(57)【要約】【課題】  サイズ、製造工程数、導通性、接続信頼性のいずれにもすぐれた構造を有する多層プリント配線基板およびそれを用いた高周波モジュールを提供する。【解決手段】  本発明にかかる多層プリント配線基板は、一方の面上に導体層１５が設けられた絶縁層１１と、絶縁層１１の他方の面側に設けられ、絶縁層１１側の面に導体層１４が設けられ、そして絶縁層１１とは反対側の面に導体層１３が設けられた絶縁層１０と、絶縁層１１において導体層１５側の面から導体層１４側の面まで貫通する第１の穴部に金属めっきにより形成され、導体層１５と導体層１４とを導通させる導通部１８と、絶縁層１０の、第１の穴部に対応する位置において導体層１３側の面から導体層１４側の面まで貫通する第２の穴部に金属めっきにより形成され、導体層１４と導体層１３とを導通させる導通部１７とを備えたものである。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の面上に第１の導体層が設けられた第１の絶縁層と、
前記第１の絶縁層の他方の面側に設けられ、前記第１の絶縁層側の面に第２の導体層が設けられ、そして前記第１の絶縁層とは反対側の面に第３の導体層が設けられた第２の絶縁層と、
前記第１の絶縁層において前記第１の導体層側の面から前記第２の導体層側の面まで貫通する第１の穴部に金属めっきにより形成され、前記第１の導体層と前記第２の導体層とを導通させる第１の導通部と、
前記第２の絶縁層の、前記第１の穴部に対応する位置において前記第３の導体層側の面から前記第２の導体層側の面まで貫通する第２の穴部に金属めっきにより形成され、前記第２の導体層と前記第３の導体層とを導通させる第２の導通部とを備えた多層プリント配線基板。
【請求項２】
少なくとも前記第２の穴部と前記第１の穴部のどちらか一方は２０μｍ以下の窪みになるまで、金属めっきで穴埋めされている、請求項１記載の多層プリント配線基板。
【請求項３】
請求項２記載の多層プリント配線基板において、前記２０μｍ以下の窪みになるまで金属めっきにより穴埋めされた第１の穴部に設けられた第１の導通部と接続する高周波部品が搭載された高周波モジュール。
【請求項４】
前記高周波部品の電源端子は、前記第１の導通部に接続され、
前記第２の導体層は、少なくともグランド配線層が含み、
前記第３の導体層は、少なくとも電源の配線層が含まれることを特徴とする請求項３記載の高周波モジュール。
【請求項５】
前記第２の絶縁層の、前記第３の導体層を設けた側の面上にデジタル部品を搭載したことを特徴とする請求項４記載の高周波モジュール。
【請求項６】
両面にそれぞれ第１の導体層及び第２の導体層が設けられた第１の絶縁層に、両面を貫通する第１の穴部を形成するステップと、
前記第１の穴部に金属めっきにより前記第１の導体層と前記第２の導体層を導通させる第１の導通部を形成するステップと、
前記第１の絶縁層の、第２の導体層が設けられた側の面上に第２の絶縁層を形成するステップと、
前記第２の絶縁層の、前記第２の導体層が設けられた側の面とは反対側の面上に第３の導体層を形成するステップと、
前記第２の絶縁層の、前記第１の穴部に対応する位置に、当該第２の絶縁層の両面を貫通する第２の穴部を形成するステップと、
前記第２の穴部に金属めっきにより前記第２の導体層と前記第３の導体層を導通させる第２の導通部を形成するステップとを備えた多層プリント配線基板の製造方法。
【請求項７】
前記第１の導通部を形成するステップでは、２０μｍ以下の窪みになるまで金属めっきにより穴埋めすることにより当該第１の導通部を形成することを特徴とする請求項６記載の多層プリント配線基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導体層と絶縁層とを交互に積層してなるプリント配線基板を用いた高周波モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの高集積化、電子機器の小型、軽量化の要望に伴い、高密度の実装基板が要求されている。その要求に応える方法として、配線基板の多層化がおこなわれてきた。配線基板を多層化する方式の一つして、いわゆるビルドアップ方式による多層化が開発され広く行われている。
【０００３】
この方法は絶縁層と回路を堆積させていく方法で、層間の接続は絶縁層にフォトエッチングを施し、ビアホールを形成し、その表面にめっきを施すことによって行うものである。また、ビアホールの形成にレーザーを用いる場合もある。このようなビルトアップ方式を用いて多層プリント配線基板を製造する方法が特許文献１に記載されている。
【０００４】
また、近年、ＩＣチップの動作周波数が高くなるに伴い、多層プリント配線基板に形成される回路の高速化及び高密度化への要求は更なる高まりを見せている。これに対応した多層プリント配線板として、ビアホールの直上にビアホールが形成された（スタックされた）構造を持つ、スタックビア構造の多層プリント配線基板がある。
【０００５】
従来のスタックビア構造を持つ多層プリント配線基板を用いた高周波モジュールの例としては、図９に示すオフセット構造型のものと、図１０に示す樹脂充填構造型のものとがあった。図９に示す多層プリント配線基板は、上層ビア３１を内層ビア３２に対してオフセットさせた構造を有する。これは、上層ビア３１を内層ビア３２のランド部分３３にコンタクトさせることにより、第２導体層３４と第３導体層３５との確実な導通を図ったものである。
【０００６】
図１０に示す多層プリント配線基板は、内層ビア４１をドリル加工あるいはレーザー加工で形成したのち、樹脂を充填し、樹脂部分とランド部分４２とを蓋めっき層４３で覆い、その直上に上層ビア４４を設けた構造のものである。これは、樹脂部分を導電製の蓋めっき層４３で覆うことにより、上層ビア４４で第２導体層４５と第３導体層４６とが確実に導通するようにしたものである。
【特許文献１】再表００／０５９３４公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、図９に示したオフセット構造型の多層プリント配線基板では、オフセットさせる分だけ図中横方向、すなわち基板主面に対して水平方向の全体サイズが肥大化してしまう。このため配線パターンのファイン化に対する障害となりモジュールの小型化に不利になる。また、内装までの配線が長くなりインピーダンスが増加するので、高周波特性が悪くなる。
【０００８】
図１０に示した樹脂充填構造型の多層プリント配線基板では横方向へ肥大化することはないが、樹脂の充填や蓋めっき層を形成する分工程数が多くなってしまい、生産性、量産性の面に課題がある。更に、蓋めっき層は剥離しやすいので、導通が十分ではなく高周波モジュールには適さない。その原因は、上層ビアを形成するために絶縁層をレーザー加工するときの熱作用にある。樹脂部分は通常１００％樹脂成分、あるいは銀ペーストなど導電性物質を含む樹脂であるため、レーザーの熱で揮発成分が蓋めっき層との間に気泡をなし、そのために蓋めっき層がリフトされてしまうからである。
【０００９】
また、上層ビアのくぼみが大きいと、その上に部品を搭載するための半田バンプを接続する際、半田バンプと上層ビアの間に空隙ができやすく、接続信頼性が劣るという欠点があった。
【００１０】
本発明はこのような問題点を解決するためになされたものであり、サイズ、製造工程数、導通性、接続信頼性のいずれにもすぐれた構造を有する多層プリント配線基板およびそれを用いた高周波モジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明にかかる多層プリント配線基板は、一方の面上に第１の導体層が設けられた第１の絶縁層と、前記第１の絶縁層の他方の面側に設けられ、前記第１の絶縁層側の面に第２の導体層が設けられ、そして前記第１の絶縁層とは反対側の面に第３の導体層が設けられた第２の絶縁層と、前記第１の絶縁層において前記第１の導体層側の面から前記第２の導体層側の面まで貫通する第１の穴部に金属めっきにより形成され、前記第１の導体層と前記第２の導体層とを導通させる第１の導通部と、前記第２の絶縁層の、前記第１の穴部に対応する位置において前記第３の導体層側の面から前記第２の導体層側の面まで貫通する第２の穴部に金属めっきにより形成され、前記第２の導体層と前記第３の導体層とを導通させる第２の導通部とを備えたものである。このような構成により、サイズ、製造工程数、導通性、接続信頼性のいずれにもすぐれた構造を有する多層プリント配線基板を提供することができる。
【００１２】
ここで、少なくとも前記第２の穴部と前記第１の穴部のどちらか一方は２０μｍ以下の窪みになるまで、金属めっきで穴埋めされていることが好ましい。これにより、更に接続信頼性にすぐれた多層プリント配線基板を提供することができる。
【００１３】
他方、本発明にかかる高周波モジュールは、上記の多層プリント配線基板において、前記２０μｍ以下の窪みになるまで金属めっきにより穴埋めされた第１の穴部に設けられた第１の導通部と接続する高周波部品が搭載されたものである。このような構成により、サイズ、製造工程数、導通性、接続信頼性のいずれにもすぐれた構造を有する多層プリント配線基板およびそれを用いた高周波モジュールを提供することができる。
【００１４】
ここで、前記高周波部品の電源端子は、前記第１の導通部に接続され、前記第２の導体層は、少なくともグランド配線層が含み、前記第３の導体層は、少なくとも電源の配線層が含まれることが好ましい。このような構成により、電源インピーダンスを低くすることができ、かつ、高周波信号線をマイクロストリップラインとして形成することができ、高周波特性の優れたモジュールを提供することができる。
【００１５】
また、前記第３の導体層上に搭載した高周波部品と異なる面に、デジタル部品を搭載することが好ましい。このような構成により、高周波信号がデジタルノイズの影響を受けにくくなり、高周波特性の優れたモジュールを提供することができる。
【００１６】
本発明にかかる多層プリント配線基板の製造方法は、両面にそれぞれ第１の導体層及び第２の導体層が設けられた第１の絶縁層に、両面を貫通する第１の穴部を形成するステップと、前記第１の穴部に金属めっきにより前記第１の導体層と前記第２の導体層を導通させる第１の導通部を形成するステップと、前記第１の絶縁層の、第２の導体層が設けられた側の面上に第２の絶縁層を形成するステップと、前記第２の絶縁層の、前記第２の導体層が設けられた側の面とは反対側の面上に第３の導体層を形成するステップと、前記第２の絶縁層の、前記第１の穴部に対応する位置に、当該第２の絶縁層の両面を貫通する第２の穴部を形成するステップと、前記第２の穴部に金属めっきにより前記第２の導体層と前記第３の導体層を導通させる第２の導通部を形成するステップとを備えたものである。このような構成により、サイズ、製造工程数、導通性、接続信頼性のいずれにもすぐれた構造を有する多層プリント配線基板およびそれを用いた高周波モジュールを提供することができる。
【００１７】
ここで、前記第１の導通部を形成するステップでは、２０μｍ以下の窪みになるまで金属めっきにより穴埋めすることにより当該第１の導通部を形成することが好ましい。これにより、更に接続信頼性にすぐれた多層プリント配線基板を提供することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明により、サイズ、製造工程数、導通性、接続信頼性のいずれにもすぐれた構造を有する多層プリント配線基板およびそれを用いた高周波モジュール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】
【００１９】
以下に、本発明を適用可能な実施の形態が説明される。以下の説明は、本発明の実施形態を説明するものであり、本発明が以下の実施形態に限定されるものではない。また、説明の明確化のため、以下の記載は、適宜、省略及び簡略化がなされている。又、当業者であれば、以下の実施形態の各要素を、本発明の範囲において容易に変更、追加、変換することが可能である。
【００２０】
実施の形態１
図１に、本発明にかかる多層プリント配線基板１の一例を示す。図に示される多層プリント配線基板１は上層ビア１８と内層ビア１７が基板主面に対して同じ位置に配置されるものであり、少なくともコア絶縁層１０と、その表裏の配線パターン層１３，１４と、配線パターン層１４の上の層間絶縁層１１と、層間絶縁層１１の上に形成された配線パターン層１５とを有している。配線パターン層１３、１４、１５は銅箔層である１３ａ、１４ａ、１５ａとめっき層である１３ｂ、１４ｂ、１５ｂからなる。
【００２１】
また、多層プリント配線基板１には配線パターン層１３と配線パターン層１４とを導通させるための内層ビア１７が設けられている。内層ビア１７はコア絶縁層１０に銅箔層１３ａ側から銅箔層１４ａが露出するまでレーザー穴を形成し、その壁面を伝ってめっき層１３ｂを形成して銅箔層１３ａと銅箔層１４ａとの導通をとったものである。
【００２２】
同様にして、内層ビア１７の位置と対応する層間絶縁層１１上の位置に、配線パターン層１４と配線パターン層１５とを導通させるための上層ビア１８が設けられている。上層ビア１８は層間絶縁層１１に銅箔層１５ａ側からめっき層１４ｂが露出するまでレーザー穴を形成し、その壁面を伝ってめっき層１５ｂを形成して銅箔層１５ａとめっき層１４ｂとの導通をとったものである。上層ビア１８は内層ビア１７と違い多層プリント配線基板１の表面に露出することになるので、めっき層１５ｂを堆積させる際にその時間を長めにとる等して、例えば２０μｍ以下のくぼみになるまで埋めてしまうのがよい。すると、表面実装型の電子部品の接続用ランドを兼ねる事ができるようになり、基板スペースを有効に利用することで高密度実装が可能となる。
【００２３】
図２に示すように配線パターン層１３の外側に、更に層間絶縁層および配線パターン層を積層していくことも可能である。図２では、配線パターン層１３を覆うように層間絶縁層１２を形成し、更にその表面に配線パターン層１６を形成している。配線パターン層１６は銅箔層１６ａと導めっき層１６ｂより構成される。層間絶縁層１１に形成した上層ビア１８と同様に層間絶縁層１２上に上層ビアを形成することもできる。その場合配線パターン層１６側から少なくとも配線パターン層１３が露出するまでレーザー穴を形成し、その壁面を伝ってめっき層を形成すればよい。
【００２４】
次に図３から図６を用いて多層プリント配線基板１の製造プロセスを説明する。一度図示した記号は次のステップでは省略している。図３（ａ）に示すような表裏に銅箔層１３ａ、１４ａを形成した絶縁層１０に、図３（ｂ）に示すようにエッチングレジストをほどこし、図３（ｃ）に示すようにエッチングおよびレーザーで銅箔層１３ａ側から銅箔層１４ａが露出するまで穴を開ける。その上から図３（ｄ）に示すように銅めっき１３ｂ、１４ｂを施し、内層ビア１７を形成する。同じく図３（ｄ）に示すようにその上からエッチングレジストを形成する。そして図４（ｅ）に示すようにエッチング加工により配線パターン層１３、１４を形成する。
【００２５】
次に図４（ｆ）に示すように配線パターン層１３、１４の上から層間絶縁層１１、１２を形成し、更にその上から銅箔層１５ａ、１６ａを貼り合わせる。そして図４（ｇ）に示すようにエッチングレジストをほどこす。再度エッチング加工およびレーザーで図５（ｈ）に示すように銅箔層１５ａ側からめっき層１４ｂが露出するまで穴を開ける。そして、図５（ｉ）に示すように銅めっき１５ｂ、１６ｂをほどこし上層ビア１８を形成する。このとき、めっき層１５ｂを堆積させる際にその時間を長めにとる等して、例えば２０μｍ以下のくぼみになるまで上層ビア１８を埋めてしまう。更に図５（ｊ）に示すようにエッチングレジストをほどこし、エッチング加工によって図６（ｋ）に示すように配線パターン１５、１６を形成する。最後に図６（ｌ）に示すようにソルダーレジストを形成する。
【００２６】
上記のように、配線パターン層１４に対して、配線パターン層１３および１５の両側からレーザー加工で穴あけを行いビア形成することにより、上層ビア１８によって配線パターン層１５と配線パターン層１４との導通がとられ、内層ビア１７によって配線パターン層１４と配線パターン層１３との導通がとられる。そのため、図８に示す樹脂充填構造型のように内層ビア１７に樹脂の充填や蓋めっきをする必要がなくなる。これにより、樹脂充填、触媒付与、無電解めっき、電気めっきといった工程を省略でき、生産性の向上が期待できる。
【００２７】
実施の形態２
本実施の形態では、多層プリント配線基板１を用いて高周波モジュールを構成する一例を示す。図７は図１の多層プリント配線基板１に高周波用部品１９を取り付けた場合の一例を示すものである。上層ビア１８は２０μｍ以下のくぼみ状になるまで導電性物質で穴埋めされている。その状態で高周波用部品１９を接続する際のランドとして半田バンプ２０を介して接続され、基板表面スペースの有効利用を実現している。
【００２８】
また、配線パターン１３を電源層、配線パターン層１４をグランド層、配線パターン層１５を高周波信号層とすることにより、電源インピーダンスを低くすることができる。更に、高周波信号線をマイクロストリップラインとして形成することができるので、高周波特性の優れたモジュールを提供することができる。
【００２９】
また、図８には図７の高周波モジュールに更にデジタル部品２１を搭載した例を示す。図８に示すように、高周波部品１９を取り付けた面とは逆の面にデジタル部品２１が取り付けられている。そのため、上層ビア１８の面とは逆の面にも上層ビア２２が設けられている。また、配線パターン１６と配線パターン１３および１４との導通をとるため、内層ビア１７とは逆向き、すなわち配線パターン１４側から配線パターン１３に向かって穴が開けられ、内層ビア２３が形成されている。上層ビア２２も上層ビア１８と同様に、２０μｍ以下のくぼみ状になるまで導電性物質で穴埋めされている。その状態でデジタル部品２１を接続する際のランドとして半田バンプ２０を介して接続され、基板表面スペースの有効利用を実現している。
【００３０】
また、図７と同様に配線パターン１３を電源層、配線パターン層１４をグランド層、配線パターン層１５を高周波信号層として構成し、マイクロストリップラインを形成している。更に高周波部品１９と逆の面にデジタル部品２１を配置することによって、高周波信号がデジタルノイズの影響受けにくくなり、高周波特性の優れたモジュールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施の形態１にかかる多層プリント配線基板の断面構造図である。
【図２】本発明の実施の形態１にかかる多層プリント配線基板の断面構造図である。
【図３】本発明の実施の形態１にかかる多層プリント配線基板製造プロセスを表す、断面構造図である。
【図４】本発明の実施の形態１にかかる多層プリント配線基板製造プロセスを表す、断面構造図である。
【図５】本発明の実施の形態１にかかる多層プリント配線基板製造プロセスを表す、断面構造図である。
【図６】本発明の実施の形態１にかかる多層プリント配線基板製造プロセスを表す、断面構造図である。
【図７】本発明の実施の形態２にかかる高周波モジュールの断面構造図である。
【図８】本発明の実施の形態２にかかる高周波モジュールの断面構造図である。
【図９】従来技術にかかるオフセット構造型多層プリント配線基板の断面構造図である。
【図１０】従来技術にかかる樹脂充填構造型多層プリント配線基板の断面構造図である。
【符号の説明】
【００３２】
１  多層プリント配線基板、１０  コア絶縁層、１１  層間絶縁層、１２  層間絶縁層、
１３ａ  銅箔層、１３ｂ  めっき層、１３  配線パターン層、１４ａ  銅箔層、
１４ｂ  めっき層、１４  配線パターン層、１５ａ  銅箔層、１５ｂ  めっき層、
１５  配線パターン層、１６ａ  銅箔層、１６ｂ  めっき層、１６  配線パターン層、
１７  内層ビア、１８  上層ビア１９  高周波部品、２０  半田バンプ、
２１  デジタル部品、２２  上層ビア、２３  内層ビア、３１  上層ビア、
３２  内層ビア、３３  ランド部分、３４  第２導体層、３５  第３導体層、
４１  内装ビア、４２  ランド部分、４３  蓋めっき層、４４  上層ビア、
４５  第２導体層、４６  第３導体層 
【図１】
2006005307.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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