(57)【要約】【課題】銅パターン間に銅パターン間樹脂層が設けられ、銅パターン上および銅パターン間樹脂層上に樹脂層を有する回路基板であって、銅パターン間樹脂と樹脂層との密着性に優れる回路基板を提供する。【解決手段】基材１と、前記基材１上に形成された銅パターン２と、前記銅パターン２間に充填された銅パターン間樹脂層４と、前記銅パターン２上および前記銅パターン間樹脂層４上に形成された樹脂層３とを有し、前記銅パターン間樹脂層４が、樹脂と無機フィラーを含み、前記銅パターン間樹脂層４の前記樹脂層３との対向面４１に複数のエッチング凹部を有する回路基板１０とする。【選択図】図１
2019175994.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材と、前記基材上に形成された銅パターンと、前記銅パターン間に充填された銅パターン間樹脂層と、前記銅パターン上および前記銅パターン間樹脂層上に形成された樹脂層とを有し、
前記銅パターン間樹脂層が、樹脂と無機フィラーを含み、
前記銅パターン間樹脂層の前記樹脂層との対向面に、複数のエッチング凹部を有することを特徴とする回路基板。
【請求項２】
前記対向面の表面粗さＲａが、２μｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載の回路基板。
【請求項３】
前記銅パターン間樹脂層中に前記無機フィラーが４０〜６５体積％含まれていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の回路基板。
【請求項４】
前記複数のエッチング凹部に、最大深さ２．５μｍ以上のエッチング凹部が含まれていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の回路基板。
【請求項５】
前記無機フィラーが、酸溶液に溶解するものであることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の回路基板。
【請求項６】
前記無機フィラーが、炭酸カルシウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛から選ばれる少なくとも１種以上であることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の回路基板。
【請求項７】
前記無機フィラーの平均粒径Ｄ５０が、５〜５０μｍであることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の回路基板。
【請求項８】
前記基材の厚み方向における前記銅パターン間樹脂層の前記樹脂層との対向面の平均位置と、前記銅パターンの前記樹脂層との対向面の平均位置との差が、３０μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の回路基板。
【請求項９】
前記無機フィラーが窒化ホウ素を含み、前記銅パターン間樹脂層中に前記窒化ホウ素が１０体積％以下含まれていることを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載の回路基板。
【請求項１０】
前記銅パターンがコイルパターンであることを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれか一項に記載の回路基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回路基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
電源用多層基板などに使用される回路基板として、基材と、基材上に形成された銅パターンと、銅パターン間に充填された銅パターン間樹脂層と、銅パターン上および銅パターン間樹脂層上に形成された樹脂層とを有するものがある。
【０００３】
特許文献１には、金属板と、前記金属板上に設けられ有機樹脂からなる第１の絶縁層と、前記第１の絶縁層上に設けられ配線パターンに形成された第１の配線導体層と、有機樹脂からなる第２の絶縁層と、前記第２の絶縁層を介して前記第１の配線導体層の上に積層され配線パターンに形成された第２の配線導体層とを有し、前記第２の絶縁層が前記第１の配線導体層の各配線パターンの間の部位にも設けられている配線基板が記載されている。
【０００４】
特許文献２には、樹脂の表面を塗料の上塗りや化学メッキに好適する樹脂表面の粗面化方法及び樹脂の表面構造が記載されている。具体的には、特許文献２には、樹脂材料中に中空微粉末を混合して基材上に樹脂層を形成するとともに、該樹脂層に所要の樹脂表面を形成し、その後に樹脂表面層の中空微粉末を機械的手段により破壊して微細孔とする樹脂表面の粗面化方法が記載されている。
【０００５】
また、特許文献３には、回路パターンを複数層に重ねてなるビルドアップ配線基板の製造方法が記載されている。具体的には、特許文献３には、下層回路パターン形成工程と、配線基板表面にガラス製の中空微粉末が混合された樹脂材料を付着させて前記下層回路パターンを埋め込む導体埋め込み工程と、前記樹脂材料の硬化後にこれを研磨して前記下層回路パターンを露出させることで表面が平坦なコア基板を形成する研磨工程と、このコア基板に前記下層回路パターンを覆う絶縁樹脂層を形成する樹脂積層工程とを含むビルドアップ配線基板の製造方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平６−９７６１７号公報
【特許文献２】特許第２９５４５０６号公報
【特許文献３】特許第３３６４４６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、基材と、基材上に形成された銅パターンと、銅パターン間に充填された銅パターン間樹脂層と、銅パターン上および銅パターン間樹脂層上に形成された樹脂層とを有する従来の回路基板は、銅パターン間樹脂層と樹脂層との密着性が不十分であった。銅パターン間樹脂層と樹脂層との密着性が不十分であると、回路基板をリフローはんだ付けする場合などの熱応力によって、銅パターン間樹脂層と樹脂層との界面で剥離する恐れがある。このため、回路基板において、銅パターン間樹脂層と樹脂層との密着性を向上させることが要求されていた。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、銅パターン間に銅パターン間樹脂層が設けられ、銅パターン上および銅パターン間樹脂層上に樹脂層を有する回路基板であって、銅パターン間樹脂と樹脂層との密着性に優れる回路基板を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
［１］基材と、前記基材上に形成された銅パターンと、前記銅パターン間に充填された銅パターン間樹脂層と、前記銅パターン上および前記銅パターン間樹脂層上に形成された樹脂層とを有し、
前記銅パターン間樹脂層が、樹脂と無機フィラーを含み、
前記銅パターン間樹脂層の前記樹脂層との対向面に、複数のエッチング凹部を有することを特徴とする回路基板。
【００１０】
［２］前記対向面の表面粗さＲａが、２μｍ以上であることを特徴とする［１］に記載の回路基板。
［３］前記銅パターン間樹脂層中に前記無機フィラーが４０〜６５体積％含まれていることを特徴とする［１］または［２］に記載の回路基板。
［４］前記複数のエッチング凹部に、最大深さ２．５μｍ以上のエッチング凹部が含まれていることを特徴とする［１］〜［３］のいずれかに記載の回路基板。
【００１１】
［５］前記無機フィラーが、酸溶液に溶解するものであることを特徴とする［１］〜［４］のいずれかに記載の回路基板。
［６］前記無機フィラーが、炭酸カルシウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛から選ばれる少なくとも１種以上であることを特徴とする［１］〜［５］のいずれかに記載の回路基板。
［７］前記無機フィラーの平均粒径Ｄ５０が、５〜５０μｍであることを特徴とする［１］〜［６］のいずれかに記載の回路基板。
【００１２】
［８］前記基材の厚み方向における前記銅パターン間樹脂層の前記樹脂層との対向面の平均位置と、前記銅パターンの前記樹脂層との対向面の平均位置との差が、３０μｍ以下であることを特徴とする［１］〜［７］のいずれかに記載の回路基板。
［９］前記無機フィラーが窒化ホウ素を含み、前記銅パターン間樹脂層中に前記窒化ホウ素が１０体積％以下含まれていることを特徴とする［１］〜［８］のいずれかに記載の回路基板。
［１０］前記銅パターンがコイルパターンであることを特徴とする［１］〜［９］のいずれかに記載の回路基板。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の回路基板は、銅パターン間に銅パターン間樹脂層が充填され、銅パターン上および銅パターン間樹脂層上に樹脂層が形成され、銅パターン間樹脂層が、樹脂と無機フィラーを含み、銅パターン間樹脂層の樹脂層との対向面に、複数のエッチング凹部を有する。このため、銅パターン間樹脂と樹脂層との密着性に優れる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施形態の回路基板の一例を示した概略断面図である。
【図２】本実施形態の回路基板の一例の銅パターン間樹脂層における樹脂層との対向面の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像である。
【図３】本実施形態の回路基板の一例の銅パターン間樹脂層と樹脂層との界面の断面の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像である。
【図４】本実施形態の回路基板の他の一例の銅パターン間樹脂層における樹脂層との対向面の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像である。
【図５】本実施形態の回路基板の他の一例の銅パターン間樹脂層と樹脂層との界面の断面の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像である。
【図６】図２に示す回路基板を製造する工程において、エッチングを行う前の銅パターン間樹脂層の表面のＳＥＭ画像である。
【図７】銅パターン間樹脂層のエッチングを行わずに回路基板を製造した場合の銅パターン間樹脂層の断面の走査型電子顕微鏡画像である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明者は、上記課題を解決するために、銅パターン間に銅パターン間樹脂層が充填され、銅パターン上および銅パターン間樹脂層上に樹脂層が形成された回路基板における、銅パターン間樹脂層の樹脂層との対向面の表面形状に着目し、鋭意検討を重ねた。その結果、酸溶液に溶解する無機フィラーと樹脂とを含む銅パターン間樹脂層を銅パターン間に形成した後、銅パターン間樹脂層上を酸溶液でエッチングすることにより、無機フィラーの少なくとも一部を除去して複数のエッチング凹部を形成し、粗面化すればよいことを見出した。
【００１６】
上記の方法によって複数のエッチング凹部が形成された銅パターン間樹脂層の上面は、銅パターン間樹脂層の樹脂層との対向面である。対向面には、酸溶液でエッチングすることにより、無機フィラーが溶解あるいは脱離して形成された複数のエッチング凹部が存在している。したがって、各エッチング凹部の内面形状は、溶解あるいは離脱した無機フィラーの外形形状に依存している。このことから、各エッチング凹部の内面形状は、銅パターン間樹脂層に含まれる無機フィラーの外面形状に類似する形状となっている。
【００１７】
上記対向面に設けられている複数のエッチング凹部には、銅パターン間樹脂層上に樹脂層を形成する際に、樹脂層となる樹脂組成物の一部が入り込む。複数のエッチング凹部に入り込んだ樹脂組成物は、硬化して樹脂層の一部となり、銅パターン間樹脂と樹脂層と密着性に寄与する。すなわち、樹脂層の一部が銅パターン間樹脂層の複数のエッチング凹部に入り込んだ状態で形成されることによって、アンカー効果が得られる。また、複数のエッチング凹部が形成されていることで、複数のエッチング凹部が形成されていない場合と比較して、銅パターン間樹脂層の樹脂層との対向面の表面積が増加するとともに、相対的に対向面上に露出する無機フィラーの割合が減少して樹脂の割合が増加する。その結果、銅パターン間樹脂層を形成している樹脂と樹脂層との接着面積が増加し、銅パターン間樹脂層と樹脂層との密着性が良好となる。
本発明者は、このような知見に基づいて本発明を想到した。
【００１８】
以下、本発明の回路基板について、図面を参照して詳細に説明する。以下の説明で用いる図面は、本発明の特徴をわかりやすくするために便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合がある。したがって、図面に記載された各構成要素の寸法比率などは、実際とは異なっていることがある。以下の説明において例示される材料、寸法等は一例であって、本発明はそれらに限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施できる。
【００１９】
「回路基板」
図１は、本実施形態の回路基板の一例を示した概略断面図である。本実施形態の回路基板１０は、電源用多層基板などに好適に使用できるものである。本実施形態の回路基板１０は、基材１と、基材１上に形成された銅パターン２と、銅パターン２間に充填された銅パターン間樹脂層４と、銅パターン２上および銅パターン間樹脂層４上に形成された樹脂層３とを有する。
【００２０】
基材１としては、ガラスエポキシ基板、ポリイミドからなるフレキシブル基板など、従来公知の基材を用いることができる。
銅パターン２の形状は、特に限定されるものではなく、例えば、コイルパターンであってもよい。
【００２１】
銅パターン間樹脂層４は、樹脂と無機フィラーとを含む。
樹脂としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ビスマレイミド樹脂などを用いることができ、電気絶縁性、耐水性、耐薬品性などの観点から、エポキシ樹脂を用いることが好ましい。
【００２２】
図１に示す回路基板１０では、銅パターン間樹脂層４の樹脂層３との対向面４１に、無機フィラーが溶解あるいは脱離して形成された複数のエッチング凹部を有する。
図２および図３は、本実施形態の回路基板の一例の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像である。図２は銅パターン間樹脂層における樹脂層との対向面のＳＥＭ画像であり、図３は銅パターン間樹脂層と樹脂層との界面の断面のＳＥＭ画像である。
図２および図３に示す回路基板の銅パターン間樹脂層は、樹脂としてエポキシ樹脂を含み、無機フィラーとして平均粒径Ｄ５０が４０．０μｍの酸化マグネシウムを、銅パターン間樹脂層中に６０体積％含む。
【００２３】
図４および図５は、本実施形態の回路基板の他の一例の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像である。図４は銅パターン間樹脂層における樹脂層との対向面のＳＥＭ画像であり、図５は銅パターン間樹脂層と樹脂層との界面の断面のＳＥＭ画像である。
図４および図５に示す回路基板の銅パターン間樹脂層は、樹脂としてエポキシ樹脂を含み、無機フィラーとして平均粒径Ｄ５０が６．０μｍの炭酸カルシウムを、銅パターン間樹脂層中に４０体積％含む。
図３および図５に示された写真において、薄い灰色の粒子は無機フィラーであり、無機フィラーの周囲に存在する濃い灰色の部分は樹脂である。
【００２４】
図２〜図５に示すように、図１における対向面４１上の複数のエッチング凹部は、様々な大きさおよび形状を有している。各エッチング凹部の内面形状は、銅パターン間樹脂層に含まれる無機フィラーの外面形状に類似する形状となっている。例えば、図２および図３に示す例では、複数のエッチング凹部のうち大部分のエッチング凹部の平面形状は、略円形または、複数の円形が一部重なり合って形成された形状を有している。例えば、図４および図５に示す例では、複数のエッチング凹部のうち大部分のエッチング凹部の平面形状は、多角形または、複数の多角形が一部重なり合って形成された形状を有している。対向面４１上の複数のエッチング凹部は、それぞれ面積が異なっていてもよいし、同じ面積のものが含まれていてもよい。
【００２５】
図２〜図５に示すように、各エッチング凹部の底部には、無機フィラーの成分が残存していてもよいし、無機フィラーが溶解あるいは離脱して完全に取り除かれていてもよい。したがって、対向面４１上には、無機フィラーの少なくとも一部が凹んでいるエッチング凹部と、底部が樹脂のみで形成されているエッチング凹部の一方または両方が形成されている。
【００２６】
図１に示す回路基板１０の対向面４１上に設けられた複数のエッチング凹部は、それぞれ深さが異なっていてもよいし、同じ深さのものが含まれていてもよい。
複数のエッチング凹部には、最大深さ２．５μｍ以上のエッチング凹部が含まれていることが好ましく、最大深さ３μｍ以上のものが含まれていることがより好ましい。最大深さ２．５μｍ以上のエッチング凹部が含まれている場合、銅パターン間樹脂層４の樹脂層３との対向面４１に複数のエッチング凹部を有することによる効果が顕著となる。その結果、より一層、銅パターン間樹脂４と樹脂層３との密着性が優れる回路基板１０となる。
【００２７】
図１に示す回路基板１０では、銅パターン間樹脂層４の樹脂層３との対向面４１の表面粗さＲａが、２μｍ以上であることが好ましく、３μｍ以上であることがより好ましい。上記対向面４１の表面粗さＲａが２μｍ以上であると、銅パターン間樹脂層４を形成している樹脂と樹脂層３との接着面積を増加させる効果が、より効果的に得られ、銅パターン間樹脂層４と樹脂層３との密着性がより一層良好となる。上記対向面４１の表面粗さＲａは、樹脂層３となる樹脂組成物の一部が、エッチング凹部に入り込みにくくなり、ボイドになる可能性があるため、１０μｍ以下であることが好ましい。
【００２８】
図１に示す回路基板１０では、基材１の厚み方向における銅パターン間樹脂層４の樹脂層３との対向面４１の平均位置と、銅パターン２の樹脂層３との対向面２１の平均位置との差が、３０μｍ以下であることが好ましく、２０μｍ以下であることがより好ましい。上記の差が３０μｍ以下である場合、銅パターン間樹脂層４の樹脂層３との対向面４１と銅パターン２の樹脂層３との対向面２１とが十分な平坦性を有しているため、銅パターン２上および銅パターン間樹脂層４上に形成された樹脂層３の平坦性が良好となり、好ましい。また、上記の差が３０μｍ以下であると、銅パターン２上および銅パターン間樹脂層４上に対する絶縁層３の形状追従性が良好になるとともに、回路基板１０の製造工程における熱プレスの際に均一に所望の面圧が付与されるため、絶縁層３と銅パターン間樹脂層４との密着性が良好となる。
【００２９】
無機フィラーとしては、酸溶液に溶解するものであることが好ましい。無機フィラーが酸溶液に溶解するものである場合、銅パターン２間に形成した銅パターン間樹脂層４上を酸溶液でエッチングして、無機フィラーの少なくとも一部を除去する方法により、容易に銅パターン間樹脂層４の樹脂層３との対向面４１に複数のエッチング凹部を形成できる。
【００３０】
無機フィラーとしては、炭酸カルシウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、窒化ホウ素、アルミナ、シリカ、窒化アルミニウムなどを用いることができ、炭酸カルシウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛から選ばれる少なくとも１種以上であることが好ましい。
炭酸カルシウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛は、いずれも熱伝導率が大きい。このため、上記１種以上の無機フィラーを含む銅パターン間樹脂層４を有する回路基板１０は、良好な放熱性を有する。また、炭酸カルシウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛は、いずれも酸溶液に溶解する。このため、上記１種以上の無機フィラーを含む銅パターン間樹脂層４を有する回路基板１０は、銅パターン間樹脂層４上を酸溶液でエッチングして無機フィラーの少なくとも一部を除去することにより、銅パターン間樹脂層４の樹脂層３との対向面４１に複数のエッチング凹部を形成する方法を用いて、容易に製造できる。
【００３１】
また、無機フィラーに窒化ホウ素が含まれている場合、窒化ホウ素が熱伝導率の特に大きい化合物であるため、良好な放熱性を有する回路基板１０が得られる。無機フィラーに窒化ホウ素が含まれている場合、銅パターン間樹脂層４中の窒化ホウ素含有量は、より良好な放熱性を有する回路基板１０が得られるため、１体積％以上であることが好ましい。
【００３２】
無機フィラーに窒化ホウ素が含まれている場合、銅パターン間樹脂層４中の窒化ホウ素含有量は１０体積％以下であることが好ましく、７体積％以下であることがより好ましい。銅パターン間樹脂層４中の窒化ホウ素含有量が１０体積％以下であると、銅パターン間樹脂層４を形成する際に、窒化ホウ素が銅パターン間樹脂層４となる樹脂組成物の流動性を低下させて、銅パターン２間における銅パターン間樹脂層４の充填性および表面の平坦性に支障をきたすことを防止できる。また、窒化ホウ素は、酸溶液に溶解しないが、窒化ホウ素含有量が１０体積％以下であると、窒化ホウ素とともに酸溶液に溶解する無機フィラーを用いることで、酸溶液でエッチングして無機フィラーの少なくとも一部を除去する方法により、銅パターン間樹脂層４の樹脂層３との対向面４１に容易に複数のエッチング凹部を形成できる。
【００３３】
無機フィラーの平均粒径Ｄ５０は、５〜５０μｍであることが好ましく、６〜４０μｍであることがより好ましい。無機フィラーの平均粒径Ｄ５０が５μｍ以上であると、銅パターン間樹脂層４上を酸溶液でエッチングして、無機フィラーの少なくとも一部を除去する方法により複数のエッチング凹部を形成する場合、十分な大きさのエッチング凹部が形成されやすい。その結果、複数のエッチング凹部に入り込んだ樹脂層３によるアンカー効果と、銅パターン間樹脂層４を形成している樹脂と樹脂層３との接着面積を増加させる効果とが、より効果的に得られる。よって、銅パターン間樹脂層４と樹脂層３との密着性がより一層良好となる。無機フィラーの平均粒径Ｄ５０が５０μｍ以下であると、銅パターン間樹脂層４を形成する際に、無機フィラーが銅パターン間樹脂層４となる樹脂組成物の流動性を低下させて、銅パターン２間における銅パターン間樹脂層４の充填性に支障をきたすことを防止できる。
【００３４】
銅パターン間樹脂層４中には、無機フィラーが４０〜６５体積％含まれていることが好ましく、５０〜６０体積％含まれていることがより好ましい。銅パターン間樹脂層４中の無機フィラー含有量が４０体積％以上であると、より良好な放熱性が得られる。また、銅パターン間樹脂層４中の無機フィラー含有量が６５体積％以下であると、銅パターン間樹脂層４を形成する際に、無機フィラーが銅パターン間樹脂層４となる樹脂組成物の流動性を低下させて、銅パターン２間における銅パターン間樹脂層４の充填性に支障をきたすことを防止できる。
【００３５】
樹脂層３としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ビスマレイミド樹脂などを用いることができ、銅パターン間樹脂層４との密着性が良好な樹脂層３となるため、エポキシ樹脂を用いることが好ましい。
樹脂層３を形成している樹脂と、銅パターン間樹脂層４中に含まれる樹脂とは、同じであってもよいし、異なるものであってもよい。
【００３６】
「回路基板の製造方法」
次に、図１に示す回路基板の製造方法の一例を説明する。
図１に示す回路基板１０を製造するには、まず、基材１上に公知の方法により銅箔層を形成し、銅箔層を公知の方法によりコイルパターンの形状など所定の形状にパターニングし、銅パターン２を形成する。
次に、銅パターン間２に、銅パターン間樹脂層４を形成する。
【００３７】
銅パターン間樹脂層４を形成する方法としては、例えば、銅パターン間２に銅パターン間樹脂層４となる樹脂組成物を充填し、熱処理して硬化させる方法が挙げられる。樹脂組成物を硬化させるための熱処理の温度、時間などの条件は、銅パターン間樹脂層４の厚み、銅パターン間樹脂層４となる樹脂の種類などに応じて適宜決定できる。
【００３８】
銅パターン間樹脂層４となる樹脂組成物としては、例えば、上述した樹脂および無機フィラーと、硬化剤と溶媒とを含む液状のものなどが挙げられる。硬化剤および溶媒の種類は、上記の樹脂の種類に応じて適宜決定できる。また、硬化剤および溶媒の含有量は、樹脂の種類、無機フィラーの含有量などに応じて適宜決定できる。ここで、銅パターン間樹脂層４中にボイドを発生させないために、樹脂として液状樹脂を用いた無溶剤の樹脂組成物を使用することが好ましい。
液状の樹脂組成物を充填する方法としては、例えば、ロールコータを用いる方法、ディスペンサーを用いる方法、スクリーン印刷法など、公知の方法を用いることができる。
【００３９】
本実施形態では、上記の方法により銅パターン間樹脂層４を形成するので、例えば、Ｂステージ（半硬化）状態の熱硬化性樹脂を銅パターン２上に積層して熱プレスする方法により形成する場合と比較して、ボイドが形成されにくい。このため、銅パターン間樹脂層４中の無機フィラー含有量を多くして、放熱性を向上させることができる。
【００４０】
次に、銅パターン２上および銅パターン間樹脂層４上を酸溶液でエッチングする。このことにより、銅パターン２の樹脂層３との対向面２１が粗面化されるとともに、銅パターン間樹脂層４上に露出された無機フィラーの少なくとも一部が除去されることにより、複数のエッチング凹部が形成される。
【００４１】
銅パターン２上と銅パターン間樹脂層４上のエッチングは、効率よく回路基板１０を製造するために同時に行うことが好ましいが、例えば、マスクを形成する方法など公知の方法を用いて、銅パターン２上と銅パターン間樹脂層４上のエッチングを別々に行ってもよい。銅パターン２上と銅パターン間樹脂層４上のエッチングを別々に行う場合、それぞれ異なる最適な酸溶液およびエッチング条件でエッチングを行うことができる。
【００４２】
銅パターン２上のエッチングに用いる酸溶液（エッチング液）としては、例えば、有機酸系エッチング液、硫酸系エッチング液、過酸化水素系エッチング液などの公知のエッチング液を用いることができる。市販されている有機酸系エッチング液としては、例えば、メック社製のＣＺ−８１００（商品名）などを用いることができる。市販されている硫酸／過酸化水素系エッチング液（硫酸および過酸化水素を含むエッチング液）としては、例えば、マクダーミッド社製のマルチボンド１００（商品名）などを用いることができる。
【００４３】
銅パターン間樹脂層４上のエッチングに用いる酸溶液（エッチング液）としては、銅パターン間樹脂層４に含まれる樹脂の種類および無機フィラーの種類に応じて適宜決定でき、例えば、有機酸系エッチング液、濃度１０％の希硫酸、希塩酸などを用いることができる。具体的には、銅パターン間樹脂層４に含まれる樹脂がエポキシ樹脂であって、無機フィラーが炭酸カルシウムと酸化マグネシウムと酸化亜鉛とから選ばれる少なくとも１種以上である場合、酸溶液（エッチング液）として、有機酸系エッチング液または濃度１０％の希硫酸を用いることが好ましい。
【００４４】
銅パターン２上および銅パターン間樹脂層４上のエッチング方法としては、例えば、ディッピングやスプレーエッチングなど公知の方法を用いることができる。
【００４５】
次に、エッチング後の銅パターン２上およびエッチング後の銅パターン間樹脂層４上に、樹脂層３を形成する。樹脂層３は、公知の方法により形成することができ、例えば、Ｂステージ（半硬化）状態の熱硬化性樹脂をエッチング後の銅パターン２上およびエッチング後の銅パターン間樹脂層４上に積層し、熱プレスする方法などにより形成できる。
以上の工程により回路基板１０が得られる。
【００４６】
本実施形態の回路基板は、銅パターン２間に銅パターン間樹脂層４が充填され、銅パターン２上および銅パターン間樹脂層４上に樹脂層３が形成され、銅パターン間樹脂層４が、樹脂と無機フィラーを含み、銅パターン間樹脂層４の樹脂層３との対向面４１に、無機フィラーが溶解あるいは脱離して形成された複数のエッチング凹部を有する。このため、銅パターン間樹脂４と樹脂層３との密着性に優れる。
【００４７】
これに対し、銅パターン間に銅パターン間樹脂層が充填され、銅パターン上および銅パターン間樹脂層上に樹脂層が形成された回路基板において、例えば、銅パターン間樹脂層の樹脂層との対向面が研磨された平滑面である場合、銅パターン間樹脂層と樹脂層との密着性が不十分となる。
【実施例】
【００４８】
以下、実施例および比較例を挙げて本発明の内容をより詳細に説明する。本発明は、下記の実施例に限定されるものではない。
【００４９】
（実施例１〜３８、比較例１〜３）
ガラスエポキシからなる基材上に形成された銅箔層を、エッチングすることによりパターニングして、厚み１００μｍ、隣接する銅パターン間の距離が１ｍｍのコイルパターンである銅パターンを形成した。
次に、銅パターン間に、以下に示す方法により、厚みが１００μｍ、幅が１ｍｍである銅パターン間樹脂層を形成した。
【００５０】
銅パターン間樹脂層は、以下に示す樹脂組成物をスクリーン印刷することにより銅パターン間に充填し、１１０℃の温度で６０分間熱処理して樹脂組成物を硬化させて形成した。使用した無機フィラーの種類と、以下に示す方法により測定した平均粒径を表１、表３、表５に示す。また、使用した無機フィラーの酸溶液への溶解性を表１および表３に示す。表５に示すように、実施例３３〜３８では、無機フィラーとして酸化マグネシウムと窒化ホウ素の２種類を用いた。また、樹脂組成物中の無機フィラーの含有量から算出した硬化後の銅パターン樹脂層中に含まれる無機フィラーの含有量を表１、表３、表５に示す。
【００５１】
「樹脂組成物」
表１、表３、表５に示す無機フィラーを秤量し、所定量の液状の無溶剤型エポキシ樹脂に添加して、三本ロールにて混錬することにより、銅パターン間樹脂層の形成に使用する樹脂組成物を得た。
上記無溶剤型エポキシ樹脂の組成は、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（商品名：８３０、ＤＩＣ株式会社製）５１．２質量％、酸無水物系エポキシ樹脂硬化剤（商品名：ＨＮ２２００、日立化成株式会社製）４７．８質量％、イミダゾール系硬化触媒（商品名：２Ｅ４ＭＺ、四国化成工業株式会社製）１質量％である。
【００５２】
（平均粒径Ｄ５０［μｍ］）
レーザー回折・散乱式粒子径分布測定装置（商品名；マイクロトラックＭＴ３３００ＥＸＩＩ、マイクロトラック・ベル社製）を用いて、平均粒径Ｄ５０［μｍ］を測定した。
【００５３】
次に、銅パターン上および銅パターン間樹脂層上を、表１、表３、表５に示す酸溶液に、３０℃で、５分間浸漬させることにより、銅パターン上と銅パターン間樹脂層上とを同時にエッチングした。このことにより、銅パターンの樹脂層との対向面を粗面化するとともに、銅パターン間樹脂層上に露出された無機フィラーの少なくとも一部を除去し、複数のエッチング凹部を形成した。
表１の酸溶液に記載の「ＣＺ−８１００」は、メック社製の有機酸系エッチング液の商品名である。
【００５４】
（表面粗さＲａ[μｍ]）
銅パターン上と銅パターン間樹脂層上とをエッチングした後の銅パターン間樹脂層の樹脂層との対抗面について、形状解析レーザー顕微鏡（商品名：ＶＫ−Ｘ１０００、キーエンス製）により表面粗さＲａ[μｍ]を測定した。その結果を表２、表４、表６に示す。
【００５５】
次に、エッチング後の銅パターン上およびエッチング後の銅パターン間樹脂層上に、ガラス繊維からなる芯材と、芯材に含浸された半硬化状態（Ｂステージ状態）のエポキシ樹脂とからなるプリプレグを積層し、１８５℃、４．５ＭＰａの圧力で６０分間熱プレスする方法により、エポキシ樹脂からなる樹脂層を形成した。以上の工程により実施例１〜３８、比較例１〜３の回路基板を得た。
【００５６】
実施例１〜３８、比較例１〜３の回路基板について、それぞれ以下に示す方法により、以下に示す各項目について調べた。その結果を表２、表４、表６に示す。また、結果を比較しやすくするために、表３、表４にも表１、表２における実施例１２の結果を記載した。
【００５７】
【表１】
2019175994.tif 000003
【００５８】
【表２】
2019175994.tif 000004
【００５９】
【表３】
2019175994.tif 000005
【００６０】
【表４】
2019175994.tif 000006
【００６１】
【表５】
2019175994.tif 000007
【００６２】
【表６】
2019175994.tif 000008
【００６３】
（凹部の有無）
回路基板の製造工程において、銅パターン間樹脂層を形成した後、エッチングを行う前とエッチングを行った後の銅パターン間樹脂層の表面について、それぞれ走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像を取得した。
そして、エッチング後の銅パターン間樹脂層の表面（樹脂層との対向面）に、無機フィラーが溶解あるいは脱離して形成された複数のエッチング凹部が存在しているか否かを目視により調べた。その結果を表２、表４、表６に示す。
【００６４】
以下、（凹部の有無）の評価例について説明する。
図２は、本実施形態の回路基板の一例の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像であり、実施例２２の回路基板を製造する工程において、エッチングを行った後の銅パターン間樹脂層の表面（樹脂層との対向面）のＳＥＭ画像である。図６は、図２に示す回路基板を製造する工程において、エッチングを行う前の銅パターン間樹脂層の表面のＳＥＭ画像である。図２に示す回路基板を製造する際における銅パターン間樹脂層のエッチングには、１０％希硫酸を用いた。
【００６５】
図２および図６より、エッチングを行った後の銅パターン間樹脂層の表面に、無機フィラーが溶解あるいは脱離して形成された複数のエッチング凹部が存在していることを確認できる。
【００６６】
（凹部の最大深さの平均値）
回路基板を樹脂に埋め込んで切断し、切断面を研磨した。切断面に露出した銅パターン間樹脂層の表面について、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像（第１の画像）を取得した。取得した第１の画像上の銅パターン間樹脂層と樹脂層との界面に基準線を引き、基準線２０ｍｍの長さの範囲内に存在する各エッチング凹部の最大深さを求めた。各エッチング凹部の最大深さは、基準線と、各エッチング凹部の底面における最も深い位置との最短距離とした。
【００６７】
ここで、各エッチング凹部の最大深さの測定方法について例を挙げて説明する。
図３は、実施例２２の回路基板における銅パターン間樹脂層の断面の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像である。図３における上側の点線は、銅パターン間樹脂層と樹脂層との界面に沿う基準線であり、下側の点線はエッチング凹部の底面における最も深い位置である。上側の点線と下側の点線との間の最短距離（５．６０μｍ）がエッチング凹部の最大深さである。
【００６８】
図５は、実施例２８の回路基板における銅パターン間樹脂層の断面の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像である。図５における上側の点線は、銅パターン間樹脂層と樹脂層との界面に沿う基準線であり、下側の点線はエッチング凹部の底面における最も深い位置である。上側の点線と下側の点線との間の最短距離（２．６７μｍ）がエッチング凹部の最大深さである。
【００６９】
図７は、銅パターン間樹脂層のエッチングを行わないこと以外は、実施例２２と同様にして製造した回路基板における銅パターン間樹脂層の断面のＳＥＭ画像である。
図７に示すように、銅パターン間樹脂層のエッチングを行わない場合、無機フィラーが溶解あるいは脱離して形成されたエッチング凹部は見られない。
図３、５、７から明らかであるように、銅パターン間樹脂層の断面を観察することにより、エッチング凹部の有無を確認できるとともに、エッチング凹部の最大深さを測定できる。
【００７０】
次に、第１の画像の視野の外縁から基準線に沿って１ｍｍ移動させた位置を、第１の画像側の外縁とする視野のＳＥＭ画像（第２の画像）を取得した。第２の画像の視野に、銅パターンが含まれる場合には、視野内における樹脂層と銅パターンとの界面と基準線との合計長さに対する樹脂層と銅パターンとの界面の長さが２０％以下となるように、第１の画像の視野から離れる方向に、第２の画像の視野を移動させた。取得した第２の画像を用いて、第１の画像と同様にして、基準線２０ｍｍの長さの範囲内に存在する各エッチング凹部の最大深さを求めた。
【００７１】
次いで、第２の画像と同様にして、第３〜第１０の画像を取得し、基準線２０ｍｍの長さの範囲内に存在する各エッチング凹部の最大深さを求めた。
その後、第１〜第１０の画像それぞれにおいて、測定したエッチング凹部の最大深さのうち、最も深さの深いエッチング凹部の深さを求め、その平均値をエッチング凹部の最大深さの平均値とした。なお、本明細書では、「エッチング凹部の最大深さの平均値」を、複数のエッチング凹部のうち、最も深さの深いエッチング凹部における最大深さとみなす。
【００７２】
（銅パターンと銅パターン間樹脂の表面の差[μｍ]）
回路基板を樹脂に埋め込んで切断し、切断面を研磨した。切断面に露出した銅パターン間樹脂層の表面について、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像を取得した。取得した画像上において、銅パターン間樹脂層の樹脂層との対向面と、銅パターンの樹脂層との対向面に、それぞれ長さ２０ｍｍの基準線を引き、２本の基準線間の基材の厚み方向における平均距離を求めた。この距離を、基材の厚み方向における銅パターン間樹脂層の樹脂層との対向面の平均位置と、銅パターンの樹脂層との対向面の平均位置との差とした。
【００７３】
（銅パターン間樹脂層ボイドありなし）
回路基板を樹脂に埋め込んで切断し、切断面を研磨した。切断面に露出した銅パターン間樹脂層の表面について、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像を取得した。取得した画像上の銅パターン間樹脂層について、長さ２０ｍｍの範囲内にボイドが形成されているか否かを目視により調べた。
【００７４】
（温度サイクル試験）
回路基板に対し、低温−４０、高温１５５℃の条件で温度サイクル試験を行い、５００サイクル後、１０００サイクル後、３０００サイクル後の回路基板について、それぞれ銅パターン間樹脂層と樹脂層とが剥離しているか否かを調べた。剥離の有無は、回路基板を樹脂に埋め込んで切断し、切断面を研磨して、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像を取得し、目視により確認し、以下に示すように評価した。
【００７５】
３０００：３０００サイクル後の回路基板に剥離が見られなかった。
１０００：３０００サイクル後の回路基板は剥離していたが、１０００サイクル後の回路基板には剥離が見られなかった。
５００：１０００サイクル後の回路基板は剥離していたが、５００サイクル後の回路基板には剥離が見られなかった。
【００７６】
実施例１２、実施例１４〜３８の回路基板の銅パターン間樹脂層について、それぞれ以下に示す方法により、熱伝導率を測定した。その結果を表４および表６に示す。
（熱伝導率）
銅パターン間樹脂層を形成する際に使用した樹脂組成物を金型に流し込んで硬化させ、直径１０ｍｍ、厚さ１ｍｍの円形状の測定用試料を作製した。続いて、熱伝導率測定装置（アドバンス理工株式会社（旧アルバック理工株式会社）製のＴＣシリーズ）を用いて測定用試料を分析し、熱拡散係数α（ｍ２／ｓ）を測定した。また、サファイアを標準試料として、示差走査熱量分析（ＤＳＣ）を用いて測定用試料の比熱Ｃｐ（Ｊ／ｋｇ・Ｋ）を測定した。さらに、アルキメデス法を用いて測定用試料の密度ｒ（ｋｇ／ｍ３）を測定した。その後、下記式（Ｂ）に基づいて、測定用試料の熱伝導率λ（Ｗ／（ｍ・Ｋ））を算出した。
λ＝α×Ｃｐ×ｒ  ・・・（Ｂ）
（式（Ｂ）において、λは熱伝導率（Ｗ／（ｍ・Ｋ））、αは熱拡散係数（ｍ２／ｓ）、Ｃｐは比熱（Ｊ／ｋｇ・Ｋ）、ｒは密度（ｋｇ／ｍ３）である。）
【００７７】
表１に示す温度サイクル試験の結果のとおり、銅パターン間樹脂層の樹脂層との対向面に複数のエッチング凹部が形成されている実施例１〜１３では、無機フィラーが酸溶液に溶解しないため複数のエッチング凹部が形成されていない比較例１〜３と比較して、銅パターン間樹脂と樹脂層との密着性が優れていることが確認できた。
【００７８】
また、無機フィラーの平均粒径Ｄ５０が同じである実施例の結果から、対向面の表面粗さＲａが２μｍ以上である実施例４では、Ｒａが２μｍ未満である実施例１と比較して、銅パターン間樹脂４と樹脂層３との密着性が優れていることが分かる。
【００７９】
また、無機フィラーの平均粒径Ｄ５０が同じである実施例の結果から、銅パターン間樹脂層４中の無機フィラーの含有量が４０〜６５体積％である実施例４、９、１０では、銅パターン間樹脂層４にボイドは形成されていなかったが、無機フィラーの含有量が６５体積％を超える実施例３では、ボイドが形成されていた。
また、無機フィラーの平均粒径Ｄ５０が同じである実施例の結果から、銅パターン間樹脂層４中の無機フィラーの含有量が４０〜６５体積％である実施例６では、銅パターン間樹脂層４にボイドは形成されていなかったが、無機フィラーの含有量が６５体積％を超える実施例８では、ボイドが形成されていた。
【００８０】
また、無機フィラーの含有量が同じである実施例の結果から、無機フィラーの平均粒径Ｄ５０が５〜５０μｍである実施例４〜６では、銅パターン間樹脂層４にボイドは形成されていなかったが、平均粒径が５０μｍを超える実施例７では、ボイドが形成されていた。また、実施例４〜６では、平均粒径が５μｍ未満である実施例２と比較して、凹部の最大深さの平均値が大きく、銅パターン間樹脂と樹脂層との密着性が優れていた。
【００８１】
また、無機フィラーの平均粒径Ｄ５０および含有量が同じである実施例の結果から、銅パターンと銅パターン間樹脂の表面の差が３０μｍ以下である実施例９では、銅パターン間樹脂と樹脂層との密着性が優れていたが、上記の差が３０μｍを超える実施例１３では、銅パターン間樹脂と樹脂層との密着性が悪くなっていた。
【００８２】
表４に示す温度サイクル試験の結果のとおり、銅パターン間樹脂層の樹脂層との対向面に複数のエッチング凹部が形成されている実施例１４〜３２では、無機フィラーが酸溶液に溶解しないため複数のエッチング凹部が形成されていない比較例１〜３と比較して、銅パターン間樹脂４と樹脂層３との密着性が優れていることが確認できた。
【００８３】
また、無機フィラーおよび平均粒径Ｄ５０が同じである実施例の結果から、銅パターン間樹脂層中の無機フィラーの含有量が４０〜６５体積％である実施例１８〜２２では、銅パターン間樹脂層４にボイドは形成されていなかったが、無機フィラーの含有量が６５体積％を超える実施例２３では、ボイドが形成されていた。
また、実施例１４〜２３の結果から、銅パターン間樹脂層中の無機フィラーの含有量が多いほど、銅パターンと銅パターン間樹脂の表面の差、および熱伝導率が大きくなっていることが確認できた。
【００８４】
また、無機フィラーおよび平均粒径Ｄ５０が同じである実施例の結果から、銅パターン間樹脂層中の無機フィラーの含有量が４０〜６５体積％である実施例１２、２７〜３１では、銅パターン間樹脂層４にボイドは形成されていなかったが、無機フィラーの含有量が６５体積％を超える実施例３２では、ボイドが形成されていた。
また、実施例１２、２４〜３２の結果から、銅パターン間樹脂層中の無機フィラーの含有量が多いほど、銅パターンと銅パターン間樹脂の表面の差、および熱伝導率が大きくなっていることが確認できた。
【００８５】
表６に示す温度サイクル試験の結果のとおり、銅パターン間樹脂層の樹脂層との対向面に複数のエッチング凹部が形成されている実施例３３〜３８では、無機フィラーが酸溶液に溶解しないため複数のエッチング凹部が形成されていない比較例１〜３と比較して、銅パターン間樹脂と樹脂層との密着性が優れていることが確認できた。
また、無機フィラーとして酸化マグネシウムと窒化ホウ素の２種類を用いることにより、無機フィラーの含有量が６５体積％以下であっても、４．０Ｗ/ｍ・Ｋ以上の熱伝導率の大きい銅パターン間樹脂層が得られることが確認できた。
【符号の説明】
【００８６】
１…基材、２…銅パターン、３…樹脂層、４…銅パターン間樹脂層、１０…回路基板、２１…対向面、４１…対向面。
【図１】
2019175994.tif 000009
【図２】
2019175994.tif 000010
【図３】
2019175994.tif 000011
【図４】
2019175994.tif 000012
【図５】
2019175994.tif 000013
【図６】
2019175994.tif 000014
【図７】
2019175994.tif 000015