JP4714510B2 - 配線基板の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、セラミックで構成されたセラミック副コアが収容されたコア基板を備える配線基板の製造方法に関する。
従来より、半導体集積回路素子（以下「ＩＣチップ」という）が搭載される配線基板には、オーガニックパッケージ基板が用いられている。オーガニックパッケージ基板は、ガラス繊維にて強化されたエポキシ樹脂などの高分子材料を主体とするコア基板上に、高分子材料からなる誘電体層と金属材料からなる導体層とが交互に積層された配線積層部が形成された構造を有する。しかし、オーガニックパッケージ基板は高分子材料を主体とすることから、半田リフローなどの熱履歴が加わると、シリコンを主体とするＩＣチップとの線膨張係数差によって断線などの不具合につながる惧れがある。そこで、特許文献１では、ＩＣチップと配線基板の線膨張係数差を縮減するために、高分子材料からなるコア本体よりも線膨張係数の小さいセラミックからなる副コアをコア基板内に収容した構造を有する配線基板が提案されている。
ところで、上記のようなコア基板は、コア本体の主面間を貫通する貫通孔として形成された副コア収容部の第２主面側の開口を表面に粘着剤を有するシート材で塞ぎ、セラミック副コアを副コア収容部の第１主面の開口側から収容するとともに粘着剤に固着させ、コア本体とセラミック副コアの隙間に充填樹脂を注入して硬化させることで得ることができる。しかしながら、収容の際にセラミック副コアがシート材にうまく密着しない場合があり、この状態で充填樹脂を注入すると、セラミック副コアとシート材の間に充填樹脂が浸入してしまうという問題がある。充填樹脂が浸入してセラミック副コアの主面に充填樹脂が付着してしまうと、それを除去するための洗浄や研磨を行う必要が生じて製造工程が煩雑となったり、かかる洗浄や研磨によってセラミック副コア等を損傷してしまう惧れがある。
また、充填樹脂の硬化後にはシート材がコア基板（コア本体及びセラミック副コア）から剥離されるが、ここで、シート材が剥離されたコア基板の主面には、接着剤の残渣が付着している場合があるという問題がある。接着剤の残渣が付着していると、それを除去するための洗浄や研磨を行う必要が生じて製造工程が煩雑となったり、かかる洗浄や研磨によってセラミック副コア等を損傷してしまう惧れがある。
本発明は、上記問題を鑑みて為されたものであり、コア本体にセラミック副コアを収容したコア基板を形成する際に、コア本体とセラミック副コアの隙間へ注入される充填樹脂がセラミック副コアの主面へ付着することを防止し、また、接着剤の残渣がセラミック副コアの主面へ付着することを防止することが可能な配線基板の製造方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、本発明の配線基板の製造方法は、
高分子材料で構成され、主面に導体パターンが形成された板状のコア本体に、主面間を貫通する貫通孔として副コア収容部が形成され、その内部にセラミックで構成され、主面に導体パッドが形成された板状のセラミック副コアが収容されたコア基板と、該コア基板の主面上に高分子材料で構成された誘電体層と導体層とが交互に積層して形成された配線積層部とを備える配線基板の製造方法であって、
コア本体の主面間を貫通する貫通孔として形成された副コア収容部の第２主面側の開口を、表面に粘着剤を有するシート材で、該粘着剤が副コア収容部の内側に露出するように塞ぐ閉塞工程と、
セラミック副コアを、副コア収容部の第１主面の開口側から収容するとともに粘着剤に固着させる副コア収容工程と、
セラミック副コアとシート材とを厚さ方向に相互に加圧する加圧工程と、
コア本体とセラミック副コアの隙間に充填樹脂を注入して硬化させる充填硬化工程と、をこの順に含み、
加圧工程は、コア本体、セラミック副コア、シート材により構成される積重物を一対の加圧ローラで挟持することにより加圧を行うことを特徴とする。
高分子材料で構成され、主面に導体パターンが形成された板状のコア本体に、主面間を貫通する貫通孔として副コア収容部が形成され、その内部にセラミックで構成され、主面に導体パッドが形成された板状のセラミック副コアが収容されたコア基板と、該コア基板の主面上に高分子材料で構成された誘電体層と導体層とが交互に積層して形成された配線積層部とを備える配線基板の製造方法であって、
コア本体の主面間を貫通する貫通孔として形成された副コア収容部の第２主面側の開口を、表面に粘着剤を有するシート材で、該粘着剤が副コア収容部の内側に露出するように塞ぐ閉塞工程と、
セラミック副コアを、副コア収容部の第１主面の開口側から収容するとともに粘着剤に固着させる副コア収容工程と、
セラミック副コアとシート材とを厚さ方向に相互に加圧する加圧工程と、
コア本体とセラミック副コアの隙間に充填樹脂を注入して硬化させる充填硬化工程と、をこの順に含み、
加圧工程は、コア本体、セラミック副コア、シート材により構成される積重物を一対の加圧ローラで挟持することにより加圧を行うことを特徴とする。
上記本発明によると、副コア収容工程と充填硬化工程との間に、セラミック副コアとシート材とを厚さ方向に相互に加圧する加圧工程を行うことにより、セラミック副コアとシート材（その表面の粘着剤）の間に生じている隙間をなくし、密着領域をより増大させることができるので、これによって、充填樹脂の注入時におけるセラミック副コアとシート材の間への充填樹脂の浸入を防止できる。
このような加圧工程は、セラミック副コアが主面（少なくとも粘着剤に固着される側の主面（第２主面））の中央領域にパッド（導体パッド）等を有している場合に特に有効である。すなわち、セラミック副コアが主面の中央領域にパッドを有している場合、副コア収容工程においてセラミック副コアをシート材表面の粘着剤に固着させると、パッドが粘着剤に接触するため、パッドが形成された中央領域の周囲に隙間が生じ易くなり、密着領域が不十分となって隙間に充填樹脂が浸入してしまう惧れがある（図１４の上図参照）。そこで、加圧工程を行うことによって、そのような隙間をなくし、密着領域をより増大させることで、充填樹脂の注入時におけるセラミック副コアとシート材の間への充填樹脂の浸入を防止できる（図１４の下図参照）。
ここで、加圧工程は、少なくともセラミック副コアの第１主面に補助板を載置して加圧を行うことができる。これによれば、セラミック副コアとシート材との間に印加される圧力をより均一にすることができるとともに、セラミック副コアの第１主面側の損傷を防ぐことができる（特に、パッドを有している場合などに有効である）。
具体的には、セラミック副コアがコア本体と同じ厚さを有している場合に、加圧工程は、セラミック副コアの第１主面を含むコア本体の第１主面に補助板を載置して加圧を行うことができる。閉塞工程によって、副コア収容部（貫通孔）の第２主面側の開口がシート材で塞がれているため、セラミック副コアがコア本体と同じ厚さを有している場合、両者の第１主面は板厚方向の高さが揃えられた形となる。そこで、セラミック副コアの第１主面を含むコア本体の第１主面に補助板を載置して加圧を行うことにより、セラミック副コアに過度の圧力が加わることを防ぐとともに、セラミック副コアの収容位置のズレを防ぐこともできる。ここで、「セラミック副コアがコア本体と同じ厚さ」とは、厚さが完全同一の場合に限らず、１０％程度以内の誤差も許容するものとする。加圧工程の加圧時に補助板等が撓むことなどを考慮すれば、厚さの誤差が１０％程度あっても上記の効果を得ることができる。
または、副コア収容工程において、セラミック副コアをその第１主面がコア本体の第１主面と板厚方向の高さを揃える形で収容し、加圧工程は、セラミック副コアの第１主面を含むコア本体の第１主面に補助板を載置して加圧を行うことができる。上記と同様に、セラミック副コア及びコア本体の第１主面の板厚方向の高さが揃えられた形であれば、セラミック副コアの第１主面を含むコア本体の第１主面に補助板を載置して加圧を行うことにより、セラミック副コアに過度の圧力が加わることを防ぐとともに、セラミック副コアの収容位置のズレを防ぐこともできる。ここで、「板厚方向の高さを揃える」とは、高さが完全同一の場合に限らず、１０％程度以内の誤差も許容するものとする。加圧工程の加圧時に補助板等が撓むことなどを考慮すれば、高さの誤差が１０％程度あっても上記の効果を得ることができる。
より詳細には、加圧工程は、コア本体、副コア収容部に収容されたセラミック副コア、第１主面側に載置された補助板、第２主面側に設けられたシート材により構成される積重物を、一対の加圧ローラで挟持することにより加圧を行うことができる。かかる積重物に対して加圧ローラで加圧することにより、セラミック副コアとシート材との間に印加される圧力をより均一にし、セラミック副コアに過度の圧力が加わることを防ぐとともに、セラミック副コアの収容位置のズレを防ぐこともできる。また、第１主面側には補助板，第２主面側にはシート材があることから、コア本体とセラミック副コアを損傷させることなく加圧が可能である。
なお、加圧工程における加圧は、０．５kg/cm2以上８kg/cm2以下（好ましくは１kg/cm2以上５kg/cm2以下）の圧力で行うことができる。下限を下回れば、セラミック副コアとシート材との間の加圧が十分でない惧れがある。他方、上限を上回ると、効果が飽和するうえ、圧力が過度なものとなってセラミック副コア等を損傷する惧れがある。
次に、本発明の配線基板の製造方法では、シート材の表面の粘着剤をゴム系粘着剤とすることができる。本発明者等は、シリコン系，ゴム系，アクリル系など種々の接着剤が存在する中で、ゴム系粘着剤をシート材の表面の粘着剤として用いた場合に、シート材が剥離されたコア基板（コア本体及びセラミック副コア）の主面において接着剤の残渣が十分に少ないことを見出した。従って、このようにゴム系粘着剤を用いれば、シート材の剥離後に洗浄や研磨を行うことなく、コア基板の主面上に配線積層部を形成できるのである。
また、かかる粘着剤の粘着力は、ＪＩＳ Ｚ ０２３７に規定の１８０°引きはがし法による測定値で６N/25mm以上１２N/25mm以下（好ましくは６N/25mm以上１１N/25mm以下）であることが好ましい。ここで、単位［N/25mm］は、幅２５ｍｍのシート材を試料として測定された力を意味する。下限を下回れば、副コア収容工程でセラミック副コアを十分に固着できない惧れがある。他方、上限を上回ると、効果が飽和するうえ、粘着力が過度なものとなって残渣が生じやすくなる惧れがある。
＜配線基板の実施形態＞
本発明の配線基板の製造方法により得られる配線基板の実施形態を、図面を参照しながら説明する。図１は、配線基板１の断面構造を概略的に表す図である。なお、本実施形態において板状の部材は、図中で上側に表れている面を第１主面ＭＰ１とし、下側に表れている面を第２主面ＭＰ２とする。配線基板１は、コア基板ＣＢのうち半田バンプ７の下部領域にセラミック副コア３を有しており、半導体集積回路素子（ＩＣチップ）Ｃとの線膨張係数差を縮減し、熱応力による断線等を生じ難くするものである。以下、詳細な説明を行う。
本発明の配線基板の製造方法により得られる配線基板の実施形態を、図面を参照しながら説明する。図１は、配線基板１の断面構造を概略的に表す図である。なお、本実施形態において板状の部材は、図中で上側に表れている面を第１主面ＭＰ１とし、下側に表れている面を第２主面ＭＰ２とする。配線基板１は、コア基板ＣＢのうち半田バンプ７の下部領域にセラミック副コア３を有しており、半導体集積回路素子（ＩＣチップ）Ｃとの線膨張係数差を縮減し、熱応力による断線等を生じ難くするものである。以下、詳細な説明を行う。
図２は、ＩＣチップＣと主基板（マザーボード等）ＧＢとの間に配置された配線基板１を表す図である。ＩＣチップＣは、信号端子，電源端子，グランド端子を第２主面に有し（図示せず）、配線基板１の第１主面ＭＰ１に形成された半田バンプ７（Ｐｂ−Ｓｎ系，Ｓｎ−Ａｇ系，Ｓｎ−Ｓｂ系，Ｓｎ−Ｚｎ系の半田等）にフリップチップ接続されている。また、ＩＣチップＣと配線基板１の第１主面ＭＰ１の間には、半田バンプ７の熱疲労寿命を向上させるために、熱硬化性樹脂からなるアンダーフィル材（図示せず）が充填形成される。他方、主基板（マザーボード等）ＧＢは、セラミック粒子や繊維をフィラーとして強化された高分子材料を主体に構成されており、配線基板１の第２主面ＭＰ２に形成された半田ボールＢＬを介して端子パッド５６に接続されている。
図３は、配線基板１の第１主面ＭＰ１を表す図である。半田バンプ７は、格子状（あるいは千鳥状でもよい）に配列しており、このうち、中央部には電源端子７ａとグランド端子７ｂとが互い違いに配置され、また、これらを取り囲む形で信号端子７ｓが配置されている。これらは、ＩＣチップＣの端子に対応する。
コア本体２は、耐熱性樹脂板（例えばビスマレイミド−トリアジン樹脂板）や繊維強化樹脂板（例えばガラス繊維強化エポキシ樹脂）等で板状に構成される。そして、半田バンプ７の下部領域を含む位置には、主面ＭＰ１，ＭＰ２間を貫通する副コア収容部２５（貫通孔）が形成され、その内部には板状のセラミック副コア３が収容され、コア基板ＣＢを為している。
セラミック副コア３は、主面ＭＰ１，ＭＰ２間を貫通する貫通導体３２とそれに接続する主面ＭＰ１，ＭＰ２上の導体パッド３１とを有しており、これらはそれぞれ電源端子７ａ及びグランド端子７ｂに対応する。セラミック副コア３内に、電源用及びグランド用の貫通導体３２を並列形成することで、電源用及びグランド用の経路の低インダクタンス化ひいては低インピーダンス化を図ることができる。
セラミック副コア３は、セラミック材料の粉末を含有したセラミックグリーンシートに、パンチングあるいはレーザー穿孔等によりビアホールを形成し、金属粉末ペーストを充填したものを積層して焼成することにより得ることができる。セラミック副コア３を構成するセラミック材料３３としては、アルミナ，窒化珪素，窒化アルミニウム等や、ホウケイ酸系ガラス，ホウケイ酸鉛系ガラスにアルミナ等の無機セラミックフィラーを４０重量部以上６０重量部以下添加したガラスセラミック等を使用できる。
副コア収容部２５内でセラミック副コア３とコア本体部２との隙間をなす空間には、高分子材料からなる充填樹脂４が充填形成されている。この充填樹脂４は、シリカフィラーなどの無機フィラーを含むエポキシ系の樹脂からなり、セラミック副コア３をコア本体部２に対して固定するとともに、セラミック副コア３とコア本体部２との面内方向及び厚さ方向の線膨張係数差を自身の弾性変形により吸収する役割を果たす。
コア基板ＣＢの両主面ＭＰ１，ＭＰ２上に設けられた配線積層部Ｌ１，Ｌ２は、誘電体層Ｂ１１〜Ｂ１４，Ｂ２１〜Ｂ２４と導体層Ｍ１１〜Ｍ１４，Ｍ２１〜Ｍ２４とが交互に積層された構造を有する。導体層Ｍ１１〜Ｍ１４，Ｍ２１〜Ｍ２４は、Ｃｕメッキからなる配線５１，５３やパッド５５，５６などにより構成されている。導体層Ｍ１１〜Ｍ１４，Ｍ２１〜Ｍ２４間は、ビア導体６によって層間接続がなされており、これによって、パッド５５からパッド５６への導通経路（信号用，電源用，グランド用）が形成されている。また、パッド５５，５６は半田バンプ７や半田ボールＢＬを形成するためのものであり、その表面にはＮｉ−Ａｕメッキが施されている。
誘電体層Ｂ１１〜Ｂ１４，Ｂ２１〜Ｂ２４は、エポキシ樹脂等の高分子材料からなり、誘電率や絶縁耐圧を調整するシリカ粉末等の無機フィラーを適宜含んでいる。このうち誘電体層Ｂ１１〜Ｂ１３，Ｂ２１〜Ｂ２３は、ビルドアップ樹脂絶縁層，ビア層と呼ばれ、導体層Ｍ１１〜Ｍ１４，Ｍ２１〜Ｍ２４間を絶縁するとともに、層間接続のためのビア導体６が貫通形成されている。他方、誘電体層Ｂ１４，Ｂ２４は、ソルダーレジスト層であり、パッド５５，５６を露出させるための開口が形成されている。
また、コア基板ＣＢのコア本体部２及び誘電体層Ｂ１１，Ｂ２１には、貫通孔が形成され、その内壁には配線積層部Ｌ１，Ｌ２間の導通を図るスルーホール導体２１が形成されている。このスルーホール導体２１は、信号端子７ｓに対応するものである。スルーホール導体２１の内側には、シリカフィラーなどの無機フィラーを含むエポキシ系の樹脂からなる樹脂製穴埋め材２３が充填形成されており、スルーホール導体２１の端部にはＣｕメッキからなる蓋導体５２が形成されている。なお、スルーホール導体２１及び蓋導体５２が形成された、コア基板を中心とする導体層Ｍ１２からＭ２２までの領域はコア領域ＣＲと称される。
＜配線基板の第１変形例＞
配線基板１の第１変形例（配線基板１’）について説明する。以下、主に配線基板１と異なる箇所について述べ、重複する箇所については図中に同番号を付して説明を省略する。図９に示す配線基板１’は、セラミック副コア３’の第１主面ＭＰ１側に薄膜コンデンサ部３Ｃが組込まれてなる。薄膜コンデンサ部３Ｃは、ＩＣチップＣのスイッチングノイズの低減や動作電源電圧の安定化を図るためのものであり、半田バンプ７直下に当たるセラミック副コア３’の第１主面ＭＰ１側（セラミック基体３４上）に設けられることで、ＩＣチップＣと薄膜コンデンサ３Ｃとの間の配線長を短縮化し、配線のインダクタンス成分の減少に寄与している。
配線基板１の第１変形例（配線基板１’）について説明する。以下、主に配線基板１と異なる箇所について述べ、重複する箇所については図中に同番号を付して説明を省略する。図９に示す配線基板１’は、セラミック副コア３’の第１主面ＭＰ１側に薄膜コンデンサ部３Ｃが組込まれてなる。薄膜コンデンサ部３Ｃは、ＩＣチップＣのスイッチングノイズの低減や動作電源電圧の安定化を図るためのものであり、半田バンプ７直下に当たるセラミック副コア３’の第１主面ＭＰ１側（セラミック基体３４上）に設けられることで、ＩＣチップＣと薄膜コンデンサ３Ｃとの間の配線長を短縮化し、配線のインダクタンス成分の減少に寄与している。
薄膜コンデンサ部３Ｃは、コンデンサを形成する複数の誘電体薄膜３８と複数の電極導体薄膜３６，３７とが交互に積層されたものである。電極導体薄膜３６，３７には、電源端子７ａに対応する電源側電極導体薄膜とグランド端子７ｂに対応するグランド側電極導体薄膜との互いに直流的に分離された２種類が存在し、誘電体薄膜３８により隔てられた形で積層方向に交互に配列している。
このような薄膜コンデンサ部３Ｃは、周知の成膜技術による成膜と、周知のフォトリソグラフィー技術によるパターニングとを繰り返すことで製造できる。電極導体薄膜３６，３７は、例えばＣｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｐｔ等の金属で構成でき、スパッタリングや真空蒸着などの気相成膜法にて形成される。他方、誘電体薄膜３８は、酸化物あるいは窒化物などで構成され、高周波スパッタリング，反応性スパッタリング，化学気相堆積法（Chemical Vapor Deposition：ＣＶＤ）などの気相成膜法により形成される。また、酸化物（ペロブスカイト型結晶構造を有した複合酸化物、例えばチタン酸バリウム，チタン酸ストロンチウム，チタン酸鉛の１種又は２種以上）で構成される場合、いわゆるゾルゲル成膜法などの化学溶液成膜法（Chemical Solution Deposition：ＣＳＤ）にて形成することもできる。
具体的には、薄膜コンデンサ部３Ｃは、例えば図１０〜図１２のような工程に従って製造することができる。なお、薄膜コンデンサ部３Ｃはセラミック基体３４上に形成されるが、このセラミック基体３４は、上述のように、セラミックの原料粉末を含有した周知のセラミックグリーンシートと、パンチングあるいはレーザー穿孔等により形成したビアホールに、金属粉末ペーストを充填したものを積層して焼成することにより得られる。
まず、工程Ｃ１では、セラミック基体３４の主面上に金属薄膜３６７を成膜する。そして、工程Ｃ２に進み、金属薄膜３６７のうち電源用またはグランド用に対応する貫通導体３２の周囲をドーナツ状にエッチングし、貫通導体３２と電極導体薄膜３６とを分離する。これを上部から見た図を図１２に示す。続いて、工程Ｃ３に進み、電極導体薄膜３６の全面を覆うように誘電体薄膜３８を例えばゾルゲル法で成膜し、工程Ｃ４では、誘電体薄膜３８のうち貫通導体３２に対応する位置に開口を形成する。次に、工程Ｃ５で、工程Ｃ１と同様に金属薄膜３６７を形成し、工程Ｃ６で、工程Ｃ２の場合とは異なる貫通導体３２の周囲をドーナツ状にエッチングし、貫通導体３２と電極導体薄膜３７とを分離する。これを上部から見た図を図１２に示す。以上の工程を繰り返すことで、複数の誘電体薄膜３８と複数の電極導体薄膜３６，３７とが交互に積層した構造が得られる。
＜配線基板の第２変形例＞
配線基板１の第２変形例（配線基板１”）について説明する。以下、主に配線基板１と異なる箇所について述べ、重複する箇所については図中に同番号を付して説明を省略する。図１３に示す配線基板１”は、セラミック副コア３”の全体が積層セラミックコンデンサとして構成されている。この積層セラミックコンデンサは、第１変形例（配線基板１’）における薄膜コンデンサ部３Ｃと同様の積層構造を有しており、電源端子７ａに対応する電源側電極導体層と、グランド端子７ｂに対応するグランド側電極導体層との互いに直流的に分離された２種類の電極導体層３６，３７が、セラミック層３３により隔てられた形で積層方向に交互に配列している。
配線基板１の第２変形例（配線基板１”）について説明する。以下、主に配線基板１と異なる箇所について述べ、重複する箇所については図中に同番号を付して説明を省略する。図１３に示す配線基板１”は、セラミック副コア３”の全体が積層セラミックコンデンサとして構成されている。この積層セラミックコンデンサは、第１変形例（配線基板１’）における薄膜コンデンサ部３Ｃと同様の積層構造を有しており、電源端子７ａに対応する電源側電極導体層と、グランド端子７ｂに対応するグランド側電極導体層との互いに直流的に分離された２種類の電極導体層３６，３７が、セラミック層３３により隔てられた形で積層方向に交互に配列している。
このような積層セラミックコンデンサからなるセラミック副コア３”は、具体的には、電極導体層３６，３７と、それらと同時焼成されたセラミック層３３とが交互に積層された積層セラミックコンデンサとされている。すなわち、セラミック副コア３”は、セラミック層３３をセラミックグリーンシートにより形成し、電極導体層３６，３７を金属ペーストの印刷塗布により形成し、これらの積層体を同時焼成することにより得ることができる。また、電極導体層３６同士あるいは３７同士は、ビアをなす貫通導体３２により積層方向に連結されており、これらは金属ペーストの印刷パターニング時に互いに分離されて形成される。
＜配線基板の製造方法の実施形態＞
本発明の配線基板の製造方法の実施形態を、図面を参照しながら説明する。図４〜図８は、配線基板１の製造工程を表す図である。
本発明の配線基板の製造方法の実施形態を、図面を参照しながら説明する。図４〜図８は、配線基板１の製造工程を表す図である。
工程１では、コア本体部２の両主面ＭＰ１，ＭＰ２に導体パターン５４（導体層Ｍ１１）を形成する。これは、両主面に銅箔を有する耐熱性樹脂板（例えばビスマレイミド−トリアジン樹脂板）または繊維強化樹脂板（例えばガラス繊維強化エポキシ樹脂）に対し、マスク材を用いて銅箔をパターンエッチングすることにより得ることができる。
工程２では、主面ＭＰ１，ＭＰ２間を貫通する貫通孔をドリル加工により形成して、副コア収容部２５を設ける。また、副コア収容部２５（貫通孔）の側壁に対しては、過マンガン酸カリウム等により粗化処理を施すことにより、後に充填される充填樹脂４との密着性を向上させることができる。更には、有機系化合物（カップリング剤）を塗布しても良い。
工程３（閉塞工程）では、副コア収容部２５（貫通孔）の第２主面ＭＰ２側の開口を、表面に粘着剤ａｄを有するシート材Ｓで、粘着剤ａｄが副コア収容部２５の内側に露出するように塞ぐ。シート材Ｓの材質（基材）は、例えばポリエステルやポリイミド、ＰＥＴ等の樹脂シートを用いることができる。また、シート材Ｓの表面に付される粘着剤ａｄは、ゴム系粘着剤とすることができる。ゴム系粘着剤を用いると、後述の工程６（充填硬化工程）でシート材Ｓを剥離する場合に、接着剤ａｄの残渣が生じ難く、それを除去するための洗浄や研磨を行う必要がなくなるという利点がある。ゴム系粘着剤を用いた粘着剤ａｄの粘着力は、例えば、ＪＩＳ Ｚ ０２３７に規定の１８０°引きはがし法による測定値で７N/25mm以上１０N/25mm以下程度である。
工程４（副コア収容工程）では、副コア収容部２５の第１主面ＭＰ１側の開口からセラミック副コア３を収容するとともに粘着剤ａｄに固着させる。これは、公知のマウント装置を用いることにより、セラミック副コア３を精度良く収容することができる。
工程５（加圧工程）では、セラミック副コア３とシート材Ｓとを厚さ方向に相互に加圧する。ここで、セラミック副コア３は、コア本体２とほぼ同じ厚さを有しているので、工程４（副コア収容工程）で副コア収容部２５に収容されると、セラミック副コア３の第１主面ＭＰ１がコア本体２の第１主面ＭＰ１と板厚方向の高さが揃った形となる。そこで、このような高さの揃ったセラミック副コア３及びコア本体２の第１主面ＭＰ１に補助板ＡＢを載置して加圧を行う。具体的には、図５に示すように、コア本体２、副コア収容部２５に収容されたセラミック副コア３、第１主面ＭＰ１側に載置された補助板ＡＢ、第２主面ＭＰ２側に設けられたシート材Ｓにより構成される積重物を、一対の加圧ローラＧＲで挟持することにより加圧を行う。
補助板ＡＢは、例えば、耐熱性樹脂板（例えばビスマレイミド−トリアジン樹脂板）または繊維強化樹脂板（例えばガラス繊維強化エポキシ樹脂）を用いることができる。加圧ローラＧＲは、回転制御されたゴムローラで構成され、例えばプレス圧：２kg/cm2以上４kg/cm2以下，搬送速度：０．５m/min以上５m/min以下で上記積重物を挟持搬送することで加圧を行う。また、加圧は、例えば４０℃以上６０℃以下程度の温度で行うことが好ましい。このような積重物に対して加圧を行うことにより、セラミック副コア３とシート材Ｓとの間に印加される圧力をより均一にし、セラミック副コア３に過度の圧力が加わることを防ぐとともに、セラミック副コア３の収容位置のズレを防止することができる。また、第１主面ＭＰ１側には補助板ＡＢ，第２主面ＭＰ２側にはシート材Ｓがあることから、コア本体２やセラミック副コア３の主面ＭＰ１，ＭＰ２上の導体パターン５４や導体パッド３１を損傷させることなく加圧を行うことができる。
本工程５（加圧工程）の効果を、図１４の要部拡大図により説明する。工程４（副コア収容工程）でセラミック副コア３をシート材Ｓ表面の粘着剤ａｄに固着させると、図１４の上図に示すように、セラミック副コア３の第２主面ＭＰ２の中央領域に形成された導体パッド３１が粘着剤ａｄに接触するため、導体パッド３１が形成された中央領域の周囲に隙間ＳＣが生じる。このように隙間ＳＣが生じると、セラミック副コア３とシート材Ｓ（表面の粘着剤ａｄ）との密着領域が不足し、後の工程６（充填硬化工程）で充填樹脂４が浸入してしまう惧れがある。そこで、本工程５（加圧工程）を行うことによって、そのような隙間ＳＣをなくし、密着領域をより増大させることで、そのような充填樹脂４の浸入を防止できる。
工程６（充填硬化工程）では、コア本体２とセラミック副コア３の隙間に充填樹脂４を注入して硬化させる。充填樹脂４の注入は、公知のディスペンサーＤＳを周回させながら行う。充填樹脂４を注入した後は、充填樹脂４から真空脱泡により気泡を抜く。ここで、本実施形態では、工程５（加圧工程）を経ていることから、セラミック副コア３とシート材Ｓの間に注入された充填樹脂が浸入することがない。なお、本工程６の後は、コア基板ＣＢの第２主面ＭＰ２からシート材Ｓを剥離するが、本実施形態では、シート材Ｓ表面の粘着剤ａｄにゴム系粘着剤を用いているので、接着剤ａｄの残渣が生じ難く、それを除去するための洗浄や研磨を行う必要がないので、コア本体２やセラミック副コア３や、その主面ＭＰ１，ＭＰ２上の導体パターン５４や導体パッド３１を損傷することがない。
工程７（表面処理工程）では、導体パッド３１の表面に対し、高分子材料との密着性を向上させるための表面化学処理を施す。また、本処理により、コア本体部２の両主面ＭＰ１，ＭＰ２に形成されている導体パターン５４の表面に対しても表面化学処理が施される。図６では、Ｃｕメッキからなる導体パッド３１や導体パターン５４の表面を粗化面ＣＺとするＣｕ粗化処理（公知のマイクロエッチング法や黒化処理等）を施した図を示している。導体パッド３１の表面が粗化面ＣＺとされることで、アンカー効果により配線積層部Ｌ１，Ｌ２の最下層の誘電体層Ｂ１１，Ｂ２１との密着性が十分なものとなる。なお、本工程は、工程４（副コア収容工程）の前に予め行っておき、導体パッド３１に表面化学処理が施されたセラミック副コア３を副コア収容部２５に収容するようにしても良い。
また、このようなＣｕ粗化処理に限らず、ＣｕとＳｎを含む合金からなる接着層の形成処理であっても良い。かかる接着層の形成処理によれば、導体パッド３１の表面を粗化させることなく、配線積層部Ｌ１，Ｌ２の最下層の誘電体層Ｂ１１，Ｂ２１との密着性が十分なものとすることができる。具体的には、接着層は、ＣｕとＳｎに加えて第３の金属（Ａｇ，Ｚｎ，Ａｌ，Ｔｉ，Ｂｉ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｐｄ，Ａｕ，Ｐｔから選ばれる少なくとも１種の金属）からなる合金を含む（特開２００４−３４９６９３号公報参照）。また、例えば、Ｃｕを１原子％以上５０原子％以下程度、Ｓｎを２０原子％以上９８原子％以下程度、第３の金属を１原子％以上５０原子％以下程度含むものである。
工程８以降は、セラミック副コア３が収容されたコア基板ＣＢの主面ＭＰ１，ＭＰ２上に誘電体層Ｂ１１〜１４，Ｂ２１〜２４と導体層Ｍ１２〜Ｍ１４，Ｍ２２〜Ｍ２４とを交互に積層して配線積層部Ｌ１，Ｌ２を形成する。これには、公知のビルドアップ工程（セミアディティブ法、フルアディティブ法、サブトラクティブ法、フィルム状樹脂材料のラミネートによる誘電体層の形成、フォトリソグラフィ技術など）を用いることで実現できる。
まず、工程８では、セラミック副コア３が収容されたコア基板ＣＢの主面ＭＰ１，ＭＰ２上に誘電体層Ｂ１１，Ｂ２１をラミネート形成する。次に、工程９では、レーザビアプロセスあるいはフォトビアプロセスなどの手法により、誘電体層Ｂ１１，Ｂ２１にビアホール６ａを穿設する。これにより、ビアホール６ａの底には、導体パッド３１が露出する。また、ビアホール６ａの形成後には、過マンガン酸カリウム等によりデスミア処理（樹脂残渣除去処理）が施されて、導体パッド３１の表面が洗浄される。
次に、工程１０では、コア基板ＣＢ及びその主面ＭＰ１，ＭＰ２に形成された誘電体層Ｂ１１，Ｂ２１、導体層Ｍ１１，Ｍ２１を板厚方向に貫く形でドリル等により貫通孔ＴＨを穿設する。そして、工程１１では、Ｃｕメッキ（無電解Ｃｕメッキ後に電解Ｃｕメッキ）を全面に施すことにより、ビア孔６ａ内を充填してビア導体６を形成するとともに、貫通孔ＴＨの内面にスルーホール導体２１を形成する。その後、工程１２では、スルーホール導体２１の内側に樹脂製穴埋め材２３を充填し、更にＣｕメッキを全面に施すことにより、蓋導体５２を形成する。
次に、工程１３では、誘電体層Ｂ１１，Ｂ２１を覆うＣｕメッキをパターンエッチングすることにより、配線５１等をパターン形成する。以上により、コア領域ＣＲが得られる。そして、同様に、誘電体層Ｂ１２〜Ｂ１４、Ｂ２２〜Ｂ２４と導体層Ｍ１３，１４、Ｍ２３，Ｍ２４とが交互にし、誘電体層Ｂ１４，Ｂ２４にはレーザビアプロセスあるいはフォトビアプロセスなどの手法により開口を形成し、パッド５５，５６を露出させる。また、パッド５５，５６の表面にＮｉ−Ａｕメッキが施され、パッド５５には半田バンプ７が形成される。その後、電気的検査，外観検査等の所定の検査を経て、図１に示す配線基板１が完成する。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されず、これらに具現された発明と同一性を失わない範囲内において適宜変更し得る。
１ 配線基板
２ コア本体
２５ 副コア収容部
３ セラミック副コア
４ 充填樹脂
６ ビア導体
７ 半田バンプ
ＡＢ 補助板
ＣＢ コア基板
Ｓ シート材
ａｄ 粘着剤
ＧＲ 加圧ローラ
Ｌ１,Ｌ２ 配線積層部
２ コア本体
２５ 副コア収容部
３ セラミック副コア
４ 充填樹脂
６ ビア導体
７ 半田バンプ
ＡＢ 補助板
ＣＢ コア基板
Ｓ シート材
ａｄ 粘着剤
ＧＲ 加圧ローラ
Ｌ１,Ｌ２ 配線積層部
Claims (5)
- 高分子材料で構成され、主面に導体パターンが形成された板状のコア本体に、主面間を貫通する貫通孔として副コア収容部が形成され、その内部にセラミックで構成され、主面に導体パッドが形成された板状のセラミック副コアが収容されたコア基板と、該コア基板の主面上に高分子材料で構成された誘電体層と導体層とが交互に積層して形成された配線積層部とを備える配線基板の製造方法であって、
前記コア本体の主面間を貫通する貫通孔として形成された前記副コア収容部の第２主面側の開口を、表面に粘着剤を有するシート材で、該粘着剤が前記副コア収容部の内側に露出するように塞ぐ閉塞工程と、
前記セラミック副コアを、前記副コア収容部の第１主面の開口側から収容するとともに前記粘着剤に固着させる副コア収容工程と、
前記セラミック副コアと前記シート材とを厚さ方向に相互に加圧する加圧工程と、
前記コア本体と前記セラミック副コアの隙間に充填樹脂を注入して硬化させる充填硬化工程と、
をこの順に含み、
前記加圧工程は、前記コア本体、前記セラミック副コア、前記シート材により構成される積重物を一対の加圧ローラで挟持搬送することにより加圧を行うことを特徴とする配線基板の製造方法。 - 前記加圧工程は、少なくとも前記セラミック副コアの第１主面に補助板を載置して加圧を行う請求項１に記載の配線基板の製造方法。
- 前記セラミック副コアは前記コア本体と同じ厚さを有してなり、
前記加圧工程は、前記セラミック副コアの第１主面を含む前記コア本体の第１主面に補助板を載置して加圧を行う請求項１または２に記載の配線基板の製造方法。 - 前記副コア収容工程は、前記セラミック副コアを、その第１主面が前記コア本体の第１主面と板厚方向の高さを揃える形で収容し、
前記加圧工程は、前記セラミック副コアの第１主面を含む前記コア本体の第１主面に補助板を載置して加圧を行う請求項１ないし３のいずれか１項に記載の配線基板の製造方法。 - 前記シート材の表面の前記粘着剤がゴム系粘着剤である請求項１ないし４のいずれか１項に記載の配線基板の製造方法。
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