(57)【要約】    【課題】  金属ポストを有するプリント配線板の提供    【解決手段】  実施形態のプリント配線板１０は、第１面Ｆと第１面Ｆと反対側の第２面Ｓとを有する第１樹脂絶縁層５０Ａと、第１樹脂絶縁層５０Ａの第１面Ｆから突出する部分（突出部）５８ＡＰと突出部５８ＡＰに繋がっていて第１樹脂絶縁層５０Ａに埋まっている部分（埋込部分）５８ＡＥで形成される金属ポスト５８Ｐと、第１樹脂絶縁層５０Ａの第２面Ｓ上に形成されている第２導体層５８Ｂと、第１樹脂絶縁層５０Ａを貫通し、金属ポスト５８Ｐと第２導体層５８Ｂとを接続する第１ビア導体６０Ａ、とを有する。そして、突出部５８ＡＰと埋込部分５８ＡＥは一体的に形成されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１面と前記第１面と反対側の第２面とを有する第１樹脂絶縁層と、
前記第１樹脂絶縁層の前記第１面から突出する部分（突出部）と前記突出部に繋がっていて前記第１樹脂絶縁層に埋まっている部分（埋込部分）で形成される金属ポストと、
前記第１樹脂絶縁層の前記第２面上に形成されている第２導体層と、
前記第１樹脂絶縁層を貫通し、前記金属ポストと前記第２導体層とを接続する第１ビア導体、とを有するプリント配線板であって、
前記突出部と前記埋込部分は一体的に形成されている。
【請求項２】
請求項１のプリント配線板であって、前記金属ポストは上面と前記上面と反対側の下面を有し、前記下面に前記第１ビア導体は至っていて、前記上面上に電子部品が搭載される。
【請求項３】
請求項２のプリント配線板であって、前記金属ポストの前記上面上に耐食層が形成されている。
【請求項４】
請求項３のプリント配線板であって、前記耐食層上に半田バンプが形成されている。
【請求項５】
請求項３のプリント配線板であって、前記耐食層はＮｉ層と前記Ｎｉ層上のＰｄ層と前記Ｐｄ層上のＡｕ層であって、前記Ｎｉ層は前記金属ポストの前記上面上に形成されている。
【請求項６】
請求項１のプリント配線板であって、前記埋込部分の厚みと前記第２導体層の厚みはほぼ等しい。
【請求項７】
請求項２のプリント配線板であって、前記上面と前記第１面との間の距離（突出部の高さ）は、３μｍ以上である。
【請求項８】
請求項７のプリント配線板であって、前記突出部の高さは１０μｍ以下である。
【請求項９】
請求項２のプリント配線板であって、前記上面に垂直な面で前記金属ポストが切断されると、前記金属ポストの切断面は第１の側壁と第２の側壁を有し、前記第１の側壁と前記第２の側壁との間の距離は前記第１面から前記下面に向かって徐々に小さくなっている。
【請求項１０】
請求項９のプリント配線板であって、前記第１の側壁と前記第２の側壁は凹凸を有する。
【請求項１１】
請求項９のプリント配線板であって、前記第１の側壁と前記第２の側壁は前記上面から前記第１面に向かって曲がっている。
【請求項１２】
請求項１のプリント配線板であって、前記突出部は前記第１樹脂絶縁層を薄くすることで形成されている。
【請求項１３】
銅箔上に金属ポストを形成することと、
露出面と前記露出面と反対側の第２面とを有する第１樹脂絶縁層を準備することと、
前記銅箔と前記露出面が向かい合うように前記銅箔上に前記第１樹脂絶縁層を形成することで、前記金属ポストを前記第１樹脂絶縁層内に埋めることと、
前記第１樹脂絶縁層を貫通し前記金属ポストに至る第１ビア導体用の第１開口を形成することと、
前記第１樹脂絶縁層の前記第２面上に第２導体層を形成することと、
前記第１開口に前記金属ポストと前記第２導体層とを接続する前記第１ビア導体を形成することと、
前記銅箔を除去することで、前記第１樹脂絶縁層の前記露出面と前記金属ポストを露出することと、
前記第１樹脂絶縁層の前記露出面を除去することで、前記第１樹脂絶縁層の厚みを薄くすること、とを含むプリント配線板の製造方法であって、
前記薄くすることは、前記第２面と反対側に第１面を形成することを含み、前記薄くすることにより、前記金属ポストの一部が前記第１面から突出する。
【請求項１４】
請求項１３のプリント配線板の製造方法であって、前記金属ポストは上面と前記上面と反対側の下面を有し、前記下面に前記第１ビア導体は至っていて、前記上面上に電子部品が搭載され、前記金属ポストの切断面は第１の側壁と第２の側壁を有し、前記第１の側壁と前記第２の側壁との間の距離は前記第１面から前記下面に向かって徐々に小さくなっている。
【請求項１５】
請求項１のプリント配線板であって、前記埋込部分の側面と前記第１樹脂絶縁層との間に隙間が形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属ポストを有するプリント配線板とそのプリント配線板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、導体ポスト３５を有するプリント配線板を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１９５３０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１（文献１）の図６Ｇによれば、導体ポスト３５は樹脂絶縁層１１に埋まっている実装パターン２５上に形成されている。そして、文献１の導体ポスト３５は金属層３２と第１金属膜３３と第２金属膜３４で形成されている。このように、文献１の導体ポスト３５は複数の部材で形成されている。そのため、文献１のプリント配線板は、導体ポスト３５内に界面を有する。電子部品が導体ポスト３５を介して文献１のプリント配線板に実装されると、電子部品の熱膨張係数とプリント配線板の熱膨張係数は異なるので、導体ポスト３５は大きなストレスを受けると考えられる。そのストレスは導体ポスト３５内の界面に集中すると予想される。そのため、導体ポスト３５の抵抗が大きくなると予想される。また、導体ポスト３５と実装パターン２５が一体的に形成されていない。そのため、導体ポスト３５と実装パターン２５間の接続信頼性が低下すると予想される。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係るプリント配線板は、第１面と前記第１面と反対側の第２面とを有する第１樹脂絶縁層と、前記第１樹脂絶縁層の前記第１面から突出する部分（突出部）と前記突出部に繋がっていて前記第１樹脂絶縁層に埋まっている部分（埋込部分）で形成される金属ポストと、前記第１樹脂絶縁層の前記第２面上に形成されている第２導体層と、前記第１樹脂絶縁層を貫通し、前記金属ポストと前記第２導体層とを接続する第１ビア導体、とを有する。そして、前記突出部と前記埋込部分は一体的に形成されている。
【０００６】
本発明に係るプリント配線板の製造方法は、銅箔上に金属ポストを形成することと、露出面と前記露出面と反対側の第２面とを有する第１樹脂絶縁層を準備することと、前記銅箔と前記露出面が向かい合うように前記銅箔上に前記第１樹脂絶縁層を形成することで、前記金属ポストを前記第１樹脂絶縁層内に埋めることと、前記第１樹脂絶縁層を貫通し前記金属ポストに至る第１ビア導体用の第１開口を形成することと、前記第１樹脂絶縁層の前記第２面上に第２導体層を形成することと、前記第１開口に前記金属ポストと前記第２導体層とを接続する前記第１ビア導体を形成することと、前記銅箔を除去することで、前記第１樹脂絶縁層の前記露出面と前記金属ポストを露出することと、前記第１樹脂絶縁層の前記露出面を除去することで、前記第１樹脂絶縁層の厚みを薄くすること、とを含む。そして、前記薄くすることは、前記第２面と反対側に第１面を形成することを含み、前記薄くするにより、前記金属ポストの一部が前記第１面から突出する。
【０００７】
[実施形態の効果]
本発明の実施形態によれば、金属ポストが第１樹脂絶縁層から突出している。金属ポスト上の半田量を少なくすることができる。金属ポストと電子部品が少量の半田で接続される。このため、隣接する金属ポスト間の距離を小さくすることができる。隣接する金属ポスト間の距離が小さくても、隣接する金属ポスト間で短絡が生じ難い。
突出部と埋込部分が一体的に形成されている。突出部と埋込部分が連続している。突出部と埋込部分との間に界面が存在しない。そのため、金属ポストを介して、実施形態のプリント配線板上に電子部品が実装されても、実施形態のプリント配線板と電子部品間の接続信頼性が低下し難い。実施形態のプリント配線板上に４以上の電子部品が実装されても、接続信頼性が低下し難い。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１（Ａ）は実施形態のプリント配線板の断面図であり、図１（Ｂ）は、応用例の断面図であり、図１（Ｃ）は金属ポストの径と隣接する金属ポスト間のピッチ、隣接する金属ポスト間の距離を示す。
【図２】実施形態のプリント配線板の製造工程図
【図３】実施形態のプリント配線板の製造工程図
【図４】図４（Ａ）は図１（Ａ）のプリント配線板の一部を示し、図４（Ｂ）は金属ポストの拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１（Ａ）は、実施形態のプリント配線板１０の断面を示す。図１（Ａ）に示されるように、プリント配線板１０は、第１面Ｆと第１面Ｆと反対側の第２面Ｓとを有する第１樹脂絶縁層５０Ａと、第１樹脂絶縁層５０Ａの第１面Ｆ上に形成されている金属ポスト５８Ｐと、第１樹脂絶縁層５０Ａの第２面Ｓ上に形成されている第２導体層５８Ｂと、第１樹脂絶縁層５０Ａを貫通し、金属ポスト５８Ｐと第２導体層５８Ｂとを接続する第１ビア導体６０Ａを有する。図１（Ａ）の例では、プリント配線板１０は、さらに、第１樹脂絶縁層５０Ａの第２面Ｓと第２導体層５８Ｂ上に形成されている第２樹脂絶縁層５０Ｂと、第２樹脂絶縁層５０Ｂ上に形成されている第３導体層５８Ｃと、第２樹脂絶縁層５０Ｂを貫通し、第２導体層５８Ｂと第３導体層５８Ｃとを接続する第２ビア導体６０Ｂを有する。第２樹脂絶縁層５０Ｂは第３面と第３面と反対側の第４面を有する。第２面Ｓと第３面が向かい合っている。第４面上に第３導体層５８Ｃが形成されている。
プリント配線板１０は、さらに、第２樹脂絶縁層５０Ｂの第４面と第３導体層５８Ｃ上にソルダーレジスト層７０を有することができる。ソルダーレジスト層７０は第３導体層５８Ｃを露出する開口７１を有する。
図１（Ａ）では、第１樹脂絶縁層５０Ａの第１面Ｆは露出している。つまり、図１（Ａ）のプリント配線板１０は、第１面Ｆ上にソルダーレジスト層を有していない。しかしながら、プリント配線板１０は、第１面Ｆ上に金属ポスト５８Ｐを露出する開口を有するソルダーレジスト層を有することができる。
【００１０】
第１樹脂絶縁層５０Ａは、第１面Ｆ側に凹部５８０を有する。凹部５８０内に金属ポスト５８Ｐを含む第１導体層５８Ａが形成されている。図１（Ａ）に示されるように、金属ポスト５８Ｐを含む第１導体層５８Ａは凹部５８０内に形成されている部分５８ＡＥと第１樹脂絶縁層５０Ａの第１面Ｆから突出している部分（突出部）５８ＡＰで形成されている。凹部５８０内に形成されている部分５８ＡＥは第１樹脂絶縁層５０Ａ内に埋まっている。部分５８ＡＥは埋込部分である。埋込部分５８ＡＥと突出部５８ＡＰは一体的に形成されている。埋込部分５８ＡＥと突出部５８ＡＰは連続している。埋込部分５８ＡＥと突出部５８ＡＰとの間に界面は存在しない。金属ポスト５８Ｐが突出しているので、金属ポスト５８Ｐはストレスを受けやすい。しかしながら、埋込部分５８ＡＥと突出部５８ＡＰは連続しているので、両者間で接続信頼性が低下し難い。
【００１１】
金属ポスト５８Ｐは、上面５８Ａｔと上面５８Ａｔと反対側の下面５８Ａｂを有する。下面５８Ａｂに第１ビア導体６０Ａが至っている。図１（Ａ）は、上面５８Ａｔに垂直な面でプリント配線板１０を切断することで得られる図を示している。
【００１２】
図４（Ａ）は、図１（Ａ）の一部を示している。図４（Ａ）に示されるように、金属ポスト５８Ｐは上面５８Ａｔと下面５８Ａｂとの間に第１の側壁５８Ｌ１と第２の側壁５８Ｌ２とを有する。第１の側壁５８Ｌ１と第２の側壁５８Ｌ２は凹凸５８αを有する。金属ポスト５８Ｐの側面５８Ａｓは凹凸５８αを有する。埋込部分５８ＡＥの側面５８Ａｓのみが凹凸５８αを有しても良い。突出部５８ＡＰを介し埋込部分５８ＡＥにストレスが伝わっても、金属ポスト５８Ｐと第１樹脂絶縁層５０Ａ間で剥離が発生し難い。
金属ポスト５８Ｐは突出部５８ＡＰの上面５８Ａｔに凹凸５８βを有することができる。金属ポスト５８Ｐは埋込部分５８ＡＥの下面５８Ａｂに凹凸５８αを有することができる。上面５８Ａｔ上の凹凸５８βと金属ポスト５８Ｐの側面上の凹凸５８αは別々に形成される。
【００１３】
図４（Ａ）に示されるように、突出部５８ＡＰは高さｔ４を有する。高さｔ４は上面５８Ａｔと第１面Ｆとの間の距離である。高さｔ４は、３μｍ以上である。プリント配線板１０と電子部品９０間の接続信頼性を高くすることができる。高さｔ４は、１０μｍ以下である。ヒートサイクル時、突出部５８ＡＰの変形を小さくすることができる。プリント配線板１０の信頼性が長い期間保たれる。高さｔ４は、３μｍ以上、１０μｍ以下である。プリント配線板１０上に４以上の電子部品が実装されても、各電子部品９０とプリント配線板１０間の接続信頼性を高くすることができる。
【００１４】
図４（Ａ）に示されるように、埋込部分５８ＡＥは厚みｔ３を有する。厚みｔ３は第１面Ｆと下面５８Ａｂとの間の距離である。厚みｔ３は高さｔ４より大きい（関係１）。プリント配線板１０の熱膨張係数と電子部品９０の熱膨張係数は異なる。両者の熱膨張係数の差により、突出部５８ＡＰが変形しやすい。しかしながら、プリント配線板１０は関係１を有するので、埋込部分５８ＡＥが突出部５８ＡＰの変形を抑制することができる。
【００１５】
図４（Ａ）に示されるように、金属ポスト５８Ｐは厚みｔ１を有する。第２導体層５８Ｂは厚みｔ２を有する。厚みｔ２と厚みｔ３は略等しい。厚みｔ３と厚みｔ２が等しいと、プリント配線板内の応力の偏りを防ぐことができる。
厚みｔ１は厚みｔ２より大きい。そのため、プリント配線板１０の第１面Ｆ側が強化される。第１面Ｆの平坦性を高くすることができる。各突出部５８ＡＰの上面５８Ａｔを同一平面上に位置することができる。プリント配線板１０に電子部品９０を容易に実装することができる。プリント配線板１０と電子部品９０間の接続信頼性を高くすることができる。プリント配線板１０上に４以上の電子部品が実装されても、プリント配線板１０と各電子部品９０間の接続信頼性が長期に渡って維持される。
【００１６】
図４（Ａ）に示されるように、埋込部分５８ＡＥの第１の側壁５８Ｌ１と埋込部分５８ＡＥの第２の側壁５８Ｌ２との間の距離は、第１面Ｆから下面５８Ａｂに向かって徐々に小さくなっている。そして、下面５８Ａｂに繋がっている第１ビア導体６０Ａは第２面Ｓから下面５８Ａｂに向かって徐々に細くなっている。このように、埋込部分５８ＡＥと第１ビア導体６０Ａは第１樹脂絶縁層５０Ａに埋まっていて、両者は下面５８Ａｂに向かって小さくなっている。そのため、第１樹脂絶縁層５０Ａ内に埋まっている導体が良いバランスで配置される。各突出部５８ＡＰの高さｔ４が一致しやすい。各突出部５８ＡＰの上面５８Ａｔの位置が同じ位置に位置しやすい。
【００１７】
図４（Ａ）に示されるように、突出部５８ＡＰの第１の側壁５８Ｌ１と突出部５８ＡＰの第２の側壁５８Ｌ２は、上面５８Ａｔから第１面Ｆに向かって曲がっている。突出部５８ＡＰの第１の側壁５８Ｌ１と第２の側壁５８Ｌ２は外側に向かって膨らんでいる。上面５８Ａｔの位置での第１の側壁５８Ｌ１と第２の側壁５８Ｌ２間の距離は、第１面Ｆの位置での第１の側壁５８Ｌ１と第２の側壁５８Ｌ２間の距離より小さい。突出部５８ＡＰの側面が図４（Ａ）に示される形状を有すると、突出部５８ＡＰの側面を介して伝えられるストレスが最短距離で第１樹脂絶縁層５０Ａに伝わらない。第１樹脂絶縁層５０Ａにクラックが発生し難い。
【００１８】
図４（Ｂ）は、金属ポスト５８Ｐの拡大図である。図４（Ｂ）の例では、プリント配線板１０は、埋込部分５８ＡＥの側面と第１樹脂絶縁層５０Ａとの間に隙間５８Ａｄを有する。隙間５８Ａｄにより、金属ポスト５８Ｐから第１樹脂絶縁層５０Ａに至るストレスの大きさを小さくすることができる。第１樹脂絶縁層５０Ａにクラックが発生し難い。隙間５８Ａｄは埋込部分５８ＡＥの側面５８Ａｓに沿っている。隙間５８Ａｄは第１面Ｆから下面５８Ａｂまで至る。あるいは、隙間５８Ａｄは第１面Ｆから第１面Ｆと下面５８Ａｂとの中間辺りの位置まで至る。
【００１９】
図４（Ａ）に示されるように、突出部５８ＡＰの上面５８Ａｔと側面上に耐食層６１が形成されている。耐食層６１の例は、Ｎｉ層／Ｐｄ層／Ａｕ層である。Ｎｉ層／Ｐｄ層／Ａｕ層は、Ｎｉ層とＮｉ層上のＰｄ層とＰｄ層上のＡｕ層であって、Ｎｉ層は上面５８Ａｔ上に形成されている。耐食層６１の別例は、Ｎｉ／Ａｕである。
プリント配線板１０が隙間５８Ａｄを有する場合、耐食層６１が隙間５８Ａｄ内に入り込む。そのため、隙間５８Ａｄに水分が溜まり難い。プリント配線板１０の絶縁信頼性の低下を防ぐことができる。
【００２０】
図１（Ｂ）は実施形態のプリント配線板１０の応用例を示す。図１（Ｂ）に示されるように、プリント配線板１０は金属ポスト５８Ｐ上に半田バンプ７４を有することができる。半田バンプ７４を介して電子部品９０がプリント配線板１０上に実装される。電子部品９０の電極９２と金属ポスト５８Ｐが半田バンプ７４で接続される。
【００２１】
[実施形態の製造方法]
実施形態のプリント配線板の製造方法が図２と図３に示される。
銅張積層板２０と銅箔２６が準備される。銅張積層板２０上に銅箔２６が積層される。銅箔２６上にめっきレジストが形成される。電解めっきで電解銅めっき膜４６から成る第１導体層５８Ａがめっきレジストから露出する銅箔２６上に形成される。めっきレジストが除去される。第１導体層５８Ａの表面に凹凸５８αが形成される（図２（Ａ））。露出面Ｅと露出面Ｅと反対側の第２面Ｓとを有する第１樹脂絶縁層５０Ａが準備される。露出面Ｅと銅箔２６が向かい合うように、銅箔２６上に第１樹脂絶縁層５０Ａが積層される。この時、第１樹脂絶縁層５０Ａ内に第１導体層５８Ａが埋まる。第１樹脂絶縁層５０Ａを貫通し、第１導体層５８Ａに至る第１ビア導体６０Ａ用の第１開口５３が形成される。続いて、セミアディティブ法で、第１樹脂絶縁層５０Ａの第２面Ｓ上に第２導体層５８Ｂが形成される。同時に、第２導体層５８Ｂと第１導体層５８Ａとを接続する第１ビア導体６０Ａが第１開口５３内に形成される（図２（Ｂ））。第１樹脂絶縁層５０Ａの第２面Ｓと第２導体層５８Ｂ上に第２樹脂絶縁層５０Ｂが形成される。その後、第２樹脂絶縁層５０Ｂを貫通し、第２導体層５８Ｂに至る第２ビア導体６０Ｂ用の第２開口５４が形成される。続いて、セミアディティブ法で、第２樹脂絶縁層５０Ｂ上に第３導体層５８Ｃが形成される。同時に、第２導体層５８Ｂと第３導体層５８Ｃとを接続する第２ビア導体６０Ｂが第２開口５４内に形成される。第２樹脂絶縁層５０Ｂと第３導体層５８Ｃ上にソルダーレジスト層７０が形成される（図２（Ｃ））。ソルダーレジスト層７０は第３導体層５８Ｃを露出する開口７１を有する。銅箔２６上に図２（Ｃ）に示される中間体１１０が形成される。
【００２２】
銅箔２６と中間体１１０との間で両者が分離される（図３（Ａ））。銅箔２６がエッチングで除去される（図３（Ｂ））。第１樹脂絶縁層５０Ａの露出面Ｅと第１導体層５８Ａのトップ面５８Ａｔｐが露出する。第１導体層５８Ａのトップ面５８Ａｔｐは銅箔２６と接している面である。
露出面Ｅを除去することで、第１樹脂絶縁層５０Ａの一部が除去される（図３（Ｃ））。第１樹脂絶縁層５０Ａの厚みが薄くなる。第２面Ｓと反対側の第１面Ｆを有する第１樹脂絶縁層５０Ａが形成される。第１導体層５８Ａの一部が第１樹脂絶縁層５０Ａの第１面Ｆから突出する。上面５８Ａｔを有する突出部５８ＡＰと埋込部分５８ＡＥとからなる金属ポスト５８Ｐが形成される。露出面Ｅを除去する方法の例は、プラズマ処理やブラスト処理である。プラズマ処理で使用されるガスの例は、ＣＦ4とＯ2を含むガスである。突出部５８ＡＰの上面５８Ａｔと側面５８Ａｓ上に耐食層６１が形成される。同時に、ソルダーレジスト層７０の開口７１から露出する第３導体層５８Ｃ上に耐食層６１が形成される。図１（Ａ）に示されるプリント配線板１０が完成する。金属ポスト５８Ｐ上に半田バンプ７４を形成することができる。金属ポスト５８Ｐ上に半田バンプ７４を介して電子部品９０が実装される（図１（Ｂ））。電子部品９０の例はＩＣチップやメモリである。ＩＣチップの周りに４以上のメモリを実装することができる。この場合、実施形態のプリント配線板１０上に５つ以上の電子部品が実装される。
【００２３】
図１（Ｃ）は、金属ポスト５８Ｐの径φ１と隣接する金属ポスト５８Ｐ間のピッチＰ１、隣接する金属ポスト５８Ｐ間の距離（絶縁間隔）Ｄ１を示す。金属ポスト５８Ｐの直径φ１は２５μｍ以上、５０μｍ以下である。隣接する金属ポスト５８Ｐ間のピッチＰ１は６０μｍ以上、９０μｍである。隣接する金属ポスト５８Ｐ間の絶縁間隔Ｄ１は２５μｍ以上、４５μｍである。径φ１と絶縁間隔Ｄ１は第１面Ｆ上の位置で測定される。
【００２４】
樹脂絶縁層の数と導体層の数が３以上でもよい。
金属ポスト５８Ｐは第１導体層５８Ａに含まれる。そのため、第１導体層５８Ａと金属ポスト５８Ｐは同様である。
【符号の説明】
【００２５】
１０  プリント配線板
２６  銅箔
５０Ａ  第１樹脂絶縁層
５８Ｐ  金属ポスト
５８Ａ  第１導体層
５８Ａｂ  下面
５８Ａｔ  上面
５８Ａｓ  側面
５８α、５８β  凹凸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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