(57)【要約】【課題】層間接続ビアを備える回路基板において、絶縁層における層間接続ビアの開口部周辺で生じうるクラックの可能性を低減すること。【解決手段】第１方向に積層される複数の絶縁層を含み、前記複数の絶縁層のうちの少なくとも１つは、前記第１方向に貫通する穴の内周壁上に金属層が形成された層間接続ビアを有し、前記金属層には、前記層間接続ビアの開口側から前記第１方向に前記穴内まで延在するスリットが形成される、回路基板が開示される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１方向に積層される複数の絶縁層を含み、
前記複数の絶縁層のうちの少なくとも１つは、前記第１方向に貫通する穴の内周壁上に金属層が形成された層間接続ビアを有し、
前記金属層には、前記層間接続ビアの開口側から前記第１方向に前記穴内まで延在するスリットが形成される、回路基板。
【請求項２】
前記複数の絶縁層は、ガラスにより形成される、請求項１に記載の回路基板。
【請求項３】
前記スリットは、前記内周壁の周方向に沿った複数個所に形成される、請求項１又は２に記載の回路基板。
【請求項４】
回路基板を備える電子機器であって、
前記回路基板は、第１方向に積層される複数の絶縁層を含み、
前記複数の絶縁層のうちの少なくとも１つは、前記第１方向に貫通する穴の内周壁上に金属層が形成された層間接続ビアを有し、
前記金属層には、前記層間接続ビアの開口側から前記第１方向に前記穴内まで延在するスリットが形成される、電子機器。
【請求項５】
絶縁層に第１方向に貫通する穴をあける工程と、
前記穴の内周壁の周方向全体にわたりかつ前記穴内まで延在する領域にレジストを付着させる工程と、
前記レジストに対して、前記穴の内周壁の周方向に沿った一部を露光し現像する工程と、
前記現像した前記穴の内周壁に金属をめっきする工程と、
前記穴内に導電性ペーストを充填して単層板を形成する工程と、
前記導電性ペーストを充填した前記単層板を複数用意し、積層する工程とを含む、回路基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、回路基板、電子機器、及び回路基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ビアランドとビアホール導体との接合強度を高めるために、ビアホール直上に設けるビアランドにスリット等を形成する技術が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2002-26520号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述のような従来技術では、絶縁層を貫通する穴の内周壁上に金属層が形成された層間接続ビアを備える回路基板においては、絶縁層における層間接続ビアの開口部周辺で生じうるクラックの可能性を低減することが難しい。絶縁層における層間接続ビアの開口部周辺では、積層工程での加圧・加熱時に金属層から受ける力に起因して応力が集中し易い。
【０００５】
そこで、１つの側面では、本発明は、層間接続ビアを備える回路基板において、絶縁層における層間接続ビアの開口部周辺で生じうるクラックの可能性を低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
１つの側面では、第１方向に積層される複数の絶縁層を含み、
前記複数の絶縁層のうちの少なくとも１つは、前記第１方向に貫通する穴の内周壁上に金属層が形成された層間接続ビアを有し、
前記金属層には、前記層間接続ビアの開口側から前記第１方向に前記穴内まで延在するスリットが形成される、回路基板が提供される。
【発明の効果】
【０００７】
１つの側面では、本発明によれば、層間接続ビアを備える回路基板において、絶縁層における層間接続ビアの開口部周辺で生じうるクラックの可能性を低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】一実施例による回路基板の説明図である。
【図２】金属層を概略的に示す斜視図である。
【図３】スリットによる応力緩和機能の説明図である。
【図４】比較例による問題点の説明図である。
【図５Ａ】回路基板１０の製造方法における工程（その１）の説明図である。
【図５Ｂ】回路基板１０の製造方法における工程（その２）の説明図である。
【図５Ｃ】回路基板１０の製造方法における工程（その３）の説明図である。
【図５Ｄ】回路基板１０の製造方法における工程（その４）の説明図である。
【図５Ｅ】回路基板１０の製造方法における工程（その５）の説明図である。
【図５Ｆ】回路基板１０の製造方法における工程（その６）の説明図である。
【図５Ｇ】回路基板１０の製造方法における工程（その７）の説明図である。
【図５Ｈ】回路基板１０の製造方法における工程（その８）の説明図である。
【図５Ｉ】回路基板１０の製造方法における工程（その９）の説明図である。
【図５Ｊ】回路基板１０の製造方法における工程（その１０）の説明図である。
【図５Ｋ】回路基板１０の製造方法における工程（その１１）の説明図である。
【図６Ａ】図５Ｃの工程での層間接続ビア関連の部位の状態の説明図である。
【図６Ｂ】図５Ｄの工程での層間接続ビア関連の部位の状態の説明図である。
【図６Ｃ】図５Ｅの工程での層間接続ビア関連の部位の状態の説明図である。
【図６Ｄ】図５Ｆの工程での層間接続ビア関連の部位の状態の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付図面を参照しながら各実施例について詳細に説明する。
【００１０】
図１は、一実施例による回路基板１０の説明図であり、積層工程での加圧・加熱時における回路基板１０の構造を概略的に示す断面図である。図１には、積層方向を表すＺ方向（第１方向の一例）が示され、以下では、説明上、Ｚ１側を上側とする。
【００１１】
回路基板１０は、一括積層工法を採用して作製される多層回路基板である。回路基板１０は、例えば電子機器に備えられ、電子部品を搭載する多層プリント配線板などに適用できる。電子機器は、任意であるが、例えばスマートフォンや、携帯電話、タブレット端末、デスクトップ型ＰＣ（Personal  Computer）、ノート型ＰＣ等、多岐にわたる。
【００１２】
一括積層工法では、絶縁層に層間接続ビアを設け、この層間接続ビアに導電性ペーストを充填して、単層板を作製する。そして、積層工程では、所望の層数の単層板を積層して、加圧・加熱を行うことで、導電性ペーストによって層間接続された多層回路基板が作製される。図１には、積層工程での加圧・加熱時（真空熱プレス時）に回路基板１０に加えられる圧力に係る外力Ｒが模式的に示される。加圧・加熱時に回路基板１０に生じる圧力は、積層方向に加えられる外力Ｒにより生じる。
【００１３】
回路基板１０は、図１に示すように、絶縁層１と、導体部２と、樹脂層３と、層間接続ビア４とを備える。
【００１４】
絶縁層１は、例えばガラス（ガラス板）により形成される。絶縁層１は、ガラス以外に、シリコンウエハ、サファイア基板、セラミック基板等の脆性材料で形成されてもよい。尚、図１に示す例では、回路基板１０は、３層の絶縁層１を有するが、絶縁層１の数は任意である。
【００１５】
導体部２は、配線を形成する。尚、導体部２の形成方法や形成態様は任意である。例えば、導体部２は、ビアランドとして、層間接続ビア４の開口部周辺に形成されてもよい。
【００１６】
樹脂層３は、積層方向で絶縁層１間に形成され、接着層として機能する。樹脂層３は、エポキシなどの熱硬化性の樹脂、又はポリイミドなどの熱可塑性の樹脂により形成されてよい。
【００１７】
層間接続ビア４は、絶縁層１ごとに設けられる。層間接続ビア４は、絶縁層１をＺ方向に貫通する穴１１の内周壁上に金属層４０が形成される。金属層４０は、例えば銅をメッキすることで形成される。金属層４０の詳細は後述する。尚、穴１１は、Ｚ方向に視て円形の等断面で形成されるが、変形例では、穴１１は、断面視で円錐台形状に形成されてもよい。この場合、穴１１は、上下両側のうちの一方側での開口径が他方側での開口径よりも大きくなる。また、金属層４０は、Ｚ方向で一定の厚みであってもよいし、Ｚ方向の位置に応じて厚みが変化してもよい。
【００１８】
層間接続ビア４の穴１１内には、金属層４０の金属（本実施例では銅）と同一又は金属層４０の金属よりも弾性率の低い導体材料が充填される。例えば、層間接続ビア４の穴１１内には、導電性ペーストが充填される。導電性ペーストの材料は、Sn,  Ag,  Cu,  Biまたはこれらの金属の少なくとも１つを含む金属化合物と、樹脂からなる。
【００１９】
図２は、金属層４０を概略的に示す斜視図である。図２では、一例として、金属層４０における図１のＸ部の部位に係る。
【００２０】
金属層４０には、層間接続ビア４の開口側から穴１１内まで延在するスリット４２が形成される。即ち、スリット４２は、絶縁層１の表面から内部側（Ｚ方向で内部側）まで延在する。尚、スリット４２は、層間接続ビア４の開口側が開口する切欠きの形態である。スリット４２は、層間接続ビア４のＺ方向の全体にわたり延在せず、Ｚ方向で層間接続ビア４の開口側の一部の区間だけに延在してもよいし、或いは、層間接続ビア４のＺ方向の全体にわたり延在してもよい。
【００２１】
スリット４２は、Ｚ方向で層間接続ビア４の両側の開口部にそれぞれ形成されてもよい。例えば、図１に示す例では、中間層の絶縁層１には、最下層の絶縁層１及び最上層の絶縁層１との接合側、即ち上側と下側の双方の開口部に対してスリット４２が形成されてよい。尚、スリット４２の空間には、樹脂層３に係る樹脂が充填されるが、スリット４２の空間には、かかる樹脂に代えて、導電性ペーストや、他の樹脂が充填されてもよい。
【００２２】
スリット４２は、後述のように、絶縁層１における層間接続ビア４の開口部周辺（開口部のエッジ）に生じる応力を低減する応力緩和機能を有する。スリット４２は、好ましくは、応力緩和機能を高めるために、穴１１の内周壁の周方向に沿った複数個所に形成される。例えば図２に示す例では、スリット４２は、一方の開口部に対して、４つ設けられている。スリット４２は、複数形成される場合は、穴１１の内周壁の周方向に沿って等間隔で形成されてもよい。この場合、スリット４２は、層間接続ビア４の開口部における対角位置に形成されることになる。また、スリット４２は、好ましくは、図２に示すように、穴１１の内周壁の径方向に視たとき曲線状の外形を有する。即ち、スリット４２は、鋭角部分がない構造が好ましい。
【００２３】
図３は、スリット４２による応力緩和機能の説明図である。図４は、比較例による問題点の説明図であり、積層工程での加圧・加熱時における回路基板１０Ａの構造を概略的に示す断面図である。
【００２４】
比較例による回路基板１０Ａは、本実施例による回路基板１０に対して、層間接続ビア４が層間接続ビア４Ａで置換された点が異なる。比較例による層間接続ビア４Ａは、本実施例による層間接続ビア４に対して、金属層４０が金属層４０Ａで置換された点が異なり、金属層４０Ａは、金属層４０に対して、スリット４２がない点が異なる。
【００２５】
ところで、図１に示すように、積層工程での加圧・加熱時（真空熱プレス時）には、回路基板１０には上下方向に圧力がかけられる。例えば、真空熱プレスは、200℃の温度かつ  30kg/cm2の圧力で行われる。この際、金属層４０には、Ｚ方向の両側から力（圧縮方向の力）がかかる。
【００２６】
この点、比較例では、絶縁層１における層間接続ビア４Ａの開口部周辺（開口部のエッジ）に生じる応力が比較的大きく、図４に模式的に示すように、クラックＣ１が発生し易い。具体的には、金属層４０Ａは、Ｚ方向の両側から力を受けると、径方向に広がる方向に変形しようとするが、径方向外側は絶縁層１（ガラス）により囲繞されているので、変形できず、絶縁層１における層間接続ビア４Ａの開口部のエッジに応力集中生じる。この結果、クラックＣ１が発生し易い。
【００２７】
これに対して、本実施例によれば、層間接続ビア４の金属層４０は、スリット４２を有するので、比較例で生じるクラックＣ１のようなクラックが生じる可能性を低減できる。具体的には、金属層４０は、Ｚ方向の両側から力を受けると、径方向に広がる方向に変形しようとする。この際、金属層４０は、スリット４２を有することで、図３にて矢印Ｒ２で模式的に示すように、周方向への変形によって、径方向に広がる方向への変形が抑止される。この結果、層間接続ビア４と絶縁層１が接する部分での応力が軽減され、比較例で生じるクラックＣ１のようなクラックが生じる可能性を低減できる。
【００２８】
次に、図５Ａ乃至図６Ｄを参照して、回路基板１０の製造方法（製造プロセス）を説明する。
【００２９】
図５Ａ乃至図５Ｋは、回路基板１０の製造方法における各工程の説明図であり、図５Ａから図５Ｋに向かう方向が製品に近づく方向に対応する。図５Ａ乃至図５Ｋは、層間接続ビア４の形成部分を通る断面視を模式的に示す。図６Ａ乃至図６Ｄは、幾つかの各工程に係る層間接続ビア４に関連する部位の状態を示す図であり、左側が上面視であり、右側が斜視である。尚、図６Ａ乃至図６Ｄは、図５Ｃ乃至図５Ｆにそれぞれ対応する。
【００３０】
先ず、図５Ａに示すように、層間接続ビア４の穴１１を形成するために、ガラス５００にCO2レーザーで穴あけする。穴あけは、CO2レーザーに限らず、エキシマレーザーや、エッチングによる加工、サンドブラスト等で実現してもよい。
【００３１】
次に、図５Ｂに示すように、無電界めっきを用いてシード５０１を形成する。無電界めっきに代えて、スパッタなどが使用されてもよい。
【００３２】
次に、図５Ｃに示すように、例えば真空ラミネートによって、ドライフィルムレジスト５０２を溶融させて、層間接続ビア４に係る穴１１の壁面にドライフィルムレジスト５０２を密着させる。ドライフィルムレジスト５０２の代わりに、液体レジストをスピンコートによる被覆することによって同様のレジストが形成されてもよい。これにより、図６Ａに示すように、穴１１の入口側の壁面に付着しかつ穴１１を覆う態様でドライフィルムレジスト５０２が形成される。
【００３３】
次に、図５Ｄに示すように、層間接続ビア４に係る穴１１の壁面に付着されたドライフィルムレジスト５０２にスリット４２となるパターンを形成し、露光、現像することで、穴１１の壁面上のドライフィルムレジスト５０２がスリット４２の形状になるよう作製する。これにより、図６Ｂに示すように、穴１１の壁面に、スリット４２の形状に対応したドライフィルムレジスト５０２が形成される。
【００３４】
次いで、図５Ｅに示すように、電解めっきによって、層間接続ビア４に係る穴１１の壁面に金属層４０を形成するとともに、配線となる導体部２を形成する。これにより、図６Ｃに示すように、穴１１の壁面におけるスリット４２に係るドライフィルムレジスト５０２を除く領域に、メッキ層（金属層４０）が形成される。
【００３５】
次いで、図５Ｆに示すように、シード層を除去する。これにより、図６Ｄに示すように、スリット４２を備える金属層４０が完成する。
【００３６】
次いで、図５Ｇに示すように、樹脂ラミネートを行い、樹脂層３となる樹脂層５０３を形成する。尚、この際、スリット４２の空間には、樹脂が充填される。
【００３７】
次いで、図５Ｈに示すように、層間接続ビア４に係る穴１１を形成するために、樹脂層５０３に穴５０４を形成する。
【００３８】
次いで、図５Ｉに示すように、ペースト印刷する。即ち、樹脂層５０３の穴５０４に、導電性ペーストが充填される。以下では、樹脂層の穴５０４に、導電性ペースト５０５が充填された状態のガラス５００を、「単層板５２０」と称する。
【００３９】
次いで、図５Ｊに示すように、複数の単層板５２０を用意し、積層する。尚、図５Ｊに示すように、最も上側の単層板５２０の上側には、樹脂層５０３が形成されておらず、最も下側の単層板５２０の下側には、樹脂層５０３が形成されていない。
【００４０】
次いで、積層した単層板５２０を真空熱プレス(例えば200℃、90分、3MPa)で押す。導電性ペースト５０５と樹脂層５０３が硬化すると、回路基板が出来上がる。
【００４１】
このようにして本実施例によれば、穴１１の壁面に、スリット４２の形状に対応したドライフィルムレジスト５０２を形成することで、スリット４２を備える金属層４０を容易に形成できる。
【００４２】
以上、各実施例について詳述したが、特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。また、前述した実施例の構成要素を全部又は複数を組み合わせることも可能である。
【００４３】
例えば、上述した実施例では、絶縁層１の全ての層間接続ビア４が、スリット４２を有する金属層４０を有しているが、これに限られない。一部の絶縁層１の層間接続ビア４だけが、スリット４２を有する金属層４０を有してもよい。
【００４４】
なお、以上の実施例に関し、さらに以下の付記を開示する。
［付記１］
第１方向に積層される複数の絶縁層を含み、
前記複数の絶縁層のうちの少なくとも１つは、前記第１方向に貫通する穴の内周壁上に金属層が形成された層間接続ビアを有し、
前記金属層には、前記層間接続ビアの開口側から前記第１方向に前記穴内まで延在するスリットが形成される、回路基板。
［付記２］
前記複数の絶縁層は、ガラスにより形成される、付記１に記載の回路基板。
［付記３］
前記スリットは、前記内周壁の周方向に沿った複数個所に形成される、付記１又は２に記載の回路基板。
［付記４］
前記層間接続ビアの前記穴内には、前記金属層の金属よりも弾性率の低い導体材料が充填される、付記１〜３のうちのいずれか１項に記載の回路基板。
［付記５］
前記スリットは、前記内周壁の径方向に視たとき曲線状の外形を有する、付記１〜４のうちのいずれか１項に記載の回路基板。
［付記６］
回路基板を備える電子機器であって、
前記回路基板は、第１方向に積層される複数の絶縁層を含み、
前記複数の絶縁層のうちの少なくとも１つは、前記第１方向に貫通する穴の内周壁上に金属層が形成された層間接続ビアを有し、
前記金属層には、前記層間接続ビアの開口側から前記第１方向に前記穴内まで延在するスリットが形成される、電子機器。
［付記７］
絶縁層に第１方向に貫通する穴をあける工程と、
前記穴の内周壁の周方向全体にわたりかつ前記穴内まで延在する領域にレジストを付着させる工程と、
前記レジストに対して、前記穴の内周壁の周方向に沿った一部を露光し現像する工程と、
前記現像した前記穴の内周壁に金属をめっきする工程と、
前記穴内に導電性ペーストを充填して単層板を形成する工程と、
前記導電性ペーストを充填した前記単層板を複数用意し、積層する工程とを含む、回路基板の製造方法。
【符号の説明】
【００４５】
１  絶縁層
２  導体部
３  樹脂層
４  層間接続ビア
１０  回路基板
１１  穴
４０  金属層
４２  スリット
５００  ガラス
５０１  シード
５０２  ドライフィルムレジスト
５０３  樹脂層
５０４  穴
５０５  導電性ペースト
５２０  単層板
【図１】
2018198273.tif 000003
【図２】
2018198273.tif 000004
【図３】
2018198273.tif 000005
【図４】
2018198273.tif 000006
【図５Ａ】
2018198273.tif 000007
【図５Ｂ】
2018198273.tif 000008
【図５Ｃ】
2018198273.tif 000009
【図５Ｄ】
2018198273.tif 000010
【図５Ｅ】
2018198273.tif 000011
【図５Ｆ】
2018198273.tif 000012
【図５Ｇ】
2018198273.tif 000013
【図５Ｈ】
2018198273.tif 000014
【図５Ｉ】
2018198273.tif 000015
【図５Ｊ】
2018198273.tif 000016
【図５Ｋ】
2018198273.tif 000017
【図６Ａ】
2018198273.tif 000018
【図６Ｂ】
2018198273.tif 000019
【図６Ｃ】
2018198273.tif 000020
【図６Ｄ】
2018198273.tif 000021