布線基板及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種布線基板，所述布線基板(10)具備下層布線導(dǎo)體（1)、層疊于下層的布線導(dǎo)體（1)上且具有以該下層布線導(dǎo)體（1)為底面的通路孔（5)的上層絕緣層（2)、和連接于下層布線導(dǎo)體（1)且填充通路孔（5)內(nèi)的通路導(dǎo)體（3)，其中，上層絕緣層（2)包含在下層布線導(dǎo)體（1)上依次層疊的第1樹脂層（2a)和第2樹脂層（2b)，對于通路孔（5)，在第1樹脂層（2a)和第2樹脂層（2b)的邊界，具有通路孔（5)的整個內(nèi)壁凹陷的環(huán)狀溝部（5a)，通路導(dǎo)體（3)陷入并填充于溝部(5a)內(nèi)?
【專利說明】布線基板及其制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及具有通路孔的布線基板及其制造方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 如圖3所示，已知將下層布線導(dǎo)體11和形成于上層絕緣層12的上面的上層布線 導(dǎo)體14通過貫通上層絕緣層12的通路導(dǎo)體13電連接而成的布線基板20 (例如，參照日本 特開2002-252436號公報）。通路導(dǎo)體13通過由鍍敷導(dǎo)體將設(shè)置于上層絕緣層12的通路 孔15內(nèi)填充而形成。
[0003] 近期，在這樣的布線基板中進(jìn)行著微細(xì)布線化。因此，要求通路導(dǎo)體13的直徑小 至40 μ m以下的布線基板。但是，若成為通路導(dǎo)體13的直徑小至40 μ m以下的布線基板， 則通路導(dǎo)體13和下層布線導(dǎo)體11的連接面積也變窄，二者之間的連接強度變低。因此，若 反復(fù)被施加例如向布線基板20安裝部件時的熱、部件工作時產(chǎn)生的熱，則通過絕緣層12和 通路導(dǎo)體13的熱膨脹系數(shù)的差所引起的熱應(yīng)力，在通路導(dǎo)體13和下層布線導(dǎo)體11之間產(chǎn) 生裂紋，通路導(dǎo)體13和下層布線導(dǎo)體11之間的電連接受損而變得不作為布線基板發(fā)揮功 能。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供在通路導(dǎo)體和與其連接的下層布線導(dǎo)體之間的電連接可 靠性高的布線基板。
[0005] 本發(fā)明的布線基板具備下層布線導(dǎo)體、層疊于該下層布線導(dǎo)體上且具有以該下層 布線導(dǎo)體為底面的通路孔的上層絕緣層、和連接于所述下層布線導(dǎo)體且填充所述通路孔內(nèi) 的通路導(dǎo)體。所述上層絕緣層具有層疊于所述下層布線導(dǎo)體上的第1樹脂層和層疊于該第 1樹脂層上的第2樹脂層，就所述通路孔而言，在所述第1樹脂層和所述第2樹脂層的邊界， 具有該通路孔的整個內(nèi)壁凹陷的環(huán)狀溝部，填充于通路孔內(nèi)的所述通路導(dǎo)體也陷入并填充 于溝部內(nèi)。
[0006] 根據(jù)本發(fā)明的布線基板，對于通路孔而言，在構(gòu)成上層絕緣層的第1樹脂層和第2 樹脂層的邊界，具有通路孔的整個內(nèi)壁凹陷的環(huán)狀溝部，在該溝部內(nèi)陷入并填充通路導(dǎo)體。 因此，陷入至通路導(dǎo)體的溝部內(nèi)的部分成為楔子，通路導(dǎo)體被牢固地鎖定于通路孔內(nèi)。由 此，即使上層絕緣層和通路導(dǎo)體的熱膨脹系數(shù)的差引起的熱應(yīng)力反復(fù)施加于布線基板，也 能夠有效地防止在通路導(dǎo)體和與其連接的下層布線導(dǎo)體之間產(chǎn)生裂紋。其結(jié)果是能夠提供 通路導(dǎo)體和與其連接的下層布線導(dǎo)體之間的電連接可靠性優(yōu)異的布線基板。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0007] 圖1是表示本發(fā)明的布線基板的一個實施方式的主要部分示意截面圖。
[0008] 圖2A?圖2D是用于說明圖1中示出的布線基板的制造方法的每個工序的主要部 分示意截面圖。
[0009] 圖3是表示現(xiàn)有的布線基板的主要部分示意截面圖。

【具體實施方式】
[0010] 接著，基于圖1對本發(fā)明的布線基板的一個實施方式進(jìn)行說明。如圖1所示，布線 基板10具有下層布線導(dǎo)體1、上層絕緣層2、通路導(dǎo)體3和上層布線導(dǎo)體4。通路導(dǎo)體3和 上層布線導(dǎo)體4相互成為一體。
[0011] 對于布線導(dǎo)體1，例如主要包含銅鍍層、銅箔。該下層布線導(dǎo)體1形成于未圖示的 下層絕緣層上。下層布線導(dǎo)體1的厚度為例如2?50 μ m左右。
[0012] 絕緣層2包含第1樹脂層2a和第2樹脂層2b。第1樹脂層2a由在環(huán)氧樹脂、聚 酰亞胺樹脂等熱固性樹脂或熱塑性樹脂中含有30?80容量％左右的無機絕緣填料F而 成。第1樹脂層2a的厚度為在下層布線導(dǎo)體1上的3?10 μ m左右。優(yōu)選第1樹脂層2a 的楊氏模量為5?lOGPa，優(yōu)選其熱膨脹系數(shù)為0?40ppm/°C (30?150°C )。
[0013] 第2樹脂層2b包含環(huán)氧樹脂、聚酰亞胺樹脂等熱固性樹脂或熱塑性樹脂，不含無 機絕緣填料或者含有不足30量％的無機絕緣填料。第2樹脂層2b的厚度為1?5 μ m左右。 優(yōu)選第2樹脂層2b的楊氏模量為0. 5?4GPa，優(yōu)選其熱膨脹系數(shù)為50?100ppm/°C (30? 150。。）。
[0014] 作為在第1樹脂層2a和第2樹脂層2b中含有的無機絕緣填料，可以列舉例如二 氧化硅（silica)、氧化鋁、氮化鋁、氫氧化鋁、碳酸鈣等，特別優(yōu)選使用二氧化硅。在第1樹 脂層2a和第2樹脂層2b中分別含有的無機絕緣填料可以是相同或不同種類。優(yōu)選無機絕 緣填料F的粒徑為1?4 μ m左右且為球形。
[0015] 在絕緣層2中形成有以下層布線導(dǎo)體1為底面的通路孔5。通路孔5是上端的直徑 比下端的直徑大的近似倒圓錐臺形狀，下端的直徑為8?40 μ m左右，上端的直徑為10? 50 μ m左右。對于通路孔5,在第1樹脂層2a和第2樹脂層2b的邊界，具有通路孔5的整 個內(nèi)壁沿水平方向凹陷的環(huán)狀溝部5a。溝部5a的開口部的高度Η為3?10 μ m左右，凹陷 的深度D為2?8 μ m左右，隨著進(jìn)入溝部5a的深處，上下面的間隔變窄。
[0016] 在絕緣層2的通路孔5內(nèi)填充有通路導(dǎo)體3,進(jìn)而包括通路導(dǎo)體3上、在上層絕緣 層2上覆蓋有布線導(dǎo)體4。通路導(dǎo)體3和上層布線導(dǎo)體4相互成為一體，例如主要由銅鍍敷 導(dǎo)體形成。上層布線導(dǎo)體4的厚度為在上層絕緣層2上的2?8 μ m左右。
[0017] 通路導(dǎo)體3無間隙地填充通路孔5內(nèi)，其一部分陷入至溝部5a內(nèi)。因此，陷入至 通路導(dǎo)體3的溝部5a內(nèi)的部分成為楔子，通路導(dǎo)體3被牢固地鎖定于通路孔5內(nèi)。由此， 即使上層絕緣層2和通路導(dǎo)體3的熱膨脹系數(shù)的差引起的熱應(yīng)力反復(fù)施加于布線基板10， 也能夠有效地防止在通路導(dǎo)體3和下層布線導(dǎo)體1之間產(chǎn)生裂紋。其結(jié)果是能夠提供通路 導(dǎo)體3和下層布線導(dǎo)體1之間的電連接可靠性優(yōu)異的布線基板10。
[0018] 在溝部5a的開口部的高度Η不足3μπι時，難以使通路導(dǎo)體3良好地陷入至溝部 5a內(nèi)，相反，在超過10 μ m時難以形成這樣的溝部5a。由此，優(yōu)選溝部5a的開口部的高度 Η為3?10 μ m的范圍。
[0019] 在溝部5a的深度D不足2 μ m時，陷入至溝部5a內(nèi)的通路導(dǎo)體3帶來的楔子的效 果弱，難以將通路導(dǎo)體3充分牢固地鎖定于通路孔5內(nèi)，相反，在超過8μ m時，難以形成這 樣的溝部5a。由此，優(yōu)選溝部5a的深度D為2?8μπι的范圍。
[0020] 還有，在第1樹脂層2a的楊氏模量為5?lOGPa且其熱膨脹系數(shù)為0? 40ppm/°C (30?150°C )時，能夠?qū)⑼穼?dǎo)體3的底部牢固地保持在通路孔5內(nèi)。因此，即使 在通路導(dǎo)體3和下層布線導(dǎo)體1之間產(chǎn)生大的應(yīng)力，也能夠有效地防止在通路導(dǎo)體3和下 層布線導(dǎo)體1之間發(fā)生剝離。還有，若第2樹脂層2b的楊氏模量為0. 5?4GPa，則在向通 路導(dǎo)體3的上部施加應(yīng)力時，能夠通過第2樹脂層彈性變形而良好地緩和該應(yīng)力。由此，優(yōu) 選第1樹脂層2a的楊氏模量為5?lOGPa，其熱膨脹系數(shù)為0?40ppm/°C (30?150°C )， 優(yōu)選第2樹脂層2b的楊氏模量為0. 5?4GPa。
[0021] 為了將第1樹脂層2a的楊氏模量設(shè)為5?lOGPa，并且將第2樹脂層2b的楊氏模 量設(shè)為〇. 5?4GPa，采用通過調(diào)整在第1樹脂層2a和第2樹脂層2b中含有的無機絕緣填 料的含量來調(diào)整楊氏模量的方法。在此情況下，無機絕緣填料的含量越多，楊氏模量變得越 大。相反，無機絕緣填料的含量越少，楊氏模量變得越小。為了將第1樹脂層2a的熱膨脹 系數(shù)設(shè)為〇?40ppm/°C (30?150°C )，采用通過調(diào)整第1樹脂層2a中含有的無機絕緣填 料的含量來調(diào)整熱膨脹系數(shù)的方法。在此情況下，無機絕緣填料的含量越多，則第1樹脂層 2a的熱膨脹系數(shù)變得越小，無機絕緣填料的含量越少，則第1樹脂層2a的熱膨脹系數(shù)變得 越大。
[0022] 接著，基于圖2A?圖2D對上述的布線基板10的制造方法進(jìn)行說明。首先，如圖 2A所示，在下層布線導(dǎo)體1之上，層疊包含第1樹脂層2a和第2樹脂層2b的上層絕緣層 2。第1樹脂層2a如上所述，在環(huán)氧樹脂、聚酰亞胺樹脂等熱固性樹脂或熱塑性樹脂中含有 30?80容量％左右的二氧化硅等無機絕緣填料F。優(yōu)選第1樹脂層2a的楊氏模量為5? lOGPa，優(yōu)選其熱膨脹系數(shù)為0?40ppm/°C (30?150°C )。第2樹脂層2b在與第1樹脂層 2a相同的樹脂中不含或者含有不足30容量％的二氧化硅等無機絕緣填料F。優(yōu)選第2樹 脂層2b的楊氏模量為0. 5?4GPa，優(yōu)選其熱膨脹系數(shù)為50?100ppm/°C (30?150°C )。
[0023] 如果是這樣的第1樹脂層2a和第2樹脂層2b包含例如熱固性樹脂的情況，則采 用如下方法：準(zhǔn)備含有30?80容量％的無機絕緣填料F的未固化或半固化的熱固性樹脂 片和不含或者含有不足30容量％的無機絕緣填料F的未固化或半固化的熱固性樹脂片，將 這些樹脂片依次層疊后使其熱固化?；蛘卟捎妙A(yù)先將這些樹脂片相互層疊而成的層疊樹脂 片層疊于下層布線導(dǎo)體1上后使其熱固化的方法。
[0024] 接著，如圖2B所示，從上層絕緣層2之上沿箭頭方向照射激光，在第2樹脂層2b 將通路孔5的一部分穿孔，并且使激光的一部分在第1樹脂層2a反射，在第1樹脂層2a和 第2樹脂層2b的邊界形成溝部5a。此時，在第1樹脂層2a中含有30?80容量％的包含 二氧化硅的無機絕緣填料F，因此射到該無機絕緣填料F的激光也沿橫方向反射，該激光沿 第1樹脂層2a和第2樹脂層2b的邊界侵入，并形成溝部5a。若第1樹脂層2a中含有的 無機絕緣填料F的含量不足30容量％，則不能夠使激光的一部分在第1樹脂層2a充分地 反射，因此有如下的傾向，即在第1樹脂層2a和第2樹脂層2b的邊界難以良好地形成溝部 5a。相反，若無機絕緣填料F的含量超過80容量％，則有第1樹脂層2a的加工性、強度變 低的傾向。由此，優(yōu)選第1樹脂層2a中含有的無機絕緣填料F的含量為30?80容量％的 范圍。若第2樹脂層2b中含有30容量％以上的無機絕緣填料，則在第2樹脂層2b的激光 的反射變大，因此難以使在第1樹脂層反射的激光的一部分沿第1樹脂層2a和第2樹脂層 2b的邊界侵入，難以形成溝部5a。由此，優(yōu)選第2樹脂層2b不含或者含有不足30容量％ 的無機絕緣填料F。
[0025] 繼而，如圖2C所示，向第1樹脂層2a沿箭頭方向照射激光，形成通路孔5。此時， 雖然激光的一部分在第1樹脂層2a反射并散射，但是散射的激光反復(fù)被周圍的無機絕緣填 料F反射并散射而被減弱，因此，在第1樹脂層2a中不沿橫方向大幅擴散。由此，以僅在第 1樹脂層2a和第2樹脂層2b的邊界具有溝部5a的狀態(tài)形成近似倒圓錐臺形狀的通路孔 5 〇
[0026] 接著，如圖2D所示，用通路導(dǎo)體3填充通路孔5內(nèi)，并且在通路導(dǎo)體3上和上層絕 緣層2上形成上層布線導(dǎo)體4。需要說明的是，通路導(dǎo)體3和上層布線導(dǎo)體4成為一體。通 路導(dǎo)體3以陷入至溝部5a內(nèi)的狀態(tài)填充于通路孔5內(nèi)。按照這樣，在通路孔5內(nèi)以陷入溝 部5a內(nèi)的狀態(tài)填充通路導(dǎo)體3。因此，陷入至通路導(dǎo)體3的溝部5a內(nèi)的部分成為楔子，通 路導(dǎo)體3被牢固地鎖定于通路孔5內(nèi)。由此，即使反復(fù)施加上層絕緣層2和通路導(dǎo)體3的 熱膨脹系數(shù)的差引起的熱應(yīng)力，也能夠有效地防止在通路導(dǎo)體3和下層布線導(dǎo)體1之間產(chǎn) 生裂紋。由此能夠提供通路導(dǎo)體3和下層布線導(dǎo)體1之間的電連接可靠性優(yōu)異的布線基板 10。
[0027] 還有，在第1樹脂層2a的楊氏模量為5?lOGpa、其熱膨脹系數(shù)為0? 40ppm/°C (30?150°C )時，能夠?qū)⑼穼?dǎo)體3的底部牢固地保持在通路孔5內(nèi)，即使在通 路導(dǎo)體3和下層布線導(dǎo)體1之間產(chǎn)生大的應(yīng)力，也能夠有效地防止在通路導(dǎo)體3和下層布 線導(dǎo)體1之間發(fā)生剝離。若第2樹脂層2b的楊氏模量為0. 5?4GPa，則在向通路導(dǎo)體3的 上部施加應(yīng)力時，能夠通過第2樹脂層彈性變形而良好地緩和該應(yīng)力。由此，優(yōu)選第1樹脂 層2a的楊氏模量為5?lOGPa，其熱膨脹系數(shù)為0?40ppm/°C (30?150°C )，優(yōu)選第2樹 脂層2b的楊氏模量為0. 5?4GPa。
[0028] 這些通路導(dǎo)體3和上層布線導(dǎo)體4主要由銅鍍敷導(dǎo)體構(gòu)成，例如通過如下方法 來形成，即通過無電解鍍敷法、濺射法，在通路孔5內(nèi)和上層絕緣層2的表面覆蓋厚度為 0. 05?1 μ m的基底金屬層，在該基底金屬層上使電解鍍敷導(dǎo)體析出。作為基底金屬層，可 以適當(dāng)使用銅、鎳，鉻、鈦等。作為電解鍍敷導(dǎo)體可以適宜使用銅。
[0029] 以上，對本發(fā)明的布線基板及其制造方法的優(yōu)選的實施方式進(jìn)行了說明，但本發(fā) 明并非僅限定于該實施方式，自不必說可以進(jìn)行各種改良、改善。
【權(quán)利要求】
1. 一種布線基板，其特征在于，其具備下層布線導(dǎo)體、層疊于該下層布線導(dǎo)體上且具有 以該下層布線導(dǎo)體為底面的通路孔的上層絕緣層、和連接于所述下層布線導(dǎo)體且填充所述 通路孔內(nèi)的通路導(dǎo)體，所述上層絕緣層至少包含層疊于所述下層布線導(dǎo)體上的第1樹脂層 和層疊于該第1樹脂層上的第2樹脂層，就所述通路孔而言，在所述第1樹脂層和所述第2 樹脂層的邊界，具有該通路孔的整個內(nèi)壁凹陷的環(huán)狀溝部，填充于通路孔內(nèi)的所述通路導(dǎo) 體也陷入并填充于溝部內(nèi)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的布線基板，其特征在于，所述第1樹脂層的楊氏模量為5? lOGPa，并且其在30?150°C的熱膨脹系數(shù)為0?40ppm/°C，所述第2樹脂層的楊氏模量為 0· 5 ?4GPa。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的布線基板，其特征在于，所述第1樹脂層含有30?80容量％ 的無機絕緣填料，所述第2樹脂層不含或者含有不足30容量％的無機絕緣填料。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的布線基板，其特征在于，所述無機絕緣填料是粒徑為1? 4μπι的球形二氧化硅。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的布線基板，其特征在于，所述無機絕緣填料為二氧化硅。
6. -種布線基板的制造方法，其特征在于，包含如下工序： 在下層布線導(dǎo)體上，依次層疊無機絕緣填料的含量高的第1樹脂層和所述無機絕緣填 料的含有率低的第2樹脂層，形成至少包含第1和第2樹脂層的上層絕緣層的工序、 從上面一側(cè)向該上層絕緣層照射激光，形成以所述下層布線導(dǎo)體為底面的通路孔，并 且在所述照射過程中使所述激光的一部分在第1樹脂層反射，在該通路孔內(nèi)壁的所述第1 樹脂層和所述第2樹脂層的邊界，形成通路孔的整個內(nèi)壁凹陷的環(huán)狀溝部的工序、和 在所述通路孔內(nèi)和溝部內(nèi)填充通路導(dǎo)體的工序。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的布線基板的制造方法，其特征在于，所述第1樹脂層的楊氏模 量為5?lOGPa，并且其在30?150°C的熱膨脹系數(shù)為0?40ppm/°C，所述第2樹脂層的楊 氏模量為〇. 5?4GPa。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的布線基板的制造方法，其特征在于，所述第1樹脂層含有 30?80容量％的無機絕緣填料，所述第2樹脂層不含或者含有不足30容量％的無機絕緣 填料。
【文檔編號】H05K3/38GK104219877SQ201410219504
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年5月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月28日
【發(fā)明者】湯川英敏 申請人:京瓷Slc技術(shù)株式會社