(57)【要約】【課題】  コア基板の表層部にデラミネーションが発生しにくく、信頼性に優れたビルドアップ多層配線基板を提供する。【解決手段】  ビルドアップ多層配線基板７は、コア基板である低温焼成セラミック基板１とビルドアップ層２とアンカー部６１とを備える。低温焼成セラミック基板１は、チップ実装面１８（第１主面）及びボールグリッド接合面１９（第２主面）を有する。ビルドアップ層２は、導体層４１，４２及び樹脂絶縁層２１，２２を交互に積層した構造を有し、チップ実装面１８の表面上に形成されている。アンカー部６１は、ビルドアップ層２の外縁部６から突出して低温焼成セラミック基板１の内部に及んでいる。【選択図】  図１
2005191245.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１主面及び第２主面を有するコア基板と、
導体層及び樹脂絶縁層を交互に積層した構造を有し、前記第１主面及び前記第２主面のうちの少なくともいずれかの表面上に形成されたビルドアップ層と、
前記ビルドアップ層の外縁部から突出して前記コア基板の内部に及ぶアンカー部と
を備えたことを特徴とするビルドアップ多層配線基板。
【請求項２】
前記アンカー部は前記樹脂絶縁層の一部であることを特徴とする請求項１に記載のビルドアップ多層配線基板。
【請求項３】
請求項２に記載のビルドアップ多層配線基板の製造方法において、
前記コア基板の外縁部における前記第１主面及び前記第２主面のうちの少なくともいずれかにて開口する凹部を形成する凹部形成工程と、
前記凹部が形成された面に前記樹脂絶縁層を形成する際に、前記凹部内にその樹脂絶縁層の一部を充填することにより、前記アンカー部を形成するアンカー部形成工程と
を含むことを特徴とするビルドアップ多層配線基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はビルドアップ多層配線基板及びその製造方法に係り、特にはコア基板上にビルドアップ層を備えたビルドアップ多層配線基板及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、セラミック絶縁基板に導体層を形成してなるセラミック配線基板がある。近年、このセラミック配線基板及びこれに実装される半導体等の高性能化が著しく、導体部の低抵抗化による信号伝達速度の高速化が要請されている。このため、セラミック配線基板の導体層に、低抵抗の銀や銅を用いることが提唱されている。これらの導体材料は融点が低いため、同時焼結法などのメタライズ手法を採用することができない。それゆえ、前記セラミック絶縁基板として、比較的低温で焼成が可能な低温焼成セラミック基板を使用する必要性が生じる（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
そして、配線基板の多層化のため、図７に示すごとく、前記セラミック配線基板９１のＩＣチップ８１実装面側に、樹脂材料を用いてビルドアップ層９２を形成することが考えられている。ビルドアップ層９２は、樹脂絶縁層９４と導体層９７とを交互に積層したものである。
【０００４】
各導体層９７は、樹脂絶縁層９４に形成したビアホール導体９８により電気的に接続されている。また、コア基板であるセラミック配線基板９１は、多数の低温焼成セラミック基板９３を積層して形成したものであり、そこには導体パターン９６及びスルーホール導体９５が形成されている。セラミック配線基板９１のＩＣチップ８１実装面側と反対側は、マザーボード８２に接合される。
【特許文献１】特開２００３−１４２６２８号公報（図１等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、前記従来の低温焼成セラミック基板９３は、低温で焼成されたものであるので、１０００℃以上の高温で焼成して得られるアルミナ基板等に比べて機械的強度が弱い。また、低温焼成セラミック基板９３の熱膨張係数が６ｐｐｍ／℃以下であるのに対して、ビルドアップ層９２の樹脂絶縁層９４の熱膨張係数は５０〜７０ｐｐｍ／℃とかなり大きい。
【０００６】
このため、ヒートサイクルに遭遇すると、両材料間の熱膨張係数差に起因して、低温焼成セラミック基板９３とビルドアップ層９２との界面に熱応力が集中し、低温焼成セラミック基板９３における外周部の表層部にてデラミネーション（剥離）９９が発生するという問題があった（図８参照）。従って、このような構造のビルドアップ多層配線基板では高い信頼性を付与することができなかった。
【０００７】
本発明は前記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、コア基板の表層部にデラミネーションが発生しにくく、信頼性に優れたビルドアップ多層配線基板及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するための手段としては、第１主面及び第２主面を有するコア基板と、導体層及び樹脂絶縁層を交互に積層した構造を有し、前記第１主面及び前記第２主面のうちの少なくともいずれかの表面上に形成されたビルドアップ層と、前記ビルドアップ層の外縁部から突出して前記コア基板の内部に及ぶアンカー部とを備えたことを特徴とするビルドアップ多層配線基板がある。
【０００９】
従って、本発明によると、ビルドアップ層の外縁部から突出するアンカー部がコア基板の中に及ぶことによって、ビルドアップ層がコア基板と一体化し、両者は互いに強固に固定される。また、例えばコア基板が低温焼成セラミック基板のように比較的脆い組織を有するものであっても、その中に硬化樹脂や導体金属などからなるアンカー部が進入することにより、低温焼成セラミック基板の外縁部が補強される。従って、ヒートサイクル時にコア基板とビルドアップ層との間に熱膨張係数差に起因する熱応力が生じても、コア基板の外縁部の表層部にデラミネーションが発生することを抑制することができ、接続信頼性を確保することができる。
【００１０】
また、前記アンカー部は、ビルドアップ層の外縁部の全体にわたって形成されていることが好ましい。基板外縁部は熱応力が加わると特にデラミネーションを生じやすい箇所である。かかる箇所に前記アンカー部を進入させることにより、確実にデラミネーションを抑制することができる。
【００１１】
前記アンカー部は前記樹脂絶縁層の一部であることが好ましい。即ち、樹脂絶縁層の樹脂材料の一部が、その樹脂絶縁層から基板の厚さ方向に突出して、コア基板表面の凹部に食い込んでいることが好ましい。かかる構成により、樹脂絶縁層がコア基板に強固に固定される。
【００１２】
本発明におけるコア基板としては、構造的にデラミネーションが発生しうる基板（例えば層構造を有する基板等）が用いられる。具体的には、層構造を有する樹脂基板やセラミック基板などが使用可能であり、なかでも層構造を有する低温焼成セラミック基板が好適である。ここで、前記樹脂基板としては、ＥＰ樹脂（エポキシ樹脂）、ＰＩ樹脂（ポリイミド樹脂）、ＢＴ樹脂（ビスマレイミド−トリアジン樹脂）、ＰＰＥ樹脂（ポリフェニレンエーテル樹脂）等からなる基板が挙げられる。前記セラミック基板としては、アルミナ基板、ベリリア基板、窒化アルミニウム基板などが挙げられる。なお、前記低温焼成セラミック基板とは、セラミック未焼結体を比較的低温で焼成して得たガラスセラミック基板などのことを指す。その焼成温度は、１２００℃以下であることが好ましく、更には７００〜１１００℃であることが好ましい。
【００１３】
前記ガラスセラミック基板に使用される好適な材料としては、例えばホウケイ酸ガラス、アルミノホウケイ酸ガラス等がある。
【００１４】
前記低温焼成セラミック基板には、導体層（導体パターン）、スルーホール導体、ビアホール導体などの導体部を形成することができる。かかる導体部の材料としては、例えば低温焼成されるガラスセラミックに応じて、低融点金属であるＡｇ、Ｃｕ等を主成分として含むものを採用できる。この種の金属を主成分として含むものを用いて導体部を形成した場合、導体部の低抵抗化を図ることが可能である。
【００１５】
低温焼成セラミック基板を形成するにあたっては、シート状のセラミック未焼結体の必要箇所にパンチングにて穿設して、ビアホール導体またはスルーホール導体用の孔を形成する。そして、この孔の中に、Ａｇ，Ｃｕを主金属成分として含む導体ペーストを充填する。さらに、セラミック未焼結体の表面に前記導体ペーストを印刷することにより導体パターンを形成する。次に、かかるセラミック未焼結体を必要数積層し、圧着して、一体化となす。一体化したセラミック未焼結体を低温焼成する。
【００１６】
前記アンカー部が前記樹脂絶縁層の一部である場合のビルドアップ多層配線基板を製造する方法としては、例えば、前記コア基板の外縁部における前記第１主面及び前記第２主面のうちの少なくともいずれかにて開口する凹部を形成する凹部形成工程と、前記凹部が形成された面に前記樹脂絶縁層を形成する際に、前記凹部内にその樹脂絶縁層の一部を充填することにより、前記アンカー部を形成するアンカー部形成工程とを含むことを特徴とするビルドアップ多層配線基板の製造方法がある。
【００１７】
コア基板に前記凹部を形成する具体的手法としては、例えば、パンチング加工、ドリルを用いたドリリング加工、切削具を用いた溝加工などの機械的手法があるほか、レーザ加工などの光学的手法や、エッチングなどの化学的手法を採用することができる。コア基板が例えば低温焼成セラミック基板である場合、かかる凹部の形成はセラミック未焼結体の段階で行われることが好ましい。その理由は、硬化していない未焼結体は加工が容易であるため、加工コストの低減や生産性の向上につながるからである。
【００１８】
なお、焼結後の低温焼成セラミック基板に凹部を形成する場合にあっては、基板厚さ方向に殆ど圧力を加えない方法を採用することがよく、言い換えると上記の機械的手法以外の手法（即ち光学的手法や化学的手法）を採用することが好ましい。基板厚さ方向に圧力を加えるような方法にて凹部を形成すると、かえってデラミネーションの発生につながるおそれがあるからである。
【００１９】
前記凹部の形状等については特に限定されるべきでないが、基板外縁部の表層部におけるデラミネーションの発生抑制を確実に図るためには、凹部の深さは少なくともデラミネーション発生部位まで及ぶことが望ましい。より具体的には、凹部の深さは１０μｍ以上であることがよく、１０μｍ以上５００μｍ以下であることがさらによく、５０μｍ以上２００μｍ以下であることが特によい。凹部が浅すぎると、アンカー部による十分なアンカー効果を得ることができず、デラミネーションの発生を十分に抑制できなくなるおそれがある。一方、深い凹部の形成は、コスト高や生産性低下の原因となる。なお、低温焼成セラミック基板が複数のセラミック層からなる場合、凹部の深さはセラミック層１層分の厚さの１／５以上かつ１以下であることがよく、さらには１／２以上かつ１以下であることがよりよい。
【００２０】
前記凹部内に樹脂絶縁層の一部を充填するにあたっては、コア基板の上に未硬化樹脂材料の樹脂絶縁層を被覆する。樹脂絶縁層は未硬化状態で流動性があるため、前記凹部内に比較的容易にかつ隙間なく進入する。この状態で樹脂の硬化処理を行うと、樹脂絶縁層が硬化するとともに、凹部内に進入した樹脂も硬化してアンカー部が形成される。
【００２１】
アンカー部を構成している樹脂の熱膨張係数は、４０ｐｐｍ／℃以下（ただし、０ｐｐｍ／℃は除く。）であることが好ましく、さらには５ｐｐｍ／℃以上１５ｐｐｍ／℃以下であることがよりよい。アンカー部の熱膨張係数とコア基板の熱膨張係数との差異が小さくなり、ヒートサイクル時に発生する熱応力を低減させることができ、デラミネーションを効果的に抑制することができる。
【００２２】
また、前記アンカー部は、前記樹脂絶縁層に形成されたビアホール用孔内にあるビアホール導体の先端部であってもよい。そして、ビアホール導体の先端部がコア基板に食い込むことにより、コア基板の外縁部が補強され、デラミネーション発生を一層抑制することができる。アンカー部としてのビアホール導体は、電源回路、接地回路、信号回路のような電気的機能をもっていてもよいが、かかる電気的機能をもたないダミービアホール導体であってもよい。
【００２３】
アンカー部としての前記ビアホール導体の先端部を形成するにあたっては、たとえば、前述した手法によりコア基板表面に凹部を形成する。次いで、コア基板の表面に樹脂絶縁層を形成し、該樹脂絶縁層における前記凹部に対応する部分にビアホール形成用の孔を穿設する。次いで、この孔の内壁、及びこの孔の底部に位置する凹部の内壁に、金属めっき膜を形成し、これらの内部に導電性又は非導電性の樹脂を充填する。なお、前記のように樹脂絶縁層形成前にコア基板にあらかじめ凹部を形成するのではなく、樹脂絶縁層を形成したあとに、レーザ照射にて樹脂絶縁層を貫き、コア基板の表層部に至るレーザ孔を穿設することにより、コア基板に凹部を形成してもよい。この場合、かかるレーザ孔の中に金属めっき膜を形成し、導電性または非導電性の材料を充填することにより、アンカー部としてのビアホール導体を形成することができる。なお、金属めっき膜の形成を行わずに、じかに導電性または非導電性の材料を充填することにより、アンカー部としてのビアホール導体を形成してもよい。
【００２４】
アンカー部を構成している導体の熱膨張係数は、４０ｐｐｍ／℃以下（ただし、０ｐｐｍ／℃は除く。）であることが好ましく、さらには５ｐｐｍ／℃以上２０ｐｐｍ／℃以下であることがよりよい。アンカー部の熱膨張係数とコア基板の熱膨張係数との差異が小さくなり、ヒートサイクル時に発生する熱応力を低減させることができ、デラミネーションを効果的に抑制することができる。
【００２５】
さらに、アンカー部だけでなく、前記ビルドアップ層における樹脂絶縁層の熱膨張係数も、４０ｐｐｍ／℃以下（ただし、０ｐｐｍ／℃は除く。）であることが好ましい。これにより、樹脂絶縁層の熱膨張係数と、コア基板の熱膨張係数との差異が小さくなる。従って、ヒートサイクル時に発生する熱応力を緩和でき、デラミネーションの発生を抑制することができる。
【００２６】
また、前記樹脂絶縁層の熱膨張係数は、５ｐｐｍ／℃以上４０ｐｐｍ／℃以下であることがよく、さらには５ｐｐｍ／℃以上１５ｐｐｍ／℃以下であることがよりよい。樹脂絶縁層の熱膨張係数とコア基板の熱膨張係数とが一層近似し、ヒートサイクル時に発生する熱応力も小さくなるからである。
【００２７】
ビルドアップ層における最も内層に位置する樹脂絶縁層の熱膨張係数は、他の樹脂絶縁層に比べて、コア基板のヒートサイクル時の熱応力に大きな影響を及ぼす。このため、熱応力を効果的に緩和させるためには、少なくともビルドアップ層における最も内層に位置する樹脂絶縁層の熱膨張係数は、前記樹脂絶縁層の熱膨張係数の条件を満たすことが望ましい。「ビルドアップ層における最も内層に位置する樹脂絶縁層」とは、ビルドアップ層においてコア基板に接している樹脂絶縁層のことを指す。
【００２８】
ビルドアップ層を構成する樹脂絶縁層が複数層からなる場合には、その熱膨張係数は、内層の樹脂絶縁層になるに従って次第に小さくなっていることが好ましい。これにより、ヒートサイクル時の熱応力を各樹脂絶縁層間に効果的に分散させることができる。ゆえに、コア基板にデラミネーションが発生することを一層効果的に抑制することができる。
【００２９】
また、ビルドアップ層が内層と外層の２層の樹脂絶縁層からなる場合、内層の樹脂絶縁層の熱膨張係数が４０ｐｐｍ／℃以下であり、外層の樹脂絶縁層の熱膨張係数が４０ｐｐｍ／℃を超えていてもよい。これにより、ヒートサイクル時に発生する熱応力を効率よく分散させることができる。さらには、内層の樹脂絶縁層の熱膨張係数が５ｐｐｍ／℃以上４０ｐｐｍ／℃以下であり、外層の樹脂絶縁層の熱膨張係数が４０ｐｐｍ／℃を超えることが好ましく、特には内層の樹脂絶縁層の熱膨張係数が５ｐｐｍ／℃以上１５ｐｐｍ／℃以下であり、外層の樹脂絶縁層の熱膨張係数が４０ｐｐｍ／℃を超えることが望ましい。最内層の樹脂絶縁層の熱膨張係数とコア基板の熱膨張係数とが一層近似し、ヒートサイクル時に発生する熱応力も小さくなるからである。
【００３０】
前記コア基板の熱膨張係数は、ビルドアップ層における樹脂絶縁層の熱膨張係数よりも小さい。前記コア基板の熱膨張係数は、７ｐｐｍ／℃以下（ただし、０ｐｐｍ／℃は除く。）であることが好ましい。これにより、コア基板の熱膨張係数が、ＩＣチップの熱膨張係数と近似して、ヒートサイクル時の両者の熱膨張係数差による影響を抑制することができる。従って、例えば熱膨張係数が２．６ｐｐｍ／℃程度のＩＣチップを用いるような場合には、前記コア基板の熱膨張係数を、２ｐｐｍ／℃以上６ｐｐｍ／℃以下に設定することがよい。
【００３１】
前記コア基板の熱膨張係数と、ビルドアップ層における樹脂絶縁層の熱膨張係数との差は、３５ｐｐｍ／℃以下であることが好ましい。これにより、コア基板と樹脂絶縁層との熱膨張係数の差が従来の値よりも小さくなり、両材料の熱膨張係数差に起因するデラミネーション発生を抑制することができる。ここで、前記熱膨張係数の差は、０ｐｐｍ／℃以上３０ｐｐｍ／℃以下であることがよく、さらには０ｐｐｍ／℃以上２０ｐｐｍ／℃以下であることがよりよい。熱膨張係数差が小さければ、ヒートサイクル時に発生する熱応力も小さくなるからである。
【００３２】
なお、前記「熱膨張係数」とは、厚み方向（Ｚ方向）に対して垂直な方向（ＸＹ方向）の熱膨張係数のことを意味し、０℃〜１００℃の間のＴＭＡ（熱機械分析装置）にて測定した値のことをいう。「ＴＭＡ」とは、熱機械的分析をいい、例えばＪＰＣＡ−ＢＵ０１に規定されるものをいう。なお、低温焼成セラミック基板の寸法は特に限定されるべきではないが、一辺の大きさが２５．０ｍｍ以上であることがよい。その理由は、一辺の大きさが２５．０ｍｍ以上になると、デラミネーションの発生が顕著になるため、本願発明の構造を採用する意義が大きくなるからである。
【００３３】
また、前記コア基板の厚さ方向の最表面は第１主面及び第２主面を構成している。そして、前記第１主面の表面上または／及び前記第２主面の表面上には、ビルドアップ層が形成されている。ここで、前記ビルドアップ層とは、樹脂絶縁層と導体層とを交互に積層したものを意味する。前記ビルドアップ層は、前記樹脂絶縁層と前記導体層とをそれぞれ１層以上有している。ただし、樹脂絶縁層の層数は３層以上であることがよい。その理由は、層数が３層以上になると、デラミネーションの発生が顕著になるため、本願発明の構造を採用する意義が大きくなるからである。また、樹脂絶縁層全体の厚さも特に限定されるべきではないが、７０μｍ以上であることがよい。その理由は、全体の厚さが７０μｍ以上になると、デラミネーションの発生が顕著になるため、本願発明の構造を採用する意義が大きくなるからである。
【００３４】
ここで、前記樹脂絶縁層の構成材料である樹脂としては熱硬化性樹脂が好適である。その理由は、熱硬化性樹脂は、熱可塑性樹脂とは異なり加熱によってゴム状にならないからである。熱硬化性樹脂の具体例を挙げると、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、液晶ポリマーなどを好適に用いることができる。なお、これらの樹脂には感光性が付与されていてもよい。
【００３５】
この中、コア基板が低温焼成セラミック基板である場合には、前記樹脂絶縁層は液晶ポリマーからなることが好ましい。液晶ポリマーの熱膨張係数は５〜１０ｐｐｍ／℃であり、低温焼成セラミック基板の熱膨張係数に比較的近いからである。なお「液晶ポリマー」とは、溶液あるいは溶融状態で液晶性を示す高分子のことをいう。液晶ポリマーフィルムは剛直な分子の集合体であり、通常のポリマーのような分子からみがなく、伸びが少ない。これを硬化すると、高強度、高耐熱性を有する樹脂絶縁層となる。
【００３６】
前記樹脂絶縁層には、フィラーが含まれていてもよい。このようなフィラーの具体例としては、樹脂などからなる有機フィラーや、セラミック、金属、ガラスなどからなる無機フィラーを挙げることができる。
【００３７】
前記樹脂絶縁層は、フィルムを積層圧着する方法、または後述するワニスを塗布する方法などにより形成することができる。
【００３８】
前記ビルドアップ層の構成要素である前記導体層としては、銅、金、銀、白金、パラジウム、ニッケルなどから選ばれる１種または２種以上の導電性金属を用いることができる。前記導体層は、例えば、フォトリソグラフィ技術によりパターニングされる。
【００３９】
フォトリソグラフィ技術を利用したサブトラクティブ法の一例を挙げると、まず、樹脂絶縁層上に導体層を形成し、その上にエッチングレジスト用の感光性樹脂層を形成する。そして、この感光性樹脂層上にガラスマスクを密着させ、この状態で露光処理を行った後に現像処理を行い、エッチングレジストを形成する。次いで、レジスト非形成部分に存在する導体層をエッチングにて除去し、所定パターンの導体層とする。
【００４０】
フォトリソグラフィ技術を利用したアディティブ法の一例を挙げると、まず、樹脂絶縁層上にめっきレジスト用の感光性樹脂層を形成し、その上にガラスマスクを密着させ、この状態で露光処理を行った後に現像処理を行い、めっきレジストを形成する。次いで、レジスト非形成部分に無電解めっきを析出させ、所定パターンの導体層を形成する。なお、無電解めっきの代わりにスパッタやＣＶＤ等を行って導体層を形成してもよい。
【００４１】
低温焼成セラミック基板は焼結が完全には進行していないため、比較的脆い組織を有している。よって、例えば樹脂絶縁層形成用のドライフィルム等のラミネート時に高いプレス圧を設定すると、焼結体組織中にクラックが生じやすくなり、デラミネーション発生率を高める結果となる。
【００４２】
そこで、前記ビルドアップ層において少なくとも最も内層に位置する樹脂絶縁層を形成するにあたっては、前記低温焼成セラミック基板に対してその厚さ方向（Ｚ方向）に圧力を殆ど加えない手法を用いてワニスを塗布し、かつそのワニスを硬化させることが好ましい。前記方法によれば、ヒートサイクル時に、低温焼成セラミック基板とビルドアップ層との界面への熱応力集中を緩和することができる。したがって、低温焼成セラミック基板の表層部にデラミネーションが発生することを、より一層抑制することができる。
【００４３】
前記低温焼成セラミック基板に対して圧力が殆ど加わらない手法としては、たとえば、カーテンコート法、スピンコート法、ロールコート法などがある。なかでも、カーテンコート法、スピンコート法が好適である。また、これらの手法を実施する場合、０．５ＭＰａ以上０．８ＭＰａ以下の範囲内で押圧を行うことが好ましい。これが０．５ＭＰａ未満であると、低温焼成セラミック基板と樹脂絶縁層との間に十分な密着力を確保できなくなるおそれがある。一方、０．８ＭＰａを越えると、低温焼成セラミック基板に対して加わる圧力の影響が出てしまい、デラミネーションの原因となる焼結体組織中のクラックが起こりやすくなる。
【００４４】
前記最内層の樹脂絶縁層を形成するにあたり、あらかじめ、低温焼成セラミック基板との接合性向上のためのカップリング処理を施すことが好ましい。前記カップリング処理とは、具体的にはシランカップリング剤またはチタネート系カップリング剤を用いて表面処理を施すことを指す。
【００４５】
また、前記最内層の樹脂絶縁層以外の樹脂絶縁層を形成する場合についても、同様に低温焼成セラミック基板に対して圧力を殆ど加えない手法を用いてワニスを塗布しかつそのワニスを硬化させることにより、形成することが好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４６】
［第１の実施の形態］
【００４７】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図１〜図４に基づき詳細に説明する。図１は、本実施形態のビルドアップ多層配線基板の断面図である。図２は、アンカー部の断面説明図、図３はアンカー部の配置状態を示すための、図１のＡ−Ａ矢視線断面図、図４は他のアンカー部の断面図を示す説明図である。
【００４８】
図１に示されるように、ビルドアップ多層配線基板７は、チップ実装面１８（第１主面）及びボールグリッド接合面１９（第２主面）を有する低温焼成セラミック基板１と、チップ実装面１８に形成されたビルドアップ層２とを有する。
【００４９】
そして、ビルドアップ多層配線基板７は、ビルドアップ層２の外縁部６から基板厚さ方向に突出して前記低温焼成セラミック基板１の内部に及ぶアンカー部６１を有している。このアンカー部６１は、ビルドアップ層２における最内層の樹脂絶縁層２１の一部である。図１，図２に示すごとく、アンカー部６１は、低温焼成セラミック基板１のチップ実装面１８に形成された凹部１６の中に食い込んでいる。
【００５０】
低温焼成セラミック基板１の熱膨張係数は、７ｐｐｍ／℃以下である。ビルドアップ層２を構成している樹脂絶縁層２１，２２はポリイミド樹脂（フィラーなし）からなり、その熱膨張係数は１１ｐｐｍ／℃である。
【００５１】
低温焼成セラミック基板１は、４層のセラミック層１１〜１４を積層したものである。セラミック層１１〜１４は、低温で焼成可能なホウケイ酸ガラスセラミック材料からなる。低温焼成セラミック基板１には、銅からなる導体パターン５６が形成されている。低温焼成セラミック基板１には、これを貫通するスルーホール導体５５が形成されている。低温焼成セラミック基板１のチップ実装面１８に形成された導体パターン５６は、その上のビルドアップ層２に形成されたビアホール導体３１，３２及び導体層４１，４２と電気的に接続している。
【００５２】
低温焼成セラミック基板１のセラミック層１４における外縁部６には、アンカー部６１を進入させている凹部１６が形成されている。本実施形態では、凹部１６の直径は、低温焼成セラミック基板１に形成されたスルーホール導体５５の直径と同じである。また、凹部１６の深さは、低温焼成セラミック基板１を構成するセラミック層１１の厚さと等しく、２００μｍ程度である。
【００５３】
図３に示すごとく、アンカー部６１は、ビルドアップ層２の外縁部６の全体に、均等間隔で配置されている。隣り合うアンカー部６１のピッチは、１２００μｍである。アンカー部６１の直径は、３００μｍである。
【００５４】
また、図１に示すごとく、低温焼成セラミック基板１のボールグリッド接合面１９には、スルーホール導体５５の開口部を覆う接合用パッド部５２が設けられている。接合用パッド部５２は、ボールグリッドによりマザーボード８２と接合される部分である。低温焼成セラミック基板１のボールグリッド接合面１９は、接合用パッド部５２を除いて、ソルダーレジスト２７により被覆されている。
【００５５】
低温焼成セラミック基板１のチップ実装面１８には、ビルドアップ層２が形成されている。ビルドアップ層２は、樹脂絶縁層２１，２２と、銅からなる導体層４１，４２とを２層ずつ積層したものである。樹脂絶縁層２１，２２は、ビルドアップ層２の内層部、外層部を構成しており、それぞれビアホール導体３１、３２が形成されている。表層部に形成されているビアホール導体３２は、図示しないはんだボールが形成されてＩＣチップ８１と接続される部分である。ビルドアップ層２の表層部は、ビアホール導体３２の開口部分を除いて、ソルダーレジスト２５により被覆されている。
【００５６】
ビルドアップ多層配線基板７の大きさは、３５ｍｍ×３５ｍｍである。低温焼成セラミック基板１の厚さは０．８ｍｍであり、ビルドアップ層２の厚さは８０μｍである。
【００５７】
次に、前記ビルドアップ多層配線基板７の製造方法について説明する。
【００５８】
まず、従来公知の手法に従って低温焼成セラミック基板１を製造する。即ち、セラミック層１１〜１４は低温で焼成可能なガラスセラミック材料からなる。具体的には、低温で焼成可能なガラスセラミック材料からなる。具体的には、ＳｉＯ２が２４．８質量部、Ｂ２Ｏ３が２．５質量部、Ａｌ２Ｏ３が２．５質量部、Ｎａ２Ｏが１．２質量部、ＰｂＯが１６．０質量部、Ｋ２Ｏが０．８質量部、ＣａＯが２．３質量部の組成を有するガラス粉末と、アルミナフィラー５０．０質量部とを混合させて、平均粒径３μｍ〜５μｍのアルミナとガラスの混合粉末を作製した。これに、バインダ（アクリル樹脂）、可塑剤（ジブチルフタレート（ＤＢＰ））及び溶剤（トルエン）を添加し、混練してスラリーを調合した。各スラリーをドクターブレード法により、焼成後の厚さが１００μｍとなるようにセラミックグリーンシートを作製した。各セラミックグリーンシートに、スルーホール用孔をパンチングにより穿設する。また、チップ実装面１８を有することになるセラミックグリーンシートの外縁部６に、アンカー部進入用の凹部１６をパンチングにて穿設する。次いで、各セラミックグリーンシートの表面にＣｕペーストを印刷して、スルーホール用孔内にＣｕペーストを充填するとともに、表面に導体パターン５６及び接合用パッド部５２を印刷形成する。次いで、積層すべきセラミックグリーンシートを互いに位置合わせし、積層圧着して、一体となす。次いで、この一体化したセラミックグリーンシートを８００℃にて焼成して、低温焼成セラミック基板１を得る。
【００５９】
次いで、この低温焼成セラミック基板１のチップ実装面１８にビルドアップ層２を形成する。その形成にあたっては、まず、低温焼成セラミック基板１のチップ実装面１８に、樹脂絶縁層２１との接合性を向上させるためのカップリング処理をする。カップリング処理の具体的手法として、シランカップリング剤またはチタネート系カップリング剤を用いて表面処理を施す。
【００６０】
次いで、低温焼成セラミック基板１のチップ実装面１８に、ポリイミド樹脂材料を含むワニスを塗布する。このとき、チップ実装面１８に形成した凹部１６の中に流動性のある未硬化樹脂が進入する。次いで、ワニスを１８０〜２００℃程度の温度に所定時間加熱してキュアする。これにより樹脂材料を硬化させ、最内層である第１層めの樹脂絶縁層２１とする。また、凹部１６の中に進入した樹脂も硬化して、アンカー部６１が形成される。
【００６１】
次に、炭酸ガスレーザを用いたレーザ孔あけ加工を実施することにより、第１層めの樹脂絶縁層２１における所定箇所に盲孔のビアホール用孔を穿孔する。そして、ビアホール用孔内壁に無電解銅めっきを施してビアホール導体３１を形成する。
【００６２】
次いで、セミアディティブ法によって、第１層めの樹脂絶縁層２１の表面上に第１層めの導体層４１をパターン形成する。具体的には、第１層めの樹脂絶縁層２１の表面全体に所定厚みの無電解銅めっきを施す。次に、前記無電解銅めっき層を感光性樹脂からなるドライフィルムにより被覆するとともに、そのドライフィルム上にガラスマスクを密着させ、この状態で露光処理を行う。続いて現像処理を行ってドライフィルムの不要部分を溶解除去し、所定パターンのめっきレジストを形成する。この状態で無電解銅めっき層を共通電極として電解銅めっきを施した後、前記めっきレジストを溶解除去し、さらに不要な無電解銅めっき層をエッチングで除去する。その結果、所定パターンの第１層めの導体層４１を得ることができる。なお、めっき膜形成後には、前記ビアホール導体３１の内部に導電性または非導電性の充填用樹脂材料を充填してもよい。
【００６３】
次いで、導体層４１の上に、ポリイミド樹脂材料を含むワニスを被覆して、樹脂絶縁層２２を形成する。次いで、ワニスを１８０〜２００℃程度の温度に所定時間加熱してキュアする。これにより樹脂材料を硬化させ、第２層めの樹脂絶縁層２２とする。次に、炭酸ガスレーザを用いたレーザ孔あけ加工を実施することにより、第２層めの樹脂絶縁層２２における所定箇所に盲孔のビアホール用孔を穿孔する。そして、ビアホール用孔内壁に無電解銅めっき膜を施してビアホール導体３２を形成する。
【００６４】
次いで、樹脂絶縁層２２の上に、上述したセミアディティブ法により、Ｃｕからなるパターン状の導体層４２を形成する。その後、ビアホール導体３２の無電解銅めっき膜の表面に、Ｎｉ／Ａｕめっき膜を形成する。以上により、樹脂絶縁層２１，２２と導体層４１，４２とを積層してなるビルドアップ層２を得ることができる。
【００６５】
次いで、ビルドアップ層２の表面を、樹脂絶縁材料からなるソルダーレジスト２５により被覆する。このとき、ＩＣチップ実装用のビアホール導体３２は露出させたままにする。また、低温焼成セラミック基板１のボールグリッド接合面１９にも、ソルダーレジスト２７を被覆する。
【００６６】
以上により、本実施形態のビルドアップ多層配線基板７が得られる。
【００６７】
本実施形態においては、ビルドアップ層２の外縁部６からアンカー部６１が突出して、低温焼成セラミック基板１の中に及んでいる。このため、ビルドアップ層２が低温焼成セラミック基板１と一体化し、両者は互いに強固に固定される。従って、ヒートサイクル時に低温焼成セラミック基板１とビルドアップ層２との間に熱膨張係数差に起因する熱応力が生じても、低温焼成セラミック基板１の表層部にデラミネーションが発生することを抑制することができ、接続信頼性を確保することができる。
【００６８】
本実施形態では、アンカー部６１を進入させる凹部１６を、ビアホール用孔の形成時にパンチングにて形成したが、これを異なる手法により形成してもよい。例えば、図４に示す変形例では、セラミック未焼結体に対してナイフ等の切削具で溝加工を行ってＶ溝状の凹部１７を多数形成し、そこに断面略三角形状のアンカー部６２を食い込ませている。本変形例では、Ｖ溝状の凹部１７の深さ及びアンカー部の高さを３０μｍ〜７０μｍに設定している。
【００６９】
［第２の実施形態］
【００７０】
本実施形態は、図５，図６に示すごとく、アンカー部６３をビアホール導体３３の先端部にて形成した例である。ビアホール導体３３は、ビルドアップ層２の外縁部６を貫通し、その底部に位置する低温焼成セラミック基板１の凹部１５に進入している。ビアホール導体３３は、ダミービアホール導体である。そして、ビアホール導体３３は、ビルドアップ層２の外縁部６の全体に、均等間隔で、配置されている。隣り合うビアホール導体３３のピッチは、１２００μｍである。ビアホール導体３３の直径は、３００μｍである。
【００７１】
ビアホール導体３３を形成するにあたっては、低温焼成セラミック基板１及びビルドアップ層２を形成した後、ビルドアップ層２の外縁部６に、炭酸ガスレーザを照射する。これにより、ビルドアップ層２を貫通し、その底部の低温焼成セラミック基板１の表層部に至るレーザ孔２０を穿設する。レーザ孔２０の中に、無電解銅めっき膜３４を形成し、その内部に、導電性樹脂３５を充填する。かかる無電解銅めっき膜の形成及び導電性樹脂３５の充填は、第２層めの導体層４２の形成とともに、行うことができる。
【００７２】
以上により、ビルドアップ層２を貫通し、低温焼成セラミック基板１の中に至るビアホール導体３３を得る。その後、ビルドアップ層２の表面に、ソルダーレジスト２５を被覆する。
【００７３】
なお、本発明の実施形態は以下のように変更してもよい。
【００７４】
・前記実施形態においては、ビルドアップ層２を構成する樹脂絶縁層２１，２２の積層数は２層であったが、１層でもよく、また３層以上であってもよい。なお、ビルドアップ層２が３層以上になると、熱膨張係数差に起因する熱応力の集中という問題が顕著になり、デラミネーションの発生という本願発明の解決課題が生じやすくなる。
【００７５】
・前記実施形態においては低温焼成セラミック基板１のチップ実装面１８にのみビルドアップ層２を形成しているが、ボールグリッド接合面１９にのみビルドアップ層を形成してもよいし、また両方の面に形成してもよい。
【００７６】
・前記実施形態においては、ボールグリッドとはんだボールにより、外部品と接続する構成を有しているが、リード、ピン等の他の接続部材であってもよい。
前記実施形態における低温焼成セラミック基板１は４層構造であったが、１層構造、２層構造、３層構造であってもよく。または５層構造以上でもよい。
【００７７】
・前記実施形態におけるビルドアップ多層配線基板７の最表面にはソルダーレジスト２５，２７を形成しているが、これを形成しなくてもよい。
【００７８】
・前記実施形態における低温焼成セラミック基板１は、表裏両方に開口するスルーホール導体５５を有しているが、一方側のみに開口するブラインドビアホール導体、内部に埋め込まれている埋め込みビアホール導体を有していてもよい。
【００７９】
次に、前述した実施形態によって把握される技術的思想を以下に列挙する。
【００８０】
（１）第１主面及び第２主面を有し、一辺の大きさが２５．０ｍｍ以上の低温焼成セラミック基板と、導体層及び樹脂絶縁層を交互に積層した構造を有し、前記第１主面及び前記第２主面のうちの少なくともいずれかの表面上に形成されたビルドアップ層とを備え、該ビルドアップ層全体の厚さが７０μｍ以上であって、前記ビルドアップ層の外縁部から突出して前記低温焼成セラミック基板の内部に及ぶアンカー部が設けられていることを特徴とするビルドアップ多層配線基板。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】第１実施形態におけるビルドアップ多層配線基板の断面図。
【図２】第１実施形態における、アンカー部の断面説明図。
【図３】第１実施形態における、アンカー部の配置状態を示すための、図１のＡ−Ａ矢視線断面図。
【図４】第１実施形態における、他のアンカー部の断面説明図。
【図５】第２実施形態におけるビルドアップ多層配線基板の断面図。
【図６】第２実施形態における、アンカー部の断面説明図。
【図７】従来技術におけるビルドアップ多層配線基板の断面図。
【図８】従来技術の問題点を示す説明図。
【符号の説明】
【００８２】
１・・・コア基板としての低温焼成セラミック基板
２・・・ビルドアップ層
６・・・外縁部
７・・・ビルドアップ多層配線基板
１１，１２，１３，１４・・・セラミック層
１５，１６，１７・・・凹部
１８・・・第１主面としてのチップ実装面
１９・・・第２主面としてのボールグリッド接合面
２１，２２・・・樹脂絶縁層
２５，２７・・・ソルダーレジスト
３１，３２，３３・・・ビアホール導体
４１，４２・・・導体層
５２・・・ボールグリッド
５５・・・スルーホール導体
５６・・・導体パターン
６１，６２，６３・・・アンカー部
【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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【図７】
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【図８】
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