(57)【要約】【課題】接続信頼性の高いビアホールを有する多層プリント配線板を提供する。【解決手段】内層回路１と内層回路１に実装された部品２とを被覆するように設けられた層間絶縁層４にビアホール３が形成されていると共に、層間絶縁層４上に形成された導電回路５と内層回路１とがビアホール３で導通接続されているプリント配線板に関する。ビアホール３の開口部から底部までの深さが、実装部品２と層間絶縁層４の表面との間の距離より浅く形成されている。実装部品２を層間絶縁層４内に内蔵することによって層間絶縁層４の厚みが厚くなっても、ビアホール３の深さは浅く形成されている。【選択図】      図１
2005005332.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内層回路と内層回路に実装された部品とを被覆するように設けられた層間絶縁層にビアホールが形成されていると共に、層間絶縁層上に形成された導電回路と内層回路とがビアホールで導通接続されているプリント配線板において、ビアホールの開口部から底部までの深さが、実装部品と層間絶縁層の表面との間の距離より浅く形成されていることを特徴とする多層プリント配線板。
【請求項２】
ビアホールの底部の位置が、実装部品よりも層間絶縁層の表面に近い位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の多層プリント配線板。
【請求項３】
内層回路上に設けられた導電材の表面にビアホールの底部が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の多層プリント配線板。
【請求項４】
導電材が金属柱であることを特徴とする請求項３に記載の多層プリント配線板。
【請求項５】
内層回路が設けられた内層回路板の表面には凹部と凸部が形成されており、凹部に設けられた内層回路に部品が実装されていると共に、凸部に設けられた内層回路に導通接続してビアホールが形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の多層プリント配線板。
【請求項６】
層間絶縁層の表面に凹所が形成され、凹所の底面に開口してビアホールが形成されていることを特徴とする請求項１に記載の多層プリント配線板。
【請求項７】
内層回路と内層回路に実装された部品とを被覆するように設けられた層間絶縁層にビアホールが形成されていると共に、層間絶縁層上に形成された導電回路と内層回路とがビアホールで導通接続されている請求項２の多層プリント配線板を製造するにあたって、ビアホールが導通接続される内層回路の上に導電材を配した後、内層回路に実装された部品と導電材とを被覆して層間絶縁層を形成し、次いで導電材の箇所において層間絶縁層にビアホールを形成することによって、層間絶縁層上に形成された導電回路と内層回路とをビアホールと導電材とで導通接続することを特徴とする多層プリント配線板の製造方法。
【請求項８】
内層回路と内層回路に実装された部品とを被覆するように設けられた層間絶縁層にビアホールが形成されていると共に、層間絶縁層上に形成された導電回路と内層回路とがビアホールで導通接続されている請求項６の多層プリント配線板を製造するにあたって、内層回路と内層回路に実装された部品とを被覆して層間絶縁層を形成した後、層間絶縁層の表面部に凹所を形成し、次いで凹所の底面においてビアホールを形成することによって、層間絶縁層上に形成された導電回路と内層回路とをビアホールで導通接続することを特徴とする多層プリント配線板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内層回路に部品が実装されており、且つ層間の回路の導通接続がビアホールで行なわれている多層プリント配線板及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
パーソナルコンピュータをはじめとする最近の電子機器の高性能化、小型化に対応するため、プリント配線板の高密度化、薄型化が強く求められている。そのような要求に対応する手法の一つとして、一層ごとにパターンを形成し、逐次積層を行なうビルドアップ工法を用いて製造される多層プリント配線板が最近使用されるようになった。このようなビルドアッププリント配線板では、隣接する層間の回路の電気的接続を行なうため、ブラインドビアホールと呼ばれる、直径１００μｍ、深さ１００μｍ程度の穴を開け、その内壁面に銅めっきを行なうことが一般的である。
【０００３】
さらに、ブラインドビアホール上にブラインドビアホールを重ねて上層と接続する形式（Ｖｉａ  ｏｎ  Ｖｉａ）を採用するため、ビアフィリング（Ｖｉａ−ｆｉｌｌｉｎｇ）と呼ばれる方法が使用されている。この方法は、ブラインドビアホール全体を導電性ペーストなど導電体で充填し、ビルドアッププリント配線板の隣接する層間の電気的接続を行なう方法である。ビアフィリングを用いると、プリント配線板の有効面積が増加するとともに、従来工法によるブラインドビアホール内壁面のみのめっきと比べてより直径の小さいブラインドビアホールで充分な電気的接続を得られるため、多層プリント配線板の小型、高密度化に有効である。
【０００４】
現在考案され、発表されているビアフィリング方法としては、以下の方法が知られている。
１．導電性ペーストを、印刷法によりブラインドビアホールに充填する方法。
２．ビアホールの底部の導体層のみを活性化して、無電解銅めっきを選択的に積み上げる方法。
【０００５】
上記のようなビアホール接続法では、必要な各層間のみの接続が可能であり、回路部品の実装性にも優れている（例えば特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４等参照）。
【０００６】
一方、電子機器の高性能化、小型化の要求に伴い、回路部品の高密度、高機能化が一層叫ばれている。そのため、回路部品の高密度、高機能化に対応して、内層回路板に部品を実装すると共に実装部品を層間絶縁層に埋入させることによって、部品を内蔵した多層プリント配線板が提供されている（例えば特許文献５等参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特開昭６３−４７９９１号公報
【特許文献２】
特開平６−２６８３４５号公報
【特許文献３】
特開２００２−１８５１４０号公報
【特許文献４】
特開２００１−２９１９５４号公報
【特許文献５】
特開平１１−２２０２６２号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
このような部品が内蔵された多層プリント配線板の一例を図４に示す。図４において７は表面に内層回路１を設けた内層回路板、２は内層回路１に実装された部品、４は内層回路１及び実装部品２を被覆するように内層回路板７に設けられた層間絶縁層、３は層間絶縁層４に形成されたビアホール、５は層間絶縁層４の表面に形成された導電回路である。
【０００９】
そして図４にみられるように、部品２が内蔵された多層プリント配線板では、実装部品２の高さを確保するために層間絶縁層４の厚みが厚くなり、内層回路板７に形成した内層回路１と層間絶縁層４の表面に形成した導電回路５の層間距離が３００μｍ以上になってしまう。この結果、ビアホール３の開口から底部までの深さ寸法Ｄは、実装された部品２の背面と層間絶縁層４の表面との間の距離寸法Ｌよりも大きくなり、ビアホール３は深さが非常に大きくなる。従って、小径のビアホール３をレーザーで形成する際の穴あけ深さが深くなるので、レーザーのゆがみ、ふくらみの発生でビアホール３の形成が困難になり、また導電ペーストを充填するにもビアホール３の深さが深いため、空間を残さずにビアホール３内に完全に充填することは困難である。
【００１０】
一方、無電解銅めっきを用いる方法では、ビアホール充填物が導電性の高い金属銅析出物である点で導電性ペースト法より優れているが、めっき皮膜の析出速度が遅いため、生産性に大きな問題がある。また、ビアホール３が深いため、ビアホール３の底部から開口部まで均一に銅めっきを析出させるのは難しく、ビアホール３内部の銅めっき充填が完了する以前に開口部側が閉塞されてしまい、内部に空隙が残るおそれがある。
【００１１】
このように、内層回路１に部品２を実装した多層プリント配線板Ａにあって、層間回路の導通接続をビアホール３で行なう場合には、ビアホール３の接続信頼性に問題が生じるものであった。
【００１２】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、接続信頼性の高いビアホールを有する多層プリント配線板及びその製造法用を提供することを目的とするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係る多層プリント配線板は、内層回路１と内層回路１に実装された部品２とを被覆するように設けられた層間絶縁層４にビアホール３が形成されていると共に、層間絶縁層４上に形成された導電回路５と内層回路１とがビアホール３で導通接続されているプリント配線板において、ビアホール３の開口部から底部までの深さが、実装部品２と層間絶縁層４の表面との間の距離より浅く形成されていることを特徴とするものである。
【００１４】
また請求項２の発明は、請求項１において、ビアホール３の底部の位置が、実装部品２よりも層間絶縁層４の表面に近い位置に配置されていることを特徴とするものである。
【００１５】
また請求項３の発明は、請求項１又は２において、内層回路１上に設けられた導電材６の表面にビアホール３の底部が形成されていることを特徴とするものである。
【００１６】
また請求項４の発明は、請求項３において、導電材６が金属柱であることを特徴とするものである。
【００１７】
また請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれかにおいて、内層回路１が設けられた内層回路板７の表面には凹部８と凸部９が形成されており、凹部８に設けられた内層回路１に部品２が実装されていると共に、凸部９に設けられた内層回路１に導通接続してビアホール３が形成されていることを特徴とするものである。
【００１８】
また請求項６の発明は、請求項１において、層間絶縁層４の表面に凹所１０が形成され、凹所１０の底面に開口してビアホール３が形成されていることを特徴とするものである。
【００１９】
本発明の請求項７に係る多層プリント配線板の製造方法は、内層回路１と内層回路１に実装された部品２とを被覆するように設けられた層間絶縁層４にビアホール３が形成されていると共に、層間絶縁層４上に形成された導電回路５と内層回路１とがビアホール３で導通接続されている請求項２の多層プリント配線板を製造するにあたって、ビアホール３が導通接続される内層回路１の上に導電材６を配した後、内層回路１に実装された部品２と導電材６とを被覆して層間絶縁層４を形成し、次いで導電材６の箇所において層間絶縁層４にビアホール３を形成することによって、層間絶縁層４上に形成された導電回路５と内層回路１とをビアホール３及び導電材６で導通接続することを特徴とするものである。
【００２０】
また本発明の請求項８に係る多層プリント配線板の製造方法は、内層回路１と内層回路１に実装された部品２とを被覆するように設けられた層間絶縁層４にビアホール３が形成されていると共に、層間絶縁層４上に形成された導電回路５と内層回路１とがビアホール３で導通接続されている請求項６の多層プリント配線板を製造するにあたって、内層回路１と内層回路１に実装された部品２とを被覆して層間絶縁層４を形成した後、層間絶縁層４の表面部に凹所１０を形成し、次いで凹所１０の底面においてビアホール３を形成することによって、層間絶縁層４上に形成された導電回路５と内層回路１とをビアホール３で導通接続することを特徴とするものである。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
【００２２】
（実施形態１）
図１は、実施形態１の多層プリント配線板Ａの断面図である。
【００２３】
この多層プリント配線板Ａを製造するにあたっては、まず内層回路板７の表面に設けた内層回路１のうち、一部の内層回路１上に部品２を実装する。そして実施形態１では、層間接続をする内層回路１の上に導電材６を設ける。このように部品２を実装すると共に導電材６を設けた後、部品２や導電材６を被覆するように内層回路板７の表面に層間絶縁層４を設ける。次に、導電材６を設けた箇所において層間絶縁層４にレーザ等を照射することによって、層間絶縁層４にビアホール３を形成する。このビアホール３は層間絶縁層４の表面で開口すると共に導電材６の表面が底面に露出するように形成されている。そしてビアホール３の内周及び底面にメッキ１５を施すと共に導電ペースト１６を充填し、また層間絶縁層４の表面に導電回路５を形成し、さらに必要に応じてスルーホール１７及びスルホールメッキ１８を形成することによって、図１に示すような、実装部品２を内蔵し、且つ内層回路板７の内層回路１と層間絶縁層４上の導電回路５とをビアホール３で導通接続した多層プリント配線板を得ることができるものである。また必要に応じて、上記の工程を繰り返すことによって、さらに多層回路構成に形成することもできるものである。そしてこのようにして得られた多層プリント配線板は、部品２を内蔵するので、部品モジュールとして使用することも可能になり、その場合は他のプリント配線板に実装して使用することができるものである。
【００２４】
ここで、上記の内層回路１は、内層回路板７の表面の回路パターンとして形成されるものであり、たとえば、両面銅張り積層板や、多層プリント配線板、フレキシブルプリント配線板、さらには、ビルドアップ多層プリント配線板等に形成された回路パターンを使用することができる。内層回路板７の基板は、特に限定するものではなく既存の材料で形成される。たとえば、耐熱性が高いエポキシ樹脂、フェノール樹脂、イミド樹脂、またはシアネート樹脂が好ましい。エポキシ樹脂は、耐熱性が特に高いため特に好ましい。また内層回路１や、層間絶縁層４の導電回路５は、電気導電性を有する物質から形成されるものであり、たとえば、銅箔やメッキにより形成することができる。銅箔を用いる場合、たとえば、電解メッキにより作製された厚さ１８μｍ〜３５μｍ程度の銅箔が使用できる。銅箔は基板との接着性を向上させるため、基板と接触する面を粗化することが望ましい。また、銅箔には、接着性および耐酸化性向上のため、銅箔表面をカップリング処理したものや、銅箔表面に錫、亜鉛またはニッケルをメッキしたものを使用してもよい。
【００２５】
また内層回路１に実装される上記の部品２としては、たとえば、能動部品や受動部品を使用することができるものである。能動部品としては、たとえば、トランジスタ、ＩＣ、ＬＳＩなどの半導体素子が用いられる。半導体素子は、半導体ベアーチップであってもよい。また受動部品としては、チップ状の抵抗、チップ状のコンデンサまたはチップ状インダクタなどが用いられる。なお、部品２は、受動部品を含まない場合であってもよい。この部品２を内層回路１に実装するにあたっては、たとえばフリップチップボンディングを用いることができる。
【００２６】
また、層間絶縁層４は、熱硬化性樹脂と無機フィラーを含む混合物から形成することができる。無機フィラーには、たとえば、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＢＮ、ＡｌＮまたはＳｉＯ２などを用いることができる。無機フィラーは、混合物に対して７０重量％から９５重量％であることが好ましい。無機フィラーの平均粒子径は、０．１μｍ〜１００μｍ以下であることが好ましい。熱硬化性樹脂には、たとえば、耐熱性が高いエポキシ樹脂、フェノール樹脂またはシアネート樹脂が好ましい。エポキシ樹脂は、耐熱性が特に高いため特に好ましい。なお、混合物は、さらに分散剤、着色剤、カップリング剤または離型剤を含んでいてもよい。
【００２７】
そして内層回路１とビアホール３を導通接続する導電材６としては、たとえば、導電性を有する金属材料、金属ペースト、金属塊を使用することができる。金属としては、金、銀、銅またはニッケルなどを用いることができるものであり、金、銀、銅またはニッケルは導電性が高いため好ましく、銅は導電性が高くマイグレーションも少ないため特に好ましい。
【００２８】
このように内層回路１とビアホール３の間に導電材６を設けることによって、ビアホール３の深さを浅い寸法に形成することができるものであり、導電材６の形状は、たとえば、柱状、バンプ状、チップ状に形成することができるが、部品２を実装する際に同時に実装することが可能な、柱状、チップ状が好ましい。また、その大きさは、ビアホール３の底部の直径よりも少し大きな平面の大きさを有し、その高さは、部品２の高さよりも大きく形成されるものである。従って、図１にみられるように、ビアホール３の底部の位置は、実装部品２の背面（内層回路板７と反対側の面）よりも層間絶縁層４の表面に近い位置に配置されることになり、ビアホール３の開口から底部までの深さ寸法Ｄは、実装された部品２の背面（内層回路板７と反対側の面）と層間絶縁層４の表面との間の距離寸法Ｌよりも小さくなる。そしてこのようにビアホール３の深さを浅く形成することができる結果、従来のような問題がなくなり、スルーホール３による接続信頼性を高く得ることができるものである。
【００２９】
（実施形態２）
図２は、実施形態２の多層プリント配線板Ａの断面図である。
【００３０】
この実施形態２では、表面に凹部８と凸部９が形成された内層回路板７を用いるものであり、凹部８に設けられた内層回路１に部品２を実装するようにしてある。そしてこのように凹部８において部品２を実装した後、部品２や凸部９に設けられた内層回路１を被覆するように内層回路板７の表面に層間絶縁層４を設ける。次に、凸部９に設けた内層回路１の箇所において層間絶縁層４にレーザ等を照射することによって、層間絶縁層４にビアホール３を形成する。このビアホール３は層間絶縁層４の表面で開口すると共に内層回路１の表面が底面に露出するように形成されている。そしてこの他は、上記の実施形態２と同様にして、図２に示すような、実装部品２を内蔵し、且つ内層回路板７の内層回路１と層間絶縁層４上の導電回路５とをビアホール３で導通接続した多層プリント配線板を得ることができるものである。
【００３１】
ここで、内層回路板７の凹部８と凸部９の高さの差は、実装部品２の高さ寸法よりも大きい寸法で形成されるものである。従って、図２にみられるように、ビアホール３の底部の位置は、部品２の背面（内層回路板７と反対側の面）よりも層間絶縁層４の表面に近い位置に配置されることになり、ビアホール３の開口から底部までの深さ寸法Ｄは、実装された部品２の背面（内層回路板７と反対側の面）と層間絶縁層４の表面との間の距離寸法Ｌよりも小さくなる。そしてこのようにビアホール３の深さを浅く形成することができる結果、従来のような問題がなくなり、スルーホール３による接続信頼性を高く得ることができるものである。
【００３２】
（実施形態３）
図３は、実施形態３の多層プリント配線板Ａの断面図である。
【００３３】
この多層プリント配線板Ａを製造するにあたっては、まず内層回路板７の表面に設けた内層回路１のうち、一部の内層回路１上に部品２を実装する。このように部品２を実装した後、部品２や部品２を実装していない他の内層回路１を被覆するように内層回路板７の表面に層間絶縁層４を設ける。そして次に、実施形態３では、層間接続する内層回路１の箇所において層間絶縁層４の表面を座ぐり加工することによって、層間絶縁層４の表層部に凹所１０を形成する。この後、凹所１０の底部において層間絶縁層４にレーザ等を照射することによって、層間絶縁層４にビアホール３を形成する。このビアホール３は層間絶縁層４の凹所１０の底面で開口すると共に内層回路１の表面が底面に露出するように形成されている。そして凹所１０の内周及び底面にもメッキ１５を施す他は、上記の実施形態１と同様にして、図３に示すような、実装部品２を内蔵し、且つ内層回路板７の内層回路１と層間絶縁層４上の導電回路５とをビアホール３で導通接続した多層プリント配線板を得ることができるものである。
【００３４】
ここで、層間絶縁層４の表層部の凹所１０の深さは、実装部品２の高さ寸法よりも大きい寸法で形成されるものである。従って、図３にみられるように、ビアホール３の開口から底部までの深さ寸法Ｄは、実装された部品２の背面（内層回路板７と反対側の面）と層間絶縁層４の表面との間の距離寸法Ｌよりも小さくなる。そしてこのようにビアホール３の深さを浅く形成することができる結果、従来のような問題がなくなり、スルーホール３による接続信頼性を高く得ることができるものである。
【００３５】
尚、上記各実施形態において、ビアホール３の底部での接続信頼性を向上させるために、ビアホール３との接続面となる内層回路１や導電材６の表面を平滑化しておくのが好ましい。
【００３６】
【発明の効果】
上記のように本発明の請求項１に係る多層プリント配線板は、ビアホールの開口部から底部までの深さが、実装部品と層間絶縁層の表面との間の距離より浅く形成されているので、実装部品を層間絶縁層内に内蔵することによって層間絶縁層の厚みが厚くなっても、ビアホールの深さは浅く形成されているものであり、接続信頼性の高いビアホールを有する多層プリント配線板を得ることができるものである。
【００３７】
また請求項２の発明にあっては、ビアホールの深さを浅く形成することが容易になり、接続信頼性の高いビアホールを有する多層プリント配線板を容易に得ることができるものである。
【００３８】
また請求項３の発明にあっては、導電材の高さ寸法分、ビアホールの深さを浅く形成することができるものであり、接続信頼性の高いビアホールを有する多層プリント配線板を容易に得ることができるものである。
【００３９】
また請求項４の発明にあっては、導電材の表面が底部に露出するようにビアホールを形成することが容易になり、導電材によるビアホールと内層回路との導通信頼性を高く得ることができるものである。
【００４０】
また請求項５の発明にあっては、凹部と凸部の高さの差の寸法分、ビアホールの深さを浅く形成することができるものであり、接続信頼性の高いビアホールを有する多層プリント配線板を容易に得ることができるものである。
【００４１】
また請求項６の発明にあっては、凹所の深さ寸法分、ビアホールの深さを浅く形成することができるものであり、接続信頼性の高いビアホールを有する多層プリント配線板を容易に得ることができるものである。
【００４２】
本発明の請求項７に係る多層プリント配線板の製造方法は、ビアホールが導通接続される内層回路の上に導電材を配した後、内層回路に実装された部品と導電材とを被覆して層間絶縁層を形成し、次いで導電材の箇所において層間絶縁層にビアホールを形成することによって、層間絶縁層上に形成された導電回路と内層回路とをビアホール及び導電材で導通接続するようにしたので、導電材の高さ寸法分、ビアホールの深さを浅く形成することができるものであり、接続信頼性の高いビアホールを有する多層プリント配線板を容易に製造することができるものである。
【００４３】
また本発明の請求項８に係る多層プリント配線板の製造方法は、内層回路と内層回路に実装された部品とを被覆して層間絶縁層を形成した後、層間絶縁層の表面部に凹所を形成し、次いで凹所の底面においてビアホールを形成して層間絶縁層上に形成された導電回路と内層回路とをビアホールで導通接続するようにしたので、凹所の深さ寸法分、ビアホールの深さを浅く形成することができるものであり、接続信頼性の高いビアホールを有する多層プリント配線板を容易に製造することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１を示す断面図である。
【図２】本発明の実施形態２を示す断面図である。
【図３】（ａ）は本発明の実施形態３を示す断面図、（ｂ）はその一部を拡大した斜視図である。
【図４】従来例を示す断面図である。
【符号の説明】
１  内層回路
２  部品
３  ビアホール
４  層間絶縁層
５  導電回路
６  導電材
７  内層回路板
８  凹部
９  凸部
１０  凹所
【図１】
2005005332.tif 000003
【図２】
2005005332.tif 000004
【図３】
2005005332.tif 000005
【図４】
2005005332.tif 000006