(57)【要約】【課題】薄い箔型コア基板を使用していても反りにくく、かつ配線パターンの微細化が容易な配線基板を提供する。【解決手段】箔型コア基板５の間に金属箔２を挿入する。コア絶縁層３，４はともに、ガラス繊維などの強化基材に合成樹脂を含浸させた複合材料から構成されている。このような構造にすることにより、箔型コア基板５の厚さが薄く（０．２〜０．６ｍｍ）ても、配線基板１全体の反りを抑制できる。さらに、箔型コア基板５の両主表面ＣＰ１，ＣＰ２には導体層と絶縁層を交互に積層した配線積層部Ｌ１，Ｌ２が形成されている。この絶縁層には、ガラス繊維などが含まれていないので、微細なビアを形成しやすい。また、セミアディティブ法を用いることで、微細な配線パターンを形成しやすくなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属箔と、その金属箔の両主表面に配置され、強化基材に合成樹脂を含浸させた複合材料から構成される第一コア絶縁層および第二コア絶縁層とを含む箔型コア基板と、
強化基材を含有しない非複合材料から構成される絶縁層と、導電性材料からなる導体層とを前記コア基板の両主表面に交互に積層して形成した第一配線積層部および第二配線積層部と、
を備えることを特徴とする配線基板。
【請求項２】
前記箔型コア基板は全体の厚さが０．２〜０．６ｍｍである請求項１記載の配線基板。
【請求項３】
前記金属箔の所定位置に形成された金属箔貫通孔と、
前記箔型コア基板に貫通形成され、前記第一配線積層部および第二配線積層部を電気的に接続するとともに、前記金属箔貫通孔の内側に位置して、前記金属箔から絶縁されているスルーホール導体と、
を備える請求項１または２記載の配線基板。
【請求項４】
前記金属箔の厚さは２５〜１００μｍである請求項１ないし３のいずれか１項に記載の配線基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配線基板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器における高機能化並びに軽薄短小化の要求により、ＩＣチップやＬＳＩ等の電子部品では高密度集積化が急速に進んでおり、これに伴い、電子部品を搭載するパッケージ基板には、従来にも増して高密度配線化及び多端子化が求められている。
【０００３】
このようなパッケージ基板としては、ビルドアップ多層配線基板が採用されている。ビルドアップ多層配線基板とは、補強繊維に樹脂を含浸させた絶縁性のコア基板（ＦＲ−４等のガラスエポキシ基板）のリジッド性を利用し、その両主表面上に、高分子材料からなる絶縁体層と導体層とを交互に積層したものである。このようなビルドアップ多層配線基板では、ビルドアップ層において高密度配線化が実現されており、一方、コア基板は補強の役割を果たす。そのため、コア基板は、ビルドアップ層と比べて非常に厚く構成され、またその内部にはそれぞれの主表面に配されたビルドアップ層間の導通を図るための配線（スルーホール導体と呼ばれる）が厚さ方向に貫通形成されている。ところが、使用する信号周波数が１ＧＨｚを超える高周波帯域となってきた現在では、そのような厚いコア基板を貫通する配線は、大きなインダクタンスとして寄与してしまうという問題がある。
【０００４】
そこで、コア基板を薄くすることが考えられたが、薄すぎると剛性を確保できず、反りが発生して配線基板の製造が困難になる問題や、ＩＣチップのアセンブリがしにくくなる問題が生じる。この問題を解決するために、例えば下記特許文献１に開示された配線基板では、厚さ１００μｍ程度の銅板（金属板）をコア基板に用いている。金属板を使用することによって配線基板全体の剛性を確保でき、反りを低減できるようになる。
【特許文献１】特開２０００−１０１２４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら上記配線基板では、配線積層部（ビルドアップ層）を構成する絶縁層として、連続多孔質ＰＴＦＥやガラス繊維等にエポキシ樹脂を含浸させたプリプレグを用いているため、微細なビアを形成することが比較的困難であった。そのため、配線パターンの微細化が容易な配線基板が求められてきた。
【０００６】
本発明は上述のような事情を背景になされたもので、特に、薄いコア基板を使用していても反りにくく、かつ配線パターンの微細化が容易な配線基板を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段および発明の効果】
【０００７】
この発明は、
金属箔と、その金属箔の両主表面に配置され、強化基材に合成樹脂を含浸させた複合材料から構成される第一コア絶縁層および第二コア絶縁層とを含む箔型コア基板と、
強化基材を含有しない非複合材料から構成される絶縁層と、導電性材料からなる導体層とを前記コア基板の両主表面に交互に積層して形成した第一配線積層部および第二配線積層部と、
を備えることを特徴とする配線基板である。
【０００８】
上記発明によると、金属箔（例えば厚さ２５〜１００μｍの銅箔）を第一および第二コア絶縁層で挟み込んだ箔型コア基板が用いられる。第一および第二コア絶縁層は、ガラス繊維等の強化基材に合成樹脂を含浸させた複合材料から構成される。箔型コア基板の中心には金属箔が位置しているので、箔型コア基板全体の厚さが薄くても比較的高い剛性を確保でき、配線基板の反りを抑制できる。その結果、配線基板を製造しやすくなる。また、ＩＣチップのアセンブリが容易になり、半田バンプの更なる狭ピッチ化に対応することができる。
【０００９】
一方、箔型コア基板の両主表面には、導体層および絶縁層が交互に積層された配線積層部が形成されるのであるが、この絶縁層はガラス繊維等を含まない非複合材料から構成される。そのため、この絶縁層に比較的微細なビアを形成することができ、また、配線積層部の形成工程において周知のセミアディティブ法を利用できるので、配線パターンの微細化が容易になる。
【００１０】
従来の配線基板（例えば特許文献１）では、金属箔の両面に積層される絶縁層の全てが複合材料（ガラス繊維や連続多孔質ＰＴ等の強化基材に合成樹脂を含浸させたもの）から構成されていた。そのため配線基板全体としての剛性が高く、反りにくいものであった。しかしながら本発明のように、配線積層部を構成する絶縁層に強化基材が含まれていない場合は、全体の剛性が低いので、反り応力に弱い。そのため、金属箔を入れることによって箔型コア基板の剛性を高める効果が特に顕著に現れる。
【００１１】
なお、箔型コア基板の厚さは０．２〜０．６ｍｍとするとよい。その理由は、０．２ｍｍ未満だと薄すぎて、金属箔を入れたとしても反りが生じやすくなり、また、０．６ｍｍを超えるとインダクタンスが高くなって高周波数に適さなくなるためである。より望ましい厚さは０．２５〜０．５５ｍｍであり、更に望ましくは０．３〜０．５ｍｍである。
【００１２】
一方、上記金属箔は、ＧＮＤに接続したり、電源供給部として利用したりできるのであるが、その場合、箔型コア基板に形成したスルーホール導体（第一、第二配線積層部を接続する導体）が金属箔に接触してしまう問題がある。この問題を解決するには、以下の構成を採用するとよい。すなわち、
前記金属箔の所定位置に形成された金属箔貫通孔と、
前記箔型コア基板に貫通形成され、前記第一配線積層部および第二配線積層部を電気的に接続するとともに、前記金属箔貫通孔の内側に位置して、前記金属箔から絶縁されているスルーホール導体と、
を備える配線基板。
【００１３】
なお、本発明では、箔型コア基板が薄くても反りが生じにくいので、製造工程中でスルーホールを形成する際、複数枚の箔型コア基板を重ねてドリル等により一気に穿孔加工できる。そのため、製造コストを低減できる効果もある。
【００１４】
また、前記金属箔の厚さは２５〜１００μｍにするとよい。その理由は、金属箔の厚さが２５μｍ未満になると反りが発生しやすくなり、１００μｍを超えると、後述する製造工程において上記金属箔貫通孔をエッチング形成しにくくなるためである。金属箔の厚さは、より好ましくは２５〜７５μｍであり、更に好ましくは３０〜５０μｍである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の実施形態を、図面を参照しながら以下に説明する。
図１に、本発明に係る配線基板１の模式断面図を示す。このように、配線基板１は金属箔２と、その金属箔２の両主表面ＭＰ１，ＭＰ２に配置された第一コア絶縁層３および第二コア絶縁層４を備え、これら金属箔２および第一、第二コア絶縁層３、４によって箔型コア基板５が構成されている。箔型コア基板５全体の厚さは０．２〜０．６ｍｍとされ、金属箔２の厚さは２５〜１００μｍにされている。金属箔２としては、銅箔が好適に用いられる。また、第一、第二コア絶縁層３、４はともに、ガラス繊維やＰＴＦＥ（フッ素樹脂）、アラミド繊維などの強化基材に合成樹脂（例えばエポキシ樹脂）を含浸させた複合材料によって構成されている。
【００１６】
一方、箔型コア基板５の第一主表面ＣＰ１には絶縁層Ｖ１，Ｖ２および導体層Ｍ１〜Ｍ３を交互に積層した第一配線積層部Ｌ１が形成され、第二主表面ＣＰ２には絶縁層Ｖ１１，Ｖ１２および導体層Ｍ１１〜Ｍ１３を交互に積層した第二配線積層部Ｌ２が形成されている。第一配線積層部Ｌ１の絶縁層Ｖ１，Ｖ２と、第二配線積層部Ｌ２の絶縁層Ｖ１１，Ｖ１２はともに、ガラス繊維などの強化基材を含まない合成樹脂（非複合材料）から構成されている。
【００１７】
後述するように、配線基板１を製造する工程においては、箔型コア基板５の両主表面ＣＰ１，ＣＰ２に導体層および絶縁層を順次積層していくのであるが、この際に熱が加わるため、冷却した時に、第一配線積層部Ｌ１と第二配線積層部Ｌ２との間の配線密度の差によって熱収縮率の差が生じ、箔型コア基板５に反り応力が加わる。しかしながら本発明では箔型コア基板に金属箔２を挿入しているので、このような反り応力が生じたとしても、基板全体が反りにくくなるのである。そのため、製造工程において反った基板が他の装置に接触するなどの不具合を未然に防止できる。従来は、このような薄コア品を製造する場合には、反りが生じることを前提とした専用ライン（薄コア専用ライン）を利用せざるを得なかったが、本発明により、厚コア品のように反りが生じにくい製品を製造するライン（厚コア用ライン）を利用することも可能となり、従って、工場の稼動効率を上げることが可能となる。
【００１８】
なお、従来の技術（例えば上記特許文献１）では絶縁層Ｖ１〜Ｖ１２も複合材料を使用していたため、第一、第二配線積層部Ｌ１，Ｌ２の剛性が比較的高くされていた。しかしながら本発明では絶縁層Ｖ１〜Ｖ１２を非複合材料としているため、第一、第二配線積層部Ｌ１，Ｌ２の剛性が比較的低く、従って、金属箔２を挿入する効果が特に顕著に現れる。
【００１９】
上述したように、箔型コア基板５の全体の厚さは０．２〜０．６ｍｍにされている。その理由は、０．２ｍｍ未満だと薄すぎて、金属箔２を入れていたとしても反りが生じやすくなり、また、０．６ｍｍを超えるとインダクタンスが高くなるので、高周波数に適さなくなるためである。また、金属箔２の厚さは２５〜１００μｍとされている。その理由は、２５μｍ未満になると反りが発生しやすくなり、１００μｍを超えると、後述する製造工程において金属箔貫通孔１３をエッチング形成しにくくなるからである。
【００２０】
配線基板１の構造について更に詳細に説明する。箔型コア基板５にはドリルやレーザなどによりスルーホール６ａ，６ｂが貫通形成され、その内壁面にはコア導体層Ｍ１，Ｍ１１を互いに導通させるスルーホール導体７ａ，７ｂが形成されている。より詳しくは、金属箔２には所定位置に金属箔貫通孔１３が形成され、第一スルーホール６ａはその金属箔貫通孔１３が形成された位置に、箔型コア基板５を貫通するように形成されている。第一スルーホール６ａの直径は金属箔貫通孔１３の直径よりも小さくされており、第一スルーホール６ａの内周面が金属箔貫通孔１３の内周面に接触しないようになっている。これにより、第一スルーホール導体７ａを金属箔２から絶縁することができる。一方、第二スルーホール導体７ｂは金属箔２と接続されている。すなわち、金属箔２をＧＮＤに接続したり、電源供給部として使用したりできるのであるが、その場合、第二スルーホール導体７ｂは金属箔２と同電位に固定される。
【００２１】
また、コア導体層Ｍ１，Ｍ１１の上層には、非複合材料（例えばエポキシ樹脂）からなる第一絶縁層Ｖ１，Ｖ１１がそれぞれ形成されている。さらに、その表面には配線パターンを構成する第一導体層Ｍ２，Ｍ１２がＣｕメッキにより形成されている。コア導体層Ｍ１，Ｍ１１と第一導体層Ｍ２，Ｍ１２は、それぞれビア１２により層間接続がなされている。ビア１２は、ビアホール１２ｈと、その内周面に設けられたビア導体１２ｓと、底面側にてビア導体１２ｓと導通するように設けられたビアパッド１２ｐとを有している。
【００２２】
また、第一導体層Ｍ２，Ｍ１２の上層には、非複合材料からなる第二絶縁層Ｖ２，Ｖ１２が形成され、その表面には第二導体層Ｍ３，Ｍ１３によってパッド９，１１が形成されている。第二絶縁層Ｖ２，Ｖ１２の表面はソルダーレジストＳＲ１，ＳＲ１１が被覆しており、各パッド９，１１を個別に露出するための開口部１７が形成されている。一方、パッド９には、ＩＣチップ等との接続をするための半田バンプ１０が形成されている。パッド１１はマザーボード等にピングリッドアレイ（ＰＧＡ）あるいはボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）により接続するために用いられる。パッド９，１１は、図２Ａ，Ｂに示すように、それぞれ格子状に配置されている。
【００２３】
次に、本発明に係る配線基板１の製造方法を、図３〜図５の工程図を用いて説明する。まず、図３Ａに示すように金属箔２を用意し、一方の主表面ＭＰ１にフォトレジスト１４を塗布して所定パターンを形成するとともに、他方の主表面ＭＰ２に保護樹脂層１５を塗布する（図３Ｂ）。その後、ウエットエッチングにより金属箔貫通孔１３をエッチング形成し、フォトレジスト１４および保護樹脂層１５を除去する（図３Ｃ，Ｄ）。上述したように、金属箔２の厚さは１００μｍ以下にされているので、無理なくエッチング処理できる。その後、ガラス繊維にエポキシ樹脂を含浸させた複合材料（プリプレグ）および銅箔を重ね、真空熱プレス機（図示しない）によって熱圧着することにより、第一、第二コア絶縁層３，４および銅箔Ｃｕ１，Ｃｕ２を形成する。金属箔貫通孔１３の内部は、複合材料から染み出したエポキシ樹脂が充填される（図３Ｅ）。
【００２４】
続いて、ドリルまたはレーザを用いて、箔型コア基板５の所定位置にスルーホール６ａ，６ｂを穿孔する（図３Ｆ）。スルーホール６ａの直径は金属箔貫通孔１３の直径よりも小さくされており、かつ、内周面から金属箔２が露出しないように、スルーホール６ａの位置決めがされている。この工程では、箔型コア基板５の厚さが十分薄いので、複数枚（例えば２、３枚）の箔型コア基板５を重ね、まとめて穿孔することができる。その後、周知のサブトラクティブ法によりコア導体層Ｍ１，Ｍ１１の導体パターンおよびスルーホール導体７ａ，７ｂを形成する（図４Ｇ）。すなわち、無電解銅めっき処理を行うことにより銅箔Ｃｕ１，Ｃｕ２およびスルーホール６ａ，６ｂ内に無電解銅めっき層を形成し、その後、フォトレジストを塗布して所定パターンを露光形成する。そして、無電解銅めっき層を共通電極としてフォトレジストの開口部やスルーホール６内部に電解銅めっき処理を施して厚さを増し、その後、フォトレジストを除去して不要な無電解銅めっき層をエッチング除去する。この一連の工程により銅箔Ｃｕ１，Ｃｕ２は厚さが増してコア導体層Ｍ１，Ｍ２となる。
【００２５】
次に、スルーホール導体７ａ，７ｂの内部にエポキシ樹脂からなる充填材８を充填し、箔型コア基板５の両主表面ＭＰ１，ＭＰ２に、強化基材を含まないエポキシ樹脂（非複合材料）を塗布して第一絶縁層Ｖ１，Ｖ１１を形成する（図４Ｈ）。その後、レーザにより所定位置にビアホール１６を形成する（図５Ｉ）。この際、第一絶縁層Ｖ１，Ｖ１１にガラス繊維等が含まれていると、レーザによってガラス繊維を切断するのに大きなエネルギーが必要となり、微細なビアホール１６を形成しにくくなったり、ビアホール１６の内面をきれいに仕上げるのが難しくなったりする。しかし本発明では、第一絶縁層Ｖ１，Ｖ１１にガラス繊維等が含まれていないため、このような問題が生じにくい。
【００２６】
次いで、周知のセミアディティブ法により導体層Ｍ２，Ｍ１２の導体パターンおよびビア１２を形成する（図５Ｊ）。すなわち、第一絶縁層Ｖ１，Ｖ１１の表面およびビアホール１６の内面を粗面化処理した後、無電解銅めっき処理を施して全体に無電解銅めっき層を形成する。そして、フォトレジストを塗布して所定パターンを露光形成する。その後、無電解銅めっき層を共通電極としてフォトレジストの開口やビアホール１６の内面に電解銅めっき処理を施して厚さを増し、フォトレジストを除去して不要な無電解銅めっき層をクイックエッチング法により除去する。このようなセミアディティブ法はファインパターンに向いているので、配線の微細化が容易になる。
【００２７】
その後、エポキシ樹脂等を塗布することにより第二絶縁層Ｖ２，Ｖ１２を形成し、レーザを用いて所定位置にビアホールを穿孔した後、セミアディティブ法を再度用いて第二導体層Ｍ３，Ｍ１３の導体パターンを形成する（図５Ｋ）。そして、ソルダーレジストＳ１，Ｓ１２を塗布し、フォト工程を施して、パッド９，１１を個別に露出させる開口部１７を形成する。その後、パッド９に半田ペーストをスクリーン印刷し、リフローして半田バンプ１０を形成する。このようにして、図１に示す配線基板１が製造される。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に係る配線基板１の模式断面図である。
【図２】配線基板１の（Ａ）表面図（Ｂ）裏面図。
【図３】（Ａ）〜（Ｅ）配線基板１の製造方法を示す図である。
【図４】（Ｆ）〜（Ｈ）図３に続く図。
【図５】（Ｉ）〜（Ｋ）図４に続く図。
【符号の説明】
【００２９】
１  配線基板
２  金属箔
３  第一コア絶縁層
４  第二コア絶縁層
５  箔型コア基板
６  スルーホール
７ａ，７ｂ  スルーホール導体
８  樹脂製充填材
９  パッド
１０  半田バンプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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