(57)【要約】【課題】単数の絶縁層からなる基板本体の表面に複数の導体層を高密度で形成し、且つ該導体層と上記絶縁層とを貫通して接続する貫通導体を形成しても、上記表面で隣接する導体層同士の間におけるマイグレーションを生じにくく、且つ上記導体層と貫通導体とを確実に接続できる配線基板およびその製造方法を提供する。【解決手段】単数の絶縁層ｒからなり、一対の表面３，４を有する基板本体２と、該基板本体２を構成する上記絶縁層ｒにおける少なくとも一方の表面３に形成された導体層１０と、該導体層１０を表面３に有する絶縁層ｒを貫通し、且つ該導体層１０をも連続して貫通する貫通導体６と、を備えた配線基板１ａであって、上記導体層１０の上面には、上記貫通導体６の端部７側から該貫通導体６の径方向に沿って拡がるフランジ部８が形成されており、該フランジ部８の少なくとも外縁９側における導電率は、貫通導体６の導電率よりも低い、配線基板１ａ。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
単数の絶縁層からなるか、あるいは複数の絶縁層を積層してなり、一対の表面を有する基板本体と、
上記基板本体において、少なくとも１つの絶縁層における少なくとも一方の表面に形成された導体層と、
上記導体層を表面に有する上記絶縁層を貫通し、且つ該導体層をも連続して貫通する貫通導体と、を備えた配線基板であって、
上記導体層の上面には、上記貫通導体の端部側から該貫通導体の径方向に沿って拡がるフランジ部が形成されており、
上記フランジ部の少なくとも外縁側における導電率は、上記貫通導体の導電率よりも低い、
ことを特徴とする配線基板。
【請求項２】
前記フランジ部の少なくとも外縁側は、樹脂を含んでいると共に、該フランジ部の外縁側を構成する上記樹脂の吸水率は、前記絶縁層の吸水率よりも小さい、
ことを特徴とする請求項１に記載の配線基板。
【請求項３】
前記フランジ部が上面に形成された前記導体層は、前記基板本体における少なくとも一方の表面に形成された表面導体層である、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の配線基板。
【請求項４】
前記貫通導体の端部は、前記フランジ部の上面よりも上方に突出している、
ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の配線基板。
【請求項５】
前記フランジ部は、前記導体層の上面における前記貫通導体の周囲側のみを被覆している、
ことを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の配線基板。
【請求項６】
単数の絶縁層からなるか、あるいは複数の絶縁層を積層してなり、一対の表面を有する基板本体と、
上記基板本体において、少なくとも１つの絶縁層における少なくとも一方の表面に形成された導体層と、
上記導体層を表面に有する上記絶縁層を貫通し、且つ該導体層をも連続して貫通する貫通導体と、を備えた配線基板の製造方法であって、
上記絶縁層における少なくとも一方の表面に導体層を形成した導体付き絶縁層を準備する工程と、
上記絶縁層および上記導体層を連続して貫通する貫通孔を形成する工程と、
上記貫通孔の開口部を囲む通し孔を有するマスクを上記導体層の上面に載置した状態で、上記貫通孔および通し孔に樹脂を含む導電性ペーストを充填する工程と、
上記マスクを除去すると共に、上記貫通孔および通し孔に充填された導電性ペーストに含まれる樹脂を、上記貫通孔の周縁から上記導体層の上面に沿って該貫通孔の外周側に流れ出させることで、上記樹脂を含むフランジ部を形成する工程と、
上記導電性ペーストおよびフランジ部を硬化処理する工程と、を含む、
ことを特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項７】
前記マスクに開設される通し孔の内径は、前記導体層の上面に開口する前記貫通孔の内径と同じか、該貫通孔の内径よりも大きい、
ことを特徴とする請求項６に記載の配線基板の製造方法。
【請求項８】
前記フランジ部は、前記導体層の上面における前記貫通導体の周囲側のみを被覆している、
ことを特徴とする請求項６または７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】
本発明は、例えば、単数または複数の絶縁層からなる基板本体の表面において複数の導体層を互いに接近して有し、且つ該導体層ごとに上記絶縁層を貫通する貫通導体の端部が貫通して接続されている配線基板およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ビア・オン・ビアやチップ・オン・ビアが可能で且つ高密度実装を可能とするため、樹脂フィルムの片面ごとに銅箔と接着剤層とを個別に設けた銅張り樹脂フィルムを用意し、上記銅箔を所定パターンのランド（導体層）に形成し且つ該ランドを含む上記樹脂フィルムを貫通する貫通孔内に対し、導電ペーストをスクリーン印刷により穴埋めすると共に、該導電ペーストの一部を上記ランドの上面における径方向の中間位置まで拡がるつば部として形成する多層配線基材の製造方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
しかし、前記のような方法により製造された多層配線基材では、前記ランド上に位置するつば部の外縁側から、当該つば部を構成する導電ペーストに含まれる金属原子がイオン化して移動し易くなる。そのため、該イオン化した金属原子が、前記樹脂フィルムの表面上において、比較的高密度で形成された隣接する別のランドやその上面に位置する別のつば部に接近するように染み出して行く、所謂マイグレーションを生じる場合がある。その結果、前記樹脂フィルムの表面上で隣接するランド同士や前記つば部を含んで前記貫通孔に形成された導電ペースト同士が互いにショートする場合がある、という問題があった。
更に、上記ショートを防ぐため、前記つば部を設けることなく、前記貫通孔に穴埋めされる棒状の導電ペーストと前記ランドとを、両者の内・外周面の間においてのみ接続することも可能である。しかし、かかる接続構造にした場合、前記導電ペーストとランドとの接触面積が小さくなると共に、両者間における接着強度が不足して、電気的な接続不良を招く場合がある、という問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３５３６２１号公報(第１〜１７頁、図４〜６)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、背景技術で説明した問題点を解決し、任意数の絶縁層からなる基板本体の表面あるいは内部に複数の導体層を高密度で形成し、且つ該導体層と上記絶縁層とを連続して貫通する貫通導体を形成しても、上記表面などで隣接する導体層同士などの間におけるマイグレーションを生じにくく、且つ上記導体層と貫通導体とを確実に接続できる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。
【課題を解決するための手段および発明の効果】
【０００６】
本発明は、前記課題を解決するため、前記基板本体を構成する絶縁層と該基板本体の表面などに形成した導体層とを連続して貫通する貫通導体の周囲側から前記導体層の上面に沿って拡がるフランジ部を設け、且つ該フランジ部の少なくとも外縁側を樹脂を含む組成とする、ことに着想して成されたものである。
即ち、本発明の配線基板（請求項１）は、単数の絶縁層からなるか、あるいは複数の絶縁層を積層してなり、一対の表面を有する基板本体と、該基板本体において、少なくとも１つの絶縁層における少なくとも一方の表面に形成された導体層と、該導体層を表面に有する上記絶縁層を貫通し、且つ該導体層をも連続して貫通する貫通導体と、を備えた配線基板であって、上記導体層の上面には、上記貫通導体の端部側から該貫通導体の径方向に沿って拡がるフランジ部が形成されており、該フランジ部の少なくとも外縁側における導電率は、上記貫通導体の導電率よりも低い、ことを特徴とする。
【０００７】
これによれば、前記フランジ部の少なくとも外縁側における導電率が、前記貫通導体の導電率よりも低いので、上記フランジ部が上面に形成された導体層と、該導体層に隣接して形成された別の導体層や該別の導体層の上面に位置するフランジ部との間において、前述した金属原子が移動して生じるマイグレーションをなくすか抑制し得る。その結果、前記基板本体の表面や内部の同じ層間に高密度で複数の導体層が形成されていても、これらの間における不用意なショートを確実に防ぐか抑制することが可能となる。
しかも、前記フランジ部が貫通導体と一体であることにより、該貫通導体が貫通している前記導体層と貫通導体との接触面積が比較的大きくなるので、該導体層と貫通導体との密着強度および電気的接続を容易に確保することも可能となる。
従って、例えば、基板本体の表面に電子部品を高密度で実装できる配線基板や、あるいは、Ｓｉウェハにおける同一面状に形成された多数の電子部品の検査を正確に行うための検査用配線基板に好適な配線基板を提供することが可能となる。
【０００８】
尚、前記基板本体を構成する絶縁層は、樹脂（例えば、ポリイミド）あるいはセラミック（例えば、アルミナ、ガラス−セラミック）からなる。
また、前記基板本体における一対の表面とは、相対的な名称であり、例えば、１つの絶縁層において互いに対向する表面および裏面を指称するものである。
更に、前記導体層は、例えば、Ｃｕからなり、基板本体の表面上に追って実装する電子部品（例えば、ＩＣチップ）の電極とロウ付けにより接合され、あるいは電子部品の電極と接触するプローブが接合される表面端子、または、当該基板本体を搭載するマザーボード（例えば、プリント基板）の電極と電気的に接続するための導体ピンがロウ付けされる裏面（表面）端子、あるいは上記マザーボードの電極とロウ付けされる裏面端子などが例示される。
また、前記フランジ部は、平面視において、前記貫通導体を中心部とするほぼ円形状、あるいは非円形状の任意な形状（変形多角形など）を呈する。
更に、前記フランジ部の厚みは、約数μｍ〜１０μｍである。
加えて、前記フランジ部の少なくとも外縁側の導電率と前記貫通導体の導電率とは、少なくとも前者が後者よりも１０ｍＳ／ｃｍ低い。あるいは、少なくとも前者と後者との電気伝導率の差は、少なくとも１０ｍＳ／ｃｍである。
【０００９】
また、本発明には、前記フランジ部の少なくとも外縁側は、樹脂を含んでいると共に、該フランジ部の外縁側を構成する上記樹脂の吸水率は、前記絶縁層の吸水率よりも小さい、配線基板（請求項２）も含まれる。
これによれば、前記導電率の低さに加えて、前記フランジ部の少なくとも外縁側に含まれている樹脂の吸水率が前記絶縁層の吸水率よりも小さいので、該フランジ部から水分を介したマイグレーションも防ぐか抑制することが可能となる。従って、隣接する導体層間におけるショートを一層確実に抑制し得る。
尚、前記フランジ部の外縁側を構成する前記樹脂の吸水率と前記絶縁層の吸水率とを比較すると、少なくとも前者が後者の約５〜５０％である。これに合致する組み合わせとしては、前記絶縁層がポリイミドからなり、前記フランジ部の外縁側に含まれる樹脂がエポキシ系樹脂からなる組み合わせが挙げられる。
【００１０】
更に、本発明には、前記フランジ部が上面に形成された前記導体層は、前記基板本体における少なくとも一方の表面に形成された表面導体層である、配線基板（請求項３）も含まれる。
これによれば、前記導体層が前記基板本体における一方あるいは双方の表面に形成された表面導体層または裏面導体層（表面導体層）であるため、例えば、基板本体の表面に電子部品を高密度で実装できる配線基板としたり、あるいは、搭載されるべきプリント基板などのマザーボードの表面に形成された多数の電極との間において、正確な電気的導通が取れる配線基板とすることが可能となる。
【００１１】
また、本発明には、前記貫通導体の端部は、前記フランジ部の上面よりも上方に突出している、配線基板（請求項４）も含まれる。
これによれば、前記貫通導体の端部と、前記基板本体の表面上に実装すべき電子部品の電極とを直に接触させるか、あるいは両者の間に挟まれたロウ材の薄い膜を介して、上記電子部品のロウ付けによる実装が行える。その結果、比較的少量のロウ材により、上記電子部品の電極と、貫通導体の端部との間における電気的導通を確実且つ容易に取ることが可能となる。
尚、前記貫通導体の端部は、前記導体層の上面よりも、少なくとも数１０μｍ程度上方に突出している。
【００１２】
加えて、本発明には、前記フランジ部は、前記導体層の上面における前記貫通導体の周囲側のみを被覆している、配線基板（請求項５）も含まれる。
これによれば、前記フランジ部は、前記導体層の上面における前記貫通導体の周囲側のみを被覆しており、且つ該導体層の上面における上記周囲側を含む周辺側を被覆していない。その結果、前記貫通導体の端部に加えて、導体層の上面における周辺側との間においても、実装すべき電子部品の電極との間で更にロウ付けすることで、一層確実な電気的導通を確保することが可能となる。
【００１３】
一方、本発明による配線基板の製造方法（請求項６）は、単数の絶縁層からなるか、あるいは複数の絶縁層を積層してなり、一対の表面を有する基板本体と、該基板本体において、少なくとも１つの絶縁層における少なくとも一方の表面に形成された導体層と、該導体層を表面に有する上記絶縁層を貫通し、且つ該導体層をも連続して貫通する貫通導体と、を備えた配線基板の製造方法であって、上記絶縁層における少なくとも一方の表面に導体層を形成した導体付き絶縁層を準備する工程と、上記絶縁層および上記導体層を連続して貫通する貫通孔を形成する工程と、該貫通孔の開口部を囲む通し孔を有するマスクを上記導体層の上面に載置した状態で、上記貫通孔および通し孔に樹脂を含む導電性ペーストを充填する工程と、上記マスクを除去すると共に、上記貫通孔および通し孔に充填された導電性ペーストに含まれる樹脂を、上記貫通孔の周縁から上記導体層の上面に沿って該貫通孔の外周側に流れ出させることで、上記樹脂を含むフランジ部を形成する工程と、上記導電性ペーストおよびフランジ部を硬化処理する工程と、を含む、ことを特徴とする。
【００１４】
これによれば、前記貫通孔の開口部を囲む通し孔を有するマスクを前記導体層の上面に載置した状態で、上記貫通孔および通し孔に導電性ペーストを充填した後、上記マスクを除去するとほぼ同時に、上記マスク厚みに相当する厚さの導電性ペーストの周囲から上記導体層の上面に沿って貫通孔の径方向に拡がるように、液状の樹脂が流れ出てフランジ部が形成される。そして、該フランジ部を導電性ペーストと共に硬化処理することによって、前記フランジを有する貫通導体、該貫通導体が貫通する導体層を含むと共に、前記マイグレーションに伴うショートが生じにくい前記配線基板を確実に製造することが可能となる。
【００１５】
尚、前記貫通孔は、レーザ加工あるいはパンチングによって形成され、レーザ加工による場合の最大開口径は、例えば、約４０〜５０μｍである。
また、前記導電性ペーストは、例えば、Ａｇ粒子（約９０ｗｔ％、平均粒径数μｍ(５μｍ未満)）、エポキシ樹脂（約１０ｗｔ％）、および溶剤などからなる。
更に、前記絶縁層と導体層とは、例えば、ポリイミド樹脂製のシートの片面に銅箔を予め貼り付けた導体付き絶縁層を用い、該Ｃｕ箔に対し、フォトリソグラフィ技術を施すことで、平面視で所要パターンを呈する前記導体層が成形される。
加えて、前記フランジ部は、主に液状のエポキシ樹脂と溶剤とからなり、前記マスクを除去した直後に、該マスクの通し孔に隣接していた位置から（表面）導体層の上面において貫通孔のほぼ径方向に沿って流れ出た樹脂系の組成物であり、硬化処理（約１００〜２００℃に加熱する所謂キュア処理）することにより、平面視でほぼ円形状あるいは非円形状（例えば、花弁形状、アメーバ状など）になって硬化する。
【００１６】
また、本発明には、前記マスクに開設される通し孔の内径は、前記導体層の上面に開口する前記貫通孔の内径と同じか、該貫通孔の内径よりも大きい、配線基板の製造方法（請求項７）も含まれる。
これによれば、前記マスクに開設される通し孔の内径と前記導体層の上面に開口する前記貫通孔の内径と同じである場合、貫通導体には、その直径とほぼ同じ外径の端部を形成できる。一方、上記通し孔の内径が上貫通孔の内径よりも大きい場合、貫通導体には、その直径よりも太径の端部を形成できる。その結果、例えば、貫通導体の端部を主体に実装する電子部品の電極との導通を取ったり、あるいは、貫通導体の端部と導体層の上面における周辺側との双方によって、実装する電子部品の電極との導通を取ることを、容易に設設計することが可能となる。
【００１７】
更に、本発明には、前記フランジ部は、前記導体層の上面における前記貫通導体の周囲側のみを被覆している、配線基板の製造方法（請求項８）も含まれる。
これによれば、前記導体層の上面における周囲側を含む周辺側は、前記フランジ部に被覆されていないので、該導体層の周辺側をも含めて、実装すべき出新部品との導通を取ったり、あるいは厚み方向で隣接する絶縁層に形成された別の貫通導体との導通を取る場合にも、容易に対応することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明による一形態の配線基板の要部を示す垂直断面図。
【図２】図１に示す配線基板の要部の平面図。
【図３】上記配線基板の応用形態である配線基板の要部を示す垂直断面図。
【図４】本発明による異なる形態の配線基板の要部を示す垂直断面図。
【図５】図４中の一点鎖線部分Ｘの部分拡大図。
【図６】(Ａ)，(Ｂ)は図１の配線基板を得るための製造工程を示す概略図。
【図７】(Ａ)，(Ｂ)は図６に続く製造工程を示す概略図。
【図８】(Ａ)，(Ｂ)は図７に続く製造工程を示す概略図。
【図９】(Ａ)，(Ｂ)は図８に続く製造工程と得られた配線基板とを示す概略図。
【図１０】(Ａ)，(Ｂ)は図３の配線基板を得るための製造工程を示す概略図。
【図１１】(Ａ)，(Ｂ)は別形態の配線基板を得るための製造工程を示す概略図。
【図１２】(Ａ)，(Ｂ)は図１１に続く製造工程を示す概略図。
【図１３】図４で示した配線基板を得るための一製造工程を示す概略図。
【図１４】図１３に続く製造工程と得られた配線基板の要部とを示す概略図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下において、本発明を実施するための形態について説明する。
図１は、本発明による一形態の配線基板１ａの要部を示す垂直断面図、図２は、図１の平面図である。
配線基板１ａは、図１，図２に示すように、ポリイミドからなる単層の絶縁層ｒからなり、表面３および裏面（表面）４を有する基板本体２と、該基板本体２の表面３に比較的高密度で形成された複数の表面導体層（導体層）１０と、上記基板本体２の表面３と裏面４との間を貫通し、且つ上記表面導体層１０をも連続して貫通する貫通孔５に形成された貫通導体６とを備えている。前記貫通導体６の上端側には、表面導体層１０の上面に沿って貫通導体６の径方向に拡がるフランジ部８が該貫通導体６と一体に接続されている。該フランジ部８の厚みは、約数μｍ〜１０μｍである。かかるフランジ部８の上面よりも上方（外側）には、約数１０μｍ（例えば、２０〜３０μｍ）程度の高さで突出する貫通導体６の端部７が立設されている。
尚、前記貫通孔５は、パンチングによる打ち抜き加工により軸方向が直線状の円筒形を呈するが、例えば、前記基板本体２の表面３側からレーザを照射するレーザ加工により形成した場合には、表面３から裏面４に向かって徐々に直径が小さくなるテーパを有するほぼ円錐形状となり、前記貫通導体６も該形状と相似形になる。
また、前記基板本体２の裏面４には、各貫通導体６の下端部と個別に接続する裏面端子１２が形成されている。
【００２０】
図１，図２に示すように、フランジ部８の外縁９は、表面導体層１０の上面における貫通導体６の周囲側のみを被覆しており、換言すれば、表面導体層１０の上面における周囲側を囲む周辺側は、上記フランジ部８には、被覆されていない。
前記貫通導体６は、主にＡｇからなり、表面導体層１０および裏面端子１２は、Ｃｕからなる。一方、前記フランジ部８は、主にエポキシ系樹脂からなるが、前記貫通導体６の周囲に近付くに連れて、Ａｇ粉末の含有量が傾斜状に増加する複合材の組成を有している。
そのため、少なくとも、前記フランジ部８の外縁９側の導電率は、貫通導体６の導電率よりも約１０ｍＳ／ｃｍ（比で約３０〜５０％）程度低くなっている。また、前記フランジ部８を構成するエポキシ樹脂の吸水率は、前記絶縁層ｒを形成するポリイミドの吸水率よりも約１０％程度小さい。
【００２１】
尚、前記フランジ部８の外縁９側に含まれる樹脂の吸水率は、以下の方法(１)，(２)によって測定した。
(１)フランジ部８の外縁９側に含まれる樹脂の組成を、ＥＤＳ（エネルギー分散型Ｘ線分光法）分析、あるいはＦＴ−ＩＲ（フーリエ変換赤外分光法）分析の何れかで特定する。
(２)上記(１)により特定された樹脂と同じ材料であって、吸水率を測定するのに十分なサイズを有するサンプルを準備し、ＩＰＣ−ＴＭ−６５０  ２．６．２の規格に準じた以下の（ａ）〜（ｃ）の手順によって吸水率を測定する。
(ａ)乾燥時のサンプルの重量Ｗ１を測定する。
(ｂ)水に浸した後の上記サンプルの重量Ｗ２を測定する。
(ｃ)吸水率（％）を「（Ｗ１−Ｗ２）／Ｗ１×１００」の式により算出する。
また、前記絶縁層ｒや後述する絶縁層ｒ１の吸水率も上記方法によって測定した。
【００２２】
図１中の右上に示すように、表面導体層１０の上面における周辺側、フランジ部８の上面、および貫通導体６の端部７の上に、例えば、Ａｕロウからなるロウ材１３を介して、ＩＣチップなどの電子部品１４を実装する場合、かかる電子部品１４の底面に位置する電極（図示せず）と上記端部７とは、直に面接触するか、あるいは薄いＡｇロウの膜を挟んで接近する。一方、上記電極と表面導体層１０の上面における周辺側とは、上記ロウ材１３を介して接合される。端部７が上方に突出しているので、上記ロウ材１３の使用量を低減することが可能となる。
【００２３】
以上のような配線基板１ａでは、前記フランジ部８の少なくとも外縁９側の導電率が、前記貫通導体６の導電率よりも低く、且つ上記フランジ部８に含まれるエポキシ樹脂の吸水率が、前記絶縁層ｒを構成するポリイミドの吸水率よりも小さい。そのため、上記フランジ部８が上面に形成された表面導体層１０と、該表面導体層１０に隣接して形成された別の表面導体層１０や該別の表面導体層１０の上面に位置する別のフランジ部８との間において、前述した金属原子が移動して生じるマイグレーションをなくすか抑制することができる。その結果、隣接する表面導体層１０同士間や隣接する貫通導体６同士間における不用意なショートを防ぐことができる。
しかも、前記フランジ部８が貫通導体６と一体であり、該貫通導体６が貫通している前記表面導体層１０との接触面積が比較的大きいので、該表面導体層１０と貫通導体６との密着強度および電気的な接続を容易に確保することもできる。従って、基板本体２の表面３上に電子部品１４を高密度で実装することができる。
【００２４】
図３は、前記配線基板１ａの応用形態である配線基板１ｂの要部を示す垂直断面図である。
配線基板１ｂは、図３に示すように、前記絶縁層ｒのみからなる基板本体２と、該基板本体２の表面３および裏面４に個別に形成した前記同様の表面導体層１０および裏面導体層（表面導体層、導体層）１１と、上記絶縁層ｒ、表面導体層１０、および裏面導体層１１を連続して貫通する貫通孔５内に形成された貫通導体６とを備えている。表面導体層１０の上面、および裏面導体層１１の下面（上面）には、上記貫通導体６から径方向に沿って拡がるフランジ部８がほぼ上下対称に形成されている。尚、貫通導体６は、裏面４側にも端部７が突出している。
前記フランジ部８は、図３に示すように、その外縁９側の外領域８ｂと、貫通導体６の周囲側の内領域８ａとからなる。このうち、外縁９側の外領域８ｂは、主にエポキシ樹脂からなるため、その導電率は、貫通導体６の導電率よりも低い。一方、上記内領域８ａは、外領域８ｂよりも比較的Ａｇ粉末を多く含んでいる。
【００２５】
図３中の右下に示すように、前記基板本体２の裏面４に形成された裏面導体層１１、フランジ部８、および貫通導体６の端部７の下側には、前記同様で且つ比較的少量のロウ材１３を介して、下方に延びたピン本体１８を含む導体ピン１６の基フランジ１７が接合される。
以上のような配線基板１ｂによれば、前記配線基板１ａと同様な効果を奏すると共に、比較的少量のロウ材１３を介して導体ピン１６を接合でき、該配線基板１ｂを搭載すべきマザーボードとの電気的接続も容易且つ確実に取ることが可能となる。
尚、前記配線基板１ａ，１ｂにおける絶縁層ｒは、例えば、アルミナを主成分とするセラミックからなるものとしても良い。但し、前記フランジ部に含まれる樹脂の吸水率は、上記セラミックの吸水率よりも小さいことが望ましい。
【００２６】
図４は、異なる形態の配線基板２０の要部を示す垂直断面図、図５は、図４中の一点鎖線部分Ｘの部分拡大図である。
配線基板２０は、図４に示すように、ポリイミドからなる前記同様の絶縁層ｒ１，ｒ２を積層した上層側の樹脂絶縁部２ａと、例えば、アルミナを主成分とするセラミックの絶縁層ｃ１〜ｃ３を積層した下層側のセラミック絶縁部２ｂとを積層してなり、表面２３および裏面（表面）２４を有する基板本体２２を備えている。
図４，図５に示すように、上層側の樹脂絶縁部２ａは、表面２３に複数の表面導体層１０が比較的接近して形成され、該表面導体層１０および絶縁層ｒ１を貫通する貫通導体６の上端側には、上記導体層１０の上面における貫通導体６の径方向に沿って拡がる前記同様のフランジ部８と、該フランジ部８の上面よりも上方に突出する前記同様の端部７とが形成されている。
【００２７】
また、絶縁層ｒ１，ｒ２の層間には、複数の層間導体層（導体層）１９が形成され、該導体層１９および絶縁層ｒ２を連続して貫通する複数の貫通導体６が、最上層の絶縁層ｒ１を貫通する前記貫通導体６よりも、図４で左右方向に沿って互いの間隔を大きくなるようにして形成されている。図５に示すように、絶縁層ｒ１，ｒ２の層間に位置する複数の層間導体層１９ごとの上面にも、貫通導体６の径方向に沿って拡がり且つ前記同様の領域８ａ，８ｂからなるフランジ部８が形成されている。該フランジ部８の外縁９は、上記層間導体層１９の上面における貫通導体６の周縁と上記層間導体層１９の外縁との中間に位置している。換言すれば、上記フランジ部８は、上記層間導体層１９の上面における前記貫通導体６の周囲側のみを被覆している。
尚、絶縁層ｒ２を貫通する貫通導体６の上端には、フランジ部８の上面から上方に突出する前記端部７がなく、絶縁層ｒ１を貫通する貫通導体６の下端とほぼ直に接続している。上記端部７がないのは、後述する製造方法の積層および圧着工程で、上下の貫通導体６同士の当接により、圧縮されたことによる。また、図５中の符号ｗは、接着剤層を示す。
【００２８】
また、図４に示すように、下層側の前記セラミック絶縁部２ｂは、最上層の絶縁層ｃ１の表面に形成され、且つ前記絶縁層ｒ２を貫通する貫通導体６ごとの下端と接続する複数の配線層２５と、最下層の絶縁層ｃ３の裏面２４に形成された複数の裏面端子２７と、これらを個別に接続し且つこれらの間に位置する絶縁層ｃ１〜ｃ３を直線的に貫通する複数のビア導体２６と、を備えている。尚、上記配線層２５、裏面端子２７、およびビア導体２６は、ＷまたはＭｏからなる。
図４，図５に示すように、基板本体２２の表面２３に位置する複数の貫通導体６の端部７ごとの上方には、前記同様のロウ材１３を介して、追って複数のプローブピン２９の基フランジ２８が個別に接合される。該プローブピン２９は、図示しないＳｉウェハの表面に形成された多数の電子部品の電気的特性を検査するために用いられる。
即ち、前記配線基板２０は、電子部品の検査用配線基板であり、基板本体２２の表面２３側に複数のプローブピン２９を高密度で配設するためのものである。
【００２９】
以上のような配線基板２０では、基板本体２２の表面２３上および絶縁層ｒ１，ｒ２間付近に形成された各フランジ部８の少なくとも外縁９側の導電率が、前記貫通導体６の導電率よりも低く、且つ上記フランジ部８に含まれるエポキシ樹脂の吸水率が、前記絶縁層ｒ１，ｒ２を形成するポリイミドの吸水率よりも小さい。そのため、上記フランジ部８が上面に形成された表面導体層１０あるいは層間導体層１９と、該表面導体層１０あるいは層間導体層１９に隣接して形成された別の表面導体層１０、あるいは層間導体層１９や別の表面導体層１０、あるいは別の層間導体層１９の上面に位置する各フランジ部８との間において、前記同様にマイグレーションが生じにくくなる。その結果、前記表面３や絶縁層ｒ１，ｒ２間において隣接する上記導体層１０，１９同士間や、隣接する貫通導体６同士間における不用意なショートを確実に防ぐことができる。
更に、前記同様にして、前記導体層１０，１９と貫通導体６との密着強度および電気的な接続を容易に確保することもできる。従って、検査すべき多数の電子部品の電気的特性を正確に測定できる配線基板２０となっている。
【００３０】
以下において、前記配線基板１ａを得るための製造方法について説明する。
予め、図６（Ａ）に示すように、ポリイミドからなる絶縁層ｒの表面３に銅箔からなる導体層１０ａを積層した導体付き絶縁層Ｚ１を準備した。
次に、図６（Ａ）中の矢印で示すように、導体付き絶縁層Ｚ１の導体層１０ａ側から、所定の位置ごとレーザＬを照射した。尚、該レーザＬには、ＵＶレーザを用いた。その結果、図６（Ｂ）に示すように、導体層１０ａと絶縁層ｒの裏面４との間に、上端の開口径が約４０μｍであり、内面に僅かなテーパを有する貫通孔５が所定位置ごとに形成された。
次いで、図７（Ａ）に示すように、上記貫通孔５の開口部を囲み且つ該開口部と同じ内径の通し孔３２を有し、且つ厚みが数１０μｍのスクリーンマスク（マスク）３０を、上記貫通孔５と通し孔３２とが同心となるように、前記導体付き絶縁層Ｚ１の導体層１０ａ上に載置した。かかる状態で、図７（Ｂ）に示すように、上記通し孔３２と貫通孔５とに対し、Ａｇ粉末とエポキシ樹脂とを含む導電性ペースト３４を充填した。該導電性ペースト３４は、貫通孔５内を埋めた貫通部３６と、通し孔３２内の上端部３７とからなる。
【００３１】
尚、前記導電性ペースト３４は、例えば、Ａｇ粒子（約９０ｗｔ％、平均粒径数μｍ(５μｍ未満)）、エポキシ樹脂（約１０ｗｔ％）、および若干の溶剤などからなる。
引き続いて、図８（Ａ）に示すように、前記マスク３０を前記導体層１０ａの上から除去した。かかる除去とほぼ同時に、図８（Ｂ）中の矢印で示すように、前記導電性ペースト３４に含まれていた液状のエポキシ樹脂が、導体層１０ａの上面を前記貫通孔５の径方向に沿って、該貫通孔５の周縁からその外周側に向かって流れ出た。その結果、上記樹脂を主成分とし、且つ平面視がほぼ円形状を呈するフランジ部３８が前記導電性ペースト３４の上端側と一体に形成された。
また、前記絶縁層ｒの裏面４における貫通導体６の下端面が露出する位置ごとにも、スクリーンマスクを介して、前記同様の導電性ベーストを所定パターンで形成して、未硬化状態である複数の裏面端子１２（図示せず）を形成した。
【００３２】
更に、フランジ部３８を含む前記導電性ペースト３４および裏面端子１２を、約１００〜２００℃に加熱する所謂キュア処理（硬化処理）を行うことによって、上記ペースト１２中の樹脂バインダを硬化させた。
その結果、図９（Ａ）に示すように、前記貫通部３６は、主にＡｇからなる貫通導体６となり、その上端である端部７が下記のフランジ部８の上面よりも上方に突出しており、該端部７の周囲には、導体層１０ａの上面における貫通導体６の径方向に沿って拡がって硬化したエポキシ樹脂を主成分とする厚みが約数μｍ〜１０μｍのフランジ部８が形成された。
尚、上記フランジ部８のうち、貫通導体６の周囲側である内領域（８ａ）には、Ａｇ粉末が若干残留していた。また、前記絶縁層ｒの裏面４には、図示しない複数の裏面端子１２が硬化されていても良い。
そして、前記導体層１０ａを形成する銅箔に対し、その上面への感光性樹脂の被覆、該樹脂に対する紫外線のパターン照射、および現像（腐蝕）液の接触、および上記樹脂の剥離などからなるフォトリソグラフィ技術を用いたパターニングを施した。
【００３３】
その結果、図９（Ｂ）に示すように、前記導体層１０ａは、平面視で円形状を呈し且つその中心部を貫通導体６が貫通すると共に、上面における貫通導体６の周囲側に前記フランジ８が位置する表面導体層１０となった。
最後に、外部に露出する前記貫通導体６の端部７、表面導体層１０、および裏面端子１２の表面に対し、電解メッキを施して、Ｎｉメッキ膜およびＡｕメッキ膜を順次被覆した。これによって、前記図１，図２で示した前記配線基板１ａを得ることができた。
尚、前記貫通孔５は、パンチングによる打ち抜き加工、エッチング加工、あるいは炭酸ガスレーザやエキシマレーザなどの照射によって形成しても良い。
また、前記導体付き絶縁層Ｚ１は、前記絶縁層ｒの表・裏面３，４の双方に銅箔からなる導体層１０ａ，１０ｂを予め形成した導体付き絶縁層Ｚ２としても良い。
【００３４】
以上のような配線基板１ａの製造方法によれば、前記貫通孔５の開口部を囲む通し孔３２を有する前記マスク３０を前記導体層１０ａの上面に載置して、上記貫通孔５と通し孔３２とに導電性ペースト３４を充填した後、上記マスク３０を除去するとほぼ同時に、上記マスク３０の厚みに相当する厚さの導電性ペースト３４の周囲から上記導体層１０ａの上面に沿って上記貫通孔５の径方向に拡がるように、液状の樹脂が流れ出てフランジ部３８が形成された。更に、該フランジ部３８を導電性ペースト３４と共に硬化処理することにより、前記フランジ８を有する貫通導体６、該貫通導体６が貫通する表面導体層１０を含むと共に、前記マイグレーションに伴うショートが生じにくい配線基板１ａを確実に製造することができた。
【００３５】
図１０は、前記配線基板１ｂの製造方法を説明する概略図である。
図１０（Ａ）に示すように、予め、前記絶縁層ｒの表・裏面３，４の双方に銅箔からなる導体層１０ａ，１０ｂを予め形成した導体付き絶縁層Ｚ２を準備する工程と、該絶縁層Ｚ２を打ち抜き加工して前記貫通孔５を形成する工程と、該貫通孔５の中間位置まで図示しない塞ぎ棒を導体層１０ｂ側の開口部から挿入し且つ導体層１０ａの開口部側に前記マスク３０を配置した状態で、前記導電性ペースト３４を充填する工程と、該ペースト３４を硬化処理することにより貫通導体６ａを形成する工程とを順次行った。そして、前記絶縁層Ｚ２を上下逆にすることで、図１０（Ａ）に示す状態とした。
次に、図１０（Ｂ）に示すように、前記貫通孔５の導体層１０ｂ側の開口部からも、前記導電性ペースト３４を充填する工程と、該導電性ペースト３４などを硬化処理することにより通導体３６を形成する工程とを順次行った。更に、前記同様のメッキ工程を行った。その結果、前記図３で示した前記配線基板１ｂを得ることができた。
以上のような配線基板１ｂの製造方法によっても、前記配線基板１ａの製造方法と同様な効果を奏することができた。
【００３６】
図１１，図１２は、前記とは若干異なる形態の配線基板の製造方法に関する。
予め、図１１（Ａ）に示すように、前記同様に準備した導体付き絶縁層Ｚ１の導体層１０ａ側からレーザ加工による貫通孔５を形成した後、該貫通孔５の開口部を囲み且つ貫通孔５の導体層１０ａ側の内径よりも大きな内径の通し孔３３を有するスクリーンマスク３１を、通し孔３３と貫通孔５とが同心状となるようにして、導体層１０ａの上面に載置した。
かかる状態で、図１１（Ｂ）に示すように、上記貫通孔５および通し孔３３内に、前記同様の導電性ペースト３４ａを充填した。
次いで、図１２（Ａ）に示すように、上記マスク３１を除去した。その結果、充填された導電性ペースト３４ａにおける貫通部３６の上端には、平面視で貫通孔５の前記内径よりも大径である端部３７ａが形成された。
【００３７】
更に、上記マスク３１を除去した直後において、図１２（Ａ）中の矢印で示ように、前記導電性ペースト３４ａの周囲から導体層１０ａの上面における貫通孔５の径方向に沿って拡がり、液状のエポキシ樹脂からなり、且つ平面視がほぼ円形状を呈するフランジ部３８が上記ペースト３４ａの上端側と一体に形成された。
そして、図１２（Ｂ）に示すように、導電性ペースト３４ａおよびフランジ部３８を硬化処理して、それぞれ前記同様の貫通導体６およびフランジ部８とした後、前記同様にして導体層１０ａを所定パターンの表面導体層１０に形成した。
前記マスク３１を用いた配線基板の製造方法によれば、図１２（Ｂ）に示すように、前記端部７に比べて大径の端部７ａを有する貫通導体６と、前記同様のフランジ部８とを含むと共に、前期同様の効果を奏する配線基板が得られた。
更に、上記方法により得られた配線基板では、大径の端部７ａの上方に前記導体ピン１６またはプローブピン２９を容易且つ強固に接合することも可能となる。
【００３８】
図１３，図１４は、前記配線基板２０の製造方法を示す部分概略図である。
予め、絶縁層ｒ１，ｒ２の表面３ごとに導体層１０ａを形成した２枚の導体付き絶縁層Ｚ１を準備する工程と、該絶縁層Ｚ１ごとの導体層１０ａ側からレーザ加工による貫通孔５を形成する工程と、該貫通孔５内および前記マスク３０の通し孔３２内ごとに前記同様の導電性ペースト３４を充填する工程、上記マスク３０を除去し且つ前記同様のフランジ部８を形成する工程と、該フランジ部８および上記ペースト３４を硬化処理する工程と、導体層１０ａごとに対してフォトリソグラフィ技術を施して、複数の表面導体層１０または層間導体層１９を形成する工程を順次行った。尚、上記絶縁層ｒ１，ｒ２の裏面４側には、予め、それぞれ接着剤層ｗが形成してあった。
その結果、図１３に示すように、絶縁層ｒ１，ｒ２と、これらの表面３ごとに形成された複数の前記導体層１０，１９とを有し、かかる導体層１０，１９および絶縁層ｒ１または絶縁層ｒ２を連続して貫通する貫通導体６と、上記導体層１０，１９ごとの上面における貫通導体６の周囲側のみを被覆するフランジ部８とを有する２つの単位基板ｋ１，ｋ２が得られた。
【００３９】
別途に、アルミナ粉末を含む３枚のグリーンシートを用意し、該グリーンシートごとの所定位置に打ち抜き加工またはレーザ加工を行って複数のビアホールを形成し、該ビアホールにＷ粉末を含む導電性ペーストを充填し、未焼成である複数のビア導体２６を形成した（何れも図示せず）。上記グリーンシートのうち、追って最上層となるグリーンシートの表面において、該グリーンシートを貫通するビア導体２６の上端面が露出する位置ごとに対し、上記同様の導電性ペーストをスクリーン印刷して、未焼成である複数の配線層２５を形成した。一方、追って最下層となるグリーンシートの裏面において、該グリーンシートを貫通するビア導体２６の下端面が露出する位置ごとに対し、上記同様の導電性ペーストをスクリーン印刷して、未焼成である複数の裏面端子２７を形成した。
次いで、上記３枚のグリーンシートを所定順に積層し且つ圧着した後、該グリーンシートの積層体を焼成することによって、各グリーンシートが焼成されたセラミックの絶縁層ｃ１〜ｃ３と、これらと同時に焼成された配線層２５、直線状または僅かなテーパを有する円錐形状のビア導体２６、裏面端子２７とを有するセラミック絶縁部２ｂを形成した。
【００４０】
更に、図１３中の白抜きの矢印で示すように、前記単位基板ｋ１，ｋ２をそれらの厚み方向に沿って接着剤ｗを介して積層し、これらを前記セラミック絶縁部２ｂにおいて最上層に位置するセラミック層ｃ１の表面上に圧着して接着した。
その結果、図１４に示すように、前記単位基板ｋ１，ｋ２の絶縁層ｒ１，ｒ２からなる前記樹脂絶縁層２ａとセラミック絶縁部２ｂとから構成された基板本体２２と、絶縁層ｒ１，ｒ２を貫通する上下２本の貫通導体６と、セラミックの絶縁層ｃ１〜ｃ３を厚み方向に沿って貫通する直線状のビア導体２６などとを備えた配線基板２０が得られた。尚、前記絶縁層ｒ２側の貫通導体６の端部７は、前記圧着時において、厚み方向に沿って圧縮されていた。
上記配線基板２０では、その基板本体２２の表面２３において隣接する表面導体層１０同士間や、貫通導体６同士間におけるマイグレーションは、上記導体層１０ごとの上面における貫通導体６の周囲側のみを被覆するフランジ部８により、なくすか抑制されていた。更に、絶縁層ｒ１，ｒ２間において隣接する層間導体層１９同士間や、これらを貫通する貫通導体６同士間でのマイグレーションも、上記導体層１９ごとの上面における貫通導体６の周囲側のみを被覆するフランジ部８により、なくすか抑制されていた。
【００４１】
以上のような配線基板２０の製造方法によれば、基板本体２２の表面２３や絶縁層ｒ１，ｒ２間において、比較的高い密度で形成された前記導体層１０，１９同士間などのショートをほぼ皆無にでき、且つ該導体層１０，１９とこれらを貫通する貫通導体６とを高い密着強度をもって接続することができた。
従って、基板本体２２の表面２３の上方に突出する貫通導体６ごとの端部７の上に前記プローブピン２９を接合して立設することで、Ｓｉウェハに形成された多数の電子部品ごとの電気的特性を正確に測定できる検査用配線基板２０を、確実に提供できることが可能となった。
尚、上記貫通導体６ごとの端部７の上に前記導体ピン１６を立設しても良い。
【００４２】
本発明は、以上において説明した各形態に限定されるものではない。
例えば、前記絶縁層ｒは、ポリイミド以外の樹脂、あるいは各種のセラミックからなるものであっても良い。
また、前記導電性ペースト３４は、金属成分として、Ａｇ粒子を含むものに限らず、Ｃｕ粒子を含むものや、Ａｇ粒子とＣｕ粒子の双方を含むなど他の導電性ペーストを用いても良い。
更に、前記基板本体は、３層以上の前記絶縁層ｒを積層した形態や、１層，２層，あるいは４層以上のセラミックの絶縁層ｃを積層した形態としても良い。
また、前記表面導体層１０や層間導体層１９を所定のパターンに形成する工程は、前記絶縁層Ｚ１，Ｚ２を準備した工程の直後、あるいは貫通孔５を形成する工程の直後において行っても良い。
更に、前記マスクには、薄い金属板のメタルマスク、樹脂フィルム、あるいはセラミックグリーンシートなどを用いても良い。
加えて、前記配線基板１ａ，１ｂ，２０などの製造方法は、多数個取りの形態によって行うことも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明によれば、所要数の絶縁層からなる基板本体の表面あるいは内部に複数の導体層を高密度で形成し、且つ該導体層と上記絶縁層とを連続して貫通する貫通導体を形成しても、上記表面や絶縁層同士の層間で隣接する導体層同士などの間におけるマイグレーションを生じにくく、且つ上記導体層と貫通導体とを確実に接続できる配線基板、およびその製造方法を提供することができる。
【符号の説明】
【００４４】
１ａ，１ｂ，２０…配線基板
２，２２……………基板本体
３，２３……………表面
４，２４……………裏面（表面）
５……………………貫通孔
６……………………貫通導体
７，７ａ……………貫通導体の端部
８……………………フランジ部
９……………………フランジ部の外縁
１０，１１…………表面／裏面導体層（導体層）
１０ａ，１０ｂ……導体層
１９…………………層間導体層（導体層）
３０，３１…………スクリーンマスク（マスク）
３２，３３…………通し孔
３４，３４ａ………導電性ペースト
ｒ，ｒ１，ｒ２……絶縁層
ｃ１〜ｃ３…………絶縁層
Ｚ１，Ｚ２…………導体付き絶縁層
【図１】
2015037165.tif 000003
【図２】
2015037165.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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2015037165.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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