(57)【要約】【課題】配線基板のコア基板に損傷が生じることを効果的に抑制する技術を提供する。【解決手段】配線基板は、無機材料によって構成されたコア基板と、コア基板上に配置され、少なくとも１つの配線層が内部に形成された樹脂層と、を備える。この配線基板は、樹脂層の外周の少なくとも一部に、コア基板と樹脂層とで画定される溝部を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無機材料によって構成されたコア基板と、
前記コア基板上に配置され、少なくとも１つの配線層が内部に形成された樹脂層と、
を備える配線基板であって、
前記樹脂層の外周の少なくとも一部に、前記コア基板と前記樹脂層とで画定される溝部を有することを特徴とする配線基板。
【請求項２】
請求項１に記載の配線基板であって、
前記溝部の前記コア基板の側面からの深さは、前記溝部の深さ方向に沿った前記コア基板の長さに対して０．５％以上５％以下であることを特徴とする配線基板。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の配線基板であって、
前記無機材料は、ガラス、セラミック、ガラスセラミックのうちのいずれかであることを特徴とする配線基板。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の配線基板であって、
前記樹脂層の外周が、前記コア基板を厚み方向に投影した投影領域よりも外周側に配置されることを特徴とする配線基板。
【請求項５】
配線基板の製造方法であって、
（Ａ）無機材料によって構成されたコア基板上の、前記配線基板の外周に対応する位置に、金属層を形成する工程と、
（Ｂ）前記コア基板および前記金属層上に、少なくとも１つの配線層が内部に形成された樹脂層を配置する工程と、
（Ｃ）前記金属層、前記コア基板および前記樹脂層を切断して、前記配線基板を切り出す工程と、
（Ｄ）切り出された前記配線基板に残存する前記金属層をエッチングによって除去することにより、前記樹脂層の外周の少なくとも一部に、前記コア基板と前記樹脂層とで画定される溝部を形成する工程と、
を備える配線基板の製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載の配線基板の製造方法であって、
前記金属層は前記配線基板の外形に沿って所定の幅で形成されるとともに、前記金属層の幅は、前記溝部の深さの２倍の値に、前記コア基板および前記樹脂層の切断に用いられるブレードの厚みを加えた値に基づき定められていることを特徴とする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、配線基板およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
配線基板として、ＩＣパッケージ基板やインターポーザとして利用されるビルドアップ配線基板が知られている。ビルドアップ配線基板は、多層構造を有しており、コア基板の片面または両面に、絶縁層としての樹脂層と、配線層とが交互に積層されている。例えば、特許文献１に記載された技術では、コア基板（ガラス基板）の側面の一部を樹脂によって覆うことにより、コア基板と樹脂層との熱膨張差に伴ってコア基板が損傷してしまうことを抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−２２４６５号公報
【特許文献２】特開平０５−６７８７８号公報
【特許文献３】特開２００９−８８１７３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、特許文献１に記載された技術では、コア基板の側面の一部のみを樹脂によって覆っているため、樹脂が存在しない部分に損傷が生じることまでを抑制することは困難である。また、コア基板の側面の一部だけではなく、全てを樹脂層によって覆おうとすると、製造時における基板の寸歩精度が低下し、配線にズレが生じてしまう可能性がある。よって、コア基板に損傷が生じることを、より効果的に抑制可能な技術が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。
【０００６】
（１）本発明の一形態によれば、配線基板が提供される。この配線基板は、無機材料によって構成されたコア基板と；前記コア基板上に配置され、少なくとも１つの配線層が内部に形成された樹脂層と、を備える。そして、この配線基板は、前記樹脂層の外周の少なくとも一部に、前記コア基板と前記樹脂層とで画定される溝部を有する。このような形態の配線基板であれば、樹脂層の外周に、コア基板と樹脂層とで画定される溝部が形成されているので、コア基板の外周付近に応力が加わることを抑制することができる。従って、コア基板に損傷が生じることを、簡易な構成によって効果的に抑制することができる。
【０００７】
（２）上記形態の配線基板において、前記溝部の前記コア基板の側面からの深さは、前記溝部の深さ方向に沿った前記コア基板の長さに対して０．５％以上５％以下でもよい。このような形態の配線基板であれば、配線可能な領域を十分に残しつつ、コア基板に損傷が生じることを抑制可能な溝部の深さを確保することができる。
【０００８】
（３）上記形態の配線基板において、前記無機材料は、ガラス、セラミック、ガラスセラミックのうちのいずれかでもよい。このような材料によってコア基板が形成されている場合には、コア基板と樹脂層との熱膨張差が大きくなるため、コア基板の外周付近に応力が加わることを、溝部によって、より効果的に抑制することができる。
【０００９】
（４）上記形態の配線基板において、前記樹脂層の外周が、前記コア基板を厚み方向に投影した投影領域よりも外周側に配置されてもよい。このような形態の配線基板であれば、厚み方向からの外力や衝撃がコア基板に直接的に加えられることを抑制することができるので、コア基板が損傷することをより効果的に抑制することができる。
【００１０】
（５）本発明の他の形態によれば、配線基板の製造方法が提供される。この製造方法は、（Ａ）無機材料によって構成されたコア基板上の、前記配線基板の外周に対応する位置に、金属層を形成する工程と；（Ｂ）前記コア基板および前記金属層上に、少なくとも１つの配線層が内部に形成された樹脂層を配置する工程と；（Ｃ）前記金属層、前記コア基板および前記樹脂層を切断して、前記配線基板を切り出す工程と；（Ｄ）切り出された前記配線基板に残存する前記金属層をエッチングによって除去することにより、前記樹脂層の外周の少なくとも一部に、前記コア基板と前記樹脂層とで画定される溝部を形成する工程と、を備える。このような形態の配線基板の製造方法によれば、溝部を効率的に形成することができる。
【００１１】
（６）上記形態の配線基板の製造方法において、前記金属層は前記配線基板の外形に沿って所定の幅で形成されるとともに、前記金属層の幅は、前記溝部の深さの２倍の値に、前記コア基板および前記樹脂層の切断に用いられるブレードの厚みを加えた値に基づき定められてもよい。このような形態の配線基板の製造方法であれば、溝部を精度良く形成することができる。
【００１２】
本発明は、上述した配線基板としての形態に限らず、種々の形態で実現することが可能である。例えば、配線基板を備えた電子機器等の形態で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】配線基板の構成を模式的に示す断面図である。
【図２】配線基板の製造方法を示す工程図である。
【図３】図２の各工程における配線基板の製造状態を示す図である。
【図４】端面金属層の配置を示す図である。
【図５】配線基板の第１の変形例を示す図である。
【図６】配線基板の第２の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
Ａ．実施形態：
図１は、本発明の一実施形態としての配線基板１の構成を模式的に示す断面図である。図１には、互いに直行するＸＹＺ軸が記されている。他の図におけるＸＹＺ軸は、図１のＸＹＺ軸に対応している。配線基板１は、例えば、ＩＣパッケージ基板やインターポーザとして利用される基板である。配線基板１は、コア基板５と、コア基板５上に配置された樹脂層１０とを備えている。本実施形態では、コア基板５と樹脂層１０とは、コア基板５の厚み方向（Ｚ方向）に対する投影面積および投影形状は同じである。
【００１５】
コア基板５の材質は、電気絶縁性を有し、熱膨張係数がシリコンよりも大きく樹脂層１０よりも小さいものが好ましい。このような材質として、例えば、ガラス、セラミック、ガラスセラミック等の無機材料を用いることが可能である。本実施形態では、コア基板５としてガラス基板を用いた。ガラス基板は、表面の平滑性が優れ、また、薄くて大型のものの入手性が高いからである。
【００１６】
樹脂層１０の内部には、少なくとも１つの配線層が形成されている。本実施形態では、樹脂層１０の内部に１つの第１配線層１２が形成されている。樹脂層１０上には、第２配線層１４が形成されている。第２配線層１４上には、ソルダーレジスト２２とバンプ（はんだバンプ）２４とが形成されている。
【００１７】
本実施形態は、樹脂層１０、第２配線層１４、ソルダーレジスト２２およびバンプ２４は、コア基板５の両面に形成されている。コア基板５には、貫通ビア電極８が形成されている。貫通ビア電極８は、コア基板５の一方の面側に形成された樹脂層１０中の第１配線層１２と他方の面側に形成された樹脂層１０中の第１配線層１２とを電気的に接続する。樹脂層１０、第２配線層１４、ソルダーレジスト２２およびバンプ２４は、コア基板５の片面にのみ形成されていてもよい。
【００１８】
配線基板１は、樹脂層１０の外周の少なくとも一部に、コア基板５と樹脂層１０とで画定される溝部４０を備えている。本実施形態では、溝部４０は、樹脂層１０の全周に形成されている。また、本実施形態では、溝部４０は、コア基板５の上面および下面に形成されている。溝部４０の、コア基板５の側面６からの深さｄは、溝部４０の深さ方向Ｘに沿ったコア基板５の長さＬに対して、０．５％以上５％以下であることが好ましい。その理由は後述する。以下では、「長さＬ」のことを、「外形寸法Ｌ」ともいう。
【００１９】
Ｂ．製造方法：
図２は、配線基板１の製造方法を示す工程図である。また、図３、この製造方法の各工程における配線基板１の製造状態を示す図である。
【００２０】
本実施形態の製造方法では、まず、コア基板５が準備される（ステップＳ１０）。本実施形態では、１５０ｍｍ四方で厚さが０．１ｍｍ、表面粗さＲａが０．２ｎｍのホウケイ酸系ガラスによって構成されたガラス基板を準備した。なお、以下では、製造途中の配線基板１のことを、単に「基板」という。
【００２１】
コア基板５が準備されると、続いて、コア基板５上に端面金属層（金属層）４１が形成される（ステップＳ２０）。
図４は、コア基板５を上面からみた場合（図１における＋Ｚ方向から見た場合）における端面金属層４１の配置を示す図である。端面金属層４１は、配線基板１（コア基板５）の外形に沿って所定の幅で形成されている。また、端面金属層４１は、後述する工程において基板を個片に切断する際の切断ライン（ダイシングライン）ＤＬを跨ぐように形成される。端面金属層４１の材質は、特に、限定されないが、後述する個片切断後のエッチング処理において、速やかに除去可能な材質であることが好ましい。本実施形態では、スパッタリングによりＴｉ／Ｃｕシード層を基板上に形成した後、セミアディティブ法により、厚さ２０μｍの銅層を形成することにより、幅ｗ（図４）が、１．０３ｍｍの端面金属層４１をコア基板５上に形成した。
【００２２】
端面金属層４１が形成されると、続いて、基板に樹脂ラミネート加工を施すことにより、第１樹脂層１０ａが積層される（ステップＳ３０）。第１樹脂層１０ａは、コア基板５および端面金属層４１を覆う。第１樹脂層１０ａの材料としては、例えば、シクロオレフィン樹脂や、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリプロピレン樹脂のうちのいずれかを用いることができる。本実施形態では、上記ステップＳ３０において、圧力０．７ＭＰａ、１１０℃の条件で、シクロオレフィン樹脂シートを熱プレスによりコア基板５に積層することにより、厚さ４０μｍの第１樹脂層１０ａを形成した。このステップＳ４０では、ラミネート加工を施す前に、コア基板５と第１樹脂層１０ａとの接着性を高めるために、シランカップリング処理をコア基板５に対して施すことが好ましい。
【００２３】
第１樹脂層１０ａをコア基板５上に積層した後には、コア基板５および第１樹脂層１０ａを貫く貫通ビア電極８と、第１配線層１２との形成が行われる（ステップＳ４０）。貫通ビア電極８と第１配線１２とは、炭酸ガスレーザにより基板に貫通ビア孔を形成し、その後、セミアディティブ法により、貫通ビア孔の壁面と第１樹脂層１０ａ上とに、銅配線を形成することで、同時に形成することができる。なお、貫通ビア孔は、炭酸ガスレーザに限らず、ＵＶ−ＹＡＧレーザや、エキシマレーザ、サンドブラスト、フォトエッチングなどの周知の手法により形成することも可能である。
【００２４】
続いて、第１樹脂層１０ａおよび第１配線層１２上に、第２樹脂層１０ｂおよび第２配線層１４を形成するための周知のビルドアップ処理が行われる（ステップＳ５０）。ビルドアップの方法は特に限定されないが、本実施形態では、セミアディティブ法によってビルドアップ処理を行うことで、第２樹脂層１０ｂおよび第２配線層１４を形成した。第２樹脂層１０ｂの材料およびラミネート方法は、第１樹脂層１０ａと同じである。本実施形態では、このビルドアップ処理により、コア基板５の上下に、それぞれ、２つのビルドアップ層（第１樹脂層１０ａおよび第２樹脂層１０ｂ）が形成される。こうして形成された第１樹脂層１０ａおよび第２樹脂層１０ｂが、図１に示した樹脂層１０に相当する。
【００２５】
ビルドアップ処理が行われた後には、周知の手法により、ソルダーレジスト２２とバンプ２４とが形成される（ステップＳ６０）。ソルダーレジスト２２およびバンプ２４が形成されると、続いて、ダイサーによって切断加工が施され、基板が所定のサイズ（本実施形態では、２０ｍｍ四方）に個化片される（ステップＳ７０）。本実施形態では、刃厚が０．０３ｍｍのダイシングブレードを用いて、図４に示したダイシングラインＤＬ上を切断することで、基板を個片に切断した。すると、個片化後には、配線基板１の側面から端面金属層４１が露出することになる。個片化後の端面金属層４１の幅は、端面金属層４１が形成された時の端面金属層４１の幅ｗ（１．０３ｍｍ）からブレードの厚み（０．０３ｍｍ）を差し引いた値の半分（０．５ｍｍ）になる。
【００２６】
配線基板１の個片化が行われた後には、端面金属層４１が除去される（ステップＳ８０）。具体的には、配線基板１の各側面をエッチングすることで、配線基板１中に残存した端面金属層４１を除去する。本実施形態では、濃度が３９重量パーセントの塩化第二鉄溶液を用いて、２時間、エッチングを行い、端面金属層４１を除去した。こうすることで、図１に示したように、奥行きｄが０．５ｍｍ、高さが２０μｍの溝部４０が形成される。以上で説明した一連の処理によって、配線基板１の製造が完了する。
【００２７】
上述した配線基板１の製造方法によれば、端面金属層４１をエッチングするだけで溝部４０が形成されるため、効率的に溝部４０を形成することができる。また、端面金属層４１の幅ｗは、溝部４０の深さｄの２倍の値に、ダイシングブレードの厚みを加えた値に基づき定められているので、溝部４０を精度良く形成することができる。
【００２８】
Ｃ．評価結果：
次に、上述した方法に従って製造した配線基板１に対して評価試験を行った結果について説明する。以下に示す表１には、溝部４０の深さｄを様々に変化させた６種類の配線基板１のサンプルの評価結果が示されている。各サンプルの外形寸法Ｌは、いずれも２０ｍｍであり、溝部４０の高さｈは２０μｍである。なお、これらのサンプルについては、ソルダーレジスト２２とバンプ２４の形成は省略した。ソルダーレジスト２２とバンプ２４とは、この評価試験の結果に影響を与えないためである。
【００２９】
【表１】
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【００３０】
この評価試験では、各サンプルに対して、−６５℃の低温から＋１５０℃の高温まで、昇温および降温を１０００サイクル繰り返す熱衝撃試験（環境試験規格ＭＩＬ−ＳＴＤ−８８３Ｄ）を実施し、その後に、コア基板５の側面６に損傷が生じているか否かを拡大鏡を用いて目視により確認し、損傷が生じていないものを合格と判定した。表１に示した評価結果（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）は、１つのサンプルにつき、同一形態の配線基板（溝部４０の形状が同じ配線基板）を２５個作製し、その２５個のうちの合格した配線基板の割合を示している。作製した２５個の配線基板のうち、９５％以上の配線基板が合格であれば（つまり、合格率が９５％以上であれば）、そのサンプルについては、評価結果を「Ａ」とした。また、合格率が８０％以上９５％未満であれば、そのサンプルについては、評価結果を「Ｂ」とした。また、合格率が５０％以上８０％未満であれば、評価結果を「Ｃ」とした。また、合格率が５０％未満であれば、評価結果を「Ｄ」とした。
【００３１】
表１に示した評価結果によれば、溝部４０の深さｄが０．５〜２ｍｍのサンプル１〜３については、合格率が高く、評価結果はいずれも「Ａ」であり良好であった。また、溝部４０の深さｄが０．１〜０．２ｍｍのサンプル４，５も、サンプル１〜３よりも合格率は低くなったが、評価結果は、「Ｂ」であり良好であった。これらに対して、溝部４０の深さｄが０ｍｍ、つまり、溝部４０が形成されていないサンプル６は、評価結果は「Ｄ」であり、コア基板５の側面から樹脂層１０が剥がれるような破損が多く観察された。
【００３２】
以上のように、表１に示した評価結果によれば、溝部４０の深さｄが、外形寸法Ｌに対して０．１％以上１０％以下（０．１〜２ｍｍ）、好ましくは、０．５％以上１０％以下（０．５〜２ｍｍ）であると、コア基板５に損傷が生じることを効果的に抑制することができることが確認できた。これは、溝部４０が形成されている場合には、コア基板５の側面６の近傍に、樹脂層１０が接触しないことになるため、樹脂層１０とコア基板５との熱膨張差によってコア基板５の側面６付近に応力がかかることが抑制されるためである。
【００３３】
溝部４０の深さｄは、外形寸法Ｌに対して、５％以下であることがより好ましい。溝部４０の深さｄが、外形寸法Ｌに対して５％以下であれば、コア基板５上に配線可能な領域を十分に残しつつ、コア基板５に損傷が生じることを抑制可能な溝部４０の深さｄを確保することができるからである。
【００３４】
以上で説明した本実施形態によれば、樹脂層１０の外周に、コア基板５と樹脂層１０とで画定される溝部４０を形成するだけで、コア基板５の外周付近に応力が加わることを抑制することができるので、簡易な構成で、コア基板５が損傷することを効果的に抑制することができる。
【００３５】
また、本実施形態の配線基板１の構成であれば、コア基板５が樹脂層１０よりも外周側に露出しない構造とすることができるので、配線基板１の上下方向（Ｚ方向）から外力や衝撃がコア基板５に直接的に加えられることを抑制することができる。よって、コア基板５が損傷することをより効果的に抑制することができる。
【００３６】
更に、本実施形態では、コア基板５の材料として、ガラス、セラミック、ガラスセラミックなど、樹脂層１０との熱膨張差が大きい材料（無機材料）を用いているため、コア基板５の外周付近に応力が加わることを、溝部４０によって、より効果的に抑制することができる。
【００３７】
Ｄ．変形例：
図５は、配線基板の第１の変形例を示す図である。第１の変形例における配線基板１ａは、溝部の形状が、図１に示した実施形態と異なる。第１変形例では、溝部４０ａは、樹脂層１０を構成する複数の樹脂層（第１樹脂層１０ａおよび第２樹脂層１０ｂ）を跨いでいる。具体的には、溝部４０ａは、（１）コア基板５と、コア基板５に接する第１樹脂層１０ａとによって画定された第１の部分４３と、（２）第１樹脂層１０ａ中を第２樹脂層１０ｂに向けて延びる第２の部分４４と、（３）第１樹脂層１０ａと、第１樹脂層１０ａに接して設けられた第２樹脂層１０ｂとによって画定された第３の部分４５と、によって構成されている。
【００３８】
このように、溝部４０ａが、複数の樹脂層を跨ぐように形成されていれば、上記実施形態と同様の効果のほか、樹脂層１０に柔軟性を与えることが可能になるので、例えば、配線基板１に反りが生じた場合においても、バンプ２４における接続の信頼性を維持することが可能になる。このような溝部４０ａは、例えば、図２に示したステップＳ２０からステップＳ５０までの処理において、溝部４０ａの形状に対応する金属層を樹脂層１０内に形成し、個片化後に、配線基板１の側面からエッチングを行うことで、形成することが可能である。
【００３９】
図６は、配線基板の第２の変形例を示す図である。第２の変形例における配線基板１ｂは、ＸＹ平面におけるコア基板５の大きさが樹脂層１０の大きさよりも小さい。具体的には、樹脂層１０の外周Ｃが、コア基板５を厚み方向Ｚに投影した投影領域ＰＡよりも、外周側に配置されている。
【００４０】
このように、樹脂層１０の外周Ｃが、コア基板５の投影領域ＰＡよりも外周側に配置されていれば、コア基板５が樹脂層１０から露出することがないので、配線基板１の上下方向からの応力や衝撃からコア基板５をより効果的に保護することができる。こうした形状の配線基板１ｂは、例えば、貫通ビア電極８を形成するのと同様に、コア基板５を貫通する端部電極を切断ラインに沿って形成し、溝部４０ｂを形成するためのエッチング時に、端部電極も同時に除去することで、形成することができる。
【００４１】
本発明は、上述の実施形態や実施例、変形例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態や実施例、変形例の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。
【符号の説明】
【００４２】
１，１ａ，１ｂ…配線基板
５…コア基板
６…側面
８…貫通ビア電極
１０…樹脂層
１０ａ…第１樹脂層
１０ｂ…第２樹脂層
１２…第１配線層
１４…第２配線層
２２…ソルダーレジスト
２４…バンプ
４０，４０ａ，４０ｂ…溝部
４１…端面金属層
４３…第１の部分
４４…第２の部分
４５…第３の部分
ＰＡ…投影領域
ＤＬ…ダイシングライン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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