(57)【要約】【課題】高周波特性と配線層の密着力を改善するとともに、配線間の狭ピッチ化に対して絶縁抵抗の劣化を防止する。【解決手段】少なくとも樹脂を含有する絶縁層１５と、配線層１１とを具備してなる配線基板であって、少なくとも一部の前記配線層１１が主配線層１１ａと、該主配線層１１ａの全周を被覆する該主配線層１１ａと異なる金属組成を有する被覆金属層１１ｂとからなる被覆構造を有していることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも樹脂を含有する絶縁層と、配線層とを具備してなる配線基板であって、少なくとも一部の前記配線層が主配線層と、該主配線層の全周を被覆する該主配線層と異なる金属組成を有する被覆金属層とからなる被覆構造を有していることを特徴とする配線基板。
【請求項２】
前記被覆金属層の導電率が、前記主配線層の導電率よりも高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】
前記被覆金属層が、無電解めっきで形成されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の配線基板。
【請求項４】
前記被覆金属層の厚みが、１．０μｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれかに記載の配線基板。
【請求項５】
前記被覆金属層の両側面及び両主面の表面粗さ（Ｒａ）が、０．３μｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれかに記載の配線基板。
【請求項６】
前記被覆金属層が、前記主配線層よりもイオンマイグレーションしにくいことを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれかに記載の配線基板。
【請求項７】
前記主配線層が、Ａｇ、Ｃｕから選ばれる少なくとも１種の元素を含有することを特徴とする請求項１乃至６のうちいずれかに記載の配線基板。
【請求項８】
前記被覆金属層が、Ｓｎ、Ａｕから選ばれる少なくとも１種の元素を含有することを特徴とする請求項１乃至７のうちいずれかに記載の配線基板。
【請求項９】
前記主配線層と前記被覆配線層との界面に合金層または金属間化合物層が存在することを特徴とする請求項１乃至８のうちいずれかに記載の配線基板。
【請求項１０】
（ａ）主配線層となる金属箔の一方の主面に該金属箔と異なる金属組成を有する被覆金属層を形成する工程と、（ｂ）前記被覆金属層を形成した主面側を接着剤を介して支持板と貼り合わせる工程と、（ｃ）前記支持板上の前記一方の主面に被覆金属層を形成した金属箔を配線形状に加工する工程と、（ｄ）前記支持板上に形成した前記配線層の他の主面および両側面に被覆金属層を形成する工程と、（ｅ）前記支持板上に形成した全表面を被覆金属層で覆った被覆構造の配線層を少なくとも樹脂を含有する半硬化状の絶縁層表面に転写する工程とを具備することを特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項１１】
前記被覆構造の前記配線層を、少なくとも樹脂を含有する半硬化状の絶縁層に転写する際に、前記配線層を前記絶縁層に埋設させることを特徴とする請求項１０に記載の配線基板の製造方法。
【請求項１２】
（ｆ）主配線層となる金属箔の一方の主面に該主配線層と異なる金属組成を有する被覆金属層を形成する工程と、（ｇ）少なくとも樹脂を含有する半硬化状の絶縁層の主面に、前記金属箔の被覆金属層側を形成した側を当接し、積層した後、絶縁層を硬化する工程と、（ｈ）前記被覆金属層を形成した金属箔を配線形状に加工する工程と、（ｉ）（ｈ）で形成した配線層の他の主面および両側面に被覆金属層を形成して、被覆構造の配線層を形成する工程とを具備することを特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項１３】
前記（ｇ）の工程の前に、前記半硬化状の絶縁層に貫通孔を設けた後、該貫通孔内に貫通導体を設ける工程を、具備することを特徴とする請求項１２に記載の配線基板の製造方法。
【請求項１４】
前記（ｇ）の工程と、前記（ｈ）の工程との間に前記絶縁層に貫通孔を設け、前記（ｉ）の工程の後に貫通孔内に貫通導体を設ける工程を、具備することを特徴とする請求項１２に記載の配線基板の製造方法。
【請求項１５】
前記被覆金属層を形成する工程が、無電解めっきであることを特徴とする請求項１０乃至１４のうちいずれか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、電気素子収納用パッケージなどの配線基板とその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯情報端末の発達や、コンピューターを持ち運んで操作するいわゆるモバイルコンピューティングの普及によって、さらに小型、薄型且つ高精細の配線基板が求められる傾向にある。また、通信機器に代表されるように、高速動作が求められる電子機器が広く使用され、高い周波数の信号に対し、正確なスイッチングが可能であるなど多種な要求を含んでおり、そのような電子機器に対応するため、高速な動作に適した配線基板が求められている。
【０００３】
このような高速な動作を行うためには、配線の長さを短くし、電気信号の伝播に要する時間を短縮することが必要であり、配線の幅を細くし、配線の長さを短縮した高密度の配線基板が求められている。
【０００４】
このような要求に対して、有機系の配線基板においては、絶縁層として用いる樹脂の分子構造の極性を小さくし、絶縁層の誘電率や誘電正接を小さくして対応するという手法が取られている。
【０００５】
また、配線層としては、表皮効果による表面抵抗の増加を防止するために、配線層の表面粗さを小さくして対応するという手法が取られている。
【０００６】
そして、配線層の表面粗さを小さくする手法として、配線層を蒸着やスパッタリングで形成し、伝送損失を低減した配線基板が提案されている（特許文献１参照）。
【０００７】
また、表面粗さの小さい銅箔を配線層として用い、配線層と絶縁層とを接着剤で接着することにより、配線層と絶縁層の密着力を向上させた配線基板が提案されている（特許文献２参照）。
【０００８】
また、高密度な配線基板にするため、配線層を細くした場合でも、配線層と絶縁層との密着力を維持するために、配線層の表面に凹凸を形成してアンカー効果を高めるとともに、さらに配線層の表面にスズ合金を形成して、密着力を向上させた信頼性の高い配線基板が提案されている（特許文献３）。
【０００９】
また、配線層と貫通導体との接続信頼性を向上させるために、配線層の一方または両方の主面に導電性のバッファー層を形成した回路基板が提案されている（特許文献４参照）。
【００１０】
また、粗化した配線層の一方の主面及び両側面に被覆金属層を形成することにより、絶縁劣化を抑制した配線基板も提案されている（特許文献５）。
【００１１】
以上説明したように、高周波特性や、配線層と絶縁層や貫通導体との接続信頼性を向上させるため、絶縁層並びに配線層の表面には種々の工夫が施されている。
【００１２】
なお、表皮効果とは、配線層の低い周波数の電流が流れている場合は、電流は均一に流れるが、高い周波数の場合は、配線層の中心部付近のインダクタンスが高くなるため、電流は中心部で流れにくく、配線層の表面を流れやすくなる現象のことである。
【特許文献１】特開２００２−３２９９５９号公報
【特許文献２】特開２００２−２８０６８８号公報
【特許文献３】特開２０００−３４０９４８号公報
【特許文献４】特開平１１−２５１７０３号公報
【特許文献５】特開平１０−２５６７３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、絶縁層の樹脂の極性を小さくした場合には、絶縁層の電気的な特性を向上させることはできるものの、配線層と絶縁層との相性が悪くなり、両者の密着力が弱くなり、剥離しやすくなるという問題がある。
【００１４】
また、特許文献１の方法では配線層の表面粗さを小さくすることで、アンカー効果が小さくなり、絶縁層と配線層との密着力が低下するため、配線基板の信頼性が低下するという問題がある。特に、樹脂の分子構造の極性の小さい絶縁層を用いた場合には、絶縁層と配線層との密着力が益々弱くなるという問題が発生している。
【００１５】
また、特許文献２の方法では、接着剤を使用することにより配線層と絶縁層の密着力を向上することはできるものの、接着剤の誘電正接を小さくすることができず、配線基板の伝送損失を小さくすることができないという問題が発生している。
【００１６】
また、特許文献３の方法では、配線層を細くした場合でも、配線層と絶縁層との接続信頼性は向上するものの、そもそも、配線層の表面に凹凸が形成されているため、高い周波数の信号が流れる場合には、表皮効果によって信号は表面の凹凸に沿って流れることになり、伝播経路が長くなり、配線基板の伝送損失が大きくなるという問題は解消されていない。
【００１７】
また、特許文献４の方法では、配線層の一方の主面または両方の主面、特許文献５の方法では、配線層の一方の主面及び両側面に被覆金属層が形成され、言い換えると全周にわたって被覆金属層が形成されていないため、高周波数の信号を流す際に、表皮効果により配線層の表面を電流が流れるのであるが、配線層の表面の抵抗値が不均一となっているため、電気の流れが不均一となり、配線基板の伝送損失が大きくなるという問題が発生している。
【００１８】
また、配線間の間隔を小さくした場合は、湿度と電位差の影響を受けて配線層を構成する金属がイオン化して配線間がショートしやすいという問題が発生している。
【００１９】
本発明は、上記の種々の課題を解決することのできる配線基板及びその製造方法を提供することを目的とするものであり、具体的には、配線層の表面粗さを小さくしても絶縁層との密着力の低下が小さく、高い周波数の信号を少ない損失で伝播することができ、また、配線の間隔を小さくした場合に、イオンマイグレーションを抑制し、高温高湿の環境下においても信頼性の高い配線基板及びその製造方法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】
【００２０】
本発明の配線基板は、少なくとも樹脂を含有する絶縁層と、配線層とを具備してなる配線基板であって、少なくとも一部の前記配線層が主配線層と、該主配線層の全周を被覆する該主配線層と異なる金属組成を有する被覆金属層とからなる被覆構造を有していることを特徴とする。
【００２１】
また、本発明の配線基板は、前記被覆金属層の導電率が、前記主配線層の導電率よりも高いことが望ましい。
【００２２】
また、本発明の配線基板は、前記被覆金属層が、無電解めっきで形成されたことが望ましい。
【００２３】
また、本発明の配線基板は、前記被覆金属層の厚みが、１．０μｍ以下であることが望ましい。
【００２４】
また、本発明の配線基板は、前記被覆金属層の両側面及び両主面の表面粗さ（Ｒａ）が、０．３μｍ以下であることが望ましい。
【００２５】
また、本発明の配線基板は、前記被覆金属層が、前記主配線層よりもイオンマイグレーションしにくいことが望ましい。
【００２６】
また、本発明の配線基板は、前記主配線層が、Ａｇ、Ｃｕから選ばれる少なくとも１種の元素を含有することが望ましい。
【００２７】
また、本発明の配線基板は、前記被覆金属層が、Ｓｎ、Ａｕから選ばれる少なくとも１種の元素を含有することが望ましい。
【００２８】
また、本発明の配線基板は、前記主配線層の前記被覆配線層の界面に合金層または金属間化合物層が存在することが望ましい。
【００２９】
本発明の配線基板の製造方法は、（ａ）主配線層となる金属箔の一方の主面に該金属箔と異なる金属組成を有する被覆金属層を形成する工程と、（ｂ）前記被覆金属層を形成した主面側を接着剤を介して支持板と貼り合わせる工程と、（ｃ）前記支持板上の前記一方の主面に被覆金属層を形成した金属箔を配線形状に加工する工程と、（ｄ）前記支持板上に形成した前記配線層の他の主面および両側面に被覆金属層を形成する工程と、（ｅ）前記支持板上に形成した全表面を被覆金属層で覆った被覆構造の配線層を少なくとも樹脂を含有する半硬化状の絶縁層表面に転写する工程とを具備することを特徴とする。
【００３０】
また、本発明の配線基板の製造方法は、前記被覆構造の前記配線層を、少なくとも樹脂を含有する半硬化状の絶縁層に転写する際に、前記配線層を前記絶縁層に埋設させることが望ましい。
【００３１】
本発明の配線基板の製造方法は、（ｆ）主配線層となる金属箔の一方の主面に該主配線層と異なる金属組成を有する被覆金属層を形成する工程と、（ｇ）少なくとも樹脂を含有する半硬化状の絶縁層の主面に、前記金属箔の被覆金属層側を形成した側を当接し、積層した後、絶縁層を硬化する工程と、（ｈ）前記被覆金属層を形成した金属箔を配線形状に加工する工程と、（ｉ）（ｈ）で形成した配線層の他の主面および両側面に被覆金属層を形成して、被覆構造の配線層を形成する工程とを具備することを特徴とする。
【００３２】
また、本発明の配線基板の製造方法は、前記（ｇ）の工程の前に、前記半硬化状の絶縁層に貫通孔を設けた後、該貫通孔内に貫通導体を設ける工程を、具備することが望ましい。
【００３３】
また、本発明の配線基板の製造方法は、前記（ｇ）の工程と、前記（ｈ）の工程との間に前記絶縁層に貫通孔を設け、前記（ｉ）の工程の後に貫通孔内に貫通導体を設ける工程を、具備することが望ましい。
【００３４】
また、本発明の配線基板の製造方法は、前記被覆金属層を形成する工程が、無電解めっきであることが望ましい。
【発明の効果】
【００３５】
本発明の配線基板では、少なくとも一部の配線層において、主配線層と、主配線層の全周を被覆する主配線層と異なる金属組成を有する被覆金属層とからなる被覆構造を有しているため、例えば、被覆金属層を主配線層よりも絶縁層との密着性の高い金属とした場合には、配線層の両主面のみならず、側面においても絶縁層との高い密着性を実現することができるため、信頼性に優れた配線基板となる。特に、この効果は配線層の幅が微細となり、配線層の主面の比率が小さくなり、側面の比率が大きくなっている配線基板において顕著である。また、例えば、被覆金属層として、主配線層よりも、マイグレーションしにくい金属や、導電率の高い金属を用いた場合においても、発現する効果が顕著になり、それぞれの目的に応じた高性能の配線基板となる。
【００３６】
例えば、高い周波数で信号を伝送する際に、表皮効果により表面抵抗が増加した場合でも、被覆金属層の導電率を主配線層の導電率よりも高くすることにより、配線層表面の抵抗を低くできるため、配線基板の伝送損失を小さくすることができる。
【００３７】
また、被覆金属層を無電解めっきで形成した場合には、被覆金属層を必要に応じて薄く形成することができ、しかも、被覆金属層の厚みを均一にすることができるため、伝送損失を低減する効果がさらに大きくなる。
【００３８】
また、被覆金属層の厚みを１．０μｍ以下とすることにより、被覆金属層と主配線層の接合部分の応力を小さくすることができるため、主配線層と被覆金属層の応力差による剥離を防止することができ、配線基板の信頼性をさらに向上させることができる。
【００３９】
また、主配線層の両側面及び両主面に形成した被覆金属層の表面粗さ（Ｒａ）を０．３μｍ以下とすることで、表皮効果により、高い周波数の電流が配線層の表面を流れる場合であっても、信号の伝播経路である配線層の表面をなめらかにでき、信号の伝播経路が短くなるため、伝送損失をさらに小さくすることができる。
【００４０】
また、主配線層よりもイオンマイグレーションしにくい被覆金属層を形成することで、わずかな厚みの被覆金属層であっても、主配線層のイオン化を抑制することができ、格段に配線層間のイオンマイグレーションを抑制することができ、配線層同士の間隔が小さくなった場合でも電気的なショートの発生、絶縁抵抗の低下を抑制することができ、配線基板の信頼性の向上と、配線回路の高密度化を達成することができる。なお、イオンマイグレーションとは、高湿度の環境下で配線材料の金属がイオン化し、配線間に電位差が生じた時にイオン化した金属が電極間を移動する現象であり、１００℃以下の比較的低い温度でも顕著に起こり得る現象である。なお、金属のイオンマイグレーションの起こり易さについては、金属のいかなる特性により決定されているかは、未だ明確な指標がないが、一般的には配線間の隙間が１５０μｍの櫛歯形状の試料を作製し、５０Ｖの直流バイアス電圧を印加して、８５℃、８５％ＲＨの環境下で比較試験を行い、金属顕微鏡によるマイグレーション発生状況の観察と絶縁抵抗の劣化状況により、金属のイオンマイグレーションの起こり易さを比較している。本発明において述べている金属のイオンマイグレーションの起こり易さについても、上記櫛歯形状の試料を作製し、比較試験を行った実験に基づいているものである。
【００４１】
また、本発明の配線基板は、主配線層に電気抵抗の低いＡｇ、Ｃｕから選ばれる少なくとも１種の元素を含有させることにより、様々な周波数において電気抵抗の低い配線基板を得ることができる。
【００４２】
また、本発明の配線基板は、被覆金属層にマイグレーションしにくく、比較的電気抵抗の低いＳｎ、Ａｕから選ばれる少なくとも１種の元素を含有させることにより、仮にマイグレーションを起こしやすい金属で主配線層を形成していたとしても主配線層のイオン化を抑制することができ、配線層同士の間隔が小さくなった場合でも、マイグレーションしにくい被覆配線層で主配線層を環境から遮断することで、配線層同士の電気的短絡を抑制することができ、信頼性に優れた配線基板を提供することができる。
【００４３】
また、本発明の配線基板は、主配線層と被覆配線層の界面に合金層あるいは金属間化合物層を形成させることにより、主配線層と被覆配線層の接合強度を強くすることができ、格段に信頼性の高い配線基板を得ることができる。
【００４４】
本発明の配線基板の製造方法によれば、容易に主配線層の全周を被覆金属層で覆った配線層を絶縁層の主面に形成することができる。
【００４５】
特に、支持板の主面に配線層を形成する場合には、予め、配線層を形成することができるため、工程時間を格段に短縮することができる。また、配線層を絶縁層に埋設することもでき、平坦で信頼性に優れた配線基板を提供することができる。
【００４６】
また、絶縁層の主面で主配線層に被覆金属層を形成する場合には、フォトリソ工法などを用いることで格段に微細な配線回路を形成することができ、被覆金属層を形成した効果と相まって、高性能で信頼性に優れた配線基板を容易に形成することができる。
【００４７】
そして、この場合には、絶縁層に貫通孔、貫通導体を様々なタイミングで形成することができる。例えば、絶縁層に配線層を形成する前に、貫通孔、貫通導体を形成する場合には、予め、貫通孔、貫通導体を形成しておくことができるので、工程時間の短縮に高い効果がある。
【００４８】
また、例えば、一部を被覆金属層で覆われた主配線層を絶縁層に形成した後に、貫通孔、貫通導体を形成する場合には、貫通孔を形成する時に、すでに絶縁層を完全に硬化しているため、貫通孔の位置精度が格段に向上する。
【００４９】
そして、無電解めっきで被覆金属層を形成することで、複雑で微細な形状であったとしても、均一な厚みの被覆金属層を容易に安価に形成することができ、信頼性に優れた高性能の配線基板を精度よく、安価に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５０】
本発明の配線基板は、例えば、図１（ａ）に示すように、配線層１１と、貫通導体１３と、少なくとも樹脂を含有してなる絶縁層１５を具備する配線基板であり、配線層１１は絶縁層１１の主面に形成され、貫通導体１３は絶縁層１５を貫通して形成されている。絶縁層１５は、配線層１１、貫通導体１３を支持するとともに、配線層１１、貫通導体１３同士を絶縁している。また、配線層１１、貫通導体１３は、任意に接続され、３次元の配線回路を形成している。
【００５１】
本発明の配線基板においては、図１（ｂ）に示すように、配線層１１が、主配線層１１ａと、主配線層１１ａを全周にわたって覆っている被覆金属層１１ｂとから形成されていることが重要である。なお、この被覆の形態は例えば、ビニールの絶縁体に覆われた配線コードのように、電流の流れる方向に対して直角な断面に対して、その周囲を覆っている形態のことを意味している。
【００５２】
一般的に、有機系の配線基板に用いられる配線層は、配線層に使用される金属の酸化を防止するため、片側の主面、あるいは両主面のみが主配線層と異なる金属で覆われている。このような配線基板では、配線層の表面において抵抗が不均一となるため、信号伝送の過程で伝送経路が偏ってしまい、主配線層の本来有する性能が発揮されなくなっている。特に、近年の信号の高周波化に伴い、その影響は大きくなってきている。
【００５３】
このような従来の配線基板に対して、本発明の配線基板では主配線層の全周にわたって被覆金属層が形成されているため、このような問題を容易に解消することができる。また、主配線層のみならず、被覆金属層の特性を変化させることで、配線層の性能を必要に応じて、自在に制御することができるのである。
【００５４】
従って、被覆金属層の組成、特性は主配線層の全周にわたって、同一であることが望ましい。しかしながら、その変化が小さい場合にはその限りでなく、例えば、一部に若干組成や特性の異なる被覆金属層が形成されていてもかまわない。特に、本発明の配線基板では、少なくとも表面の０．２μｍの厚みが同一成分で形成されていれば、主配線層側の領域に他の金属や合金が形成されていても、高周波特性や絶縁層との密着性に対する影響はほとんどない。
【００５５】
また、被覆金属層を０．４μｍ以上の厚みで形成することで、主配線層を形成する金属が被覆金属層に拡散したとしても、０．２μｍ以上の均一な組成の被覆金属層を容易に確保することができ、例えば、主配線層が複数の金属が不均一に存在する２層構造であったとしても、その影響を無視できる程度にすることができる。
【００５６】
また、主配線層１１ａと被覆金属層１１ｂとの応力差を小さくするために、主配線層１１ａの表面に形成する被覆金属層１１ｂの厚みは１．０μｍ以下、特に０．５μｍ以下とすることが望ましい。
【００５７】
また、被覆金属層１１ｂは、配線基板の全ての配線層１１に形成されている必要はなく、必要に応じて、必要な部分に形成すればよい。すなわち、配線層１１のうち、特に高周波特性が必要とされる回路や、特に高密度に形成された回路に用いるのみでも、配線基板の特性は格段に向上する。また、必要に応じて異なる被覆金属層１１ｂを用いてもよいのは言うまでもない。
【００５８】
また、主配線層１１ａは、電気抵抗の小さいＡｇ、Ｃｕから選ばれる元素を含有することが望ましい。特に、配線形状への加工性やコストの観点からはＣｕの割合を多くすることが望ましく、また、電気抵抗や耐酸化性という観点からはＡｇの割合を多くすることが望ましい。
【００５９】
また、被覆金属層１１ｂとして、主配線層１１ａよりもイオンマイグレーションしにくい金属を用いた場合には、仮に、配線層１１の間隔が小さくなった場合でも、配線間のイオンマイグレーションが起こりにくくなり、高密度の配線回路を有する高信頼性の配線基板となる。
【００６０】
このようなイオンマイグレーションしにくい金属としては、例えば、Ｓｎ、Ａｕが挙げられ、被覆金属層１１ｂはＳｎ、Ａｕから選ばれる元素を含有することが望ましい。特に、配線形状への加工性やコストの観点からはＳｎの割合を多くすることが望ましい。また、配線基板の表面に形成するような配線層の場合には、被覆金属層をＡｕを主成分として形成することで、耐酸化性や、耐薬品性が向上し、信頼性の高い配線基板となる。
【００６１】
また、被覆金属層１１ｂの導電率を主配線層１１ａの導電率を高くした場合には、高い周波数で表皮効果が顕著となった場合であっても、導電率の高い被覆金属層１１ｂを信号が通過するために、伝送損失が小さい配線基板を得ることができ、具体的には、例えば、Ｎｉを主配線層１１ａとして用い、被覆金属層１１ｂとして、ＣｕやＡｇ、Ａｕなどを用いればよい。
【００６２】
また、主配線層１１ａに形成された被覆金属層１１ｂの表面粗さ（Ｒａ）を０．３μｍ以下、特に０．２μｍ以下とした場合には、仮に、高周波の信号を流したとしても、信号は配線層のなめらかな表面に沿って流れるため、信号の伝播経路が短くなり、伝送損失の小さな配線基板が得られる。
【００６３】
また、被覆金属層１１ｂが絶縁層１５を形成する樹脂と化学結合を形成することが望ましい。化学結合とは、キレート結合、配位結合であり、このような結合を形成することにより被覆金属層１１ｂの表面が平滑となった場合でも、被覆金属層１１ｂと絶縁層１５との密着力とを非常に強固なものとできるため、配線層１１と絶縁層１５との密着性に優れた信頼性の高い配線基板を得ることができる。
【００６４】
また、配線層１１と接続され、絶縁層１５を貫通して形成される貫通導体１３は、金属粉末を含有する導電性ペーストを充填して形成する方法や、めっきにより形成する方法で作製することができる。いずれの場合でも、良好に使用することができるが、環境への負荷やコストを考慮すると導電性ペーストを充填するほうが望ましい。一方、めっきにより形成した場合には、電気的な抵抗を小さくすることができるという利点がある。
【００６５】
このようにして形成される貫通導体１３は、少なくとも金、銀、銅、アルミニウムから選ばれる低抵抗金属および有機樹脂を含有し、特に導体成分として、錫、ビスマス、インジウムから選ばれる低融点金属を含有することが望ましく、このような組成とすることによって貫通導体１３の高温放置やＰＣＴ等の信頼性試験において電気抵抗の劣化が防止できる。また、めっきによって貫通導体１３を形成した場合、貫通導体１３の抵抗を低くすることができる。
【００６６】
このような貫通導体１３や配線層１１を支持する絶縁層１５は、例えば、Ａ−ＰＰＥ（アリル化ポリフェニレンエーテル）、ＢＴレジン（ビスマレイミドトリアジン）、ポリイミド樹脂、ポリアミドビスマレイミド、エポキシ等の樹脂が好適に用いられる。また、絶縁層１５は、繊維体を含有してもよい。具体的には、ガラス、アラミド、液晶ポリマー（ＬＣＰ）等の織布、不織布を用いることができる。また、絶縁層１５は、フィラーを含有してもよい。具体的には、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＡｌＮ等が好適であり、フィラーの形状は平均粒径が２０μｍ以下の略球形状の粉末が用いられる。このフィラーは、樹脂：フィラーの体積比率で１５：８５〜９５：５の比率範囲で混合される。また、絶縁層１５はフィラーを含有しないフィルムを用いてもよい。具体的には、ポリイミド、液晶ポリマー、アラミド等が良好に使用できる。なお、フィラーとして粉末状の樹脂を用いてもよい。
【００６７】
また、絶縁層１５の少なくとも一方の面に形成する接着機能を有する接着層を設けてもよい。接着層としては、上記のＡ−ＰＰＥ（アリル化ポリフェニレンエーテル）、ＢＴレジン（ビスマレイミドトリアジン）、ポリイミド樹脂、ポリアミドビスマレイミド、エポキシ等を用いることができる。また、上記樹脂にフィラーとしてＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＡｌＮ等を混合してもよい。
【００６８】
また、ビアピッチを小さくして、高密度配線基板を作製するためには、繊維体を用いた絶縁層１５よりもポリイミド、ＬＣＰ、ポリアミド、ＰＥＮ、ＰＥＴなどのフィルムから構成される絶縁層１５あるいは樹脂とフィラーからなる絶縁層１５を用いることが望ましい。
【００６９】
以下に、図２（ａ）〜図６（ｇ）を用いて、本発明の配線基板の製造方法を示す。
【００７０】
まず、例えば、図２（ａ）に示すように無電解めっきにより主配線層となる金属箔２１の一方の主面に主配線層とは、異なる金属組成を有する被覆金属層２３ａを形成する。もちろんこの順番が逆であってもかまわない。その後、例えば図２（ｂ）に示すように被覆金属層２３ａを接着剤（図示せず）を介して支持板２５と貼り合わせる。また、支持板２５の主面にめっき法などにより順次２３ａ、２５を形成しても良い。
【００７１】
支持板２５は、金属、セラミックス、樹脂フィルム等公知のものを使用することができる。支持板２５として金属やセラミックスを用いた場合には、配線形状に加工する際に、熱や張力がかかった場合でも、変形が抑制され、寸法精度が向上する。また、支持板２５として樹脂フィルムを用いた場合には、樹脂フィルムが優れた耐薬品性を有しているため、酸やアルカリ等の薬液によるエッチング工程においても変質することがなく、取り扱い性が向上する。樹脂フィルム２５としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリイミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリエチレンナフタレート等の群から選ばれる少なくとも１種からなる樹脂フィルム２５が好適に用いられる。
【００７２】
支持板２５として用いる樹脂フィルム２５は、１０〜５００μｍ、望ましくは２０〜３００μｍの厚みものを用いることが望ましく、被覆金属層２３ａを形成した金属箔２１を配線形状に加工したときに、支持板２５の変形や折れ曲がりによる被覆配線層１１の断線の発生を防止するとともに、支持板２５表面に形成された被覆配線層１１を絶縁層１５に転写する際に、支持板２５の引き剥がしを容易に行なうことができる。
【００７３】
この支持板２５と被覆金属層２３ａを形成した金属箔２１とを接着する接着剤（図示せず）としては、アクリル系、ゴム系、シリコン系、エポキシ系等公知の接着剤が使用できる。また、接着剤の厚みは、接着力とも関係するが、１〜２０μｍが適当である。被覆金属層２３ａを形成した金属箔２１との接着力は、０．５〜７．０Ｎ／２５ｍｍの範囲にすることによって、配線加工時の被覆金属層２３ａを形成した金属箔２１の剥がれを防止するとともに、絶縁層へ配線層転写後の支持板２５の剥離を容易にすることができる。なお、接着剤の接着力は支持板２５と引き剥がす時の１８０°ピール強度（ＪＩＳ−Ｚ−０２３７）により測定することができる。
【００７４】
次に、支持板２５上の被覆金属層２３ａを形成した金属箔２１を配線形状に加工するのであるが、配線形状への加工は、公知の方法で加工することができ、微細配線の形成という観点からフォトリソ工法を用いることが望ましい。
【００７５】
以下に、フォトリソ工法による配線形状への加工について説明する。まず、支持板２５上に接着剤（図示せず）を介して貼り合わせた金属箔２１の被覆金属層２３ａを形成した側に感光性のフォトレジスト２７を形成する。
【００７６】
次に、図２（ｃ）に示すように、フォトレジスト２７を露光、現像することにより、被覆金属層２３ａを形成した金属箔２１のうち、配線層として残す部分以外のフォトレジスト２７を除去する。なお、フォトレジスト２７はネガ型を用いる方が、微細な配線を形成するには適している。
【００７７】
その後、図２（ｄ）に示すように、フォトレジスト２７で被覆されていない部分の被覆金属層２３ａと金属箔２１とを塩化銅や塩化鉄の酸化性の液でエッチングして、金属箔２１と被覆金属層２３ａとを配線形状に加工する。
【００７８】
次に、図２（ｅ）に示すように、フォトレジスト２７を除去することにより、配線層を形成することができる。この時、支持板２５上に形成した配線層の断面は支持板２５側が広くなる台形型に形成することが望ましい。台形の形成角は（θ）は４５°〜８０°であるのが良く、望ましくは５０°〜７５°が良い。なお、台形の形成角（θ）は、エッチング速度を制御することで調整でき、特に２〜５０μｍ／ｍｉｎでエッチングすることが望ましい。
【００７９】
次に、図３（ｆ）に示すように、被覆金属層２３ａにより被覆されず露出していた金属箔２１のうち、他方の主面及び両側の面に無電解めっきにより、被覆金属層２３ｂを新たに形成し、主配線層２１の全周を被覆金属層を覆った被覆配線層３１を形成した。
【００８０】
その後、図３（ｇ）に示すように、あらかじめ準備しておいた貫通導体３５を具備する半硬化状の絶縁層３３と、図３（ｆ）で形成した被覆配線層３１とを位置合わせをする。その後、図３（ｈ）に示すように、１００〜１５０℃、０．３ＭＰａ以上の圧力を印加して、被覆配線層３１を絶縁層３３に埋設させる。なお、貫通導体３５は、絶縁層に設けた貫通孔に、金属粉末と樹脂とを含有する導体ペーストを充填して形成することが望ましい。
【００８１】
このような貫通導体３５を用いた場合には、被覆配線層３１を絶縁層３３に埋設させる工程で貫通導体３５が圧縮され、貫通導体３５を形成する金属粉末同士、金属粉末と被覆配線層３１とが強固に接続されるため、低抵抗で、接続信頼性に優れた配線基板となる。
【００８２】
その後、図４（ｉ）に示すように、支持板２５を剥離した後、絶縁層３３に含まれる樹脂を１８０〜２５０℃、０．３ＭＰａ以上の圧力で硬化することにより本発明の配線基板４１を作製することができる。
【００８３】
また、図４（ｊ）に示すように、図４（ｉ）において、硬化を行わずに、被覆金属層３１や貫通導体３５を具備する未硬化の絶縁層３３を複数枚積層して、絶縁層３３の樹脂を１８０〜２５０℃、０．３ＭＰａ以上の圧力で硬化することにより、複数の絶縁層３３を積層してなる配線基板４３を作製することができる。
【００８４】
以上説明した本発明の製造方法によれば、配線形状への加工と、絶縁層３３に設ける貫通孔などの加工を同時並行に行なえるため、タクトタイムが短くでき、工程を簡略化できる。また、絶縁層３３を複数枚積層した場合でも、絶縁層３３を一括で硬化できるため、安価な配線基板を容易に作製することができる。
【００８５】
図５に本発明の配線基板の他の製造方法を示す。
【００８６】
まず、例えば、図５（ａ）に示すように、主配線層となる金属箔５１の一方の主面に主配線層と異なる金属組成を有する被覆金属層５３ａを無電解めっきにより形成する。
【００８７】
次に、貫通導体５７を形成した少なくとも樹脂を含有する半硬化状の絶縁層５５に、被覆金属層５３ａを形成した金属箔５１のうち被覆金属層５３ａを形成した側を積層して、絶縁層５５の樹脂を１８０〜２５０℃、０．３ＭＰａ以上の圧力で硬化する。
【００８８】
次に、絶縁層５５上の被覆金属層５３ａを形成した金属箔５１を配線形状へ加工するにあたり、公知の方法で加工することができるが、微細配線の形成という観点からフォトリソ工法を用いるのが望ましい。
【００８９】
以下に、フォトリソ工法を用いた場合について例示する。
【００９０】
まず、図５（ｂ）で形成した被覆金属層５３ａを形成した金属箔５１のうち、金属箔５１が露出した側の主面に感光性のフォトレジスト５９を塗布する。
【００９１】
次に、図５（ｃ）に示すように、まずフォトレジスト５９を露光、現像することにより、被覆金属層５３ａを形成した金属箔５１のうち配線として残す部分以外のフォトレジスト５９を除去する。なお、感光性のフォトレジスト５９はネガ型を用いる方が、今後の微細な配線を形成するのには適している。
【００９２】
その後、図５（ｄ）に示すように、被覆金属層５３ａを形成した金属箔５１を塩化銅や塩化鉄の酸化性の液でエッチングし、配線形状に加工する。次に、図６（ｅ）に示すように、配線上のフォトレジスト５９を除去する。
【００９３】
次に、図６（ｆ）に示すように、絶縁層５５の主面に形成された被覆金属層５３ａと金属箔５１の露出した表面に、例えば、めっきして被覆金属層５３ｂを形成して、被覆配線層６１を形成し、絶縁層５５の樹脂を１８０〜２５０℃、０．３ＭＰａ以上の圧力で硬化することにより、配線基板６３を作製することができる。
【００９４】
また、図６（ｆ）において、硬化せずに、図６（ｇ）に示すように、未硬化の配線基板６３を複数枚積層して、絶縁層５５の樹脂を１８０〜２５０℃、０．３ＭＰａ以上の圧力で硬化することにより、複数の絶縁層を積層してなる配線基板６５を作製できる。
【００９５】
本発明の配線基板の製造方法によれば、絶縁層の樹脂を完全硬化した状態で配線層の加工ができるため寸法精度に優れた配線基板を作製することができる。
【００９６】
また、少なくとも樹脂を含有する半硬化状の絶縁層の主面に、前記金属箔の被覆金属層側を形成した側を当接し、積層し、絶縁層を硬化した後に、半硬化状の絶縁層に貫通孔を設け、その後、貫通孔内に貫通導体を設け、本発明の配線基板を作製することもできる。
【００９７】
なお、以上説明した例は、代表例であって、絶縁層や貫通孔、被覆金属層の形成の手順を変化させても、本発明の配線基板を作製することができることは勿論であり、例えば、絶縁層を逐次積層してもかまわない。また、一部に被覆配線層が形成されていない部分があってもかまわない。
【実施例】
【００９８】
（配線基板の作製）
配線基板の絶縁層として、ガラス布にエポキシ樹脂を含浸させ、厚み１００μｍのプリプレグを作製し、絶縁層とした。この絶縁層にＣＯ２レーザーでφ１００μｍの貫通孔を形成し、次いで銅の表面を銀でコーティングした低抵抗金属粉末と錫とビスマスを含む低融点金属粉末を有機成分のトリアリルイソシアヌレート（ＴＡＩＣ）を混合し、導体ペーストを貫通孔に充填して貫通導体を形成した。
【００９９】
一方、主配線層として、厚み１２μｍで、表面粗さ（Ｒａ）が０．１〜０．４μｍの圧延銅箔と、表面粗さ（Ｒａ）０．２μｍの圧延銀箔と、表面粗さ（Ｒａ）０．２μｍの圧延ニッケル箔とを用いた。これらの金属箔の一方の主面に（塩化第一錫＋水酸化カリウム＋シアン化カリウム浴）を用いて、Ｓｎ無電解めっきを施した。また、（シアン化金カリウム＋グリシン＋次亜燐酸カリウム＋酒石酸カリウム＋エチレンジアミン＋塩化ニッケル浴）を用いてＡｕ無電解めっきを施した。
【０１００】
次に、Ｓｎ無電解めっき、Ａｕ無電解めっきを施した面と厚み５０μｍのＰＥＴフィルムとを貼りあわせた。
【０１０１】
次に、圧延銅箔、圧延銀箔、圧延ニッケル箔の表面にドライフィルムレジストを貼付し、露光、炭酸ナトリウムによる現像、塩化第二鉄によるエッチングを行い、その後、水酸化ナトリウムによるレジストの除去を行い、ＰＥＴフィルム上に被覆金属層で被覆した金属箔を配線形状に加工した。なお、伝送特性（Ｓ２１）を測定するために、配線構造をストリップライン構造として、特性インピーダンスが５０Ω±１０％となるように配線設計を行い、配線を作製した。
【０１０２】
その後、ＰＥＴフィルム上の配線層表面に（塩化第一錫＋水酸化カリウム＋シアン化カリウム浴）を用いて、Ｓｎめっきを施した。また、（シアン化金カリウム＋グリシン＋次亜燐酸カリウム＋酒石酸カリウム＋エチレンジアミン＋塩化ニッケル浴）を用いてＡｕめっきを施して、主配線層を被覆した被覆金属層を形成した。
【０１０３】
次に、ビア導体を形成したプリプレグとＰＥＴフィルム上に作製した被覆金属層で被覆した金属箔から加工した配線とを位置合わせして貼り合わせ、１３０℃、５ＭＰａで配線を熱圧着することによりプリプレグに転写した。その後、配線を転写したプリプレグ４層を１３０℃、５ＭＰａで積層、その後、２４０℃、２ＭＰａですべての絶縁層を一括で硬化することにより配線基板を作製した。
【０１０４】
なお、比較例として、主配線層の一方の主面のみに被覆金属層を形成した試料、主配線層の両方の主面のみに被覆金属層を形成した試料、主配線層の一方の主面と、両側面のみに被覆金属層を形成した試料を作製した。
【０１０５】
主配線層の一方の主面のみに被覆金属層を形成した試料は、実施例のなかで一方の主面に被覆金属層を形成した配線層を用いて、他の面に被覆金属層を形成せずに作製した。
【０１０６】
また、両主面のみに被覆金属層を設けた試料は、両面に主配線層と異なる金属層を形成した金属箔を、エッチングして配線形状とした配線層を用いて作製した。
【０１０７】
また、主配線層の一方の主面と、両側面に被覆金属層を形成した試料は、金属箔をエッチングして配線形状に加工した後、めっきにより、露出した主配線層の一方の主面と、両側面に被覆金属層を形成した配線層を用いて作製した。
【０１０８】
（評価）
被覆金属層の厚みは、オージェ電子分光法（ＡＥＳ）を用いて、被覆面をスパッタリングしながら元素分析を行い、測定した。
【０１０９】
また、被覆金属層の表面粗さ（Ｒａ）は原子間顕微鏡（ＡＦＭ）を用いて測定した。
【０１１０】
また、伝送特性（Ｓ２１）は、インピーダンスアナライザーを用いて、２０ＧＨｚで測定を行なった。
【０１１１】
また、高温高湿バイアス試験（ＨＡＳＴ）はライン／スペース＝２０／２０μｍの配線間に、１３０℃、８５％Ｒｈの環境下で、５．５Ｖの電圧を１６８Ｈｒかけて、絶縁抵抗が１０７Ω以下となったものを不良とした。不良率の表示は、不良数／試験数で行った。
【０１１２】
また、ピール強度は、絶縁層に埋設した１ｃｍ幅の配線層を９０°の角度で引張り荷重を測定し、ピール強度を計測した。
【表１】
2005317566.tif 000003
【０１１３】
本発明の被覆金属層を設けた試料Ｎｏ．４〜１７では、ＨＡＳＴ試験の不良率が非常に小さく、信頼性に優れた配線基板が得られた。また、いずれの試料もマイグレーションが全く認められなかった。
【０１１４】
一方、本発明の範囲外の主配線層の一方の主面のみ、両方の主面のみ、一方の主面＋両側面のみに被覆金属層を形成した試料Ｎｏ．１、２、３の試料は、伝送特性とピール強度については、特に、問題がないものの、ＨＡＳＴ試験においても、不良率が高く、不良箇所のＸ線マイクロアナライザー分析（ＥＰＭＡ）を行なった結果、Ｃｕイオンのマイグレーションが確認された。
【０１１５】
なお、ピール強度は、いずれの試料においても被覆金属層が形成された側を絶縁層に埋設しており、また、測定した試料では配線の側面に対して配線の幅が実用の範囲をはるかに越えて大きいため、側面に被覆金属層を施した影響が明らかになるほどには現れてはいないと考えられる。一方、ＨＡＳＴ試験では、側面の比率がピール強度の場合と比較して、遙かに大きくなっているため、側面に被覆金属層を設けていないことの影響が現れていると推測される。
【０１１６】
また、被覆金属層を全く設けず、配線層をＮｉで形成した試料Ｎｏ．１８では、マイグレーションが発生し、ピール強度も低かった。
【０１１７】
以下に、本発明の試料について、詳細に説明する。
【０１１８】
本発明の試料Ｎｏ．４〜１７では、いずれも被覆金属層として、主配線層よりもマイグレーションを起こしにくいＳｎ、Ａｕを用いているため、全く、マイグレーションが発生しなかった。
【０１１９】
また、主配線層をＮｉとし、Ｎｉよりも導電率が高いＡｕで被覆金属層を形成した試料Ｎｏ．１７では、Ｎｉよりも導電率が低いＳｎを金属被覆層とした試料Ｎｏ．１４よりも伝送特性が向上している。
【０１２０】
なお、被覆金属層の厚みを０．１μｍ以上とした試料でＨＡＳＴ試験において全く不良が発生していないことから、被覆金属層の厚みは０．１μｍ以上とすることで、被覆金属層を均一に形成できると推測される。
【図面の簡単な説明】
【０１２１】
【図１】（ａ）本発明の配線基板を説明するための断面図である。（ｂ）本発明の配線基板の配線の要部を拡大した断面図である。
【図２】本発明の配線基板の製造方法の一例を説明するための図である。
【図３】本発明の配線基板の製造方法の一例を説明するための図である。
【図４】本発明の配線基板の製造方法の一例を説明するための図である。
【図５】本発明の配線基板の製造方法の一例を説明するための図である。
【図６】本発明の配線基板の製造方法の一例を説明するための図である。
【符号の説明】
【０１２２】
１１・・・・・・・配線層
１１ａ・・・・・・主配線層
１１ｂ・・・・・・被覆金属層
１３・・・・・・・貫通導体
１５・・・・・・・絶縁層
２１・・・・・・・金属箔（主配線層）
２３ａ、２３ｂ・・被覆金属層
２５・・・・・・・支持板
２７・・・・・・・フォトレジスト
３１・・・・・・・被覆配線層
３３・・・・・・・絶縁層
３５・・・・・・・貫通導体
４１・・・・・・・配線基板
４３・・・・・・・配線基板
５１・・・・・・・金属箔（主配線層）
５３ａ、５３ｂ・・被覆金属層
５５・・・・・・・絶縁層
５７・・・・・・・フォトレジスト
６１・・・・・・・被覆配線
６３・・・・・・・配線基板
６５・・・・・・・配線基板
【図１】
2005317566.tif 000004
【図２】
2005317566.tif 000005
【図３】
2005317566.tif 000006
【図４】
2005317566.tif 000007
【図５】
2005317566.tif 000008
【図６】
2005317566.tif 000009