JP2023008781A - 配線基板及び配線基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】内蔵されるインダクタの電気特性を向上すること。
【解決手段】配線基板は、基材と、前記基材に形成される貫通孔と、前記貫通孔に埋め込まれた磁性部材と、前記貫通孔から露出する前記磁性部材の端面を被覆するめっき膜とを有し、前記磁性部材は、磁性体によって被覆された導体線を有する。この配線基板の製造方法は、基材に貫通孔を形成する工程と、磁性体によって導体線を被覆し、磁性部材を形成する工程と、前記磁性部材を前記貫通孔に埋め込む工程と、前記貫通孔から露出する前記磁性部材の端面を被覆するめっき膜を形成する工程とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、配線基板及び配線基板の製造方法に関する。

従来、配線基板には、磁性体を用いて形成されるインダクタを内蔵するものがある。このようなインダクタは、例えば、配線基板の絶縁樹脂層の貫通孔に磁性体を収容し、ドリル加工によって磁性体に貫通孔を形成し、この貫通孔の内壁にめっき膜を設けることにより形成される。磁性体の貫通孔内壁にめっき膜を設ける工程は、例えば電解銅めっきによって、配線基板の表面にめっき膜を設けるのと同時に行われるのが一般的である。

特開平１－１６２２８１号公報 特開２００７－１２７４６号公報 特開２０１９－２２０５０４号公報

しかしながら、上述した配線基板においては、インダクタの形成工程が複雑であることから、各工程で発生する誤差の影響を受け、インダクタの電気特性の向上に限界があるという問題がある。具体的には、例えばドリル加工によって磁性体に貫通孔が形成されるが、ドリル加工の精度によっては、磁性体の中心に貫通孔を形成することは困難である。この結果、磁性体の貫通孔内壁に形成されるめっき膜の位置にも偏りが生じ、インダクタンスのばらつきが悪化する。

また、磁性体を貫通するめっき膜の内側に形成される貫通孔には、通常、絶縁樹脂が充填される。そして、この絶縁樹脂の両端が配線基板の表面に露出するため、絶縁樹脂の両端を被覆するために、配線基板の表面にめっき膜が積層される。さらに、配線基板にスルーホールが形成される場合には、このスルーホールの内壁を被覆するためのめっき膜が配線基板の表面にさらに積層される。このように、配線基板の表面には、複数のめっき膜が積層されることから、インダクタの周囲においてもめっき厚が不均一になることがあり、インダクタの電気特性が劣化する。

開示の技術は、かかる点に鑑みてなされたものであって、内蔵されるインダクタの電気特性を向上することができる配線基板及び配線基板の製造方法を提供することを目的とする。

本願が開示する配線基板は、１つの態様において、基材と、前記基材に形成される貫通孔と、前記貫通孔に埋め込まれた磁性部材と、前記貫通孔から露出する前記磁性部材の端面を被覆するめっき膜とを有し、前記磁性部材は、磁性体によって被覆された導体線を有する。

本願が開示する配線基板及び配線基板の製造方法の１つの態様によれば、内蔵されるインダクタの電気特性を向上することができるという効果を奏する。

図１は、実施の形態１に係るコア基板の構成を示す部分断面図である。 図２は、磁性部材の形成方法の具体例を示す図である。 図３は、磁性部材の形成方法の他の具体例を示す図である。 図４は、磁性部材の構造の具体例を示す図である。 図５は、実施の形態１に係る配線基板の製造方法を示すフロー図である。 図６は、基材の構成を示す図である。 図７は、貫通孔形成工程の具体例を示す図である。 図８は、磁性部材埋め込み工程の具体例を示す図である。 図９は、平面研磨工程の具体例を示す図である。 図１０は、第１無電解銅めっき工程の具体例を示す図である。 図１１は、第１電解銅めっき工程の具体例を示す図である。 図１２は、絶縁樹脂充填工程の具体例を示す図である。 図１３は、平面研磨工程の具体例を示す図である。 図１４は、第２無電解銅めっき工程の具体例を示す図である。 図１５は、第２電解銅めっき工程の具体例を示す図である。 図１６は、エッチングマスク形成工程の具体例を示す図である。 図１７は、エッチング工程の具体例を示す図である。 図１８は、配線基板の構成例を示す図である。 図１９は、半導体装置の構成例を示す図である。 図２０は、実施の形態２に係る配線基板の製造方法を示すフロー図である。 図２１は、貫通孔形成工程の具体例を示す図である。 図２２は、第１電解銅めっき工程の具体例を示す図である。 図２３は、絶縁樹脂充填工程の具体例を示す図である。 図２４は、貫通孔形成工程の具体例を示す図である。 図２５は、磁性部材埋め込み工程の具体例を示す図である。 図２６は、第２電解銅めっき工程の具体例を示す図である。 図２７は、エッチング工程の具体例を示す図である。 図２８は、実施の形態３に係る配線基板の製造方法を示すフロー図である。 図２９は、貫通孔形成工程の具体例を示す図である。 図３０は、磁性部材埋め込み工程の具体例を示す図である。 図３１は、平面研磨工程の具体例を示す図である。 図３２は、貫通孔形成工程の具体例を示す図である。 図３３は、実施の形態１に係るコア基板の変形例を示す図である。 図３４は、実施の形態２に係るコア基板の変形例を示す図である。

以下、本願が開示する配線基板及び配線基板の製造方法の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、この実施の形態により本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係る多層配線基板が備えるコア基板１００の構成を示す部分断面図である。図１に示すように、コア基板１００は、基材１１０、スルーホール部１２０及びインダクタ部１３０を有する配線基板である。

基材１１０は、絶縁性の板状部材を有して構成される、コア基板１００の基材である。基材１１０としては、例えば、ガラスクロスにエポキシ系樹脂やポリイミド系樹脂等の
絶縁樹脂を含浸させたガラスエポキシ基板等を用いることができる。また、基材１１０として、ガラス繊維、炭素繊維又はアラミド繊維等の織布や不織布にエポキシ系樹脂等を含浸させた基板等を用いることも可能である。基材１１０の厚さは、例えば７００～２０００μｍ程度とすることができる。

スルーホール部１２０は、基材１１０を貫通する貫通孔１１２の位置に設けられ、基材１１０の両側の表面１１０ａ間の導通を確保する。スルーホール部１２０は、基材１１０の表面１１０ａに形成される導体層１４０ａと、貫通孔１１２を貫通する絶縁樹脂１２５とを有する。

導体層１４０ａは、金属箔１１１、第１無電解めっき膜１４１ａ、第１電解めっき膜１４１ｂ、第２無電解めっき膜１４２ａ及び第２電解めっき膜１４２ｂを有し、スルーホール部１２０のパッドを形成する。導体層１４０ａから形成されるパッドは、基材１１０の表面に設けられる配線層に含まれる。金属箔１１１は、あらかじめ基材１１０の表面１１０ａに設けられ、エッチングにより除去可能な金属箔である。金属箔１１１としては、例えば銅箔又は銅合金箔などを用いることができ、金属箔１１１の厚さは、例えば４～１２μｍである。

第１無電解めっき膜１４１ａ及び第２無電解めっき膜１４２ａは、例えば銅の無電解めっきによって形成された無電解めっき膜である。一方、第１電解めっき膜１４１ｂ及び第２電解めっき膜１４２ｂは、例えば銅の電解めっきによって形成された電解めっき膜である。第１無電解めっき膜１４１ａは、金属箔１１１に積層されるとともに、貫通孔１１２の内壁を被覆する。第１電解めっき膜１４１ｂは、第１無電解めっき膜１４１ａに積層される。第２無電解めっき膜１４２ａは、第１電解めっき膜１４１ｂに積層されるとともに、絶縁樹脂１２５の端面を被覆する。第２電解めっき膜１４２ｂは、第２無電解めっき膜１４２ａに積層される。

絶縁樹脂１２５は、貫通孔１１２の内壁を被覆する第１無電解めっき膜１４１ａ及び第１電解めっき膜１４１ｂの内側の貫通孔に充填される絶縁樹脂である。絶縁樹脂１２５としては、例えばシリカ等のフィラーを含有するエポキシ系樹脂などを用いることができる。絶縁樹脂１２５の両端面は、第２無電解めっき膜１４２ａ及び第２電解めっき膜１４２ｂによって被覆される。

インダクタ部１３０は、基材１１０を貫通する貫通孔１１３の位置に設けられ、インダクタとして機能する。インダクタ部１３０は、基材１１０の表面１１０ａに形成される導体層１４０ｂと、貫通孔１１３を貫通する磁性部材１３５とを有する。

導体層１４０ｂは、導体層１４０ａと同様に、金属箔１１１、第１無電解めっき膜１４１ａ、第１電解めっき膜１４１ｂ、第２無電解めっき膜１４２ａ及び第２電解めっき膜１４２ｂを有し、インダクタ部１３０のパッドを形成する。導体層１４０ｂから形成されるパッドは、基材１１０の表面に設けられる配線層に含まれる。

インダクタ部１３０においては、第１無電解めっき膜１４１ａ、第１電解めっき膜１４１ｂ、第２無電解めっき膜１４２ａ及び第２電解めっき膜１４２ｂは、金属箔１１１に積層されるとともに、磁性部材１３５の端面を被覆する。すなわち、金属箔１１１及び磁性部材１３５の端面を被覆するように第１無電解めっき膜１４１ａが形成され、第１電解めっき膜１４１ｂ、第２無電解めっき膜１４２ａ及び第２電解めっき膜１４２ｂがこの順序で第１無電解めっき膜１４１ａに積層される。

なお、導体層１４０ａ、１４０ｂの第１無電解めっき膜１４１ａ、第１電解めっき膜１４１ｂ、第２無電解めっき膜１４２ａ及び第２電解めっき膜１４２ｂは、いずれも同時に形成された無電解めっき膜又は電解めっき膜である。

磁性部材１３５は、磁性体及び導体を含んで構成される部材であり、基材１１０に形成された貫通孔１１３に埋め込まれる。具体的には、磁性部材１３５は、例えば導体線１３２を磁性体１３１によって被覆して形成された部材であり、貫通孔１１３に適合するサイズに成形されている。磁性部材１３５の両端面は、第１無電解めっき膜１４１ａ、第１電解めっき膜１４１ｂ、第２無電解めっき膜１４２ａ及び第２電解めっき膜１４２ｂによって被覆される。

ここで、磁性部材１３５の構造について、具体的に例を挙げて説明する。図２は、磁性部材１３５の形成方法の具体例を示す図である。図２に示す磁性部材１３５は、導体線を磁性体によって被覆することによって形成される。

すなわち、例えば図２（ａ）に示す導体線２０１が、図２（ｂ）に示すように磁性体２０２によって被覆されることにより、磁性体被覆導体線が形成される。導体線２０１としては、例えば銅線等の金属からなる線を使用することができる。

磁性体２０２としては、例えば磁性体粒子を含有するエポキシ系樹脂等の絶縁樹脂を使用することができる。磁性体粒子としては、例えば鉄、酸化鉄、コバルト酸化鉄、珪素鉄、ニッケル、酸化ニッケル、磁性合金又はフェライト等のフィラーが挙げられる。このような磁性体フィラー含有樹脂を磁性体２０２として用いる場合には、例えば直径１００～２００μｍ程度の導体線２０１の周囲を、厚さ７５～１７５μｍ程度の磁性体２０２で被覆する。これにより、例えば直径２５０～５５０μｍの磁性体被覆導体線を形成することができる。

また、磁性体２０２としては、例えば鉄、ニッケル又はクロム等の磁性体金属を使用することができる。このような磁性体金属を磁性体２０２として用いる場合には、例えば直径５０～３００μｍの導体線２０１の周囲に、電解めっきによって厚さ５０～２００μｍ程度の磁性体２０２のめっき膜を形成する。これにより、例えば直径１５０～７００μｍの磁性体被覆導体線を形成することができる。

これらの磁性体被覆導体線の直径は、磁性部材１３５が埋め込まれる基材１１０の貫通孔１１３の直径と略等しいが、貫通孔１１３の直径よりも若干大きいのが好ましい。

磁性体被覆導体線が形成されると、例えば図２（ｃ）に示すように、磁性体被覆導体線が所定の長さに切断される。具体的には、磁性体被覆導体線が、基材１１０の厚さと略同等の例えば７００～２０００μｍの長さに切断されることにより、磁性部材１３５が得られる。このとき、磁性部材１３５が貫通孔１１３に埋め込まれる際に磁性部材１３５の両端が基材１１０の表面から突出するように、磁性部材１３５の長さは、基材１１０の厚さと比較して若干長いのが好ましい。

図３は、磁性部材１３５の形成方法の他の具体例を示す図である。図３に示す磁性部材１３５は、複数の磁性体被覆導体線を撚り合わせて撚線を形成し、撚線を絶縁樹脂によって被覆することによって形成される。

すなわち、例えば図３（ａ）に示す導体線２０１が、図３（ｂ）に示すように磁性体２０２によって被覆されることにより、磁性体被覆導体線が形成される。導体線２０１としては、例えば銅線を使用することができる。磁性体２０２としては、上記と同様に、例えば磁性体フィラー含有樹脂又は磁性体金属を使用することができる。

このような磁性体被覆導体線が複数形成されると、図３（ｃ）に示すように、複数の磁性体被覆導体線を撚り合わせて撚線が形成される。そして、図３（ｄ）に示すように、撚線が絶縁樹脂２０３によって被覆される。絶縁樹脂２０３によって被覆された撚線は、例えば図３（ｅ）に示すように、所定の長さに切断される。具体的には、絶縁樹脂２０３によって被覆された撚線が、基材１１０の厚さと略同等の例えば７００～２０００μｍの長さに切断されることにより、磁性部材１３５が得られる。このとき、磁性部材１３５が貫通孔１１３に埋め込まれる際に磁性部材１３５の両端が基材１１０の表面から突出するように、磁性部材１３５の長さは、基材１１０の厚さと比較して若干長いのが好ましい。

撚線を用いて磁性部材１３５を形成する場合、撚り合わせる磁性体被覆導体線の本数は任意の本数で良い。すなわち、例えば図４（ａ）に示すように、２本の磁性体被覆導体線を撚り合わせた二重らせん構造の撚線から磁性部材１３５が形成されても良いし、例えば図４（ｂ）に示すように、３本の磁性体被覆導体線を撚り合わせた三重らせん構造の撚線から磁性部材１３５が形成されても良い。

以上説明した磁性部材１３５は、磁性体２０２の中心に導体線２０１が配置された磁性体被覆導体線を用いて形成されており、導体線２０１と磁性体２０２の配置が均一となっている。この結果、磁性部材１３５が基材１１０に埋め込まれたコア基板１００において、インダクタ部１３０のインダクタンスのばらつきを軽減することができる。また、磁性部材１３５の中央に導体線２０１が含まれることから、磁性部材１３５における導体の体積が増加し、電気抵抗を低下させることができる。このように、磁性部材１３５を用いることで、コア基板１００に内蔵されるインダクタの電気特性を向上することができる。

さらに、磁性部材１３５にあらかじめ導体線２０１が含まれることから、磁性部材１３５を基材１１０に埋め込んだ後、磁性部材１３５の両端を電気的に導通させるめっき工程が不要となる。したがって、コア基板１００を製造する工程を簡略化することができるとともに、めっき工程の回数を削減してめっき厚を均一化することができる。

次に、各無電解めっき膜及び電解めっき膜について説明する。

第１無電解めっき膜１４１ａは、金属箔１１１の表面、貫通孔１１２の内壁面及び磁性部材１３５の端面に形成される。すなわち、スルーホール部１２０においては、第１無電解めっき膜１４１ａは、金属箔１１１の表面及び貫通孔１１２の内壁面に連続して形成される。一方、インダクタ部１３０においては、第１無電解めっき膜１４１ａは、金属箔１１１の表面及び磁性部材１３５の端面に積層される。第１無電解めっき膜１４１ａの厚さは、例えば０．１～２．０μｍ程度である。

第１電解めっき膜１４１ｂは、第１無電解めっき膜１４１ａに積層される。すなわち、スルーホール部１２０においては、第１電解めっき膜１４１ｂは、金属箔１１１の上下方及び貫通孔１１２内で連続して第１無電解めっき膜１４１ａに積層される。一方、インダクタ部１３０においては、第１電解めっき膜１４１ｂは、平面状に第１無電解めっき膜１４１ａに積層される。第１電解めっき膜１４１ｂの厚さは、例えば２～１８μｍ程度である。

第２無電解めっき膜１４２ａは、第１電解めっき膜１４１ｂの表面及び絶縁樹脂１２５の端面に形成される。すなわち、スルーホール部１２０においては、第２無電解めっき膜１４２ａは、第１電解めっき膜１４１ｂ及び絶縁樹脂１２５の端面に積層される。一方、インダクタ部１３０においては、第２無電解めっき膜１４２ａは、平面状に第１電解めっき膜１４１ｂに積層される。第２無電解めっき膜１４２ａの厚さは、第１無電解めっき膜１４１ａと同様に、例えば０．１～２．０μｍ程度である。

第２電解めっき膜１４２ｂは、第２無電解めっき膜１４２ａに積層される。すなわち、スルーホール部１２０及びインダクタ部１３０において、第２電解めっき膜１４２ｂは、平面状に第２無電解めっき膜１４２ａに積層される。第２電解めっき膜１４２ｂの厚さは、第１電解めっき膜１４１ｂと同様に、例えば２～１８μｍ程度である。

次いで、上記のように構成されたコア基板１００を備える多層配線基板の製造方法について、図５に示すフロー図を参照しながら、具体的に例を挙げて説明する。

まず、絶縁性の板状部材を有して構成される基材１１０に、スルーホール部１２０及びインダクタ部１３０を形成するための貫通孔１１２、１１３が形成される（ステップＳ１０１）。基材１１０は、例えば図６に示すように、絶縁性の板状部材の表面１１０ａに金属箔１１１が形成されたものである。基材１１０の厚さは、例えば７００～２０００μｍ程度である。この基材１１０に、例えば図７に示すように、開口部の直径が１００～２００μｍ程度の円筒形状の貫通孔１１２と、開口部の直径が２５０～５５０μｍ程度の円筒形状の貫通孔１１３とが形成される。貫通孔１１２、１１３は、例えばレーザ加工又はドリル加工によって形成され、貫通孔１１２、１１３が形成された後、内壁面の樹脂残渣を除去するデスミア処理が施される。デスミア処理には、例えば過マンガン酸カリウム溶液を用いることができる。

そして、貫通孔１１３に磁性部材１３５が埋め込まれる（ステップＳ１０２）。すなわち、例えば図８に示すように、基材１１０に形成された貫通孔１１３に、例えば磁性体１３１及び導体線１３２を有する磁性部材１３５が挿通する。このとき、磁性部材１３５の中心に設けられた導体線１３２が貫通孔１１３の中心軸に位置するように、磁性部材１３５が貫通孔１１３に埋め込まれる。磁性部材１３５の直径は、貫通孔１１３の直径に略等しいか若干大きいため、磁性体１３１の弾性により、磁性部材１３５を隙間なく貫通孔１１３に挿通させることができる。なお、磁性部材１３５が図３に示した構造を有する場合にも、撚線を被覆する絶縁樹脂２０３の弾性により、磁性部材１３５を隙間なく貫通孔１１３に挿通させることができる。

また、貫通孔１１３の内壁面に沿って例えばエポキシ系樹脂などの絶縁樹脂を注入し、貫通孔１１３の径を磁性体１３５の径に適合させるようにしても良い。こうすることにより、貫通孔１１３の内壁面と磁性部材１３５の間には、注入された絶縁樹脂が介在し、磁性部材１３５を形成する磁性体１３１が弾性を有さない場合にも、貫通孔１１３の内壁面と磁性部材１３５との間に隙間が生じることを防止することができる。

貫通孔１１３に磁性部材１３５が挿通すると、磁性部材１３５の長さが基材１１０の厚さよりも若干長いため、磁性部材１３５の両端部は基材１１０の金属箔１１１の上下方へ突出する。

そこで、磁性部材１３５の両端部が金属箔１１１の表面と面一になるように、突出した部分が平面研磨される（ステップＳ１０３）。すなわち、例えば図９に示すように、金属箔１１１の表面と磁性部材１３５の両端面とが面一になるように、磁性部材１３５の両端が研磨される。

金属箔１１１の表面と磁性部材１３５の両端面とが面一になると、表面に露出する部分を被覆する第１無電解めっき膜１４１ａが形成される（ステップＳ１０４）。具体的には、例えば図１０に示すように、金属箔１１１の表面、磁性部材１３５の端面及び貫通孔１１２の内壁面に、例えば無電解銅めっきが施されることにより、第１無電解めっき膜１４１ａが形成される。第１無電解めっき膜１４１ａの厚さは、例えば０．１～２．０μｍ程度である。

そして、第１無電解めっき膜１４１ａに第１電解めっき膜１４１ｂが積層される（ステップＳ１０５）。すなわち、例えば図１１に示すように、第１無電解めっき膜１４１ａが形成された面に、例えば電解銅めっきが施されることにより、第１電解めっき膜１４１ｂが形成される。第１電解めっき膜１４１ｂの厚さは、例えば２～１８μｍ程度である。

第１無電解めっき膜１４１ａ及び第１電解めっき膜１４１ｂが形成されることにより、貫通孔１１２内においては、第１電解めっき膜１４１ｂの内側に貫通孔が形成される。この貫通孔には、絶縁樹脂１２５が充填される（ステップＳ１０６）。すなわち、例えば図１２に示すように、貫通孔１１２内の第１電解めっき膜１４１ｂの内側に、絶縁樹脂１２５が充填される。絶縁樹脂１２５としては、例えばシリカ等のフィラーを含有するエポキシ系樹脂などを用いることができる。絶縁樹脂１２５は、第１電解めっき膜１４１ｂの内側に隙間なく充填され、絶縁樹脂１２５の両端部は、金属箔１１１に積層された第１無電解めっき膜１４１ａ及び第１電解めっき膜１４１ｂの上下方へ突出する。

そこで、絶縁樹脂１２５の両端部が第１電解めっき膜１４１ｂの表面と面一になるように、突出した部分が平面研磨される（ステップＳ１０７）。すなわち、例えば図１３に示すように、第１電解めっき膜１４１ｂの上下面と絶縁樹脂１２５の両端面とが面一になるように、絶縁樹脂１２５の両端が研磨される。また、絶縁樹脂１２５の研磨によって第１電解めっき膜１４１ｂの表面に残留する樹脂残渣がデスミア処理によって除去される。このとき、磁性部材１３５の両端面は、第１無電解めっき膜１４１ａ及び第１電解めっき膜
１４１ｂによって被覆されているため、磁性体１３１はデスミアに用いられる溶液から保護される。

第１電解めっき膜１４１ｂの上下面と絶縁樹脂１２５の両端面とが面一になると、表面に露出する部分を被覆する第２無電解めっき膜１４２ａが形成される（ステップＳ１０８）。具体的には、例えば図１４に示すように、第１電解めっき膜１４１ｂの表面及び絶縁樹脂１２５の端面に、例えば無電解銅めっきが施されることにより、第２無電解めっき膜１４２ａが形成される。第２無電解めっき膜１４２ａの厚さは、第１無電解めっき膜１４１ａと同様に、例えば０．１～２．０μｍ程度である。

そして、第２無電解めっき膜１４２ａに第２電解めっき膜１４２ｂが積層される（ステップＳ１０９）。すなわち、例えば図１５に示すように、第２無電解めっき膜１４２ａが形成された面に、例えば電解銅めっきが施されることにより、第２電解めっき膜１４２ｂが平面状に積層される。第２電解めっき膜１４２ｂの厚さは、第１電解めっき膜１４１ｂと同様に、例えば２～１８μｍ程度である。

ここまでの無電解めっき及び電解めっきにより、すべての無電解めっき膜及び電解めっき膜が形成されるため、スルーホール部１２０及びインダクタ部１３０の導体層１４０ａ及び導体層１４０ｂを形成するためのエッチングが行われる（ステップＳ１１０）。すなわち、例えば図１６に示すように、導体層１４０ａ、１４０ｂとしてめっき膜を残す部分には、エッチングレジスト２１０が形成される。図１６には、絶縁樹脂１２５及び磁性部材１３５の位置にそれぞれパッドとして導体層１４０ａ、１４０ｂを形成するためのエッチングレジスト２１０が図示されている。これらのエッチングレジスト２１０は、第２電解めっき膜１４２ｂの表面において、それぞれ貫通孔１１２、１１３よりも広い領域を被覆するように形成される。エッチングレジスト２１０は、所望の解像性を有し、耐エッチング性を有する材料から形成される。

そして、エッチングレジスト２１０をマスクとして、ウェットエッチングにより金属箔１１１、第１無電解めっき膜１４１ａ、第１電解めっき膜１４１ｂ、第２無電解めっき膜１４２ａ及び第２電解めっき膜１４２ｂが除去される。これにより、例えば図１７に示すように、パッドとして導体層１４０ａを有するスルーホール部１２０と、パッドとして導体層１４０ｂを有するインダクタ部１３０とが形成される。これらの導体層１４０ａ、１４０ｂからエッチングレジスト２１０が除去されることにより、コア基板１００が完成する。

コア基板１００の上面及び下面には、絶縁層及び配線層が順にビルドアップされて多層配線基板が形成される（ステップＳ１１１）。具体的には、例えば図１８に示すように、コア基板１００の上面及び下面に絶縁層２３０及び配線層２２０が積層され、上下に積層される各配線層２２０は、絶縁層２３０中に設けられたビア配線２２５によって電気的に接続される。また、コア基板１００に最も近い配線層２２０は、絶縁層２３０中に設けられたビア配線２２５によってコア基板１００の導体層１４０ａ、１４０ｂと電気的に接続される。

そして、最上層の配線層２２０は、ソルダーレジスト層２４０によって被覆される。ソルダーレジスト層２４０には貫通孔が形成され、この貫通孔に、例えば半導体チップなどの電子部品と配線層２２０とを電気的に接続するためのはんだ等からなる接続端子２５０が形成される。一方、最下層の配線層２２０は、ソルダーレジスト層２６０によって被覆される。そして、ソルダーレジスト層２６０には開口部が形成され、最下層の配線層２２０に形成される外部接続パッド２７０が開口部から露出する。外部接続パッド２７０は、外部の部品や機器と電気的に接続可能である。

このように、磁性部材１３５を用いたインダクタ部１３０を内蔵するコア基板１００から、複数の配線層２２０を有する多層配線基板を形成することができる。この多層配線基板は、例えば半導体チップなどの部品を搭載する半導体装置に利用することができる。具体的には、図１９に示すように、多層配線基板の上面に半導体チップ３１０が搭載される。例えば、多層配線基板の接続端子２５０と半導体チップ３１０のはんだ等からなる電極３１５とが接合される。そして、接続端子２５０と電極３１５との接合部は、アンダーフィル樹脂３２０によって封止され、半導体チップ３１０が実装された半導体装置が得られる。

以上のように、本実施の形態によれば、磁性体被覆導体線を用いて形成された磁性部材が基材の貫通孔に埋め込まれ、貫通孔の開口部から露出する磁性部材の端面が無電解めっき膜及び電解めっき膜によって被覆されたインダクタを形成する。このため、インダクタにおける導体線と磁性体の配置が均一となって、インダクタンスのばらつきを軽減することができる。また、インダクタにおける導体の体積が増加し、電気抵抗を低下させることができる。換言すれば、コア基板に内蔵されるインダクタの電気特性を向上することができる。

（実施の形態２）
上記実施の形態１においては、基材１１０の貫通孔１１３に磁性部材１３５を埋め込んだ後、貫通孔１１２に絶縁樹脂１２５を充填するものとしたが、先に貫通孔１１２に絶縁樹脂１２５を充填した後、貫通孔１１３に磁性部材１３５を埋め込むことも可能である。そこで、実施の形態２においては、後から磁性部材１３５を埋め込む場合の多層配線基板の製造方法について説明する。

図２０は、実施の形態２に係る多層配線基板の製造方法を示すフロー図である。図２０において、図５と同じ部分には同じ符号を付す。図２０に示す多層配線基板の製造方法では、ステップＳ１０６において絶縁樹脂１２５が充填された後に、ステップＳ１０２において磁性部材１３５が埋め込まれる。

まず、絶縁性の板状部材を有して構成される基材１１０に、スルーホール部１２０を形成するための貫通孔１１２が形成される（ステップＳ２０１）。すなわち、基材１１０に、例えば図２１に示すように、開口部の直径が１００～２００μｍ程度の円筒形状の貫通孔１１２が形成される。貫通孔１１２は、例えばレーザ加工又はドリル加工によって形成され、貫通孔１１２が形成された後、内壁面の樹脂残渣を除去するデスミア処理が施される。デスミア処理には、例えば過マンガン酸カリウム溶液を用いることができる。

貫通孔１１２が形成されると、表面に露出する部分を被覆する第１無電解めっき膜１４１ａが形成され（ステップＳ１０４）、続いて第１無電解めっき膜１４１ａに第１電解めっき膜１４１ｂが積層される（ステップＳ１０５）。具体的には、例えば図２２に示すように、金属箔１１１の表面及び貫通孔１１２の内壁面に、例えば無電解銅めっきが施されることにより、第１無電解めっき膜１４１ａが形成される。そして、第１無電解めっき膜１４１ａが形成された面に、例えば電解銅めっきが施されることにより、第１電解めっき膜１４１ｂが形成される。第１無電解めっき膜１４１ａの厚さは、例えば０．１～２．０μｍ程度である。また、第１電解めっき膜１４１ｂの厚さは、例えば２～１８μｍ程度である。

第１無電解めっき膜１４１ａ及び第１電解めっき膜１４１ｂが形成されることにより、貫通孔１１２内においては、第１電解めっき膜１４１ｂの内側に貫通孔が形成される。この貫通孔には、絶縁樹脂１２５が充填される（ステップＳ１０６）。すなわち、例えば図２３に示すように、貫通孔１１２内の第１電解めっき膜１４１ｂの内側に、絶縁樹脂１２５が充填される。絶縁樹脂１２５としては、例えばシリカ等のフィラーを含有するエポキシ系樹脂などを用いることができる。絶縁樹脂１２５は、第１電解めっき膜１４１ｂの内側に隙間なく充填され、絶縁樹脂１２５の両端部は、金属箔１１１に積層された第１無電解めっき膜１４１ａ及び第１電解めっき膜１４１ｂの上下方へ突出する。

絶縁樹脂１２５の突出した両端部は平面研磨され（ステップＳ１０７）、第１電解めっき膜１４１ｂの上下面と絶縁樹脂１２５の両端面とが面一になると、インダクタ部１３０を形成するための貫通孔１１３が形成される（ステップＳ２０２）。すなわち、第１無電解めっき膜１４１ａ及び第１電解めっき膜１４１ｂが形成された基材１１０に、例えば図２４に示すように、開口部の直径が２５０～５５０μｍ程度の円筒形状の貫通孔１１３が形成される。貫通孔１１３は、例えばレーザ加工又はドリル加工によって形成され、貫通孔１１３が形成された後、内壁面の樹脂残渣を除去するデスミア処理が施される。

そして、貫通孔１１３に磁性部材１３５が埋め込まれる（ステップＳ１０２）。すなわち、例えば図２５に示すように、例えば磁性体１３１及び導体線１３２を有する磁性部材１３５が貫通孔１１３に挿通する。磁性部材１３５の直径は、貫通孔１１３の直径に略等しいか若干大きいため、磁性体１３１の弾性により、磁性部材１３５を隙間なく貫通孔１１３に挿通させることができる。また、磁性部材１３５の長さは、基材１１０の厚さよりも若干長いため、磁性部材１３５の両端部は、金属箔１１１に積層された第１無電解めっき膜１４１ａ及び第１電解めっき膜１４１ｂの上下方へ突出する。

磁性部材１３５の突出した両端部は平面研磨され（ステップＳ１０３）、第１電解めっき膜１４１ｂの上下面と磁性部材１３５の両端面とが面一になると、表面に露出する部分に第２無電解めっき膜１４２ａ及び第２電解めっき膜１４２ｂが形成される（ステップＳ１０８、Ｓ１０９）。具体的には、例えば図２６に示すように、第１電解めっき膜１４１ｂの表面、絶縁樹脂１２５の端面及び磁性部材１３５の端面に、例えば無電解銅めっきが施されることにより、第２無電解めっき膜１４２ａが形成される。そして、第２無電解めっき膜１４２ａが形成された面に、例えば電解銅めっきが施されることにより、第２電解めっき膜１４２ｂが平面状に積層される。第２無電解めっき膜１４２ａの厚さは、例えば０．１～２．０μｍ程度である。また、第２電解めっき膜１４２ｂの厚さは、例えば２～１８μｍ程度である。

ここまでの無電解めっき及び電解めっきにより、すべての無電解めっき膜及び電解めっき膜が形成されるため、スルーホール部１２０及びインダクタ部１３０の導体層１４０ａ及び導体層１４０ｂを形成するためのエッチングが行われる（ステップＳ１１０）。すなわち、導体層１４０ａ、１４０ｂとしてめっき膜を残す部分にエッチングレジストが形成され、ウェットエッチングにより金属箔１１１、第１無電解めっき膜１４１ａ、第１電解めっき膜１４１ｂ、第２無電解めっき膜１４２ａ及び第２電解めっき膜１４２ｂが除去される。これにより、例えば図２７に示すように、パッドとして導体層１４０ａを有するスルーホール部１２０と、パッドとして導体層１４０ｂを有するインダクタ部１３０とが形成される。

このようにして形成されたコア基板１００の上面及び下面には、絶縁層及び配線層が順にビルドアップされて多層配線基板が形成される（ステップＳ１１１）。また、多層配線基板に半導体チップが搭載され、半導体装置が形成されても良い。本実施の形態に係るコア基板１００においては、磁性部材１３５の両端面が第２無電解めっき膜１４２ａによって被覆されている点が実施の形態１に係るコア基板１００と異なる。すなわち、実施の形態１に係るコア基板１００は、絶縁樹脂１２５の充填よりも先に磁性部材１３５が埋め込まれて形成されるため、磁性部材１３５の両端面が第１無電解めっき膜１４１ａによって被覆される。これに対して、本実施の形態に係るコア基板１００は、絶縁樹脂１２５の充填よりも後に磁性部材１３５が埋め込まれて形成されるため、磁性部材１３５の両端面が第２無電解めっき膜１４２ａによって被覆される。その他の点では、実施の形態１、２に係るコア基板１００の構造は同様であり、コア基板１００を用いて形成される多層配線基板及び半導体装置の構造も実施の形態１、２で共通する。

以上のように、本実施の形態によれば、スルーホールに絶縁樹脂が充填された後、磁性体被覆導体線を用いて形成された磁性部材が基材の貫通孔に埋め込まれ、インダクタを形成する。このため、絶縁樹脂が充填されたスルーホールを形成した後に磁性部材を用いるインダクタを形成してコア基板を製造する場合でも、コア基板に内蔵されるインダクタの電気特性を向上することができる。

（実施の形態３）
上記実施の形態１、２においては、基材１１０の貫通孔１１３に磁性部材１３５を埋め込む時点で既に貫通孔１１２が形成されているものとしたが、貫通孔１１３に磁性部材１３５を埋め込んだ後に貫通孔１１２を形成することも可能である。そこで、実施の形態３においては、後から貫通孔１１２を形成する場合の多層配線基板の製造方法について説明する。

図２８は、実施の形態３に係る多層配線基板の製造方法を示すフロー図である。図２８において、図５と同じ部分には同じ符号を付す。図２８に示す多層配線基板の製造方法では、ステップＳ１０３において磁性部材１３５の平面研磨が行われた後に、絶縁樹脂１２５を充填するための貫通孔１１２が形成される。

まず、絶縁性の板状部材を有して構成される基材１１０に、インダクタ部１３０を形成するための貫通孔１１３が形成される（ステップＳ３０１）。すなわち、基材１１０に、例えば図２９に示すように、開口部の直径が２５０～５５０μｍ程度の円筒形状の貫通孔１１３が形成される。貫通孔１１３は、例えばレーザ加工又はドリル加工によって形成され、貫通孔１１３が形成された後、内壁面の樹脂残渣を除去するデスミア処理が施される。デスミア処理には、例えば過マンガン酸カリウム溶液を用いることができる。

そして、貫通孔１１３に磁性部材１３５が埋め込まれる（ステップＳ１０２）。すなわち、例えば図３０に示すように、例えば磁性体１３１及び導体線１３２を有する磁性部材１３５が貫通孔１１３に挿通する。磁性部材１３５の直径は、貫通孔１１３の直径に略等しいか若干大きいため、磁性体１３１の弾性により、磁性部材１３５を隙間なく貫通孔１１３に挿通させることができる。また、磁性部材１３５の長さは、基材１１０の厚さよりも若干長いため、磁性部材１３５の両端部は基材１１０の金属箔１１１の上下方へ突出する。

そこで、磁性部材１３５の両端部が金属箔１１１の表面と面一になるように、突出した部分が平面研磨される（ステップＳ１０３）。すなわち、例えば図３１に示すように、金属箔１１１の表面と磁性部材１３５の両端面とが面一になるように、磁性部材１３５の両端が研磨される。本実施の形態においては、磁性部材１３５の両端が研磨される際に、スルーホール部１２０を形成するための貫通孔１１２が未形成である。このため、磁性部材１３５の研磨によって発生する残渣等が貫通孔１１２へ進入して残留することがない。

金属箔１１１の表面と磁性部材１３５の両端面とが面一になると、スルーホール部１２０を形成するための貫通孔１１２が形成される（ステップＳ３０２）。すなわち、基材１１０に、例えば図３２に示すように、開口部の直径が１００～２００μｍ程度の円筒形状の貫通孔１１２が形成される。貫通孔１１２は、例えばレーザ加工又はドリル加工によって形成され、貫通孔１１２が形成された後、内壁面の樹脂残渣を除去するデスミア処理が施される。このとき、表面に露出する磁性部材１３５の両端面に対するデスミアに用いられる溶液の影響を軽減するために、磁性部材１３５を構成する磁性体１３１が磁性体金属から形成されても良い。

貫通孔１１２が形成されると、表面に露出する部分を被覆する第１無電解めっき膜１４１ａが形成され（ステップＳ１０４）、続いて第１無電解めっき膜１４１ａに第１電解めっき膜１４１ｂが積層される（ステップＳ１０５）。すなわち、実施の形態１と同様に、金属箔１１１の表面、磁性部材１３５の端面及び貫通孔１１２の内壁面に、例えば無電解銅めっき及び電解銅めっきが施されることにより、第１無電解めっき膜１４１ａ及び第１電解めっき膜１４１ｂが形成される。

第１無電解めっき膜１４１ａ及び第１電解めっき膜１４１ｂが形成されることにより、貫通孔１１２内においては、第１電解めっき膜１４１ｂの内側に貫通孔が形成される。この貫通孔には、絶縁樹脂１２５が充填される（ステップＳ１０６）。絶縁樹脂１２５としては、例えばシリカ等のフィラーを含有するエポキシ系樹脂などを用いることができる。絶縁樹脂１２５は、第１電解めっき膜１４１ｂの内側に隙間なく充填され、絶縁樹脂１２５の両端部は、金属箔１１１に積層された第１無電解めっき膜１４１ａ及び第１電解めっき膜１４１ｂの上下方へ突出する。

絶縁樹脂１２５の突出した両端部は平面研磨され（ステップＳ１０７）、第１電解めっき膜１４１ｂの上下面と絶縁樹脂１２５の両端面とが面一になると、表面に露出する部分に第２無電解めっき膜１４２ａ及び第２電解めっき膜１４２ｂが形成される（ステップＳ１０８、Ｓ１０９）。すなわち、実施の形態１と同様に、第１電解めっき膜１４１ｂの表面及び絶縁樹脂１２５の端面に、例えば無電解銅めっき及び電解銅めっきが施されることにより、第２無電解めっき膜１４２ａ及び第２電解めっき膜１４２ｂが形成される。

ここまでの無電解めっき及び電解めっきにより、すべての無電解めっき膜及び電解めっき膜が形成されるため、スルーホール部１２０及びインダクタ部１３０の導体層１４０ａ及び導体層１４０ｂを形成するためのエッチングが行われる（ステップＳ１１０）。すなわち、導体層１４０ａ、１４０ｂとしてめっき膜を残す部分にエッチングレジストが形成され、ウェットエッチングにより金属箔１１１、第１無電解めっき膜１４１ａ、第１電解めっき膜１４１ｂ、第２無電解めっき膜１４２ａ及び第２電解めっき膜１４２ｂが除去される。これにより、実施の形態１（図１７）と同様に、パッドとして導体層１４０ａを有するスルーホール部１２０と、パッドとして導体層１４０ｂを有するインダクタ部１３０とが形成される。

このようにして形成されたコア基板１００の上面及び下面には、絶縁層及び配線層が順にビルドアップされて多層配線基板が形成される（ステップＳ１１１）。また、多層配線基板に半導体チップが搭載され、半導体装置が形成されても良い。

以上のように、本実施の形態によれば、磁性体被覆導体線を用いて形成された磁性部材が基材の貫通孔に埋め込まれた後、基材に貫通孔を形成してスルーホールを形成する。このため、磁性部材の研磨時に発生する残渣がスルーホールへ進入して残留することを防止しつつ、コア基板に内蔵されるインダクタの電気特性を向上することができる。

なお、上記各実施の形態においては、導体層１４０ｂが磁性部材１３５の端面全体を被覆するものとしたが、導体層１４０ｂは、必ずしも磁性部材１３５の端面全体を被覆しなくても良い。具体的には、例えば図３３に示すように、実施の形態１、３に係るコア基板１００の磁性部材１３５の端面の一部が導体層１４０ｂに被覆されなくても良い。すなわち、図３３においては、磁性部材１３５の導体線１３２が導体層１４０ｂによって被覆される一方、磁性体１３１の一部は、導体層１４０ｂによって被覆されずに露出する。この場合には、導体層１４０ｂは、第１無電解めっき膜１４１ａ、第１電解めっき膜１４１ｂ、第２無電解めっき膜１４２ａ及び第２電解めっき膜１４２ｂを有する。

同様に、例えば図３４に示すように、実施の形態２に係るコア基板１００の磁性部材１３５の端面の一部が導体層１４０ｂに被覆されなくても良い。すなわち、図３４においては、磁性部材１３５の導体線１３２が導体層１４０ｂによって被覆される一方、磁性体１３１の一部は、導体層１４０ｂによって被覆されずに露出する。この場合には、導体層１４０ｂは、第２無電解めっき膜１４２ａ及び第２電解めっき膜１４２ｂを有する。

このように磁性部材１３５の一部が導体層１４０ｂによって被覆されないコア基板１００は、エッチングレジスト２１０のサイズを調整することにより形成可能である。すなわち、すべての無電解めっき膜及び電解めっき膜が形成された後、磁性部材１３５の端面中央部に対応する部分のみにエッチングレジスト２１０を形成し、エッチングレジスト２１０をマスクとしてエッチングを施す。これにより、エッチングレジスト２１０の周囲の無電解めっき膜及び電解めっき膜と金属箔１１１とが除去され、磁性部材１３５の端面の周縁部が露出する。

以上のように、磁性部材１３５の端面を被覆する導体層１４０ｂは、種々の構造で形成することが可能である。

１００ コア基板
１１０ 基材
１１１ 金属箔
１１２、１１３ 貫通孔
１２０ スルーホール部
１２５ 絶縁樹脂
１３０ インダクタ部
１３５ 磁性部材
１４１ａ 第１無電解めっき膜
１４１ｂ 第１電解めっき膜
１４２ａ 第２無電解めっき膜
１４２ｂ 第２電解めっき膜
２０１ 導体線
２０２ 磁性体
２０３ 絶縁樹脂
２２０ 配線層
２２５ ビア配線
２３０ 絶縁層

Claims (15)

1. 基材と、
   前記基材に形成される貫通孔と、
   前記貫通孔に埋め込まれた磁性部材と、
   前記貫通孔から露出する前記磁性部材の端面を被覆するめっき膜とを有し、
   前記磁性部材は、
   磁性体によって被覆された導体線を有する
   ことを特徴とする配線基板。
2. 前記磁性部材の前記端面において、前記導体線の端部が前記磁性体から露出する
   ことを特徴とする請求項１記載の配線基板。
3. 前記磁性部材は、
   磁性体粒子を含有する絶縁樹脂によって被覆された導体線を有する
   ことを特徴とする請求項１記載の配線基板。
4. 前記磁性部材は、
   磁性体金属のめっき膜によって被覆された導体線を有する
   ことを特徴とする請求項１記載の配線基板。
5. 前記磁性部材は、
   磁性体によって被覆された複数の導体線を撚り合わせて形成される撚線と、
   前記撚線を被覆する絶縁樹脂と
   を有することを特徴とする請求項１記載の配線基板。
6. 前記めっき膜は、
   前記磁性部材の端面を被覆する無電解めっき膜と、
   前記無電解めっき膜に積層される電解めっき膜と
   を有することを特徴とする請求項１記載の配線基板。
7. 前記めっき膜は、
   前記基材の表面を被覆する第１無電解めっき膜と、
   前記第１無電解めっき膜に積層される第１電解めっき膜と、
   前記第１電解めっき膜の表面と前記磁性部材の端面とを被覆する第２無電解めっき膜と、
   前記第２無電解めっき膜に積層される第２電解めっき膜と
   を有することを特徴とする請求項１記載の配線基板。
8. 前記めっき膜は、
   前記磁性部材の端面の一部を被覆し、他の一部を露出させる
   ことを特徴とする請求項１記載の配線基板。
9. 前記基材に形成される他の貫通孔と、
   前記他の貫通孔に充填される絶縁樹脂とをさらに有し、
   前記めっき膜は、
   前記他の貫通孔の内壁面と前記絶縁樹脂の間に介在する第１めっき膜と、
   前記他の貫通孔から露出する前記絶縁樹脂の端面と前記基材の表面とを被覆する第２めっき膜とを有する
   ことを特徴とする請求項１記載の配線基板。
10. 前記貫通孔の内壁面と前記磁性部材の間に介在する絶縁樹脂
    をさらに有することを特徴とする請求項１記載の配線基板。
11. 前記基材の表面に設けられた絶縁層と、
    前記絶縁層の表面に設けられた配線層と、
    前記絶縁層中に設けられたビア配線とをさらに有し、
    前記配線層は、
    前記ビア配線を介して、前記めっき膜に接続される
    ことを特徴とする請求項１記載の配線基板。
12. 基材に貫通孔を形成する工程と、
    磁性体によって導体線を被覆し、磁性部材を形成する工程と、
    前記磁性部材を前記貫通孔に埋め込む工程と、
    前記貫通孔から露出する前記磁性部材の端面を被覆するめっき膜を形成する工程と
    を有することを特徴とする配線基板の製造方法。
13. 前記貫通孔を形成する工程は、
    前記基材に前記貫通孔と他の貫通孔とを形成し、
    前記めっき膜を形成する工程は、
    前記貫通孔から露出する前記磁性部材の端面と前記他の貫通孔の内壁面とを被覆するめっき膜を形成する
    ことを特徴とする請求項１２記載の配線基板の製造方法。
14. 前記磁性部材が前記貫通孔に埋め込まれた後、前記基材に他の貫通孔を形成する工程をさらに有し、
    前記めっき膜を形成する工程は、
    前記貫通孔から露出する前記磁性部材の端面と前記他の貫通孔の内壁面とを被覆するめっき膜を形成する
    ことを特徴とする請求項１２記載の配線基板の製造方法。
15. 前記めっき膜が形成された前記他の貫通孔に絶縁樹脂を充填する工程
    をさらに有することを特徴とする請求項１３又は１４記載の配線基板の製造方法。

Images