(57)【要約】【課題】回路板の製造に適した導電性コラム（柱状体）の製造方法であって、この回路板における導電性コラムの歩留りを改善する方法を提供する。【解決手段】回路板は誘電体層を有する。誘電体層の第１表面の側からこの誘電体層中に第１のブラインド孔を形成し、この第１表面の側とは反対側の対向する第２表面の側からこの誘電体層中に第２のブラインド孔を形成し、第１のブラインド孔のブラインド端部を第２のブラインド孔のブラインド端部に連結させる。第１のブラインド孔及び第２のブラインド孔が貫通孔を構成し、これは、第１又は第２表面付近の貫通孔の内径がこの貫通孔の中央部分付近の内径よりもかなり大きくなるような砂時計の形状に形成する。この貫通孔内に導電材料を充填して導電性コラムを形成する。貫通孔は砂時計の形状をしている為、導電材料を貫通孔内に容易に充填することができ、従って、導電性コラムの歩留りを有効に高めることができる。【選択図】図３
2006041463.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体層を有する回路板の製造中の導電性コラムの製造方法であって、この方法が、
誘電体層の第１表面内に第１のブラインド孔を形成する工程と、
前記第１表面に対向する誘電体層の第２表面内に第２のブラインド孔を形成し、第１のブラインド孔のブラインド端部を第２のブラインド孔のブラインド端部に連結し、第１のブラインド孔と第２のブラインド孔とが貫通孔を形成し、前記第１表面又は第２表面の付近の貫通孔の内径がこの貫通孔の中央部分付近における貫通孔の内径よりもかなり大きくなるようにする工程と、
前記貫通孔内に導電材料を充填して導電性コラムを形成する工程と
を有する導電性コラムの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の導電性コラムの製造方法において、前記第１のブラインド孔及び前記第２のブラインド孔を円錐形状とし、前記貫通孔及び導電性コラムを砂時計の形状とする導電性コラムの製造方法。
【請求項３】
請求項１に記載の導電性コラムの製造方法において、前記回路板が更に前記誘電体層の第１表面上に配置された第１導電層を有し、第１のブラインド孔を形成した後には、この第１のブラインド孔が第１導電層を通過しているようにする導電性コラムの製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載の導電性コラムの製造方法において、前記回路板が更に前記誘電体層の第２表面上に配置された第２導電層を有し、第２のブラインド孔を形成した後には、この第２のブラインド孔が第２導電層を通過しているようにする導電性コラムの製造方法。
【請求項５】
請求項１に記載の導電性コラムの製造方法において、第１のブラインド孔を機械的なドリリング法により形成する導電性コラムの製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載の導電性コラムの製造方法において、第２のブラインド孔を機械的なドリリング法により形成する導電性コラムの製造方法。
【請求項７】
請求項１に記載の導電性コラムの製造方法において、第１のブラインド孔をレーザドリリング法により形成する導電性コラムの製造方法。
【請求項８】
請求項７に記載の導電性コラムの製造方法において、第２のブラインド孔をレーザドリリング法により形成する導電性コラムの製造方法。
【請求項９】
請求項１に記載の導電性コラムの製造方法において、導電材料を充填する前記工程がメッキ処理工程を有する導電性コラムの製造方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の導電性コラムの製造方法において、導電材料を、第１及び第２のブラインド孔のブラインド端部が貫通孔内で互いに連結している個所からこの貫通孔内に充填し、第１表面及び第２表面の双方又はいずれか一方に向けて延在させる導電性コラムの製造方法。
【請求項１１】
第１表面と、この第１表面に対向する第２表面と、少なくとも１つの貫通孔とを有する誘電体層であって、前記貫通孔は前記誘電体層を貫通しており、前記第１又は第２表面付近のこの貫通孔の内径がこの貫通孔の中央部分付近のこの貫通孔の内径よりもかなり大きくなっている当該誘電体層と、
前記貫通孔内に配置された少なくとも１つの導電性コラムであって、この導電性コラムの形状が前記貫通孔の形状に一致している当該導電性コラムと
を具える回路板。
【請求項１２】
請求項１１に記載の回路板において、前記貫通孔及び導電性コラムが砂時計の形状をしている回路板。
【請求項１３】
第１表面と、この第１表面に対向する第２表面とを有する誘電体層と、
この誘電体層の第１表面上に配置された第１導電層であって、貫通孔が誘電体層及び第１導電層内に、この誘電体層及び第１導電層を貫通するように形成され、第１又は第２表面付近のこの貫通孔の内径がこの貫通孔の中央部分付近の貫通孔の内径よりもかなり大きくなっているようにした当該第１導電層と、
前記貫通孔内に配置された少なくとも１つの導電性コラムであって、この導電性コラムの形状が前記貫通孔の形状にほぼ一致している当該導電性コラムと
を具える回路板。
【請求項１４】
請求項１３に記載の回路板において、前記貫通孔及び導電性コラムが砂時計の形状をしている回路板。
【請求項１５】
請求項１３に記載の回路板において、この回路板が更に、前記誘電体層の第２表面上に配置された第２導電層を有し、前記貫通孔がこの第２導電層を貫通している回路板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導電性コラム（柱状体）の製造方法、特に回路板の製造に適用される導電性コラムの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体パッケージ処理では、回路板が広く用いられている。その理由は、回路板は複雑な回路パターンに対する適合性に優れ、集積化を高くするとともに、性能に優れている為である。回路板は、パターン化した回路層及び誘電体層を交互に堆積したものを有する。回路板の形成方法には、例えば、積層法及びビルドアップ法が含まれる。上述した方法を問わず、パターン化した回路層は導電性ビア（通路）を介して相互接続される。導電性ビアを形成する方法には、導電性スルービア（貫通通路）法、導電性ベリードビア（埋込通路）法及び導電性ブラインドビア（半貫通通路）法がある。
【０００３】
図１は、メッキした貫通孔（ＰＴＨ）を有する従来の回路板を示す断面図である。この回路板１００は誘電体層１１０を具えており、この誘電体層はエポキシ樹脂や、ガラス繊維を具えるエポキシ樹脂のような材料を有している。この誘電体層１１０の第１表面１１２上には、例えば銅箔より成る第１導電層１２０が形成されている。第１表面１１２の側とは反対側にありこの第１表面と対向する、誘電体層１１０の第２表面上には、例えば、銅箔より成る第２導電層１３０が形成されている。第１導電層１２０と第２導電層１３０とを、誘電体層１１０を介して電気接続するために、貫通孔メッキ処理が行われている。この貫通孔メッキ処理においては、ドリリング処理により誘電体層１１０、第１導電層１２０及び第２導電層１３０に貫通孔１０２が形成される。又、貫通孔１０２の側壁上と第１導電層１２０及び第２導電層１３０の表面上とに導電材料を堆積してメッキ層１４０を形成するために、メッキ処理が行われる。従って、貫通孔１０２の側壁上に形成されたメッキ層１４０の導電性ビア１４２が第１導電層１２０と第２導電層１３０とを電気接続する。その後、回路板１００の製造を終了させるための後続処理を行うことができる。
【０００４】
貫通孔メッキ処理に加えて、更に、孔充填メッキ処理を行って貫通孔に導電材料を充填し、回路板の放熱を高めうる導電性コラムを形成することができる。図２Ａは、以下の点を除いて、上述した従来技術に類似する他の従来技術の回路板を示す断面図である。すなわち、図２Ａでは、ドリリング処理により少なくとも１つの貫通孔２０２が誘電体層２１０、第１導電層２２０及び第２導電層２３０に形成され、次にメッキ処理を行って貫通孔２０２の側壁と、第１導電層２２０及び第２導電層２３０の表面上とに導電材料を堆積し、これによりメッキ層２４０を形成し、このメッキ層２４０が貫通孔２０２を充填して導電性コラム２４２を形成している。この図２Ａにおける導電性コラム２４２は、図１における貫通孔１０２内のメッキ層１４０より成る導電性ビア１４２に比べて、大きい放熱領域を有し、これにより回路板２００ａの放熱を改善している。
【０００５】
図２Ｂは、欠陥のある導電性コラムを有する従来の回路板を示す断面図である。孔充填メッキ処理中、貫通孔２０２の２つの尖鋭エッジに先端放電現象が生じる。第１導電層２２０の尖鋭エッジ２２０ａと第２導電層２３０の尖鋭エッジ２３０ａとにおける先端放電現象はその殆どが大きな先端放電電流によるものであると思われる。電流が大きくなればなるほど、導電材料を第１導電層２２０の尖鋭エッジ２２０ａ及び第２導電層２３０の尖鋭エッジ２３０ａに速く堆積させ、第１導電層２２０の尖鋭エッジ２２０ａ及び第２導電層２３０の尖鋭エッジ２３０ａ上に堆積された導電材料は貫通孔２０２の中央に向けて延在する。その結果、貫通孔２０２内に形成される導電性コラム内には空隙２４２ａが形成されやすい。この空隙２４２ａは、導電性コラム２４２の放熱領域を減少させてしまう。従って、回路板２００ｂの放熱は、図２Ａにおける回路板２００ａの放熱よりも少なくなる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って、本発明は、回路板の製造に適した導電性コラムの製造方法であって、この回路板における導電性コラムの歩留りを改善する方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の例によれば、誘電体層を有する回路板を準備する。次に、誘電体層の第１表面内に第１のブラインド孔を形成する。第１表面とは反対側にありこの第１表面と対向する、この誘電体層の第２表面内に第２のブラインド孔を形成する。第１のブラインド孔のブラインド端部（閉成端部）は、第２のブラインド孔のブラインド端部に連結させる。これらの第１のブラインド孔及び第２のブラインド孔が相俟って貫通孔を構成する。第１表面又は第２表面付近における貫通孔の内径は、この貫通孔の中間部分付近におけるこの貫通孔の内径よりもかなり大きくする。この貫通孔内に導電材料を充填して導電性コラムを形成する。
【０００８】
本発明の例によれば、第１のブラインド孔と第２のブラインド孔とを円錐形状とし、貫通孔及び導電性コラムが砂時計の形状を有するようにする。又、回路板が更に、誘電体層の第１表面上に配置した第１導電層を有するようにする。第１のブラインド孔を形成した後には、この第１のブラインド孔は第１の導電層を貫通している。回路板は更に、誘電体層の第２表面上に配置された第２導電層を有する。第２のブラインド孔を形成した後には、この第２のブラインド孔は第２導電層を貫通している。
【０００９】
本発明の例によれば、第１のブラインド孔及び第２のブラインド孔を形成する方法が、機械的なドリリング法又はレーザドリリング法を有する。
【００１０】
本発明の例によれば、導電材料を充填する工程がメッキ処理を有し、このメッキ処理においては、導電材料が、第１のブラインド孔及び第２のブラインド孔のブラインド端部が互いに連結される位置から貫通孔を充填し、第１表面及び第２表面の方向に延在するようにする。
【００１１】
これによれば、砂時計状の貫通孔が誘電体層中に形成される。次に、この砂時計状の貫通孔内に導電材料を充填させ、砂時計状の導電性コラムを形成する。貫通孔は砂時計の形状に形成されている為、導電材料を貫通孔内に容易に充填でき、導電性コラムの歩留りを改善できる。砂時計状の貫通孔を充填するのにメッキ処理を行う場合、第１のブラインド孔及び第２のブラインド孔のブラインド端部が砂時計状の貫通孔内で互いに連結される個所で先端放電現象が生じる。その結果、導電材料は砂時計状の貫通孔の中央部分から貫通孔を充填し、第１表面及び第２表面の方向に延在して導電性コラムを形成する。この導電性コラムはほぼ砂時計の形状をしている。従って、導電性コラム中に空隙を形成する可能性を有効に低減させることができ、導電性コラムの歩留りを有効に高めることができる。
【実施例】
【００１２】
本発明の上述した特徴及びその他の特徴は、添付図面を用いた本発明の実施例の以下の詳細な説明から良好に理解しうるであろう。
図３Ａ〜３Ｆは、本発明の実施例による導電性コラムの製造方法を示す線図的な断面図である。図３Ａを参照するに、回路板３００を準備する。この回路板３００は、両面プレート（例えば、各表面に１つの導電層を設け、合計で２つの導電層を有する誘電体層）とするか、片面プレート（例えば、一方の表面上に導電層を有する誘電体層）とするか、誘電体層（のみ）とすることができる。本例では、回路板３００を両面プレートとする。この回路板３００は、エポキシ樹脂や、ガラス繊維を具えるエポキシ樹脂のような材料を有している誘電体層３１０を具えている。誘電体層３１０の第１表面３１２上には第１導電層３２０が形成されており、この第１導電層３２０は、例えば銅箔とすることができる。更に、この第１表面とは反対側にありこの第１表面と対向する誘電体層３１０の第２表面３１４上には第２導電層３３０が形成されており、この第２導電層３３０は、例えば銅箔とすることができる。
【００１３】
第１導電層３２０を、誘電体層３１０を経て第２導電層３３０に電気接続する処理方法を以下に説明する。図３Ｂを参照するに、誘電体層３１０及び第１導電層３２０内に第１のブラインド孔３０２ａを形成する。この第１のブラインド孔３０２ａは、例えば、機械的なドリリング法又はレーザドリリング法により形成しうる。機械的なドリリング法を用いて第１のブラインド孔３０２ａを形成する場合、この第１のブラインド孔３０２ａは、ドリルヘッドの形状に類似する円錐形状を有する。従って、誘電体層３１０及び第１導電層３２０内に円錐形状のブラインド孔３０２ａが形成される。レーザドリリング法を用いて第１のブラインド孔３０２ａを形成する場合、スパイラルカッティング及びレーザ出力制御を用いて円錐形状のブラインド孔３０２ａを形成しうる。従って、ブラインド孔の形成に用いる方法にかかわらず、誘電体層３１０の中央部分付近におけるブラインド孔３０２ａのブラインド端部の内径を、第１表面３１２に隣接するブラインド孔３０２ａの開放端の内径よりも小さくするのが好ましいことに注意すべきである。
【００１４】
図３ｃを参照するに、第１のブラインド孔３０２ａを誘電体層３１０及び第１導電層３２０内に形成した後、第１表面３１２の側とは反対側にありこの第１表面と対向する誘電体層３１０の第２表面３１４側から、誘電体層３１０及び第２導電層３３０内に第２のブラインド孔３０２ｂを形成する。この第２のブラインド孔３０２ｂは、例えば機械的なドリリング法又はレーザドリリング法により形成しうる。この第２のブラインド孔３０２ｂは、第１のブラインド孔３０２ａの形状に類似する円錐形状をしている。ドリリング法は、第２のブラインド孔３０２ｂのブラインド端部が第１のブラインド孔３０２ａのブラインド端部に連結されて貫通孔３０２ｃを形成するまで継続する。第１のブラインド孔３０２ａと第２のブラインド孔３０２ｂとの双方が円錐形状を有する為、第１表面３１２又は第２表面３１４付近の貫通孔３０２ｃの内径は、貫通孔３０２ｃの中央部分付近の貫通孔３０２ｃの内径よりもかなり大きくなっている。従って、貫通孔３０２ｃは砂時計の形状に形成される。第１表面３１２又は第２表面３１４付近の貫通孔３０２ｃの内径が、貫通孔３０２ｃの中央部分付近の貫通孔３０２ｃの内径よりもかなり大きい為、誘電体層３１０内に貫通孔３０２ｃを形成するために第１のブラインド孔及び第２のブラインド孔のブラインド端部が互いに連結する個所に環状先端部３１６が形成される。
【００１５】
次に、貫通孔３０２ｃを充填する処理方法を図３Ｄ〜３Ｆにつき説明する。本例では、所望の導電材料を貫通孔３０２ｃ内に充填するために、例えばメッキ処理を行うことができる。本発明の一実施例によれば、このメッキ処理を行う前に、化学メッキ処理、すなわち、無電界メッキを行って、貫通孔３０２ｃの側壁、第１導電層３２０及び第２導電層３３０上にメッキ種の層（図示せず）を堆積する。次に、メッキ処理を行って、貫通孔３０２ｃの側壁、第１導電層３２０及び第２導電層３３０上のメッキ種の層上に所望の導電材料を堆積し、図３Ｄに示すようにメッキ層３４０を形成する。このメッキ処理は、貫通孔３０２ｃが完全に導電材料で充填されて、図３Ｅ及び３Ｆに示すような導電性コラム３４２が形成されるまで継続させる。
【００１６】
メッキ処理中で貫通孔３０２ｃに導電材料が充填されている間、誘電体層３１０における貫通孔３０２ｃの中央部分に形成されている環状先端部３１６が先端放電現象、すなわち、この環状先端部３１６における過剰の電荷蓄積を生ぜしめる。その結果、この環状先端部３１６においては、他の個所に比べてより速い速度で導電材料が堆積される。従って、導電材料はその殆どが貫通孔３０２ｃを、その環状先端部３１６が位置している中央部分から第１表面３１２及び第２表面３１４に向って充填し、貫通孔３０２ｃ内に導電性コラム３４２を形成する。貫通孔３０２ｃは砂時計の形状をしている為、この貫通孔３０２ｃ内の導電性コラム３４２も砂時計の形状となる。
【００１７】
本発明の実施例による回路板３００は両面プレートとしたが、片面プレート又は誘電体層（のみ）とすることもできる。更に、本発明の範囲は導電性コラムの製造方法に関するものであることに注意すべきである。回路板３００を製造するための他の後続処理は、層の形式、回路のパターン及び回路板３００の微小のビアに依存する。その詳細な説明は省略する。
【００１８】
本発明によれば、誘電体層中に砂時計状の貫通孔を形成し、次にこの貫通孔内に導電材料を充填して砂時計状の導電性コラムを形成する。貫通孔が砂時計状をしている為、導電材料をこの貫通孔内に容易に充填しうる。従って、導電性コラムの歩留りを有効に高めることができる。更に、砂時計状の貫通孔はその中央部分に先端放電現象を生ぜしめる為、導電層はこの砂時計状の貫通孔の中央部分に、より速い速度で堆積することに注意すべきである。その結果、導電材料は、第１のブラインド孔及び第２のブラインド孔のブラインド端部が互いに連結する位置から貫通孔を充填し、第１表面及び第２表面の方向に延在して導電性コラムを形成する。この導電性コラムはほぼ砂時計の形状となる。従って、導電性コラム中に空隙が形成される可能性を有効に減少させることができ、導電性コラムの歩留りを有効に高めることができる。
【００１９】
本発明を代表的な実施例につき説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。更に、特許請求の範囲には、本発明の範囲及びその等価範囲から逸脱することなく当業者により達成しうる本発明の他の変形例をも広く含むものである。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】メッキ貫通孔（ＰＴＨ）を有する従来の回路板を示す断面図である。
【図２Ａ】導電性コラムを有する従来の回路板を示す断面図である。
【図２Ｂ】欠陥のある導電性コラムを有する従来の回路板を示す断面図である。
【図３】本発明の一実施例による導電性コラムの製造方法を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２１】
３００      回路板
３０２ａ    第１のブラインド孔
３０２ｂ    第２のブラインド孔
３０２ｃ    貫通孔
３１０      誘電体層
３１２      第１表面
３１４      第２表面
３１６      環状先端部
３２０      第１導電層
３３０      第２導電層
３４０      メッキ層
【図１】
2006041463.tif 000003
【図２Ａ】
2006041463.tif 000004
【図２Ｂ】
2006041463.tif 000005
【図３】
2006041463.tif 000006