TWI866088B

TWI866088B - 配線基板及安裝構造體

Info

Publication number: TWI866088B
Application number: TW112106761A
Authority: TW
Inventors: 清水大地
Original assignee: 日商京瓷股份有限公司
Priority date: 2022-02-28
Filing date: 2023-02-23
Publication date: 2024-12-11
Also published as: EP4489532A1; TW202344156A; JPWO2023162965A1; KR20240141302A; JP7778219B2; US20250168970A1; WO2023162965A1; CN118765538A

Abstract

本揭示的配線基板係包含：絕緣層，係具有第一面及位於與第一面相反側的第二面；以及第一配線導體，係設置於第一面。絕緣層的第一面係具有：具有第一算術平均粗糙度的第一區域、及具有第二算術平均粗糙度的第二區域。第二算術平均粗糙度係比第一算術平均粗糙度更大，第一配線導體係設置成從第一區域遍及於第二區域。

Description

配線基板及安裝構造體

本發明係關於配線基板及使用該配線基板的安裝構造體。

近年來，形成於配線基板的配線圖案係伴隨著電子機器的小型化等而以高密度形成微細的配線。此種微細的配線圖案容易剝離，所獲得的配線基板缺乏電性可靠度。為了使微細的配線圖案難以剝離，例如，專利文獻1記載了一種技術，係將樹脂製基材(絕緣層)的表面粗化而使配線圖案與絕緣層的密著性提升。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1] 日本特開2007-95828號公報

如專利文獻1所述之習知的配線基板中，雖提升了配線圖案與絕緣層的密著性，惟當使絕緣層的表面粗化時，會有電性特性惡化的問題。因此，追求一種電性特性優異，且配線導體難以剝離的配線基板。

本揭示的安裝構造體係包含上述的配線基板與設置於配線基板的表面的元件。

本揭示的配線基板係藉由具有用以解決課題之手段的欄位中所記載之構成，從而減低電性特性的惡化，且使配線導體難以剝離。

1:配線基板

2:絕緣層

2a:第一區域

2b:第二區域

2c:凹部

3:導體層

4:阻銲劑

5:銲料

21:核心用絕緣層

21a:貫穿孔導體

22:增層用絕緣層

22a:通孔導體

23:樹脂片

23a:保護膜

31:第一配線導體

32:第二配線導體

221:第一面

222:第二面

D:深度

W:開口寬度

S:元件

X:區域

Y:區域

圖1為用以說明本揭示之一實施型態的配線基板的說明圖。

圖2為用以說明圖1所示之區域X的剖面之一實施型態的放大說明圖。

圖3為用以說明圖1所示之區域X的剖面之其它實施型態的放大說明圖。

圖4為用以說明圖1所示之區域Y的剖面的放大說明圖。

圖5為用以說明在絕緣層(增層(build up)用絕緣層)形成第一區域2a及第二區域2b的方法之一實施型態的說明圖。

圖6為用以說明在絕緣層(增層用絕緣層)形成第一區域2a及第二區域2b的方法之其它實施型態的說明圖。

依據圖1至圖4說明本揭示之一實施型態的配線基板。圖1為用以說明本揭示之一實施型態的配線基板1的說明圖。如圖1所示，一實施型態的配線基板1係包含絕緣層2、導體層3及阻銲劑(solder resist)4。

在絕緣層2中，係包含核心用絕緣層21及增層用絕緣層22。核心用絕緣層21若以具有絕緣性的素材形成，則不特別限定。就具有絕緣性的素材而言，例如，可列舉環氧樹脂、雙馬來醯亞胺三氮雜苯樹脂(bismaleimide-triazine resin)、聚醯亞胺樹脂、聚苯醚樹脂(Polyphenylene ether resin)等樹脂。該等樹脂亦可混合兩種以上使用。核心用絕緣層21的厚度不特別限定，例如為40μm以上1800μm以下。

在核心用絕緣層21中，亦可包含補強材。就補強材而言，例如，可列舉玻璃纖維、玻璃不織布、聚芳醯胺(aramid)不織布、聚芳醯胺纖維、聚酯(polyester)纖維等絕緣性布材。補強材亦可併用兩種以上。再者，在核心用絕緣層21中，亦可分散有二氧化矽(silica)、硫酸鋇(barium)、滑石粉(talc)、黏土(clay)、玻璃、碳酸鈣、氧化鈦等無機絕緣性填充物(filler)。

在核心用絕緣層21設置有貫穿孔(through hole)導體21a，用以將核心用絕緣層21之上下表面電性連接。貫穿孔導體21a係設置於從核心用絕緣層21之上表面貫通到下表面的貫穿孔內。貫穿孔導體21a例如以銅鍍覆等金屬鍍覆等形成。貫穿孔導體21a係與形成在核心用絕緣層21的兩面的導體層3連接。貫穿孔導體21a可僅設置於貫穿孔的內壁面，亦可充填於貫穿孔內。

在核心用絕緣層21之上表面及下表面設置有由導體層3及增層用絕緣層22交互地積層而成的增疊層。在增疊層最少積層有兩層的導體層3與一層的增層用絕緣層22。導體層3若以金屬等導體形成，則不限定。具體而言，導體層3以銅箔等金屬箔、銅鍍覆等金屬鍍覆等形成。導體層3的厚度不特別限定，例如為10μm以上30μm以下。

與核心用絕緣層21同樣地，增層用絕緣層22若以具有絕緣性的素材形成，則不特別限定。就具有絕緣性的素材而言，例如，可列舉環氧樹脂、雙馬來醯亞胺三氮雜苯樹脂、聚醯亞胺樹脂、聚苯醚樹脂等樹脂。該等樹脂亦可混合兩種以上使用。增層用絕緣層22可分別以相同的樹脂形成，亦可分別以不同的樹脂形成。增層用絕緣層22與核心用絕緣層21可以相同的樹脂形成，亦可以不同的樹脂形成。

再者，在增層用絕緣層22中，亦可分散有二氧化矽、硫酸鋇、滑石粉、黏土、玻璃、碳酸鈣、氧化鈦等無機絕緣性填充物。增層用絕緣層22的厚度不特別限定，例如為25μm以上40μm以下。增層用絕緣層22可分別具有相同的厚度，亦可分別具有不同的厚度。

在增層用絕緣層22形成有用以將層間予以電性連接的通孔(via hole)導體22a。通孔導體22a係設置於貫通增層用絕緣層22之上下表面的通孔內。通孔導體22a例如以銅鍍覆等金屬鍍覆等形成。通孔導體22a係與設置於增層用絕緣層22的兩面的導體層3連接。通孔導體22a可充填於通孔內，亦可僅設置於通孔的內壁面。

如圖1所示，亦可於增疊層的表面設置阻銲劑4。阻銲劑4係以樹脂形成，就樹脂而言，例如可列舉丙烯酸改質環氧樹脂(acrylic modified epoxy resin)等。在阻銲劑4設有開口，用以使導體層3與元件的電極經由銲料5而電性連接。就元件而言，例如，可列舉半導體積體電路元件、光電(optoelectronic)元件等。

如圖2所示，增層用絕緣層22係具有第一面221及位於與第一面221相反側的第二面222。圖2為用以說明圖1所示之區域X的剖面之一實施型態的放大說明圖。第一面221係具有：具有第一算術平均粗糙度的第一區域2a、及具有第二算術平均粗糙度的第二區域2b。

一實施型態的配線基板1中，第二區域2b的第二算術平均粗糙度係比第一區域2a的第一算術平均粗糙度更大。導體層3當中，第一配線導體31係設置成從第一區域2a遍及於第二區域2b。如此，藉由設置於算術平均粗糙度不同的區域，從而利用算術平均粗糙度較小的第一區域2a減低電性特性的惡化，並利用算術平均粗糙度較大的第二區域2b提升第一配線導體31的密著性。結果，配線基板1減低電性特性的惡化，且使第一配線導體31難以剝離。

一般而言，導體層3係包含電源用導體、接地用導體及信號用導體。第一配線導體31例如為信號用導體。第一配線導體31的側面、及與相接於第一面221的面為相反側的表面之算術平均粗糙度(第三算術平均粗糙度)亦可比第一算術平均粗糙度更小。當第三算術平均粗糙度比第一算術平均粗糙度更小時，第一配線導體31的側面及表面比較平坦，特別在提升傳送高頻信號時之傳送特性這一點很有利。

第二算術平均粗糙度亦可為第一算術平均粗糙度的1.5倍以上。當第二算術平均粗糙度為第一算術平均粗糙度的1.5倍以上時，會存在有比較粗糙的區域與平滑的區域，可在減低電性特性的惡化的同時使第一配線導體31的密著性更為提升。第一算術平均粗糙度亦可為例如50nm以上200nm以下，第二算術平均粗糙度亦可為例如100nm以上300nm以下。

對於一個第一配線導體31，至少分別存在一個第一區域2a及第二區域2b即可。考慮到電性特性的惡化之減低、及第一配線導體31的密著性之提升時，第一區域2a及第二區域2b亦可沿著第一配線導體31而交互地設置。

如圖3所示，在第二區域2b，亦可具有朝第二面222側凹陷的凹部2c。圖3為用以說明圖1所示之區域X的剖面之其它實施型態的放大說明圖。藉由具有此種凹部2c，可使第一配線導體31的密著性更為提升。與第二區域2b的第二算術平均粗糙度同樣地，凹部2c之算術平均粗糙度亦可為100nm以上300nm以下。

凹部2c的大小不限定，例如，深度(圖3的D)在最深部為5μm以下，開口寬度(圖3的W)在最大部為10μm以上200μm以下。凹部2c的深度D及開口寬度W若為此種範圍，則可使第一配線導體31的表面(與凹部2c為相反側的面)保持為平坦。結果，不會對電性特性帶來影響，而可使第一配線導體31的密著性更為提升。

如圖4所示，配線基板1亦可包含第二配線導體32。圖4為用以說明圖1所示之區域Y的剖面的放大說明圖。第二配線導體32係設置於增層用絕緣層22的第二面222，俯視透視時，第二配線導體32係設置成與增層用絕緣層22的第一區域2a重疊。換言之，本例中，第二配線導體32係以其一部分埋設於增層用絕緣層22的狀態設置於增層用絕緣層22與核心用絕緣層21之間，剖面觀察時，第二配線導體32係設置於第一區域2a的下方。設置於第二配線導體32之上表面的增層用絕緣層22的厚度變薄。因此，藉由使其與算術平均粗糙度較小的第一區域2a相對向，從而減低遷移(migration)、短路的可能性，且減低電性特性的惡化。第二配線導體32的厚度例如為20μm以上30μm以下。相鄰接的第二配線導體32間的距離例如為30μm以上50μm以下。

一實施型態的配線基板1中，絕緣層2(增層用絕緣層22)的第一區域2a及第二區域2b例如以如下方式形成。首先，準備作為基底的絕緣層2(例如核心用絕緣層21)，用以積層具有第一區域2a及第二區域2b的絕緣層2(增層用絕緣層22)。在該核心用絕緣層21的表面(增層用絕緣層22)形成之側的表面形成第二配線導體32。

接下來，以被覆第二配線導體32的方式，將作為增層用絕緣層22的樹脂片23積層於核心用絕緣層21的表面。就樹脂片23而言，係在保護膜23a貼附於該樹脂片23之與核心用絕緣層21為相反側的表面的狀態下，使用貼附有保護膜23a之樹脂片23，該保護膜23a在與樹脂片23的接觸面具有凹凸。樹脂片23的積層係以比較高的溫度(120℃以上)進行。

接下來，將樹脂片23從保護膜23a之上加壓。此時，第二配線導體32成為基底，使得存在有第二配線導體32的部分相較於其它部分被更強力地加壓。加壓後，藉由將貼附於樹脂片23的保護膜23a剝離，從而在增層用絕緣層22的表面(第一面221)形成第一區域2a及第二區域2b。第二配線導體32 成為基底而被強力地加壓的部分的粗度會變小，形成為第一區域2a。如圖5所示，其它部分的粗度會變大，形成為第二區域2b。

以從第一區域2a跨越到第二區域2b的方式，藉由半加成(semi-additive)法在增層用絕緣層22之上表面形成第一配線導體31。接下來，藉由酸洗，去除銅的氧化膜等金屬氧化膜。其後，使錫析出成具有100nm程度的厚度。接下來，藉由例如使用硝酸進行的蝕刻，去除析出過剩的錫。如此進行蝕刻，將錫的厚度調整為2nm以上5nm以下的程度。

接下來，以被覆所形成的錫層的方式，塗布矽烷耦合(Silane coupling)劑。就矽烷耦合劑而言，可使用FC-9100Z(日商MEC股份有限公司製)、KBM-303(日商信越化學工業股份有限公司)、DOWSIL^TMZ-6040 Silane(日商陶氏東麗股份有限公司)等市售品。塗布矽烷耦合劑之後，藉由以70℃以上100℃以下的溫度處理1分以上10分以下，從而在錫層的表面形成矽烷耦合劑層。如此，形成例如圖1所示之第一配線導體31。

在使作為增層用絕緣層22的樹脂片23積層於核心用絕緣層21的表面之際，若以比較低的溫度(100℃以下)進行，則如圖6所示，在相鄰接的第二配線導體32間的區域中，會於樹脂片23的表面產生凹陷。將保護膜23a剝離之後，在樹脂片的剝離面放置離型膜，從離型膜之上加壓。樹脂片23係在保護膜23a貼附於該樹脂片23之與核心用絕緣層21為相反側的表面的狀態下，使用貼附有保護膜23a之樹脂片23，該保護膜23a在與樹脂片23的接觸面具有凹凸。

此時，樹脂片23表面的凹陷部分難以被加壓，粗度容易變大。另一方面，存在有第二配線導體32的部分係如上述被強力地加壓，使得粗度變小。藉由將離型膜剝離，在增層用絕緣層22的表面(第一面221)形成第一區域2a及具有凹部2c的第二區域2b。由於存在有第二配線導體32，因此，容易在相鄰接的第二配線導體32間形成凹部2c。

本揭示的安裝構造體係包含一實施型態的配線基板1與設置於配線基板1的表面的元件S。阻銲劑4的開口內的導體層3與元件S的電極係經由銲料5而連接。如上述，就元件S而言，可列舉半導體積體電路元件、光電元件等。可在配線基板1的兩面設置元件S，亦可為在一方的表面設置元件S，在另一方的表面設置例如主機板(mother board)等。

本揭示的配線基板不限定為上述的一實施型態的配線基板1。一實施型態的配線基板1中，設置於核心用絕緣層21之正上方的增層用絕緣層22係具有第一區域2a及第二區域2b。但是，具有第一區域2a及第二區域2b的絕緣層不限定為設置於核心用絕緣層21之正上方的增層用絕緣層22。當增層用絕緣層存在有兩層以上時，可使第一區域2a及第二區域2b存在於設置於核心用絕緣層之正上方的增層用絕緣層以外的增層用絕緣層22的第一面，亦可使第一區域2a及第二區域2b存在於核心用絕緣層21的第一面。

再者，本揭示的配線基板中，不須使第一區域2a及第二區域2b存在於全部的絕緣層的第一面，第一區域2a及第二區域2b存在於至少一層的絕緣層的第一面即可。