(57)【要約】      （修正有）【課題】導電層の不所望な欠落が抑制された実装基板を提供する。【解決手段】実装基板では、基板１２と、第１導電層３１と、絶縁層３２と、第２導電層３３とがこの順で積層される。第１導電層は、第１シード層２２Ｓと第１めっき層２２Ｐとを有し、第１シード層及び第１めっき層はこの順で基板に積層されている。第２導電層は、第２シード層３３Ｓと第２めっき層３３Ｐとを有し、第２シード層及び第２めっき層はこの順で絶縁層に積層されている。そして、第１シード層は、第２シード層をエッチングするエッチング液に対して耐食性を有する材料を含む。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、第１導電層と、絶縁層と、第２導電層とがこの順で積層され、
前記第１導電層は、第１シード層と第１めっき層とを有し、前記第１シード層及び前記第１めっき層はこの順で前記基板に積層されており、
前記第２導電層は、第２シード層と第２めっき層とを有し、前記第２シード層及び前記第２めっき層はこの順で前記絶縁層に積層されており、
前記第１シード層は、前記第２シード層をエッチングするエッチング液に対して耐食性を有する材料を含む、実装基板。
【請求項２】
前記第１シード層は、金属酸化物を含む下地金属層と、前記第１めっき層に含まれる金属材料と同一の材料を含む被覆金属層と、を有し、前記下地金属層及び前記被覆金属層はこの順で前記基板に積層され、前記下地金属層は、前記基板に密着している、請求項１に記載の実装基板。
【請求項３】
前記下地金属層に含まれる前記金属酸化物は、酸化亜鉛であり、
前記被覆金属層及び前記第１めっき層に含まれる前記金属材料は、銅である、請求項２に記載の実装基板。
【請求項４】
前記下地金属層と前記被覆金属層との間にパラジウムを備える、請求項３に記載の実装基板。
【請求項５】
前記第２シード層は、チタンを含む、請求項３又は４に記載の実装基板。
【請求項６】
前記基板は、ガラス基板である、請求項３乃至５のいずれかに記載の実装基板。
【請求項７】
第１シード層と第１めっき層とを有し、前記第１シード層及び前記第１めっき層がこの順で基板に積層される第１導電層と、絶縁層と、をこの順で前記基板に積層してパターニングした後、前記第１導電層、前記絶縁層及び前記基板を覆うように第２シード層を設ける工程と、
前記第２シード層の一部が、前記第１導電層の側とは反対側の前記絶縁層の面上に残存するように前記第２シード層をエッチング液によりエッチングする工程と、
エッチング後の前記第２シード層上に第２めっき層を形成し、前記第２シード層及び前記第２めっき層を有する第２導電層を形成する工程と、
を備え、
前記第１シード層を、前記第２シード層をエッチングする前記エッチング液に対して耐食性を有する材料から形成する、実装基板の製造方法。
【請求項８】
金属酸化物を含む下地金属層と、前記第１めっき層に含まれる金属材料と同一の材料を含む被覆金属層とをこの順で前記基板に積層して、前記第１シード層を形成する工程をさらに備え、
前記下地金属層を、ゾルゲル法又はディップコートにより形成し、
前記被覆金属層を、無電解めっき処理により形成する、請求項７に記載の実装基板の製造方法。
【請求項９】
前記下地金属層に含まれる前記金属酸化物は、酸化亜鉛であり、
前記被覆金属層及び前記第１めっき層に含まれる前記金属材料は、銅である、請求項８に記載の実装基板の製造方法。
【請求項１０】
前記第１シード層は、前記下地金属層にパラジウムを設けた後に、前記被覆金属層を形成することで形成される、請求項９に記載の実装基板の製造方法。
【請求項１１】
前記第２シード層は、チタンを含む、請求項９又は１０に記載の実装基板の製造方法。
【請求項１２】
前記基板として、ガラス基板を用いる、請求項９乃至１１のいずれかに記載の実装基板の製造方法。
【請求項１３】
前記基板は、前記第１導電層、前記絶縁層及び前記第２導電層が積層される主面と、前記主面に形成された孔とを有しており、
前記第１導電層が、前記主面と前記孔とに跨がって位置するように、前記下地金属層がゾルゲル法又はディップコートにより形成され、前記被覆金属層が無電解めっき処理により形成される、請求項８に記載の実装基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の実施形態は、実装基板及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
第１面及び第２面を含む基板と、第１面から第２面へ貫通するように基板に設けられる複数の孔と、第１面から第２面へ至るように孔の内部に設けられる電極部と、を備える貫通電極基板が特許文献１に開示されている。
【０００３】
このような貫通電極基板は、薄膜キャパシタ付きの実装基板を製造する際に利用することができる。この際、基板の第１面又は第２面に、第１導電層と、絶縁層と、第２導電層とをこの順で積層することで、薄膜キャパシタを構成可能であり、このようなキャパシタは電極部に接続されてもよい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−３９２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のような実装基板では、第１導電層及び第２導電層をそれぞれシード層と電解めっき層とで形成することができる。この際、第１導電層のシード層の形成材料と第２導電層のシード層の形成材料とを同一にしてもよい。
【０００６】
しかしながら、各シード層の形成材料を同一にすると、第２導電層のシード層をエッチングする際に、第１導電層のシード層がサイドエッチングされ得る。このようなサイドエッチングは、特にキャパシタが微細である場合に、相対的に大きい欠落を第１導電層に生じさせ得る。
【０００７】
本開示の実施形態は、導電層の不所望な欠落が抑制された実装基板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示の一実施形態は、基板と、第１導電層と、絶縁層と、第２導電層とがこの順で積層され、前記第１導電層は、第１シード層と第１めっき層とを有し、前記第１シード層及び前記第１めっき層はこの順で前記基板に積層されており、前記第２導電層は、第２シード層と第２めっき層とを有し、前記第２シード層及び前記第２めっき層はこの順で前記絶縁層に積層されており、前記第１シード層は、前記第２シード層をエッチングするエッチング液に対して耐食性を有する材料を含む、実装基板である。
【０００９】
本開示の一実施形態に係る実装基板において、前記第１シード層は、金属酸化物を含む下地金属層と、前記第１めっき層に含まれる金属材料と同一の材料を含む被覆金属層と、を有し、前記下地金属層及び前記被覆金属層はこの順で前記基板に積層され、前記下地金属層は、前記基板に密着していてもよい。
【００１０】
本開示の一実施形態に係る実装基板において、前記下地金属層に含まれる前記金属酸化物は、酸化亜鉛であり、前記被覆金属層及び前記第１めっき層に含まれる前記金属材料は、銅であってもよい。
【００１１】
本開示の一実施形態に係る実装基板は、前記下地金属層と前記被覆金属層との間にパラジウムを備えていてもよい。
【００１２】
本開示の一実施形態に係る実装基板において、前記第２シード層は、チタンを含んでいてもよい。
【００１３】
本開示の一実施形態に係る実装基板において、前記基板は、ガラス基板であってもよい。
【００１４】
また、本開示の一実施形態は、第１シード層と第１めっき層とを有し、前記第１シード層及び前記第１めっき層がこの順で基板に積層される第１導電層と、絶縁層と、をこの順で前記基板に積層してパターニングした後、前記第１導電層、前記絶縁層及び前記基板を覆うように第２シード層を設ける工程と、前記第２シード層の一部が、前記第１導電層の側とは反対側の前記絶縁層の面上に残存するように前記第２シード層をエッチング液によりエッチングする工程と、エッチング後の前記第２シード層上に第２めっき層を形成し、前記第２シード層及び前記第２めっき層を有する第２導電層を形成する工程と、を備え、前記第１シード層を、前記第２シード層をエッチングする前記エッチング液に対して耐食性を有する材料から形成する、実装基板の製造方法である。
【００１５】
本開示の一実施形態に係る製造方法は、金属酸化物を含む下地金属層と、前記第１めっき層に含まれる金属材料と同一の材料を含む被覆金属層とをこの順で前記基板に積層して、前記第１シード層を形成する工程をさらに備え、前記下地金属層を、ゾルゲル法又はディップコートにより形成し、前記被覆金属層を、無電解めっき処理により形成してもよい。
【００１６】
本開示の一実施形態に係る製造方法において、前記下地金属層に含まれる前記金属酸化物は、酸化亜鉛であり、前記被覆金属層及び前記第１めっき層に含まれる前記金属材料は、銅であってもよい。
【００１７】
本開示の一実施形態に係る製造方法において、前記第１シード層は、前記下地金属層にパラジウムを設けた後に、前記被覆金属層を形成することで形成されてもよい。
【００１８】
本開示の一実施形態に係る製造方法において、前記第２シード層は、チタンを含んでいてもよい。
【００１９】
本開示の一実施形態に係る製造方法においては、前記基板として、ガラス基板を用いてもよい。
【００２０】
本開示の一実施形態に係る製造方法において、前記基板は、前記第１導電層、前記絶縁層及び前記第２導電層が積層される主面と、前記主面に形成された孔とを有しており、前記第１導電層が、前記主面と前記孔とに跨がって位置するように、前記下地金属層がゾルゲル法又はディップコートにより形成され、前記被覆金属層が無電解めっき処理により形成されてもよい。
【発明の効果】
【００２１】
本開示の実施形態によれば、導電層の不所望な欠落が抑制された実装基板を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】一実施形態に係る実装基板を示す断面図である。
【図２】実装基板を拡大して示す断面図である。
【図３】実装基板の第１面第１導電層等を示す平面図である。
【図４】実装基板の製造工程を示す図である。
【図５】実装基板の製造工程を示す図である。
【図６】実装基板の製造工程を示す図である。
【図７】実装基板の製造工程を示す図である。
【図８】実装基板の製造工程を示す図である。
【図９】実装基板の製造工程を示す図である。
【図１０】実装基板の製造工程を示す図である。
【図１１】実装基板の製造工程を示す図である。
【図１２】実装基板の製造工程を示す図である。
【図１３】実装基板の製造工程を示す図である。
【図１４】実装基板の製造工程を示す図である。
【図１５】実装基板の製造工程を示す図である。
【図１６】実装基板の製造工程を示す図である。
【図１７】実装基板の製造工程を示す図である。
【図１８】実装基板に素子が搭載された素子搭載基板の一例の断面図である。
【図１９】実装基板が搭載される製品の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本開示の実施形態に係る実装基板の構成及びその製造方法について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態は本開示の実施形態の一例であって、本開示はこれらの実施形態に限定して解釈されるものではない。また、本明細書において、「基板」、「基材」、「シート」や「フィルム」等の用語は、呼称の違いのみに基づいて、互いから区別されるものではない。例えば、「基板」や「基材」は、シートやフィルムと呼ばれ得るような部材も含む概念である。更に、本明細書において用いる、形状や幾何学的条件並びにそれらの程度を特定する、例えば、「平行」や「直交」等の用語や長さや角度の値等については、厳密な意味に縛られることなく、同様の機能を期待し得る程度の範囲を含めて解釈することとする。また、本実施形態で参照する図面において、同一部分または同様な機能を有する部分には同一の符号または類似の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する場合がある。また、図面の寸法比率は説明の都合上実際の比率とは異なる場合や、構成の一部が図面から省略される場合がある。
【００２４】
実装基板
以下、本開示の実施の形態について説明する。まず、本実施の形態に係る実装基板１０の構成について説明する。図１は、実装基板１０を示す断面図である。
【００２５】
実装基板１０は、基板１２、貫通電極２２、第１配線構造部３０及び第２配線構造部４０を備える。以下、実装基板１０の各構成要素について説明する。
【００２６】
（基板）
基板１２は、互いに対向して位置する一対の主面を有する板状の基材であって、第１面１３、及び、第１面１３の反対側に位置する第２面１４を含む。第１面１３及び第２面１４は、主面に対応する面である。また、基板１２には、第１面１３から第２面１４に至る複数の貫通孔２０が設けられている。
【００２７】
基板１２は、一定の絶縁性を有する無機材料を含んでいる。例えば、基板１２は、ガラス基板、石英基板、サファイア基板、樹脂基板、シリコン基板、炭化シリコン基板、アルミナ(Al2O3)基板、窒化アルミ(AlN)基板、酸化ジリコニア(ZrO2)基板等、又は、これらの基板が積層されたものである。基板１２は、アルミニウム基板、ステンレス基板等、導電性を有する材料から構成された基板を部分的に含んでいてもよい。本実施の形態では、基板１２が、ガラス基板である。
【００２８】
基板１２で用いるガラスの例としては、無アルカリガラス等を挙げることができる。無アルカリガラスとは、ナトリウムやカリウム等のアルカリ成分を含まないガラスである。無アルカリガラスは、例えば、アルカリ成分の代わりにホウ酸を含む。また、無アルカリガラスは、例えば、酸化カルシウムや酸化バリウム等のアルカリ土類金属酸化物を含む。無アルカリガラスの例としては、旭硝子製のＥＮ−Ａ１や、コーニング製のイーグルＸＧ等を挙げることができる。基板１２がガラスを含む場合、基板１２の厚みは、例えば０．２５ｍｍ以上且つ０．４５ｍｍ以下である。基板１２がガラスを含むことにより、基板１２の絶縁性を高めることができる。これにより、後述するように第１配線構造部３０の一部によってキャパシタ１５が形成されている場合に、キャパシタ１５の耐電圧特性を高めることができる。
【００２９】
図１に示す例において、基板１２に形成された貫通孔２０は、基板１２の第１面１３及び第２面１４から基板１２の厚み方向の中央部に向かうにつれて幅が小さくなる形状を有している。より詳しくは、本例における貫通孔２０は平面視で円形状であり、その内周面すなわち側壁２１における第１面１３側の端部から基板１２の厚み方向の中央部に至る部分、及び、その内周面すなわち側壁２１における第２面１４側の端部から基板１２の厚み方向の中央部に至る部分のそれぞれが、中央部側に向けて先細りのテーパ状となっている。しかしながら、貫通孔２０の形状が特に限られることはない。例えば、貫通孔２０の側壁２１は、基板１２の第１面１３の法線方向に沿って第２面１４から第１面１３にかけて広がっていてもよい。また、側壁２１の一部が湾曲していてもよい。
【００３０】
貫通孔２０の長さ、すなわち第１面１３の法線方向における貫通孔２０の寸法は、基板１２の厚みに等しい。貫通孔２０の幅、すなわち第１面１３の面内方向における貫通孔２０の寸法Ｓは、例えば４０μｍ以上且つ１５０μｍ以下である。また、貫通孔２０の幅に対する長さの比、すなわち貫通孔２０のアスペクト比は、例えば４以上且つ１０以下である。なお、ここで説明した貫通孔２０の幅とは、貫通孔２０の面内方向における最大幅を意味する。
【００３１】
（貫通電極）
貫通電極２２は、貫通孔２０の内部に位置し、且つ導電性を有する部材である。本実施の形態において、貫通電極２２の厚みは、貫通孔２０の幅よりも小さく、このため、貫通孔２０の内部には、貫通電極２２が存在しない空間がある。すなわち、貫通電極２２は、いわゆるコンフォーマルビアである。貫通電極２２の厚みは、例えば１００ｎｍ以上且つ２０μｍ以下である。
【００３２】
図２は、貫通孔２０に設けられた貫通電極２２等を拡大して示す断面図である。貫通電極２２が導電性を有する限りにおいて、貫通電極２２の構成は特には限定されない。例えば、貫通電極２２は、導電性を有する単一の層から構成されてもよく、若しくは、導電性を有する複数の層を含んでいてもよい。本実施の形態では、図２に示すように、貫通電極２２が、貫通孔２０の側壁２１側から貫通孔２０の中心側へ順に並ぶ第１シード層２２Ｓ及び第１めっき層２２Ｐを有する。
【００３３】
第１シード層２２Ｓは、電解めっき処理によって第１めっき層２２Ｐを形成する電解めっき工程の際に、めっき液中の金属イオンを析出させて第１めっき層２２Ｐを成長させるための土台となる、導電性を有する層である。本実施の形態における第１シード層２２Ｓは、金属酸化物を含む下地金属層２２１と、第１めっき層２２Ｐに含まれる金属材料と同一の材料を含む被覆金属層２２２と、を有し、下地金属層２２１及び被覆金属層２２２はこの順で貫通孔２０の側壁２１に積層され、下地金属層２２１は、側壁２１に密着している。
【００３４】
下地金属層２２１は、ゾルゲル法またはディップコートにより形成された密着層であり、被覆金属層２２２は、無電解めっき処理により形成された無電解めっき層である。金属酸化物を含む下地金属層２２１を側壁２１にゾルゲル法又はディップコートにより密着させ、且つ、下地金属層２２１上に無電解めっき処理により被覆金属層２２２を形成した場合においては、密着性が高く且つ膜厚を抑えながらも平坦となり、しかもピンホールの発生が抑制されるシード層を形成可能であることを、本件発明者は鋭意の研究により知見した。この知見に基づいて、本実施の形態では、第１シード層２２Ｓを、下地金属層２２１と被覆金属層２２２とを用いて形成している。
【００３５】
下地金属層２２１に含まれる金属酸化物は、基板１２との関係で密着性が良好となるものである限り特に限定されるものではないが、本件発明者の鋭意の研究では、基板１２がガラス基板である場合において、金属酸化物を酸化亜鉛とすることで、下地金属層２２１が基板１２に対して強固に密着することが見出されている。
【００３６】
また、被覆金属層２２２は、下地金属層２２１との関係で密着性が良好で且つ無電解めっき後に平坦性を確保可能である限り特に限定されるものではないが、本件発明者の鋭意の研究では、基板１２がガラス基板であり、下地金属層２２１に含まれる金属酸化物が酸化亜鉛である場合においては、被覆金属層２２２に含まれる金属材料を銅とすることで、被覆金属層２２２が下地金属層２２１に対して強固に密着しつつ、膜厚を抑えながら平坦となり、且つピンホールの発生が抑制されることが見出されている。したがって、本実施の形態では、好適な貫通電極２２を形成するために、基板１２がガラス基板となっており、下地金属層２２１に含まれる金属酸化物が酸化亜鉛となっており、被覆金属層２２２に含まれる金属材料が銅となっている。
【００３７】
なお、基板１２をガラス基板とし、下地金属層２２１に含まれる金属酸化物を酸化亜鉛とし、被覆金属層２２２に含まれる金属材料を銅とする場合においては、下地金属層２２１の厚みを０．０５μｍ以上且つ０．２μｍ以下の範囲で貫通孔２０の側壁２１に形成しつつ、被覆金属層２２２の厚みを０．２μｍ以上且つ１．０μｍ以下の範囲で形成することが好ましい。このような範囲で第１シード層２２Ｓを形成した際には、密着性が高く且つ膜厚を抑えながらも平坦となる有用な第１シード層２２Ｓを貫通孔２０内に形成可能であることを本件発明者は実験によって確認している。また、このような条件で第１シード層２２Ｓを形成した場合には、この第１シード層２２Ｓ上の第１めっき層２２Ｐについても、膜厚を抑えながらも平坦に形成することができる。
【００３８】
また、第１シード層２２Ｓは、下地金属層２２１と被覆金属層２２２との間にパラジウムを備えていてもよい。このようなパラジウムは触媒として機能し、被覆金属層２２２の析出を促進させることができる。
【００３９】
一方、第１めっき層２２Ｐは、電解めっき処理によって形成される、導電性を有する層である。第１めっき層２２Ｐを構成する材料としては、銅、金、銀、白金、ロジウム、スズ、アルミニウム、ニッケル、クロム等の金属又はこれらを用いた合金等、あるいはこれらを積層したものを使用することができる。本実施の形態では、第１めっき層２２Ｐを構成する材料が被覆金属層２２２に含まれる材料と同一であるため、銅を含んでいる。
【００４０】
（第１配線構造部）
次に、第１配線構造部３０について説明する。第１配線構造部３０は、基板１２の第１面１３側に電気的な回路を構成するよう第１面１３側に設けられた導電層や絶縁層等の層を有するものである。本実施の形態では、第１配線構造部３０の一部によって、キャパシタ１５が構成されている。また、第１配線構造部３０の一部によって、インダクタ１６の一部が構成されている。本実施の形態において、第１配線構造部３０は、第１面第１導電層３１、第１面第１無機層３２、第１面第２導電層３３、第１面第１被覆有機層３４、第１面第３導電層３５及び第１面第２被覆有機層３６を有する。
【００４１】
〔第１面第１導電層〕
第１面第１導電層３１は、基板１２の第１面１３上に位置する、導電性を有する層である。第１面第１導電層３１は、貫通電極２２に電気的に接続されていてもよく、本実施の形態では、貫通電極２２が、第１面第１導電層３１に電気的に接続されている。本例の第１面第１導電層３１は、貫通電極２２と同じ工程で形成されており、図２に示すように、第１シード層２２Ｓと第１めっき層２２Ｐとを有する。また、第１面１３上の第１シード層２２Ｓは、金属酸化物を含む下地金属層２２１と、第１めっき層２２Ｐに含まれる金属材料と同一の材料を含む被覆金属層２２２と、を有し、下地金属層２２１及び被覆金属層２２２はこの順で基板１２の第１面１３に積層され、下地金属層２２１は、第１面１３に密着している。
【００４２】
上述したように、下地金属層２２１は、ゾルゲル法またはディップコートにより形成された密着層であり、被覆金属層２２２は、無電解めっき処理により形成された無電解めっき層である。本実施の形態では、第１面１３上の第１シード層２２Ｓにおいても、貫通孔２０内の第１シード層２２Ｓと同様に、高い密着性を確保すべく、下地金属層２２１に含まれる金属酸化物が酸化亜鉛となっており、被覆金属層２２２に含まれる金属材料が銅となっている。
【００４３】
また、基板１２をガラス基板とし、下地金属層２２１に含まれる金属酸化物を酸化亜鉛とし、被覆金属層２２２に含まれる金属材料を銅とする場合には、第１面１３上において、下地金属層２２１の厚みを０．０５μｍ以上且つ０．２μｍ以下の範囲で基板１２の第１面１３に形成しつつ、被覆金属層２２２の厚みを０．２μｍ以上且つ１．０μｍ以下の範囲で形成することが好ましい。このような場合、密着性が高く且つ膜厚を抑えながらも平坦となる有用な第１シード層２２Ｓを第１面１３上に形成可能である。また、このような第１シード層２２Ｓ上の第１めっき層２２Ｐについても、膜厚を抑えながらも平坦に形成することができる。
【００４４】
また、第１面第１導電層３１を構成する第１シード層２２Ｓも、下地金属層２２１と被覆金属層２２２との間にパラジウムを備えていてもよい。一方、第１面第１導電層３１を構成する第１めっき層２２Ｐは、電解めっき処理によって形成される、導電性を有する層である。第１めっき層２２Ｐを構成する材料としては、銅、金、銀、白金、ロジウム、スズ、アルミニウム、ニッケル、クロム等の金属又はこれらを用いた合金等、あるいはこれらを積層したものを使用することができる。本実施の形態では、第１めっき層２２Ｐを構成する材料が被覆金属層２２２に含まれる材料と同一であるため、銅を含んでいる。
【００４５】
〔第１面第１無機層〕
第１面第１無機層３２は、少なくとも部分的に第１面第１導電層３１上に位置し、無機材料を含み、且つ絶縁性を有する層である。第１面第１無機層３２の無機材料としては、ＳｉＮ等の珪素窒化物を用いることができる。その他にも、第１面第１無機層３２の無機材料の例として、酸化シリコン、酸化アルミ、五酸化タンタル等を挙げることができる。第１面第１無機層３２の無機材料の比誘電率は、例えば３以上且つ５０以下である。また、第１面第１無機層３２の厚みは、例えば５０ｎｍ以上且つ４００ｎｍ以下である。第１面第１無機層３２は、単一の層から構成されていてもよく、複数の層を含んでいてもよい。
【００４６】
〔第１面第２導電層〕
第１面第２導電層３３は、第１面第１無機層３２上に位置する、導電性を有する層である。上述の第１面第１導電層３１と、第１面第１導電層３１上に位置する上述の第１面第１無機層３２と、第１面第１無機層３２上に位置する第１面第２導電層３３とによって、キャパシタ１５が構成されている。図２に示すように、第１面第２導電層３３は、第２シード層３３Ｓと第２めっき層３３Ｐとを有し、第２シード層３３Ｓ及び第２めっき層３３Ｐはこの順で第１面第１無機層３２に積層されている。
【００４７】
第２シード層３３Ｓは、電解めっき処理によって第２めっき層３３Ｐを形成する電解めっき工程の際に、めっき液中の金属イオンを析出させて第２めっき層３３Ｐを成長させるための土台となる、導電性を有する層である。本実施の形態における第２シード層３３Ｓは、下地金属層３３１と、第２めっき層３３Ｐに含まれる金属材料と同一の材料を含む被覆金属層３３２と、を有し、下地金属層３３１及び被覆金属層３３２はこの順で第１面第１無機層３２に積層されている。下地金属層３３１及び被覆金属層３３２はともに、スパッタリングにより形成されたスパッタ層である。本実施の形態において、下地金属層３３１に含まれる金属材料は、チタンであり、被覆金属層３３２に含まれる金属材料は、銅である。
【００４８】
一方、第２めっき層３３Ｐは、電解めっき処理によって形成される、導電性を有する層である。第２めっき層３３Ｐを構成する材料としては、銅、金、銀、白金、ロジウム、スズ、アルミニウム、ニッケル、クロム等の金属又はこれらを用いた合金等、あるいはこれらを積層したものを使用することができる。本実施の形態では、第２めっき層３３Ｐを構成する材料が被覆金属層３３２に含まれる材料と同一であるため、銅を含んでいる。
【００４９】
第２めっき層３３Ｐは、チタンを含む下地金属層３３１をスパッタにより形成するとともに、下地金属層３３１上に銅を含む被覆金属層３３２をスパッタにより形成して、第２シード層３３Ｓを形成し、次いで第２シード層３３Ｓをエッチング液によりエッチングしてパターニングした後、電解めっき処理を行うことで形成され得る。このような工程では、第２シード層３３Ｓをエッチングする際に、第１シード層２２Ｓがサイドエッチングされる状況が生じ得る。そこで、本実施の形態では、上述した第１シード層２２Ｓが、第２シード層３３Ｓをエッチングするエッチング液に対して耐食性を有する材料を含んでいる。
【００５０】
具体的には、第２シード層３３Ｓの下地金属層３３１がチタンを含むのに対して、第１シード層２２Ｓの下地金属層２２１は酸化亜鉛を含む。下地金属層３３１をエッチングする際には、エッチング液として、例えばメルテックス社製のＴＩ−３９９１が使用され得るが、このようなエッチング液に対して、酸化亜鉛は耐食性を有する。これにより、本実施の形態では、第２シード層３３Ｓの下地金属層３３１のエッチングの際に、第１シード層２２Ｓの下地金属層２２１に欠落が生じることが抑制され、下地金属層２２１において不所望な欠落が生じていない状態となっている。
【００５１】
〔第１面第１被覆有機層〕
次に、第１面第１被覆有機層３４は、第１面第１無機層３２上及び第１面第２導電層３３に位置し、有機材料を含み、且つ絶縁性を有する層である。第１面第１被覆有機層３４の有機材料としては、ポリイミド、エポキシ等を用いることができる。第１面第１被覆有機層３４の有機材料は、好ましくは０．００３以下、より好ましくは０．００２以下、更に好ましくは０．００１以下の誘電正接を有する。誘電正接の小さい有機材料を用いて第１面第１被覆有機層３４を構成することにより、キャパシタ１５やインダクタ１６を通るべき電気信号が第１面第１被覆有機層３４を通ってしまうことを抑制することができる。これにより、キャパシタ１５やインダクタ１６を備える実装基板１０の帯域を高周波側に広げることができる。
【００５２】
〔第１面第３導電層〕
第１面第３導電層３５は、第１面第１導電層３１上又は第１面第２導電層３３上に位置する、導電性を有する層である。図１に示す例において、第１面第３導電層３５は、キャパシタ１５の一方の電極である第１面第１導電層３１に接続された部分、及び、キャパシタ１５の他方の電極である第１面第２導電層３３に接続された部分を含む。
【００５３】
第１面第３導電層３５は、貫通電極２２や第１面第１導電層３１と同様に、順に積層されたシード層及びめっき層を含んでいてもよい。第１面第３導電層３５を構成する材料は、貫通電極２２や第１面第１導電層３１を構成する材料と同様でもよい。
【００５４】
〔第１面第２被覆有機層〕
第１面第２被覆有機層３６は、第１面第１被覆有機層３４上及び第１面第３導電層３５上に位置し、有機材料を含み、且つ絶縁性を有する層である。第１面第２被覆有機層３６は、第１面第１被覆有機層３４と同様に、好ましくは０．００３以下、より好ましくは０．００２以下、更に好ましくは０．００１以下の誘電正接を有する有機材料を含む。第１面第２被覆有機層３６の有機材料としては、第１面第１被覆有機層３４と同様に、ポリイミド、エポキシ等を用いることができる。
【００５５】
（第２配線構造部）
次に、第２配線構造部４０について説明する。第２配線構造部４０は、基板１２の第２面１４側に電気的な回路を構成するよう第２面１４側に設けられた導電層や絶縁層等の層を有するものである。第２配線構造部４０の一部と、上述の第１配線構造部３０の一部及び貫通電極２２とによって、インダクタ１６が構成されている。本実施の形態において、第２配線構造部４０は、第２面第１導電層４１及び第２面第１被覆有機層４３を有する。
【００５６】
〔第２面第１導電層〕
第２面第１導電層４１は、基板１２の第２面１４上に位置する、導電性を有する層である。第２面第１導電層４１は、貫通電極２２に接続されていてもよく、本実施の形態では、貫通電極２２が、第２面第１導電層４１に接続されている。第２面第１導電層４１は、貫通電極２２及び第１面第１導電層３１と同じ工程で形成されているため、第１シード層２２Ｓと第１めっき層２２Ｐとを有する。そして、第２面１４上の第１シード層２２Ｓも、金属酸化物を含む下地金属層２２１と、第１めっき層２２Ｐに含まれる金属材料と同一の材料を含む被覆金属層２２２と、を有し、下地金属層２２１及び被覆金属層２２２はこの順で第２面１４に積層され、下地金属層２２１は、第２面１４に密着している。
【００５７】
第２面１４上の第１シード層２２Ｓにおいても、下地金属層２２１は、ゾルゲル法またはディップコートにより形成された密着層であり、被覆金属層２２２は、無電解めっき処理により形成された無電解めっき層である。また、下地金属層２２１に含まれる金属酸化物は酸化亜鉛であり、被覆金属層２２２に含まれる金属材料は銅である。
【００５８】
一方、第２面第１導電層４１を構成する第１めっき層２２Ｐは、電解めっき処理によって形成される、導電性を有する層である。第１めっき層２２Ｐを構成する材料としては、銅、金、銀、白金、ロジウム、スズ、アルミニウム、ニッケル、クロム等の金属又はこれらを用いた合金等、あるいはこれらを積層したものを使用することができる。本実施の形態では、第１めっき層２２Ｐを構成する材料が被覆金属層２２２に含まれる材料と同一であるため、銅を含んでいる。
【００５９】
図３は、実装基板１０の第１面第１導電層３１及び第２面第１導電層４１を第１面１３側から見た場合の平面図である。図３においては、第１面第１導電層３１上に積層される第１面第１無機層３２等の層が省略されている。また、図３においては、第２面１４側に位置する第２面第１導電層４１が点線で表されている。図１及び図３に示すように、第２面第１導電層４１と、第２面第１導電層４１に接続された貫通電極２２と、貫通電極２２に接続された第１面第１導電層３１とによって、インダクタ１６が構成される。ちなみに、図１は、図３のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【００６０】
〔第２面第１被覆有機層〕
第２面第１被覆有機層４３は、第２面第１導電層４１上に位置し、有機材料を含み、且つ絶縁性を有する層である。第２面第１被覆有機層４３は、第１面第１被覆有機層３４や第１面第２被覆有機層３６と同様に、好ましくは０．００３以下、より好ましくは０．００２以下、更に好ましくは０．００１以下の誘電正接を有する有機材料を含む。第２面第１被覆有機層４３の有機材料としては、第１面第１被覆有機層３４や第１面第２被覆有機層３６と同様に、ポリイミド、エポキシ等を用いることができる。
【００６１】
実装基板の製造方法
以下、実装基板１０の製造方法の一例について、図４乃至図１７を参照して説明する。
【００６２】
（貫通孔の形成工程）
まず、基板１２に貫通孔２０を形成する。この際、まず、貫通孔２０が形成される前の基板１２の第１面１３及び第２面１４の少なくともいずれかにレジスト層を設ける。その後、レジスト層のうち貫通孔２０に対応する位置に開口を設ける。次に、レジスト層の開口において基板１２を加工することにより、図４に示すように、基板１２に貫通孔２０を形成することができる。基板１２を加工する方法としては、反応性イオンエッチング法、深掘り反応性イオンエッチング法等のドライエッチング法や、ウェットエッチング法等を用いることができる。
【００６３】
（貫通電極及び第１導電層の形成工程）
次に、貫通孔２０の側壁２１に貫通電極２２を形成する。本実施の形態においては、貫通電極２２と同時に、基板１２の第１面１３上に第１面第１導電層３１を形成し、基板１２の第２面１４上に第２面第１導電層４１を形成する。
【００６４】
この際、まず、図５に示すように、第１面１３、第２面１４及び貫通孔２０の側壁２１上に、酸化亜鉛を含む下地金属層２２１を形成する。本実施の形態では、ゾルゲル法によって下地金属層２２１が形成される。次いで、図６に示すように、下地金属層２２１上に部分的にレジスト層３７を形成する。続いて、図７に示すように、下地金属層２２１上に銅を含む被覆金属層２２２を形成する。本実施の形態では、被覆金属層２２２が無電解めっき処理によって形成される。これにより、第１面１３、第２面１４及び貫通孔２０の側壁２１上に、第１シード層２２Ｓが形成される。
【００６５】
なお、ゾルゲル法によって酸化亜鉛を含む下地金属層２２１を形成する場合、例えば、酢酸亜鉛二水和物、酢酸プラセオジム、ジエタノールアミンを含むエタノール溶液を用いたゾルゲル法により下地金属層２２１を形成することができる。
【００６６】
続いて、図８に示すように、第１シード層２２Ｓ上に銅を含む第１めっき層２２Ｐを形成する。第１めっき層２２Ｐは、電解めっきにより形成される。次いで、図９に示すように、レジスト層３７を除去する。また、下地金属層２２１のうちレジスト層３７によって覆われていた部分を、例えばウェットエッチングにより除去する。このようにして、基板１２に、所望のパターンの第１面第１導電層３１、第２面第１導電層４１及び貫通電極２２が形成される。これにより、第２面第１導電層４１と、第２面第１導電層４１に接続された貫通電極２２と、貫通電極２２に接続された第１面第１導電層３１とを備えるインダクタ１６を構成することができる。
【００６７】
なお、下地金属層２２１と被覆金属層２２２との間にパラジウムを設ける場合には、下地金属層２２１の表面にパラジウムを付着させる工程が実施される。この場合、パラジウムを含む触媒溶液の中に、下地金属層２２１が設けられた基板１２が浸漬される。なお、下地金属層２２１上に被覆金属層２２２を無電解めっき処理に形成する際に、被覆金属層２２２の析出が促進するのであれば、下地金属層２２１と被覆金属層２２２との間に付着させる物質は、パラジウムに限られることはない。
【００６８】
（第１面第１無機層の形成工程）
次に、図１０に示すように、第１面第１導電層３１上に第１面第１無機層３２をパターニングした状態で形成する。この際、まず、第１面第１導電層３１、第２面第１導電層４１等が設けられた基板１２の全域に、まず、第１面第１無機層３２を例えばプラズマＣＶＤ、スパッタリング等で形成し、その後、第１面第１無機層３２をエッチングによりパターニングしてもよい。
【００６９】
（第１面第２導電層の形成工程）
次に、第１面第１無機層３２の一部分上に第１面第２導電層３３を形成する。この際、まず、図１１に示すように、第１面第１無機層３２等が設けられた基板１２の全域にチタンを含む下地金属層３３１を形成する。本実施の形態では、下地金属層３３１がスパッタリングにより形成される。次いで、図１２に示すように、下地金属層３３１によって覆われた基板１２の全域に銅を含む被覆金属層３３２を形成する。本実施の形態では、被覆金属層３３２もスパッタリングにより形成される。これにより、パターニングされる前の下地金属層３３１及び被覆金属層３３２を有する第２シード層３３Ｓが形成される。
【００７０】
続いて、図１３に示すように、第２シード層３３Ｓにおいて第２めっき層３３Ｐが形成されることが予定される位置にレジスト層３８が形成される。次いで、図１４に示すように、第２シード層３３Ｓのうちのレジスト層３８によって覆われていない部分が除去される。この際、まず、被覆金属層３３２のうちのレジスト層３８によって覆われていない部分がエッチング液によりエッチングされる。その後、下地金属層３３１のうちのレジスト層３８によって覆われていない部分がエッチング液によりエッチングされる。銅を含む被覆金属層３３２をエッチングするエッチング液としては、例えばメルテックス社製のＣＵ−３９３０が使用され得る。また、チタンを含む下地金属層３３１をエッチングするエッチング液としては、例えばメルテックス社製のＴＩ−３９９１が使用され得る。
【００７１】
上述のように被覆金属層３３２をエッチングした後の基板１２においては、第２シード層３３Ｓの下地金属層３３１が、第１シード層２２Ｓの下地金属層２２１の端部と直接的に結合した状態となる。そのため、第２シード層３３Ｓの下地金属層３３１をエッチングする際に使用するエッチング液に対し、第１シード層２２Ｓの下地金属層２２１が耐食性を有していない場合には、下地金属層２２１がサイドエッチングされる状況が生じ得る。しかしながら、本実施の形態では、上述したように下地金属層２２１が、第２シード層３３Ｓの下地金属層３３１をエッチングするエッチング液に対して耐食性を有する材料から形成されている。これにより、第２シード層３３Ｓの下地金属層３３１のエッチングの際に、第１シード層２２Ｓの下地金属層２２１に欠落が生じることが抑制される。
【００７２】
次いで、図１５に示すように、レジスト層３８が除去される。その後、図１６に示すように、第２シード層３３Ｓ上に、電解めっき処理により第２めっき層３３Ｐが形成される。このようにして、第１面第２導電層３３が形成される。これにより、第１面第１導電層３１と、第１面第１導電層３１上の第１面第１無機層３２と、第１面第１無機層３２上の第１面第２導電層３３と、を備えるキャパシタ１５を構成することができる。
【００７３】
その後は、図１７に示すように、第１面第２導電層３３の一部分上及び第１面第１無機層３２の一部分上に第１面第１被覆有機層３４を所望のパターンで形成する。次いで、第２面第１導電層４１の一部分上及び基板１２の第２面１４の一部分上に第２面第１被覆有機層４３を所望のパターンで形成する。以降は、第１面第３導電層３５及び第１面第２被覆有機層３６が順次形成され、実装基板１０が形成される。
【００７４】
以上に説明した本実施の形態においては、基板１２と、第１面第１導電層３１と、絶縁層としての第１面第１無機層３２と、第１面第２導電層３３とがこの順で積層される。第１面第１導電層３１は、第１シード層２２Ｓと第１めっき層２２Ｐとを有し、第１シード層２２Ｓ及び第１めっき層２２Ｐはこの順で基板１２に積層されており、第１面第２導電層３３は、第２シード層３３Ｓと第２めっき層３３Ｐとを有し、第２シード層３３Ｓ及び第２めっき層３３Ｐはこの順で第１面第１無機層３２に積層されている。そして、第１シード層２２Ｓは、第２シード層３３Ｓをエッチングするエッチング液に対して耐食性を有する材料を含む。
【００７５】
これにより、第２シード層３３Ｓの一部が、第１面第１導電層３１の側とは反対側の第１面第１無機層３２の面上に残存するように第２シード層３３Ｓの下地金属層３３１をエッチング液によりエッチングする際に、第１シード層２２Ｓの下地金属層２２１に欠落が生じることが抑制される。そのため、本実施の形態によれば、導電層の不所望な欠落が抑制された実装基板１０を提供することが可能となる。なお、本実施の形態では、第１シード層２２Ｓ及び第２シード層３３Ｓが２つの層を有するが、これら各シード層は、単層であってもよい。また、本実施の形態では、貫通孔２０内に貫通電極２２が設けられるが、基板１２に凹上の孔を形成し、この孔内に電極部が設けられ、これが導電層に接続されてもよい。
【００７６】
（酸化亜鉛を含む下地金属層の有用性に関する確認試験）
ところで、本実施の形態では、上述したように、第１シード層２２Ｓの下地金属層２２１が酸化亜鉛を含み、且つ、ゾルゲル法により形成される。この場合の有用性について、実験例１〜３を例に挙げて以下に説明する。
【００７７】
実験例１では、酸化亜鉛を含む第１シード層２２Ｓの下地金属層２２１をゾルゲル法によって形成し、銅を含む被覆金属層２２２を無電解めっき処理により形成した。このように形成された第１シード層２２Ｓ上に第１めっき層２２Ｐを電解めっき処理により形成し、貫通電極２２と第１面第１導電層３１とを形成した。この状態において、密着強度、微細配線再現性、ピンホールの発生状況、及び導通状態についての確認試験を行った。
【００７８】
実験例２では、チタンを含む第１シード層２２Ｓの下地金属層２２１をスパッタリングにより形成した。その後、実施例１と同様の処理で、貫通電極及びこれに接続される導電層を形成した。そして、この状態において、実験例１と同様に、密着強度、微細配線再現性、ピンホールの発生状況、及び導通状態についての確認試験を行った。
【００７９】
実験例３では、第１シード層２２Ｓの下地金属層２２１に相当する層を設けずに、銅を含むシード層を無電解めっき処理により形成した後、電解めっきにより銅を含むめっき層を形成し、貫通電極及びこれに接続される導電層を形成した。そして、この状態において、実験例１と同様に、密着強度、微細配線再現性、ピンホールの発生状況、及び導通状態についての確認試験を行った。
【００８０】
各実験例では、基板１２がガラス基板である。また、第１面第１導電層３１が８μｍの線幅で形成されている。
【００８１】
密着強度の確認試験では、第１面第１導電層３１を、インストロン型引張り試験機で、引っ張り試験を行い、各導電層が剥離された際の力を計測した。
【００８２】
微細配線再現性の確認試験では、このように微細に形成された第１面第１導電層３１が剥がれているか否か及び外観不良があるか否かを顕微鏡で観察した。
【００８３】
ピンホールの発生状況の確認試験では、第１面第１導電層３１にピンホールが発生しているか否かを顕微鏡で観察した。
【００８４】
導通状態の確認試験では、各実験例において、１００個の貫通電極を経由したオープンショートテストにより、導通状態を確認した。
【００８５】
各確認試験の結果は、以下の表１の通りである。
【００８６】
【表１】
2019110169.tif 000003
【００８７】
以上の確認試験では下地金属層２２１が酸化亜鉛を含み、且つ、ゾルゲル法により形成された場合に、特に有用であることが確認された。特に実験例１が、実験例２及び３に対して導通状態が良好であるのは、ゾルゲル法によって下地金属層２２１が形成されることで、貫通孔２０内の第１シード層２２Ｓの断線が効果的に抑制されていることが理由であるものと推認される。そのため、貫通電極２２を形成する場合には、酸化亜鉛を含む下地金属層２２１をゾルゲル法で形成することが特に有用であると言える。また、実験例１及び２では、剥離強度が６Ｎ／ｍであるが、この数値は剥離強度として十分に高い値である。
【００８８】
素子搭載基板
図１８は、図１に示した実装基板１０と、実装基板１０に搭載され、貫通孔２０に設けられた貫通電極２２に電気的に接続された素子６１と、を備える素子搭載基板６０の一例を示す断面図である。素子６１は、ロジックＩＣやメモリＩＣ等のＬＳＩチップである。また、素子６１は、ＭＥＭＳ(Micro Electro Mechanical Systems)チップであってもよい。ＭＥＭＳチップとは、機械要素部品、センサ、アクチュエータ、電子回路等が１つの基板上に集積化された電子デバイスである。図１８に示すように、素子６１は、実装基板１０の第１面第３導電層３５等の導電層に電気的に接続された端子６２を有する。
【００８９】
実装基板が搭載される製品の例
図１９は、本開示の実施形態に係る実装基板１０が搭載され得る製品の例を示す図である。本開示の実施形態に係る実装基板１０は、様々な製品において利用され得る。例えば、ノート型パーソナルコンピュータ１１０、タブレット端末１２０、携帯電話１３０、スマートフォン１４０、デジタルビデオカメラ１５０、デジタルカメラ１６０、デジタル時計１７０、サーバ１８０等に搭載される。
【符号の説明】
【００９０】
１０…実装基板
１２…基板
１３…第１面
１４…第２面
２０…貫通孔
２２…貫通電極
２２Ｓ…第１シード層
２２Ｐ…第１めっき層
２２１…下地金属層
２２２…被覆金属層
３１…第１面第１導電層
３２…第１面第１無機層
３３…第１面第２導電層
３３Ｓ…第２シード層
３３Ｐ…第２めっき層
３３１…下地金属層
３３２…被覆金属層
【図１】
2019110169.tif 000004
【図２】
2019110169.tif 000005
【図３】
2019110169.tif 000006
【図４】
2019110169.tif 000007
【図５】
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【図６】
2019110169.tif 000009
【図７】
2019110169.tif 000010
【図８】
2019110169.tif 000011
【図９】
2019110169.tif 000012
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2019110169.tif 000016
【図１４】
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【図１５】
2019110169.tif 000018
【図１６】
2019110169.tif 000019
【図１７】
2019110169.tif 000020
【図１８】
2019110169.tif 000021
【図１９】
2019110169.tif 000022