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【発明の名称】 配線基板
【発明者】 【氏名】畑尾 卓也

【氏名】武田 邦彦

【氏名】棚橋 満
【要約】 【課題】配線基板において、良好な電気伝導性を確保しつつ、絶縁層および配線層の異種材料間の界面応力を低減させ、絶縁層および配線層の剥離やクラックの発生を防止する配線基板を提供することにある。

【解決手段】絶縁層及び配線層を有する配線基板において、少なくとも一つの配線層は金属部からなるとともに、絶縁層に接する第１の界面部位及び絶縁層に接していても或いは接していなくてもよい第２の界面部位を有し、前記第１の界面部位が、厚さ方向の中間部位または前記第２の界面部位よりも気孔率が大きい多孔質金属からなることを特徴とする配線基板。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁層及び配線層を有する配線基板において、少なくとも一つの配線層は金属部からなるとともに、絶縁層に接する第１の界面部位及び絶縁層に接していても或いは接していなくてもよい第２の界面部位を有し、前記第１の界面部位が、厚さ方向の中間部位または前記第２の界面部位よりも気孔率が大きい多孔質金属からなることを特徴とする配線基板。
【請求項２】
前記配線層は、前記第１の界面部位から厚さ方向の中間部位または前記第２の界面部位に向かって気孔率が減少していく領域を有している請求項１に記載の配線基板。
【請求項３】
前記配線層は、２層以上の金属層を含む金属部からなり、前記第１の界面部位を構成する金属層が、厚さ方向の中間部位を構成する金属層または前記第２の界面部位を構成する金属層よりも気孔率が大きい多孔質金属からなることを特徴とする請求項１または２に記載の配線基板。
【請求項４】
前記配線層の第２の界面部位も絶縁層に接しており、前記第１及び第２の界面部位が、厚さ方向の中間部位よりも気孔率が大きい多孔質金属からなる請求項１に記載の配線基板。
【請求項５】
前記配線層は、前記第１の界面部位から厚さ方向の中間部位に向かって気孔率が減少していく領域、及び、前記第２の界面部位から厚さ方向の中間部位に向かって気孔率が減少していく領域を有している請求項４に記載の配線基板。
【請求項６】
前記配線層は、３層以上の金属層を含む金属部からなり、前記第１の界面部位を構成する金属層及び前記第２の界面部位を構成する金属層が、厚さ方向の中間部位を構成する金属層よりも気孔率が大きい多孔質金属からなることを特徴とする請求項４または５に記載の配線基板。
【請求項７】
前記多孔質金属の気孔率が５０％以上である請求項１乃至６のいずれかに記載の配線基板。
【請求項８】
前記多孔質金属の平均気孔径が６００μｍ以下である請求項１乃至７のいずれかに記載の配線基板。
【請求項９】
前記多孔質金属が発泡金属である請求項１乃至８のいずれかに記載の配線基板。
【請求項１０】
前記発泡金属が発泡銅である請求項９に記載の配線基板。
【請求項１１】
前記多孔質金属が２種以上の金属を含む複合金属からなる請求項１乃至１０のいずれかに記載の配線基板。
【請求項１２】
前記配線層が前記絶縁層と交互に積層され、かつ、配線層を２層以上有する多層配線板である請求項１乃至１１のいずれかに記載の配線基板。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶縁層と配線層を有する配線基板、特に多層配線基板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ノートＰＣ、携帯電話、デジタルビデオカメラなど電子・電気機器の小型化、軽量化、多機能化の進展に伴い、これら機器に組み込まれる半導体集積回路用基板としては多層配線基板が多く用いられている。この多層配線基板は、表面に所定の回路パターンが配線されている配線基板を複数枚積層して一体化した構造のものである。多層配線基板を構成する配線基板は、例えば、図５に示すように、第１の絶縁層１０１の上に、回路パターン、グランド層、電源層等の導電性部位を形成する、多孔質金属を含まない緻密質の金属のみで形成した金属部からなる配線層１０２が設けられ、この配線層１０２を覆うように第２の絶縁層１０３が積層されている。
これらの多層配線基板においては、回路パターンの細線化や高密度化、また基板全体の薄型化や高多層化の要望が強まっており、プリント基板上に絶縁層と配線層を交互に形成することで微細な配線を形成することができるビルドアップ工法などが提案されている。
これらの高密度化された多層配線基板においては絶縁層、配線層及び半田接合部など多くの異種材料間に界面が存在し、各材料の線膨張係数が違うため、実装時のリフロー処理などの製造工程での温度履歴により界面応力を発生させ、剥離やクラック、ひいては配線回路の断線や腐食などを引き起こすことがある。
これらの剥離やクラックの問題を解決するために、導体金属表面を粗化するなどの手法が特許文献１などに提案されているが、十分でない。
【特許文献１】特開２００３−１６３４５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、良好な電気伝導性を確保しつつ、絶縁層及び配線層の界面の応力を低減させ、絶縁層及び配線層の剥離やクラックの発生を防止する配線基板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明により提供される配線基板は、絶縁層及び配線層を有する配線基板において、少なくとも一つの配線層は金属部からなるとともに、絶縁層に接する第１の界面部位及び絶縁層に接していても或いは接していなくてもよい第２の界面部位を有し、前記第１の界面部位が、厚さ方向の中間部位または前記第２の界面部位よりも気孔率が大きい多孔質金属からなることを特徴とする。
前記配線層は、前記第１の界面部位から厚さ方向の中間部位または前記第２の界面部位に向かって気孔率が減少していく領域を有していることが好ましい。
また、前記配線層は、２層以上の金属層を含む金属部からなり、前記第１の界面部位を構成する金属層が、厚さ方向の中間部位を構成する金属層または前記第２の界面部位を構成する金属層よりも気孔率が大きい多孔質金属からなるものであってもよい。
さらに、前記配線層の第２の界面部位も絶縁層に接しており、前記第１及び第２の界面部位が、厚さ方向の中間部位よりも気孔率が大きい多孔質金属からなることが好ましい。
前記配線層は、前記第１の界面部位から厚さ方向の中間部位に向かって気孔率が減少していく領域、及び、前記第２の界面部位から厚さ方向の中間部位に向かって気孔率が減少していく領域を有することができる。
また、前記配線層は、３層以上の金属層を含む金属部からなり、前記第１の界面部位を構成する金属層及び前記第２の界面部位を構成する金属層が、厚さ方向の中間部位を構成する金属層よりも気孔率が大きい多孔質金属からなるものであってもよい。
前記多孔質金属の気孔率は、５０％以上であることが好ましい。
前記多孔質金属の平均気孔径は、６００μｍ以下であることが好ましい。
前記多孔質金属は、発泡金属であることが好ましい。
さらに前記発泡金属は、発泡銅であることが好ましい。
前記多孔質金属は、２種以上の金属を含む複合金属からなるものであってもよい。
また、本発明により提供される配線基板は、前記配線層が前記絶縁層と交互に積層され、かつ、配線層を２層以上有する多層配線板であってもよい。
【発明の効果】
【０００５】
本発明に係る配線板においては、金属部からなる配線層の絶縁層に接する第１の界面部位が、該配線層の厚さ方向の中間部位または反対側にある第２の界面部位よりも気孔率が大きい多孔質金属で構成されるため、第１の界面部位の温度履歴による界面応力の低減により剥離やクラックを防止することができ、かつ、第１の界面部位よりも緻密な金属で構成されている中間部位または第２の界面部位により良好な電気伝導性が確保できる。従って、接続信頼性に優れた配線基板を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本発明に係る配線基板は、絶縁層及び配線層を有する配線基板において、少なくとも一つの配線層は金属部からなるとともに、絶縁層に接する第１の界面部位及び絶縁層に接していても或いは接していなくてもよい第２の界面部位を有し、前記第１の界面部位が、厚さ方向の中間部位または前記第２の界面部位よりも気孔率が大きい多孔質金属からなるものである。
特に、前記配線層は、前記第１の界面部位から厚さ方向の中間部位または前記第２の界面部位に向かって気孔率が階段状にまたは連続的に減少していく領域を有していることが好ましい。
以下、本発明の態様を図面を参照しながら詳細に説明する。
【０００７】
図１は、本発明に係る配線基板の一例であり、配線層が２層以上の金属層を含む金属部からなる配線基板を示す模式的断面図である。図１の配線基板は、第１の絶縁層１１１の上に、回路パターン、グランド層、電源層等の導電性部位を形成する、金属部からなる配線層として第１の金属層１２１（第１の界面部位）、第２の金属層１２２（第２の界面部位）が所定パターン状に順次設けられ、この第２の金属層１２２を覆うように第２の絶縁層１３３が積層されている。該配線基板においては、前記第１の界面部位を構成する第１の金属層が、前記第２の界面部位を構成する第２の金属層よりも気孔率が大きい多孔質金属からなる。
また、上述したように、本発明において、第２の金属層１２２（第２の界面部位）は、絶縁層に接していても或いは接していなくてもよいが、ここでは、第２の金属層１２２（第２の界面部位）が絶縁層に接している前記配線基板を例示する。
【０００８】
本発明において、前記配線層は、前記第１の界面部位から厚さ方向の中間部位または前記第２の界面部位に向かって気孔率が階段状にまたは連続的に減少していく領域を有していることが好ましい。つまり、例えば図１においては、前記第１の金属層１２１（第１の界面部位）から前記第２の金属層１２２（第２の界面部位）に向かって気孔率が減少していることが好ましい。
【０００９】
さらに、本発明に係る配線基板は、配線層が３層以上の金属層を含む金属部からなる配線基板であってもよい。図２に、本発明に係る配線基板の別の一例を示す模式的断面図を示す。図２の配線基板は、第１の絶縁層１１１の上に、回路パターン、グランド層、電源層等の導電性部位を形成する配線層の第１の金属層１２１（第１の界面部位）、第２の金属層１２２、第３の金属層１２３（第２の界面部位）が所定パターン状に順次設けられ、この第３の金属層１２３（第２の界面部位）を覆うように第２の絶縁層１３３が積層されている。該配線基板においては、前記第１の界面部位を構成する第１の金属層１２１及び前記第２の界面部位を構成する第３の金属層１２３が、厚さ方向の中間部位を構成する第２の金属層１２２よりも気孔率が大きい多孔質金属からなる。
また、上述したように、本発明において、第３の金属層１２３（第２の界面部位）は、絶縁層に接していても或いは接していなくてもよいが、ここでは、第３の金属層１２３（第２の界面部位）が絶縁層に接している前記配線基板を例示する。
【００１０】
本発明において、前記配線層は、前記第１の界面部位から厚さ方向の中間部位に向かって気孔率が階段状にまたは連続的に減少していく領域、及び、前記第２の界面部位から厚さ方向の中間部位に向かって気孔率が階段状にまたは連続的に減少していく領域を有していることが好ましい。つまり、例えば図２においては、前記第１の金属層１２１（第１の界面部位）から第２の金属層１２２（厚さ方向の中間部位）に向かって気孔率が階段状にまたは連続的に減少し、かつ、前記第３の金属層１２３（第２の界面部位）から第２の金属層１２２（厚さ方向の中間部位）に向かって気孔率が階段状にまたは連続的に減少していくことが好ましい。
【００１１】
このように、本発明の配線基板は、第１の金属層および／または第３の金属層を、第２の金属層よりも気孔率が大きい多孔質金属で形成することにより、第１および第３の金属層よりも緻密な金属からなる第２の金属層で良好な電気伝導性を確保でき、かつ、界面部位では絶縁層と配線層との間の温度履歴による界面応力が低減するため、クラックや剥離の発生も防止することができる。
【００１２】
本発明においては、上記配線基板を絶縁層を共有するようにして複数枚積層することで、多層配線基板を作製することができる。図３に、本発明における、配線層が３層以上の金属層を含む金属部からなる多層配線基板の一例を模式的断面図として示す。図３の多層配線基板１００は、第１の絶縁層である絶縁基板１の上に、回路パターン、グランド層、電源層等の導電性部位を形成する第１の配線層２が所定パターン状に設けられ、この第１の配線層２を覆うように第２の絶縁層３が積層され、さらに、その上に、所定パターン状に形成された第２の配線層４、第３の絶縁層５、所定パターン状に形成された第３の配線層６、第４の絶縁層７、及び、第４の配線層８が、順次積層されている。
第２、第３及び第４の絶縁層３、５、７には、絶縁層の上下にそれぞれ設けられた配線層を電気的に接続するための貫通孔９が形成されており、これら貫通孔内に選択的に形成された導体によって、各層の配線層が所定位置で接続され、回路網が形成される。
【００１３】
最表面の配線層である第４の配線層は、ＩＣチップなどの各種電子部品１０を搭載するためのパッドや、シールド用導体膜、外部回路との接続端子としても用いられる。
この多層配線基板においては、第１、第２、第３及び第４の配線層２、４、６、８は、第２の金属層（２ｂ、４ｂ、６ｂ、８ｂ）を通常の緻密な金属により形成し、これら第２の金属層（２ｂ、４ｂ、６ｂ、８ｂ）よりも気孔率が大きい多孔質金属からなり、絶縁層との界面に接する第１の金属層（２ａ、４ａ、６ａ、８ａ）及び第３の金属層（２ｃ、４ｃ、６ｃ、８ｃ）が、第２の金属層（２ｂ、４ｂ、６ｂ、８ｂ）を中間に挟む積層構造を有している。
【００１４】
上記多層配線基板１００においては、絶縁層との界面に接する第１の金属層（２ａ、４ａ、６ａ、８ａ）及び第３の金属層（２ｃ、４ｃ、６ｃ、８ｃ）を、配線層内の中間層である第２の金属層（２ｂ、４ｂ、６ｂ、８ｂ）よりも気孔率が大きい多孔質金属で形成することにより、絶縁層と配線層との間（又は配線層とＩＣ等の接合部材との間）の温度履歴による界面応力を低減させて、クラックや剥離の発生を防止することができる。
【００１５】
以下に、上記多層配線基板１００をビルドアップ工法により形成する方法を図４を参照して説明する。なお、本発明は、これらの実施形態に限定されるものではない。
（１） 先ず、第１の絶縁層となる絶縁基板１を準備する。この絶縁基板や後続の工程で積層される第２、第３及び第４の絶縁層として用いる絶縁材は、ビルドアップ工法に適するものであれば良く、各種の熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂を使用することができる。熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ、フェノール、ビスマレイミド、トリアジン、トリアゾール、シアネート、イソシアネート、ベンゾシクロブテン等の樹脂が挙げられる。熱可塑性樹脂としては、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリエステルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンサルフィド、ポリフェニレンサルフォン、ポリキノリン、ポリノルボルネン、ポリベンゾオキサゾール、ポリベンゾイミダゾール、ポリテトラフルオロエチレン、液晶ポリマー等の樹脂が挙げられる。これらを一種のみ又は複数種混合して用いても良く、また、シリカフィラー等の無機フィラー、レベリング剤、カップリング剤、消泡剤、硬化触媒等を添加しても良い。
【００１６】
特に、積層工程に最初から用いる絶縁基板としては、ガラスエポキシ基板やポリイミド基板に代表されるようなガラスクロスやアラミド不織布等の補強繊維に樹脂を含浸させて硬化又は半硬化させたものを用いることが好ましい。第１の絶縁層である絶縁基板の厚さは、通常、０．０５〜３．５ｍｍ程度とする。
【００１７】
（２） 次に、絶縁基板１の上に第１の配線層の元となる金属部１１を積層する。金属部１１は、第１の金属層１１ａ、第２の金属層１１ｂ、第３の金属層１１ｃの３層からなり、界面側にある第１の金属層１１ａ及び第３の金属層１１ｃは、厚さ方向の中間位置にある第２の金属層１１ｂよりも気孔率が大きい多孔質金属により形成されている。金属部を形成する材料は、ビルドアップ工法において適するものであれば良いが、製造工程中で使用される薬液に対して耐性を有し、最終的にエッチングにより除去可能であるものであることが必要であり、例えば、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｕ、Ｓｎ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｐｂ、Ｍｇ等、或いは、これら例示の金属を２種以上含む複合金属が挙げられる。
配線層を構成する第１、第２及び第３の金属層は、各層とも全て同じ材料で形成されていてもよいし、各々が異なる材料であっても良い。
【００１８】
第１及び第３の金属層（１１ａ、１１ｃ）のように絶縁層との界面に近い層を形成する多孔質金属としては、発泡金属を用いることが好ましい。
発泡金属の材料としては上記例示した金属材料が挙げられるが、特に、第１及び第３の金属層を銅を主体とする金属（いわゆる発泡銅）で形成することにより、低抵抗で安定した配線層が得られる。配線層用の銅としては、純度９９．９９９％以上の実質的に単体銅のほか、他の成分を微量に添加したものも用いられることから、銅を９０％以上含有するものを用いればよい。
発泡金属等の多孔質金属としては、２種以上の金属を含む複合金属（典型的には合金）を用いても良く、その材料としては、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｐ合金、Ａｌ−Ｍｇ合金、Ａｌ−Ｎｉ合金、Ａｌ−Ｓｉ−Ｍｇ合金、Ａｌ−Ｚｎ合金、Ａｌ−Ｃｕ合金等が挙げられる。
【００１９】
発泡金属の製造方法は、例えば、特開２００３−１５５５０３号公報、特開平９−１１１３１０号公報等に記載されている。
発泡金属を製造する方法の一例としては、金属粉末と水溶性バインダーと界面活性剤と水を混合し、更に非水溶性有機溶剤を添加混合して、均一に分散分布させた成形体を成形し、この成形体を一定温度に保持することにより、成形体中の非水溶性有機溶剤を気化させ発泡体とし、この発泡体を高温で焼結することにより、気泡を覆うスケルトン部(骨格)で構成された発泡金属体が得られる。また、上記発泡体に金属粉を坦持させた後に焼結することで、気孔率を調節してもよい。
水溶性バインダーとしては、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロースアンモニウム、エチルセルロース、ポリビニルアルコール等を好適に用いることができる。
界面活性剤としては、アルキルベンゼンスルホン酸塩、α-オレフィンスルホン酸塩、アルキル硫酸エステル塩、アルキルエーテル硫酸エステル塩、アルカンスルホン酸塩等のアニオン系界面活性剤、ポリエチレングリコール誘導体、多価アルコール誘導体等の非イオン系界面活性剤等を例示することができる。
非水溶性有機溶剤としては、ペンタン、ネオペンタン、ヘキサン、イソヘキサン、ヘプタン、イソヘプタン、ベンゼン、オクタン、トルエン等、炭素数５〜８の非水溶性炭素系有機溶剤を使用することができる。
【００２０】
第１及び第３の金属層（１１ａ、１１ｃ）を形成する多孔質金属の気孔率は、界面応力を充分に低減させるために５０％以上であることが好ましく、８５％以上であることがさらに好ましい。また、第１及び第３の金属層（１１ａ、１１ｃ）の強度を確保するために、多孔質金属の気孔率は９９％以下であることが好ましく、９５％以下であることがさらに好ましい。
また、第１及び第３の金属層（１１ａ、１１ｃ）の平均気孔径も界面応力の低減及び強度に影響する。その平均気孔径は６００μｍ以下の範囲とすることが好ましい。
適度な気孔率及び平均気孔径を有する多孔質金属は三次元網目構造を有し、界面応力を低減させる効果が大きい。通常、第１及び第３の金属層の厚さは、各々９〜１０００μｍ程度とする。
【００２１】
また、第２の金属層１１ｂの材料としては上記例示した金属材料が挙げられるが、金属部の厚さ方向の中間部位にある金属層であることから第１及び第３の金属層（１１ａ、１１ｃ）よりも耐熱性の低い材料であってもよく、導電性の高い材料で形成することができる。特に、第２の金属層の材質を銅にすることで、低抵抗で安定した配線層を得ることができる。第２の金属層の厚さも界面応力の低減に影響する。その厚さは、通常９〜１０００μｍ程度とする。
【００２２】
第１、第２及び第３の金属層を絶縁層１１上に積層して配線層を形成する方法としては、例えば、それぞれ所定の材料からなる金属シート、金属箔等の金属膜を熱プレスや加熱・加圧ローラーにより絶縁基板上に積層する方法があるが、特に限定されない。
気孔率の異なる金属層を予め積層し一体化した配線層を絶縁層上に積層してもよいし、気孔率の異なる金属膜を絶縁層上に重ね合わせて一体化してもよい。具体例としては、発泡銅シート、銅箔、発泡銅シートを、この順序で積層することによって、発泡銅からなる第１及び第３の金属層の間に、発泡銅よりも緻密な銅からなる第２の金属層が積層された金属部２１１が形成される。
【００２３】
また、金属部の厚さ方向の気孔率分布が変化する金属部を形成する他の方法としては、特開平９−８７７０５号公報に記載された多孔質金属積層体の製造方法を適用することができる。この公報に記載された方法を適用する場合には、先ず、金属粉末を含有する発泡スラリーを調製し、これを用いて成形、乾燥する手順で、気孔率の異なる複数の板状成形体を作製する。
次に、これら気孔率の異なる複数の板状成形体を、配線層の厚さ方向の界面に近い層に気孔率の大きい板状成形体を配置するように重ね合わせて積層体を作製する。
次に、この積層体を焼成して一体化することにより、厚さ方向の気孔率分布が変化する複合金属シートを得る。
このようにして得られる複合金属シートは、シートの厚さ方向の気孔率分布が階段状に変化するものである。
【００２４】
これに対して、シート厚み方向の気孔率分布が連続的に（別の言い方をすれば「線状に」）変化する多孔質金属シートを製造したい場合には、次のような方法を適用することができる。
先ず、金属シートを形成する金属材料として、平均粒子径の点で互いに異なる２種以上の金属粉末を用意する。次に、これらの金属粉末、樹脂ビーズ、有機バインダ及び溶剤を混合してスラリーを調製する。得られたスラリーを型に流し込み、適切な時間をかけて乾燥させた後、型から取り出す。流し込みのために使用する成形型としては、石こう型、樹脂型でもよく、また、型に吸水性がない場合には自然乾燥させても良い。
型から取り出されたグリーンシートは、型内での乾燥中における金属粒子の沈降速度差に従って、該型の上方から下方に向かって、粒子径が小から大へ、気孔率が大から小に連続的に変化した金属粉末のグリーンシートである。このグリーンシートを脱脂・焼結することにより、前記樹脂ビーズが消失して気孔が形成され且つ金属粉末が結合し、シート気孔率が該シートの一面側から多面側に向かって連続的に減少する多孔質金属シートが得られる。
さらに、この多孔質金属シートを２枚用意し、気孔率の小さい面同士を向き合わせて接合することによって、シートの気孔率が、該シートの両面側で最も大きく、厚さ方向の中間部位に向かって連続的に減少するような厚さ方向の分布を有する多孔質金属シートが得られる。
【００２５】
以上のようにして得られた、シートの厚さ方向の気孔率分布が階段状に変化する複合金属シート、又は、シート厚み方向の気孔率分布が連続的に変化する多孔質金属シートを、絶縁基板１上に積層することにより、厚さ方向の気孔率分布が変化する配線層が形成される。
【００２６】
（３） 次に、金属部１１上にレジストフィルムの貼り付けやレジスト材料の塗布等、適宜の方法によりレジスト層１２を積層する。
（４） そして、レジスト層１２上にパターンを焼付け、現像し、金属層の不要部分を塩化第二鉄溶液や塩化第二銅溶液等のエッチング液で除去し、エッチングレジストを剥離し、第１の配線層２を形成する。
【００２７】
（５） 次に、第１の配線層２上に第２の絶縁層３を形成する。第２の絶縁層３の形成方法としては、例えば、樹脂ワニスを印刷、カーテンコート、バーコート等の方法で直接塗布したり、或いは、ドライタイプの樹脂を真空ラミネート、真空プレス等の方法で積層する方法が挙げられる。第２の絶縁層３は、上記第１の絶縁層である絶縁基板１と同様の材料で形成すればよいが、その厚さは絶縁基板１よりも薄く、通常３５〜１０００μｍ程度とする。
【００２８】
（６） 次に、第２の絶縁層３上に、第１の配線層２を形成した手順と同様にして第１の金属層、第２の金属層、第３の金属層からなる金属部を積層し、エッチングにより第２の配線層４を形成する。
この段階では第２の絶縁層にさらに、第１の配線層２と第２の配線層４を電気的に接続するための貫通孔を形成する穴あけ部１３を形成する。
【００２９】
（７） 次に、第２の絶縁層の穴あけ部１３に、レーザー又はプラズマによるドライエッチング、ケミカルエッチング、ドリル等、適宜の方法により貫通孔９を形成して第１の配線層２を部分的に露出させ、導電性材料を用いて第１の配線層２と第２の配線層４を接続する。第１の配線層２と第２の配線層４を接続する方法としては、例えば、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、半田等の導電性金属を含有する導電ペーストをスクリーン印刷、ディスペンサー、ピン印刷等の塗布方法で貫通孔の位置に選択的に充填し、乾燥硬化させる方法や、無電解めっき又は／及び電解めっきの金属膜を貫通孔の位置に選択的に被着する方法が挙げられる。
【００３０】
（８） このようにして配線層を２層有する多層配線基板が得られるが、上記（２）〜（７）の工程をさらに繰り返すことにより、配線層を４層有する多層配線基板１００（図３）が得られる。また、最上層の配線層上には、ＩＣチップ等を必要に応じて設けても良い。
【００３１】
以上のようにして得られる多層配線基板１００の例では、各配線層が気孔率の異なる金属層を３層含む構成をしているが、気孔率の異なる金属層をさらに多く積層し、４層以上含む配線層を用いても良いし、金属層を有する配線層を１層以上含めば、他の配線層は金属層を用いなくてもよい。
【００３２】
さらに本発明において、配線層は、上下両側の絶縁層との界面部位から厚さ方向の中間部位にかけて階段状にまたは連続的に気孔率が減少していく気孔率分布を有していればよく、気孔率の異なる金属層を積層して中間層の気孔率を小さくする上記手法には限定されない。従って、配線層は、単層構造の金属材料層であってもよい。
また配線層は、通常、厚さ方向の中間部位において気孔率が極小値に達するワンピークの気孔率分布（すなわち、気孔率の数値が落ち込む谷部を１つだけ有する分布）となるように設定するが、厳密に厚さ方向の中央位置で気孔率が最小値となっていなくてもよい。また、配線層の厚さ方向の気孔率変化はワンピークの分布でなくてもよく、複数のピーク（複数の谷部）を有する分布であってもよい。
【００３３】
配線層の厚さ方向の気孔率変化がどのような分布をとる場合でも、界面部位を形成する発泡金属は、界面応力を充分に低減させるために気孔率５０％以上の部分を有していることが好ましく、８０％以上の部分を有していることがさらに好ましく、８５％以上の部分を有していることがさらに好ましい。また、界面部位の強度を確保するために、発泡金属の気孔率は９９％以下であることが好ましく、９５％以下であることがさらに好ましい。
また、界面部位を形成する発泡金属の平均気孔径は、６００μｍ以下の範囲とすることが好ましく、厚さ方向の気孔率変化がある場合には、上記気孔率が８０％以上の部分、特に８５％以上の部分の平均気孔径が、この範囲内であることが好ましい。
発泡金属からなる界面部位の厚さも界面応力の低減に影響し、厚さ方向の気孔率変化がある場合には、上記気孔率が８５％以上の部分の厚さが１０〜９００μｍ程度であることが好ましい。
【００３４】
一般に絶縁層と配線層とからなる配線基板においては、製造工程における温度履歴により、絶縁層と配線層の線膨張係数の違いから界面応力が発生し、クラックや剥離が発生しやすくなる。
これに対して、本発明に係る配線板においては、金属部からなる配線層の絶縁層に接する第１の界面部位が、該配線層の厚さ方向の中間部位または反対側にある第２の界面部位よりも気孔率が大きい多孔質金属で構成されるため、第１の界面部位の温度履歴による界面応力の低減により、剥離やクラックの発生を防止することができ、かつ、第１の界面部位よりも緻密な金属で構成されている中間部位または第２の界面部位により、良好な電気伝導性が確保できる。従って、接続信頼性に優れた配線基板が提供される。
【実施例】
【００３５】
以下、実施例により更に具体的に説明するが、本発明はこれによって何ら限定されるものではない。
【００３６】
（実施例１）
まず、絶縁層となる絶縁材にガラスエポキシ基板（住友ベークライト（株）製、ＥＬ−３７６２）を用い、該絶縁層と発泡金属である発泡銅シート（気孔率８０％）と銅箔とを熱プレスにより積層し、この積層した銅箔面にドライフィルムレジストをラミネートし、所定パターンを焼付け、現像し、配線層の金属部の不要な部分を塩化第二銅溶液のエッチング液で除去し、ドライフィルムレジストを剥離させ、回路パターンを有する配線層を形成した。
その後、回路を形成した配線層上に第２の絶縁層であるソルダーレジストを形成し、配線基板とした。
【００３７】
（実施例２）
絶縁層となる絶縁材にガラスエポキシ基板（住友ベークライト（株）製、ＥＬ−３７６２）を用い、該絶縁層と発泡金属である発泡銅シート（気孔率８０％）と銅箔と発泡銅シート（気孔率８０％）とをこの順序に重ね、熱プレスにより積層した。その後、実施例１と同様の手順で配線基板を作製した。
【００３８】
（実施例３）
平均粒子径が１０μｍである第１の銅粉末を２０重量部、平均粒子径が２０μｍである第２の銅粉末を２０重量部、平均粒子径が３０μｍである第３の銅粉末を２０重量部、有機バインダーとしてメチルセルロースを１０重量部、樹脂ビーズとして球状アクリルビーズを１０重量部、及び、溶剤としてヘキサンを１．８重量部、水を２４重量部の割合で含有するスラリーを調製した。このスラリーを型に流し込み、４０℃で０．５時間保持した後、１６０℃で１時間かけて乾燥することによって、グリーンシートを作製した。このグリーンシートをオーブンで焼結することによって、シートの気孔率が、一面側では８０％であり、多面側に向かって連続的に減少し、多面側では５％である多孔質金属シートが得られた。
次に、絶縁層となる絶縁材にガラスエポキシ基板（住友ベークライト（株）製、ＥＬ−３７６２）を用い、該絶縁層に前記多孔質金属シートの気孔率が大きい側の面（気孔率８０％）を向き合わせて重ね、熱プレスにより積層した。その後、実施例１と同様の手順で配線基板を作製した。
【００３９】
（実施例４）
絶縁層となる絶縁材としてガラスエポキシ基板（住友ベークライト（株）製、ＥＬ−３７６２）を用意した。また、上記実施例３で作製した多孔質金属シートと同じ多孔質金属シートを２枚（第１及び第２の多孔質金属シート）用意した。
該絶縁層に、第１の多孔質金属シートの気孔率が大きい側の面（気孔率８０％）を向き合わせて重ね、さらに、第１の多孔質金属シートの気孔率が小さい側の面（気孔率５％）に、第２の多孔質金属シートの気孔率が小さい側の面（気孔率５％）を向き合わせて重ね、熱プレスにより積層した。その後、実施例１と同様の手順で配線基板を作製した。
【００４０】
（比較例１）
金属層に発泡金属を含まない緻密質の銅箔のみで形成した以外は、実施例１と同様とし、配線基板を作製した。
【００４１】
（評価試験）
（１）評価手順
上記の実施例及び比較例で作製した配線基板を用いて、半田リフロー処理（２６０℃、３回）後、−５５℃で３０分、１２５℃で３０分を１サイクルとする温度サイクル試験を５００サイクル実施し、配線基板の膨れ、剥離、クラック等の観察を行った。
（２）評価結果
各実施例１〜４で作製した配線基板は、上記温度サイクル試験において配線基板の膨れ、剥離、クラック等の発生がないことを確認した。
一方、比較例１で作製した配線基板は、上記温度サイクル試験において配線基板の膨れ、剥離、クラック等の発生があることを確認した。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明の配線基板は、良好な電気伝導性を確保しつつ、配線層と該配線層に隣接する絶縁層又は接続部材との間の界面応力を低減し、絶縁層及び配線層の剥離やクラックの発生を防止することができるため、高い接続信頼性が得られ、ノートＰＣ、携帯電話、デジタルビデオカメラ等の電子・電気機器の半導体集積回路用基板として好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の第１及び第２の金属層を有する配線基板の一例を示す模式的断面図である。
【図２】本発明の第１、第２及び第３の金属層を有する配線基板の一例を示す模式的断面図である。
【図３】本発明に係る多層配線基板の一例を示す模式的断面図である。
【図４Ａ】本発明に係る配線基板の製造方法の一例（第１工程から第５工程）を示す模式的断面図である。
【図４Ｂ】本発明に係る配線基板の製造方法の一例（第６工程から第７工程）を示す模式的断面図である。
【図５】従来の構造の配線基板の一例である。
【符号の説明】
【００４４】
１０１：第１の絶縁層
１０２：配線層
１０３：第２の絶縁層
１１１：第１の絶縁層
１２１：第１の金属層
１２２：第２の金属層
１２３：第３の金属層
１３３：第２の絶縁層
１００：配線基板
１：絶縁基板
２：第一の配線層
３：第二の絶縁層
４：第二の配線層
５：第三の絶縁層
６：第三の配線層
７：第四の絶縁層
８：第四の配線層
９：貫通孔
１０：電子部品
１１：金属部
１２：レジスト層
１３：穴あけ部
【出願人】 【識別番号】０００００２１４１
【氏名又は名称】住友ベークライト株式会社
【識別番号】５０４１３９６６２
【氏名又は名称】国立大学法人名古屋大学
【出願日】 平成１７年３月２５日（２００５．３．２５）
【代理人】 【識別番号】１００１０４４９９
【弁理士】
【氏名又は名称】岸本 達人

【識別番号】１００１０８８００
【弁理士】
【氏名又は名称】星野 哲郎

【識別番号】１００１０１２０３
【弁理士】
【氏名又は名称】山下 昭彦
【公開番号】 特開２００５−３１１３４９（Ｐ２００５−３１１３４９Ａ）
【公開日】 平成１７年１１月４日（２００５．１１．４）
【出願番号】 特願２００５−８９４４８（Ｐ２００５−８９４４８）