JP2015012082A - 配線基板およびこれを用いた実装構造体 - Google Patents

Abstract

【課題】電気的信頼性に優れた配線基板およびその実装構造体を提供する。
【解決手段】本発明の一形態にかかる配線基板３は、複数の凸部２６および凸部２６同士の間に位置する複数の凹部２７を一主面に有する無機絶縁層１４と、無機絶縁層１４の一主面に部分的に配されているとともに凸部２６に対応した窪み部２８および凹部２７に対応した突出部２９を有する導電層１１とを備え、無機絶縁層１４は、一部が互いに接続した複数の第１無機絶縁粒子２２と、無機絶縁層１４の一主面にて複数の第１無機絶縁粒子２２と導電層１１との間に介在した第１樹脂部１８とを含む。
【選択図】図１

Description

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これを用いた実装構造体に関するものである。

従来、電子部品を配線基板に実装してなる実装構造体が、電子機器に用いられている。

この配線基板として、例えば、特許文献１には、セラミック層（無機絶縁層）と、該セラミック層の主面の一部に配された導体パターン（導電層）と、セラミック層の他の部分に配された樹脂層とを備えた複合多層基板（配線基板）が記載されている。

ところで、配線基板に応力が加わると、無機絶縁層と導電層との間に応力が加わり、無機絶縁層と導電層とが剥離することがある。その結果、配線に断線が生じ、ひいては配線基板の電気的信頼性が低下しやすくなる。

したがって、電気的信頼性に優れた配線基板を提供することが望まれている。

特開２００５−２２３２２６号公報

本発明は、電気的信頼性に優れた配線基板およびその実装構造体を提供することによって前述した要求を解決する。

本発明の一形態における配線基板は、複数の凸部および該凸部同士の間に位置する複数の凹部を一主面に有する無機絶縁層と、該無機絶縁層の前記一主面に部分的に配されているとともに前記凸部に対応した窪み部および前記凹部に対応した突出部を有する導電層とを備え、前記無機絶縁層は、一部が互いに接続した複数の第１無機絶縁粒子と、前記無機絶縁層の前記一主面にて前記複数の第１無機絶縁粒子と前記導電層との間に介在した第１樹脂部とを含む。

本発明の一形態における実装構造体は、上記配線基板と、該配線基板に実装され、前記導電層に電気的に接続された電子部品とを備える。

本発明の一形態における配線基板によれば、無機絶縁層の一主面にて複数の第１無機絶縁粒子と導電層との間に介在した第１樹脂部によって、無機絶縁層と導電層との接着強度を高めることができる。したがって、電気的信頼性に優れた配線基板を得ることができる。

本発明の一形態における実装構造体によれば、前述した配線基板を備えるため、電気的信頼性に優れた実装構造体を得ることができる。

（ａ）は、本発明の一実施形態における実装構造体を厚み方向に切断した断面図であり、（ｂ）は、図１（ａ）のＲ１部分を拡大して示した断面図である。 （ａ）は、図１（ｂ）のＲ２部分を拡大して示した断面図であり、（ｂ）は、図１（ｂ）の無機絶縁層の主面方向に沿った断面の拡大図である。 （ａ）および（ｂ）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り、（ｃ）は、図３（ｂ）のＲ３部分を拡大して示した断面図である。 （ａ）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り、（ｂ）は、図４（ａ）のＲ４部分を拡大して示した断面図であり、（ｃ）は、図４（ｂ）のＲ５部分を拡大して示した断面図である。 （ａ）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り、（ｂ）は、図５（ａ）のＲ６部分を拡大して示した断面図であり、（ｃ）は、図５（ｂ）のＲ７部分を拡大して示した断面図である。 （ａ）および（ｂ）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り、（ｃ）は、図６（ｂ）のＲ８部分を拡大して示した断面図である。 （ａ）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り、（ｂ）は、図７（ａ）のＲ９部分を拡大して示した断面図である。 （ａ）および（ｂ）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。

以下に、本発明の一実施形態に係る配線基板を備えた実装構造体を、図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１（ａ）に示した実装構造体１は、例えば各種オーディオビジュアル機器、家電機器、通信機器、コンピュータ装置またはその周辺機器などの電子機器に使用されるものである。この実装構造体１は、電子部品２と、電子部品２が実装された配線基板３とを含んでいる。

電子部品２は、例えばＩＣまたはＬＳＩ等の半導体素子である。この電子部品２は、配線基板３にはんだ等の導電材料からなるバンプ４を介してフリップチップ実装されている。電子部品２の厚みは、例えば０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下である。また、電子部品２の各方向への熱膨張率は、例えば２ｐｐｍ／℃以上７ｐｐｍ／℃以下である。なお、電子部品２の熱膨張率は、市販のＴＭＡ（Thermo-Mechanical Analysis）装置を用いて、ＪＩＳ Ｋ７１９７−１９９１に準じた測定方法により測定される。以下、各部材の熱膨張率は、電子部品２と同様に測定される。

配線基板３は、電子部品２を支持するとともに、電子部品２を駆動もしくは制御するための電源や信号を電子部品２へ供給する機能を有するものである。この配線基板３は、コア基板５と、コア基板５の上下面に形成された一対のビルドアップ層６とを含んでいる。

コア基板５は、配線基板３の剛性を高めつつ一対のビルドアップ層６間の導通を図るものである。このコア基板５は、ビルドアップ層６を支持する基体７と、基体７を厚み方向に貫通したスルーホール内に配された筒状のスルーホール導体８と、スルーホール導体８に取り囲まれた柱状の絶縁体９とを含んでいる。

基体７は、配線基板３を高剛性かつ低熱膨張率とするものである。この基体７は、例えば、エポキシ樹脂等の樹脂と樹脂に被覆されたガラスクロス等の基材と樹脂中に分散した酸化ケイ素等からなるフィラー粒子とを含む。基体７の厚みは、例えば０．０４ｍｍ以上２ｍｍ以下である。

スルーホール導体８は、一対のビルドアップ層６同士を電気的に接続するものである。このスルーホール導体８は、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って形成することができる。

絶縁体９は、スルーホール導体８に取り囲まれた空間を埋めるものである。この絶縁体９は、例えばエポキシ樹脂等の樹脂材料によって形成することができる。

一方、コア基板５の上下面には、前述した如く、一対のビルドアップ層６が形成されている。一対のビルドアップ層６のうち、一方のビルドアップ層６は、バンプ４を介して電子部品２と接続し、他方のビルドアップ層６は、例えばはんだボール（図示せず）を介してマザーボード等の外部回路と接続する。

ビルドアップ層６は、基体７上に積層された複数の絶縁層１０と、基体７上または絶縁層１０上に部分的に配された複数の導電層１１と、絶縁層１０を厚み方向に貫通した複数のビア導体１２とを含んでいる。

絶縁層１０は、厚み方向または主面方向に離れた導電層１１同士の絶縁部材や主面方向に離れたビア導体１２同士の絶縁部材として機能するものである。絶縁層１０の詳細については後述する。

導電層１１は、厚み方向または主面方向に互いに離れており、接地用配線、電力供給用配線または信号用配線等の配線として機能するものである。導電層１１は、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からなる。また、導電層１１の厚みは、３μｍ以上２０μｍ以下であり、導電層１１の厚み方向および主面方向への熱膨張率は、例えば１４ｐｐｍ／℃以上１８ｐｐｍ／℃以下である。また、導電層１１のヤング率は、例えば７０ＧＰａ以上１５０以下ＧＰａである。なお、導電層１１のヤング率は、ＭＴＳ社製ナノインデンターＸＰを用いて、ＩＳＯ１４５７７−１：２００２に準じた方法で測定される。以下、各部材のヤング率は、導電層１１と同様に測定される。

ビア導体１２は、厚み方向に互いに離れた導電層１１同士を電気的に接続するものである。このビア導体１２は、導電層１１と同様の材料からなり、同様の特性を有する。また、ビア導体１２は、コア基板５に向って幅狭となる柱状に形成されている。ビア導体１２の幅は、例えば１０μｍ以上７５μｍ以下である。

次に、絶縁層１０について詳細に説明する。

絶縁層１０は、コア基板５側に配された樹脂層１３と、コア基板５と反対側に配された無機絶縁層１４とを含んでいる。無機絶縁層１４のコア基板５と反対側の一主面の一部には、導電層１１が配されており、無機絶縁層１４の一主面の他の部分には、隣接する絶縁層１０の樹脂層１３の一部が配されている。

樹脂層１３は、絶縁層１０において接着部材として機能するものである。また、樹脂層１３は、その一部がコア基板５側に配された導電層１１同士の間に配されており、主面方向に離れた導電層１１同士の絶縁部材として機能する。また、樹脂層１３は、無機絶縁層１４よりもヤング率が小さく弾性変形しやすいため、配線基板３におけるクラックの発生を抑制する。樹脂層１３の厚みは、例えば３μｍ以上３０μｍ以下である。樹脂層１３のヤング率は、例えば０．２ＧＰａ以上２０ＧＰａ以下である。樹脂層１３の厚み方向および主面方向への熱膨張率は、例えば２０ｐｐｍ／℃以上５０ｐｐｍ／℃以下である。

この樹脂層１３は、図１（ｂ）に示すように、樹脂１５と樹脂１５中に分散した複数のフィラー粒子１６とを含んでいる。

樹脂１５は、樹脂層１３において接着部材として機能するものである。この樹脂１５は、例えばエポキシ樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂、シアネート樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、全芳香族ポリアミド樹脂またはポリイミド樹脂等の熱硬化性樹脂を用いることができる。樹脂１５のヤング率は、例えば０．１ＧＰａ以上５ＧＰａ以下である。樹脂１５の厚み方向および主面方向への熱膨張率は、例えば２０ｐｐｍ／℃以上５０ｐｐｍ／℃以下である。

フィラー粒子１６は、樹脂層１３を高剛性かつ低熱膨張率とするものである。このフィラー粒子１６は、例えば酸化ケイ素、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、水酸化アルミニウムまたは炭酸カルシウム等の無機絶縁材料からなる。フィラー粒子１６の平均粒径は、例えば０．５μｍ以上５μｍ以下である。フィラー粒子１６の熱膨張率は、例えば０ｐｐｍ／℃以上１５ｐｐｍ／℃以下である。樹脂層１３におけるフィラー粒子１６の含有割合は、例えば３体積％以上６０体積％以下である。なお、フィラー粒子１６の平均粒径は、配線基板３の厚み方向への断面において、各粒子の粒径の平均値を算出することによって測定することができる。また、樹脂層１３におけるフィラー粒子１６の含有割合は、配線基板３の厚み方向への断面において、樹脂層１３においてフィラー粒子１６が占める面積の割合を含有割合（体積％）とみなすことによって測定することができる。以下、各部材の平均粒径および含有割合は、フィラー粒子１６と同様に測定される。

無機絶縁層１４は、導電層１１の支持部材として機能するものである。また、無機絶縁層１４は、絶縁層１３を高剛性かつ低熱膨張率とすることによって、電子部品２と配線基板３との熱膨張率の差を低減し、電子部品２の実装時や作動時に実装構造体１に熱が加わった際に、電子部品２と配線基板３との熱膨張率の違いに起因した配線基板３の反りを低減する。無機絶縁層１４の厚みは、例えば３μｍ以上３０μｍ以下である。無機絶縁層１４のヤング率は、例えば１０ＧＰａ以上５０ＧＰａ以下である。また、無機絶縁層１４の厚み方向および主面方向への熱膨張率は、例えば０ｐｐｍ／℃以上１０ｐｐｍ／℃以下である。

無機絶縁層１４は、図１（ｂ）および図２（ａ）に示すように、一部が互いに接続した複数の無機絶縁粒子１７と、無機絶縁層１４の一主面にて複数の無機絶縁粒子１７と導電層１１との間に介在した第１樹脂部１８と、複数の無機絶縁粒子１７同士の間に配された第２樹脂部１９とを含んでいる。この無機絶縁層１４においては、複数の無機絶縁粒子１７同士が互いに接続して拘束し合うことから、樹脂層１３中に分散したフィラー粒子１６のように流動しないため、無機絶縁層１４を高剛性かつ低熱膨張率とすることができる。

複数の無機絶縁粒子１７は、互いに接続することによって多孔質体である無機絶縁構造体２０を構成している。複数の無機絶縁粒子１７同士の接続部２１は、括れ状であり、ネック構造を構成している。

複数の無機絶縁粒子１７は、一部が互いに接続した複数の第１無機絶縁粒子２２と、第１無機絶縁粒子２２よりも平均粒径が大きく、一部が第１無機絶縁粒子２２と接続しているとともに、第１無機絶縁粒子２２を挟んで互いに離れた複数の第２無機絶縁粒子２３とを含んでいる。複数の無機絶縁粒子１７における第１無機絶縁粒子２２の含有割合は、例えば２０体積％以上９０体積％以下であり、複数の無機絶縁粒子１７における第２無機絶縁粒子２３の含有割合は、例えば１０体積％以上８０体積％以下である。

第１無機絶縁粒子２２は、一部が互いに接続するとともに第２無機絶縁粒子２３同士を
接続することによって無機絶縁粒子１７における接続部材として機能し、無機絶縁層１４を高剛性かつ低熱膨張率とするものである。この第１無機絶縁粒子２２は、例えば酸化ケイ素、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、酸化ホウ素、酸化マグネシウムまたは酸化カルシウム等の無機絶縁材料からなり、中でも、低熱膨張率および低誘電正接の観点から、酸化ケイ素を用いることが望ましい。この場合、第１無機絶縁粒子２２は、酸化ケイ素を９０質量％以上含んでいればよい。また、酸化ケイ素は、結晶構造に起因した熱膨張率の異方性を低減するため、アモルファス（非晶質）状態であることが望ましい。

第１無機絶縁粒子２２は、例えば球状である。また、第１無機絶縁粒子２２の平均粒径は、例えば３ｎｍ以上１１０ｎｍ以下である。このように第１無機絶縁粒子２２の粒径が微小であるため、無機絶縁層１４を緻密なものとして高剛性かつ低熱膨張率とすることができるとともに、後述するように、無機絶縁層１４を作製する際に第１無機絶縁粒子２２同士を容易に接続することができる。

第２無機絶縁粒子２３は、その粒径が大きいことから、無機絶縁層１４に生じたクラックが迂回するためのエネルギーを増加させるため、このクラックの伸長を抑制するものである。第２無機絶縁粒子２３は、第１無機絶縁粒子２２と同様の材料を用いることができ、中でも、第１無機絶縁粒子２２と材料特性を近づけるため、第１無機絶縁粒子２２と同じ材料を用いることが望ましい。この第２無機絶縁粒子２３は、例えば球状である。また、第２無機絶縁粒子２３の平均粒径は、例えば０．５μｍ以上５μｍ以下である。このように第２無機絶縁粒子２３の粒径が大きいため、無機絶縁層１４に生じたクラックの伸長を良好に抑制できる。

第１樹脂部１８は、無機絶縁構造体２０と導電層１１との間に介在した第１間隙２４に配されている。本実施形態の第１樹脂部１８は、樹脂層１３の一部、特に樹脂１５の一部が第１間隙２４に入り込んでなるものである。また、第１樹脂部１８は、第１間隙２４に充填されている。また、第１樹脂部１８は、第１無機絶縁粒子２２と樹脂層１３との間にさらに介在している。

第２樹脂部１９は、多孔質体である無機絶縁構造体２０の内部において無機絶縁粒子１７同士の間に位置する第２間隙２５に配されている。本実施形態の第２樹脂部１９は、樹脂層１３の一部、特に樹脂１５の一部が第２間隙２５に入り込んでなるものである。また、本実施形態の第２樹脂部１９は、第２間隙２５に充填されている。

第１間隙２４および第２間隙２５は、互いにつながっており、開気孔である。第２間隙２５は、無機絶縁層１４の他主面に開口を有する。また、第１間隙２４は、無機絶縁層１４の厚み方向への断面において、導電層１１および無機絶縁構造体２０に取り囲まれている。第２間隙２５は、無機絶縁層１４の厚み方向への断面において、無機絶縁粒子１７に取り囲まれている。

ところで、配線基板３に応力が加わると、無機絶縁層１４と導電層１１との間に応力が加わることがある。

一方、本実施形態において、配線基板３は、図１（ｂ）および図２（ａ）に示すように、複数の凸部２６および凸部２６同士の間に位置する複数の凹部２７を一主面に有する無機絶縁層１４と、無機絶縁層１４の一主面に部分的に配されているとともに凸部２６に対応した窪み部２８および凹部２７に対応した突出部２９を有する導電層１１とを備えている。その結果、凸部２６が窪み部２８に配され、突出部２９が凹部２７に配されることとなるため、アンカー効果によって、無機絶縁層１４と導電層１１との接着強度を高めることができる。

さらに、無機絶縁層１４は、一部が互いに接続した複数の第１無機絶縁粒子２２と、無機絶縁層１４の一主面にて複数の第１無機絶縁粒子２２と導電層１１との間に介在した第１樹脂部１８とを含んでいる。その結果、電子部品２の実装時や作動時に配線基板３に熱が加わるため、一部が互いに接続した複数の第１無機絶縁粒子２２と導電層１１との間で第１樹脂部１８が熱膨張して導電層１１の突出部２９を固定する。したがって、無機絶縁層１４と導電層１１との接着強度を高め、無機絶縁層１４と導電層１１との剥離を低減することができる。それ故、例えば導電層１１とビア導体１２との接続部の破断を低減して、配線の断線を低減できるため、電気的信頼性に優れた配線基板３を得ることができる。

また、第１樹脂部１８が弾性変形することによって、無機絶縁層１４と導電層１１との間に加わる応力を緩和することができるため、無機絶縁層１４におけるクラックの発生を低減することができる。その結果、このクラックに起因した配線の断線を低減することができる。

本実施形態において、第１樹脂部１８は、複数の第１無機絶縁粒子２２と導電層１１との間に部分的に介在している。その結果、第１樹脂部１８が熱膨張した際に複数の第１無機絶縁粒子２２によって第１樹脂部１８が固定されやすくなるため、第１樹脂部１８によって突出部２９を良好に固定することができる。この場合には、例えば導電層１１の一部は第１樹脂部１８と接しており、他の一部は複数の第１無機絶縁粒子２２と接している。

本実施形態において、第１樹脂部１８は、凸部２６に配されている。その結果、凸部２６に配された第１樹脂部１８が突出部２９を側方から固定するため、第１樹脂部１８によって突出部２９を良好に固定することができる。

さらに、第１樹脂部１８は、突出部２９に接している。その結果、凸部２６にて突出部２９に接した第１樹脂部１８が突出部２９の側面を固定するため、第１樹脂部１８によって突出部２９を良好に固定することができる。

本実施形態において、第１樹脂部１８は、無機絶縁層１４の厚み方向（Ｚ方向）に沿った断面において、凹部２７を挟んで隣接する１組の凸部２６それぞれに配されている。その結果、この１組の凸部２６それぞれに配された第１樹脂部１８が突出部２９を挟みつつ固定するため、第１樹脂部１８によって突出部２９を良好に固定することができる。

さらに、凹部２７を挟んで隣接した１組の凸部２６それぞれに配された第１樹脂部１８は、凹部２７の底部を介してつながっている。その結果、凹部２７の底部を介してつながった第１樹脂部１８が突出部２９を囲みつつ固定するため、第１樹脂部１８によって突出部２９を良好に固定することができる。

また、第１樹脂部１８は、隣接する１組の凸部２６に挟まれた突出部２９に接している。その結果、この１組の凸部２６にて突出部２９の側面に接した第１樹脂部１８が突出部２９を挟みつつ突出部２９の側面を固定するため、第１樹脂部１８によって突出部２９を良好に固定することができる。

本実施形態において、第１樹脂部１８は、凹部２７の底部に配されている。その結果、凹部２７の底部に配された第１樹脂部１８が突出部２９の頂部を固定するため、突出部２９を良好に固定することができる。

また、第１樹脂部１８は、突出部２９の頂部に接している。その結果、凹部２７の底部にて突出部２９の頂部に接した第１樹脂部１８が突出部２９の頂部を固定するため、突出
部２９を良好に固定することができる。

本実施形態において、無機絶縁層１４は、第１無機絶縁粒子２２同士の間に配された第２樹脂部１９を有する。その結果、第２樹脂部１９が弾性変形することによって、無機絶縁層１４に加わった応力を緩和し、無機絶縁層１４におけるクラックの発生を低減することができる。したがって、このクラックに起因した配線の断線を低減することができる。

さらに、第２樹脂部１９は、第１樹脂部１８とつながっている。その結果、第２樹脂部１９を介してつながった第１樹脂部１８が突出部２９を固定するため、第１樹脂部１８によって突出部２９を良好に固定することができる。

本実施形態において、第１樹脂部１８の幅は、第１無機絶縁粒子２２の平均粒径よりも大きい。その結果、第１樹脂部１８の熱膨張を増加させて、第１樹脂部１８によって突出部２９を良好に固定することができる。

また、第２樹脂部１９の幅は、第１無機絶縁粒子２２の平均粒径よりも小さい。その結果、無機絶縁層１４における無機絶縁粒子１７の含有量を増加させて、無機絶縁層１４をより高剛性かつ低熱膨張率とすることができる。

本実施形態において、凹部２７は、図２（ｂ）に示すように、無機絶縁層１４の主面方向（ＸＹ平面方向）に沿った断面において、第１樹脂部１８に取り囲まれている。その結果、凹部２７に対応する突出部２９を取り囲む第１樹脂部１８が突出部２９を固定するため、第１樹脂部１８によって突出部２９を良好に固定することができる。

本実施形態において、凸部２６には、第１樹脂部１８および複数の第１無機絶縁粒子２２が配されている。その結果、凸部２６において、第１樹脂部１８が熱膨張した際に複数の第１無機絶縁粒子２２によって第１樹脂部１８が固定されやすくなるため、第１樹脂部１８によって突出部２９を良好に固定することができる。また、凸部２６には、第１樹脂部１８および第２無機絶縁粒子２３が配されている。また、無機絶縁層１４の一主面の近傍領域３０における第２無機絶縁粒子２３の含有割合は、無機絶縁層１４の他主面の近傍領域３１における第２無機絶縁粒子２３の含有割合よりも多い。なお、無機絶縁層１４の一主面の近傍領域３０は、無機絶縁層１４の一主面（凹部２７の底部）から２μｍ以下の距離である層状の領域をいう。無機絶縁層１４の他主面の近傍領域３１は、無機絶縁層１４の他主面から２μｍ以下の距離である層状の領域をいう。

本実施形態において、凸部２６の高さ（Ｚ方向）は、例えば３μｍ以上６μｍ以下であり、凸部２６の幅（ＸＹ平面方向）は、例えば２μｍ以上５μｍ以下である。凹部２７の深さ（Ｚ方向）は、例えば３μｍ以上６μｍ以下であり、凹部２７の幅（ＸＹ平面方向）は、例えば２μｍ以上５μｍ以下である。なお、凸部２６の高さは、配線基板３の厚み方向への断面において、複数の凸部２６の高さをそれぞれ測定し、これら高さの平均値を算出することによって測定することができる。凸部２６の幅、凹部２７の高さおよび凹部２７の幅も凸部２６の高さと同様に測定することができる。

また、第１樹脂部１８の幅は、例えば０．５μｍ以上３μｍ以下である。その結果、第１樹脂部１８の幅を大きくすることによって、第１樹脂部１８の収縮量を増加させることができる。また、第２樹脂部１９の幅は、例えば１ｎｍ以上７０ｎｍ以下である。その結果、第２樹脂部１９の幅を小さくすることによって、無機絶縁層１４における無機絶縁粒子１７の含有量を増加させることができる。なお、第１樹脂部１８の幅は、配線基板３の厚み方向への断面において、複数の第１樹脂部１８における幅の最大値をそれぞれ測定し、これら最大値の平均値を算出することによって測定することができる。第２樹脂部１９
の幅は、第１樹脂部１８の幅と同様に測定することができる。

次に、前述した実装構造体１の製造方法を、図３ないし図８に基づいて説明する。

（１）図３（ａ）に示すように、コア基板５を作製する。具体的には、例えば以下のように行なう。

プリプレグを硬化させてなる基体７と基体７の上下に配された銅等の金属箔とからなる積層板を準備する。次に、レーザー加工またはドリル加工等を用いて、積層板にスルーホールを形成する。次に、例えば無電解めっき法、電解めっき法、蒸着法、ＣＶＤ法またはスパッタリング法等を用いて、スルーホール内に導電材料を被着させてスルーホール導体８を形成する。次に、スルーホール導体８の内側に未硬化樹脂を充填して硬化させることによって、絶縁体９を形成する。次に、例えば無電解めっき法、電解めっき法、蒸着法、ＣＶＤ法またはスパッタリング法等を用いて、絶縁体９上に導電材料を被着させた後、フォトリソグラフィー法およびエッチング法等を用いて、基体７上の金属箔および導電材料をパターニングして導電層１１を形成する。その結果、コア基板５を作製することができる。

（２）図３（ｂ）ないし図５（ｃ）に示すように、例えば銅箔等の金属箔またはＰＥＴフィルム等の樹脂フィルム等からなる支持体３２と、支持体３２上に配された無機絶縁層１４と、無機絶縁層１４上に配された未硬化の樹脂層前駆体３３とを含む積層シート３４を作製する。具体的には、例えば以下のように行なう。

まず、図３（ｂ）および図３（ｃ）に示すように、無機絶縁粒子１７と無機絶縁粒子１７が分散した溶剤３５とを有する無機絶縁ゾル３６を準備し、無機絶縁ゾル３６を支持体３２の一主面に塗布する。次に、無機絶縁ゾル３６から溶剤３５を蒸発させて、支持体３２上に無機絶縁粒子１７を残存させる。この残存した無機絶縁粒子１７は、近接箇所で互いに接触している。次に、図４（ａ）ないし図４（ｃ）に示すように、この無機絶縁粒子１７を加熱して、隣接する無機絶縁粒子１７同士を近接箇所で接続させることによって、無機絶縁構造体２０を有する無機絶縁層１４を形成する。この際に、無機絶縁粒子１７および支持体３２の間に介在した第１間隙２４と、無機絶縁粒子１７同士の間の第２間隙２５が形成される。次に、図５（ａ）ないし図５（ｃ）に示すように、無機絶縁層１４上に樹脂層前駆体３３を積層し、積層された無機絶縁層１４および樹脂層前駆体３３を厚み方向に加熱加圧することによって、樹脂層前駆体３３の一部を第１間隙２４および第２間隙２５内に充填する。その結果、積層シート３４を作製することができる。

ここで、本実施形態において、支持体３２の無機絶縁ゾル３６が塗布される一主面は、複数の突出部２９とこの突出部２９同士の間に位置する窪み部２８とを有する。この支持体３２の一主面に無機絶縁ゾル３６を塗布する際に、無機絶縁粒子１７が窪み部２８に配される。そして、溶剤３５を蒸発させた後、無機絶縁粒子１７同士を接続させて無機絶縁層１４を形成することによって、突出部２９に対応した形状の凹部２７を形成しつつ、窪み部２８に対応した形状の凸部２６を形成する。その結果、窪み部２８に配されていた無機絶縁粒子１７を含む凸部２６を形成することができる。

また、無機絶縁ゾル３６を塗布する際に、無機絶縁粒子１７における第１無機絶縁粒子２２の含有割合を低減すると、溶剤３５を蒸発させる際に第１無機絶縁粒子２２が存在しない領域が形成されやすくなり、無機絶縁層１４を形成する際に第１間隙２４が形成されやすくなる。

また、支持体３２の窪み部２８の幅を第２無機絶縁粒子２３の平均粒径よりも大きくす
ると、無機絶縁ゾル３６を塗布する際に、窪み部２８に第２無機絶縁粒子２３を配されやすくなり、窪み部２８における第１無機絶縁粒子２２の含有割合が低下しやすくなる。その結果、凸部２６に第１間隙２４が形成されやすくなる。この場合には、凸部２６に第２無機絶縁粒子２３が配される。なお、例えば支持体３２として電解銅箔を用いる場合には、電解めっき条件を適宜調節することによって、窪み部２８の形状を適宜調節することができる。

また、無機絶縁ゾル３６を塗布する際に、重力または遠心力によって第２無機絶縁粒子２３を支持体３２の一主面上に沈降させると、支持体３２の一主面の近傍領域における第２無機絶縁粒子２３の含有割合を増加させて第１無機絶縁粒子２２の含有割合を低減することができるため、無機絶縁層１４を形成する際に第１間隙２４が形成されやすくなる。この場合には、無機絶縁層１４の一主面の近傍領域３０における第２無機絶縁粒子２３の含有割合が、無機絶縁層１４の他主面の近傍領域３１における第２無機絶縁粒子２３の含有割合よりも多くなる。

無機絶縁ゾル３６における無機絶縁粒子１７の含有割合は、例えば１０％体積以上５０体積％以下であり、無機絶縁ゾル３６における溶剤３５の含有割合は、例えば５０％体積以上９０体積％以下である。溶剤３５は、例えばメタノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、エチレングリコール、エチレングリコールモノプロピルエーテル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、キシレン、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジメチルアセトアミドまたはこれらから選択された２種以上の混合物を含んだ有機溶剤等を用いることができる。

無機絶縁ゾル３６の乾燥は、例えば加熱および風乾により行なわれる。乾燥温度は、例えば、２０℃以上溶剤３５の沸点未満であり、乾燥時間は、例えば２０秒以上３０分以下である。

無機絶縁粒子１７同士を接続させる際の加熱温度は、溶剤３５の沸点以上、無機絶縁粒子１７の結晶化開始温度未満であり、さらには、１００℃以上２５０℃以下である。また、加熱時間は、例えば０．５時間以上２４時間以下である。第１無機絶縁粒子２２は、前述した如く、平均粒径が３ｎｍ以上１１０ｎｍ以下と微小であるため、このような低温であっても、第１無機絶縁粒子２２同士および第１無機絶縁粒子２２と第２無機絶縁粒子２３とを強固に接続することができる。これは、第１無機絶縁粒子２２が微小であることから、第１無機絶縁粒子２２の原子、特に表面の原子が活発に運動するため、このような低温下でも第１無機絶縁粒子２２同士および第１無機絶縁粒子２２と第２無機絶縁粒子２３とが強固に接続すると推測される。

さらに、このように低温で加熱することによって、第１無機絶縁粒子２２および第２無機絶縁粒子２３の粒子形状を保持しつつ、第１無機絶縁粒子２２同士および第１無機絶縁粒子２２と第２無機絶縁粒子２３とを近接領域のみで接続することができる。その結果、接続部２０においてネック構造を形成するとともに、開気孔の第１間隙２４および第２間隙２５を容易に形成することができる。なお、第１無機絶縁粒子２２同士を強固に接続することができる温度は、例えば、第１無機絶縁粒子２２の平均粒径を１１０ｎｍ以下に設定した場合は２５０℃程度であり、第１無機絶縁粒子２２の平均粒径を１５ｎｍ以下に設定した場合は１５０℃程度である。

積層された無機絶縁層１４および樹脂層前駆体３３を加熱加圧する際の圧力は、例えば０．５ＭＰａ以上２ＭＰａ以下であり、加圧時間は、例えば６０秒以上１０分以下であり、加熱温度は、例えば８０℃以上１４０℃以下である。この加熱加圧条件を適宜調節することによって、樹脂層前駆体３３の一部を第１間隙２４および第２間隙２５内に良好に充
填することができる。なお、加熱温度は、樹脂層前駆体３３の硬化開始温度未満であるため、樹脂層前駆体３３を未硬化の状態で維持することができる。

（３）図６（ａ）ないし図７（ｂ）に示すように、コア基板５上に積層シート３４を積層して絶縁層１０を形成し、絶縁層１０に導電層１１およびビア導体１２を形成する。具体的には、例えば以下のように行なう。

まず、図６（ａ）に示すように、樹脂層前駆体３３をコア基板５に接しつつ、コア基板５上に積層シート３４を積層し、積層されたコア基板５および積層シート３４を厚み方向に加熱加圧することによって、コア基板５に積層シート３４を接着させた後、積層シート３４の樹脂層前駆体３３を硬化開始温度以上、熱分解温度未満の温度で加熱することによって、樹脂層前駆体３３を硬化させて樹脂層１３とする。その結果、この樹脂層１３と積層シート３４に含まれていた無機絶縁層１４とを有する絶縁層１０をコア基板５上に形成することができる。

次に、図６（ｂ）および図６（ｃ）に示すように、塩化第二鉄溶液または塩化銅溶液等を用いて、無機絶縁層１４から支持体３２を化学的に剥離した後、レーザー加工等を用いて、絶縁層１０を厚み方向に貫通するとともに導電層１１を露出したビア孔を形成する。次に、レーザー加工によってビア孔内に生じたスミア（樹脂の残渣）を除去する（デスミア処理）。次に、図７（ａ）および図７（ｂ）に示すように、無電解めっき法および電解めっき法等を用いたセミアディティブ法、サブトラクティブ法またはフルアディティブ法等によって、絶縁層１０上に所望のパターンの導電層１１を形成するとともに、ビア孔内にビア導体１２を形成する。この際、導電層１１は、絶縁層１０における無機絶縁層１４の一主面の一部に配される。

工程（２）で第１間隙２４および第２間隙２５に入り込んでいた樹脂層前駆体３３の一部が、本工程で第１樹脂部１８および第２樹脂部１９となる。この際に第１樹脂部１８および第２樹脂部１９が硬化収縮するため、第１樹脂部１８によって突出部２８が固定される。なお、積層されたコア基板５および積層シート３４を加熱加圧する際の各条件は、工程（２）の加熱加圧と同様である。

ここで、本実施形態においては、無機絶縁層１４から支持体３２を剥離することによって、工程（２）で形成した凸部２６および凹部２７が露出する。そして、無機絶縁層１４の凹部２７が露出した一主面上で導電層１１を形成すると、この凹部２７にめっき液が入り込むため、導電層１１の窪み部２８および突出部２９を形成することができる。この際にめっき液にさらされた第１樹脂部１８および第２樹脂部１９が乾燥収縮するため、第１樹脂部１８によって導電層１１の突出部２９が固定される。したがって、本工程において、導電層１１の無機絶縁層１４からの剥離を低減し、導電層１１同士の接触を低減して短絡を低減できる。

（４）図８（ａ）および図８（ｂ）に示すように、絶縁層１０上に積層シート３４を積層してさらに絶縁層１０を形成し、この絶縁層１０に導電層１１およびビア導体１２を形成することによって、コア基板５上にビルドアップ層６を形成し、配線基板３を作製する。具体的には、例えば以下のように行なう。ここで、便宜上、本工程で形成する絶縁層１０を第１絶縁層１０ａとし、工程（３）で形成した絶縁層１０を第２絶縁層１０ｂとする。

まず、図８（ａ）に示すように、樹脂層前駆体３３を第２絶縁層１０ｂに接しつつ、第２絶縁層１０ｂ上に積層シート３４を積層し、積層された第２絶縁層１０ｂおよび積層シート３４を厚み方向に加熱加圧することによって、第２絶縁層１０ｂに積層シート３４を
接着させた後、積層シート３４の樹脂層前駆体３３を硬化開始温度以上、熱分解温度未満の温度で加熱することによって、樹脂層前駆体３３を硬化させて樹脂層１３とする。その結果、この樹脂層１３と積層シート３４に含まれていた無機絶縁層１４とを有する第１絶縁層１０ａを第２絶縁層１０ｂ上に形成することができる。次に、図８（ｂ）に示すように、工程（３）と同様の方法で、第１絶縁層１０ａに導電層１１およびビア導体１２を形成する。なお、本工程を繰り返すことによって、ビルドアップ層６をより多層化することができる。

第２絶縁層１０ｂに積層シート３４を接着させる際に、樹脂層前駆体３３は流動するため、樹脂層前駆体３３は無機絶縁層１４の一主面の他の部分に配されるとともに導電層１１の側面および一主面を被覆する。したがって、第１絶縁層１０ａの樹脂層１３は、無機絶縁層１４の一主面に配された導電層１１の側面および一主面を被覆する。なお、積層された第２絶縁層１０ｂおよび積層シート３４を加熱加圧する際の各条件は、工程（２）の加熱加圧と同様である。

なお、全層の絶縁層１０を形成した後、絶縁層１０を硬化開始温度以上、熱分解温度未満の温度でさらに加熱しても構わない。その結果、第１樹脂部１８の硬化が不完全であった場合に第１樹脂部１８の硬化度を高めることができる。この際に第１樹脂部１８が硬化収縮するため、第１樹脂部１８によって突出部２８が固定される。

（５）配線基板３に対してバンプ４を介して電子部品２をフリップチップ実装することにより、図１（ａ）に示した実装構造体１を作製する。

本発明は、前述の実施形態に限定されず、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、組合せ等が可能である。

例えば、前述した本発明の実施形態においては、電子部品２としてＩＣまたはＬＳＩ等の半導体素子を用いた構成を例に説明したが、電子部品２は、ＣＭＯＳイメージセンサ等の固体撮像素子、ＬＥＤ等の発光素子または弾性表面波（ＳＡＷ）装置もしくは圧電薄膜共振器（ＦＢＡＲ）等の弾性波装置を用いても構わない。

また、前述した本発明の実施形態においては、電子部品２を配線基板３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２を配線基板３にワイヤボンディング実装しても構わないし、電子部品２を配線基板３に内蔵させても構わない。

また、前述した本発明の実施形態においては、配線基板３としてコア基板５およびビルドアップ層６からなるビルドアップ多層基板を用いた構成を例に説明したが、配線基板３としてビルドアップ多層基板以外のものを用いてもよく、例えば配線基板３としてコアレス基板を用いても構わない。

また、前述した本発明の実施形態においては、無機絶縁層１４をビルドアップ層６に適用した構成を例に説明したが、無機絶縁層１４を基体７に適用しても構わない。

また、前述した本発明の実施形態においては、１つのビルドアップ層６が絶縁層１０を２層含む構成を例に説明したが、１つのビルドアップ層６は絶縁層１０を３層以上含んでいても構わない。

また、前述した本発明の実施形態においては、無機絶縁粒子１７が第２無機絶縁粒子２３を含む構成を例に説明したが、無機絶縁粒子１７は第２無機絶縁粒子２３を含まなくても構わない。

また、前述した本発明の実施形態においては、工程（２）で溶剤３５の蒸発と無機絶縁粒子１７の加熱とを別々に行なう構成を例に説明したが、これらを同時に行なっても構わない。

また、前述した本発明の実施形態においては、工程（３）で無機絶縁層１４から支持体３２を剥離した後に導電層１１を形成した構成を例に説明したが、銅箔等の金属箔からなる支持体３２を無機絶縁層１４から剥離せずに残存させて、セミアディティブ法またはサブトラクティブ法等によって所望のパターンの導電層１１を形成しても構わない。この場合には、樹脂層前駆体３３を硬化させる際の第１樹脂部１８の硬化収縮によって、導電層１１の突出部２８が固定される。

１ 実装構造体
２ 電子部品
３ 配線基板
４ バンプ
５ コア基板
６ ビルドアップ層
７ 基体
８ スルーホール導体
９ 絶縁体
１０ 絶縁層
１１ 導電層
１２ ビア導体
１３ 樹脂層
１４ 無機絶縁層
１５ 樹脂
１６ フィラー粒子
１７ 無機絶縁粒子
１８ 第１樹脂部
１９ 第２樹脂部
２０ 無機絶縁構造体
２１ 接続部
２２ 第１無機絶縁粒子
２３ 第２無機絶縁粒子
２４ 第１間隙
２５ 第２間隙
２６ 凸部
２７ 凹部
２８ 窪み部
２９ 突出部
３０ 無機絶縁層の一主面の近傍領域
３１ 無機絶縁層の他主面の近傍領域
３２ 支持体
３３ 樹脂層前駆体
３４ 積層シート
３５ 溶剤
３６ 無機絶縁ゾル

Claims (12)

1. 複数の凸部および該凸部同士の間に位置する複数の凹部を一主面に有する無機絶縁層と、該無機絶縁層の前記一主面に部分的に配されているとともに前記凸部に対応した窪み部および前記凹部に対応した突出部を有する導電層とを備え、
   前記無機絶縁層は、一部が互いに接続した複数の第１無機絶縁粒子と、前記無機絶縁層の前記一主面にて前記複数の第１無機絶縁粒子と前記導電層との間に介在した第１樹脂部とを含むことを特徴とする配線基板。
2. 請求項１に記載の配線基板において、
   前記第１樹脂部は、前記凸部に配されていることを特徴とする配線基板。
3. 請求項２に記載の配線基板において、
   前記第１樹脂部は、前記突出部に接していることを特徴とする配線基板。
4. 請求項２に記載の配線基板において、
   前記第１樹脂部は、前記無機絶縁層の厚み方向に沿った断面において、前記凹部を挟んで隣接する１組の前記凸部それぞれに配されていることを特徴とする配線基板。
5. 請求項４に記載の配線基板において、
   前記１組の前記凸部それぞれに配された前記第１樹脂部は、前記凹部の底部を介してつながっていることを特徴とする配線基板。
6. 請求項１に記載の配線基板において、
   前記第１樹脂部は、前記凹部の底部に配されていることを特徴とする配線基板。
7. 請求項６に記載の配線基板において、
   前記第１樹脂部は、前記突出部の頂部に接していることを特徴とする配線基板。
8. 請求項１に記載の配線基板において、
   前記第１樹脂部の幅は、前記第１無機絶縁粒子の平均粒径よりも大きいことを特徴とする配線基板。
9. 請求項１に記載の配線基板において、
   前記無機絶縁層は、前記第１無機絶縁粒子同士の間に配されているとともに前記第１樹脂部とつながった第２樹脂部を有することを特徴とする配線基板。
10. 請求項９に記載の配線基板において、
    前記第２樹脂部の幅は、前記第１無機絶縁粒子の平均粒径よりも小さいことを特徴とする配線基板。
11. 請求項１に記載の配線基板において、
    前記凹部は、前記無機絶縁層の主面方向に沿った断面において、前記第１樹脂部に取り囲まれていることを特徴とする配線基板。
12. 請求項１ないし１１のいずれかに記載の配線基板と、該配線基板に実装され、前記導電層に電気的に接続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。

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