(57)【要約】【課題】配線導体の剥がれを抑制することで電子部品を安定的に作動することが可能な配線基板およびその製造方法を提供することを課題とする。【解決手段】絶縁層３と、絶縁層３の表面に位置する配線導体５と、絶縁層３の表面および配線導体５の表面に位置しており、配線導体５の一部を露出する凹部１２を有するソルダーレジスト６と、を備えており、配線導体５は、絶縁層３の表面に直接に接する第１導体９、第１導体９の上面全てを被覆するバリア金属１０、およびバリア金属１０の上面に位置する第２導体１１を有しているとともに、凹部１２内において、ソルダーレジスト６が第１導体９の側面およびバリア金属１０の側面を被覆しているとともに、第２導体１１の上面がソルダーレジスト６の上面よりも上方に位置している。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁層と、
該絶縁層の表面に位置する配線導体と、
前記絶縁層の表面および前記配線導体の表面に位置しており、前記配線導体の一部を露出する凹部を有するソルダーレジストと、を備えており、
前記配線導体は、前記絶縁層の表面に直接に接する第１導体、該第１導体の上面全てを被覆するバリア金属、および該バリア金属の上面に位置する第２導体を有しているとともに、前記凹部内において、前記ソルダーレジストが前記第１導体の側面および前記バリア金属の側面を被覆しているとともに、前記第２導体の上面が前記ソルダーレジストの上面よりも上方に位置していることを特徴とする配線基板。
【請求項２】
前記バリア金属の周端部が、前記第１導体の周端部および前記第２導体の周端部よりも外側に位置していることを特徴とする請求項１に記載の配線基板。
【請求項３】
少なくとも前記第２導体の上面および側面に位置している第３導体をさらに備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の配線基板。
【請求項４】
絶縁層の上面に第１導体を形成する工程と、
前記第１導体の上面を被覆するバリア金属を形成する工程と、
前記バリア金属の上面に第２導体を形成することで、前記第１導体、前記バリア金属および前記第２導体により構成される配線導体用の導体層を形成する工程と、
前記導体層の表面を粗面化処理する工程と、
前記絶縁層の表面および前記導体層の表面に、前記第２導体の少なくとも一部を露出する凹部を有するソルダーレジストを形成する工程と、
前記凹部内に露出する前記第２導体の表面を洗浄することで、配線導体を形成する工程と、を含んでおり、
前記ソルダーレジストを形成する工程において、前記ソルダーレジストが前記凹部内において、前記第１導体の側面および前記バリア金属の側面を被覆するとともに、前記第２導体が前記ソルダーレジストの上面から突出する厚みで前記凹部を形成することを特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項５】
少なくとも前記第２導体の上面および側面に、第３導体を形成する工程をさらに含んでいることを特徴とする請求項４に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】
本開示は、半導体素子等の電子部品を搭載する配線基板およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、微細な配線導体が絶縁層表面に高密度に形成された配線基板が開発されている。このような配線基板には、処理能力の高い半導体素子が搭載される。半導体素子が搭載された配線基板は、携帯型の通信機器やゲーム機器等に代表される小型で高機能な電子機器に用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３３４６２６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
配線基板は、配線の微細化が進んでいる。それに伴って、配線導体と絶縁層との密着強度が低下してしまい、配線導体が絶縁層から剥がれることがある。その結果、半導体素子が安定して作動しない場合がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の配線基板は、絶縁層と、絶縁層の表面に位置する配線導体と、絶縁層の表面および配線導体の表面に位置しており、配線導体の一部を露出する凹部を有するソルダーレジストと、を備えており、配線導体は、絶縁層の表面に直接に接する第１導体、第１導体の上面全てを被覆するバリア金属、およびバリア金属の上面に位置する第２導体を有しており、凹部内においてソルダーレジストが第１導体の側面およびバリア金属の側面を被覆しているとともに、第２導体の上面がソルダーレジストの上面よりも上方に位置していることを特徴とするものである。
【０００６】
本開示の配線基板の製造方法は、絶縁層の上面に第１導体を形成する工程と、第１導体の上面を被覆するバリア金属を形成する工程と、バリア金属の上面に第２導体を形成することで、第１導体、バリア金属および第２導体により構成される配線導体用の導体層を形成する工程と、導体層の表面を粗面化処理する工程と、絶縁層の表面および導体層の表面に、第２導体の少なくとも一部を露出する凹部を有するソルダーレジストを形成する工程と、凹部内に露出する第２導体の表面を洗浄することで、配線導体を形成する工程と、を含んでおり、ソルダーレジストを形成する工程において、ソルダーレジストが凹部内において、第１導体の側面およびバリア金属の側面を被覆するとともに、第２導体がソルダーレジストの上面から突出する厚みで凹部を形成することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
本開示の配線基板およびその製造方法によれば、半導体素子等の電子部品が安定的に作動することが可能な配線基板およびその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本開示の配線基板の第１の実施形態例を示す概略上面図である。
【図２】図２は、本開示の配線基板の第１の実施形態例を示す概略断面図である。
【図３】図３は、本開示の配線基板の第１の実施形態例を示す要部拡大断面図である。
【図４】図４Ａ〜４Ｅは、本開示の配線基板の製造方法の実施形態例を示す概略断面図である。
【図５】図５Ｆ〜５Ｉは、本開示の配線基板の製造方法の実施形態例を示す概略断面図である。
【図６】図６Ｊ〜６Ｍは、本開示の配線基板の製造方法の実施形態例を示す概略断面図である。
【図７】図７は、本開示の配線基板の第２の実施形態例を示す要部拡大断面図である。
【図８】図８は、本開示の配線基板の第３の実施形態例を示す要部拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
次に、図１〜図３を基にして本開示の実施形態に係る配線基板１について説明する。図１は、本開示の配線基板１の実施形態例を示す上面図である。図２は、図１に示すＸ−Ｘ間を通る断面図である。図３は、図２の要部拡大断面図である。
【００１０】
配線基板１は、絶縁板２と、絶縁層３と、金属層４と、配線導体５と、ソルダーレジスト６と、を有している。
【００１１】
絶縁板２は、例えばガラス繊維にエポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂等の絶縁材料を含浸させた絶縁材料で構成されている。絶縁板２は、上面と下面とを貫通する複数のスルーホール７を有している。絶縁板２は、配線基板１としての機械的な強度を確保する部分である。
【００１２】
絶縁層３は、絶縁板２の上面および下面に位置している。絶縁層３は、後述する配線導体５の配置領域を確保する部分である。絶縁層３は、例えばポリイミド樹脂、エポキシ樹脂またはビスマレイミドトリアジン樹脂等の絶縁材料で構成されており、内部には絶縁粒子が分散されている。絶縁層３は、金属層４を底面とする複数のビアホール８を有している。
【００１３】
金属層４は、絶縁板２の上面、下面、スルーホール７内、下面側にある絶縁層３の表面およびビアホール８内に位置している。金属層４は、絶縁板２上下の導電路を構成するものである。金属層４は、例えば無電解銅めっき金属および電解銅めっき金属により構成されている。スルーホール７内の金属層４は、絶縁板２の上面および下面に位置する金属層４同士を電気的に接続している。ビアホール８内の金属層４は、絶縁板２の表面に位置する金属層４と、絶縁層３の表面に位置する金属層４同士を電気的に接続している。
【００１４】
配線導体５は、絶縁板２の上面側にある絶縁層３の上面に位置している。配線導体５は、絶縁板２の上面側の絶縁層３の上面における導電路を構成する。図３に示すように、配線導体５は、絶縁層３の表面に直接に接する第１導体９、第１導体９の上面全てを被覆するバリア金属１０、およびバリア金属１０の上面に位置する第２導体１１を含んでいる。配線導体５の幅は、例えば１０〜３０μｍに設定されている。なお、図１においては、配線導体５のうちソルダーレジスト６で被覆されていない部分を示している。後述するように、ソルダーレジスト６は、その一部において配線導体５を露出させている。
【００１５】
第１導体９は、例えば銅等の良導電性材料から成る。第１導体９の側面は、粗面化処理が施されている。これにより、ソルダーレジスト６が第１導体９の側面に強固に密着することができる。第１導体９の側面の算術平均粗さＲａ＝０．３〜０．７μｍに設定されている。第１導体９の厚みは、例えば５〜１０μｍに設定されている。バリア金属１０は、例えばニッケル、錫、チタン、チッ化チタン、タンタル等の耐浸食性に優れた材料から成る。バリア金属１０の厚みは、例えば１〜２μｍに設定されている。第２導体１１は、例えば銅等の良導電性材料から成る。第２導体１１の厚みは、例えば５〜１５μｍに設定されている。
【００１６】
ソルダーレジスト６は、絶縁板２の上面側にある絶縁層３の上面および絶縁板２の下面側にある絶縁層３の下面に位置している。ソルダーレジスト６は、例えばエポキシ樹脂やポリイミド樹脂等の絶縁材料から成る。ソルダーレジスト６は、主に配線導体５を外部環境から保護するためのものである。
【００１７】
上面側に位置するソルダーレジスト６は、複数の配線導体５の一部を一括して露出する凹部１２を有している。凹部１２は、ソルダーレジスト６のうち他の部分よりも厚さが小さい部分である。凹部１２は、上面視において、例えば長方形状をしている。凹部１２内において、ソルダーレジスト６は、第２導体１１の上面および側面を露出するとともに、少なくとも第１導体９の側面およびバリア金属１０の側面を被覆している。そして、第２導体１１の上面は、凹部１２内におけるソルダーレジスト６の上面よりも上方に位置している。言い換えれば、凹部１２内において、第２導体１１は、ソルダーレジスト６の上面から突出している。凹部１２を有するソルダーレジスト６の形成方法については後述する。
【００１８】
下面側に位置するソルダーレジスト６は、金属層４の一部を露出する開口１５を有している。開口１５内に露出する金属層４は、外部の電気基板の電極と例えば半田を介して電気的に接続される。
【００１９】
凹部１２内において露出する第２導体１１の上面および側面は、例えば半田を介して半導体素子の電極と接続される。つまり、配線導体５は、その一部が半導体素子接続用の端子として機能する。第２導体１１に接続された半導体素子は、第２導体１１を含む配線導体５によって金属層４および外部の電気基板と電気的に接続され得る。
【００２０】
このような第２導体１１は、半田の濡れ性等が求められる。このため、第２導体１１は、例えば硫酸系のエッチング液により洗浄処理が施され、異物が効果的に除去された上面および側面を有している。なお、第２導体１１の上面および側面は、半田の濡れ性に優れた第３導体１３を有していても構わない。この場合も、第２導体１１と第３導体１３との接続性向上のため、エッチング洗浄が施される。第３導体１３は、例えば表面を金で被覆されたニッケル等が挙げられる。また、第２導体１１の上面および側面が、ソルダーレジスト６の上面から突出していることで、第２導体１１あるいは第３導体１３と半田との接続面積が大きくなるため、両者の接合に有効である。
【００２１】
上述のように、本例の配線基板１は、第１導体９の上面全てがバリア金属１０により覆われている。このため、第１導体９の側面とソルダーレジスト６との間に、例えば上述のエッチング液が滲入して第１導体９の側面を溶解してしまうことを抑制できる。このため、凹部１２内において、ソルダーレジスト６と第１導体９の側面との密着を維持することができる。これにより、配線導体５が、絶縁層３から剥がれてしまうことを抑制して、半導体素子が安定的に作動することが可能な配線基板１を提供することができる。
【００２２】
凹部１２内におけるソルダーレジスト６の上面の高さ位置（凹部１２の深さ）は、少なくともバリア金属１０の上面高さ以上を有している。そして、ソルダーレジスト６の上面の高さ位置が、第２導体１１の側面の一部に位置していれば、上述のエッチング液の滲入を効果的に抑制することができる。言い換えれば、ソルダーレジスト６は、凹部１２内において、少なくとも第１導体９の側面全体を被覆している。なお、凹部１２は、全域で同じ深さでもよく、一部で他の部分と異なっていてもよい。
【００２３】
次に、本開示の配線基板の製造方法の一態様を、図４Ａ〜図６Ｍを用いて説明する。なお、図１〜図３と同じ部材については、同じ符号を付すとともに詳細な説明は省略する。
【００２４】
まず、図４Ａに示すように、絶縁板２の表面およびスルーホール７の内部に、金属層４を形成する。絶縁板２は、強化用のガラス繊維にエポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂等の熱硬化性樹脂を含浸させたプリプレグを複数積層して加熱下でプレス加工を行うことで平板状に形成される。スルーホール７は、絶縁板２に、ドリル加工、レーザー加工またはブラスト加工等の処理を行うことで形成される。金属層４は、セミアディティブ法等のめっき技術により、絶縁板２の表面およびスルーホール７の内部に銅めっき金属を析出させることで形成される。絶縁板２の上下表面の金属層４同士がスルーホール７を介して電気的に接続される。
【００２５】
次に、図４Ｂに示すように、絶縁板２の上面および下面に絶縁層３を形成する。絶縁層３は、例えばポリイミド樹脂、エポキシ樹脂またはビスマレイミドトリアジン樹脂等の熱硬化性樹脂を含む絶縁層用のフィルムを、真空下で絶縁板２の上下面に被着して熱硬化することで形成される。熱硬化性樹脂内には、酸化ケイ素等の絶縁粒子を分散させておいても構わない。
【００２６】
次に、図４Ｃに示すように、各絶縁層３に金属層４を底面とするビアホール８を形成する。ビアホール８は、例えばレーザー加工により形成される。
【００２７】
次に、図４Ｄに示すように、上面側の絶縁層３の表面をめっきレジストＲ１で被覆しておき、下面側の絶縁層３の表面およびビアホール８の内部に金属層４を形成する。金属層４は、例えばセミアディティブ法等のめっき技術により形成される。
【００２８】
次に、図４Ｅに示すように、下面側の絶縁層３の表面および金属層４の表面をめっきレジストＲ２で被覆するとともに、上面側の絶縁層３の表面に無電解めっきを被着させておき、めっきレジストＲ３を形成する。めっきレジストＲ３は、配線導体５のパターンに対応する開口を有している。
【００２９】
次に、図５Ｆに示すように、めっきレジストＲ３の開口内に露出する無電解めっきの表面に第１導体９を形成する。第１導体９は、例えばセミアディティブ法等のめっき技術により形成される。
【００３０】
次に、図５Ｇに示すように、第１導体９の上面に、例えば無電解めっき技術によりバリア金属１０を形成する。バリア金属１０は、無電解ニッケルめっきや無電解錫めっき等により形成される。
【００３１】
次に、図５Ｈに示すように、バリア金属１０の上面に、第２導体１１を形成する。第２導体１１は、例えばセミアディティブ法等のめっき技術により形成される。
【００３２】
次に、図５Ｉに示すように、めっきレジストＲ３を除去してめっきレジストＲ３の下側に被着している無電解めっきを除去する。これにより、第１導体９、バリア金属１０および第２導体１１を含む配線導体用の導体層１４が形成される。
【００３３】
次に、図６Ｊに示すように、導体層１４の表面を粗面化処理する。粗面化処理は、例えば有機酸系のエッチング液を用いる。
【００３４】
次に、図６Ｋに示すように、上面側の絶縁層３の表面および導体層１４の表面に、第２導体１１の少なくとも一部を露出する凹部１２を有するソルダーレジスト６を形成する。このような凹部１２を有するソルダーレジスト６は、例えば次のように形成される。
【００３５】
まず、上面側の絶縁層３および導体層１４の表面に、例えばアクリル変性エポキシ樹脂等の感光性を有する熱硬化性樹脂のフィルムを貼着する。そして、凹部１２に対応する領域以外の領域を露光することでフィルムを硬化させる。そして、未硬化状態である凹部１２に対応する領域を現像することでフィルムを除去していく。このとき、第２導体１１の少なくとも一部を露出させるとともに、第１導体９の側面およびバリア金属１０の側面がフィルムにより被覆された状態となるように現像する。具体的には、フィルムの上面が、バリア金属１０の上面よりも２〜５μｍ程度上方になるように現像する。そして、凹部１２に対応する領域を露光して凹部１２内のフィルムを硬化させることでソルダーレジスト６が形成される。なお、導体層１４の表面は、粗面化処理が施されているため、ソルダーレジスト６は導体層１４に強固に密着することができる。
【００３６】
次に、図６Ｌに示すように、凹部１２内に露出する第２導体１１の表面を、例えば硫酸系のエッチング液により洗浄することで配線導体５が形成される。洗浄の際は、第２導体１１の粗面化された表面に被着した残渣を完全に除去するために、表面から１〜２μｍの第２導体１１も同時に除去される。このとき、第１導体９の上面全てには、エッチング液による耐浸食性に優れたバリア金属１０が形成されていることから、エッチング液が第１導体９とソルダーレジスト６との間に滲入して第１導体９を溶解することを抑制することができる。
【００３７】
最後に、図６Ｍに示すように、下面側の絶縁層３の表面および金属層４の表面にソルダーレジスト６を形成する。ソルダーレジスト６は、金属層４の一部を露出する開口１５を有している。開口１５内に露出する金属層４は、外部の電気基板の電極と接続される。これにより、配線基板１が形成される。
【００３８】
上述のように、本例の配線基板１の製造方法によれば、第１導体９の上面全てにバリア金属１０が形成されている。このため、第２導体１１をエッチング洗浄する時に、エッチング液が第１導体９とソルダーレジスト６との間に滲入して第１導体９を溶解することを抑制することができる。このため、凹部１２内において、ソルダーレジスト６と第１導体９の側面との密着を維持することができる。これにより、配線導体５が、絶縁層３から剥がれてしまうことを抑制して、半導体素子が安定的に作動することが可能な配線基板１を提供することができる。
【００３９】
なお、本開示は、上述の実施形態の一例に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲であれば種々の変更は可能である。例えば、上述の実施形態の一例においては、第１導体９とバリア金属１０とが同じ幅で形成されている場合を示したが、図７に示すように、バリア金属１０の周端部が、第１導体９の周端部よりも外側に位置していても構わない。このようにすることで、第１導体９の周端部から突出したバリア金属１０の周端部がソルダーレジスト６に食い込むことから、配線導体５が剥がれてしまうことをさらに有効に抑制することができる。バリア金属１０の周端部の突出量は０．５〜３μｍに設定されている。０．５μｍよりも小さいと剥がれの抑制効果が小さく、３μｍよりも大きいと配線導体５の高密度化を阻害してしまう虞がある。
【００４０】
また、上述の実施形態の一例においては、凹部１２内において、第２導体１１が露出している場合を示したが、図８に示すように、第２導体１１の表面に半田の濡れ性に優れた第３導体１３を形成しても構わない。第３導体１３を形成しておくことで、配線導体５と半導体素子の電極とを半田を介して電気的に接続することが容易になる。第３導体１３は、例えば無電解ニッケルめっきの表面に無電解金めっきが被着された金属により形成されている。
【００４１】
また、上述の実施形態の一例においては、一つの凹部１２内において、複数の配線導体５が一括して露出している場合を示したが、一つの凹部１２内に一つの配線導体が露出するように、凹部１２を形成しても構わない。複数の配線導体５を一括して露出するタイプは、配線導体５が高密度に形成されている領域において凹部１２を容易に形成することができる点で有効である。また、一つの配線導体毎に露出するタイプは、隣接する配線導体５同士の間で、半田の接触等による短絡を抑制する点で有効である。なお、一つの基板内に、両タイプの凹部１２を有していても構わない。
【符号の説明】
【００４２】
１          配線基板
３          絶縁層
５          配線導体
６          ソルダーレジスト
９          第１導体
１０        バリア金属
１１        第２導体
１２        凹部
【図１】
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【図２】
2018195776.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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