(57)【要約】【課題】配線導体層と樹脂絶縁層との密着性の維持、および他の基板などとの接続部の品質の向上。【解決手段】実施形態のプリント配線板は、配線導体層の第１面Ｆ１が露出するように配線導体層を埋め込み、導体ポスト２５の側面を被覆し、導体ポスト２５の端面２５ａを露出させる樹脂絶縁層３０が形成されている。樹脂絶縁層３０は７０重量％以上、９５重量％以下の無機フィラー３１を含み、無機フィラー３１の最大粒径Ｐは導体ポスト２５の高さＨ１の３分の１より小さい。【選択図】図１Ｂ
2016207892.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１面および該第１面と反対側の第２面を有する配線導体層と、
前記配線導体層の第２面上に形成される導体ポストと、
第１表面および該第１表面と反対側の第２表面を有し、前記第１表面側に前記配線導体層の第１面が露出するように前記配線導体層を埋め込むと共に、前記導体ポストの側面を被覆し、前記導体ポストの端面を前記第２表面側に露出させる樹脂絶縁層と、
を備えるプリント配線板であって、
前記樹脂絶縁層が７０重量％以上、９５重量％以下の無機フィラーを含む樹脂であり、
前記無機フィラーの最大粒径が前記導体ポストの高さの３分の１より小さい。
【請求項２】
請求項１記載のプリント配線板であって、前記第２表面が研磨された面である。
【請求項３】
請求項１記載のプリント配線板であって、さらに、前記配線導体層に形成される導体パッドを備え、前記導体ポストが前記導体パッド上に形成され、前記無機フィラーの最大粒径が、前記配線導体層の第２面上における前記導体パッドの端縁から前記導体ポストの外周面までの距離より小さい。
【請求項４】
請求項１記載のプリント配線板であって、前記無機フィラーの最大粒径が２５μｍ以下である。
【請求項５】
請求項１記載のプリント配線板であって、前記無機フィラーの平均粒径が５μｍ以下である。
【請求項６】
請求項１記載のプリント配線板であって、前記無機フィラーが、アルミナおよびシリカの少なくとも１種を含む。
【請求項７】
請求項１記載のプリント配線板であって、前記樹脂絶縁層は、熱膨張率が６ｐｐｍ／℃以上、２５ｐｐｍ／℃以下、かつ、弾性率が５ＧＰａ以上、３０ＧＰａ以下のモールド用樹脂材料からなる。
【請求項８】
請求項１記載のプリント配線板であって、前記樹脂絶縁層はエポキシ樹脂を含む。
【請求項９】
請求項１記載のプリント配線板であって、前記導体ポストは、円形、楕円形、正方形、矩形、または、菱形の平面形状に形成されている。
【請求項１０】
請求項１記載のプリント配線板であって、前記導体ポストの高さが５０μｍ以上、１５０μｍ以下であり、前記配線導体層の厚さが１０μｍ以上、２５μｍ以下である。
【請求項１１】
請求項１記載のプリント配線板であって、前記樹脂絶縁層の第２表面から前記導体ポストの端面までの距離が３μｍ以上、１５μｍ以下であり、前記樹脂絶縁層の第１表面から前記配線導体層の第１面までの距離が０．１μｍ以上、６μｍ以下である。
【請求項１２】
請求項１記載のプリント配線板であって、さらに、前記導体ポストの端面に表面保護膜が形成されている。
【請求項１３】
請求項１２記載のプリント配線板であって、さらに、前記配線導体層の第１面に、前記導体ポストの前記端面に形成されている表面保護膜の材料と異なる材料からなる表面保護膜が形成されている。
【請求項１４】
請求項１記載のプリント配線板であって、さらに、前記導体ポストの端面上にハンダが塗布されている。
【請求項１５】
プリント配線板の製造方法であって、
金属膜を用意することと、
所定のパターンを有する配線導体層を前記金属膜上に形成することと、
前記配線導体層上に導体ポストを形成することと、
前記配線導体層の露出面および前記導体ポストを樹脂により被覆することで樹脂絶縁層を形成することと、
前記樹脂絶縁層の前記金属膜と反対側の第２表面側を研磨することにより、前記導体ポストの端面を露出させることと、
前記金属膜を除去することと、
を有するプリント配線板の製造方法であって、
前記樹脂絶縁層が、前記導体ポストの高さの３分の１より小さい最大粒径の無機フィラーを含む。
【請求項１６】
請求項１５記載のプリント配線板の製造方法であって、
前記配線導体層および前記導体ポストの形成が、電解めっきにより行われる。
【請求項１７】
請求項１５記載のプリント配線板の製造方法であって、
前記樹脂絶縁層の形成が、シート状に成形された樹脂材料を前記導体ポストの端面上に積層し、加圧および加熱し硬化させることにより行われる。
【請求項１８】
請求項１５記載のプリント配線板の製造方法であって、
前記樹脂絶縁層の形成から前記金属膜の除去までの間に、前記導体ポストの端面上の前記樹脂絶縁層をバフまたはＣＭＰ研磨することを、さらに有している。
【請求項１９】
請求項１５記載のプリント配線板の製造方法であって、
前記樹脂絶縁層の形成前に、前記配線導体層の露出面および前記導体ポストの表面の粗さを粗くする粗化処理を行うことを、さらに有している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、片面のみに配線導体層を露出し、他面にはその配線導体層と接続された導体ポストを露出する樹脂絶縁層を有するプリント配線板およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、配線板を開示している。そして特許文献１の配線板は、層間絶縁膜の一方の主表面に埋め込み状に形成される複数の配線膜と、少なくとも一部の配線膜から層間絶縁膜を貫通して層間絶縁膜の他方の主表面に延びて露出する層間接続ピラーとを有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１０８２１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の配線板では、配線板の層間絶縁膜の材料として熱可塑性樹脂が用いられている。そのため、層間絶縁膜の樹脂材料の熱膨張率と銅からなる配線膜および層間接続ピラーの熱膨張率とのあいだに差が発生し、この差により応力が生じて配線膜または層間接続ピラーと層間絶縁膜との界面でクラック等が発生することが考えられる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のプリント配線板は、第１面および該第１面と反対側の第２面を有する配線導体層と、前記配線導体層の第２面上に形成される導体ポストと、第１表面および該第１表面と反対側の第２表面を有し、前記第１表面側に前記配線導体層の第１面が露出するように前記配線導体層を埋め込むと共に、前記導体ポストの側面を被覆し、前記導体ポストの端面を前記第２表面側に露出させる樹脂絶縁層とを有する。そして、前記樹脂絶縁層が７０重量％以上、９５重量％以下の無機フィラーを含む樹脂であり、前記無機フィラーの最大粒径が前記導体ポストの高さの３分の１より小さい。
【０００６】
本発明のプリント配線板の製造方法は、金属膜を用意することと、所定のパターンを有する配線導体層を前記金属膜上に形成することと、前記配線導体層上に導体ポストを形成することと、前記配線導体層の露出面および前記導体ポストを樹脂により被覆することで樹脂絶縁層を形成することと、前記樹脂絶縁層の前記金属膜と反対側の第２表面側を研磨することにより、前記導体ポストの端面を露出させることと、前記金属膜を除去することとを有する。そして、前記樹脂絶縁層が、前記導体ポストの高さの３分の１より小さい最大粒径の無機フィラーを含む。
【０００７】
本発明の実施形態のプリント配線板およびその製造方法によれば、樹脂絶縁層と導体ポストとの熱膨張率の差を小さくすることができて、かつ、各導体ポストの高さが均一である信頼性の高いプリント配線板が製造され得る。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１Ａ】本発明の一実施形態のプリント配線板を説明するための断面図。
【図１Ｂ】図１Ａに示されるプリント配線板の配線導体層および導体ポストを示す拡大図。
【図１Ｃ】図１Ａに示されるプリント配線板の樹脂絶縁層の研磨工程後の導体ポストおよび樹脂絶縁層を示す図。
【図１Ｄ】導体ポストのレイアウトの一例を示す図。
【図２Ａ】図１Ａに示されるプリント配線板の製造方法を示す図。
【図２Ｂ】図１Ａに示されるプリント配線板の製造方法を示す図。
【図２Ｃ】図１Ａに示されるプリント配線板の製造方法を示す図。
【図２Ｄ】図１Ａに示されるプリント配線板の製造方法を示す図。
【図２Ｅ】図１Ａに示されるプリント配線板の製造方法を示す図。
【図２Ｆ】図１Ａに示されるプリント配線板の製造方法を示す図。
【図２Ｇ】図１Ａに示されるプリント配線板の製造方法を示す図。
【図２Ｈ】図１Ａに示されるプリント配線板の製造方法を示す図。
【図３】プリント配線板の製造方法の一例を示す図。
【図４Ａ】プリント配線板の製造方法の別例を示す図。
【図４Ｂ】プリント配線板の製造方法の別例を示す図。
【図５】配線導体層および導体ポストに表面保護膜が形成されている例を示す断面図。
【図６Ａ】比較的大きな無機フィラーを含む層間絶縁膜の研磨工程前の状態を示す図。
【図６Ｂ】図６Ａの層間絶縁膜の研磨工程後の状態を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明のプリント配線板の一実施形態が、図面を参照して説明される。図１Ａは、実施形態のプリント配線板１０の断面を説明する図である。プリント配線板１０は、第１面Ｆ１および第１面Ｆ１と反対側の第２面Ｆ２を有する配線導体層２１と、配線導体層２１の第２面Ｆ２上に形成される導体ポスト２５と、第１表面ＳＦ１および第１表面ＳＦ１と反対側の第２表面ＳＦ２を有する樹脂絶縁層３０とで形成されている。配線導体層２１の第１パターン２１ａは、樹脂絶縁層３０の第２表面ＳＦ２側でプリント配線板１０と接続される他のプリント配線板（図示せず）などと電気的に接続される導体パッド２２である。導体パッド２２の第２面Ｆ２上に、樹脂絶縁層３０の第２表面ＳＦ２側に向かって延びる導体ポスト２５が形成されている。樹脂絶縁層３０は、配線導体層２１の第１面Ｆ１が樹脂絶縁層３０の第１表面ＳＦ１側に露出するように配線導体層２１を埋め込むと共に、導体ポスト２５の側面を被覆している。
【００１０】
実施形態のプリント配線板１０では、樹脂絶縁層３０は、図１Ａに示されるように、多くの無機フィラー３１を含む、例えばモールド用の樹脂である。樹脂絶縁層３０は、７０重量％以上、９５重量％以下の無機フィラー３１を含んでいる。樹脂絶縁層３０の熱膨張率を、好ましくは金属などで形成される導体ポスト２５や配線導体層２１の熱膨張率に近付けることができる。また、樹脂絶縁層３０の機械的強度が向上することがある。樹脂絶縁層３０と導体ポスト２５などとの間の剥離や熱応力が生じ難くなると考えられる。図１Ａでは、無機フィラー３１の断面を示すハッチングは、図を明確にするために省略されている。そして、実施形態では、図１Ｂに示されるように、樹脂絶縁層３０に含まれる無機フィラー３１の最大粒径Ｐは導体ポスト２５の高さＨ１の３分の１（Ｈ３）より小さい。
【００１１】
図６Ａには、特許文献１と同様の層間接続ピラーと配線膜とを有する製造工程中のプリント配線板９００上の２組の層間接続ピラー９２５と配線膜９２１が示されている。図６Ａは、層間接続ピラー９２５および配線膜９２１の周囲を覆うように層間絶縁膜９３０が形成された直後の状態を示している。層間絶縁膜９３０は、無機フィラー９３１、９３１ａ、９３１ｂを含有している。プリント配線板９００の製造工程では、後続の工程で、層間接続ピラー９２５の端面９２５ａが露出するように端面９２５ａ上の層間絶縁膜９３０が除去される。この層間絶縁膜９３０の除去は機械的研磨などにより行われる。図６Ａに示されるように、層間絶縁膜９３０の形成後、図６Ａ中の右側の層間接続ピラー９２５のように端面９２５ａ上の層間絶縁膜９３０内に比較的大きな無機フィラー９３１ａが存在することがある。このように大きな無機フィラー９３１ａが存在する部分は、無機フィラーが存在しない部分や、図６Ａ中、左側の層間接続ピラー９２５上のように比較的小さい無機フィラー９３１しか存在しない部分よりも研磨され難いと考えられる。その場合、研磨され易い部分の層間絶縁膜９３０が先に除去されると考えられる。そして、除去により露出する層間接続ピラー９２５の端面９２５ａが、研磨され難い部分の層間接続ピラー９２５よりも先に研磨されると考えられる。その結果、図６Ｂに示されるように、異なる高さを有する層間接続ピラー９２５が形成されることがある。研磨後の層間接続ピラー９２５の高さにバラツキが生じると考えられる。また、大きな無機フィラーが存在すると、研磨中に層間絶縁膜９３０にクラックなどが発生し易いと考えられる。また、研磨中に層間絶縁膜９３０の表面付近の大きな無機フィラーが剥離し、それにより、層間絶縁膜９３０の表面に大きな凹みができる可能性がある。
【００１２】
実施形態では、プリント配線板１０の樹脂絶縁層３０に含有される無機フィラー３１の最大粒径Ｐ（図１Ｂ参照）は、導体ポスト２５の高さＨ１（図１Ｂ参照）の３分の１（Ｈ３）より小さい。無機フィラー３１が樹脂絶縁層３０内に略均一に存在し得る。無機フィラー３１が導体ポスト２５の外周付近にも回り込み易い。樹脂絶縁層３０が全体にわたって強化され、かつ、略等しい熱膨張率を有し得る。局部的な剥離やクラックが生じにくくなる。研磨のあいだに無機フィラー３１が剥離しても、研磨後の樹脂絶縁層３０の第２表面ＳＦ２に大きな凹みが生じないと考えられる。
【００１３】
また、導体ポスト２５の端面２５ａの上方の樹脂絶縁層３０内に無機フィラー３１が存在する導体ポスト２５と存在しない導体ポスト２５とが混在していても、プリント配線板１０全体にわたって、樹脂絶縁層３０の研磨速度のばらつきが小さいと考えられる。研磨後の導体ポスト２５の高さのばらつきが小さいと考えられる。導体ポスト２５の高さにばらつきが生じる場合でも、実施形態では、無機フィラー３１の最大粒径が導体ポスト２５の高さの３分の１より小さいため、導体ポスト２５を介した接続への影響は小さいと考えられる。図１Ｃには、図１Ａに示されるプリント配線板１０の、樹脂絶縁層３０の第２表面ＳＦ２の研磨工程後の導体ポスト２５および無機フィラー３１を含有する樹脂絶縁層３０の一例が示されている。例として示されている２個の導体ポスト２５の高さは略等しい。無機フィラー３１は、樹脂絶縁層３０内に略均一に存在している。無機フィラー３１は、導体ポスト２５の外周や配線パターンのギャップ部分にも回り込んでいる。なお、図１Ｃでは、無機フィラー３１の断面を示すハッチングは図を明確にするために省略されている。
【００１４】
また、樹脂絶縁層３０に含有される無機フィラー３１の最大粒径は、導体ポスト２５の幅Ｗ１の３分の１より小さいことが好ましい。端面２５ａ上に無機フィラー３１が存在している場合に研磨後の端面２５ａに生じがちな傾きが、導体ポスト２５を介した接続に問題となるほど大きくならないと考えられる。研磨後のそれぞれの導体ポスト２５の高さＨ１のバラツキも小さくなると考えられる。また、導体ポスト２５の幅Ｗ１が大きいと、端面２５ａ上に存在する無機フィラー３１の数も増加すると考えられるため、実施形態は、プリント配線板１０において均一な高さの導体ポスト２５を形成するために、より有効に作用すると考えられる。
【００１５】
プリント配線板１０の樹脂絶縁層３０の第２表面ＳＦ２側に露出している導体ポスト２５の端面２５ａ上には、他のプリント配線板などが接続される。他のプリント配線板の例は、プリント配線板１０が用いられる電子機器などのマザーボード、または、プリント配線板１０と共に多層配線板を構成する、絶縁層と導体層との積層体などである。プリント配線板１０の第２パターン２１ｂは、例えば半導体素子（図示せず）などが接続される接続パッドである。配線板１０の第２パターン２１ｂのピッチは例えば５μｍ以上であって、２０μｍ以下である。第２パターン２１ｂがファインに形成されるほど、大きな無機フィラーを含有する樹脂材料は第２パターン２１ｂのギャップ部分に回り込みにくくなる。したがって、本実施形態は、ファインに形成されている配線パターンを有するプリント配線板１０において、ボイドを生じることなく配線導体層２１を埋め込むと共に、導体ポスト２５の側面を被覆するような樹脂絶縁層３０を形成するために効果的である。
【００１６】
図１Ａに示されるように、配線導体層２１の第１面Ｆ１は樹脂絶縁層３０の第１表面ＳＦ１よりも凹んでいる。第２パターン２１ｂに図示しない半導体素子などが接続される場合、隣接する第２パターン２１ｂ間での接合材の接触などが防止され得る。また、導体ポスト２５の端面２５ａは第２表面ＳＦ２よりも凹んでいる。導体ポスト２５の端面２５ａ上における他のプリント配線板などとの接続において、樹脂絶縁層３０の部分が壁となり、隣接する導体ポスト２５間などで接合材などが接触して電気的にショート状態となることが防止され得る。樹脂絶縁層３０の第１表面ＳＦ１から配線導体層２１の第１面Ｆ１までの距離は、例えば０．１μｍ以上であって、６μｍ以下である。樹脂絶縁層３０の第２表面ＳＦ２から導体ポスト２５の端面２５ａまでの距離は、例えば３μｍ以上であって、１５μｍ以下である。後述のように、エッチングなどにより、配線導体層２１の第１面Ｆ１上および導体ポスト２５の端面２５ａ上の凹みを形成するのに要する時間があまり長くならず、かつ、接合材の接触が防止される。しかしながら、導体ポスト２５の端面２５ａや配線導体層２１の第１面Ｆ１は樹脂絶縁層３０の各表面と面一であってもよい。
【００１７】
図１Ｂに示されるように、導体ポスト２５は導体パッド２２の略中央に形成されている。導体ポスト２５は柱状体であり、通常は円形の平面形状で形成される。しかしながら、導体ポスト２５の平面形状はこれに限定されず、楕円形、正方形、矩形、または、菱形などでもよい。導体パッド２２の平面形状もまた、あらゆる形状にされてよい。導体ポスト２５の幅Ｗ１は１００μｍ以上であって、３００μｍ以下である。導体パッド２２の幅Ｗ２は１２５μｍ以上であって、３５０μｍ以下である。導体ポスト２５または導体パッド２２の幅は、導体ポスト２５または導体パッド２２の平面形状が円形の場合は直径、四角形の場合は対角線、楕円の場合は長軸および短軸の長さである。導体ポスト２５の幅Ｗ１は導体パッド２２の幅Ｗ２より小さい。したがって、導体パッド２２の端縁２３から導体ポスト２５の外周面までの導体パッド２２の第２面Ｆ２は樹脂絶縁層３０と接している。
【００１８】
導体ポスト２５は高さＨ１を有する。導体ポスト２５の高さＨ１は、５０μｍ以上であって、１５０μｍ以下である。このような高さを有する導体ポスト２５であれば、数多く用いられている、１００μｍ以上であって、２００μｍ以下程度の厚さの樹脂絶縁層に適用することができる。導体パッド２２は厚さｔ１を有する。導体パッド２２の厚さｔ１は、配線導体層２１の厚さに相当し、１０μｍ以上であって、２５μｍ以下である。一定の導電性が確保されつつ、電気めっき法により比較的短い時間で配線導体層２１が形成され得る。
【００１９】
図１Ｄに、樹脂絶縁層３０の第２面ＳＦ２における、プリント配線板１０の導体ポスト２５の配置の一例が示されている。図１Ａでは、導体ポスト２５は、第２パターン２１ｂが配置されている領域の両側に１つずつ形成されているが、導体ポスト２５が形成される数および形成される位置は図１Ａに示されるものに限定されない。図１Ｄに示されるように、複数の導体ポスト２５が一方向に並べて形成されてなる導体ポスト列２６が、プリント配線板１０の各辺に沿って２列並置して形成されていてもよい。導体ポスト列２６は３列以上に並置されてもよく、例えば、樹脂絶縁層３０の第２表面ＳＦ２の全面にわたって格子状に形成されていてもよい。
【００２０】
図１Ａに示されるように、樹脂絶縁層３０は、配線導体層２１の側面および導体ポスト２５が形成されていない部分の第２面Ｆ２、ならびに、導体ポスト２５の側面を被覆している。樹脂絶縁層３０の第１表面ＳＦ１には配線導体層２１の第１面Ｆ１が露出し、反対側の第２表面ＳＦ２には導体ポスト２５の端面２５ａが露出している。樹脂絶縁層３０の材料としては、例えば、熱硬化型の樹脂材料が用いられる。樹脂材料は、好ましくはエポキシ樹脂を含む。樹脂絶縁層３０の材料は、配線板１０の製造時にシート状またはフィルム状に成形されて供給されるのに適した樹脂組成物であってよい。樹脂絶縁層３０の材料は、流動性を有する状態となり得るモールド用の樹脂材料であってよい。モールド用の樹脂により樹脂絶縁層３０を形成することは、モールド用樹脂で外装されている一般的な電子部品のパッケージ材料と同様の材料が用いられることになるため、プリント配線板１０とプリント配線板１０に実装される電子部品との接合箇所などに熱膨張率の違いなどによる応力が生じ難い点で好ましい。
【００２１】
樹脂絶縁層３０の樹脂材料は、７０重量％以上、９５重量％以下の無機フィラー３１を含む。樹脂材料が無機フィラー３１を含むことにより、樹脂材料の熱膨張率が低下され、配線導体層２１や導体ポスト２５などの熱膨張率との差による応力が低減される。配線導体層２１や導体ポスト２５などと樹脂絶縁層３０との界面において、剥がれやクラックが発生し難い。また、形成される樹脂絶縁層３０が強化される。
【００２２】
無機フィラー３１は、アルミナおよびシリカの少なくとも１種である。無機フィラー３１としてのシリカの例は、結晶性シリカ、溶融シリカ、煙霧状シリカ、ゾルゲルシリカなどである。無機フィラー３１は数種類組み合わせて使用されてもよい。これらは、粉砕機で粉砕され、必要であれば分級を行い、そしてモールド用の樹脂材料中に例えば平均粒径として５μｍ以下、最大粒径２５μｍ以下で分散される。なお、実施形態の無機フィラー３１の粒径は、例えばレーザー回折散乱式粒度分布計などの公知の粒度分布計により測定される値である。無機フィラー３１の形状は略球形であることが好ましい。樹脂絶縁層３０を製造する際に、無機フィラー３１を含有するモールド用の樹脂材料の流動性が確保される。しかしながら、無機フィラー３１は、例えば俵状等の他の形状であってもよい。このように無機フィラー３１が球状以外の他の形状である場合、無機フィラー３１の粒径は当該形状における長辺の長さに相当する。
【００２３】
後述されるように、樹脂絶縁層３０は、無機フィラー３１を含むモールド用の樹脂材料がシート状に成形され、そして、導体ポスト２５上に積層され、配線導体層２１側に向かって加圧されると共に加熱されることによって形成される。あるいは、樹脂絶縁層３０は、モールド成形法により形成される。いずれの方法によっても、実施形態では、第１パターン２１ａの側面および導体ポスト２５が形成されていない部分の第２面Ｆ２、第２パターン２１ｂの側面および第２面Ｆ２、ならびに導体ポスト２５の側面および端面２５ａ全てを覆う樹脂絶縁層３０が形成される（図２Ｅ参照）。その後、樹脂絶縁層３０の第２表面ＳＦ２が、導体ポスト２５の先端が第２表面ＳＦ２に露出するまで研磨される。すなわち、導体ポスト２５の端面２５ａ上の樹脂絶縁層３０が除去される。
【００２４】
また、樹脂絶縁層３０に含有される無機フィラー３１の最大粒径は、導体パッド２２の端縁２３から導体ポスト２５の外周面までの距離Ｗ３より小さいことが好ましい。無機フィラー３１が、導体パッド２２の端縁２３から導体ポスト２５の外周面までの導体パッド２２の第２面Ｆ２の上方にも均一に入り込み易くなる。導体ポスト２５の周囲の樹脂絶縁層３０における無機フィラー３１の充填量が樹脂絶縁層３０の他の部分における無機フィラー３１の充填量と略等しいため、樹脂絶縁層３０の熱膨張率が全体にわたって略等しくなる。局部的な剥離やクラックが生じにくくなる。また、導体ポスト２５の周囲に一様に本来の強度を有する樹脂絶縁層３０が形成される。
【００２５】
また、距離Ｗ３より大きな最大粒径を有するほど大きな無機フィラー３１が端縁２３付近に存在すると、樹脂成分の回り込みを阻害され易い導体ポスト２５の外周面付近の空間が大きくなると考えられる。その結果、例えば、導体ポスト２５と導体パッド２２の接合部（導体ポスト２５の根元部）付近などに樹脂成分の未充填部分が生じ、樹脂絶縁層３０にボイドが生じ易いと考えられる。図６Ａおよび図６Ｂには、特許文献１と同様の層間接続ピラー９２５の根元部分に、大きな無機フィラー９３１ｂによりボイドＶが生じている例が示されている。このようなボイドＶがあると、層間絶縁膜９３０と層間接続ピラー９２５との密着性が低くなるおそれがある。また、配線膜９２１と層間接続ピラー９２５との接合部に応力が加わった場合に、接合部周辺部の層間絶縁膜９３０にボイドＶを発端とするクラックが入る可能性がある。さらに、内部に空隙を含んでいるために、層間絶縁膜９３０内で熱膨張率の差が生じる。この差により生じ得る応力が、層間絶縁膜９３０のクラック、層間接続ピラー９２５と層間絶縁膜９３０との間の剥離、および／または、プリント配線板９００のうねりを引き起こす可能性もある。実施形態では、好ましくは、樹脂絶縁層３０に含有される無機フィラー３１の最大粒径は、導体パッド２２の端縁２３から導体ポスト２５の外周面までの距離Ｗ３より小さくされる。図６Ａおよび６Ｂに示されるようなボイドＶが生じ難く、そのようなボイドに起因する不具合が発生し難いと考えられる。
【００２６】
上述したように、例えば、無機フィラー３１の平均粒子径は５μｍ以下、最大粒径は２５μｍ以下である。樹脂絶縁層３０の第２表面ＳＦ２の研磨工程により生じ得る導体ポスト２５の高さＨ１のバラツキが低減される。導体パッド２２と導体ポスト２５の接合部に隣接する樹脂絶縁層３０に無機フィラー３１が確実に入り込むことができる。樹脂絶縁層３０の熱膨張率が均一となる。また、無機フィラー３１の粒径が上述の範囲であると、樹脂絶縁層３０の第２表面ＳＦ２付近に存在する無機フィラー３１が剥落するなどして、樹脂絶縁層３０の表面に大きな凹凸が生じることが発生し難い。
【００２７】
図５に示されるように、配線導体層２１の第１面Ｆ１および導体ポスト２５の端面２５ａには、表面保護膜２８が形成されていてもよい。表面保護膜２８は、酸化などの腐食に対する保護膜の他、例えばハンダやボンディングワイヤなどとの良好な接合性を得るために形成される膜であってよい。電子部品などとの接続が強固になることがある。表面保護膜２８は、配線導体層２１の第１面Ｆ１および導体ポスト２５の端面２５ａの両方に形成されてもよく、一方だけに形成されてもよい。また、両者に異なる材料からなる表面保護膜２８が形成されてもよい。表面保護膜２８としては、Ｎｉ／Ａｕ、Ｎｉ／Ｐｄ／Ａｕ、またはＳｎなどの、複数層または単層からなるめっき金属膜や、有機保護膜（ＯＳＰ）などが例示される。
【００２８】
表面保護膜２８の形成に加えて、または表面保護膜２８が形成されずに、導体ポスト２５の端部２５ａ上に、導体ポスト２５と外部のマザーボードなどとを接合する接合材からなる接合材層が形成されてもよい。接合材層の材料には好ましくはハンダが用いられる。例えば、接合材層は、ペースト状のハンダの塗布やハンダボールを配置して一旦溶融後硬化させたり、めっき法を用いたりして形成されてもよい。
【００２９】
また、図示されていないが、導体ポスト２５の側面には表面粗さを粗くする粗化処理が施されていてもよい。導体ポスト２５の側面が粗化されることにより、所謂アンカー効果が得られ、導体ポスト２５と樹脂絶縁層３０との密着性が向上する。粗化処理の方法は特に限定されず、例えば、ソフトエッチング処理や、黒化（酸化）−還元処理などが例示される。また、配線導体層２１の側面および導体ポスト２５が形成されている部分以外の第２面Ｆ２にも導体ポスト２５の側面と同様の粗化処理が施されていてもよい。この場合、配線導体層２１と樹脂絶縁層３０との密着性が向上され得る。
【００３０】
プリント配線板１０の製造方法の一実施形態が、図面を参照しながら説明される。
【００３１】
図２Ａに示されるように、出発材料として、支持板８０、キャリア銅箔８０ａおよび金属膜８１が準備される。支持板８０の両面にキャリア銅箔８０ａが積層される。加圧および加熱によりキャリア銅箔８０ａが支持板８０に接合される。支持板８０には、好ましくは、半硬化状態のプリプレグ材などが用いられる。プリプレグ材は、例えばガラスクロスなどの芯材にエポキシなどの絶縁性樹脂が含浸されている材料などからなるが、これに限定されず、他の材料が用いられてもよい。金属膜８１の材料としては、表面上に、後述の第１パターン２１ａおよび第２パターン２１ｂを含む配線導体層２１（図２Ｂ参照）が形成され得るものであれば、特に限定されない。好ましくは、配線導体層２１および後述の導体ポスト２５（図２Ｄ参照）の材料が溶解するエッチング液で同様に溶解し得る材料が用いられる。金属膜８１は、例えば金属箔から形成される。金属箔の例は、銅箔やニッケル箔である。金属膜８１の厚さは、例えば、１μｍ以上であって、１０μｍ以下である。また、キャリア銅箔８０ａとしては、例えば、１５μｍ以上であって、３０μｍ以下の厚さの銅箔が用いられる。好ましい厚さは１８μｍである。しかし、キャリア銅箔８０ａの厚さは、これに限定されず、他の厚さであってもよい。
【００３２】
キャリア銅箔８０ａと金属膜８１との接合方法としては、特に限定されないが、例えば、キャリア銅箔８０ａと金属膜８１とが両者の貼り付け面の略全面において図示されていない剥離し易い熱可塑性の接着剤により接着されてもよい。或いは、キャリア銅箔８０ａと金属膜８１は、後述の配線導体層２１（図２Ｂ参照）の配線パターンが設けられない外周付近の余白部において、接着剤または超音波接続により接合されてもよい。また、キャリア銅箔８０ａと金属膜８１とは、キャリア銅箔８０ａが支持板８０に貼着される前に接合されてもよい。しかし、これに限定されず、例えば、支持板８０として両面銅張積層板が用いられ、その表面の銅箔をキャリア銅箔８０ａとして、その上に単体の金属膜８１が前述の方法などを用いて接合されてもよい。
【００３３】
なお、図２Ａ〜２Ｆの例では、支持板８０の両側の面に金属膜８１が貼着され、それぞれの面において、配線導体層２１、導体ポスト２５および樹脂絶縁層３０が形成されている。このような方法でプリント配線板１０が製造されることは、配線導体層２１や導体ポスト２５などが２つ同時に形成されるという点で好ましい。しかしながら、支持板８０の一方の面だけに配線導体層２１などが形成されてもよい。また、支持板８０の両側で互いに異なる回路パターンを含む配線導体層などが形成されてもよい。以下の説明では、支持板８０の両面に同じ回路パターンを有する例が参照されて説明される。そのため、一方の面だけについて説明され、他面側に関する説明、および、各図面における他面側の符号は省略される。
【００３４】
図２Ｂに示されるように、金属膜８１上に配線導体層２１が形成される。配線導体層２１の形成方法としては特に限定されないが、例えば電解めっき法が用いられる。金属層を安価で容易に形成することができる。金属膜８１上にレジスト材（図示せず）が全面に塗布または積層される。レジスト材のパターニングにより、配線導体層２１が形成される部分以外の所定の領域にめっきレジスト膜（図示せず）が形成される。続いて、めっきレジスト膜が形成されていない金属膜８１上に、金属膜８１をシード層として、例えば、電解めっきによるめっき層が形成される。その後、めっきレジスト膜が除去される。その結果、図２Ｂに示されるように、第１パターン２１ａおよび第２パターン２１ｂを含む配線導体層２１が所定の回路パターンで金属膜８１上に形成される。配線導体層２１は、好ましくは後述の導体ポストと同じ材料で形成される。好ましくは、配線導体層２１は銅で形成される。また、配線導体層２１の厚さｔ１は、好ましくは１０μｍ以上であって、２５μｍ以下に形成され得るが、これに限定されない。一定の導電性が確保されつつ、電解めっき法により比較的短い時間で配線導体層２１が形成され得る。なお、配線導体層２１は、後述のように、後の工程で金属膜８１側の面（第１面Ｆ１）側がエッチングされ得る。後にエッチングされる場合は、配線導体層２１はエッチング量に応じて少し厚めに形成されてよい。
【００３５】
つぎに、配線導体層２１の第１パターン２１ａ上に導体ポスト２５が形成される。図２Ｃに示されるように、配線導体層２１の金属膜８１と接している側の面（第１面Ｆ１）と反対側の面（第２面Ｆ２）であって、導体ポスト２５（図２Ｄ参照）が形成される部分を除く部分および配線導体層２１に覆われずに露出している金属膜８１上にめっきレジスト膜８５が形成される。めっきレジスト膜８５の厚さは５０μｍ以上であって、１５０μｍ以下程度である。続いて、めっきレジスト膜８５が形成されていない第１パターン２１ａ上に、金属膜８１をシード層として、例えば、電解めっきによるめっき層２５０が形成される。その後、めっきレジスト膜８５が除去される。図２Ｄに示されるように、第１パターン２１ａの第２面Ｆ２上に電解めっきによるめっき層からなる導体ポスト２５が形成される。導体ポスト２５は、好ましくは配線導体層２１と同じ材料で形成される。好ましくは、導体ポスト２５は銅で形成される。上述のように、導体ポスト２５は任意の平面形状で形成され得る。これは、例えば、電解めっき時のめっきレジスト膜８５の開口部の形状を所望の形状にすることによって達成され得る。
【００３６】
好ましくは、導体ポスト２５の形成後、導体ポスト２５の側面２５ｃおよび端面２５ａ、ならびに、配線導体層２１の側面および導体ポスト２５が形成されていない部分の第２面Ｆ２に粗化処理が行われる。導体ポスト２５および配線導体層２１と後述の樹脂絶縁層３０との密着性が高まる。粗化処理の方法としては、例えば、ソフトエッチング処理や、黒化（酸化）−還元処理などである。処理により各面は、好ましくは、算術平均粗さで０．１μｍ以上であって、１μｍ以下の表面粗さに粗化される。また、粗化処理が行われる場合に、めっきレジスト膜８５の除去と粗化処理との間に、電解めっき銅の結晶を成長させるアニール処理が行われてもよい。粗化がより安定する。
【００３７】
配線導体層２１および導体ポスト２５を被覆する樹脂絶縁層３０（図２Ｅ参照）が形成される。樹脂絶縁層３０は、シート状に成形されたモールド用の樹脂材料の積層、および熱プレスによって形成され得る。しかしながら樹脂絶縁層３０はモールド用の樹脂材料を用いた金型成形法により形成されてもよい。
【００３８】
樹脂絶縁層３０の形成がシート状に成形されたモールド用の樹脂材料により形成される場合、図３に示されるように、シート状に成形された絶縁性のモールド用樹脂材料の樹脂フィルム３３が、導体ポスト２５上に積層される。樹脂フィルム３３が支持板８０側に向かって加圧されると共に加熱される。加熱により樹脂フィルム３３を構成する樹脂材料が軟化する。軟化した樹脂材料が第１パターン２１ａと第２パターン２１ｂとの間、第２パターン２１ｂ同士の間、および導体ポスト２５同士の間に流れ込み、半硬化の状態で固化する。その後、さらに加熱されることにより樹脂材料が完全に硬化する。図２Ｅに示されるように、第１パターン２１ａの側面および導体ポスト２５が形成されていない部分の第２面Ｆ２、第２パターン２１ｂの側面および第２面Ｆ２、ならびに導体ポスト２５の側面および端面２５ａの全てを覆う樹脂絶縁層３０が形成される。このように、シート状の樹脂材料を積層して樹脂絶縁層３０を形成する方法は、一般的な配線板の製造設備により樹脂絶縁層３０が形成され得る点で好ましい。
【００３９】
樹脂絶縁層３０が金型成形法により形成される場合、図４Ａに示されるように、第１および第２パターン２１ａ、２１ｂおよび導体ポスト２５が、金型８８により形成されるキャビティ８９内に収容される。モールド用樹脂３４がキャビティ８９内に射出される。キャビティ８９内がモールド用樹脂３４で充填される。モールド用樹脂３４の固化後、金型８８が支持板８０から分離される。必要に応じて再加熱されることにより、モールド用樹脂３４が完全に硬化する。この結果、図４Ｂに示されるように、第１パターン２１ａの側面および導体ポスト２５が形成されていない部分の第２面Ｆ２、第２パターン２１ｂの側面および第２面Ｆ２、ならびに導体ポスト２５の側面および端面２５ａ全てを覆う樹脂絶縁層３０が形成される。
【００４０】
樹脂絶縁層３０の材料は、ガラス繊維などの芯材を含まないモールド用の樹脂材料である。モールド用の樹脂材料は、７０重量％以上、９５重量％以下の無機フィラー３１（図１Ｃ参照）を含んでいる。無機フィラー３１は、導体ポストの高さＨ１（図１Ｂ参照）の３分の１より小さい最大粒径を有している。なお、図２Ａ〜２Ｈにおける樹脂絶縁層３０に対しては、図の明確化のため、樹脂絶縁層３０に含有されている無機フィラー３１は省略されている。モールド用の樹脂材料は、好ましくはエポキシ樹脂を含む。モールド用の樹脂材料は、熱膨張率が６ｐｐｍ／℃以上、２５ｐｐｍ／℃以下、かつ、弾性率が５ＧＰａ以上、３０ＧＰａ以下であることが好ましい。成形後に配線導体層２１との界面や、樹脂絶縁層３０の第１表面ＳＦ１側に接続される図示されていない他のプリント配線板などとの接合部に過大な応力が生じない。樹脂絶縁層３０の厚さは、特に限定されないが、１００μｍ以上であって、２００μｍ以下程度である。このような厚さを有する樹脂絶縁層３０であれば、配線板の薄型化の要求を満たしつつ、取扱いを容易にする一定の剛性を併せもつ。後述されるように、導体ポスト２５の端面２５ａ上の樹脂絶縁層３０は後の工程で除去されるので、前述の樹脂絶縁層３０の形成時に、必ずしも端面２５ａが樹脂絶縁層３０に覆われていなくてもよい。また、樹脂絶縁層３０が形成された後、好ましくは、バフ研磨が行われ、樹脂絶縁層３０の形成時に生じたバリが除去される。
【００４１】
つぎに、樹脂絶縁層３０の金属膜８１側と反対側の面（第２表面ＳＦ２）が、導体ポスト２５の先端が第２表面ＳＦ２に露出するまで、バフ研磨、または、化学機械研磨（ＣＭＰ：Chemical Mechanical Polishing）などにより研磨される。すなわち、導体ポスト２５の配線導体層２１と反対側の端面２５ａ上の樹脂絶縁層３０が除去される。この研磨後の状態が図２Ｆに示されている。または、導体ポスト２５が所定の高さＨ１となるまでさらに樹脂絶縁層３０および導体ポスト２５が研磨される。上述のように、モールド用の樹脂材料に含有される無機フィラー３１（図１Ｃ参照）の最大粒径が、導体ポスト２５の高さＨ１の３分の１より小さいため、研磨による導体ポスト２５の高さＨ１のバラツキが少ないと考えられる。また、導体パッド２２と導体ポスト２５の接合部付近にも樹脂絶縁層３０内の無機フィラー３１が確実に入り込む。それにより、一様な性状の樹脂絶縁層３０により当該接合部および導体ポスト２５の側面が均一に被覆され得る。したがって、配線導体層２１と樹脂絶縁層３０および導体ポスト２５との密着性が維持される。また。研磨のあいだにも樹脂絶縁層３０にクラックなどの損傷がおこりにくい。さらに、研磨の際に、樹脂絶縁層３０の表面付近の無機フィラー３１が剥離し、樹脂絶縁層３０の表面に凹みなどが生じることが少ないと考えられる。
【００４２】
つぎに、支持板８０およびキャリア銅箔８０ａと、金属膜８１とが分離される。図２Ｆに示されている配線板の工程途上品１０ａが加熱される。キャリア銅箔８０ａと金属膜８１とを接合している図示されていない熱可塑性接着剤が軟化する。この状態で、支持板８０およびキャリア銅箔８０ａに、金属膜８１との界面に沿う方向の力が加えられ、キャリア銅箔８０ａと金属膜８１とが引き離される。或いは、前述のように、両者が外周付近の余白部において接着剤または超音波接続により接合されている場合は、接合箇所よりも内周側で、キャリア銅箔８０ａ、金属膜８１、および支持板８０が樹脂絶縁層３０などと共に切断される。接着剤などによる接合箇所が切除されることにより、キャリア銅箔８０ａと金属膜８１とが分離される。その結果、配線板の工程途上品１０ａは、２つの個別の工程途上品となる。この状態が図２Ｇに示されている。なお、図２Ｇには、図２Ｆにおいて支持板８０の下面側に示されている配線板の工程途上品１０ａだけが示されている。
【００４３】
続いて、金属膜８１が、例えばエッチングなどにより除去される。このエッチング液には、金属膜８１、配線導体層２１および導体ポスト２５それぞれの構成材料がいずれも溶解され得るものが用いられてよい。この場合、金属膜８１がエッチングで除去される時、樹脂絶縁層３０の第２表面ＳＦ２に露出している導体ポスト２５の先端部分が金属膜８１と共にエッチングされる。また、金属膜８１が略除去されて金属膜８１の下の配線導体層２１の第１面Ｆ１が露出してからも、第１パターン２１ａなどが隣接パターンと完全に電気的絶縁状態となるように、エッチングプロセスが継続されてもよい。これにより、金属膜８１の除去により露出される配線導体層２１の第１面Ｆ１側が、樹脂絶縁層３０の第１表面ＳＦ１と面一の状態から、第１表面ＳＦ１より凹むようにエッチングされる。それと同時に、金属膜８１がエッチングで除去されている時と同様に、導体ポスト２５の先端部分も引き続きエッチングされる。金属膜８１の除去後の、導体ポスト２５の先端部分のエッチングの程度は任意である。図２Ｈに示される例では、配線導体層２１の第１面Ｆ１が樹脂絶縁層３０の第１表面ＳＦ１よりも凹み、導体ポスト２５の端面２５ａが樹脂絶縁層３０の第２表面ＳＦ２よりも凹んでいる。そして、導体ポスト２５の端面２５ａの樹脂絶縁層３０の第２表面ＳＦ２からの凹みの方が、配線導体層２１の第１面Ｆ１の樹脂絶縁層３０の第１表面ＳＦ１からの凹みよりも大きく凹んでいる。
【００４４】
以上の工程を経ることにより、図１Ａに示されるプリント配線板１０が完成する。完成したプリント配線板１０には、第２パターン２１ｂ上に図示されていない半導体素子が接続され得る。また、導体ポスト２５の端面２５ａは、プリント配線板１０を用いる電子機器などのマザーボードなどに接続されてよく、或いは、図示されていない他のプリント配線板に接続されて多層プリント配線板を形成してもよい。
【００４５】
一実施形態のプリント配線板の製造方法および他の実施形態の配線板の製造方法は、図２Ａ〜２Ｈを参照して説明された方法に限定されず、その条件や順序などは任意に変更され得る。また、特定の工程が省略されてもよく、別の工程が追加されてもよい。
【符号の説明】
【００４６】
１０    プリント配線板
２１    配線導体層
２１ａ  第１パターン
２１ｂ  第２パターン
２２    導体パッド
２３    導体パッドの端縁
２５    導体ポスト
２５ａ  導体ポストの端面
２８    表面保護膜
３０    樹脂絶縁層
３１    無機フィラー
３３    樹脂フィルム
３４    モールド用樹脂
８０    支持板
８０ａ  キャリア銅箔
８１    金属膜
Ｆ１    配線導体層の第１面
Ｆ２    配線導体層の第２面
ＳＦ１  樹脂絶縁層の第１表面
ＳＦ２  樹脂絶縁層の第２表面
ｔ１    配線導体層の厚さ
Ｈ１    導体ポストの高さ
Ｗ１    導体ポストの幅
Ｗ２    導体パッドの幅
【図１Ａ】
2016207892.tif 000003
【図１Ｂ】
2016207892.tif 000004
【図１Ｃ】
2016207892.tif 000005
【図１Ｄ】
2016207892.tif 000006
【図２Ａ】
2016207892.tif 000007
【図２Ｂ】
2016207892.tif 000008
【図２Ｃ】
2016207892.tif 000009
【図２Ｄ】
2016207892.tif 000010
【図２Ｅ】
2016207892.tif 000011
【図２Ｆ】
2016207892.tif 000012
【図２Ｇ】
2016207892.tif 000013
【図２Ｈ】
2016207892.tif 000014
【図３】
2016207892.tif 000015
【図４Ａ】
2016207892.tif 000016
【図４Ｂ】
2016207892.tif 000017
【図５】
2016207892.tif 000018
【図６Ａ】
2016207892.tif 000019
【図６Ｂ】
2016207892.tif 000020