(57)【要約】【課題】本発明は、電気的信頼性を向上させる要求に応える配線基板およびその実装構造体を提供するものである。【解決手段】本発明の一実施形態に係る配線基板２は、イミド基を有する樹脂を含む樹脂層１１と、該樹脂層１１に当接した、チタンを含む金属層１３とを備え、樹脂層１１は、金属層１３に当接した第１層領域１５と、該第１層領域１５よりも樹脂層１１の内部に位置する第２層領域１６とを有し、第１層領域１５は、炭素原子数に対する窒素原子数の比率が第２層領域１６よりも大きい。【選択図】図１
2012209494.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
イミド基を有する樹脂を含む樹脂層と、該樹脂層に当接した、チタンを含む金属層とを備え、
前記樹脂層は、前記金属層に当接した第１層領域と、該第１層領域よりも前記樹脂層の内部に位置する第２層領域とを有し、
前記第１層領域は、炭素原子数に対する窒素原子数の比率が前記第２層領域よりも大きいことを特徴とする配線基板。
【請求項２】
請求項１に記載の配線基板において、
前記イミド基と前記チタンとが化学的に結合していることを特徴としていることを特徴とする配線基板。
【請求項３】
請求項１に記載の配線基板において、
前記第１層領域に対するＸ線光電子分光分析の結果における光電子の結合エネルギーが５３０．０ｅＶ以上５３１．０ｅＶ以下の範囲にある光電子数のピークの値は、前記第２層領域に対するＸ線光電子分光分析の結果における光電子の結合エネルギーが５３０．０ｅＶ以上５３１．０ｅＶ以下の範囲にある光電子数のピークの値よりも大きいことを特徴とする配線基板。
【請求項４】
請求項１に記載の配線基板において、
前記第１層領域に対するＸ線光電子分光分析の結果における光電子の結合エネルギーが５３０．０ｅＶ以上５３１．０ｅＶ以下の範囲にある光電子数のピークの値は、前記第１層領域に対するＸ線光電子分光分析の結果における光電子の結合エネルギーが５３１．５ｅＶ以上５３２．５ｅＶ以下の範囲にある光電子数のピークの値よりも大きいことを特徴とする配線基板。
【請求項５】
請求項１に記載の配線基板において、
前記金属層を介して前記樹脂層に接続した、銅を含む導電層をさらに備えたことを特徴とする配線基板。
【請求項６】
請求項１に記載の配線基板と、該配線基板に実装された電子部品とを備えたことを特徴とする実装構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器（たとえば各種オーディオビジュアル機器、家電機器、通信機器、コンピュータ機器およびその周辺機器）に使用される配線基板およびその実装構造体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子機器における実装構造体としては、配線基板に電子部品を実装したものが使用されている。
【０００３】
配線基板に関して、特許文献１には、樹脂層と、該樹脂層上に形成された導電層とを備えた構成が記載されている。
【０００４】
ところで、隣接する導電間に電界が印加されると、樹脂に含まれる水分に起因して、導電層に含まれる導電材料がイオン化し、隣接する導電層に向って伸長することがある（イオンマイグレーション）。その結果、導電材料が隣接する導電層に達すると、隣接する導電層同士が短絡し、配線基板の電気的信頼性が低下しやすくなる。それ故、配線基板の電気的信頼性を向上させることが求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−２３０６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、電気的信頼性を向上させる要求に応える配線基板およびその実装構造体を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一実施形態に係る配線基板は、イミド基を有する樹脂を含む樹脂層と、該樹脂層に当接した、チタンを含む金属層とを備え、前記樹脂層は、前記金属層に当接した第１層領域と、該第１層領域よりも前記樹脂層の内部に位置する第２層領域とを有し、前記第１層領域は、炭素原子数に対する窒素原子数の比率が前記第２層領域よりも大きい。
【０００８】
本発明の一実施形態に係る実装構造体は、上記配線基板と、該配線基板に実装された電子部品とを備える。
【発明の効果】
【０００９】
上記構成によれば、金属層がチタンを含むことによって、金属層同士のイオンマイグレーションを低減しつつ、樹脂層の第１層領域における窒素原子数を増加させることによって、チタンを含む金属層とイミド基を有する樹脂を含む樹脂層との接着強度を高めることができ、ひいては配線基板の電気的信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１（ａ）は、本発明の一実施形態にかかる実装構造体の断面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）におけるＲ１部分の拡大図である。
【図２】図２（ａ）ないし（ｃ）は、図１（ａ）に示す実装構造体の製造工程を説明する断面図である。
【図３】図３（ａ）および（ｂ）は、図１（ａ）に示す実装構造体のＲ１部分における製造工程を説明する拡大図である。
【図４】図４（ａ）および（ｂ）は、図１（ａ）に示す実装構造体のＲ１部分における製造工程を説明する拡大図である。
【図５】図５（ａ）および（ｂ）は、図１（ａ）に示す実装構造体のＲ１部分における製造工程を説明する拡大図である。
【図６】本発明の実施例の条件および評価結果を示す図である。
【図７】本発明の実施例における樹脂層の原子数の比率に係る分析結果を示す図である。
【図８】本発明の実施例における樹脂層の構造に係る分析結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
＜配線基板および実装構造体の構成＞
以下に、本発明の一実施形態に係る配線基板を含む実装構造体を図１に基づいて詳細に説明する。
【００１２】
図１（ａ）に示す実装構造体１は、配線基板２と、配線基板２の上面にバンプ３を介してフリップチップ実装された電子部品４とを含んで構成されている。
【００１３】
配線基板２は、基体５と、基体５の上下に積層された複数の絶縁層６と、基体５上または絶縁層６上に配された複数の導体層７とを含んで構成されている。
【００１４】
基体５は、例えば樹脂と、該樹脂に被覆された基材を備えた構成を有している。基体５の樹脂は、例えばエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂、または液晶ポリマー等の熱可塑性樹脂を用いることができ、低熱膨張の観点から液晶ポリマーを用いることが望ましい。また、基体５の基材は、繊維を縦横に織り込んでなる織布等を用いることができ、該繊維は、例えばガラス繊維または樹脂繊維等を用いることができる。
【００１５】
この基体５には、厚み方向（Ｚ方向）に貫通するスルーホールＴが形成されており、該スルーホールＴの内壁には、例えば円筒状のスルーホール導体８が被着しており、該円筒状のスルーホール導体８に取り囲まれた領域には、絶縁体９が充填されている。
【００１６】
スルーホール導体８は、基体５の上下に配された導体層７同士を電気的に接続するものであり、例えば銅、銀、ニッケルまたはクロム等の導電材料によって形成することができる。また、絶縁体９は、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂によって形成することができる。
【００１７】
一方、絶縁層６は、接着層１０と、該接着層１０に接着した樹脂層１１とを有している。
【００１８】
接着層１０は、樹脂層１１同士、または樹脂層１１と基体５とを接着するものであり、例えばポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シアネート樹脂、シリコン樹脂またはビスマレイミドトリアジン樹脂等の熱硬化性樹脂を含んでいる。この接着層１０の厚みは、例えば２μｍ以上２０μｍ以下となるように設定されている。また、接着層１０の平面方向（ＸＹ平面方向）への熱膨張率は、例えば８０ｐｐｍ／℃以上３００ｐｐｍ／℃以下に設定されており、且つ、接着層１０のヤング率は、例えば０．０５ＧＰａ以上１ＧＰａ以下に設定されている。
【００１９】
樹脂層１１は、絶縁層６を低熱膨張且つ高剛性にするものであり、イミド基を有する樹脂、すなわちポリイミド樹脂を含んでいる。この樹脂層１１におけるポリイミド樹脂の含有量は、例えば２０体積％以上１００体積％以下に設定されている。このポリイミド樹脂
は、イミド基の他に官能基を有していてもよく、例えばベンゾオキサゾール基を有するポリイミドベンゾオキサゾール樹脂を用いることができる。また、樹脂層１１のポリイミド樹脂は、各樹脂分子鎖の長手方向が同一方向である構造を有するフィルム状であることが望ましく、これにより、平面方向への熱膨張率を小さくすることができる。
【００２０】
この樹脂層１１の厚みは、例えば２μｍ以上２０μｍ以下に設定されている。また、樹脂層１１の平面方向への熱膨張率は、例えば−５ｐｐｍ／℃以上２０ｐｐｍ／℃以下に設定されており、且つ、樹脂層１１のヤング率は、例えば５ＧＰａ以上１５ＧＰａ以下に設定されている。
【００２１】
この絶縁層６には、厚み方向に貫通するビア孔Ｖが形成されており、該ビア孔Ｖ内にはビア導体１２が配されている。
【００２２】
ビア導体１２は、絶縁層６の上下に配置された導体層７同士を電気的に接続するものであり、基体５に向かって幅が狭くなるテーパー状に形成されており、例えば銅、銀、金、アルミニウム、ニッケルまたはクロム等の導電材料により形成することができる。このビア導体１２の熱膨張率は、例えば１２ｐｐｍ／℃以上２０ｐｐｍ／℃以下に設定されている。
【００２３】
導体層７は、接地用配線、電力供給用配線又は信号用配線として機能するものであり、スルーホール導体８および／またはビア導体１２と電気的に接続されている。なお、導体層７の線膨張係数は、例えば１２ｐｐｍ／℃以上２０ｐｐｍ／℃以下に設定されている。
【００２４】
一方、電子部品４は、はんだ等のバンプ３を介して導体層７に電気的に接続されており、例えばＩＣまたはＬＳＩ等の半導体素子を用いることができる。該半導体素子は、例えばシリコン、ゲルマニウム、ガリウム砒素、ガリウム砒素リン、窒化ガリウムまたは炭化珪素等の半導体材料によって形成することができ、厚みが、例えば０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下に設定されている。
【００２５】
次に、導体層７および樹脂層１１の構成について、より詳細に説明する。
【００２６】
図１（ａ）および（ｂ）に示すように、導体層７は、絶縁層６の樹脂層１１上に形成された第１導体層７ａと、基体５上に形成された第２導体層７ｂとを有する。
【００２７】
第１導体層７ａは、樹脂層１１に接着した金属層１３と、金属層１３に接着した導電層１４とを有する。
【００２８】
金属層１３は、樹脂層１１と導電層１４の間に介された下地層として機能するものであり、チタンを含んでいる。ここで、チタンは他の金属と比較してイオン化傾向が高く、表面が酸化して不動態膜を形成しやすいため、化学的に安定しやすい。それ故、金属層１３にチタンを用いることによって、金属層１３のイオン化を低減してイオンマイグレーションを低減し、ひいては金属層１３同士の短絡を低減できる。
【００２９】
この金属層１３におけるチタンの含有量は、例えば９９．９％以上１００％以下に設定されており、金属層１３は、チタン以外に鉄などを含んでいても構わない。また、金属層１３の厚みは、例えば５ｎｍ以上１００ｎｍ以下に設定されている。
【００３０】
導電層１４は、第１導体層７ａの導電性を高めるものであり、導電性の高い銅を含んでいる。このように導電層１４が銅を含んでいることから、導電層１４の銅と金属層１３のチタンが金属間化合物を形成するため、金属層１３と導電層１４との接着強度を高めるこ
とができる。この導電層１４における銅の含有量は、例えば９９％以上１００％以下に設定されている。また、導電層１４の厚みは、０．３μｍ以上３０μｍ以下に設定されている。
【００３１】
樹脂層１１は、金属層１３が接着した第１層領域１５と、該第１層領域１５よりも樹脂層１１の内部に位置する第２層領域１６とを有する。この第１層領域１５は、ポリイミド樹脂における炭素（Ｃ）原子数に対する窒素（Ｎ）の原子数の比率が、第２層領域１６よりも大きい領域となっている。
【００３２】
本実施形態において、第１層領域１５は、ポリイミド樹脂のイミド基と金属層１３のチタンとが化学的に結合することによって、金属層１３と強固に結合している。その結果、酸化して樹脂層１１との接着強度が低下することがあるチタンを含む金属層１３と、樹脂層１１との接着強度を高めることができるため、樹脂層１１と金属層１３との剥離を低減し、ひいては第１導体層７ａの断線を低減することができる。
【００３３】
ここで、第１層領域１５は、後述する如く、ポリイミド樹脂における窒素置換基の量の増加に伴って、ポリイミド樹脂のイミド基の反応性が高まるため、該イミド基とチタンとが化学的に結合しやすくなると推測される。
【００３４】
なお、第１層領域１５および第２層領域１６の概念は、窒素の原子数の比率が、樹脂層１１の内部側よりも第１導体層７ａに接着する表面側において高くなっていることを説明するための便宜的なものである。したがって、酸素等の原子数の比率は、第１層領域１５と第２層領域１６との境界などにおいて、値が急激に変化したり、変化率が急激に変化したりする必要はなく、第１層領域１５から第２層領域１６にかけて徐々に変化してもよい。第１層領域１５と第２層領域１６との境界は、必ずしも明確に特定または設定されなくてもよい。
【００３５】
第１層領域１５の厚さは、樹脂層１１の厚さの例えば０．０５％以上１％以下に設定されている。この場合、接着強度に影響を及ぼすには薄すぎる厚さにおける比率が第１層領域１５における比率として特定されたり、接着強度に影響を及ぼさない樹脂層１１の内部側の比率が第１層領域１５の比率に反映されたりすることが避けられると推測される。また、樹脂層１１の厚さの０．０５％は、例えば、樹脂層１１の厚さが４μｍ以上４０μｍ以下であれば、２ｎｍ以上２０ｎｍ以下であり、当該範囲は、Ｘ線光電子分光分析（ＸＰＳ：X-ray photoelectron spectroscopy）によって原子数の比率を求めることが可能な範囲内である。
【００３６】
第２導体層７ｂは、加工容易性および導電性の観点から銅を含んでおり、導電層１４と同様の構成からなるが金属層１３を含んでいない。この第２導体層７ｂにおける銅の含有量は、例えば９９％以上１００％以下に設定されている。また、第２導体層７ｂの厚みは、例えば０．３μｍ以上３０μｍ以下に設定されている。
【００３７】
基体５は、Ｎ／Ｃが厚さ方向において一様になるように形成されている。換言すれば、基体５において、第２導体層７ｂに接着した領域は、当該領域よりも内部に位置する領域に比較して、Ｎ／Ｃが大きくなるようには形成されていない。
【００３８】
したがって、樹脂層１１のみが第１層領域１５を有し、第１導体層７ａのみが金属層１３を有している。樹脂層１１および第１導体層７は、配線を高密度化するための部分であり、当該部分において接着強度を向上させつつ配線を微細化することによって、配線基板２の電気的信頼性を担保しつつ配線を高密度化させることができる。
【００３９】
一方、樹脂層１１の金属層１３が接着した表面は、基体５の第２導体層７ｂが接着した表面よりも表面粗さ（算術平均粗さ）が小さい。したがって、第２導体層７ｂにおいては、基体５の表面粗さを大きくしてアンカー効果による接着強度を得つつ、第１導体層７ａにおいては、上述した化学的結合によって金属層１３と樹脂層１１との接着強度を高めつつ、樹脂層１１の表面粗さを小さくしてイオンマイグレーションを低減することができる。それ故、第１導体層７ａの断線を低減して電気的信頼性を高めつつ、第１導体層７ａ同士を近接させて配線を高密度化することができる。
【００４０】
なお、樹脂層１１の金属層１３が接着した表面は、例えば過マンガン酸カリウム溶液を用いた粗面化処理や過度のプラズマエッチング処理を行わないことによって、算術平均粗さが１ｎｍ以上５０ｎｍ以下に設定されていることが望ましい。また、基体５の第２導体層７ｂが接着した表面は、上述した粗面化処理やプラズマエッチング処理によって、算術平均粗さが１００ｎｍ以上３μｍ以下に設定されていることが望ましい。また、算術平均粗さは、ＩＳＯ４２８７：１９９７に準じて測定される。
【００４１】
また、ビア導体１２は、導電層７と同様に、ビア孔Ｖの内壁に接着した金属層１３と、金属層１３に接着した導電層１４とを有しており、絶縁層６は、ビア導体１２に接着される第１層領域１５と、第１層領域１５よりも内部側の第２層領域１６とを有している。その結果、ビア孔Ｖの内壁とビア導体１２とを強固に接着することができる。
【００４２】
＜配線基板および実装構造体の製造方法＞
次に、上述した配線基板２を含む実装構造体１の製造方法を、図２から図５に基づいて説明する。
【００４３】
（１）図２（ａ）に示すように、基体５を準備し、該基体５にスルーホール導体８および第２導体層７ｂを形成する。具体的には、例えば以下のように行う。
【００４４】
まず、基材に樹脂を含浸させた樹脂シートを複数枚準備した後、それらの樹脂シートを積層して加熱加圧をすることにより、基体５を準備する。次に、ドリル加工またはレーザー加工等を用いて、基体５にスルーホールＴを形成する。次に、無電解めっき法を用いて、基体５の表面に導電材料を被着させて、スルーホールＴの内壁面に円筒状のスルーホール導体８を形成する。次に、スルーホール導体８に取り囲まれた領域に、樹脂材料等を充填して絶縁体９を形成する。次に、無電解めっき法および電気めっき法を用いて、銅を含む導電材料を基体５の上下主面および絶縁体９の露出部に被着させた後、従来周知のフォトリソグラフィー技術、エッチング技術等を用いて、該導電材料をパターニングして第２導体層７ｂを形成する。なお、基体５の表面は、導電材料を被着させる前に、過マンガン酸塩等の薬液を用いて粗面化されてもよい。
【００４５】
（２）図２（ｂ）に示すように、基体５およびその第２導体層７ｂ上に絶縁層６を形成し、該絶縁層６にビア導体１２および第１導体層７ａを形成する。そして、この工程を繰り返すことによって、図２（ｃ）に示すように、配線基板２を作製する。具体的には、例えば以下のように行う。
【００４６】
まず、基体５およびその第２導体層７ｂ上に、接着層１０を介して樹脂層１１を配した後、加熱加圧することによって、絶縁層６を形成する。次に、例えばＹＡＧレーザー装置、炭酸ガスレーザー装置またはエキシマレーザー装置を用いて、絶縁層６にビア孔Ｖを形成し、該ビア孔Ｖ内に第２導体層７ｂの少なくとも一部を露出させる。次に、ビア孔Ｖ内にビア導体１２を形成するとともに、樹脂層１１の上面に第１導体層７ａを形成する。このような絶縁層６、ビア導体１２および第１導体層７ａの形成方法を繰り返すことによって、配線基板２を作製する。
【００４７】
以下、本実施形態におけるビア導体１２および第１導体層７ａの形成方法について、詳細に説明する。
【００４８】
まず、図３（ａ）および（ｂ）に示すように、窒素プラズマを用いたプラズマ処理によって、樹脂層１１の第１層領域１５におけるＮ／Ｃを大きくする。このように、窒素プラズマを用いることによって、樹脂層１１の表面には、多量の窒素官能基が形成される。すなわち、Ｎ／Ｃの比率が相対的に高い第１層領域１５が形成される。
【００４９】
このプラズマ処理の後、樹脂層１１は、大気に晒されることなく、次工程のスパッタリングが行われる。例えば、樹脂層１１は、プラズマ処理を行ったチャンバーからスパッタリングが行われるチャンバーへ真空雰囲気に保たれたまま移されたり、プラズマ処理を行ったチャンバーにおいて真空雰囲気が保たれたままスパッタリングが行われたりする。ここでいう真空雰囲気は、大気圧よりも低い雰囲気であればよく、例えば、０．３Ｐａ以上１．５Ｐａ以下の雰囲気である。
【００５０】
なお、樹脂層１１をプラズマに晒す時間は、２０秒以上１８００秒以下が望ましい。チャンバー内の圧力は、０．０１Ｐａ以上１００Ｐａ以下が望ましい。電極に印加する面積当たりの出力は、０．０５Ｗ／ｃｍ２以上０．７Ｗ／ｃｍ２以下が望ましい。チャンバー内の温度は、１００℃以上１３０℃以下が望ましい。
【００５１】
このようにプラズマ条件を弱くすることによって、樹脂層１１の表面のエッチングを低減して、樹脂層１１の表面を算術平均粗さが１ｎｍ以上５０ｎｍ以下と平坦性の高いものにすることができる。
【００５２】
次に、図４（ａ）に示すように、樹脂層１１の表面にチタンをスパッタリングし、金属層１３を形成する。この際、金属層１３のチタンと樹脂層１１のポリイミド樹脂のイミド基とは化学的に結合する。これは、上述したプラズマ処理の際に、樹脂層１１の表面に配されたポリイミド樹脂のイミド基が、窒素プラズマによってアタックされて、活性化されたラジカルの状態になっているため、スパッタリングの際にチタンとイミド基とが化学的に結合すると推測される。なお、チタンとイミド基との化学的な結合は、Ｘ線光電子分光分析によって確認することができる。
【００５３】
また、チタンは、一般的に、酸化しやすい金属であり、酸化すると樹脂層１１との接着性が低下しやすいが、本実施形態においては、上述した如く、窒素プラズマを用いてプラズマ処理を行うことから、樹脂層１１の表面への酸素や水分の付着を低減することができるため、樹脂層１１にスパッタされたチタンの酸化を低減することができ、ひいては、チタンと樹脂層１１との接着強度を高めることができると推測される。
【００５４】
さらに、上述した如く、プラズマ処理の後、真空雰囲気を維持しつつ樹脂層１１にスパッタリングを行っているため、スパッタリングの前にて、樹脂層１１の表面への酸素や水分の付着をより低減することができる。
【００５５】
また、例えば過マンガン酸カリウム溶液等を用いた粗面化処理および過度のプラズマエッチング処理を行わず、上述した弱い条件でプラズマ処理をした後にスパッタリングをしているため、平坦性の高い樹脂層１１の表面に金属層１３を形成することができ、ひいては金属層１３同士のイオンマイグレーションを低減することができる。
【００５６】
なお、チタンのスパッタリングは、出力が例えば１００Ｗ以上２ｋＷ未満に設定され、温度が例えば５℃以上３００℃未満に設定されている。
【００５７】
次に、図４（ｂ）に示すように、金属層１３の表面に銅をスパッタリングしてスパッタ層１４ｘを形成した後、図５（ａ）に示すように、スパッタ層１４ｘの表面に電気めっき法を用いて銅を析出させることによって、該スパッタ層１４ｘを含む導電層１４を形成する。このように導電層１４を形成することによって、スパッタ層１４ｘによって金属層１３のチタンの酸化を低減しつつ、電気めっき法によって導電層１４を効率良く形成することができる。なお、導電層１４を形成することによって、ビア孔Ｖ内には、金属層１３および導電層１４を含むビア導体１２が形成される。また、銅のスパッタリングの出力は、例えば２００Ｗ以上１０ｋＷ以下に設定されている。
【００５８】
次に、図５（ｂ）に示すように、フォトリソグラフィー技術またはエッチング技術等を用いて、導電層１４および金属層１３をパターニングすることによって、第１導体層７ａを形成する。
【００５９】
以上のようにして、ビア導体１２および第１導体層７ａを形成することができる。
【００６０】
（３）配線基板２にバンプ３を介して電子部品４をフリップチップ実装することによって、図１（ａ）に示す実装構造体１を作製することができる。
【００６１】
本発明は上述の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。
【００６２】
例えば、上述した本発明の実施形態においては、基体の上面および下面に形成される絶縁層が２層である構成を例に説明したが、絶縁層は１層または３層以上であっても構わない。絶縁層は、接着層と樹脂層とを有するものに限定されない。例えば、絶縁層は、液状の樹脂のコーティングまたはフィルム状の樹脂の圧着により形成された１層の樹脂層であってもよい。また、樹脂層は、粗面化されても構わない。
【００６３】
また、上述した本発明の実施形態においては、電子部品を配線基板の上面にフリップチップ実装した構成を例に説明したが、電子部品を配線基板の上面にワイヤボンディング実装しても構わない。
【００６４】
また、上述した本発明の実施形態においては、基体上に第２導体層を形成した構成を例に説明したが、基体上に第１導体層を形成しても構わない。
【００６５】
また、上述した本発明の実施形態においては、複数の樹脂層上に第１導体層を形成した構成を例に示したが、電子部品との接続信頼性の観点から、複数の樹脂層のうち、最上層の樹脂層上のみに第１導体層を形成し、他の樹脂層上に第２導体層を形成しても構わない。この場合、第２導体層を形成した樹脂層においては、第１層領域における窒素の原子数が、第２層領域における窒素の原子数よりも大きくなっていない。
【実施例】
【００６６】
＜ピール強度の測定＞
（プラズマ装置の構成など）
プラズマ装置の構成、および、複数の実施例および比較例に共通の条件を以下に示す。
【００６７】
電極：平行平板型、面積は１４８７．５ｃｍ２
電源：ＲＦ（高周波）電源、周波数は１３．５６ＭＨｚ
チャンバーの容積：１２９５６９ｃｍ３
チャンバー内の圧力：０．０１Ｐａ〜１００Ｐａ
（プラズマの種類）
種々のプラズマを用いることにより、複数の実施例および比較例を設定した。具体的には、アルゴンプラズマ、窒素プラズマ、または、酸素プラズマを用いた。なお、以下に説明する図において、これらのプラズマの種類は、「Ａｒ」、「Ｎ２（またはＮ２）」、「Ｏ２（またはＯ２）」と略記されることがある。
【００６８】
（プラズマ処理の出力）
電極に印加される面積当たりの電力の出力が０．０５Ｗ／ｃｍ２〜０．７Ｗ／ｃｍ２となるよう１００Ｗ〜１ＫＷの間で複数の実施例および比較例を設定した。なお、本願では、２００Ｗ〜６００Ｗの結果を掲載している。
【００６９】
（プラズマ処理の時間）
プラズマ処理の時間を変化させることにより、複数の実施例および比較例を設定した。具体的には、１分〜３０分の間でプラズマ処理の時間を設定した。
【００７０】
（大気開放の有無）
プラズマ処理とスパッタリングとの間における大気開放の有無によって、複数の実施例および比較例を設定した。大気開放「有り」は、プラズマ処理とスパッタリングとの間で大気開放したものであり、大気開放「無し」は、プラズマ処理とスパッタリングとの間で大気開放しないもの、すなわち、真空雰囲気を維持しつつプラズマ処理およびスパッタリングを行ったものである。なお、大気開放を行う場合、その時間は、１時間以上２４時間以内とした。
【００７１】
（ピール強度の測定条件）
実施例および比較例の評価項目として、ピール強度（ｇ／ｃｍ）を測定した。ピール強度は、導体層を樹脂層から剥離させるのに必要な力であり、ＪＩＳＣ６４８１：１９９６に準じて測定した。実施例においては、ピール強度が測定される導体層および樹脂層は、第１導体層および第１樹脂層である。
【００７２】
ピール強度は、導体層の形成直後と、その後、配線基板が高温下に置かれた後で異なる。そこで、ポリイミドベンゾオキサゾール樹脂を含む樹脂層に対してチタンスパッタリング（厚み７５ｎｍ）、銅スパッタリング（厚み５００ｎｍ）、電気銅めっき（厚み１８μｍ）を順次行った後（「初期」）、１３０℃で３０分の熱処理を行い（「１３０℃３０分」）、その後、１７２℃で１日、２日、５日、１０日の高温処理を行って（「１７２℃１日」、「１７２℃２日」、「１７２℃５日」、「１７２℃１０日」）、各時期でピール強度を測定した。
【００７３】
（ピール強度の評価結果）
図６の上段は実施例および比較例におけるピール強度の評価結果を示すグラフであり、下段は実施例および比較例の条件および評価結果を示す図表である。上段のグラフの横軸および下段の図表の列は、互いに対応しているとともに、実施例１〜２（Ａ１〜Ａ２）および比較例１〜６（Ｂ１〜Ｂ６）に対応している。
【００７４】
上段のグラフの縦軸はピール強度を示している。実施例または比較例それぞれにおいては、６つのピール強度が上段のグラフにより示されている。当該６つのピール強度は、図６の左側から、「初期」、「１３０℃３０分」、「１７２℃１日」、「１７２℃２日」、「１７２℃５日」、「１７２℃１０日」におけるピール強度に対応している。
【００７５】
下段の図表の「プラズマ」の欄は、スパッタリング前のプラズマ処理における条件を示している。具体的には、プラズマの種類、プラズマ処理の出力およびプラズマ処理の時間
を示している。
【００７６】
「大気開放」の欄は、プラズマ処理とスパッタリングの間で配線基板を大気に晒したか否かを示している。
【００７７】
「初期」、「１３０℃３０分」、「１７２℃１日」、「１７２℃２日」、「１７２℃５日」、「１７２℃１０日」の欄は、それぞれの時期におけるピール強度（ｇ／ｃｍ）を示している。
【００７８】
実施例１〜２（Ａ１〜Ａ２）は、窒素プラズマを用いたプラズマ処理を行った後、配線基板を大気に晒すことなく、スパッタリングを行った例である。比較例１〜３（Ｂ１〜Ｂ３）は、アルゴンプラズマを用いたプラズマ処理を行った後、配線基板を大気に晒し、その後、スパッタリングを行った例である。比較例４〜５（Ｂ４〜Ｂ５）は、アルゴンプラズマを用いたプラズマ処理を行った後、配線基板を大気に晒すことなく、スパッタリングを行った例である。比較例６（Ｂ６）は、酸素プラズマを用いたプラズマ処理を行った後、配線基板を大気に晒すことなく、スパッタリングを行った例である。
【００７９】
実施例１〜２は、比較例１〜６に比較して、配線基板が高温下に晒された後のピール強度が高くなっている。その結果、プラズマ処理を窒素プラズマにより行った場合、他のプラズマにより行った場合と比較して、ピール強度の向上の効果が奏されることが分かる。
【００８０】
＜Ｘ線光電子分光分析＞
図７は、実施例および比較例における樹脂層の原子数の比率をＸ線光電子分光分析（以下、ＸＰＳ分析とする）により測定した結果を示している。ＸＰＳ分析は、元素の種類およびその電子状態に固有の値である光電子の結合エネルギーと、該元素の量を示す光電子数とを測定するものであり、これにより、原子数の比率を測定することができる。なお、樹脂層を構成する材料はポリイミドベンゾオキサゾール樹脂とした。
【００８１】
「Calculated from repeating unit」の欄は、比較例として、ポリイミドベンゾオキサゾール樹脂における原子数の比率の計算値を示している。「Pristine」の欄は、比較例として、プラズマ処理がされる前の樹脂層の原子数の比率を示している。「Ar plasma-treated」の欄は、アルゴンプラズマによるプラズマ処理がなされた樹脂層の原子数の比率を
示している。「O2 plasma-treated」の欄は、酸素プラズマによるプラズマ処理がなされ
た樹脂層の原子数の比率を示している。「N2 plasma-treated」の欄は、窒素プラズマに
よるプラズマ処理がなされた樹脂層の原子数の比率を示している。「N2 plasma-treated and Ti-sputtered」の欄は、窒素プラズマによるプラズマ処理がなされ、大気に晒されることなく、チタンのスパッタリングを行った樹脂層の原子数の比率を示している。すなわち、「pristine」、「N2 plasma-treated」「N2 plasma-treated and Ti-sputtered」の
欄は、作製工程の進行に伴う原子数の比率の変化を順に示している。なお、図７において、数値ではなく「−」と示した箇所は、未測定の箇所である。
【００８２】
「Take-off angle of 20 deg .(depth:5nm)」の欄は、Ｘ線を樹脂層の表面に対して２
０度の角度で照射することにより得られた、樹脂層の表面から約５ｎｍまでの深さ（第１層領域）における原子数の比率を示している。「Take-off angle of 45 deg .(depth:10nm)」の欄は、Ｘ線を樹脂層の表面に対して４５度の角度で照射することにより得られた、樹脂層の表面から約１０ｎｍまでの深さ（第２層領域）における原子数の比率を示している。
【００８３】
なお、プラズマ処理は、上述したプラズマ装置において、チャンバー内の圧力：１０〜２０Ｐａ程度、出力：６００Ｗ、処理時間：２分の条件下で行われた。また、チタンのス
パッタリングは、出力：１２００Ｗ、時間：２秒、温度１３０℃の条件で行われた。
【００８４】
樹脂層の第１層領域におけるＮ／Ｃは、作製工程が「pristine」から「N2 plasma-treated」、「N2 plasma-treated and Ti-sputtered」へと進行するにつれて増加している。
具体的には、「N2 plasma-treated and Ti-sputtered」は、Ｎ／Ｃが「pristine」の約２．１倍に増加している。また、「N2 plasma-treated」においては、樹脂層の第１層領域
におけるＮ／Ｃが、樹脂層の第２層領域におけるＮ／Ｃよりも大きくなっている。
【００８５】
一方、樹脂層の第１層領域におけるＮ／Ｃは、作製工程が「pristine」から「Ar plasma-treated」および「O2 plasma-treated」へ進行すると減少している。また、「pristine」「Ar plasma-treated」および「O2 plasma-treated」においては、樹脂層の第１層領域におけるＮ／Ｃが、樹脂層の第２層領域におけるＮ／Ｃよりも小さくなっている。
【００８６】
この結果より、樹脂層の第１層領域において、窒素プラズマ以外によるプラズマ処理を行うとプラズマ処理前よりも窒素官能基が減少しているのに対し、窒素プラズマによるプラズマ処理を行うとプラズマ処理前よりも窒素官能基が増加しており、さらには、この窒素官能基の増加がチタンのスパッタリングをした後も維持されることが見て取れる。したがって、図６の結果を鑑みると、このような窒素官能基の増加により、樹脂とチタンとの結合が促され、ひいては、樹脂層と金属層とのピール強度が向上していると推測される。
【００８７】
また、樹脂層の第１層領域におけるＯ／Ｃは、作製工程が「pristine」から「N2 plasma-treated」に進むと増加し、「N2 plasma-treated and Ti-sputtered」へ進むと「N2 plasma-treated」よりも若干減少するが「pristine」よりは増加している。具体的には、「N2 plasma-treated and Ti-sputtered」は、Ｎ／Ｃが「pristine」の約２．１倍に増加している。
【００８８】
一方、樹脂層の第１層領域におけるＯ／Ｃは、作製工程が「pristine」から「Ar plasma-treated」および「O2 plasma-treated」に進むと増加しているが、「N2 plasma-treated」の場合よりも増加量は小さい。
【００８９】
この結果より、酸素官能基の増減が、樹脂層と金属層とのピール強度に何らかの寄与をしていると推測される。
【００９０】
一方、図８上方の構造式は、ポリイミドベンゾオキサゾール樹脂の構造式を示している。また、図８下方の複数のグラフは、それぞれ、図７に示した「Pristine」および「N2 plasma-treated and Ti-sputtered」のＸＰＳ分析についてＯ１ｓスペクトルにおけるナロー分析を行った結果を示しており、横軸は光電子の結合エネルギー（Binding Energy）を、縦軸は光電子数の相対値（Relative intensity）を示している。なお、Ｏ１ｓスペクトルにおけるナロー分析は、ＸＰＳ分析において、酸素に固有の光電子の結合エネルギーについて詳細に分析したものであり、図８下方のグラフは、電子状態の異なる酸素、すなわち図８上方の構造式にて結合状態の異なる酸素の量を相対的に示すものである。
【００９１】
比較例（「Pristine」）のグラフでは、構造式の各部に記載された＃１〜＃２に対応して、光電子数のピークが生じている。一方、実施例（「N2 plasma-treated and Ti-sputtered」）では、比較例において生じている＃１〜＃２の光電子数のピークの値が減少するとともに、新しい光電子数のピーク（＃３）が生じている。
【００９２】
このように、窒素プラズマ処理およびチタンスパッタリングをした後に、イミド基の酸素を示す＃１の光電子数のピークの値が減少して＃３の光電子数のピークが出現していることから、＃３の光電子数のピークは、イミド基にチタンが化学的に結合したものであり
、Ｔｉ・・・Ｏ＝Ｃの配位結合に対応していると推測される。
【００９３】
また、窒素プラズマ処理およびチタンスパッタリングをした後に、ベンゾオキサゾール基における酸素を示す＃２の光電子数のピークの値が減少して＃３の光電子数のピークが出現していることから、＃３の光電子数のピークは、ベンゾオキサゾール基にチタンが化学的に結合したものも含むと推測される。
【００９４】
さらに、図８の実施例においては、＃３の光電子数のピークの値が、＃１の光電子数のピークの値よりも大きい。これは、チタンと結合したイミド基がチタンと結合していないイミド基よりも多くなっており、樹脂がチタンと強く結合していることを示すと推測される。同様のことは、＃３の光電子数のピークの値と＃２の光電子数のピークの値とにおいても言える。
【００９５】
また、上述した如く、プラズマ処理およびスパッタリングといった表面処理によって、第１層領域に＃３の光電子数のピークが生じていることから、第１層領域における＃３の光電子数のピークの値は、第１層領域よりも内部にある第２層領域における＃３の光電子数のピークの値よりも大きいと推測される。
【００９６】
ここで、図８において、＃１の光電子数のピークは、光電子の結合エネルギーが５３１．５ｅＶ以上５３２．５ｅＶ以下の範囲にあり、＃２の光電子数のピークは、光電子の結合エネルギーが５３２．９ｅＶ以上５３３．９ｅＶ以下の範囲にあり、＃３の光電子数のピークは、光電子の結合エネルギーが５３０．０ｅＶ以上５３１．０ｅＶ以下の範囲にある。
【００９７】
なお、これらの光電子の結合エネルギーの値は、図８の構造式にてベンゼン環の炭素を示す＃４における光電子の結合エネルギーが２８４．６ｅＶとなるように補正した値である。
【００９８】
以上、図６ないし図８に示したように、実施例においてピール強度が向上したのは、樹脂層の表面において、樹脂のイミド基にチタンが化学的に結合したことによるものであると推測できる。
【符号の説明】
【００９９】
１        実装構造体
２        配線基板
３        バンプ
４        電子部品
５        基体
６        絶縁層
７        導体層
７ａ      第１導体層
７ｂ      第２導体層
８        スルーホール導体
９        絶縁体
１０      接着層
１１      樹脂層
１２      ビア導体
１３      金属層
１４      導電層
１５      第１層領域
１６      第２層領域
Ｔ        スルーホール
Ｖ        ビア孔
【図１】
2012209494.tif 000003
【図２】
2012209494.tif 000004
【図３】
2012209494.tif 000005
【図４】
2012209494.tif 000006
【図５】
2012209494.tif 000007
【図６】
2012209494.tif 000008
【図７】
2012209494.tif 000009
【図８】
2012209494.tif 000010