專利名稱：布線基板及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具備收納了由陶瓷構(gòu)成的陶瓷副芯子的芯子基板的布線基板及其制造方法。
背景技術(shù)：
以前，在搭載半導(dǎo)體集成電路元件(以下稱為「IC芯片」)的布線基板上，為了實現(xiàn)IC芯片的開關(guān)噪聲的降低、工作電源電壓的穩(wěn)定化，要配設(shè)電容器。在布線基板上設(shè)置電容器的場合，IC芯片和電容器之間的布線長越長，布線的電感成分就越增加，難以充分獲得上述效果，因此優(yōu)選的是，電容器盡量設(shè)置在IC芯片的近旁。對此，在專利文獻1中提出了具有在成為IC芯片正下方區(qū)域的芯子基板內(nèi)收納了組裝了電容器的陶瓷副芯子的構(gòu)造的布線基板。
專利文獻1特開2005-39243號公報發(fā)明內(nèi)容不過，像上述那樣的組裝了電容器的陶瓷副芯子在主面上具有與電容器連接的導(dǎo)體焊盤，但由于材料與在布線積層部形成了的導(dǎo)體圖形、通路導(dǎo)體不同等原因，因而對導(dǎo)體焊盤不能適用布線積層部的形成所使用的粗化技術(shù)等，在收納了陶瓷副芯子的芯子基板上形成布線積層部時，不能充分獲得成為布線積層部的電介質(zhì)層及在其上貫通形成的通路導(dǎo)體和陶瓷副芯子的導(dǎo)體焊盤的貼緊性，在制造時或產(chǎn)品中就可能產(chǎn)生問題。
本發(fā)明是鑒于上述問題而提出的，目的在于提供在收納了陶瓷副芯子的芯子基板上形成布線積層部時，能充分獲得成為布線積層部的電介質(zhì)層及在其上貫通形成的通路導(dǎo)體和陶瓷副芯子的導(dǎo)體焊盤的貼緊性的布線基板及其制造方法。
為了解決上述課題，本發(fā)明的布線基板具備芯子基板和布線積層部，上述芯子基板包含由高分子材料構(gòu)成的板狀的芯子本體和收納在作為貫通主面間的貫通孔或在一方主面上開口的凹部而形成了的副芯子收納部的內(nèi)部、由陶瓷構(gòu)成的板狀的陶瓷副芯子，上述布線積層部是在該芯子基板的主面上由高分子材料所構(gòu)成的電介質(zhì)層和導(dǎo)體層交替積層而形成的，陶瓷副芯子具有在自身中組裝了的電容器和與其連接的主面上的導(dǎo)體焊盤，上述布線基板的特征在于，在導(dǎo)體焊盤的表面上形成了Cu鍍敷層，并且該Cu鍍敷層的表面做成實施了用于使之提高與高分子材料的貼緊性的表面化學(xué)處理的處理面，該處理面與布線積層部的最下層的電介質(zhì)層及在其上貫通形成了的通路導(dǎo)體接觸。
還有，為了制造該布線基板，本發(fā)明的布線基板的制造方法的特征在于，按以下順序包含把在導(dǎo)體焊盤的表面上形成了Cu鍍敷層的陶瓷副芯子收納在副芯子收納部內(nèi)的副芯子收納工序；以及在收納了陶瓷副芯子的芯子基板的主面上交替積層電介質(zhì)層和導(dǎo)體層而形成布線積層部的布線積層工序，并且包含在副芯子收納工序前或在副芯子收納工序和布線積層工序之間，對在導(dǎo)體焊盤的表面上形成了的Cu鍍敷層實施用于使之提高與高分子材料的貼緊性的表面化學(xué)處理的表面處理工序。
根據(jù)上述本發(fā)明，在導(dǎo)體焊盤的表面上形成了Cu鍍敷層，因而與布線積層部的最下層的電介質(zhì)層上貫通形成了的通路導(dǎo)體(通常通過相同的Cu鍍敷而形成)的貼緊性提高。此外，Cu鍍敷層表面做成實施了用于使之提高與高分子材料的貼緊性的表面化學(xué)處理的處理面，因而與布線積層部的最下層的電介質(zhì)層的貼緊性提高。這樣，導(dǎo)體焊盤就與電介質(zhì)層及通路導(dǎo)體良好地貼緊，不用擔(dān)心在制造時、產(chǎn)品中產(chǎn)生問題。另外，就這種Cu鍍敷層而言，能在副芯子收納工序前，在陶瓷副芯子具有的導(dǎo)體焊盤的表面上形成Cu鍍敷層(焊盤鍍敷工序)。
還有，導(dǎo)體焊盤由以與Cu不同的金屬為主要成分的金屬材料(例如，以Ag、Pt、Au、Ni、Mo、W中的至少任意一種為主要成分的金屬材料)構(gòu)成，在獲得上述效果上是有效的。這是因為導(dǎo)體焊盤由這樣的金屬材料構(gòu)成的話，不能直接適用表面化學(xué)處理，不能獲得上述效果，因而需要設(shè)置Cu鍍敷層。另一方面，在導(dǎo)體焊盤由以Cu為主要成分，并且與Cu鍍敷層相比，Cu含量低的金屬材料構(gòu)成的場合，在獲得上述效果上也是有效的。即，這是因為與對導(dǎo)體焊盤(例如，由Cu包鍍金屬組成的焊盤)在表面上形成與其相比Cu含量高的Cu鍍敷層，從而在導(dǎo)體焊盤上直接實施表面化學(xué)處理的場合相比，能進一步提高通過表面化學(xué)處理所獲得的電介質(zhì)層的貼緊效果。
表面化學(xué)處理中，作為第1方式，可以適用把Cu鍍敷層表面做成粗化面(處理面)的Cu粗化處理。作為Cu粗化處理，可以采用公知的微蝕刻法、黑化處理等方法。Cu鍍敷層的表面做成粗化面，通過錨定效應(yīng)(アンカ一効果)，與布線積層部的最下層的電介質(zhì)層及在其上貫通形成了的通路導(dǎo)體的貼緊性就會變得充分。
或者，表面化學(xué)處理中，作為第2方式，可以適用把Cu鍍敷層的表面做成粘接層形成面(處理面)的由包含Cu和Sn的合金組成的粘接層的形成處理。據(jù)此，不使Cu鍍敷層表面粗化，就能使得與布線積層部的最下層的電介質(zhì)層的貼緊性變得充分。具體而言，可以使粘接層FB包含由Cu和Sn以及第3金屬(從Ag、Zn、Al、Ti、Bi、Cr、Fe、Co、Ni、Pd、Au、Pt中選出的至少1種金屬)組成的合金。
作為陶瓷副芯子中組裝了的電容器的第1方式，可以是陶瓷副芯子在一方主面上具有使直流性地互相分離了的第1電極導(dǎo)體薄膜和第2電極導(dǎo)體薄膜夾著電介質(zhì)薄膜而交替成膜了的薄膜電容器的方式。并且，在薄膜電容器的表面上形成了的導(dǎo)體焊盤可以由以Ag、Pt、Au中的任意一種為主要成分的成膜層構(gòu)成，做成在其表面上形成了Cu鍍敷層的構(gòu)成。這樣的薄膜電容器例如可以通過反復(fù)進行一般成膜技術(shù)所涉及的成膜和光刻技術(shù)所涉及的圖形形成來制造，其中包含的電極導(dǎo)體薄膜、表面的導(dǎo)體焊盤可以采用例如使用了Ag、Pt、Au等金屬的濺射、真空蒸鍍等氣相成膜法來形成。不過，在導(dǎo)體焊盤由以Ag、Pt、Au中的任意一種為主要成分的成膜層構(gòu)成的場合，不能直接適用表面化學(xué)處理，因而可以通過在表面上形成Cu鍍敷層而使之提高與布線積層部的最下層的電介質(zhì)層及在其上貫通形成了的通路導(dǎo)體的貼緊性。
還有，像上述那樣的薄膜電容器在成為地基的陶瓷的基體的主面上形成，不過，在基體內(nèi)部、主面(沒有薄膜電容器的一側(cè)的主面)上形成通路和焊盤等導(dǎo)體層的場合，由于構(gòu)成基體的陶瓷的材料(氧化鋁、氮化硅、根據(jù)氮化鋁等的不同)，在其燒制溫度下也不熔融、流出的高熔點金屬的Mo、W等導(dǎo)體層的材料受到限制。不過，在陶瓷副芯子的沒有薄膜電容器的一側(cè)的主面上形成了的導(dǎo)體焊盤是以Mo或W為主要成分的包鍍金屬焊盤的場合，不能直接適用表面化學(xué)處理，因而可以通過在其表面上形成Cu鍍敷層而使之提高與布線積層部的最下層的電介質(zhì)層及在其上貫通形成了的通路導(dǎo)體的貼緊性。還有，在導(dǎo)體焊盤的表面上按此順序形成Ni鍍敷層及Cu鍍敷層，就能從導(dǎo)體焊盤牢固地形成Cu鍍敷層。
作為陶瓷副芯子中組裝了的電容器的第2方式，可以是陶瓷副芯子的整體做成由直流性地互相分離了的第1電極導(dǎo)體層和第2電極導(dǎo)體層夾著由與它們同時燒制成的陶瓷組成的電介質(zhì)層而交替積層而成的積層陶瓷電容的方式。并且，與積層陶瓷電容連接的導(dǎo)體焊盤可以由以Ni或Ag為主要成分的包鍍金屬焊盤構(gòu)成，做成在其表面上形成了Cu鍍敷層的構(gòu)成。在與陶瓷電容連接的導(dǎo)體焊盤是由以Ni或Ag為主要成分的包鍍金屬焊盤構(gòu)成的場合，不能直接適用表面化學(xué)處理，因而可以通過在表面上形成Cu鍍敷層而使之提高與布線積層部的最下層的電介質(zhì)層及在其上貫通形成了的通路導(dǎo)體的貼緊性。
還有，本發(fā)明的布線基板具備芯子基板和布線積層部，上述芯子基板包含具有作為貫通主面間的貫通孔或在一方主面上開口的凹部而形成了的副芯子收納部的芯子本體；以及在芯子主面上形成了導(dǎo)體焊盤，收納在該副芯子收納部內(nèi)部的陶瓷副芯子，上述布線積層部在該芯子基板的主面上形成，由貫通形成了通路導(dǎo)體的電介質(zhì)層和導(dǎo)體層交替積層而成，上述布線基板的特征在于，在導(dǎo)體焊盤的表面上形成了外敷層，并且該外敷層表面做成粗化面，布線積層部的位于芯子基板上的電介質(zhì)層及在其上貫通形成了的通路導(dǎo)體與該粗化面接觸。
根據(jù)上述本發(fā)明，覆蓋導(dǎo)體焊盤的表面的外敷層的表面做成粗化面而使之提高與布線積層部的最下層的電介質(zhì)層及在其上貫通形成了的通路導(dǎo)體的貼緊性。這樣，導(dǎo)體焊盤能與電介質(zhì)層及通路導(dǎo)體良好地貼緊，不會在制造時、產(chǎn)品中產(chǎn)生問題。
此處，外敷層可以由金屬材料構(gòu)成，例如可以做成采用鍍敷法(電解鍍敷、化學(xué)鍍敷、物理蒸鍍、化學(xué)蒸鍍等)形成的鍍敷層(特別是Cu鍍敷層)。還有，外敷層與通路導(dǎo)體由相同材料(例如由Cu組成的層)構(gòu)成，使得兩者之間的貼緊更牢固。
還有，對于外敷層，可以僅把導(dǎo)體焊盤的上面部分做成粗化面。據(jù)此，外敷層能在做成了粗化面的上面部分實現(xiàn)與電介質(zhì)層及通路導(dǎo)體的充分貼緊，同時在導(dǎo)體焊盤側(cè)面部分獲得沒有空隙等的良好的電介質(zhì)層。即，電介質(zhì)材料容易向未做成粗化面的側(cè)面部分蔓延，因而能獲得良好的電介質(zhì)層。這樣的僅上面的粗化面，例如可以通過機械研磨來獲得。


圖1是概略性地表示本發(fā)明的布線基板的剖面構(gòu)造的圖。
圖2是表示在半導(dǎo)體集成電路元件(IC芯片)和主基板(母板等)之間配置了的布線基板的圖。
圖3是表示布線基板的第1主面的圖。
圖4是表示本發(fā)明的布線基板的制造工序的圖。
圖5是繼圖4的圖。
圖6是繼圖5的圖。
圖7是繼圖6的圖。
圖8是陶瓷副芯子的導(dǎo)體焊盤表面上的鍍敷構(gòu)造的第1例。
圖9是陶瓷副芯子的導(dǎo)體焊盤表面上的鍍敷構(gòu)造的第2例。
圖10是表示薄膜電容器部的制造工序的圖。
圖11是繼圖10的圖。
圖12是表示從上面看到制造工序中的薄膜電容器部的圖。
圖13是概略性地表示布線基板的第2實施方式的剖面構(gòu)造的圖。
圖14是表示積層陶瓷電容器的制造工序的圖。
圖15是表示陶瓷副芯子的導(dǎo)體焊盤表面上的鍍敷構(gòu)造的變形例。
具體實施例方式
<布線基板的第1實施方式>
參照附圖來說明本發(fā)明的布線基板的第1實施方式。圖1是概略性地表示布線基板1的剖面構(gòu)造的圖。另外，在本實施方式中板狀的部件以圖中出現(xiàn)在上側(cè)的面為第1主面MP1，以出現(xiàn)在下側(cè)的面為第2主面MP2。布線基板1在芯子基板CB中的焊料突起7的下部區(qū)域具有在第1主面MP1側(cè)形成了薄膜電容器3C的陶瓷副芯子3，在實現(xiàn)半導(dǎo)體集成電路元件(IC芯片)C的開關(guān)噪聲的降低、工作電源電壓的穩(wěn)定化的基礎(chǔ)上，通過縮短IC芯片C和薄膜電容器3C之間的布線長，對布線的電感成分的減少作出貢獻。還有，由與由高分子材料組成的芯子本體2相比，線膨脹系數(shù)小的陶瓷組成的陶瓷副芯子3設(shè)置在芯子基板CB中的焊料突起7的下部區(qū)域，從而縮減與IC芯片C的線膨脹系數(shù)差，不易產(chǎn)生熱應(yīng)力所涉及的斷線等。以下進行詳細的說明。
圖2是表示配置在IC芯片C和主基板(母板等)GB之間的布線基板1的圖。IC芯片C在第2主面上具有信號端子、電源端子、接地端子(未圖示)，在布線基板1的第1主面MP1上形成了的焊料突起7(Pb-Sn系、Sn-Ag系、Sn-Sb系、Sn-Zn系焊料等)上進行倒裝芯片連接。還有，在IC芯片C和布線基板1的第1主面MP1之間，為了提高焊料突起7的熱疲勞壽命，填充形成了由熱固化性樹脂組成的欠滿材(未圖示)。另一方面，主基板(母板等)GB以把陶瓷粒子、纖維作為填充物而被強化了的高分子材料構(gòu)成為主體，通過在布線基板1的第2主面MP2上形成了的焊料球BL而與端子焊盤56(參照圖1)連接。
圖3是表示布線基板1的第1主面MP1的圖。焊料突起7排列成格子狀(或者也可以是鋸齒狀)，其中，在中央部交錯配置了電源端子7a和接地端子7b，還有，以包圍它們的形式配置了信號端子7s。它們與IC芯片C的端子對應(yīng)。
芯子本體2由耐熱性樹脂板(例如雙馬來酰亞胺三嗪樹脂板)、纖維強化樹脂板(例如玻璃纖維強化環(huán)氧樹脂)等構(gòu)成為板狀。并且，在包含焊料突起7的下部區(qū)域的位置，形成了貫通主面MP1、MP2間的副芯子收納部25(貫通孔)，在其內(nèi)部收納板狀的陶瓷副芯子3，做成芯子基板CB。
陶瓷副芯子3在第1主面MP1側(cè)具有薄膜電容器3C。薄膜電容器3C是交替積層了形成電容器的多個電介質(zhì)薄膜38和多個電極導(dǎo)體薄膜36、37(也稱為第1電極導(dǎo)體薄膜、第2電極導(dǎo)體薄膜)而成的。在電極導(dǎo)體薄膜36、37上存在與電源端子7 a對應(yīng)的電源側(cè)電極導(dǎo)體薄膜和與接地端子7b對應(yīng)的接地側(cè)電極導(dǎo)體薄膜這樣的互相直流性地分離了的2種，它們以由電介質(zhì)薄膜38隔開了的形式交替排列在積層方向。
這樣的薄膜電容器3C可以通過反復(fù)進行周知的成膜技術(shù)所涉及的成膜和周知的光刻技術(shù)所涉及的圖形形成來制造。電極導(dǎo)體薄膜36、37可以由例如Ag、Au、Pt等金屬(本實施方式為Pt)構(gòu)成，采用濺射、真空蒸鍍等氣相成膜法來形成。另一方面，電介質(zhì)薄膜38由氧化物或氮化物等構(gòu)成，采用高頻濺射、反應(yīng)性濺射、化學(xué)氣相沉積法(ChemicalVapor DepositionCVD)等氣相成膜法來形成。還有，在由氧化物(具有鈣鈦礦型結(jié)晶構(gòu)造的復(fù)合氧化物，例如鈦酸鋇、鈦酸鍶、鈦酸鉛中的1種或2種及以上)構(gòu)成的場合，也可以采用所謂溶膠凝膠成膜法等化學(xué)溶液成膜法(Chemical Solution DepositionCSD)來形成。
具體而言，薄膜電容器3C例如可以按照圖10～圖12那樣的工序來制造。首先，在工序C1中，在陶瓷基體34的主面上使金屬薄膜367成膜。然后，進入工序C2，把金屬薄膜367中的與電源用或接地用對應(yīng)的貫通導(dǎo)體32的周圍蝕刻成環(huán)狀，分離貫通導(dǎo)體32和電極導(dǎo)體薄膜36。圖12(A)表示從上部看到它的圖。接著，進入工序C3，例如采用溶膠凝膠法使電介質(zhì)薄膜38成膜而覆蓋電極導(dǎo)體薄膜36的全面，在工序C4中，在電介質(zhì)薄膜38中的與貫通導(dǎo)體32對應(yīng)的位置形成開口。其次，在工序C5中，與工序C1同樣地形成金屬薄膜367，在工序C6中，把與工序C2的場合不同的貫通導(dǎo)體32的周圍蝕刻成環(huán)狀，分離貫通導(dǎo)體32和電極導(dǎo)體薄膜37。圖12(B)表示從上部看到它的圖。反復(fù)進行以上工序，從而獲得多個電介質(zhì)薄膜38和多個電極導(dǎo)體薄膜36、37交替積層而成的構(gòu)造。
還有，與薄膜電容器3C一起形成了的陶瓷副芯子3的第1主面MP1的導(dǎo)體焊盤31a，與電極導(dǎo)體薄膜36、37同樣，由例如Ag、Au、Pt等金屬(本實施方式為Pt)構(gòu)成，采用濺射、真空蒸鍍等氣相成膜法來獲得(成膜層)。然后，在導(dǎo)體焊盤31a的表面上形成后述的Cu鍍敷層31c。
在陶瓷副芯子3中，在陶瓷基體34上形成了薄膜電容器3C，不過，此陶瓷基體34可以通過積層、燒制在包含陶瓷材料的粉末的陶瓷坯片上通過沖孔或激光穿孔等而形成通路孔，填充了金屬粉末漿而成的東西來獲得。作為構(gòu)成陶瓷基體34的陶瓷材料，可以使用氧化鋁、氮化硅、氮化鋁等，或者在鵬硅酸系玻璃、鵬硅酸鉛系玻璃中添加了40重量百分比至60重量百分比的氧化鋁等無機陶瓷填充物而成的玻璃陶瓷等。還有，陶瓷副芯子3的第2主面MP2的導(dǎo)體焊盤31b及貫通導(dǎo)體32由作為金屬粉末漿而與陶瓷材料同時燒制所獲得的以Mo或W為主要成分的包鍍金屬構(gòu)成。然后，在導(dǎo)體焊盤31b的表面上形成了后述的Cu鍍敷層31c。
陶瓷副芯子3的兩主面MP1、MP2的導(dǎo)體焊盤31a、31b如圖8及圖9所示(圖中表示第1主面MP1側(cè)，第2主面MP2側(cè)也同樣。)，在其表面上形成了Cu鍍敷層31c，還有，Cu鍍敷層31c的表面做成實施了用于使之提高與高分子材料的貼緊性的Cu表面化學(xué)處理的處理面CZ、FB。此處理面CZ、FB與布線積層部L1、L2的最下層的電介質(zhì)層B11、B21及在其上貫通形成了的通路導(dǎo)體6接觸，與電介質(zhì)層B11、B21良好地貼緊。還有，表面由Cu鍍敷層31c構(gòu)成，因而與同樣由Cu鍍敷構(gòu)成的通路導(dǎo)體6的貼緊性也良好。
Cu鍍敷層31c采用電解Cu鍍敷(旋轉(zhuǎn)鍍敷(バレルメツキ))或非電解Cu鍍敷，以2μm至4μm的程度的厚度形成。另外，在獲得圖8所示的粗化面CZ的場合，通過Cu粗化處理(后述)，Cu鍍敷層31c的表面多少會被蝕刻，因而最初以5μm的程度的厚度形成，粗化后的厚調(diào)整為2μm至4μm的程度。還有，也可以在由Mo或W構(gòu)成的第2主面MP2側(cè)的導(dǎo)體焊盤31b的表面上，按順序形成Ni鍍敷層及Cu鍍敷層。在導(dǎo)體焊盤31b和Cu鍍敷層之間插入Ni鍍敷層來提高Cu鍍敷層對導(dǎo)體焊盤31b的貼緊性。
作為Cu表面化學(xué)處理所涉及的處理面的第1方式，可以如圖8所示，作為Cu鍍敷層31c表面的Cu表面化學(xué)處理，實施Cu粗化處理，做成粗化面CZ。作為Cu粗化處理，可以采用公知的微蝕刻法、黑化處理等方法。Cu鍍敷層31c的表面做成粗化面CZ，從而通過錨定效應(yīng)而成為與布線積層部L1、L2的最下層的電介質(zhì)層B11、B21的貼緊性充分的東西。要獲得此效果，須實施Cu粗化處理，使得在JIS-B-0601中規(guī)定的十點平均粗度(Rz)中為0.3μm至20μm的程度即可。還有，更優(yōu)選的是0.5μm至1.0μm，再優(yōu)選的是0.5μm至5μm。
圖15表示圖8的變形例。據(jù)此，覆蓋導(dǎo)體焊盤31a、31b的表面的Cu鍍敷層(外敷層)31c只是覆蓋焊盤的上面31t的部分做成粗化面CZ，對覆蓋焊盤的側(cè)面31s的部分不實施Cu粗化處理。這樣，布線積層部L1、L2的最下層的構(gòu)成電介質(zhì)層B11、B21的高分子材料就容易蔓延到導(dǎo)體焊盤31a、31b彼此的間隙中，能獲得沒有空隙等的良好的電介質(zhì)層B11、B21。在這里，焊盤的上面31t是沿著陶瓷副芯子3的主面MP1、MP2的面，焊盤的側(cè)面31s是與上面31t鄰接的面。這樣，為了只把Cu鍍敷層31c中的覆蓋焊盤上面31t的部分做成粗化面CZ，例如可以采用機械研磨。
作為Cu表面化學(xué)處理所涉及的處理面的第2方式，如圖9所示，作為Cu鍍敷層31c表面的Cu表面化學(xué)處理，可以做成實施了由包含Cu和Sn的合金組成的粘接層FB的形成處理的粘接層FB形成面。根據(jù)這種粘接層FB的形成處理，不使Cu鍍敷層31c的表面粗化就能做成與布線積層部L1、L2的最下層的電介質(zhì)層B11、B21的貼緊性充分的東西。具體而言，粘接層FB包含由Cu和Sn以及第3金屬(從Ag、Zn、Al、Ti、Bi、Cr、Fe、Co、Ni、Pd、Au、Pt中選出的至少1種金屬)組成的合金。還有，例如是包含1原子％至50原子％的程度的Cu，20原子％至98原子％的程度的Sn，1原子％至50原子％的程度的第3金屬的東西。還有，粘接層FB的厚度，為了獲得充分的貼緊效果，優(yōu)選的是0.001μm至1μm。
回到圖1，在副芯子收納部25內(nèi)構(gòu)成陶瓷副芯子3和芯子本體部2的間隙的空間，填充形成了由高分子材料組成的填充樹脂4。此填充樹脂4由包含硅石填充物等無機填充物的環(huán)氧系的樹脂組成，相對于芯子本體部2固定陶瓷副芯子3，并且起到通過自身的彈性變形來吸收陶瓷副芯子3和芯子本體部2的面內(nèi)方向及厚度方向的線膨脹系數(shù)差的作用。
設(shè)置在芯子基板CB的兩主面MP1、MP2上的布線積層部L1、L2具有由電介質(zhì)層B11～B14、B21～B24和導(dǎo)體層M11～M14、M21～M24交替積層而成的構(gòu)造。導(dǎo)體層M11～M14、M21～M24由Cu鍍敷所組成的布線51、53和焊盤55、56等構(gòu)成。導(dǎo)體層M11～M14、M21～M24間由通路導(dǎo)體6進行層間連接，由此形成了從焊盤55到焊盤56的導(dǎo)通路徑(信號用、電源用、接地用)。還有，焊盤55、56是用于形成焊料突起7和焊料球BL的東西，在其表面上實施了Ni-Au鍍敷。
電介質(zhì)層B11～B14、B21～B24由環(huán)氧樹脂等高分子材料組成，適當(dāng)包含調(diào)整介電常數(shù)和絕緣耐壓的硅石粉末等無機填充物。其中電介質(zhì)層B11～B13、B21～B23稱作建造(build-up)樹脂絕緣層，使導(dǎo)體層M11～M14、M21～M24間絕緣，并且貫通形成了用于層間連接的通路導(dǎo)體6。另一方面，電介質(zhì)層B14、B24是阻焊劑層，形成了用于使焊盤55、56露出的開口。
還有，在芯子基板CB的芯子本體部2及電介質(zhì)層B11、B21上形成了貫通孔，在其內(nèi)壁上形成了實現(xiàn)布線積層部L1、L2間的導(dǎo)通的通孔導(dǎo)體21。此通孔導(dǎo)體21與信號端子7s對應(yīng)。在通孔導(dǎo)體21的內(nèi)側(cè)，填充形成了由包含硅石填充物等無機填充物的環(huán)氧系的樹脂組成的樹脂制填孔材23，在通孔導(dǎo)體21的端部形成了由Cu鍍敷組成的蓋導(dǎo)體52。另外，形成了通孔導(dǎo)體21及蓋導(dǎo)體52的以芯子基板為中心的導(dǎo)體層M12到M22的區(qū)域稱作芯子區(qū)域CR。
<布線基板的第2實施方式>
對于本發(fā)明的布線基板的第2實施方式(布線基板1’)進行說明。以下，主要對于與布線基板1不同的地方進行敘述，對于重復(fù)的地方在圖中付以同標號而省略說明。圖13所示的布線基板1’以陶瓷副芯子3’的整體作為積層陶瓷電容來構(gòu)成。此積層陶瓷電容具有與第1實施方式(布線基板1)中的薄膜電容器3C同樣的積層構(gòu)造，與電源端子7a對應(yīng)的電源側(cè)電極導(dǎo)體層和與接地端子7b對應(yīng)的接地側(cè)電極導(dǎo)體層這樣互相直流性地分離了的2種電極導(dǎo)體層36’、37’以由陶瓷層33隔開了的形式交替排列在積層方向。
由這樣的積層陶瓷電容組成的陶瓷副芯子3’具體做成由電極導(dǎo)體層36’、37’和與它們同時燒制成的陶瓷層33(由與第1實施方式的陶瓷基體34同樣的陶瓷材料組成。)交替積層而成的積層陶瓷電容。即，如圖14所示，可以在成為陶瓷層33的陶瓷坯片上，通過沖孔或激光穿孔等來形成貫通孔，通過以Ni或Ag為主要成分的金屬漿的印刷涂布而形成貫通導(dǎo)體32及電極導(dǎo)體層36’、37’，把這樣的陶瓷板單位3P積層為積層體，對其進行同時燒制，從而獲得陶瓷副芯子3’。電極導(dǎo)體層36’彼此或37’彼此由構(gòu)成通路的貫通導(dǎo)體32在積層方向聯(lián)結(jié)，它們在金屬漿的印刷圖形形成時互相分離而形成。這樣，陶瓷副芯子3的兩主面MP1、MP2的導(dǎo)體焊盤31就構(gòu)成了作為金屬粉末漿而與陶瓷材料同時燒制所獲得的以Ni或Ag為主要成分的包鍍金屬焊盤。并且，在導(dǎo)體焊盤31的表面上，如上所述，形成了Cu鍍敷層31c。
<布線基板的制造方法的實施方式>
參照附圖來說明本發(fā)明的布線基板的制造方法的實施方式。圖4～圖7是表示布線基板1的制造工序的圖。
在工序1中，在芯子本體部2的兩主面MP1、MP2上形成導(dǎo)體圖形54(導(dǎo)體層M11、M21)。這可以對于在兩主面上具有銅箔的耐熱性樹脂板(例如雙馬來酰亞胺三嗪樹脂板)或纖維強化樹脂板(例如玻璃纖維強化環(huán)氧樹脂)，用掩膜材對銅箔進行圖形蝕刻來獲得。
在工序2中，通過穿孔加工而形成貫通主面MP1、MP2間的貫通孔，設(shè)置副芯子收納部25。還有，可以對副芯子收納部25(貫通孔)的側(cè)壁采用過錳酸鉀等實施粗化處理，從而使之提高與以后被填充的填充樹脂4的貼緊性。再有，也可以涂布有機系化合物(耦合劑)。
在工序3(閉塞工序)中，用在表面具有粘著劑ad的片材S，使得粘著劑ad從副芯子收納部25的內(nèi)側(cè)露出地堵塞副芯子收納部25(貫通孔)的第2主面MP2側(cè)的開口。作為片材S，優(yōu)選的是粘著材ad的粘著力為8.0N/25mm及以上的東西(采用180°撕下法(JIS Z 0237)來測量)。另外，單位[N/25mm]是指以寬度25mm的片材為試料所測量到的力。片材S的材質(zhì)(基材)可以采用例如聚酯或聚酰亞胺、PET等樹脂片。還有，付在片材S表面上的粘著劑ad可以采用例如硅系的粘著劑、丙烯系的粘著劑、熱塑性橡膠系的粘著劑等。
在工序4(副芯子收納工序)中，從副芯子收納部25的第1主面MP1側(cè)的開口收納陶瓷副芯子3并且使之與粘著劑ad粘著。這可以采用公知的貼裝裝置而精度很好地收納陶瓷副芯子3。在這里，在陶瓷副芯子3的導(dǎo)體焊盤31的表面上預(yù)先形成了Cu鍍敷層31c(焊盤鍍敷工序)。導(dǎo)體焊盤31的表面的鍍敷構(gòu)造，如上所述，可以做成在導(dǎo)體焊盤31的表面上直接形成了Cu鍍敷層31c的東西(參照圖8及圖9)。鍍敷層31c的形成方法、厚度等如上所述。
在工序5(填充固化工序)中，在芯子本體2和陶瓷副芯子3的間隙中注入填充樹脂4，使之固化。一邊使公知的分配器DS轉(zhuǎn)動一邊進行填充樹脂4的注入。注入填充樹脂4之后，通過真空脫泡從填充樹脂4中除去氣泡。此后，使填充樹脂4加熱、干燥而固化(所謂的處置)。還有，在填充樹脂4固化后，采用過錳酸鉀等實施粗化處理，能使之提高與以后形成的電介質(zhì)層B11、B21的貼緊性。
在工序6(表面處理工序)中，對于在導(dǎo)體焊盤31的表面上形成了的Cu鍍敷層31c，實施用于使之提高與高分子材料的貼緊性的Cu表面化學(xué)處理。還有，通過本處理，對于在芯子本體部2的兩主面MP1、MP2上形成了的導(dǎo)體圖形54的表面也實施Cu表面化學(xué)處理。圖5表示實施了把Cu鍍敷層31c的表面做成粗化面CZ的Cu粗化處理(公知的微蝕刻法、黑化處理等)的圖。還有，不限于此，也可以是由包含上述Cu和Sn的合金組成的粘接層FB的形成處理。另外，本工序也可以在工序4(副芯子收納工序)前預(yù)先進行，在副芯子收納部25中收納對導(dǎo)體焊盤31實施了Cu表面化學(xué)處理的陶瓷副芯子3。
工序7以后相當(dāng)于本發(fā)明的布線積層工序。即，在收納了陶瓷副芯子3的芯子基板CB的主面MP1、MP2上交替積層電介質(zhì)層B11～14、B21～24和導(dǎo)體層M12～M14、M22～M24，形成布線積層部L1、L2。對此可以采用公知的建造工序(半加法，全加法，減法，薄膜狀樹脂材料的層壓所涉及的電介質(zhì)層的形成，光刻技術(shù)等)來實現(xiàn)。
首先，在工序7中，在收納了陶瓷副芯子3的芯子基板CB的主面MP1、MP2上層壓形成電介質(zhì)層B11、B21。這時，在陶瓷副芯子3的導(dǎo)體焊盤31的表面上實施上述Cu表面化學(xué)處理，使得貼緊性良好。其次，在工序8中，采用激光通路工藝或光通路工藝等方法，在電介質(zhì)層B11、B21上穿設(shè)通路孔6a。從而在通路孔6a的底上露出導(dǎo)體焊盤31。還有，在通路孔6a形成后，采用過錳酸鉀等實施除垢處理(樹脂殘渣除去處理)，洗凈導(dǎo)體焊盤31的表面。
其次，在工序9中，對芯子基板CB及在其主面MP1、MP2上形成了的電介質(zhì)層B11、B21、導(dǎo)體層M11、M21以在板厚方向貫穿的形式通過穿孔等來穿設(shè)貫通孔TH。然后，在工序10中，在全面上實施Cu鍍敷(非電解Cu鍍敷后電解Cu鍍敷)，從而填充通路孔6a內(nèi)而形成通路導(dǎo)體6，并且在貫通孔TH的內(nèi)面上形成通孔導(dǎo)體21。此后，在通孔導(dǎo)體21的內(nèi)側(cè)填充樹脂制填孔材23，再在全面上實施Cu鍍敷，從而形成蓋導(dǎo)體52。另外，通路導(dǎo)體6采用與導(dǎo)體焊盤31表面的Cu鍍敷層31c同樣的Cu鍍敷來形成，因而能緩解在焊料回流時等容易發(fā)生的熱應(yīng)力，能降低產(chǎn)生斷線的可能性。
其次，在工序12中，對覆蓋電介質(zhì)層B11、B21的Cu鍍敷進行圖形蝕刻，從而以圖形形成布線51等。根據(jù)以上方法就能獲得芯子區(qū)域CR。并且同樣，使電介質(zhì)層B12～B14、B22～B24和導(dǎo)體層M13、14、M23、M24交錯，在電介質(zhì)層B14、B24上采用激光通路工藝或光通路工藝等方法形成開口，露出焊盤55、56。還有，在焊盤55、56的表面上實施Ni-Au鍍敷，在焊盤55上形成焊料突起7。此后，經(jīng)過電檢查、外觀檢查等規(guī)定的檢查，圖1所示的布線基板1即告完成。
以上說明了本發(fā)明的實施方式，不過，本發(fā)明不限于此，而是可以在與這些具體化了的發(fā)明相比而不失同一性的范圍內(nèi)適當(dāng)變更。
權(quán)利要求
1.一種布線基板，具備芯子基板和布線積層部，所述芯子基板包含由高分子材料構(gòu)成的板狀的芯子本體和收納在作為貫通主面間的貫通孔或在一方主面上開口的凹部而形成了的副芯子收納部的內(nèi)部、由陶瓷構(gòu)成的板狀的陶瓷副芯子，所述布線積層部是在該芯子基板的主面上由高分子材料所構(gòu)成的電介質(zhì)層和導(dǎo)體層交替積層而形成的，所述陶瓷副芯子具有在自身中組裝了的電容器和與其連接的主面上的導(dǎo)體焊盤，所述布線基板的特征在于，在所述導(dǎo)體焊盤的表面上形成了Cu鍍敷層，并且該Cu鍍敷層的表面做成實施了用于使之提高與高分子材料的貼緊性的表面化學(xué)處理的處理面，該處理面與所述布線積層部的最下層的所述電介質(zhì)層及在其上貫通形成了的通路導(dǎo)體接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的布線基板，其中，所述處理面是作為所述表面化學(xué)處理而實施了Cu粗化處理的粗化面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的布線基板，其中，所述處理面是作為所述表面化學(xué)處理而實施了由包含Cu和Sn的合金組成的粘接層的形成處理的粘接層形成面。
4.一種布線基板，具備芯子基板和布線積層部，所述芯子基板包含具有作為貫通主面間的貫通孔或在一方主面上開口的凹部而形成了的副芯子收納部的芯子本體；以及在芯子主面上形成了導(dǎo)體焊盤，收納在該副芯子收納部內(nèi)部的陶瓷副芯子，所述布線積層部在該芯子基板的主面上形成，由貫通形成了通路導(dǎo)體的電介質(zhì)層和導(dǎo)體層交替積層而成，所述布線基板的特征在于，在所述導(dǎo)體焊盤的表面上形成了外敷層，并且該外敷層表面做成粗化面，所述布線積層部的位于所述芯子基板上的所述電介質(zhì)層及在其上貫通形成了的所述通路導(dǎo)體與該粗化面接觸。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的布線基板，其中，所述外敷層中僅所述導(dǎo)體焊盤的上面部分做成所述粗化面。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的布線基板，其中，所述外敷層做成由Cu組成的層。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至3、6中任意一項所述的布線基板，其中，所述導(dǎo)體焊盤由以與Cu不同的金屬為主要成分的金屬材料構(gòu)成。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的布線基板，其中，所述導(dǎo)體焊盤以Ag、Pt、Au、Ni、Mo、W中的至少任意一種為主要成分。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至3、6中任意一項所述的布線基板，其中，所述導(dǎo)體焊盤以Cu為主要成分，并且由與所述Cu鍍敷層相比，Cu含量低的金屬材料構(gòu)成。
10.根據(jù)權(quán)利要求3、6至9中任意一項所述的布線基板，其中，所述陶瓷副芯子在一方主面上具有作為所述電容器的使直流性地互相分離了的第1電極導(dǎo)體薄膜和第2電極導(dǎo)體薄膜夾著電介質(zhì)薄膜而交替成膜了的薄膜電容器，在該薄膜電容器的表面上形成了的所述導(dǎo)體焊盤由以Ag、Pt、Au中的任意一種為主要成分的成膜層構(gòu)成，在其表面上形成了所述Cu鍍敷層。
11.根據(jù)權(quán)利要求3、6至9中任意一項所述的布線基板，其中，所述陶瓷副芯子，其整體作為所述電容器，做成由直流性地互相分離了的第1電極導(dǎo)體層和第2電極導(dǎo)體層夾著由陶瓷組成的電介質(zhì)層而交替積層而成的積層陶瓷電容，并且，與該積層陶瓷電容連接的所述導(dǎo)體焊盤由以Ni或Ag為主要成分的包鍍金屬焊盤構(gòu)成，在其表面上形成了所述Cu鍍敷層。
12.一種布線基板的制造方法，其中，所述布線基板具備芯子基板和布線積層部，所述芯子基板包含由高分子材料構(gòu)成的板狀的芯子本體和收納在作為貫通主面間的貫通孔或在一方主面上開口的凹部而形成了的副芯子收納部的內(nèi)部、由陶瓷構(gòu)成的板狀的陶瓷副芯子，所述布線積層部是在該芯子基板的主面上由高分子材料所構(gòu)成的電介質(zhì)層和導(dǎo)體層交替積層而形成的，所述陶瓷副芯子具有在自身中組裝了的電容器和與其連接的主面上的導(dǎo)體焊盤，所述布線基板的制造方法的特征在于，按以下順序包含把在所述導(dǎo)體焊盤的表面上形成了Cu鍍敷層的所述陶瓷副芯子收納在所述副芯子收納部內(nèi)的副芯子收納工序；以及在收納了所述陶瓷副芯子的所述芯子基板的主面上交替積層所述電介質(zhì)層和所述導(dǎo)體層而形成所述布線積層部的布線積層工序，并且包含在所述副芯子收納工序前或在所述副芯子收納工序和所述布線積層工序之間，對在所述導(dǎo)體焊盤的表面上形成了的所述Cu鍍敷層實施用于使之提高與高分子材料的貼緊性的表面化學(xué)處理的表面處理工序。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的布線基板的制造方法，其中，所述表面處理工序中的所述表面化學(xué)處理是把所述Cu鍍敷層的表面做成粗化面的Cu粗化處理。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的布線基板的制造方法，其中，所述表面處理工序中的所述表面化學(xué)處理是把所述Cu鍍敷層的表面做成粘接層形成面的由包含Cu和Sn的合金組成的粘接層的形成處理。
15.根據(jù)權(quán)利要求12至14中任意一項所述的布線基板的制造方法，其中，包含在所述副芯子收納工序前，在所述陶瓷副芯子具有的所述導(dǎo)體焊盤的表面上形成所述Cu鍍敷層的焊盤鍍敷工序。
16.根據(jù)權(quán)利要求12至15中任意一項所述的布線基板的制造方法，其中，包含在所述副芯子收納工序前，用表面具有粘著劑的片材，使得該粘著劑在所述副芯子收納部的內(nèi)側(cè)露出地塞住作為貫通所述芯子本體的主面間的貫通孔而形成了的所述副芯子收納部的第2主面?zhèn)鹊拈_口的閉塞工序，在所述副芯子收納工序中，從所述副芯子收納部的第1主面?zhèn)鹊拈_口收納所述陶瓷副芯子，并且使之與所述粘著劑粘牢，包含在所述副芯子收納工序后，向所述芯子本體和所述陶瓷副芯子的間隙中注入填充樹脂，使之固化的填充固化工序。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供在收納了陶瓷副芯子的芯子基板上形成布線積層部時，能充分獲得成為布線積層部的電介質(zhì)層及在其上貫通形成了的通路導(dǎo)體和陶瓷副芯子的導(dǎo)體焊盤的貼緊性的布線基板及其制造方法。本發(fā)明的布線基板(1)構(gòu)成為，在芯子基板(CB)收納了的陶瓷副芯子(3)的導(dǎo)體焊盤(31)上，在其表面上形成了Cu鍍敷層，并且Cu鍍敷層的表面做成實施了用于使之提高與高分子材料的貼緊性的Cu表面化學(xué)處理的處理面，處理面與布線積層部(L1、L2)的最下層的電介質(zhì)層(B11、B21)及在其上貫通形成了的通路導(dǎo)體(6)接觸。
文檔編號H05K1/03GK1882220SQ20061009279
公開日2006年12月20日 申請日期2006年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月15日
發(fā)明者由利伸治, 村松正樹 申請人:日本特殊陶業(yè)株式會社