(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１または複数の内側絶縁層と、
上記内側絶縁層を厚さ方向に貫通するスルーホールと、
上記スルーホールの内壁面に形成された筒状のスルーホール導体と、
上記スルーホール導体の内側に形成された樹脂充填体と、
上記内側絶縁層の外側に積層された外側絶縁層と、
上記内側絶縁層と上記外側絶縁層との層間に形成され、上記樹脂充填体を覆うと共に、上記スルーホール導体と接続する蓋メッキ層と、
上記外側絶縁層を厚さ方向に貫通する、上記スルーホールよりも小径のビアホールと、
上記ビアホール内に形成され、上記蓋メッキ層と接続するビア導体と、
上記外側絶縁層の外側面に形成され、上記ビア導体と接続し、その周囲に延在するビアランドと、
上記外側絶縁層の外側に形成され、上記ビアランドと接続する配線層と、
を備える配線基板であって、
上記ビアホールの中心軸が上記スルーホールの中心軸と一致しないように、且つ上記ビアホールの中心軸が上記スルーホール内に含まれるようにされ、
上記配線層と上記ビアランドとの接続位置は、上記ビアホールの中心軸よりも上記スルーホールの中心軸側に位置する
配線基板。
【請求項２】
請求項１に記載の配線基板であって、
前記ビアホールの前記ビアランド側の周縁のうち、前記配線層と前記ビアランドとの接続位置がこのビアホールの径方向外側に位置する部分と、前記スルーホールの中心軸とが交わる
配線基板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、配線基板に関し、特に筒状のスルーホール導体とこれに接続するビア導体とを有する配線基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の配線基板としては、図３に示す配線基板１０のようなものが知られている。配線基板１０は、図３に示すように、内側絶縁層１７の外側（図中上方）に外側絶縁層１８及びソルダーレジスト層１９が積層されている。内側絶縁層１７には、これを貫通するスルーホール１２が形成され、このスルーホール１２の内壁面には筒状のスルーホール導体２１が形成されている。さらに、スルーホール導体２１内には樹脂充填体１６が形成され、さらに内側絶縁層１７と外側絶縁層１８との層間には、樹脂充填体１６を覆うように蓋メッキ層２２が形成されている。外側絶縁層１８には、ビアホール１１が形成され、このビアホール１１内には蓋メッキ層２２と接続するビア導体１３が形成されている。さらに、外側絶縁層１８とソルダーレジスト層１９との層間には、ビア導体１３の周囲を囲んで接続するビアランド１４と、このビアランド１４と接続する配線層１５とが形成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、樹脂の熱膨張係数は、金属の熱膨張係数よりも大きい。従って、配線基板では、内側絶縁層及び樹脂充填体の熱膨張係数が、スルーホール導体の熱膨張係数より大きい。このため、配線基板の温度が上下すると、内側絶縁層及び樹脂充填体がスルーホール導体に比べて大きく伸縮する。
ところで、図３に示すように、従来の配線基板１０では、ビアホール１１とスルーホール１２とが同軸に形成されていた。上述のように、配線基板１０の温度が上下すると、内側絶縁層１７及び樹脂充填体１６がスルーホール導体２１に比べて大きく伸縮する。このために、配線基板１０では、ビア導体１３とビアランド１４との境界部１４ｂに応力が集中して、図３に破断線で示すように、この境界部１４ｂにクラックが生じることがあった。
【０００４】
このため、ビア導体１３とビアランド１４との間の抵抗が大きくなることがあった。従って、ビアランド１４を介してビア導体１３と接続する配線層１５とビア導体１３との間の抵抗が大きくなることがあった。特に、配線層１５とビア導体１３とを最短距離で結ぶ経路中に位置する境界部１４ｂにクラックが生じると、両者を結ぶ経路が長くなり、また細くなるから、両者間の抵抗が大きくなりやすい。さらに極端な場合には、環状の境界部１４ｂを一周するクラックが生じて、ビア導体１３とビアランド１４とが断線することがあった。従って、ビア導体１３と配線層１５とが断線してしまうことがあった。
【０００５】
本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであって、ビア導体とビアランドとの間やビア導体と配線層との間の抵抗が大きくなりにくく、また、断線が生じ難くした、信頼性の高い配線基板を提供する。
【０００６】
【課題を解決するための手段、作用及び効果】
その解決手段は、１または複数の内側絶縁層と、上記内側絶縁層を厚さ方向に貫通するスルーホールと、上記スルーホールの内壁面に形成された筒状のスルーホール導体と、上記スルーホール導体の内側に形成された樹脂充填体と、上記内側絶縁層の外側に積層された外側絶縁層と、上記内側絶縁層と上記外側絶縁層との層間に形成され、上記樹脂充填体を覆うと共に、上記スルーホール導体と接続する蓋メッキ層と、上記外側絶縁層を厚さ方向に貫通する上記スルーホールよりも小径のビアホールと、上記ビアホール内に形成され、上記蓋メッキ層と接続するビア導体と、上記外側絶縁層の外側面に形成され、上記ビア導体と接続し、その周囲に延在するビアランドと、上記外側絶縁層の外側面に形成され、上記ビアランドと接続する配線層と、を備える配線基板であって、上記ビアホールの中心軸が上記スルーホールの中心軸と一致しないように、且つ上記ビアホールの中心軸が上記スルーホール内に含まれるようにされ、上記配線層と上記ビアランドとの接続位置は、上記ビアホールの中心軸よりも上記スルーホールの中心軸側に位置する配線基板である。
【０００７】
本発明の配線基板では、ビアホールの中心軸がスルーホールの中心軸と一致しないように、且つビアホールの中心軸がスルーホール内に含まれるようにしている。つまり、ビアホールの中心軸をスルーホールの中心軸からずらし、しかも、これがスルーホール内に含まれるようにしている。従って、ビアランドとビア導体との境界部のうち、ビアホールの中心軸よりスルーホールの中心軸側の部分は、その反対側の部分に比してスルーホールの中心軸に近づくようになる。
ところで、内側絶縁層及び樹脂充填体とスルーホール導体との熱膨張係数の違いによる応力は、スルーホール導体を外側絶縁層側に延ばした筒状の領域で最も高くなり、それよりもスルーホールの径方向内側及び外側にずれるにしたがって減少すると考えられる。このため、本発明の配線基板では、ビアランドとビア導体との境界部のうちビアホールの中心軸よりもスルーホールの中心軸側の部分では、その反対側の部分よりも相対的に応力が低くなる。従って、少なくとも、上記境界部のうちビアホールの中心軸よりスルーホールの中心軸側の部分では、クラックが生じにくくなる。
【０００８】
しかも、本発明では、配線層とビアランドとの接続位置を、ビアホールの中心軸よりもスルーホールの中心軸側に位置させている。つまり、ビアランドとビア導体との境界部のうちクラックが生じにくい部分を通って、配線層とビア導体とが最短距離で結ばれることになる。このため、たとえ上記境界部のうち反対側の部分にクラックが生じたとしても、このクラックが配線層とビア導体との間の抵抗に及ぼす影響は小さい。また、クラックが境界部の全周にわたって生じ、断線となることも防止できる。
【０００９】
さらに、上記配線基板であって、前記ビアホールの前記ビアランド側の周縁のうち、前記配線層と前記ビアランドとの接続位置が上記ビアホールの径方向外側に位置する部分と、前記スルーホールの中心軸とが交わる配線基板とすると良い。
【００１０】
本発明の配線基板では、ビアランドとビア導体との境界部のうち、配線層とビアランドとの接続位置がビアホールの径方向外側に位置する部分と、スルーホールの中心軸とが交わる。
ところで、内側絶縁層及び樹脂充填体とスルーホール導体との熱膨張係数の違いによる応力は、スルーホール導体を外側絶縁層側に延ばした筒状の領域よりも内側の領域では、スルーホールの中心軸上が最も低いと考えられる。このため、上述のように配置することで、ビアランドとビア導体との境界部のうち配線層とビアランドとの接続位置がビアホールの径方向外側に位置する部分にかかる応力を最も低くできるので、この部分にクラックが生じる危険性を最も低くできる。従って、ビア導体と配線層との最短経路にクラックが生じる危険性を最も低くできるので、抵抗安定性が高く、断線の危険性を最も低くすることができる。
なお、本明細書において、ビアホールの径とは、ビアホールの開口径（直径）のうち最も大きな部分を差す。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態を、図面を参照しつつ説明する。図１に示す配線基板１００は、コア基板１１０（内側絶縁層）、コア主面１１０ｂ側に積層された樹脂絶縁層１２０（外側絶縁層）、及びソルダーレジスト層１３０を有する。さらに、図示しないが、コア裏面側にも同様に、樹脂絶縁層、及びソルダーレジスト層が積層されている。
コア基板１１０は、厚さ８００μｍのガラス−エポキシ樹脂複合材料からなり、この厚さ方向を貫通する内径１００μｍのスルーホール１１１が多数形成されている。さらに、スルーホール１１１内には、厚さ１８ｍｍの円筒状のスルーホール導体１１２が形成されている。さらに、スルーホール導体１１２の貫通孔１１２ｂ内には樹脂充填体１１３が充填されている。
【００１２】
コア基板１１０と樹脂絶縁層１２０との層間には、樹脂充填体１１３を覆いつつスルーホール導体１１２と接続する、厚さ１５μｍの蓋メッキ層１１５が形成されている。樹脂絶縁層１２０は、厚さ３０μｍのエポキシ樹脂からなり、多数のビアホール１２１が形成されている。さらに、ビアホール１２１内には、蓋メッキ層１１５と接続する肉厚１５μｍのビア導体１２２が形成されている。さらに、樹脂絶縁層１２０とソルダーレジスト層１３０との層間には、ビア導体１２２の周囲に位置し、これと接続するビアランド１３１が形成され、さらに、ビアランド１３１と接続する配線層１３２が形成されている。さらに、ソルダーレジスト層１３０には、貫通孔１３３が形成されており、配線層１３２の一部を露出させてパッド１３２ｂを形成している。配線基板１００には、このパッド１３２ｂを利用して、図示しないＩＣチップ等の電子部品が搭載される。
【００１３】
さらに、本実施形態の配線基板１００では、ビアホール１２１の中心軸Ｃ２がスルーホール１１１の中心軸Ｃ１と一致しないように、且つビアホール１２１の中心軸Ｃ２がスルーホール１１１内に含まれるようにしている。つまり、上面視した位置関係を図２に示すように、ビアホール１２１の中心軸Ｃ２をスルーホール１１１の中心軸Ｃ１からずらし、しかも、中心軸Ｃ２がスルーホール１１１内に含まれるようにしている。従って、ビアランド１３１とビア導体１２２との境界であるリング状の境界部１３１ｂのうち、ビアホール１２１の中心軸Ｃ２よりスルーホール１１１の中心軸Ｃ１側（図中右側）の部分である中心軸Ｃ１側境界部１３１ｆは、その反対側の部分である反対側境界部１３１ｇに比してスルーホール１１１の中心軸Ｃ１の近くに位置するようになる。
【００１４】
ところで、配線基板１００では、ガラス−エポキシ樹脂複合材料からなるコア基板１１０の厚さ方向の熱膨張係数、及びエポキシ樹脂からなる樹脂充填体１１３の熱膨張係数が約４０ｐｐｍ、銅からなるスルーホール導体１１２の熱膨張係数が約１８ｐｐｍとなっている。従って、コア基板１１０及び樹脂充填体１１３の熱膨張係数がスルーホール導体１１２の熱膨張係数よりもおよそ２倍以上大きいために、配線基板１００の温度が上下すると、コア基板１１０及び樹脂充填体１１３がスルーホール導体１１２に比べて大きく伸縮する。このため、コア基板１１０及び樹脂充填体１１３とスルーホール導体１１２との熱膨張係数の違いによる応力は、スルーホール導体１１２を樹脂絶縁層１２０側に延ばした筒状の領域で最も高くなり、それよりもスルーホール１１１の径方向内側及び外側にずれるにしたがって減少すると考えられる。
このため、中心軸Ｃ１側境界部１３１ｆは、反対側境界部１３１ｇよりも相対的に応力が低くなる。従って、少なくとも、中心軸Ｃ１側境界部１３１ｆでは、クラックが生じにくくなる。
【００１５】
さらに、本実施形態の配線基板１００では、図２に示すように、配線層１３２とビアランド１３１との接続位置Ｒを、ビアホール１２１の中心軸Ｃ２よりスルーホール１１１の中心軸Ｃ１側に位置させている。つまり、ビアランド１３１とビア導体１２２との境界部１３１ｂのうち、クラックが生じにくい中心軸Ｃ１側境界部１３１ｆを通って、配線層１３２とビア導体１２２とが最短距離で結ばれることになる。このため、たとえ反対側境界部１３１ｇにクラックが生じたとしても、このクラックが配線層１３２とビア導体１２２との間の抵抗に及ぼす影響は小さい。また、クラックが境界部１３１ｂの全周にわたって生じ、断線となることも防止できる。
【００１６】
特に、本実施形態の配線基板１００では、図２に示すように、ビアホール１２１のビアランド１３１側の周縁１２１ｆのうち、配線層１３２とビアランド１３１との接続位置Ｒがビアホール１２１の径方向外側に位置する部分である接続側ビアホール周縁部１２１ｄと、スルーホール１１１の中心軸Ｃ１とが交わるように配置している。従って、境界部１３１ｂのうち接続位置Ｒがビアホール１２１の径方向外側に位置する部分である接続側境界部１３１ｄが、スルーホール１１１の中心軸Ｃ１と交わるようになる。
【００１７】
ところで、コア基板１１０及び樹脂充填体１１３とスルーホール導体１１２との熱膨張係数の違いによる応力は、スルーホール導体１１２を樹脂絶縁層１２０側に延ばした筒状の領域よりもスルーホール１１１の径方向内側の領域では、スルーホール１１１の中心軸Ｃ１上が最も低いと考えられる。このため、上記のように配置することで、接続側境界部１３１ｄにかかる応力を最も低くできるので、接続側境界部１３１ｄにクラックが生じる危険性を最も低くできる。従って、ビア導体１２２と配線層１３２との最短経路にクラックが生じる危険性を最も低くできるので、抵抗安定性が高くなり、断線の危険性を最も低くした信頼性の高い配線基板とすることができる。なお、コア裏面側にもビア導体、ビアランド、配線層等が、コア主面１１０ｂ側と同様に形成されている。
【００１８】
このような配線基板１００は、次のようにして製造する。なお、ここではコア裏面側についての説明を省略するが、コア裏面側についてもコア主面１１０ｂ側と同様に形成するものとする。
まず、ガラス−エポキシ樹脂複合材料からなり、両面に銅箔を張り付けた、厚さ約１．０ｍｍのコア基板１１０を用意する。そして、コア基板１００の所定の位置に、ドリルまたはレーザによって、これを貫通する多数のスルーホール１１１を穿孔する。その後、公知の無電解Ｃｕメッキ、電解Ｃｕメッキ及びエッチングによって、スルーホール１１１内にスルーホール導体１１２を形成する。次いで、スルーホール導体１１２の貫通孔１１２ｂ内に樹脂ペーストを印刷充填し、熱硬化させて樹脂充填体１１３を形成する。次に、コア主面１１０ｂ上に、樹脂充填体１１３を覆いつつスルーホール導体１１２と接続するような、直径２００μｍ、厚さ１５μｍの蓋メッキ層１１５を形成する。
【００１９】
次いで、コア主面１１０ｂ及び蓋メッキ層１１５上に、ビアホール１２１を有する樹脂絶縁層１２０を形成する。具体的には、未硬化感光性樹脂を貼り付け、フォトリソグラフィ技術により、露光・現像・硬化させて、ビアホール１２１を有する樹脂絶縁層１２０を形成する。なお、ビアホール１２１は、中心軸Ｃ２をスルーホール１１１の中心軸Ｃ１から３０μｍずらし、樹脂絶縁層１２０の主面１２０ｂ側の内径を６０μｍとして、蓋メッキ層１１５に近づくにつれて内径が小さくなるテーパ状に形成する。このとき、図２に示すように、ビアホール１２１のうち樹脂絶縁層１２０の主面１２０ｂ側の周縁１２１ｆと、スルーホール１１１の中心軸Ｃ１とが交わる。
【００２０】
その後、公知の無電解Ｃｕメッキ、電解Ｃｕメッキ及びエッチングによって、ビアホール１２１内に肉厚１５μｍのビア導体１２２を形成し、樹脂絶縁層１２０の主面１２０ｂにビアランド１３１及び配線層１３２を形成する。ビアランド１３１は、外径１００μｍ、厚さ１５μｍのリング形状で、ビア導体１２２の周囲に位置してこれと接続する。配線層１３２は、幅３０μｍで形成され、ビアランド１３１と接続する。なお、図２に示すように、配線層１３２とビアランド１３１との接続位置Ｒの中心点Ｓが、スルーホール１１１の中心軸Ｃ１及びビアホール１２１の中心軸Ｃ２と一直線上に並ぶように、配線層１３２を形成する。
次いで、ソルダーレジスト層１３０を積層し、露光・現像して所定の位置に貫通孔１３１を形成する。これにより、配線層１３２の一部が貫通孔１３１から露出して、パッド１３２ｂが形成される。このようにして、配線基板１００が完成する。
【００２１】
以上において、本発明を実施形態に即して説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることはいうまでもない。
例えば、内側絶縁層を１層のコア基板１１０として、これらを貫通するスルーホール１１１を形成したが、内側絶縁層を複数の絶縁層として、この複数の絶縁層を貫通するスルーホールを形成しても良い。
また、コア基板１１０の両面に樹脂絶縁層１２０、ビア導体１２２等を形成したが、コア基板１１０の主面１１０ｂ側のみに形成しても良い。
また、ビア導体１２２としては、ビアホール１２１を充填しない非充填ビア導体としたが、ビアホール１２１を導体により完全に充填する充填ビア導体としても良い。
【００２２】
また、コア主面１１０ｂ側の外側絶縁層を樹脂絶縁層１２０の１層としているが、樹脂絶縁層１２０の外側にさらに１層外側絶縁層を形成し、これに形成したビア導体とビア導体１２２とを配線層１３２で接続するようにしても良い。
さらに、配線層１３２は真っ直ぐに伸びている必要はなく、途中で曲がっていても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態にかかる配線基板１００の要部を示す部分断面図である。
【図２】実施形態にかかる配線基板１００の要部を示す上面透視図である。
【図３】従来の配線基板１０の要部を示す部分断面図である。
【符号の説明】
１０，１００  配線基板
１７，１１０  コア基板（内側絶縁層）
１２，１１１  スルーホール
２１，１１２  スルーホール導体
１６，１１３  樹脂充填体
２２，１１５  蓋メッキ層
１８，１２０  樹脂絶縁層（外側絶縁層）
１１，１２１  ビアホール
１２１ｄ  接続側ビアホール周縁部（ビアホールのビアランド側の周縁部のうち、配線層とビアランドとの接続位置がビアホールの径方向外側に位置する部分）
１３，１２２  ビア導体
１４，１３１  ビアランド
１４ｂ，１３１ｂ  境界部
１３１ｃ  接続部
１３１ｄ  接続側境界部
１５，１３２  配線層
Ｃ１  スルーホール１１１の中心軸
Ｃ２  ビアホール１２１の中心軸
Ｒ    配線層とビアランドとの接続位置
【図１】
0003959266.tif 000002
【図２】
0003959266.tif 000003
【図３】
0003959266.tif 000004