JP4728708B2 - 配線基板及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は半導体素子を搭載する配線基板及びその製造方法に関し、特に電源及びグランドの接続ビア構造の改良した配線基板及びその製造方法に関する。

従来、半導体素子を搭載する配線基板としては、例えば、特許文献１に開示されているようなアルミナ等を絶縁材料としたセラミック配線基板と、特許文献２及び特許文献３に開示されているような有機樹脂を絶縁材料とし、エッチング法及びめっき法により銅配線を形成することにより微細な回路を形成するビルドアップ基板と、特許文献４に開示されているポリイミド系等のフィルムに銅配線を形成したテープタイプの基板とが使用されている。

最近の半導体素子を搭載する基板では、狭ピッチ接続に対応できるビルドアップ基板が一般的に採用されているが、携帯機器に代表されるように、電子機器の急激な小型化、薄型化及び高密度化が進んでいることと、半導体素子の高速化及び高機能化に伴う端子数の増加により、特に高密度化が求められている。

特開平８−３３０４７４号公報特開平１１−１７０５８号公報特許第２６７９６８１号公報特開２０００−５８７０１号公報

特に、半導体素子を搭載するビルドアップ基板においては、配線パターン幅が２５μｍ、ビア径７０μｍ程度の微細なパターンが安定して設けられる状況となってきている。しかし、半導体素子は高性能化及び高機能化によりビルドアップ基板が引き回しを行わなければならない回路規模が大きくなってきている。このため、微細な配線及び微小なビア径を使用しても、積層数が１０層以上に達することも珍しくない。

このような微細な配線及び微小なビア径を使用した高多層基板では、配線抵抗の増加が電気特性の劣化を引き起こすことが課題となっている。特に、配線抵抗の増加により半導体素子が動作するための電源電圧が十分に供給されない状況が発生し、システムが動作しないこととなる。この解決策として、同一形状のビアを複数設ける方法がとられているが、ビアとビアを受ける導体の専有面積が増加してしまうため、高密度化を阻害するという問題点がある。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、ビアの断面形状を、複数の相似形の一部が重なった形状とすることで、高密度化への阻害を少なくすると共に、効果的にビア断面積を増加させ、配線抵抗の上昇を防止することにより、安定した半導体素子の動作を実現することができる配線基板及びその製造方法を提供することを目的とする。

本願第１発明に係る配線基板は、半導体素子又は電子部品を搭載する配線基板において、複数の配線層と、前記配線層の間に設けられる絶縁層と、前記絶縁層に設けられ前記複数の配線層を電気的に接続するビアとを有し、前記ビアのうち少なくとも１つは、前記配線層に平行な面で得られるビアの断面形状が、複数の相似形の一部が重なった形状となるものであり、当該ビアの断面形状は、当該複数の相似形の一部が第１の重なり量で重なった部分を含み、前記ビアのうち少なくとも１つは、前記配線層の引き回しに使用できない領域を少なくとも一部に含んで形成され、当該領域を少なくとも一部に含んで形成されたビアは、当該ビアの断面形状において、前記複数の相似形の一部が第２の重なり量で重なり合った部分を含み、前記第１の重なり量と前記第２の重なり量とが異なることを特徴とする。

本発明により、ビア形状を相似形の一部が重なった形状として、配線引き回しの都合により面積的な余裕がある方向に長軸をあわせることで、断面積を効率的に増加させることができる。

本願第２発明に係る配線基板は、半導体素子又は電子部品を搭載する配線基板において、複数の配線層と、前記配線層の間に設けられる絶縁層と、前記絶縁層に設けられ前記複数の配線層を電気的に接続するビアとを有し、全ての前記ビアは、前記配線層に平行な面で得られる断面形状が、複数の相似形の一部が重なった形状となるものであり、前記全てのビアのうち少なくとも１つは、前記断面形状において、前記複数の相似形の一部が第１の重なり量で重なった部分を含み、前記全てのビアのうち少なくとも１つは、前記配線層の引き回しに使用できない領域を少なくとも一部に含んで形成され、当該領域を少なくとも一部に含んで形成されたビアは、当該ビアの断面形状において、前記複数の相似形の一部が第２の重なり量で重なり合った部分を含み、前記第１の重なり量と前記第２の重なり量とが異なることを特徴とする。

本発明に係る配線基板は、例えば、前記配線基板が電源系配線を有しており、前記配線層に平行な面で得られる断面形状が、複数の相似形の一部が重なった形状となる前記ビアが前記電源系配線を電気的に接続している。

本発明により、電源系配線の配線抵抗を低くすることができ、電気的に強化されるために電源供給の安定化が図られ、半導体素子の安定動作を実現することができる。

本発明に係る配線基板は、例えば、前記配線基板がグランド系配線を有しており、前記配線層に平行な面で得られる断面形状が、複数の相似形の一部が重なった形状となる前記ビアが前記グランド系配線を電気的に接続している。

本発明により、電源系と同様な働きを有するグランド系配線の配線抵抗を低くすることができ、電気的に強化されるため、半導体素子の安定動作を実現することができる。

本発明に係る配線基板は、例えば、前記配線基板が電源系配線とグランド系配線を共に有しており、前記電源系配線を電気的に接続するビアは、前記配線層に平行な面で得られる断面形状が複数の相似形の一部が重なった形状となるものであり、前記グランド系配線を電気的に接続するビアは、前記配線層に平行な面で得られる断面形状が複数の相似形の一部が重なった形状となるものである。

本発明により、電源系とグランド系の回路の配線抵抗を低くすることができ、電気的に強化することができるため、半導体素子の安定動作を実現することができる。

本発明に係る配線基板は、例えば、前記配線基板が信号系配線を有しており、前記配線層に平行な面で得られる断面形状が、複数の相似形の一部が重なった形状となる前記ビアが前記配線系配線を電気的に接続している。

本発明により、信号配線の配線抵抗を低くすることができ、信号特性上低抵抗とする必要がある回路に対して、信号特性の劣化を抑制することができる。

本発明に係る配線基板は、前記相似形が、例えば、円形である。

本発明に係る配線基板は、例えば、前記ビアは、前記絶縁層に設けられるビアホールと、前記ビアホール内に設けられ前記絶縁層を挟むように設けられている前記配線層を電気的に接続する導体からなる。

本発明に係る配線基板は、例えば、前記導体の主たる材料が、銅、アルミニウム、金、銀、ニッケル、半田材料及び導電性ペーストからなる群から選択された少なくとも１種の材料からなるものである。

本発明に係る配線基板は、例えば、前記ビアホール内の前記導体は、前記ビアホールの内壁を覆うように形成されているか、又は前記ビアホール内を充填するように形成されている。

本願第３発明に係る配線基板の製造方法は、複数の配線層と、前記配線層の間に設けられる絶縁層と、前記絶縁層に設けられ前記配線層を電気的に接続する複数個のビアとを有し、半導体素子又は電子部品を搭載する配線基板の製造方法において、前記配線層に平行な面で得られる断面形状が複数の相似形の一部が第１の重なり量で重なった部分を含む形状となる１以上のビアホールを含むように形成する工程と、前記配線層に平行な面で得られる断面形状が複数の相似形の一部が第２の重なり量で重なった部分を含む形状となる１以上のビアホールを、前記配線層の引き回しに使用できない領域を少なくとも一部に含んで形成する工程と、前記ビアホール内に導体を形成して前記絶縁層を挟む前記配線層を電気的に接続するビアを形成する工程とを有し、前記第１の重なり量と前記第２の重なり量とが異なることを特徴とする。

本願第４発明に係る配線基板の製造方法は、複数の配線層と前記配線層の間に設けられる絶縁層と、前記絶縁層に設けられる複数の前記配線層を電気的に接続するビアとを有し、半導体素子又は電子部品を搭載する配線基板の製造方法において、全てのビアホールが、前記配線層に平行な面で得られる断面形状が複数の相似形の一部が重なった形状となるように形成する工程を有し、当該工程は、前記断面形状が、前記複数の相似形の一部が第１の重なり量で重なった部分を含むビアホールを形成する工程と、前記断面形状が、複数の相似形の一部が第２の重なり量で重なった部分を含む形状となるビアホールを、前記配線層の引き回しに使用できない領域を少なくとも一部に含んで形成する工程とを有し、前記配線基板の製造方法は、前記ビアホール内に導体を形成して前記絶縁層を挟む前記配線層を電気的に接続するビアを形成する工程とを有し、前記第１の重なり量と前記第２の重なり量とが異なることを特徴とする。

本発明に係る配線基板の製造方法は、例えば、前記導体が、前記絶縁層の前記ビアホールを形成した後で形成される前記配線層を形成する工程でビアホール内に形成されるものである。

本発明に係る配線基板の製造方法は、例えば、前記相似形が、円形となるように形成する。

本発明に係る配線基板の製造方法は、前記導体の主たる材料が、例えば、銅、アルミニウム、金、銀、ニッケル及び半田材料からなる群から選択された少なくとも１種の材料からなるものである。

本発明に係る配線基板の製造方法は、前記導体が、例えば、無電解めっき金属、電解めっき金属、導電性ペースト、半田材料、及び低融点金属からなる群から選択された少なくとも１種の材料で形成されている。

本発明に係る配線基板の製造方法は、例えば、前記ビアホール内の前記導体は、前記ビアホールの壁面を覆うように形成されているか、又は前記ビアホール内を充填するように形成されている。

本発明においては、ビアの配線層に平行な面で得られる断面形状として、複数の相似形の一部が重なった形状とすることにより、ビア径の断面積を容易に増加させることができる。特に、レーザ加工においては、同一形状での加工となり、特定の位置にのみ形状の異なる加工を施すことが困難である。このため、相似形でもある同一形状の一部が重なった形状とすることで、特定の加工は必要とならず、製造コスト、製造能力の変更なく、容易に施すことができる。

また、配線の引き回しにおいて、一部、面積に余裕がある方向に長軸を設けることで、配線密度低下への影響を少なくすることができ、効果的にビア断面積を大きくすることができる。

ビア断面積の増加により、ビアにおける抵抗値を低く抑えることができ、電源系回路又はグランド系回路に用いることで電源電圧を十分に供給することが可能となり、半導体素子の安定動作を実現することができる。更に、一部、配線抵抗の規制が厳しい信号配線にも使用することで、半導体素子の特性劣化を少なくすることが可能である。

以下、本発明の実施の形態について添付の図面を参照して具体的に説明する。先ず、本発明の第１実施形態に係る配線基板について説明する。図１（ａ）は本実施形態の配線基板の一部を示す平面図、図１（ｂ）は同じくその断面図である。図１に示す配線基板は、下地（支持）基板１０上に第１配線層１１が設けられ、第１配線層１１上に絶縁層１２が設けられており、更に絶縁層１２の上に第２配線層１３が形成されている。そして、第１配線層１１と第２配線層１３とが、絶縁層１２の内部に設けられたビアホール１４とビアホール１４内に埋設された導体１５とから構成されるビア１６により、接続されている。

支持基板１０は、第１配線層１１の下面に接する表面が絶縁性となる材料から構成されている。この支持基板１０としては、その表面が絶縁性であればよく、プリント基板、又はセラミックス、金属、樹脂材料、シリコン、ＧａＡｓ、又はサファイヤ等からなる材料であってその表面上に配線を形成可能で剛性を有する材料からなる基板を使用することができる。更に、支持基板１０としては、既に単層又は複数層から構成される回路が設けられているものを使用することもできる。本実施形態では、プリント基板を支持基板１０に使用する。

第１配線層１１は、支持基板１０上に設けられており、支持基板１０に回路が設けてある場合は、この回路に電気的に接続されていてもよい。また、第１配線層１１の主成分は、銅、金、ニッケル、アルミニウム、銀、及びパラジウムからなる群から選択された１種又は複数の金属であるが、銅が抵抗値が低いと共に、コストも比較的低いために、最も好適である。

第１配線層１１は、前述の如く例えば銅により形成されており、その厚さは例えば１５μｍである。第１配線層１１は、例えばサブトラクティブ法、セミアディティブ法又はフルアディティブ法等の方法により形成する。サブトラクティブ法は、基板上に設けられた銅箔上に所望のパターンのレジストを形成し、不要な銅箔をエッチングした後に、レジストを剥離して所望のパターンを得る方法である。セミアディティブ法は、無電解めっき法、スパッタ法、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法等で給電層を形成した後、所望のパターンに開口されたレジストを形成し、レジスト開口部内に電解めっき法による金属を析出させ、レジストを除去した後に給電層をエッチングして所望の配線パターンを得る方法である。フルアディティブ法は、基板上に無電解めっき触媒を吸着させた後に、レジストでパターンを形成し、このレジストを絶縁膜として残したまま触媒を活性化し、無電解めっき法により絶縁膜の開口部に金属を析出させることで所望の配線パターンを得る方法である。また、第１配線層１１が設けられる絶縁層（図示せず）に配線パターンとなる凹部を設けておき、無電解めっき法、スパッタ法、ＣＶＤ法等で給電層を形成した後、無電解めっき法又は電解めっき法により凹部をめっき金属で埋め込み、表面を研磨により整える方法を使用しても良い。

絶縁層１２は、例えば感光性若しくは非感光性の有機材料又は無機材料で形成されており、有機材料としては、例えば、エポキシ樹脂、エポキシアクリレート樹脂、ウレタンアクリレート樹脂、ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ＢＣＢ（benzocyclobutene）、ＰＢＯ（polybenzoxazole）、又はポリノルボルネン樹脂等と、ガラスクロス若しくはアラミド繊維等で形成された織布若しくは不織布にエポキシ樹脂、エポキシアクリレート樹脂、ウレタンアクリレート樹脂、ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ＢＣＢ、ＰＢＯ（polybenzoxazole）、又はポリノルボルネン樹脂等を含浸させた材料とを使用することができる。特に、ポリイミド樹脂、ＰＢＯ、及び織布又は不織布を使用した材料は、膜強度、引張弾性率及び破断伸び率等の機械的特性が優れているため、高い信頼性を得ることができる。また、無機材料としては、例えば、酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素、炭化ケイ素、ｌｏｗ−ｋ（低誘電率）材料、アルミナ、窒化アルミニウム、又はガラスセラミック等の材料を使用することができる。

ビア１６は、絶縁層１２内に設けられたビアホール１４とその内部に設けられた導体１５とから構成されている。また、ビア１６では、第１配線層１１又は第２配線層１３に平行な面で得られる断面形状が、複数の相似形の一部が重なった形状にて設けられる。また、ビア１６の断面形状において、連続した端部形状の中心点から最近接の端部よりも外側に存在する端部を必ず有する。この形状により、配線の引き回しの形状に長辺となる方向をあわせることで高密度化を阻害することなく、効果的にビア１６の断面積を大きくすることができる。更にまた、ビア１６に使用される相似形としては、円形又は多角形を使用することができる。この多角形の例としては、八角形、六角形、四角形、ひし形、台形又は三角形等がある。また、多角形の頂点に曲率を持たせてもよい。しかし、ビア１６の相似形としては、特に円形が好適である。

ビアホール１４は、感光性の材料を使用する場合、ビア１６の断面形状にあわせてフォトリソグラフィーにより形成される。非感光性の材料又は、感光性の材料でパターン解像度が低い材料を使用する場合、ビアホール１４は、レーザ加工法、ドライエッチング法又はブラスト法により形成される。レーザ加工法は、ビアホール１４を一穴ずつ加工するため、本発明のビア１６の断面形状を得るためには、一部が重なるようにレーザ加工を行うことで実現できる。また、ビア１６の位置に予めめっきポストを形成した後に絶縁膜を形成し、研磨により絶縁膜表面を削ってめっきポストを露出させてビア１６を形成する方法によれば、絶縁層１２に予めビアホール１４を設ける必要が無い。

導体１５は、第１配線層１１と第２配線層１３とに電気的に接続されている。導体１５の主たる材料が、銅、アルミニウム、金、銀、ニッケル、半田材料及び導電性ペーストからなる群から選択された少なくとも１種の材料から構成される。特に、抵抗値が低い割に、コストが低い点から、銅若しくは半田材料のいずれか、又はその組み合わせにより導体１５を形成することが好ましい。また、導体１５は、図３（ａ）に示すように、ビアホール１４の内壁に沿ってこの内面を被覆するように形成しても良く、また、図３（ｂ）に示すように、ビアホール１４の内部を充填するように形成してもよい。更にまた、導体１５は、第２配線層１３の形成と同時に形成してもよい。

第２配線層１３は、前述の如く、例えば銅により形成されており、その厚さは例えば１５μｍである。第２配線層１３は、例えばサブトラクティブ法、セミアディティブ法又はフルアディティブ法等の方法により形成することができる。サブトラクティブ法は、基板上に設けられた銅箔上に所望のパターンのレジストを形成し、不要な銅箔をエッチングした後に、レジストを剥離して所望のパターンを得る方法である。セミアディティブ法は、無電解めっき法、スパッタ法、ＣＶＤ法等で給電層を形成した後、所望のパターンに開口されたレジストを形成し、レジスト開口部内に電解めっき法による金属を析出させ、レジストを除去した後に給電層をエッチングして所望の配線パターンを得る方法である。フルアディティブ法は、基板上に無電解めっき触媒を吸着させた後に、レジストでパターンを形成し、このレジストを絶縁膜として残したまま触媒を活性化し、無電解めっき法により絶縁膜の開口部に金属を析出させることで所望の配線パターンを得る方法である。また、絶縁層１２にビアホール１４とは別に配線パターンとなる凹部を設けておき、無電解めっき法、スパッタ法、ＣＶＤ法等で給電層を形成した後、無電解めっき法又は電解めっき法により凹部を埋め込み、表面を研磨することにより整える方法を使用しても良い。

本実施形態では、絶縁層１２として、アラミド不織布にエポキシ樹脂を含浸させた材料を使用し、ビア１６はレーザ法によりビアホール１４を設け、第１配線層１１と第２配線層１２には、無電解銅めっきを給電層とした電解銅めっきによるセミアディティブ法を使用する。また、導体１５は、第２配線層１２と同時に形成する。

また、配線基板の回路の種類としては、電源系配線、グランド系配線、信号系配線が存在し、必要に応じて一部又は全てに、本発明のビア１６の構造を設ける。電源系配線又はグランド系配線に本発明のビアを設けることにより、回路の配線抵抗が低減し、電源電圧降下（ＩＲ−Ｄｒｏｐ）が改善されるため、半導体素子の安定動作が実現できる。更に、信号系配線では、信号の種類によっては配線抵抗が厳しく制限されるため、本発明のビア１６が必要となる。

図１の実施形態は、第１配線層１１、第２配線層１３、及び絶縁層１２の２層配線構造であるが、本発明はこれに限らず、配線層が３層以上、絶縁層が２層以上の配線構造でも適用することができる。

また、図２に示すとおり、配線の引き回しの都合により、図２（ａ）の従来の方法では一つの単一形状によるビアしか形成できない面積で且つ引き回しにも使用できないデッドスペース１７が存在することがよく発生するが、図２（ｂ）の本発明のビア１６では重なり量を変化させることで、デッドスペースがないように配置することが可能であり、かつ、断面積を効率的に増加させることができる。このため、高密度配線への影響を少なくした状態で、配線の低抵抗化を実現することができる。

本発明によれば、配線密度への影響を少なくした状態で、効果的にビア底部の断面積を増加させ、配線抵抗を低減することができるため、半導体素子の安定動作を達成することができる。

次に、本発明の実施形態に係る配線基板の製造方法について説明する。図４（ａ）乃至（ｃ）は、この本発明の実施形態に係る配線基板の製造方法を工程順に示す断面図である。なお、特に説明がされていなくても、必要に応じて適宜洗浄及び加熱の処理は施されるものとする。

図４（ａ）に示すように、下地基板１０上に第１配線層１１が形成されている。この第１配線層１１は、主成分が銅、金、ニッケル、アルミニウム、銀及びパラジウムからなる群から選択された少なくとも１種の材料により形成されており、例えばサブトラクティブ法、セミアディティブ法又はフルアディティブ法等の方法により形成することができる。サブトラクティブ法は、基板上に設けられた銅箔上に所望のパターンのレジストを形成し、不要な銅箔をエッチングした後に、レジストを剥離して所望のパターンを得る方法である。セミアディティブ法は、無電解めっき法、スパッタ法、又はＣＶＤ法等で給電層を形成した後、所望のパターンに開口されたレジストを形成し、レジスト開口部内に電解めっき法による金属を析出させ、レジストを除去した後に給電層をエッチングして所望の配線パターンを得る方法である。フルアディティブ法は、基板上に無電解めっき触媒を吸着させた後に、レジストでパターンを形成し、このレジストを絶縁膜として残したまま触媒を活性化し、無電解めっき法により絶縁膜の開口部に金属を析出させることで所望の配線パターンを得る方法である。また、第１配線層１１が設けられる絶縁層（図示せず）に配線パターンとなる凹部を設けておき、無電解めっき法、スパッタ法、又はＣＶＤ法等で給電層を形成した後、無電解めっき法又は電解めっき法により凹部を導電体を埋め込み、表面を研磨により整える方法を使用しても良い。

次に、図４（ｂ）に示すように、第１配線層１１上に絶縁層１２を積層し、ビアホール１４を第１配線層１１が露出するように形成する。絶縁層１２の材料が、液状であればスピンコータ、ダイコータ、カーテンコータ、引き上げ法、又は印刷法等により形成することができる。また、絶縁層１２がシート状であれば、熱プレス、真空プレス、真空熱プレス、ラミネータ、又は真空ラミネータ等により形成することができる。更に、絶縁層１２が無機材料であれば、スパッタ法又はＣＶＤ法等により形成することができる。また、ビアホール１４は、感光性の材料を使用する場合、ビア１６の断面形状にあわせてフォトリソグラフィーにより形成することができる。非感光性の材料又は、感光性の材料でパターン解像度が低い材料を使用する場合、ビアホール１４は、レーザ加工法、ドライエッチング法又はブラスト法により形成することができる。レーザ加工法は、ビアホール１４を一穴ずつ加工するため、本発明のビア１６の断面形状を得るためには、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、レーザ１８の位置をレーザ加工領域の一部が重なるように変えてレーザ加工を行うことで実現できる。また、ビア１６の位置に予めめっきポストを形成した後に絶縁膜を形成し、研磨により絶縁膜表面を削ってめっきポストを露出させてビア１６を形成する方法によれば、絶縁層１２に予めビアホール１４を形成する必要が無い。

次に、図４（ｃ）に示すように、絶縁層１２上に第２配線層１３を形成する。本実施形態では、ビアホール１４内部の導体１５は、第２配線層１３と同時に形成される。この第２配線層１３は、例えば、サブトラクティブ法、セミアディティブ法又はフルアディティブ法等の方法により形成することができる。サブトラクティブ法は、基板上に設けられた銅箔上に所望のパターンのレジストを形成し、不要な銅箔をエッチングした後に、レジストを剥離して所望のパターンを得る方法である。セミアディティブ法は、無電解めっき法、スパッタ法、ＣＶＤ法等で給電層を形成した後、所望のパターンに開口されたレジストを形成し、レジスト開口部内に電解めっき法により金属を析出させ、レジストを除去した後に、給電層をエッチングして所望の配線パターンを得る方法である。フルアディティブ法は、基板上に無電解めっき触媒を吸着させた後に、レジストでパターンを形成し、このレジストを絶縁膜として残したまま触媒を活性化し、無電解めっき法により絶縁膜の開口部に金属を析出させることで所望の配線パターンを得る方法である。また、絶縁層１２にビアホール１４とは別に配線パターンとなる凹部を設けておき、無電解めっき法、スパッタ法、又はＣＶＤ法等で給電層を形成した後、無電解めっき法又は電解めっき法により凹部をめっき金属で埋め込み、表面を研磨により整える方法を使用してもよい。

上述の本発明の実施形態による配線基板の製造方法によれば、図１に示す本発明の第１実施形態の配線基板の構造を効率的に得ることができる。

次に、本発明の第１実施形態の配線基板の第１変形例について図６を参照して説明する。図６は、図４（ｂ）の工程の後に、第２配線層１３を形成する工程を示しており、導体１５がビアホール１４内部を充填している。第２配線層１３の電解めっき工程で使用するめっき液を、凹部への充填性が高いめっき液とすることで、ビアホール１４内部を導体で充填することができる。

この第１変形例においては、ビア１６内部が埋め込まれるため、図４（ｃ）のように凹部に気泡が内包される危険性を回避することができ、微小ビアの信頼性が向上する。更に、ビア１６の上部に別のビアを形成することが可能となる。

次に、本発明の第１実施形態の配線基板の第２変形例について説明する。図７（ａ）、（ｂ）は、図４（ｂ）の工程の後に、導体１５と第２配線層１３を形成する工程を示しており、導体１５がビアホール１４内部を充填している。

図７（ａ）に示すように、図４（ｂ）で形成されたビアホール１４の内部に、導体１５を充填する。充填する材料が、半田材料又は導電性ペーストであれば、導体１５はスクリーン印刷法、又はインクジェット法等により形成することができる。ビアホール１４の形成方法がレーザ法であれば、保護フィルムを絶縁層１２の表面に設けておき、同時にレーザ加工によりビアホール１４を形成し、保護フィルム上から印刷マスクなしで半田材料又は導電性ペーストを印刷し、最後に保護フィルムを除去する方法を使用しても良い。また、第１配線層１１から電流を供給することが可能であれば、電解めっきにより導体１５を形成しても良い。なお、半田材料では、適宜、半田材料が溶融する温度での熱処理を行うことで、第１配線層１１及び第２配線層１３との接合を行うことができる。

図７（ｂ）に示すように、導体１５が形成された後に、第２配線層１３を、例えばサブトラクティブ法、セミアディティブ法又はフルアディティブ法等の方法により形成することができる。サブトラクティブ法は、基板上に設けられた銅箔上に所望のパターンのレジストを形成し、不要な銅箔をエッチングした後に、レジストを剥離して所望のパターンを得る方法である。セミアディティブ法は、無電解めっき法、スパッタ法、ＣＶＤ法等で給電層を形成した後、所望のパターンに開口されたレジストを形成し、レジスト開口部内に電解めっき法による金属を析出させ、レジストを除去した後に給電層をエッチングして所望の配線パターンを得る方法である。フルアディティブ法は、基板上に無電解めっき触媒を吸着させた後に、レジストでパターンを形成し、このレジストを絶縁膜として残したまま触媒を活性化し、無電解めっき法により絶縁膜の開口部に金属を析出させることで所望の配線パターンを得る方法である。また、絶縁層１２にビアホール１４とは別に配線パターンとなる凹部を設けておき、無電解めっき法、スパッタ法、又はＣＶＤ法等で給電層を形成した後、無電解めっき法又は電解めっき法により凹部を埋め込み、表面を研磨することにより整える方法を使用しても良い。

上述の第２変形例では、第１変形例と同様に、ビア１６の内部が埋め込まれるため、図４（ｃ）のように凹部に気泡が内包される危険性が回避でき、微小ビアの信頼性が向上する。さらに、ビア１６上部に別のビアを形成することが可能となる。

（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第１実施形態に係る配線基板の構造の例を示す平面図及び断面図である。（ａ）及び（ｂ）は、夫々従来の配線引き回し構造と、本発明の第１実施形態に係る配線基板の配線引き回し構造とを示す平面図である。（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第１実施形態に係る配線基板のビア構造の例を示す断面図である。（ａ）乃至（ｃ）は、本発明の実施形態に係る配線基板の製造方法を工程順に示す断面図である。（ａ）及び（ｂ）は、本発明の実施形態に係る配線基板の製造方法におけるビアホール形成方法の例を工程順に示す断面図である。本発明の実施形態に係る配線基板の製造方法の第１変形例のビアホール形成方法を示す断面図である。（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施形態に係る配線基板の製造方法の第２変形例のビアホール形成方法を工程順に示す断面図である。

符号の説明

１０：下地基板
１１：第１配線層
１２：絶縁層
１３：第２配線層
１４：ビアホール
１５：導体
１６：ビア
１７：デッドスペース
１８：レーザ

Claims (19)

1. 半導体素子又は電子部品を搭載する配線基板において、複数の配線層と、前記配線層の間に設けられる絶縁層と、前記絶縁層に設けられ前記複数の配線層を電気的に接続するビアとを有し、
   前記ビアのうち少なくとも１つは、前記配線層に平行な面で得られるビアの断面形状が、複数の相似形の一部が重なった形状となるものであり、当該ビアの断面形状は、当該複数の相似形の一部が第１の重なり量で重なった部分を含み、
   前記ビアのうち少なくとも１つは、前記配線層の引き回しに使用できない領域を少なくとも一部に含んで形成され、当該領域を少なくとも一部に含んで形成されたビアは、当該ビアの断面形状において、前記複数の相似形の一部が第２の重なり量で重なり合った部分を含み、
   前記第１の重なり量と前記第２の重なり量とが異なることを特徴とする配線基板。
2. 半導体素子又は電子部品を搭載する配線基板において、複数の配線層と、前記配線層の間に設けられる絶縁層と、前記絶縁層に設けられ前記複数の配線層を電気的に接続するビアとを有し、
   全ての前記ビアは、前記配線層に平行な面で得られる断面形状が、複数の相似形の一部が重なった形状となるものであり、前記全てのビアのうち少なくとも１つは、前記断面形状において、前記複数の相似形の一部が第１の重なり量で重なった部分を含み、
   前記全てのビアのうち少なくとも１つは、前記配線層の引き回しに使用できない領域を少なくとも一部に含んで形成され、当該領域を少なくとも一部に含んで形成されたビアは、当該ビアの断面形状において、前記複数の相似形の一部が第２の重なり量で重なり合った部分を含み、
   前記第１の重なり量と前記第２の重なり量とが異なることを特徴とする配線基板。
3. 前記配線基板が電源系配線を有しており、前記配線層に平行な面で得られる断面形状が、複数の相似形の一部が重なった形状となる前記ビアが前記電源系配線を電気的に接続し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. 前記配線基板がグランド系配線を有しており、前記配線層に平行な面で得られる断面形状が、複数の相似形の一部が重なった形状となる前記ビアが前記グランド系配線を電気的に接続し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。
5. 前記配線基板が電源系配線とグランド系配線を共に有しており、前記電源系配線を電気的に接続するビアは、前記配線層に平行な面で得られる断面形状が複数の相似形の一部が重なった形状となるものであり、前記グランド系配線を電気的に接続するビアは、前記配線層に平行な面で得られる断面形状が複数の相似形の一部が重なった形状となるものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の配線基板。
6. 前記配線基板が信号系配線を有しており、前記配線層に平行な面で得られる断面形状が、複数の相似形の一部が重なった形状となる前記ビアが前記配線系配線を電気的に接続していることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の配線基板。
7. 前記相似形が、円形であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の配線基板。
8. 前記ビアは、前記絶縁層に設けられるビアホールと、前記ビアホール内に設けられ前記絶縁層を挟むように設けられている前記配線層を電気的に接続する導体からなることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の配線基板。
9. 前記導体の主たる材料が、銅、アルミニウム、金、銀、ニッケル、半田材料及び導電性ペーストからなる群から選択された少なくとも１種の材料からなることを特徴とする請求項８に記載の配線基板。
10. 前記ビアホール内の前記導体は、前記ビアホールの内壁を覆うように形成されていることを特徴とする請求項８又は９に記載の配線基板。
11. 前記ビアホール内の前記導体は、前記ビアホール内を充填するように形成されていることを特徴とする請求項８又は９に記載の配線基板。
12. 複数の配線層と、前記配線層の間に設けられる絶縁層と、前記絶縁層に設けられ前記配線層を電気的に接続する複数個のビアとを有し、半導体素子又は電子部品を搭載する配線基板の製造方法において、
    前記配線層に平行な面で得られる断面形状が複数の相似形の一部が第１の重なり量で重なった部分を含む形状となる１以上のビアホールを含むように形成する工程と、
    前記配線層に平行な面で得られる断面形状が複数の相似形の一部が第２の重なり量で重なった部分を含む形状となる１以上のビアホールを、前記配線層の引き回しに使用できない領域を少なくとも一部に含んで形成する工程と、
    前記ビアホール内に導体を形成して前記絶縁層を挟む前記配線層を電気的に接続するビアを形成する工程とを有し、
    前記第１の重なり量と前記第２の重なり量とが異なることを特徴とする配線基板の製造方法。
13. 複数の配線層と前記配線層の間に設けられる絶縁層と、前記絶縁層に設けられる複数の前記配線層を電気的に接続するビアとを有し、半導体素子又は電子部品を搭載する配線基板の製造方法において、
    全てのビアホールが、前記配線層に平行な面で得られる断面形状が複数の相似形の一部が重なった形状となるように形成する工程を有し、
    当該工程は、
    前記断面形状が、前記複数の相似形の一部が第１の重なり量で重なった部分を含むビアホールを形成する工程と、
    前記断面形状が、複数の相似形の一部が第２の重なり量で重なった部分を含む形状となるビアホールを、前記配線層の引き回しに使用できない領域を少なくとも一部に含んで形成する工程とを有し、
    前記配線基板の製造方法は、
    前記ビアホール内に導体を形成して前記絶縁層を挟む前記配線層を電気的に接続するビアを形成する工程とを有し、
    前記第１の重なり量と前記第２の重なり量とが異なることを特徴とする配線基板の製造方法。
14. 前記導体が、前記絶縁層の前記ビアホールを形成した後で形成される前記配線層を形成する工程でビアホール内に形成されることを特徴とする請求項１２又は１３に記載の配線基板の製造方法。
15. 前記相似形が、円形となるように形成することを特徴とする請求項１２乃至１４のいずれか１項に記載の配線基板の製造方法。
16. 前記導体の主たる材料が、銅、アルミニウム、金、銀、ニッケル及び半田材料からなる群から選択された少なくとも１種の材料からなることを特徴とする請求項１２乃至１５のいずれか１項に記載の配線基板の製造方法。
17. 前記導体が、無電解めっき金属、電解めっき金属、導電性ペースト、半田材料、及び低融点金属からなる群から選択された少なくとも１種の材料で形成されていることを特徴とする請求項１２乃至１６のいずれか１項に記載の配線基板の製造方法。
18. 前記ビアホール内の前記導体は、前記ビアホールの壁面を覆うように形成されていることを特徴とする請求項１２乃至１７のいずれか１項に記載の配線基板の製造方法。
19. 前記ビアホール内の前記導体は、前記ビアホール内を充填するように形成されていることを特徴とする請求項１２乃至１７のいずれか１項に記載の配線基板の製造方法。

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