線基板１００、多層配線基板１１０はコア基板として要求される要件を満たす。
【０１３３】
以上のように、本実施の形態における多層配線基板１１０は、さらなるファインパターン化（例えば、Ｌ／Ｓ＝２０μｍ／２０μｍ以上、５０μｍ／５０μｍ以下）に対応できる。なおファインパターンは多層配線基板１１０の全面に設ける必要はない。多層配線基板１１０の一部に、Ｌ（Ｌｉｎｅ幅）が２０μｍ以上、５０μｍ以下のファインパターンを設けてもよい。これにより、多層配線基板１１０のパターン設計の自由度を高められる。同様に多層配線基板１１０の一部に、Ｓ（Ｓｐａｃｅ幅）が２０μｍ以上、５０μｍ以下のファインパターンを設けることで、多層配線基板１１０のパターン設計の自由度を高められる。
【０１３４】
なお粗化銅箔１５０の厚みは５μｍ以上、５０μｍ以下が望ましく、１０μｍ以上、３０μｍ以下がさらに望ましい。粗化銅箔１５０の厚みが５μｍ未満の場合、ファインパターン化した場合に配線抵抗が増加する場合がある。また粗化銅箔１５０の厚みが５０μｍを越えた場合、ファインパターン化が難しい場合がある。
【０１３５】
以上、（表３）、（表４）の結果より、粗化銅箔（粗化銅箔１５０）が、一番優れた結果が得られることが判る。またＬ／Ｓのファインパターンに適用できることから、ビア部分のランド部分の小径化、さらにはビアの高密度化にも対応できる。
【０１３６】
次に、（表３）、（表４）で評価した銅箔の一例について説明する。図１０Ａ〜図１２Ｂに、粗化銅箔１５０の、エッチング面１６０のＳＥＭ写真を示す。図１０Ａ、図１１Ａ、図１２Ａの順番に、粗化銅箔１５０のエッチング量が増加している。
【０１３７】
図１０Ａ、図１１Ａ、図１２Ａの倍率は２５００倍、図１０Ｂ、図１１Ｂ、図１２Ｂの倍率は１００００倍である。図１０Ｂ、図１１Ｂ、図１２Ｂにおける白色点線は、エッチング面１６０（あるいは粗化銅箔１５０の表面）に形成された溝部１７０を示す。
【０１３８】
図１３Ａ、図１３Ｂは、それぞれ市販されている銅箔（従来粗化品３５０）の表面部分のＳＥＭ写真と、断面の模式図である。図１３Ａより、従来粗化品３５０の表面に瘤状あるいは球状の突起物３８０が形成されていることが判る。また図１３Ｂに示すように、従来粗化品３５０では、銅箔等の中心部分３７０の上に、後付け等によって粗化部分３６０を構成する突起物３８０が形成されている。
【０１３９】
図１３Ａに示す従来粗化品３５０では、前述のように、「アンカー残り」が発生しやすい。これは前述の図２６Ｂに示したように、突起物３８０がアンカー残り９の発生原因となるためと考えられる。
【０１４０】
また従来粗化品３５０の場合、図１３Ｂに示すように、複数個の突起物３８０が厚み方向に数珠つながりとなっている。そのため、突出部３２０を有するビアペースト３１０を前述の図７Ａ、図７Ｂに示したように高い圧力で押し付けると、突起物３８０と突起物３８０との接続部が割れ、あるいは変形し、導通性に影響を与える可能性が考えられる。
【０１４１】
図１４は、粗化銅箔１５０における、ビアホール導体１４０との接続構造を説明する断面の模式図である。粗化銅箔１５０の表面には、溝部１７０をエッチングによって形成することが望ましい。なお銅箔としては、市販の電解銅箔を用いることが望ましい。また粗化銅箔１５０の表面粗さは、ＩＳＯ  ４２８７−１９９７で定義される粗さ曲線のスキューネスＲｓｋが０以下である粗面になっている。圧延銅箔の場合、溝部１７０が得られない場合がある。
【０１４２】
また電解銅箔からなる粗化銅箔１５０の粗面のＲｓｋを０以下にするには、電解銅箔を構成する複数の結晶粒界に形成された粒界の一部を除去することが望ましい。さらに電解銅箔を構成する粒界の一部、さらには結晶粒の一部を除去し、複数の結晶粒の間に設けた有底間隙を設けてもよい。この場合も、Ｒｓｋを０以下とすることができる。
【０１４３】
またＩＳＯ  ４２８７−１９９７で定義される粗さ曲線のスキューネスＲｓｋが０以下である粗面を形成するために、電解銅箔の表面に、幅０．１μｍ以上、２．０μｍ以下、深さ０．２μｍ以上２０．０μｍ以下のエッチング溝、もしくは粒界エッチング部、枝状粒界エッチング部のいずれか一つ以上を形成することも有用である。
【０１４４】
このようにエッチング等の手法を選ぶことで、電解銅箔の粒界部分を選択的に除去することができる。こうして電解銅箔の表面に、粒界に比べて、比抵抗が低く、銅純度の高い結晶粒をそのまま露出させることが有用である。その結果、電解銅箔の表面のＲｓｋが０以下となる。
【０１４５】
このようにＩＳＯ  ４２８７−１９９７で定義される粗さ曲線のＲｓｋが０以下である粗面を形成することで、効果的に結晶粒を銅箔表面にそのまま露出させることができる。またこの表面に露出した結晶粒の表面に直接、ビアホール導体１４０を形成することで、ビア抵抗を小さくすることができる。
【０１４６】
溝部１７０の中には、第２金属領域２１０や、樹脂部分２４０を形成することが有用である。樹脂部分２４０を溝部１７０の中に収容することで、粗化銅箔１５０の表面と、銅微粒子１８０や第２金属領域２１０との接続面積が広がる。また第２金属領域２１０を溝部１７０の中に収容することで、粗化銅箔１５０の表面と、銅微粒子１８０との接続面積を広げられる。
【０１４７】
溝部１７０の形状は、図１０Ａ〜図１２Ｂに示したように「マスクメロンパターン（あるいはランダムな亀甲パターン）」とすることが有用である。この形状によって、複数の溝部１７０に収容された樹脂部分２４０がさらに広い面積に拡散できる。
【０１４８】
溝部１７０の溝幅は０．１μｍ以上、２．０μｍ以下が望ましい。溝部１７０の溝幅が０．１μｍ未満の場合、樹脂部分２４０の収容効果が得られない場合がある。また溝幅が２．０μｍを超えた場合、銅微粒子１８０との面接触性に影響を与える場合がある。
【０１４９】
また溝部１７０の溝深さは０．２μｍ以上、２０μｍ以下が望ましい。溝深さが０．２μｍ未満の場合、樹脂部分２４０の収容効果が得られない場合がある。また溝深さが２０μｍを超えた場合、配線抵抗に影響を与える場合がある。なお溝深さや溝幅は、試作品の断面をＳＥＭ観察して求めれば良い。必要に応じて、複数位置の平均値を求めて評価することは有用である。
【０１５０】
また市販のプレーン銅箔の表面をエッチングし、粗化銅箔１５０を作製する場合、プレーン銅箔の粒界部分を選択的にエッチング除去するようにすることが望ましい。こうすることで、粗化銅箔１５０の表面を平坦とすることができる。すなわち、図１４において、銅微粒子１８０と面接触する部分を平坦とすることができる。この平坦性により、粗化銅箔１５０の表面は高いプレス圧力に耐えることができるため、前述の図１３Ｂで示した課題の発生を防止できる。
【０１５１】
なお従来、銅箔の表面酸化膜等を除去するために、プレーン箔であっても、スライスエッチングが行なわれることがあるが、この場合、スライスエッチングの前後で表面粗さが変化しない場合がある。
【０１５２】
本実施の形態では、樹脂部分２４０を溝部１７０の中に収容することで、粗化銅箔１５０の表面と、銅微粒子１８０や第２金属領域２１０との接続面積を広げる。そのために、表面粗さが増加するように銅箔をエッチングすることが望ましい。また単に表面粗さが増加するだけでなく、銅箔の粒界（結晶粒界）部分を特に選択的により深くエッチング除去することで、金属銅の結晶に起因する凹凸面（あるいは粗面、粗化面）を形成させることが望ましい。こうした面は銅の純度が高いため、はんだ粉との反応性が高く、合金化、あるいは金属間化合物の形成にも有用である。
【０１５３】
さらに、市販のプレーン銅箔の表面をエッチングし、表面の酸化層、あるいは粒界を除去して粗化銅箔１５０を作製することで、銅微粒子１８０と面接触する部分の銅の純度を高めることができる。こうすることで、銅微粒子１８０と面接触する部分の接触を安定化できる。また粗化銅箔１５０の表面における、第２金属領域２１０の形成を促進できる。
【０１５４】
次に、配線基板１００や多層配線基板１１０に用いる電解銅箔の表面粗さの測定結果の一例について図１５Ａ〜図１７Ｂを用いて説明する。
【０１５５】
図１５Ａは、市販の銅箔のレーザー顕微鏡写真、図１５Ｂは図１５Ａの表面粗さを示す図である。これらの図の測定対象は前述の図１３Ａで示した銅箔に相当する。市販のレーザー顕微鏡（株式会社キーエンス製、ＶＫ−９５００レーザーマイクロスコープ）を用いて、その表面粗さを測定した結果、市販の銅箔の表面粗さは、水平距離９３．９３９０μｍにおいて以下のとおりである。Ｒｐ（最大山高さ）は４．７８１５μｍ、Ｒｖ（最大谷深さ）は３．６１１３μｍ、Ｒｚ（Ｒｔ）は８．３９２７μｍである。Ｒｃ（要素の平均高さ）は６．３１５７μｍ、Ｒａ（算術平均高さ）は１．６２７４μｍ、Ｒｓｋ（スキューネス）は０．２８３４、Ｒｋｕ（クルトシス）は２．２５７７である。
【０１５６】
図１６Ａは、粗化銅箔１５０のエッチング面１６０のレーザー顕微鏡写真、図１６Ｂは、図１６Ａの表面粗さを示す図である。これらの図の測定対象は前述の図１０Ａで示した銅箔に相当する。市販の銅箔と同様に水平距離９３．９３９０μｍにおいて表面粗さを測定した結果は以下のとおりである。Ｒｐは０．５９５５μｍ、Ｒｖは０．８６６６μｍ、Ｒｚは１．４６２１μｍである。Ｒｃは０．８０１１μｍ、Ｒａは０．２０６６μｍ、Ｒｓｋは−０．２９４８、Ｒｋｕは３．２００４である。
【０１５７】
次に図１７Ａ、図１７Ｂを参照しながらＲｓｋ（スキューネス）について説明する。図１７Ａ、図１７ＢはＲｓｋの説明図である。粗さ曲線のＲｓｋとは、二乗平均平方根高さＲｑの三乗によって無次元化した基準長さにおけるＺ（ｘ）の三乗平均である。すなわち、Ｒｓｋは式（１）によって求められる。
【０１５８】
【数１】
0005382270.tif 000006
【０１５９】
単位長さ当たりの山部の面積をＡａ、谷部の面積をＡｂとする。図１７Ａに示すようにＡａがＡｂよりも小さい場合、確率密度分布のピークが中心よりも右側に位置し、スキューネスＲｓｋは正（＞０）となる。一方、図１７Ｂに示すようにＡａがＡｂよりも大きい場合、確率密度分布のピークが中心よりも左側に位置し、スキューネスＲｓｋは負（＜０）となる。なお、確率密度分布が正規分布のとき、Ｒｓｋは０となる。以上のように、Ｒｓｋは、山部と谷部の対称性の指標であり、従来の電解銅箔と本願のエッチング銅箔とを区別するのに適切なパラメータである。
【０１６０】
なお、Ｒｓｋを０以下、望ましくは０未満とすることが望ましい。さらに銅箔は電解銅箔であり、電解銅箔の表面には、幅０．１μｍ以上、２．０μｍ以下、深さ０．２μｍ以上、２０．０μｍ以下のエッチング溝（すなわち、エッチングによって形成された溝部１７０）を複数形成することで、Ｒｓｋを０以下にすることができる。
【０１６１】
また電解銅箔を用い、Ｒｓｋが０以下になるようにエッチングした場合、ビアホール導体１４０の金属部分２３０としては、銅（Ｃｕ）または銀（Ａｇ）のいずれかひとつ以上と、錫（Ｓｎ）とビスマス（Ｂｉ）とを含むものとすることができる。銅（Ｃｕ）も銀（Ａｇ）も、共に抵抗値が低いためである。ただし、銀は高価であるため、実用的には金属部分２３０は前述のように銅と錫とビスマスで構成することが好ましい。
【０１６２】
前述のように、粗化銅箔１５０（配線１２０）の表面にエッチングによって形成した溝部１７０の評価指標として、Ｒｓｋを用いることが有用である。さらにＲｓｋを０以下（望ましくはマイナス）とすることで、樹脂部分２４０に対する密着力を保持した状態で、エッチング時の残渣（アンカー残り９等）を減らすことができる。
【０１６３】
すなわち、Ｒｓｋを０以下とすることで、ビアホール導体１４０中に含まれる樹脂部分２４０を、Ｒｓｋが０以下である溝部１７０（さらにはエッチング表面）に収容しやすくなる。この結果、粗化銅箔１５０とビアホール導体１４０との接続時に、粗化銅箔１５０とビアホール導体１４０との間に、樹脂部分２４０が残ったり、広がったりすることを抑制できる。
【０１６４】
さらにＲｓｋを０以下とすることで、絶縁樹脂層１３０の中に食い込む配線材料の絶対量を減らしながらも、必要な密着強度を得ることができるだけのアンカー効果を発現できる。そのため必要な密着強度を保ったままで、エッチング時の残渣を減らすことができる。なおＲｓｋの値は、０よりは、−０．１、さらには−０．２、−０．３と、小さければ小さいほど有用である。ただ現実的には、Ｒｓｋは−２０以上、さらには−１０以上が良い。なお電解銅箔の生産性を考慮すると、Ｒｓｋは−５．０以上、−３．０以上が望ましい。Ｒｓｋを−２０より小さくした場合、樹脂材料との密着性に影響を与える場合がある。配線基板用の銅箔とした場合、Ｒｓｋは−３．０以上、０．０未満の値が実用的である。
【０１６５】
ここで、図１８Ａ〜図１８Ｃを参照しながら、Ｒｓｋを０以下（さらにマイナス）にした粗化銅箔１５０を用いることで、さらにファインなパターンがエッチングによって形成される様子を説明する。図１８Ａ〜図１８Ｃは、０以下のＲｓｋを示す粗化銅箔１５０を用いることで、さらにファインなパターンがエッチングによって形成される様子を説明する断面図である。
【０１６６】
図１８Ａは、エッチングされる前の断面を示す。図１８Ａに示すように、粗化銅箔１５０の少なくとも一面はエッチング面１６０である。
【０１６７】
図１８Ｂは、粗化銅箔１５０をエッチングして、複数の配線１２０を形成する様子を示す断面図である。なおエッチングレジストや、エッチング等は図示していない。なお複数の配線１２０の間には、まだエッチング除去されていない部分を、一種のアンカー残り９として図示しているが、アンカー残り９は、容易に除去可能である。
【０１６８】
図１８Ｃは、粗化銅箔１５０をエッチングし、複数の配線１２０を形成する様子を示す断面図である。図１８Ｂ、図１８Ｃに示すように、粗化銅箔１５０のエッチング面１６０のＲｓｋを０以下にすることで、アンカー残り９は発生しない。
【０１６９】
このようにアンカー残り９が発生しないため、配線パターンのファイン化が容易となる。なお配線１２０の線幅や配線１２０間の線間幅を、配線１２０の厚み（あるいは銅箔の厚み）を元に定義することは有用である。たとえば、配線１２０の線幅は配線１２０の厚みの０．５倍以上、５．０倍以下とすることが好ましい。配線１２０の幅が配線１２０の厚みの０．５倍より狭い場合、配線１２０の幅の寸法バラツキが厚み方向に大きくなる虞がある。また５．０倍より大きくした場合、配線密度に影響を与える場合がある。
【０１７０】
同様に配線１２０間の線幅（隙間）は、配線１２０の厚みの０．５倍以上、５．０倍以下とすることが好ましい。配線１２０の間の線幅（隙間）が配線１２０の厚みの０．５倍より狭い場合、配線１２０の幅の寸法バラツキが厚み方向に大きくなる虞がある。また５．０倍より大きくした場合、配線密度に影響を与える場合がある。
【０１７１】
Ｒｓｋは負（マイナス）で、その絶対値が大きくなることが望ましい。Ｒｓｋが負に大きい場合、エッチング粗化部分の形状が、狭く深くなることを意味する。その粗化面を図１８Ａに示すように絶縁樹脂層１３０側に配置する。そして図１８Ｂに示すように、エッチング液を用いたサブトラクティブ工法による配線１２０を形成する。こうして、Ｒｓｋを負（マイナス）とすることで、図１８Ｃに示すように導体間にエッチング残渣が発生しにくく、より微細配線が形成できる。エッチング残渣とは、例えば、前述の図２６Ｂで示したアンカー残り９である。
【０１７２】
次に、前述の図７Ａ、図７Ｂで説明したステップによって、図１４に示す構造が形成されるメカニズムについて、図１９〜図２２を用いて詳しく説明する。図１９は、ＩＳＯ  ４２８７−１９９７で定義される粗さ曲線のスキューネス（Ｒｓｋ）を０以下としたエッチング面である電解銅箔の表面に、ビアペーストの突出部を圧接する前の様子を説明する断面図である。図１９は図７Ａに相当する状態における拡大図である。
【０１７３】
図１９に示す粗化銅箔１５０としては、前述のように、ＩＳＯ  ４２８７−１９９７で定義される粗さ曲線のＲｓｋが０以下であるエッチング面を有する電解銅箔を用いることが望ましい。
【０１７４】
ＩＳＯ  ４２８７−１９９７で定義される粗さ曲線のＲｓｋを０以下となるエッチング面は、前述のように例えば、図１９に示すような、粒界エッチング部４７０や、枝状粒界エッチング部４８０を有している。粒界エッチング部４７０は、電解銅箔の粒界部分を選択的にエッチング除去して形成された凹部である。また枝状粒界エッチング部４８０は、粒界エッチング部４７０の一形態であり、枝分かれした複数の粒界をエッチング除去して形成された凹部である。エッチング面１６０に粒界エッチング部４７０や枝状粒界エッチング部４８０を形成することで、ＩＳＯ  ４２８７−１９９７で定義される粗さ曲線のＲｓｋを０以下にすることができる。
【０１７５】
図２０は、電解銅箔の、ＩＳＯ  ４２８７−１９９７で定義される粗さ曲線のスキューネスＲｓｋが０以下であるエッチング面に、ビアペーストの突出部を圧接した後の様子を説明する断面図である。図２０は図７Ｂに相当する状態における拡大図である。
【０１７６】
ビアペースト３１０に含まれている銅微粒子１８０やはんだ微粒子３３０は互いに加圧され、密着する。そしてその一部は面接触部１９０Ａを形成する。なお面接触部１９０Ａは、銅微粒子１８０同士、あるいは銅微粒子１８０とはんだ微粒子３３０の間に形成される。同様に銅微粒子１８０と粗化銅箔１５０との間、あるいははんだ微粒子３３０と粗化銅箔１５０の間にも面接触部１９０Ｂが形成される。
【０１７７】
また粗化銅箔１５０の表面の粒界エッチング部４７０や枝状粒界エッチング部４８０の内部に、銅微粒子１８０やはんだ微粒子３３０の一部が押し込まれる。また粒界エッチング部４７０や枝状粒界エッチング部４８０の内部に、ビアペースト３１０に含まれる有機成分３４０が浸透することで、粗化銅箔１５０と銅微粒子１８０やはんだ微粒子３３０との密着性が高まる。
【０１７８】
なお、粗化銅箔１５０の表面をエッチングすることで、ＩＳＯ  ４２８７−１９９７で定義される粗さ曲線のスキューネスＲｓｋを０以下にすることで、粗化銅箔１５０の厚みバラツキを抑えることができる。これは粒界部分をエッチング除去したためである。ビア直径を１２０μｍから６０μｍに至るまで小さくするほど、ビアペースト３１０の突出部３２０の高さバラツキが大きくなる場合がある。このような場合、粗化銅箔１５０の高さバラツキ（あるいは厚みバラツキ）を小さくすることは、均一な加圧圧接を行うことに有用である。
【０１７９】
以上のようにＩＳＯ  ４２８７−１９９７で定義される粗さ曲線のスキューネスＲｓｋが０以下であるエッチング面が形成される。これにより、ビアペースト３１０の突出部３２０の高さばらつきの影響を抑えながら、有機成分３４０を溝部１７０で吸収し、粗化銅箔１５０と銅微粒子１８０やはんだ微粒子３３０との密着性を高めることができる。
【０１８０】
なお図１９、図２０に示した粗化銅箔１５０の表面は、前述の図１０Ａ〜図１２Ｂで示した状態と同様である。また図１９、図２０に示した粗化銅箔１５０の表面は、図１６Ａ、図１６Ｂで示したようにＩＳＯ  ４２８７−１９９７で定義される粗さ曲線のスキューネスＲｓｋは、−０．２９４８である。
【０１８１】
図２１〜図２２は、従来の銅箔を用いた場合について説明する断面図である。図２１は、従来粗化品の表面に、ビアペースト３１０の突出部３２０を圧接する前の様子を説明する断面図である。
【０１８２】
図１３Ａ、図１３Ｂで説明した従来粗化品３５０の場合、中心部分３７０と、突起物３８０を主体とした粗化部分３６０とから構成されている。そのため矢印２６０Ｂに示すような表面凹凸が存在する。従来粗化品３５０の表面は、図１５Ａ、図１５Ｂに示す性状を有し、ＩＳＯ  ４２８７−１９９７で定義される粗さ曲線のスキューネスＲｓｋは、０．２８４３である。
【０１８３】
図２２は、従来粗化品３５０の表面に、ビアペースト３１０の突出部３２０を圧接させた後の様子を説明する断面図である。従来粗化品３５０は、表面凹凸を有しているため、ビアペースト３１０に含まれている銅微粒子１８０やはんだ微粒子３３０は互いに加圧され、密着する。そしてその一部は面接触部１９０Ａを形成する際に、ビアペースト３１０の突出部の高さバラツキの影響を受けやすくなる。
【０１８４】
ビア直径を１２０μｍから６０μｍに至るまで小さくするほど、ビアペースト３１０の突出部の高さバラツキが大きくなる場合がある。従来粗化品３５０の場合、この高さバラツキが大きくなると、加圧圧接性に影響を与える場合がある。
【０１８５】
以上のように、配線基板１００および多層配線基板１１０は、少なくとも１つの絶縁樹脂層１３０と、複数の配線１２０と、ビアホール導体１４０とを有する。複数の配線１２０は絶縁樹脂層１３０を介して配設され粗化銅箔１５０で形成されている。ビアホール導体１４０は絶縁樹脂層１３０を貫通するように設けられ、複数の配線１２０を電気的に接続している。ビアホール導体１４０は樹脂部分２４０と、銅と錫とビスマスとを含む金属部分２３０とを有する。金属部分２３０は、第１金属領域２００と、第２金属領域２１０と、第３金属領域２２０とを含む。第１金属領域２００は銅微粒子１８０の結合体１９５を含む。第２金属領域２１０は錫、錫−銅合金、錫と銅の金属間化合物の少なくともいずれか一つを主成分として含む。第３金属領域２２０はビスマスを主成分として含む。金属部分２３０中の銅、錫、ビスマスの重量組成比である銅：錫：ビスマスは、三元図において、Ａ（０．３７：０．５６７：０．０６３），Ｂ（０．２２：０．３２７６：０．４５２４），Ｃ（０．７９：０．０９：０．１２），Ｄ（０．８９：０．１０：０．０１）を頂点とする四角形で囲まれる領域にある。粗化銅箔１５０のビアホール導体１４０に接する表面は、ＩＳＯ  ４２８７−１９９７で定義される粗さ曲線のスキューネスＲｓｋが０以下である粗面である。そして第２金属領域２１０の少なくとも一部が銅微粒子１８０の表面と粗化銅箔１５０の粗面に形成されている。
【０１８６】
なお前述のように、Ｃｕ、Ｓｎ及びＢｉの重量組成比（Ｃｕ：Ｓｎ：Ｂｉ）は、三元図において、Ａ（０．３７：０．５６７：０．０６３），Ｂ（０．２２：０．３２７６：０．４５２４），Ｃ（０．７９：０．０９：０．１２），Ｄ（０．８９：０．１０：０．０１）を頂点とする四角形で囲まれる領域にある。これをＣｕ、Ｓｎ及びＢｉの重量組成比（Ｃｕ：Ｓｎ：Ｂｉ）が、三角線図（あるいは三角図）において、Ａ（０．３７：０．５６７：０．０６３），Ｂ（０．２２：０．３２７６：０．４５２４），Ｃ（０．７９：０．０９：０．１２），Ｄ（０．８９：０．１０：０．０１）を頂点とする四角形で囲まれる領域にあるとしても良い。これは、液相−固層の境界線等が示された一元図、固溶体図であり、液相線、固相線等が示された二元図の延長である三元図として表すよりも、三角図あるいは三角線図として、三成分系内の任意の点の物質の組成を表現する方が有用な場合があるためである。
【０１８７】
次に、コア基板部とビルドアップ層部とを有するビルドアップ型の多層配線基板への一つの応用例について、図２３Ａ〜図２４Ｃを参照しながら説明する。
【０１８８】
図２３Ａ、図２３Ｂは、コア基板部とビルドアップ層部とを有するビルドアップ型の多層配線基板への一つの応用例について説明する断面図である。
【０１８９】
図２３Ａに示す多層配線基板１１５は、コア基板部３９０Ａと、ビルドアップ層部４４０とを有する。一方、図２３Ｂに示す多層配線基板１１６は、コア基板部３９０Ｂと、ビルドアップ層部４４０とを有する。コア基板部３９０Ａ、３９０Ｂはコアビアホール導体４００と、芯材４１０と、コア配線４２０と、コア絶縁樹脂層４３０とを有する。ビルドアップ層部４４０は、ビルドアップ配線４５０と、ビルドアップ絶縁樹脂層４６０とを有する。
【０１９０】
コア基板部３９０Ａは両面基板相当であるが、コア基板部３９０Ｂは４層基板相当である。以上のようにコア基板部の層数は２層に限定されるものではなく、多層配線基板の中央部分を構成していればよい。
【０１９１】
コア基板部３９０Ａ、３９０Ｂにおいて、コアビアホール導体４００はペーストビアあるいはめっきビアで形成されている。コア配線４２０はパターニングされた銅箔や銅めっき等で形成されている。なおコア配線４２０は、コア基板部３９０Ａのように両面に形成されても良いが、コア基板部３９０Ｂのように内部に内蔵されていても良い。芯材４１０は、ガラス繊維等の無機繊維や、アラミド等の有機繊維で形成された不織布や織布である。コア絶縁樹脂層４３０は、芯材４１０を埋設したプリプレグ（図示せず）の硬化物である。
【０１９２】
コアビアホール導体４００の少なくとも一つは、芯材４１０を埋設したプリプレグが２枚以上積層された状態で形成された貫通孔に充填され、少なくとも銅微粒子と錫ビスマス系はんだ粉とを含むビアペーストが合金化して形成されている。
【０１９３】
ビルドアップ層部４４０において、ビルドアップ配線４５０は銅めっき等で形成されている。ビルドアップ配線４５０の一部を、ビルドアップ絶縁樹脂層４６０に形成されたビア孔あるいは有底孔（図示せず）の内部にも形成することが好ましい。
【０１９４】
次にコア基板部３９０Ａの作製方法について、図２４Ａ〜図２４Ｃを参照しながら説明する。図２４Ａ〜図２４Ｃは、多層配線基板１１５、１１６や、コアビアホール導体４００等の製造方法の一例を示す断面図である。芯材４１０は、ガラス繊維等の無機繊維や、アラミド等の有機繊維からなる不織布や織布である。またプリプレグ２８０としては、市販のものを使うことができる。
【０１９５】
まず図２４Ａに示すように、複数のプリプレグ２８０が直接接するように配置し、複数のプリプレグ２８０の外側に保護フィルム２９０を配置して、これらを積層する。
【０１９６】
次に、図２４Ｂに示すように、プリプレグ２８０と、その両面に配置された保護フィルム２９０に貫通孔３００を形成する。貫通孔３００は、レーザー、ドリル等の一般的な方法で形成すればよい。例えば、厚み１００μｍのプリプレグ２８０を２枚積層する。さらにその両側に保護フィルム２９０として厚み２０μｍのＰＥＴフィルムを積層し図２４Ｂの状態にする。そしてこの状態でドリル（図示せず）を用いることで、直径１００μｍの貫通孔３００を形成する。この場合、貫通孔３００の、厚み／直径で表されるアスペクトは２である。
【０１９７】
次に、図２４Ｃに示すように、貫通孔３００にビアペースト３１０を充填した後、保護フィルム２９０を剥離する。この操作によって、突出部３２０を形成する。この後、前述の図４Ａ等に示したステップを行うことで、コアビアホール導体４００を形成しコア基板部３９０Ａを作製する。
【０１９８】
この後、めっき技術等を用いた、通常のビルドアップ工法、あるいはビルドアップ材料を用いることで、ビルドアップ層部４４０やビルドアップ配線４５０等を作製する。以上のようにして多層配線基板１１５、１１６を安定して製造できる。
【産業上の利用可能性】
【０１９９】
本発明によれば、携帯電話等に使われる多層配線基板の更なる低コスト化、小型化、高機能化、高信頼性化が実現できる。またビアペースト側からも、ビアの小径化ビアペーストの反応物の形成に最適なものを提案することで、多層配線基板の小型化、高信頼性化に貢献する。
【符号の説明】
【０２００】
１００    配線基板
１１０，１１５，１１６    多層配線基板
１２０    配線
１３０    絶縁樹脂層
１４０    ビアホール導体
１５０    粗化銅箔
１６０    エッチング面
１７０    溝部
１８０    銅微粒子
１９０Ａ，１９０Ｂ    面接触部
１９５    結合体
２００    第１金属領域
２１０    第２金属領域
２２０    第３金属領域
２３０    金属部分
２４０    樹脂部分
２５０    バネ
２６０，２６０Ｂ，２６１    矢印
２７０    導通路
２８０    プリプレグ
２９０    保護フィルム
３００    貫通孔
３１０    ビアペースト
３２０    突出部
３３０    はんだ微粒子
３４０    有機成分
３５０    従来粗化品
３６０    粗化部分
３７０    中心部分
３８０    突起物
３９０Ａ，３９０Ｂ    コア基板部
４００    コアビアホール導体
４１０    芯材
４２０    コア配線
４３０    コア絶縁樹脂層
４４０    ビルドアップ層部
４５０    ビルドアップ配線
４６０    ビルドアップ絶縁樹脂層
４７０    粒界エッチング部
４８０    枝状粒界エッチング部
【要約】
配線基板は、絶縁樹脂層と、複数の配線と、ビアホール導体とを有する。配線は絶縁樹脂層を介して配設され銅箔で形成されている。ビアホール導体は絶縁樹脂層を貫通するように設けられ、複数の配線を電気的に接続している。ビアホール導体は樹脂部分と、銅と錫とビスマスとを含む金属部分とを有する。金属部分は、銅微粒子の結合体を含む第１金属領域と、錫、錫−銅合金、錫と銅の金属間化合物の少なくともいずれか一つを主成分とする第２金属領域と、ビスマスを主成分とする第３金属領域とを含む。金属部分中の銅、錫、ビスマスの重量組成比は、三元図において、所定の領域にある。銅箔のビアホール導体に接する表面は、粗さ曲線のスキューネスが０以下である粗面である。そして銅微粒子の一部は銅箔の粗面と面接触し、第２金属領域の少なくとも一部が結合体の表面と銅箔の粗面とに形成されている。【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【図１８Ｃ】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３Ａ】
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【図２３Ｂ】
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【図２４Ａ】
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【図２４Ｂ】
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【図２４Ｃ】
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【図２５】
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【図２６Ａ】
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【図２６Ｂ】
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