JP2017038044A - 配線基板及びその製造方法と電子部品装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コアレスタイプの配線基板において、信頼性が得られる新規な構造を提供する。【解決手段】絶縁層４０と、上面が絶縁層４０から露出した状態で、側面及び下面が絶縁層４０に埋め込まれた配線層３０と、配線層３０の上面の外縁部に形成されたへこみ部Ｈとを含み、配線層３０のへこみ部Ｈが絶縁層４０で埋め込まれている。【選択図】図１４

Description

本発明は、配線基板及びその製造方法と電子部品装置に関する。

従来、半導体チップなどの電子部品を実装するための配線基板がある。そのような配線基板では、絶縁層から露出するパッドに半導体チップの端子がフリップチップ接続される。

２００５−１０１１３７号公報

後述する予備的事項で説明するように、コアレスタイプの配線基板は、仮基板の上に銅箔を介して配線層を形成し、仮基板を除去した後に、銅箔をウェットエッチングすることに基づいて製造される。銅箔をウェットエッチングする際に、配線層の外縁部にへこみ部が形成される。

配線層の外縁部のへこみ部にエッチング液の硫酸成分が残留しやすいため、硫酸成分が大気の水分と反応して硫酸イオンとなり、配線層を腐食させたり、イオンマイグレーションが発生する課題がある。

コアレスタイプの配線基板及びその製造方法と電子部品装置において、信頼性が得られる新規な構造を提供することを目的とする。

以下の開示の一観点によれば、絶縁層と、上面が前記絶縁層から露出した状態で、側面及び下面が前記絶縁層に埋め込まれた配線層と、前記配線層の上面の外縁部に形成されたへこみ部とを有し、前記配線層のへこみ部が前記絶縁層で埋め込まれている配線基板が提供される。

また、その開示の他の観点によれば、絶縁層と、上面が前記絶縁層から露出した状態で、側面及び下面が前記絶縁層に埋め込まれた配線層と、前記配線層の上面の外縁部から厚み方向に形成されたへこみ部とを備え、前記配線層のへこみ部が前記絶縁層で埋め込まれた配線基板と、前記配線基板の配線層の上面に端子が接続された電子部品とを有する電子部品装置が提供される。

さらに、その開示の他の観点によれば、剥離できる状態で金属箔が形成された仮基板を用意する工程と、前記仮基板上の金属箔の上に配線層を形成する工程と、前記配線層の上面及び側面を粗化面にする工程と、前記金属箔及び前記配線層の上に絶縁層を形成する工程と、前記金属箔から前記仮基板を剥離する工程と、前記金属箔をウェットエッチングして、前記配線層を露出させると共に、前記配線層の外縁部にへこみ部が形成される工程と、前記配線層のへこみ部を前記絶縁層で埋め込む工程とを有する配線基板の製造方法が提供される。

以下の開示によれば、配線基板では、絶縁層に配線層が埋め込まれており、配線層の上面が絶縁層から露出し、配線層の側面及び下面が絶縁層に埋め込まれている。配線層の上面の外縁部にへこみ部が形成されており、へこみ部が絶縁層で埋め込まれている。

配線基板はコアレスタイプの配線基板の製造方法で製造されるため、最終的に露出する配線層の外縁部にへこみ部が形成される。

配線層の外縁部のへこみ部が絶縁層で埋め込まれているため、へこみ部にエッチング液の硫酸成分が残留するとしても、硫酸成分はへこみ部を埋め込む絶縁層で封じ込まれた状態となる。

これにより、硫酸成分が大気の水分と反応しにくくなり、硫酸イオンによって配線層が腐食したり、イオンマイグレーションが発生することが防止される。

さらに、配線層の外縁部のへこみ部が絶縁層の被覆部で保持されるため、配線層が絶縁層から抜けにくくなる。

図１（ａ）〜（ｄ）は予備的事項に係る配線基板の課題を説明するための断面図（その１）である。 図２（ａ）〜（ｃ）は予備的事項に係る配線基板の課題を説明するための断面図（その２）である。 図３（ａ）及び（ｂ）は第１実施形態の配線基板の製造方法を示す断面図（その１）である。 図４は第１実施形態の配線基板の製造方法を示す断面図（その２）である。 図５は第１実施形態の配線基板の製造方法を示す断面図（その３）である。 図６は第１実施形態の配線基板の製造方法を示す断面図（その４）である。 図７（ａ）及び（ｂ）は第１実施形態の配線基板の製造方法を示す断面図（その５）である。 図８（ａ）及び（ｂ）は第１実施形態の配線基板の製造方法を示す断面図（その６）である。 図９（ａ）及び（ｂ）は第１実施形態の配線基板の製造方法を示す断面図（その７）である。 図１０は第１実施形態の配線基板の製造方法を示す断面図（その８）である。 図１１（ａ）及び（ｂ）は第１実施形態の配線基板の製造方法を示す断面図（その９）である。 図１２は第１実施形態の配線基板の製造方法を示す断面図（その１０）である。 図１３は第１実施形態の配線基板の製造方法を示す断面図（その１１）である。 図１４は第１実施形態の配線基板を示す断面図である。 図１５は第１実施形態の電子部品装置を示す断面図である。 図１６（ａ）及び（ｂ）は第２実施形態の配線基板の製造方法を示す断面図（その１）である。 図１７（ａ）及び（ｂ）は第２実施形態の配線基板の製造方法を示す断面図（その２）である。 図１８は第２実施形態の配線基板の製造方法を示す断面図（その３）である。 図１９は第２実施形態の配線基板を示す断面図である。 図２０（ａ）及び（ｂ）は第３実施形態の配線基板の製造方法を示す断面図（その１）である。

図２１（ａ）及び（ｂ）は第３実施形態の配線基板の製造方法を示す断面図（その２）である。 図２２は第３実施形態の配線基板の製造方法を示す断面図（その３）である。 図２３は第３実施形態の配線基板を示す断面図である。 図２４は図２３の配線基板を使用して電子部品装置を製造する方法を示す断面図である。 図２５は第３実施形態の電子部品装置を示す断面図（その１）である。 図２６は第３実施形態の電子部品装置を示す断面図（その２）である。 図２７は第４実施形態の配線基板を示す断面図である。

以下、実施の形態について、添付の図面を参照して説明する。

実施形態を説明する前に、基礎となる予備的事項について説明する。

図１及び図２は、予備的事項に係るコアレスタイプの配線基板の課題を説明するための図である。予備的事項の記載は、発明者の個人的な検討内容であり、公知技術ではない。

コアレスタイプの配線基板の製造方法では、まず、図１（ａ）に示すような積層基板１００を用意する。積層基板１００は、プリプレグ２２０とその上に接着された第１銅箔２４０とから形成される仮基板２００を備えている。さらに、仮基板２００の第１銅箔２４０の上に剥離できる状態で第２銅箔３００が形成されている。

次いで、図１（ｂ）に示すように、仮基板２００上の第２銅箔３００の上に銅からなる第１配線層４００を形成する。

続いて、図１（ｃ）に示すように、第２銅箔３００及び第１配線層４００の上に樹脂フィルムを貼付して絶縁層５００を形成する。さらに、レーザで絶縁層５００を加工することにより、第１配線層４００に到達するビアホールＶＨを形成する。

続いて、図１（ｄ）に示すように、ビアホールＶＨ内のビア導体を介して第１配線層４００に接続される第２配線層４２０を形成する。

次いで、図２（ａ）に示すように、仮基板２００の第１銅箔２４０と第２銅箔３００との界面から剥離して、仮基板２００を第２銅箔３００から分離する。

次の図２（ｂ）では、図２（ａ）の構造体を上下反転させた状態が示されている。図２（ｂ）に示すように、第２配線層４２０を保護シート（不図示）で保護した状態で、硫酸と過酸化水素水との混合液により、第２銅箔３００をウェットエッチングして除去する。

これにより、図２（ｃ）に示すように、第１配線層４００及絶縁層５００の各上面が露出する。このとき、第１配線層４００の側面と絶縁層５００との界面から絶縁層５００の内部に多くのエッチング液が侵入しやすい。

このため、第１配線層４００の外縁部のエッチングレートが中央主要部のエッチングレートより高くなる。その結果、第１配線層４００の外縁部にへこみ部Ｈが微細な隙間として形成される。

第２銅箔３００をウェットエッチングした後に、図２（ｃ）の構造体に対して水洗及び乾燥の工程が遂行される。しかし、第１配線層４００外縁部のへこみ部Ｈに、硫酸と過酸化水素水との混合液の硫酸成分が固化した状態で残留しやすい。

第１配線層４００のへこみ部Ｈに硫酸成分が残っていると、硫酸成分が大気の水分と反応して硫酸イオンとなり、第１配線層４００を腐食させる問題がある。

また、第１配線層４００のへこみ部Ｈに硫酸成分が残っていると、水分がある環境下で第１配線層４００に電圧を印加すると、イオンマイグレーションが発生し、第１配線層４００の間で電気ショートが発生しやすい。

このため、第１配線層４００の横方向に配置された絶縁層５００の絶縁性の信頼性が低下する。

さらには、第１配線層４００の外縁部にへこみ部Ｈが形成されると、第１配線層４００と絶縁層５００との接触面積が小さくなるため、第１配線層４００と絶縁層５００との密着性が十分に得られなくなる懸念がある。

以下に説明する実施形態の配線基板及びその製造方法と電子部品装置では、前述した課題を解決することができる。

（第１実施形態）
図３〜図１３は第１実施形態の配線基板の製造方法を示す図、図１４は第１実施形態の配線基板を示す図、図１５は第１実施形態の電子部品装置を示す図である。

以下、配線基板及び電子部品装置の製造方法を説明しながら、配線基板及び電子部品装置の構造について説明する。

第1実施形態の配線基板の製造方法では、まず、図３（ａ）に示すような積層基板５を用意する。積層基板５は、プリプレグ１０とその上に接着された第１銅箔２０とから形成される仮基板６を備えている。さらに、仮基板６の第１銅箔２０の上に剥離できる状態で第２銅箔２２が形成されている。

プリプレグ１０は、ガラス繊維、炭素繊維、又はアラミド繊維などの織布や不織布の補強繊維にエポキシやポリイミドなどの樹脂を含浸させた複合材料である。

例えば、仮基板６のプリプレグ１０の厚みは５０μｍ〜５００μｍであり、第１銅箔２０の厚みは１２μｍ〜７０μｍである。また、第２銅箔２２の厚みは２μｍ〜３μｍである。

仮基板６の第１銅箔２０と第2銅箔２２との間に離型剤（不図示）が形成されており、仮基板６の第１銅箔２０と第２銅箔２２との界面で容易に剥離できるようになっている。離型剤としては、シリコーン系離型剤、フッ素系離型剤、又はそれらの離型剤の成分中に金属成分を含む粒子が配合された離型剤などが使用される。

このようにして、剥離できる状態で最外に金属箔が形成された仮基板を用意する。仮基板の上に剥離できる状態で金属箔が形成されていればよく、金属箔の下の仮基板の層構成は、各種の構造を採用することができる。第２銅箔２２が仮基板上に形成される金属箔の一例である。

次いで、図３（ｂ）に示すように、第２銅箔２２の上に、第１配線層が配置される領域に開口部１２ａが設けられためっきレジスト層１２を形成する。

続いて、図４に示すように、第２銅箔２２をめっき給電経路に利用する電解めっきにより、めっきレジスト層１２の開口部１２ａ内に銅めっき層３０ｘを形成する。銅めっき層３０ｘが電解金属めっき層の一例である。仮基板上に形成される金属箔と、電解金属めっき層とは同じ金属から形成される。

次いで、図５に示すように、めっきレジスト層１２を除去する。これにより、銅めっき層３０ｘから第１配線層３０が形成される。

多面取り用の積層基板５を使用する場合は、積層基板５に複数の製品領域が画定されている。図５では、積層基板５の一つの製品領域が示されており、その中央部が電子部品搭載領域Ｒとなっている。

図５の部分平面図に示すように、第１配線層３０は、電子部品搭載パッドＰ１と、ビア受けパッドＰ２と、電子部品搭載パッドＰ１とビア受けパッドＰ２とを接続する配線部とを備えている。また、第１配線層３０は、電子部品搭載領域Ｒの中央部に配置された微細配線部３０ａを含んで形成される。

なお、一般的なセミアディティブ法で配線層を形成する場合は、銅めっき層をマスクとしてシード層をエッチングする工程がある。シード層は銅めっき層よりもエッチングレートが高いため、シード層が内側に食い込むアンダーカット形状になりやすい。

本実施形態では、銅めっき層３０ｘのみから第１配線層３０が形成され、シード層をエッチングする工程がない。このため、第１配線層３０の基部でのアンダーカットが発生しないので、より微細な配線層を形成することができる。

続いて、図６に示すように、第１配線層３０をギ酸系水溶液で粗化処理することにより、第１配線層３０の上面及び側面を粗化面ＲＳにする。第１配線層３０の表面粗さ（Ｒａ）は、１００ｎｍ〜５００ｎｍの範囲、例えば３００ｎｍに設定される。他の配線層の表面を粗化面にする際にも同様な表面粗さに設定される。

次いで、図７（ａ）に示すように、第１配線層３０及び第２銅箔２２の上に半硬化の樹脂フィルムを貼付し、加熱処理して硬化させることにより、絶縁層４０を形成する。樹脂フィルムは、エポキシ樹脂又はポリイミド樹脂などの熱硬化性樹脂が使用される。あるいは、液状の熱硬化性樹脂を塗布することにより、絶縁層４０を形成してもよい。

熱硬化性のエポキシ樹脂を使用する場合は、２３０℃程度で加熱処理することにより、半硬化の樹脂を完全に硬化させることができる。

あるいは、半硬化状態のプリプレグを貼付し、加熱処理して硬化させることにより、絶縁層４０を形成してもよい。プリプレグを使用する場合は、前述した図３（ａ）の仮基板６のプリプレグ１０と同様な材料が使用される。

その後に、図７（ｂ）に示すように、絶縁層４０をレーザで加工することにより、第１配線層３０のビア受けパッドＰ２に到達するビアホールＶＨを形成する。さらに、過マンガン酸法などによってビアホールＶＨ内をデスミア処理することにより、樹脂スミアを除去してクリーニングする。

あるいは、感光性樹脂をフォトリソグラフィに基づいてパターン化することにより、ビアホールＶＨを備えた絶縁層４０を形成してもよい。

次いで、図８（ａ）に示すように、絶縁層４０の上に、ビアホールＶＨ内のビア導体を介して第１配線層３０に接続される第２配線層３２を形成する。ビアホールＶＨ及びその中に充填されるビア導体は、第１配線層３０側の底面の直径よりもビアホールＶＨの開口端側の直径が大きくなる円錐台形状に形成される。

第２配線層３２は、例えば、セミアディティブ法により形成される。詳しく説明すると、絶縁層４０上及びアホールＶＨの内面に無電解めっき又はスパッタ法により、銅などからなるシード層（不図示）を形成する。

次いで、第２配線層３２が配置される領域に開口部が設けられためっきレジスト層（不図示）を形成する。続いて、シード層をめっき給電経路に利用する電解めっきにより、めっきレジスト層の開口部に銅などからなる金属めっき層（不図示）を形成した後に、めっきレジスト層を除去する。

さらに、金属めっき層をマスクにしてシード層をウェットエッチングにより除去する。これにより、シード層及び金属めっき層から第２配線層３２が形成される。

なお、前述した態様では、プリプレグ１０の片面に第１銅箔２０を形成して仮基板６とし、その仮基板６の片面に第２銅箔２２を介して多層配線層を形成している。この他に、プリプレグ１０の両面に第１銅箔２０を形成して仮基板とし、その仮基板の両面側に第２銅箔２２を介して多層配線層をそれぞれ形成してもよい。

続いて、図８（ｂ）に示すように、仮基板６の第１銅箔２０と第２銅箔２２との界面から剥離し、仮基板６を第２銅箔２２から分離する。

次の図９（ａ）では、図８（ｂ）の構造体を上下反転させた状態が示されている。図９（ａ）に示すように、絶縁層４０の下面側に保護シート（不図示）を貼付して第２配線層３２を保護した状態で、第２銅箔２２をウェットエッチングして除去する。第２銅箔２２のエッチング液としては、硫酸と過酸化水素水との混合液が使用される。

これにより、図９（ｂ）に示すように、第１配線層３０の上面及び絶縁層４０の上面が露出する。第１配線層３０は、第２銅箔２２と同じ銅から形成されるため、第２銅箔２２のウェットエッチングが終了してオーバーエッチングを行う際に第１配線層３０がエッチングされる。

このとき、予備的事項で説明したように、オーバーエッチング時に第１配線層３０の側面と絶縁層４０との界面から絶縁層４０の内部に多くのエッチング液が侵入しやすい。

このため、第１配線層３０の外縁部のエッチングレートが中央主要部のエッチングレートより高くなる。その結果、第１配線層３０の外縁部にへこみ部Ｈが微細な隙間として形成される。

へこみ部Ｈは、第１配線層３０の上面の外縁部から厚み方向に形成される。そして、第１配線層３０のへこみ部Ｈの外側に、絶縁層４０の上端側の側面が露出した状態となる。第１配線層３０のへこみ部Ｈの幅は、例えば１μｍ〜２μｍ程度であり、へこみ部Ｈの深さは、例えば２μｍ〜３μｍである。

また、第１配線層３０の中央主要部も同時にエッチングされるため、第１配線層３０の上面の高さが絶縁層４０の上面の高さよりも低くなる。例えば、第１配線層３０の上面は、絶縁層４０の上面から２μｍ〜３μｍ程度低い位置に配置される。

第１配線層３０の上面及びへこみ部Ｈの内面は、平滑面がエッチングされた面であるため、側面及び下面の粗化面ＲＳよりも表面粗さの小さい平滑面として露出する。

以上により、絶縁層４０の両面側の第１配線層３０及び第２配線層３２がビアホールＶＨ内のビア導体を介して相互接続された構造の配線部材３を得る。

次いで、図１０に示すように、熱プレス装置５０を用意する。熱プレス装置５０は、下側熱プレス板５２と上側熱プレス板５４とを備えている。下側熱プレス板５２は押圧板５２ａとその下に配置された加熱板５２ｂとから形成される。下側熱プレス板５２は支持部材５２ｃで支持されており、上下方向に移動することができる。

また、上側熱プレス板５４は、押圧板５４ａとその上に配置された加熱板５４ｂとから形成される。上側熱プレス板５４は支持部材５４ｃで支持されており、上下方向に移動することができる。

下側熱プレス板５２及び上側熱プレス板５４の各押圧板５２ａ，５４ａは、ステンレス鋼などの金属板から形成される。また、下側熱プレス板５２及び上側熱プレス板５４の各加熱板５２ｂ，５４ｂには、電熱線又は熱媒体などからなるヒータ（不図示）が設けられており、ワークを加熱することができる。

このような熱プレス装置５０の下側熱プレス板５２及び上側熱プレス板５４との間に、前述した図９の配線部材３を配置する。さらに、絶縁層４０として熱硬化性のエポキシ樹脂を使用する場合は、下側熱プレス板５２及び上側熱プレス板５４の各加熱板５２ｂ，５４ｂの加熱温度を１５０℃に設定する。ここで、熱硬化性のエポキシ樹脂のガラス転移点が１５０℃である。

熱硬化性樹脂は、一度硬化した後であってもガラス転移点（Ｔｇ）付近まで加熱すると、機械的に押圧すると容易に変形する。

続いて、図１１（ａ）に示すように、熱プレス装置５０の下側熱プレス板５２及び上側熱プレス板５４によって前述した図９の配線部材３を加熱した状態で押圧する。このとき、熱プレス装置５０の圧力が好適には０．３ＭＰａ〜１．０ＭＰａに設定されて、配線部材３が押圧される。

これにより、図１１（ｂ）の部分拡大断面図に示すように、第１配線層３０の外縁部のへこみ部Ｈの外側の絶縁層４０が上側熱プレス板５４によって内側に押されて変形する。

その後に、配線部材３から熱プレス装置５０を取り外す。これにより、図１２に示すように、第１配線層３０の外縁部のへこみ部Ｈが絶縁層４０で埋め込まれた状態となり、第１配線層３０のへこみ部Ｈの側面と絶縁層４０との間に隙間がなくなる。

このため、第１配線層３０の外縁部のへこみ部Ｈに硫酸成分が残留するとしても、硫酸成分はへこみ部Ｈを埋め込む絶縁層４０で封じ込まれた状態となる。

従って、第１配線層３０の外縁部のへこみ部Ｈに硫酸成分が大気の水分と反応しにくくなり、硫酸イオンによって第１配線層３０が腐食することが防止される。

また、第１配線層３０の外縁部のへこみ部Ｈに残留する硫酸成分は絶縁層４０で封じ込まれるため、水分がある環境下で第１配線層３０に電圧を印加しても、硫酸イオンが大気中に露出するまでの移動経路を長くすることができる。

このため、イオンマイグレーションが発生しにくくなり、第１配線層３０の配線パターン間で電気ショートが発生することが防止される。これにより、第１配線層３０の横方向に配置された絶縁層４０の絶縁性の信頼性を確保することができる。

さらには、第１配線層３０の外縁部のへこみ部Ｈが絶縁層４０で埋め込まれるため、第１配線層３０の外縁部が絶縁層４０の被覆部で保持された状態となる。これにより、第１配線層３０が絶縁層４０から抜けにくくなる。

また、第１配線層３０のへこみ部Ｈが露出している場合と比較して、第１配線層３０と絶縁層４０との接触面積が大きくなるため、第１配線層３０と絶縁層４０との密着性を向上させることができる。

次いで、図１３に示すように、前述した図６の工程と同様に、第１配線層３０の上面と、第２配線層３２の下面及び側面とを粗化処理して粗化面ＲＳにする。このとき、第１配線層３０の外縁部のへこみ部Ｈの内面は、絶縁層４０で被覆されているため、粗化されずに平滑面のままとなる。

あるいは、前述した図９の第２銅箔２２をウェットエッチングして第１配線層を露出させた後に、粗化処理を行ってもよい。この場合は、第１配線層３０の外縁部のへこみ部Ｈの内面も粗化面となる。

さらに、図１４に示すように、絶縁層４０の上面側に、電子部品搭載領域Ｒに一括した開口部４２ａが配置されるようにソルダレジスト層４２を形成する。このとき、第１配線層３０の上面が粗化面ＲＳとなっているため、ソルダレジスト層４２が密着性よく形成される。

また、絶縁層４０の下面側に、第２配線層３２の接続部上に開口部４４ａが配置されたソルダレジスト層４４を形成する。このとき、第２配線層３２の下面が粗化面ＲＳになっているため、ソルダレジスト層４４が密着性よく形成される。下面側のソルダレジスト層４４の開口部４４ａに露出する第２配線層３２が外部接続パッドＰ３となる。

図１４の工程の後に、必要に応じて、上面側のソルダレジスト層４２の開口部４２ａから露出する第1配線層３０の上面に表面処理層を形成してもよい。また、必要に応じて、下面側のソルダレジスト層４４の開口部４４ａから露出する第２配線層３２の接続部に表面処理層を形成してもよい。

表面処理層としては、下から順に、無電解めっきで形成されるニッケル層／金層、ニッケル層／パラジウム層／金層、又は、ＯＳＰ（Organic Solderability Preservative）処理によるアゾール化合物やイミダゾール化合物などの有機被膜が使用される。

以上により、第１実施形態の配線基板１が得られる。各製品領域が得られるように配線部材が切断されて配線基板１となる。

図１４に示すように、第１実施形態の配線基板１は、電子部品搭載領域Ｒを有する絶縁層４０を備えている。絶縁層４０に第１配線層３０が埋め込まれている。第１配線層３０は、電解めっきによる銅めっき層３０ｘのみから形成され、シード層を備えていない。第１配線層３０は、上面が絶縁層４０から露出した状態で、側面及び下面が絶縁層４０に埋め込まれている。

第１配線層３０は、電子部品搭載パッドＰ１と、ビア受けパッドＰ２とを備えている。また、第１配線層３０は、電子部品搭載領域Ｒの中央部に配置された微細配線部３０ａを含んで形成される。

また、第１配線層３０の上面、側面及び下面は粗化面ＲＳとなっている。そして、第１配線層３０の上面の外縁部のへこみ部Ｈの内面は、粗化面Ｒよりも表面粗さが小さい平滑面となっている。

第１配線層３０の上面には他の部材は形成されておらず、第１配線層３０の上面に電子部品の端子が接続される。図１４の例では、第１配線層３０の電子部品搭載パッドＰ１に電子部品の端子がフリップチップ接続される。

絶縁層４０には第１配線層３０のビア受けパッドＰ２に到達するビアホールＶＨが形成されている。絶縁層４０の下面にはビアホールＶＨ内のビア導体を介して第１配線層３０に接続される第２配線層３２が形成されている。第２配線層３２の側面及び下面は粗化面ＲＳ（図１３）となっている。

さらに、絶縁層４０の上面側に、電子部品搭載領域Ｒに開口部４２ａが配置されたソルダレジスト層４２が形成されている。また、絶縁層４０の下面側に、第２配線層３２の接続部上に開口部４４ａが配置されたソルダレジスト層４４が形成されている。下面側のソルダレジスト層４４の開口部４４ａに第２配線層３２の外部接続パッドＰ３が露出している。

前述したように、本実施形態の配線基板１は、コアレスタイプの配線基板の製造方法で製造される。このため、仮基板６を除去した後に、第２銅箔２２をウェットエッチングする際に、第１配線層３０の上面の外縁部から厚み方向にへこみ部Ｈが形成される。

このため、後の工程で、熱プレスによって絶縁層４０を変形させて、第１配線層３０の外縁部のへこみ部Ｈを絶縁層４０で埋め込んで被覆する。

これにより、第２銅箔２２のエッチング液の硫酸成分が第１配線層３０のへこみ部Ｈに残留するとしても、硫酸成分が水分と反応しにくくなり、第１配線層３０が硫酸イオンによって腐食することが防止される。

また、水分がある環境下で第１配線層３０に電圧を印加しても、硫酸イオンが大気中に露出するまでの移動経路を長くすることができる。これにより、イオンマイグレーションが発生しにくくなり、第１配線層３０の配線パターン間で電気ショートが発生することが防止される。

さらには、第１配線層３０の外縁部が絶縁層４０の被覆部で保持された状態となるため、第１配線層３０が絶縁層４０から抜けにくくなる。

また、第１配線層３０は、第２銅箔２２をウェットエッチングする際に多少エッチングされる。このため、第１配線層３０の上面の高さは、絶縁層４０の上面の高さよりも低くなっている。

次に、前述した図１４の配線基板１を使用して電子部品装置を構築する方法について説明する。

図１５に示すように、電子部品として、下面に端子６２を備えた半導体チップ６０を用意する。半導体チップ６０の端子６２は、はんだバンプ又は金バンプなどからなる。そして、半導体チップ６０の端子６２を配線基板１の第１配線層３０の電子部品搭載パッドＰ１にはんだ（不図示）を介してフリップチップ接続する。

その後に、半導体チップ６０と配線基板１の間にアンダーフィル樹脂６４を充填する。

以上により、第１実施形態の電子部品装置２が得られる。電子部品装置２は、前述した配線基板１を使用しているため、電子部品装置の十分な信頼性を確保することができる。

また、半導体チップ６０に上側に向けて引っ張り応力がかかるとしても、配線基板１の第１配線部３０のへこみ部Ｈが絶縁層４０で保持されているため、第１配線部３０が絶縁層４０から抜けることが防止される。

前述した形態では、電子部品として半導体チップを例示したが、キャパシタ素子、抵抗素子及びインダクタ素子などから選択される各種の電子部品を搭載することができる。

（第２実施形態）
図１６〜図１８は第２実施形態の配線基板の製造方法を示す図、図１９は第２実施形態の配線基板を示す図である。

前述した第１実施形態の配線基板１では、絶縁層４０の一方の面に第1配線層３０が形成され、他方の面に第２配線層３２が形成された多層配線構造を採用している。

第２実施形態では、絶縁層の一方の面のみに配線層が形成された単層配線構造を採用する。

第２実施形態の配線基板の製造方法では、まず、前述した第１実施形態の図３（ａ）〜図７（ｂ）と同一の工程を遂行する。これにより、図１６（ａ）に示すように、前述した図７（ｂ）と実質的に同一の構造体を得る。

図１６（ａ）に示すように、第２実施形態では、前述した図７（ｂ）の第１配線層３０が配線層３４となっている。配線層３４は、前述した図５の部分平面図の第１配線層３０と同じレイアウトで配置される。

配線層３４は、微細配線部３４ａと、電子部品搭載パッドＰ１及び外部接続パッドＰ３とを含んで形成される。第２実施形態では、前述した図７（ｂ）のビア受けパッドＰ２が外部接続パッドＰ３となっている。

そして、前述した図７（ｂ）の絶縁層４０に形成されたビアホールＶＨが外部接続パッドＰ３を露出させる開口部４０ａとして形成される。絶縁層４０の開口部４０ａは、例えば、配線層３４側の底面の直径よりも開口端側の直径が大きい円錐台状に形成される。

次いで、図１６（ｂ）に示すように、前述した第１実施形態の図８（ｂ）の工程と同様に、仮基板６の第１銅箔２０と第２銅箔２２との界面から剥離し、仮基板６を第２銅箔２２から分離する。

次の図１７（ａ）では、図１６（ｂ）の構造体を上下反転させた状態が示されている。図１７（ａ）及び（ｂ）に示すように、前述した図９（ａ）及び（ｂ）の工程と同様な方法により、図１７（ａ）の構造体から第２銅箔２２をウェットエッチングして除去する。

これにより、図１７（ｂ）に示すように、配線層３４の上面及び絶縁層４０の上面が露出する。図１７（ｂ）の部分拡大断面図に示すように、前述した図９（ｂ）と同様に、配線層３４の微細配線部３４ａの外縁部にへこみ部Ｈが微細な隙間として形成される。

また同様に、電子部品搭載パッドＰ１及び外部接続パッドＰ３を含む配線層３４の外縁部にもへこみ部Ｈが微細な隙間として形成される。

次いで、図１８に示すように、前述した図１０及び図１１の工程と同様な方法により、熱プレス装置５０の下側熱プレス板５２及び上側熱プレス板５４により、図１７（ｂ）の構造体を加熱した状態で押圧する。

これにより、図１９の部分拡大断面図に示すように、配線層３４の微細配線部３４ａの外縁部のへこみ部Ｈが絶縁層４０で埋め込まれた状態となり、微細配線部３４ａのへこみ部Ｈの側面と絶縁層４０との間に隙間がなくなる。さらに、第２実施形態では、微細配線部３４ａの上面の周縁部ＰＥが絶縁層４０で被覆される。

また同様に、電子部品搭載パッドＰ１及び外部接続パッドＰ３を含む配線層３４の外縁部のへこみ部Ｈも絶縁層４０で埋め込まれ、かつ、配線層３４の上面の周縁部ＰＥが絶縁層４０で被覆される。

熱プレス装置５０の押圧条件を調整することにより、絶縁層４０が配線層３４のへこみ部Ｈからその内側の上面の周縁部ＰＥを覆うように、絶縁層４０を変形させることができる。

このように、配線層３４の外縁部のへこみ部Ｈを絶縁層４０で埋め込むと共に、第２銅箔２２から露出する配線層３４の露出面の周縁部ＰＥを絶縁層４０で被覆する。

さらに、絶縁層４０の上面側に露出する配線層３４の上面と、絶縁層４０の開口部４０ａに露出する外部接続パッドＰ３の下面とにＯＳＰ処理などの表面処理を行う。

以上により、図１９に示すように、第２実施形態の配線基板１ａが得られる。

図１９に示すように、第２実施形態の配線基板１ａでは、第１実施形態の図１４の配線基板１から第２配線層３２が省略されており、絶縁層４０の上面のみに配線層３４が形成された単層配線構造を有する。

また、図１９では、前述した図１４の第１配線層３０が配線層３４になっており、図１４のビア受けパッドＰ２が外部接続パッドＰ３となっている。そして、絶縁層４０の下面に、配線層３４の下面を露出させる開口部４０ａが形成されており、開口部４０ａに露出する配線層３４の下面の部分が外部接続パッドＰ３となっている。

第１実施形態の図１４と同様に、絶縁層４０の上面に電子部品搭載領域Ｒを一括して露出させるソルダレジスト層を形成してもよい。

第２実施形態の配線基板１ａでは、第１実施形態の配線基板１と違って、１層の絶縁層４０の上に１層の配線層３４が形成されているだけで、配線層３４がビア導体を介して絶縁層４０の下の配線層に接続されていない。このため、配線層３４が絶縁層４０から剥がれる懸念がある。

第２実施形態の配線基板１ａでは、配線層３４の外縁部のへこみ部Ｈが絶縁層４０で埋め込まれ、さらに配線層３４の上面の周縁部ＰＥが絶縁層４０で被覆されている。平面視すると、配線層３４のパターンの外周に沿った周縁部ＰＥを押さえるように絶縁層４０が繋がって配置され、配線層３４のパターンの中央部が絶縁層４０から露出している。

このような構造にすることにより、配線層３４の上面の周縁部ＰＥが絶縁層４０で支持されて固定されるため、配線層３４の密着力が向上し、配線層３４が絶縁層４０から剥がれることが防止される。

また、配線層３４の外縁部のへこみ部Ｈに残留する硫酸成分が大気中に露出するまでの移動経路を第１実施形態の構造よりも長くすることができる。このため、イオンマイグレーションの発生を防止する効果を向上させることができるので、絶縁層４０の絶縁性の信頼性をさらに向上させることができる。

第２実施形態の配線基板１ａは第１実施形態の図１４の配線基板１と同様な効果を奏する。

（第３実施形態）
図２０〜図２２は第３実施形態の配線基板の製造方法を示す図、図２３は第３実施形態の配線基板を示す図である。

第３実施形態の配線基板の製造方法では、第２実施形態と同様に、前述した第１実施形態の図３（ａ）〜図７（ｂ）の工程を遂行する。これにより、図２０（ａ）に示すように、前述した第２実施形態の図１６（ａ）と同一の構造体を得る。

図２０（ａ）に示すように、第３実施形態では、第２実施形態と同様に、図７（ｂ）の絶縁層４０に形成されたビアホールＶＨが外部接続パッドＰ３を露出させる開口部４０ａとして形成される。さらに、絶縁層４０の開口部４０ａに露出する外部接続パッドＰ３にＯＳＰ処理などの表面処理を行う。

次いで、図２０（ｂ）に示すように、図２０（ａ）の構造体の絶縁層４０の上に、粘着層７２によってキャリア７０を接着して積層する。キャリア７０としては、銅箔などの金属箔、ポリイミドフィルムなどの樹脂フィルム、又は、ガラスクロス入りのエポキシ樹脂などからなる樹脂基板などが使用される。

粘着層７２としては、アクリル系、シリコーン系、又は、エポキシ系などの樹脂が使用される。

次の図２１（ａ）では、図２０（ｂ）の構造体を上下反転させた状態が示されている。図２１（ｂ）に示すように、前述した図８（ａ）及び（ｂ）の工程と同様に、図２１（ａ）の仮基板６の第１銅箔２０と第２銅箔２２との界面から剥離し、仮基板６を第２銅箔２２から分離する。

続いて、図２２に示すように、前述した図９（ａ）及び（ｂ）の工程と同様な方法により、図２１（ｂ）の構造体から第２銅箔２２をウェットエッチングして除去する。

これにより、図２２示すように、配線層３４の上面及び絶縁層４０の上面が露出する。図２２の部分拡大断面図に示すように、前述した図１７（ｂ）と同様に、配線層３４の微細配線部３０ａの外縁部にへこみ部Ｈが微細な隙間として形成される。また同様に、電子部品搭載パッドＰ１及び外部接続パッドＰ３を含む配線層３４の外縁部にもへこみ部Ｈが微細な隙間として形成される。

次いで、図２３に示すように、前述した図１０及び図１１の工程と同様な方法により、熱プレス装置５０の下側熱プレス板５２及び上側熱プレス板５４（第３実施形態では不図示）によって図２２の構造体を加熱した状態で押圧する。

これにより、図２３の部分拡大断面図に示すように、配線層３４の微細配線部３４ａの外縁部のへこみ部Ｈが絶縁層４０で埋め込まれ、さらに配線層３４の上面の周縁部ＰＥが絶縁層４０で被覆される。

また同様に、電子部品搭載パッドＰ１及び外部接続パッドＰ３を含む配線層３４の外縁部のへこみ部Ｈも絶縁層４０で埋め込まれ、かつ、配線層３４の上面の周縁部ＰＥが絶縁層４０で被覆される。

その後に、絶縁層４０の上面から露出する配線層３４の上面にＯＳＰ処理などの表面処理を行う。

以上により、図２３に示すように、第３実施形態の配線基板１ｂが得られる。

図２３に示すように、第３実施形態の配線基板１ｂは、第２実施形態の図１９の配線基板１ａの絶縁層４０の下面に粘着層７２によってキャリア７０が接着されている。図２３において、キャリア７０が接着されている以外の要素は第２実施形態の図１９の配線基板１ａと同じである。

第３実施形態の配線基板１ｂのキャリア７０以外の本体部分は、１層の絶縁層４０に１層の配線層３４の下面及び側面が埋め込まれた薄型の配線基板である。このような薄型の配線基板であっても、キャリア７０を積層することで十分な強度を確保することができる。

このため、配線基板１ｂを搬送する際や配線基板１ｂに半導体チップを実装する際に、ハンドリングが容易になる。

次に、図２３の配線基板１ｂに半導体チップを搭載する方法について説明する。

図２４に示すように、電子部品として、下面に端子６２を備えた半導体チップ６０を用意する。そして、半導体チップ６０の端子６２を配線基板１ｂの配線層３４の電子部品搭載パッドＰ１にはんだ（不図示）を介してフリップチップ接続する。

その後に、半導体チップ６０と配線基板１ｂの間にアンダーフィル樹脂６４を充填する。さらに、半導体チップ６０及び配線基板１ｂの上面を被覆する封止樹脂６６を形成する。封止樹脂６６は、例えば、エポキシ樹脂のトランスファーモールドによって形成される。

半導体チップ６０の背面が封止樹脂６６から露出するように、封止樹脂６６を形成してもよい。

封止樹脂６６を形成することにより、後述するようにキャリア７０を剥離した後の電子部品装置２ａの強度を確保することができる。

このとき、配線基板１ｂはキャリア７０を備えて十分な強度を有するため、半導体チップ６を搭載する際やアンダーフィル樹脂６４及び封止樹脂６６を形成する際に、信頼性よく遂行することができる。

なお、半導体チップ６０の封止やキャリア７０を剥離した後の電子部品装置２ａの補強が不要な場合は、封止樹脂６６を省略してもよい。

次いで、図２５に示すように、配線基板１ｂの絶縁層４０の下面から粘着層７２を引き剥がしてキャリア７０を剥離する。これにより、配線基板１ｂが第２実施形態の図１９と同じ構造の配線基板１ａとなる。

以上により、図２５に示すように、第３実施形態の電子部品装置２ａが得られる。電子部品装置２ａは、キャリア７０が剥離されても封止樹脂６６が存在するため、十分な強度が得られる。

図２６に示すように、絶縁層４０の開口部４０ａ内の外部接続パッドＰ３にはんだボールを搭載するなどして、外部接続端子Ｔを搭載してもよい。

以上のように、第３実施形態では、配線基板にキャリア７０を積層して基板強度を補強している。このため、単層配線構造の薄型の配線基板を使用する場合であっても、電子部品装置を構築する際に生産性及び歩留りの向上を図ることができる。

前述した第２実施形態の図１９の配線基板１ａに半導体チップ６０を搭載する場合、図２５及び図２６と同様な形態となる。

（第４実施形態）
図２７は第４実施形態の配線基板を示す図である。図２７に示すように、第４実施形態の配線基板１ｃでは、絶縁層４０の開口部４０ａの内壁の先端部に、開口部４０ａの内側に向けて突出する突出部４１が形成されている。

絶縁層４０の開口部４０ａは、平面視で例えば円形状で形成される。そして、突出部４１は絶縁層４０の開口部４０ａの開口端にリング状に配置される。

前述した第２実施形態の図１８及び図１９の工程で、熱プレス装置５０で絶縁層４０を加熱しながら押圧する際に、絶縁層４０の開口部４０ａの開口端を潰して変形させることにより、突出部４１を同時に形成することができる。

本実施形態では、絶縁層４０の開口部４０ａの内壁の先端部に、内側に突出する突出部４１が形成されている。これにより、前述した図２６のように、絶縁層４０の開口部４０ａにはんだボールなどで外部接続端子Ｔを形成する際に、突出部４１によるアンカー効果によって外部接続端子Ｔの接合強度を向上させることができる。

１，１ａ，１ｂ，１ｃ…配線基板、２、２ａ…電子部品装置、３…配線部材、５…積層基板、６…仮基板、１０…プリプレグ、１２…めっきレジスト層、１２ａ，４０ａ，４２ａ，４４ａ…開口部、２０…第1銅箔、２２…第２銅箔、３０…第１配線層、３０ａ…微細配線部、３０ｘ…銅めっき層、３２…第２配線層、３４…配線層、４０…絶縁層、４１…突出部、４２，４４…ソルダレジスト層、５０…熱プレス装置、５２…下側熱プレス板、５２ａ，５４ａ…押圧板、５２ｂ，５４ｂ…加熱板、５４…上側熱プレス板、６０…半導体チップ、６２…端子、６４…アンダーフィル樹脂、６６…封止樹脂、７０…キャリア、７２…粘着層、Ｈ…へこみ部、Ｐ１…電子部品搭載パッド、Ｐ２…ビア受けパッド、Ｐ３…外部接続パッド、ＰＥ…周縁部、Ｒ…電子部品搭載領域、ＲＳ…粗化面、ＶＨ…ビアホール。

Claims (14)

1. 絶縁層と、
   上面が前記絶縁層から露出した状態で、側面及び下面が前記絶縁層に埋め込まれた配線層と、
   前記配線層の上面の外縁部に形成されたへこみ部と
   を有し、
   前記配線層のへこみ部が前記絶縁層で埋め込まれていることを特徴とする配線基板。
2. 前記配線層の上面の高さは、前記絶縁層の上面の高さよりも低いことを特徴とする請求項１に記載の配線基板。
3. 前記配線層は、電解金属めっき層のみから形成され、前記側面及び下面が粗化面になっていることを特徴とする請求項１又は２に記載の配線基板。
4. 前記配線層は、配線部と、電子部品の端子が接続されるパッドとを含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の配線基板。
5. 前記配線層の上面の周縁部が前記絶縁層で被覆されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の配線基板。
6. 前記絶縁層の下面に、前記配線層の下面を露出させる開口部が形成されており、
   前記開口部に露出する前記配線層の下面の部分が外部接続パッドとなっていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の配線基板。
7. 絶縁層と、
   上面が前記絶縁層から露出した状態で、側面及び下面が前記絶縁層に埋め込まれた配線層と、
   前記配線層の上面の外縁部から厚み方向に形成されたへこみ部と
   を備え、
   前記配線層のへこみ部が前記絶縁層で埋め込まれた配線基板と、
   前記配線基板の配線層の上面に端子が接続された電子部品と
   を有することを特徴とする電子部品装置。
8. 剥離できる状態で金属箔が形成された仮基板を用意する工程と、
   前記仮基板上の金属箔の上に配線層を形成する工程と、
   前記配線層の上面及び側面を粗化面にする工程と、
   前記金属箔及び前記配線層の上に絶縁層を形成する工程と、
   前記金属箔から前記仮基板を剥離する工程と、
   前記金属箔をウェットエッチングして、前記配線層を露出させると共に、前記配線層の外縁部にへこみ部が形成される工程と、
   前記配線層のへこみ部を前記絶縁層で埋め込む工程と
   を有することを特徴とする配線基板の製造方法。
9. 前記配線層のへこみ部を前記絶縁層で埋め込む工程において、
   前記金属箔から露出する前記配線層の露出面の周縁部を前記絶縁層で被覆することを特徴とする請求項８に記載の配線基板の製造方法。
10. 前記絶縁層を形成する工程の後であって、前記仮基板を剥離する工程の前に、
    前記絶縁層に、配線層に到達する開口部を形成する工程を有し、
    前記開口部に露出する前記配線層の部分が外部接続パッドとなることを特徴とする請求項８又は９に記載の配線基板の製造方法。
11. 前記配線層を形成する工程は、
    前記金属箔の上に、開口部が設けられためっきレジスト層を形成する工程と、
    前記金属箔をめっき給電経路に利用する電解めっきにより、前記めっきレジスト層の開口部に金属めっき層を形成する工程と、
    前記めっきレジスト層を除去する工程とを含むことを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか一項に記載の配線基板の製造方法。
12. 前記金属箔及び前記配線層は銅から形成され、
    前記金属箔をウェットエッチングする工程において、エッチング液として硫酸と過酸化水素水との混合液が使用されることを特徴とする請求項８乃至１１のいずれか一項に記載の配線基板の製造方法。
13. 前記絶縁層は熱硬化性樹脂から形成され、
    前記配線層の外縁部のへこみ部を前記絶縁層で埋め込む工程において、
    熱プレスによって前記絶縁層を変形させることを特徴とする請求項８乃至１２のいずれか一項に記載の配線基板の製造方法。
14. 配線層を形成する工程において、
    前記配線層は、配線部と、電子部品の端子が接続されるパッドとを含むことを特徴とする請求項８乃至１３のいずれか一項に記載の配線基板の製造方法。

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