(57)【要約】【課題】熱衝撃に対して優れた特性を有し、ビア接続信頼性および高密度配線に適したビルドアップ配線板を実現する。【解決手段】コア基板１４は第１のビア１３が形成された領域の少なくとも一部を除去して形成された配線パターン１８を有し、ビルドアップ層１７は少なくとも前記コア基板１４の第１のビア１３の直上の領域に形成された前記別のビアホールにめっきにより金属層１５が充填された第２のビア１６とを有し、この第２のビア１６内の金属層１５は前記コア基板１４の第１のビア１３内の導電性ペースト１２上に設けられ、前記第２のビア１６内の金属層１５と前記第１のビア１３内の導電性ペースト１２とが電気的に結合された構造を有することを特徴とするプリント配線板である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のビアを有する絶縁層と前記第１のビア上の領域を除いて前記絶縁層に形成された配線パターンとを備えたコア基板と、
前記コア基板の表層に形成されたビルドアップ層と、
前記ビルドアップ層の表層に形成された配線パターンと、
前記ビルドアップ層に形成された導電性めっきからなる第２のビアとを備え、
前記第２のビアは前記第１のビアの直上に形成され、前記第２のビアと前記第１のビアとは電気的に接続されていることを特徴とするプリント配線板。
【請求項２】
前記第１のビア上の領域は、前記ビアの中心を含みかつ前記第１のビアの直径の１／２以上の領域であることを特徴とする請求項１に記載のプリント配線板。
【請求項３】
第１のビアは絶縁層に形成されたビアホールに充填された導電性ペーストからなり、第２のビアの導電性めっきは無電解銅めっきあるいは無電解銅めっきと電解銅めっきからなることを特徴とする請求項１に記載のプリント配線板。
【請求項４】
前記第１のビアと前記第２のビアとの接触界面は凹凸を有し、前記凹凸面は導電性ペーストの界面形状に起因して形成されたものであることを特徴とする請求項３に記載のプリント配線板。
【請求項５】
第１のビアと第２のビアとは金属結合によって電気的に結合されている請求項１に記載のプリント配線板。
【請求項６】
導電性ペーストは、銅、銀、金、パラジウム、ビスマス、錫及びこれらの合金から構成される請求項１に記載のプリント配線板。
【請求項７】
導電性ペーストの粒径は、０．２〜２０μｍである請求項１に記載のプリント配線板。
【請求項８】
コア基板に用いる絶縁層は、ガラス織布、ガラス不織布、アラミド織布、アラミド不織布のいずれか一つと熱硬化性樹脂の複合材からなる請求項１に記載のプリント配線板。
【請求項９】
コア基板に用いる絶縁層は、ガラス織布、ガラス不織布、アラミド織布、アラミド不織布のいずれか一つと熱可塑性樹脂の複合材からなる請求項１に記載のプリント配線板。
【請求項１０】
コア基板に用いる絶縁層は、フィルム材料からなる請求項１に記載のプリント配線板。
【請求項１１】
ビルドアップ層に用いる絶縁層は、熱硬化性樹脂からなる請求項１に記載のプリント配線板。
【請求項１２】
ビルドアップ層に用いる絶縁層は、感光性樹脂からなる請求項１に記載のプリント配線板。
【請求項１３】
ビルドアップ層に用いる絶縁層は、樹脂つき銅箔からなる請求項１に記載のプリント配線板。
【請求項１４】
ビルドアップ層に用いる絶縁層は、フィルム材料からなる請求項１に記載のプリント配線板。
【請求項１５】
絶縁層にビアホールを形成する工程と、
前記ビアホール内に導電性ペーストを充填して第１のビアを形成する工程と、
前記第１のビア上の領域を除いて前記絶縁層に配線パターンを形成してコア基板を準備する工程と、
前記配線パターンを含む前記コア基板上にビルドアップ層を積層する工程と、
前記ビルドアップ層に前記第１のビア直上を含めてビアホールを形成する工程と、
前記ビルドアップ層のビアホールに導電性めっきにより第２のビアを形成する工程と、
前記ビルドアップ層の表層に配線パターンを形成する工程とを備え、
前記第２のビアは前記第１のビアの直上に接触して形成されていることを特徴とするプリント配線板の製造方法。
【請求項１６】
前記コア基板を準備する工程は、前記絶縁層に金属箔を積層し加熱加圧する工程と前記金属箔をエッチングして前記配線パターンを形成する工程とを含み、前記配線パターンを形成する工程は前記第１のビアの表層の一部を除去するものであることを特徴とする請求項１５に記載のプリント配線板の製造方法。
【請求項１７】
前記コア基板上にビルドアップ層を積層する工程は、ビルドアップ層のみを積層することの他にビルドアップ層と金属箔あるいは金属箔を有するビルドアップ層を積層することを含む工程であることを特徴とする請求項１５に記載のプリント配線板の製造方法。
【請求項１８】
前記ビルドアップ層の表層に配線パターンを形成する工程は、ビルドアップ層表面のめっきを析出して配線パターンを形成あるいは金属箔をエッチングすることにより配線パターンを形成する工程であることを特徴とする請求項１５に記載のプリント配線板の製造方法。
【請求項１９】
前記ビルドアップ層の前記第１のビア直上を含めてビアホールを形成する工程は、前記ビアホール内および第１のビアの表面を酸化剤で処理する工程を含むことを特徴とする請求項１５に記載のプリント配線板の製造方法。
【請求項２０】
前記ビルドアップ層の前記第１のビア直上を含めてビアホールを形成する工程は、レーザ光の照射によるレーザ加工によって行われ、レーザ光は前記第１のビアの表面にも照射されることを特徴とする請求項１５に記載のプリント配線板の製造方法。
【請求項２１】
コア基板の第１のビアの表層の配線パターンを除去する領域は、前記ビアの中心を含みかつ前記第１のビアの直径の１／２以上の領域である請求項１８に記載のプリント配線板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は産業用および民生用などの各種電子機器に広く用いられているプリント配線板およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の小型化、高性能化に伴い、産業用にとどまらず、広く民生用機器の分野においても、ＬＳＩ等の半導体チップを高密度に実装できる多層配線基板が安価に供給されることが強く要望されている。このような多層配線基板では微細に配線ピッチで形成された複数層の配線パターン間を高い接続信頼性で電気的に接続できることが重要である。このような市場の要望に対して、多層配線基板の任意の電極を任意の配線パターン位置において、層間接続できるインナービアホール接続法すなわち全層ＩＶＨ構造多層基板と呼ばれるものがある。
【０００３】
一方、上記の全層ＩＶＨ構造多層基板では、ビアホール内にペーストを充填しているため、最外層における微細な配線層の形成およびビアホールの小径化に限界があった。そこで、図３に示すような、全層ＩＶＨ構造多層基板の特徴である任意の電極を任意の配線パターン位置において層間接続できる点を活かしつつ、めっきにより最外層の微細な配線およびビアホール内に金属層を充填して形成することにより、小径穴の実現を可能にしたビルドアップ構造のプリント配線板が開発されている。
【０００４】
図３において、絶縁層１にビアホールが形成され、これらのビアホール内に導電性ペースト２が充填された第１のビア３を有するコア基板４を内層とし、このコア基板４の外側に別の絶縁層としてビルドアップ層７が形成され、このビルドアップ層７は層間接続するための金属層５がめっきによって充填されたフィルドビアによる第２のビア６を備えている。さらに絶縁層のそれぞれの面に所望の配線パターン８が形成されることによって、ビルドアップ構造のプリント配線板が構成されている。
【０００５】
さらに、基板の高周波特性を向上させるために、コア基板４を構成する全層ＩＶＨ構造多層基板の銅箔に、低粗化銅箔を用いたビルドアップ配線板が開発されている。
【０００６】
なお、この発明の出願に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【特許文献１】特開２００１−９４２５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のような低粗化銅箔を用いたコア基板である全層ＩＶＨ構造多層基板上にビアホール内にめっきにより金属層を充填したフィルドビアを有するビルドアップ層を形成したとき、コア基板のビアの導電性ペーストとビルドアップ層の金属層との間に低粗化銅箔による配線パターンが介在することになり、コア基板のビアの導電性ペーストと低粗化銅箔との密着性が十分でないため、熱衝撃による収縮ストレスでコア基板のビアの導電性ペーストとビルドアップ層のめっきビアとの接続抵抗が上昇する可能性も有していた。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明は、第１のビアを有する絶縁層と前記第１のビア上の領域を除いて前記絶縁層に形成された配線パターンとを備えたコア基板と、前記コア基板の表層に形成されたビルドアップ層と、前記ビルドアップ層の表層に形成された配線パターンと、前記ビルドアップ層に形成された導電性めっきからなる第２のビアとを備え、前記第２のビアは前記第１のビアの直上に形成され、前記第２のビアと前記第１のビアとは電気的に接続されていることを特徴とするプリント配線板である。
【０００９】
この構成により、コア基板の第１のビア内の導電性ペーストとビルドアップ層の第２のビア内のフィルドビアの金属層とが直接電気的に結合されるので、熱衝撃に対しても接続抵抗が上昇せず、ビア接続信頼性に優れたビルドアップ構造のプリント配線板を得ることができる。
【発明の効果】
【００１０】
以上のように本発明は、フィルドビアのビア内の金属層がコア基板のビア内の導電性ペースト上に直接形成されることで互いに直接電気的に結合されるので、熱衝撃に対して優れた特性を有し、ビア接続信頼性および高密度配線に適したビルドアップ構造のプリント配線板を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１について、図面を参照しながら説明する。
【００１２】
図１は、本発明の実施の形態１におけるプリント配線板の断面図である。図１に示すように、本実施の形態のプリント配線板は、例えばガラス織布と熱硬化性樹脂の複合材からなる絶縁層１１で形成されたコア基板１４と、このコア基板１４の外側の一方または両方の面の表層に、例えばエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂からなる絶縁層１９で構成されたビルドアップ層１７が形成されたビルドアップ構造のプリント配線板である。
【００１３】
コア基板１４は、絶縁層１１にビアホールが形成され、このビアホール内に層間接続するための導電性ペースト１２が充填された第１のビア１３を有し、さらに一方または両方の面に所望の配線パターン１８が形成されている。
【００１４】
ビルドアップ層１７は、絶縁層１９にビアホールが形成され、このビアホール内に層間接続するための金属層１５が導電性めっきによって充填されたフィルドビアによる第２のビアを有し、さらに外側の面の表層に所望の配線パターン１８が形成されている。なお、前記の導電性めっきは無電解銅めっきあるいは無電解銅めっきと電解銅めっきを採用することが望ましい。
【００１５】
本実施の形態において、コア基板１４の表面には配線パターン１８が形成されているが、図１に示すように、第１のビア１３上を含むビア１３が形成された領域の少なくとも一部においては配線パターン１８が除去されている。
【００１６】
このように、ビルドアップ層１７に形成されかつ第１のビア１３の直上に形成された第２のビア１６の金属層１５は、第１のビア１３が形成された領域の少なくとも一部の配線パターン１８が除去されているので、第１のビア１３内の導電性ペースト１２上に配線パターンが介在することなく直接形成されることになる。これによって、第２のビア１６内の金属層１５と第１のビア１３内の導電性ペースト１２とが直接電気的に接続されるので、強固に結合されることになり、熱衝撃に強く、高いビア接続信頼性を得ることができる。
【００１７】
また、エッチングやレーザ加工によって導電性ペースト１２の金属層１５と接触する部分において樹脂成分が除去されているので、直接結合される領域が大きくなり、より強固で安定した結合を形成することができる。
【００１８】
また、金属層１５と導電性ペースト１２とが金属結合を形成することで、より強固な結合を形成することができる。
【００１９】
さらに、第１のビア１３の導電性ペースト１２と第２のビアの金属層１５とが接触する領域における両者の接触界面が凹凸を有する構成であれば、その凹凸面は導電性ペーストの界面形状に起因して形成されたものであることで両者の結合をさらに強固なものにすることができる。本発明における凹凸の粗さは、導電性ペーストの界面形状に起因して形成されるため、０．２〜２０μｍの範囲で形成される。
【００２０】
また、第１のビア１３上の除去された配線パターン１８の領域は、第１のビア１３の中心を含む第１のビア１３の直径の１／２以上の領域であることが望ましい。
【００２１】
例えば第１のビア１３の直径が１００μｍである場合、第１のビア１３上において直径５０μｍ以上の領域であれば、熱衝撃に対しても導電性ペースト１２と金属層１５の粒子間相互の直接的な電気的結合を確保することができ、この数値の領域ならば第１のビア１３上の全領域であっても一部の領域であってもよい。除去された配線パターン１８の領域が直径５０μｍ未満ならば、導電性ペースト１２と金属層１５のそれぞれの粒子間相互の電気的な結合が不十分となり、熱衝撃のストレスを受けやすくなることがある。
【００２２】
なお、本発明のプリント配線板に使用される導電性ペースト１２は、銅、銀、金、パラジウム、ビスマス、錫およびこれらの合金の内から構成され、粒径は１〜２０μｍであることが好ましい。この粒径により、金属層１５との強固な結合を得ることができる。
【００２３】
以上のような構造により、第１のビア１３内の導電性ペースト１２と第２のビア１６内の金属層１５とが直接電気的に結合されることになるので、強固な金属結合を形成することができ、この強固な結合によって熱衝撃によるストレスを抑制することができるので、その結果熱衝撃に対しても接続抵抗が上昇せず、ビア接続信頼性に優れたビルドアップ配線板を得ることができる。
【００２４】
次に、本発明のビルドアップ配線板の製造方法について、図面を参照しながら説明する。
【００２５】
図２は、本発明の実施の形態におけるビルドアップ配線板の製造方法の工程を示す断面図である。
【００２６】
まず、図２（ａ）に示すように、例えばガラス織布と熱硬化性樹脂との複合材からなる絶縁層１１に、例えば炭酸ガスやＵＶなどのレーザ等にて層間接続をとるためのビアホール１０を形成し、次に図２（ｂ）に示すように、このビアホール１０に導電性ペースト１２を充填して第１のビア１３を形成する。
【００２７】
次に、絶縁層１１に銅箔等の金属箔（図示せず）を積層し加熱加圧して銅張積層板を形成した後、図２（ｃ）に示すように、絶縁層１１の表面に例えばエッチングによって配線パターン１８を形成して、コア基板１４を完成し準備する。このとき、第１のビア１３上の配線パターン１８は、第１のビア１３内の導電性ペースト１２と後に形成する金属層１５とを直接電気的に結合させるために、第１のビア１３の中心を含みかつ第１のビア１３上の少なくとも１／２以上の領域、例えば直径１００μｍならば、直径５０μｍ以上の領域の配線パターン１８を除去して表面が露出した第１のビア１３を形成する。
【００２８】
除去する領域が直径の１／２以上であれば、第１のビア１３上の全領域であっても一部の領域であってもよい。エッチングで配線パターン１８を形成することにより、導電性ペースト１２の特に表層面の一部に残存する樹脂成分をある程度除去することができ、金属層１５との直接的な結合を容易にできる。配線パターン形成後、例えば過マンガン酸カリウムなどの酸化剤で第１のビア１３を処理することにより、樹脂成分をさらに除去することができる。
【００２９】
その後、図２（ｄ）に示すように、コア基板１４の少なくとも一方の配線パターン１８を含む面に、例えばエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂からなる絶縁層で構成されたビルドアップ層１７を積層形成する。なお、本実施の形態においては、コア基板１４上にビルドアップ層１７のみを積層する場合を示したが、ビルドアップ層と銅箔等の金属箔、あるいは樹脂付き銅箔等の金属箔を有するビルドアップ層をコア基板１４上に積層することも可能である。この場合は、後述する配線パターンの形成工程とは異なり、金属箔をエッチングすることにより行う。
【００３０】
次に、図２（ｅ）に示すように、ビルドアップ層１７に、例えば炭酸ガスやＵＶなどのレーザ光の照射によるレーザ加工によって、層間接続をとるためのビアホール２０を形成する。このとき、レーザ光はビルドアップ層１７を貫通して第１のビア１３上に照射すなわち第１のビア１３の表面の導電性ペースト１２上にも直接照射することになり、導電性ペースト１２に残存する樹脂成分をほぼまんべんなく除去するとともに、導電性ペースト１２の表面はレーザによって凹凸が形成される。
【００３１】
次に、図２（ｆ）に示すように、導電性めっきによりビルドアップ層１７の表面に配線パターン１８を析出、およびビアホール２０内に導電性めっきにより金属層１５を充填して第２のビア１６を第１のビア１３の直上に接触して形成する。
【００３２】
なお、ビルドアップ層１７に第１のビア１３直上を含めて第２のビア１６を形成するにあたっては、ビアホール２０内と第１のビア１３の表面を酸化剤で処理する工程を設けてもよい。これにより、導電性めっきの付きまわりを向上させるとともに、第１のビア１３に導電性ペースト１２の表面に凹凸を形成することができる。
【００３３】
次に、図２（ｇ）に示すように、エッチング等により所望の配線パターン１８をビルドアップ層１７の表層に形成することで、本発明のビルドアップ構造のプリント配線板を完成させる。
【００３４】
このとき、第１のビア１３上の少なくとも第１のビア１３の中心を含みかつ第１のビア１３上の少なくとも１／２以上の領域の配線パターン１８を除去するので、第２のビア１６内に形成された金属層１５が、配線パターン１８を介在せずに第１のビア１３内に形成された導電性ペースト１２と直接電気的に結合されることになり、これによって強固な金属結合を形成することができ、ビア接続信頼性に優れたビルドアップ配線板を得ることができる。
【００３５】
さらに、導電性ペースト１２の表面に凹凸を形成していることにより、金属層１５との結合をより強固なものにすることができ、また表面の樹脂成分を除去することにより両者の電気的な結合をより確実なものとすることができる。
【００３６】
なお、本実施の形態において、コア基板１４を両面基板で説明したが、３層以上の多層基板で構成していてもよく、コア基板１４の厚みは特に限定されるものではない。
【００３７】
また、図１、２において、第２のビア１６の金属層１５をビア内全てに充填した形態のフィルドビアとして説明したが、金属層をビア内壁と底面に形成する形態のコンフォーマルビアであってもよい。
【００３８】
また、コア基板１４に用いる絶縁材料について、ガラス織布とエポキシ系樹脂の複合材について説明したが、ガラス織布の他、ガラス不織布、アラミド織布、アラミド不織布のいずれか一つの熱硬化性樹脂との複合材を用いて形成してもよい。熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、ポリブタジエン樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、およびシアネート樹脂から選ばれる少なくとも一つの熱硬化性樹脂を利用することができる。
【００３９】
また、他にコア基板１４に用いる絶縁材料として、ガラス織布、ガラス不織布、アラミド織布、アラミド不織布のいずれか一つと熱可塑性樹脂との複合材、あるいはフィルム材料を用いて形成することも可能である。
【００４０】
また、ビルドアップ層１７に用いる絶縁材料について、熱硬化性樹脂について説明したが、感光性樹脂、樹脂付き銅箔、あるいはフィルム材料のいずれを用いて形成してもよい。コア基板１４に含まれる絶縁材料は織布または不織布などの繊維を含んでいるのに対して、ビルドアップ層１７に含まれる絶縁材料は樹脂あるいはフィルムのみであって繊維を含んでいない。ビルドアップ層１７は、コア基板１４上に複数層積層することも可能であり、厚みも特に限定されるものではない。
【００４１】
以上のように、本発明の実施の形態によれば、第１のビア１３上の配線パターン１８を除去することで、第２のビア１６内の金属層１５が第１のビア１３内の導電性ペースト１２上に樹脂形成されることになるので、それによって互いに直接電気的に結合されるので強固な結合となり、熱衝撃に対して優れた特性を有し、ビア接続信頼性および高密度配線に適したビルドアップ構造のプリント配線板を実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明にかかるプリント配線板は、高い層間接続信頼性を得ることができるため、微細な配線パターンや半導体実装等の高い信頼性基準を満足する必要のあるパソコン、デジタルカメラ、携帯電話など小型、薄型、軽量、高精細、多機能化等に対応するためのパッケージ基板に関する用途に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施の形態におけるプリント配線板を示す断面図
【図２】同実施の形態におけるプリント配線板の製造方法を示す断面図
【図３】従来のプリント配線板を示す断面図
【符号の説明】
【００４４】
１０  ビアホール
１１  絶縁層
１２  導電性ペースト
１３  第１のビア
１４  コア基板
１５  金属層
１６  第２のビア
１７  ビルドアップ層
１８  配線パターン
１９  絶縁層
２０  ビアホール
【図１】
2010123829.tif 000003
【図２】
2010123829.tif 000004
【図３】
2010123829.tif 000005