(57)【要約】【課題】多層プリント回路基板を提供する。【解決手段】本発明の一側面に係る多層プリント回路基板は、複数の導体パターン層と、複数の導体パターン層のうちの最上層と最下層とを互いに接続する貫通ビアと、最上層の導体パターン層をそれに隣接した他の導体パターン層に接続する第１接続ビアと、を含み、貫通ビアと第１接続ビアのそれぞれは、導体パターン層のそれぞれに形成された高融点金属層と、高融点金属層の間に介在され、圧力を分散させる、高融点金属層の溶融点よりも低い溶融点を有する緩衝層と、を含み、貫通ビアは、それぞれの高融点金属層と緩衝層との間にそれぞれ形成される導体フィラーをさらに含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の導体パターン層と、
前記複数の導体パターン層のうちの最上層と最下層とを互いに接続する貫通ビアと、
前記最上層の導体パターン層をそれに隣接した他の前記導体パターン層に接続する第１接続ビアと、を含み、
前記貫通ビアと前記第１接続ビアのそれぞれは、
前記導体パターン層のそれぞれに形成された高融点金属層と、
前記高融点金属層の間に介在され、前記高融点金属層の溶融点よりも低い溶融点を有する緩衝層と、を含み、
前記貫通ビアは、
それぞれの前記高融点金属層と前記緩衝層との間にそれぞれ形成される導体フィラーをさらに含む、多層プリント回路基板。
【請求項２】
前記導体フィラーは、前記緩衝層の溶融点よりも高い溶融点を有する請求項１に記載の多層プリント回路基板。
【請求項３】
前記緩衝層は、錫（Ｓｎ）を含む請求項１または請求項２に記載の多層プリント回路基板。
【請求項４】
前記高融点金属層と前記導体フィラーのそれぞれは、銅（Ｃｕ）を含む請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の多層プリント回路基板。
【請求項５】
前記最上層及び／または最下層の導体パターン層は、
剛性補強層を含む請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の多層プリント回路基板。
【請求項６】
前記剛性補強層は、インバーを含む請求項５に記載の多層プリント回路基板。
【請求項７】
前記最下層の導体パターン層とそれに隣接した他の前記導体パターン層とを接続する第２接続ビアと、
前記最上層及び最下層の導体パターン層を除いた前記複数の導体パターン層のうち隣接した前記導体パターン層を互いに接続する内部ビアと、をさらに含み、
前記第２接続ビアと前記内部ビアのそれぞれは、
前記高融点金属層と前記緩衝層とを含み、
隣接した前記導体パターン層のうちのいずれか１つに前記高融点金属層が形成され、
隣接した前記導体パターン層のうちの他の１つに前記緩衝層が結合され、前記高融点金属層に結合する請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の多層プリント回路基板。
【請求項８】
前記導体フィラーのうちの少なくとも１つは、
前記高融点金属層に結合する一端から前記緩衝層に結合する他端まで延長された内部中空を含み、
前記緩衝層は、前記内部中空の少なくとも一部を充填する請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の多層プリント回路基板。
【請求項９】
絶縁部の内部に形成された複数の内部パターン層と、
少なくとも一部が前記絶縁部の上面と下面にそれぞれ埋め込まれた第１外部パターン層及び第２外部パターン層と、
前記第１外部パターン層と前記第２外部パターン層とを互いに接続するために前記絶縁部を貫通する貫通ビアと、を含み、
前記貫通ビアは、
圧力を分散させる緩衝層と、
前記緩衝層の上部及び下部に形成され、それぞれ前記緩衝層に結合する導体フィラーと、
前記第１外部パターン層と前記第２外部パターン層のそれぞれに形成され、前記導体フィラーに結合し、前記緩衝層の溶融点より高い溶融点を有する高融点金属層と、を含む、多層プリント回路基板。
【請求項１０】
前記絶縁部は、光硬化性樹脂を含む請求項９に記載の多層プリント回路基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント回路基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、多層プリント回路基板は、コア基板上に複数のビルドアップ層を順次積層して生産されている。このように、順次的にビルドアップ層を積層し、多層プリント回路基板を生産することを順次積層工法と言う。
【０００３】
順次積層工法により多層プリント回路基板を製造する場合、多層プリント回路基板の層数が増えると、積層工程数も増加する。この積層工程は、既に積層されている部分にも熱を加えるため、不要でかつ予測不能な変形を引き起こす可能性がある。このような変形が多くなるほど層間整合が困難となる。
【０００４】
このため、それぞれのビルドアップ層を単位基板に分離生産した後に、複数の単位基板を一括して同時に積層して多層プリント回路基板を生産する一括積層工法が開発された。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】韓国公開特許第１０−２０１１−００６６０４４号公報
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の実施例によれば、貫通ビアが緩衝層を含むことにより、一括積層時の圧力のバラツキを防止できる多層プリント回路基板が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の一実施例に係る多層プリント回路基板を示す図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ'線に沿った断面を概略的に示す図である。
【図３】本発明の一実施例に係る多層プリント回路基板の製造方法に適用されるメタル単位基板の製造工程中の一工程を示す図である。
【図４】図３の次の工程を示す図である。
【図５】図４の次の工程を示す図である。
【図６】図５の次の工程を示す図である。
【図７】図６の次の工程を示す図である。
【図８】図７の次の工程を示す図である。
【図９】図８の次の工程を示す図である。
【図１０】本発明の一実施例に係る多層プリント回路基板の製造方法に適用される一般単位基板の製造工程中の一工程を示す図である。
【図１１】図１０の次の工程を示す図である。
【図１２】図１１の次の工程を示す図である。
【図１３】図１２の次の工程を示す図である。
【図１４】図１３の次の工程を示す図である。
【図１５】図４から図１４の工程により製造されたメタル単位基板と一般単位基板とを一括して積層する一例を示す図である。
【図１６】図４から図１４の工程により製造されたメタル単位基板と一般単位基板とを一括して積層した一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本願で用いた用語は、ただ特定の実施例を説明するために用いたものであって、本発明を限定するものではない。単数の表現は、文の中で明らかに表現しない限り、複数の表現を含む。本願において、「含む」または「有する」等の用語は明細書上に記載された特徴、数字、ステップ、動作、構成要素、部品、またはこれらを組合せたものの存在を指定するものであって、一つまたはそれ以上の他の特徴や数字、ステップ、動作、構成要素、部品、またはこれらを組合せたものの存在または付加可能性を予め排除するものではないことを理解しなくてはならない。
【０００９】
また、明細書の全般にわたって、「上に」とは、対象部分の上または下に位置することを意味し、必ずしも重力方向を基準にして上側に位置することを意味するものではない。
【００１０】
また、「結合」とは、各構成要素の間の接触関係において、各構成要素の間に物理的に直接接触する場合のみを意味するものではなく、他の構成が各構成要素の間に介在され、その他の構成に構成要素がそれぞれ接触している場合まで包括する概念として使用する。
【００１１】
図面に示された各構成の大きさ及び厚さは、説明の便宜上任意に示したものであり、本発明が必ずしもそれらに限定されることはない。
【００１２】
以下、本発明に係る多層プリント回路基板の実施例を添付図面に基づいて詳細に説明し、添付図面に基づいて説明するに当たって、同一または対応する構成要素には同一の図面符号を付し、これに関する重複説明を省略する。
【００１３】
＜多層プリント回路基板＞
図１は、本発明の一実施例に係る多層プリント回路基板を示す図であり、図２は、図１におけるＡ−Ａ'線に沿った断面を概略的に示す図である。
【００１４】
図１及び図２を参照すると、本発明の一実施例に係る多層プリント回路基板１０００は、複数の導体パターン層１１０、２１０、３１０、４１０、５１０、６１０と、貫通ビアＴＶと、第１接続ビアＶ１とを含み、第２接続ビアＶ２及び内部ビアＩＶをさらに含むことができる。
【００１５】
複数の導体パターン層１１０、２１０、３１０、４１０、５１０、６１０のそれぞれは、互いに離隔して絶縁部に形成される。複数の導体パターン層１１０、２１０、３１０、４１０、５１０、６１０のそれぞれは、信号パターン、パワーパターン、グラウンドパターンまたは外部接続端子のうちの少なくともいずれか１種を含むことができる。
【００１６】
複数の導体パターン層１１０、２１０、３１０、４１０、５１０、６１０のそれぞれは、絶縁部に形成された位置に応じて、内部パターン層及び外部パターン層に区分して称することができる。すなわち、内部パターン層は、複数形成され、絶縁部の内部に形成されることができ、複数の導体パターン層のうちの最外層にそれぞれ形成された第１外部パターン層及び第２外部パターン層は、少なくとも一部がそれぞれ絶縁部の上面及び下面に埋め込まれるように形成されることができる。
【００１７】
以下では、説明の便宜上、図１に基づいて複数の導体パターン層１１０、２１０、３１０、４１０、５１０、６１０のうち最上層の導体パターン層を第１導体パターン層１１０と、最下層の導体パターン層を第２導体パターン層２１０と称する。また、複数の導体パターン層のうち第１導体パターン層１１０及び第２導体パターン層２１０を除いた導体パターン層を絶縁部の上部から下部方向へ、それぞれ第３導体パターン層３１０、第４導体パターン層４１０、第５導体パターン層５１０、第６導体パターン層６１０と称する。すなわち、第１導体パターン層１１０及び第２導体パターン層２１０は、上述した第１外部パターン層と第２外部パターン層にそれぞれ対応し、第３導体パターン層から第６導体パターン層３１０、４１０、５１０、６１０のそれぞれは、上述した複数の内部パターン層のそれぞれに対応する。
【００１８】
第１導体パターン層１１０及び第２導体パターン層２１０は、複数の導体パターン層１１０、２１０、３１０、４１０、５１０、６１０のうち最外層に形成された導体パターン層であって、本実施例に係る多層プリント回路基板１０００の剛性を補強することができる。すなわち、第１導体パターン層１１０及び第２導体パターン層２１０は、第３導体パターン層から第６導体パターン層３１０、４１０、５１０、６１０を構成する物質よりも相対的に剛性に優れた物質を含むことができる。または、第１導体パターン層１１０及び第２導体パターン層２１０それぞれのパターン形成の面積は、第３導体パターン層から第６導体パターン層３１０、４１０、５１０、６１０それぞれのパターン形成の面積よりも大きく形成されることができ、第１導体パターン層１１０及び第２導体パターン層２１０それぞれの厚さを、第３導体パターン層から第６導体パターン層３１０、４１０、５１０、６１０それぞれの厚さより厚く形成されることもできる。
【００１９】
第１導体パターン層１１０及び第２導体パターン層２１０は、剛性補強層１１１、２１１を含むことができ、剛性補強層１１１、２１１は、インバー（Ｉｎｖａｒ）を含むことができる。
【００２０】
インバーは、通常のプリント回路基板の信号パターン等を形成するために使用される銅（Ｃｕ）よりも剛性に優れるので、本実施例に係る多層プリント回路基板１０００に剛性を付与し、反りの発生を抑制することができる。
【００２１】
第１導体パターン層１１０及び第２導体パターン層２１０は、剛性補強層１１１、２１１の上部と下部にそれぞれ形成された第１金属層１１２、２１２と、第２金属層１１３、２１３とをさらに含むことができる。
【００２２】
第１金属層１１２、２１２及び第２金属層１１３、２１３は、銅を含むことができる。第１導体パターン層１１０及び第２導体パターン層２１０は、インバーを含む剛性補強層１１１、２１１のみで形成される場合、後述する高融点金属層３０との接合力が低下するおそれがあるが、剛性補強層１１１、２１１の上部と下部にそれぞれ銅層が形成されることで、第１導体パターン層１１０及び第２導体パターン層２１０と高融点金属層３０またはソルダーボール等の外部接続手段との結合力を向上することができる。
【００２３】
第３導体パターン層から第６導体パターン層３１０、４１０、５１０、６１０は、電気的特性に優れた銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、パラジウム（Ｐｄ）、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）等で形成することができる。
【００２４】
第１導体パターン層から第６導体パターン層１１０、２１０、３１０、４１０、５１０、６１０のパターン形状は、すべて同一であってもよく、設計上の必要により互いに異なってもよい。
【００２５】
一方、図１等には第１導体パターン層１１０及び第２導体パターン層２１０のすべてが３層構造になっているが、これは一例に過ぎない。他の例として、第１導体パターン層１１０及び第２導体パターン層２１０は、剛性補強層１１１、２１１を含む２層構造または剛性補強層１１１、２１１を含む４層以上の構造に形成されることも可能である。
【００２６】
また、図１等には、第１導体パターン層１１０及び第２導体パターン層２１０が、いわゆるＣＩＣ構造（ｃｏｐｐｅｒ−ｉｎｖａｒ−ｃｏｐｐｅｒ）であると示されているが、これは、第１導体パターン層１１０及び第２導体パターン層２１０がＩＣＩ構造（ｉｎｖａｒ−ｃｏｐｐｅｒ−ｉｎｖａｒ）に形成されることを排除することではない。
【００２７】
また、図１等には、第１導体パターン層１１０と第２導体パターン層２１０のすべてがそれぞれ剛性補強層１１１、２１１を含むものとして示されているが、これは例示に過ぎず、第１導体パターン層１１０と第２導体パターン層２１０のうちのいずれか１つのみに剛性補強層１１１、２１１を形成してもよい。これは、上述したように、剛性補強層１１１、２１１が反りの発生を抑制するものであり、第１導体パターン層１１０及び第２導体パターン層２１０のうち、製造工程上反りを抑制する必要がある部分のみに剛性補強層１１１、２１１を形成すればよいからである。
【００２８】
また、図１等には、４つの内部パターン層３１０、４１０、５１０、６１０が示されているが、これは例示に過ぎない。すなわち、内部パターン層３１０、４１０、５１０、６１０の数は、設計上の必要等によって様々に変更することができる。
【００２９】
絶縁部は、複数の絶縁層１２０、２２０、３２０、４２０、５２０、６２０を積層して形成される。複数の絶縁層１２０、２２０、３２０、４２０、５２０、６２０のそれぞれは、第１導体パターン層から第６導体パターン層１１０、２１０、３１０、４１０、５１０、６１０のうちのいずれか１つとともに、後述する一般の単位基板３００、４００、５００、６００またはメタル単位基板１００、２００に含まれる。すなわち、順次積層工法とは異なって、一括積層工法によりプリント回路基板を製造する本発明によれば、複数の絶縁層１２０、２２０、３２０、４２０、５２０、６２０は互いに分離され、別に形成された後に一括して同時に積層される。
【００３０】
複数の絶縁層１２０、２２０、３２０、４２０、５２０、６２０のそれぞれは、光硬化性樹脂を含み、光に反応する物質からなった感光性絶縁層であってもよい。
【００３１】
複数の絶縁層１２０、２２０、３２０、４２０、５２０、６２０のそれぞれは、第１導体パターン層から第６導体パターン層１１０、２１０、３１０、４１０、５１０、６１０それぞれを埋め込むことができる。たとえば、第１絶縁層１２０は、第１導体パターン層１１０を埋め込み、第１導体パターン層１１０とともに第１メタル単位基板１００を構成する。
【００３２】
以下では、説明の便宜上、複数の絶縁層１２０、２２０、３２０、４２０、５２０、６２０のうち第１絶縁層１２０に対してのみ説明する。しかし、この説明は第１絶縁層１２０を除いた第２絶縁層から第６絶縁層２２０、３２０、４２０、５２０、６２０にも同様に適用することができる。
【００３３】
第１絶縁層が、感光性絶縁層である場合、別途のフォトレジストなしでフォトリソグラフィ工程、すなわち、露光及び現像工程を行うことができる。感光性絶縁層１２０にフォトリソグラフィ工程によりホールを加工する場合、プリプレグ（ｐｒｅｐｒｅｇ）等の非感光性絶縁層にレーザを用いてホールを加工する場合よりも微細なホールを実現するのに有利である。また、複数のホールを形成するに当たり、レーザを用いる場合は複数のレーザ工程が必要になるが、フォトリソグラフィ工程を用いると１回の工程のみで実現可能であるため、工程が簡略化される。
【００３４】
また、フォトリソグラフィ工程を用いると、レーザ加工に比べてホールの形状をより多様に形成することができる。例えば、ホールの縦断面形状は、逆台形、正台形、長方形等に形成されることができる。
【００３５】
感光性絶縁層は、ポジティブタイプ（ｐｏｓｉｔｉｖｅ  ｔｙｐｅ）またはネガティブタイプ（ｎｅｇａｔｉｖｅ  ｔｙｐｅ）であることができる。
【００３６】
ポジティブタイプの感光性絶縁層の場合、露光された部分の光重合体のポリマーの結合が切れる。以後、現像工程を行うと、光を受け、光重合体ポリマー結合の切れた部分が除去される。
【００３７】
ネガティブタイプの感光性絶縁層の場合、露光された部分が光重合反応を起こし、単一構造から鎖構造の３次元網構造となり、現像工程を行うと、光を受けない部分が除去される。
【００３８】
第１絶縁層１２０は、光硬化性樹脂に無機フィラーが含有されたものであってもよい。無機フィラーは、第１絶縁層１２０の剛性を向上させる。無機フィラーとしては、シリカ（ＳｉＯ２）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、硫酸バリウム（ＢａＳＯ４）、タルク、クレー、雲母パウダー、水酸化アルミニウム（ＡｌＯＨ３）、水酸化マグネシウム（Ｍｇ（ＯＨ）２）、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）、炭酸マグネシウム（ＭｇＣＯ３）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、窒化ホウ素（ＢＮ）、ほう酸アルミニウム（ＡｌＢＯ３）、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）及びジルコン酸カルシウム（ＣａＺｒＯ３）で構成された群から選択される少なくとも１種以上を用いることができる。
【００３９】
一方、上述した説明が非感光性の第１絶縁層１２０を排除することではない。すなわち、上述の説明とは異なって、第１絶縁層は熱硬化性樹脂を含むプリプレグであることができる。
【００４０】
第１接続ビアＶ１は、最上層の導体パターン層と、それに隣接した他の導体パターン層とを接続させる。すなわち、第１接続ビアＶ１は、第３絶縁層３２０を貫通し、両端のそれぞれが第１導体パターン層１１０及び第３導体パターン層３１０に結合され、第１導体パターン層１１０と第３導体パターン層３１０とを電気的に接続させる。
【００４１】
貫通ビアＴＶは、複数の導体パターン層１１０、２１０、３１０、４１０、５１０、６１０のうちの最上層と最下層とを互いに接続させる。すなわち、貫通ビアＴＶの両端は、それぞれ第１導体パターン層１１０及び第２導体パターン層２１０に結合され、第１導体パターン層１１０と第２導体パターン層２１０とを電気的に接続させる。
【００４２】
第１接続ビアＶ１と貫通ビアＴＶのそれぞれは、複数の導体パターン層１１０、２１０、３１０、４１０、５１０、６１０のそれぞれに形成された高融点金属層３０と、高融点金属層３０  の間に介在されて圧力を分散させ、高融点金属層３０の溶融点よりも低い溶融点を有する緩衝層４０とを含む。すなわち、第１接続ビアＶ１は、第１導体パターン層１１０と第３導体パターン層３１０にそれぞれ形成された高融点金属層３０と、高融点金属層３０の間に介在される緩衝層４０とを含む。また、貫通ビアＴＶは、第１導体パターン層１１０と第２導体パターン層２１０にそれぞれ形成された高融点金属層３０と、高融点金属層３０の間に介在される緩衝層４０とを含む。
【００４３】
高融点金属層３０は、電気的特性に優れ、かつ緩衝層４０の溶融点よりも高い溶融点を有する銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、パラジウム（Ｐｄ）、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）等で形成することができる。
【００４４】
緩衝層４０は、高融点金属層３０の溶融点よりも低い溶融点を有する。このため、後述する複数の単位基板１００、２００、３００、４００、５００、６００を一括して積層するとき、緩衝層４０は、少なくとも一部が溶融され、これにより、複数の単位基板１００、２００、３００、４００、５００、６００の間の圧力のバラツキが解消される。また、溶融した緩衝層４０は、高融点金属層３０、導体パターン層１１０、２１０、３１０、４１０、５１０、６１０、または後述する導体フィラー５０と容易に層間金属化合物（Ｉｎｔｅｒ−Ｍｅｔａｌｌｉｃ  Ｃｏｍｐｏｕｎｄ、ＩＭＣ）を形成するので、高融点金属層３０または導体フィラー５０と緩衝層４０との間の結合力が向上する。
【００４５】
緩衝層４０は、ソルダー材質で形成されることができる。ここで、ここで'ソルダー'とは、はんだ付けに使用できる金属材料を意味し、鉛（Ｐｂ）を含む合金であってもよく、鉛を含まなくてもよい。例えば、ソルダーは、錫（Ｓｎ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）またはこれらから選択された金属の合金であってもよい。具体的には、本発明の実施例で使用するソルダーは、ソルダー全体に対する錫（Ｓｎ）の含量が９０％以上である錫、銀、銅合金であることができる。
【００４６】
貫通ビアＴＶは、緩衝層４０と高融点金属層３０との間にそれぞれ形成される導体フィラー５０をさらに含む。すなわち、貫通ビアＴＶは、５層構造で形成され、図１の上部から下部方向へ、高融点金属層３０−導体フィラー５０−緩衝層４０−導体フィラー５０−高融点金属層３０の順に形成されることができる。
【００４７】
従来一括積層工法の場合、貫通ビアは、それぞれの単位基板のすべてに形成されたビアを一括積層することにより形成されるが、本実施例の場合、貫通ビアの第１部分ＴＶ'と第２部分ＴＶ"は、複数の単位基板１００、２００、３００、４００、５００、６００のうち最上層１００と最下層２００にのみそれぞれ形成される。すなわち、本実施例では、導体フィラー５０を第１部分ＴＶ'及び第２部分ＴＶ"に形成することで、貫通ビアＴＶの形成（第１部分ＴＶ'と第２部分ＴＶ"との結合）時、結合部分を最小化できる。これにより、本実施例では、一括積層するとき、圧力のバラツキを発生する個所が低減し、さらに本実施例では、第１部分ＴＶ'と第２部分ＴＶ"とが上述した緩衝層４０を含むので、貫通ビアＴＶの形成（第１部分ＴＶ'と第２部分ＴＶ"との結合）時に発生可能な圧力のバラツキを解消することができる。
【００４８】
導体フィラー５０は、緩衝層４０の溶融点よりも高い溶融点を有する。導体フィラー５０は、電気的特性に優れ、かつ緩衝層４０の溶融点よりも高い溶融点を有する銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、パラジウム（Ｐｄ）、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）等で形成することができる。
【００４９】
ここで、導体フィラー５０のうちの少なくとも１つは、高融点金属層３０に結合する一端から緩衝層４０に結合する他端まで延長された内部中空５１を含み、緩衝層４０は、内部中空５１の少なくとも一部を充填することができる。
【００５０】
図２は、図１におけるＡ−Ａ'による断面を示した図であって、図２に示すように、導体フィラー５０の内部には、内部中空５１が形成され、内部中空５１の一部を緩衝層４０により充填できる。上述した貫通ビアＴＶの第１部分ＴＶ'と第２部分ＴＶ"のそれぞれの長さの和は、工程誤差等により、設計の貫通ビアＴＶの長さよりも大きくなることがあり、これは、一括積層時に圧力のバラツキをもたらす原因となる場合がある。
【００５１】
本実施例では、導体フィラー５０に内部中空５１が形成されており、不要な緩衝層の少なくとも一部が内部中空５１に流入可能となる。これにより、工程誤差等により発生する一括積層時の圧力のバラツキを解消することができる。また、本実施例の場合、緩衝層４０が導体フィラー５０の内部中空５１の少なくとも一部を充填するので、緩衝層４０と導体フィラー５０とが面対面で結合する場合に比べて結合力が向上する。
【００５２】
一方、図２は、導体フィラー５０と内部中空５１の横断面がそれぞれ長方形と円形に示されているが、これは例示に過ぎない。すなわち、導体フィラー５０の横断面は、円形、楕円形または多角形等様々に変更可能であり、内部中空５１の横断面も多角形または楕円形等に様々に変更可能である。
【００５３】
さらに、図２には、導体フィラー５０の内部に内部中空５１が２つ形成されているが、同様に導体フィラー５０の内部に形成される内部中空５１の数は、様々に変更可能である。
【００５４】
高融点金属層３０と導体フィラー５０のそれぞれは、銅（Ｃｕ）を含むことができる。一例として、高融点金属層３０と導体フィラー５０のそれぞれは、銅電解メッキにより形成されることができる。この場合、両者は同種物質で形成されるため、相互間の結合力が向上する。また、両者を互いに異なる物質で形成する場合に比べて、工程を簡略化することができ、コストを低減することができる。
【００５５】
本実施例に係る多層プリント回路基板１０００は、最下層の導体パターン層２１０をそれに隣接した他の導体パターン層６１０に接続する第２接続ビアＶ２と、最上層及び最下層の導体パターン層を除いた複数の導体パターン層のうちの隣接した導体パターン層を互いに接続する内部ビアＩＶとをさらに含むことができる。すなわち、第２接続ビアＶ２は、最下層に形成された第２導体パターン層２１０と、第２導体パターン層２１０に隣接した第６導体パターン層６１０とを接続する。内部ビアＩＶは、第１導体パターン層１１０と第２導体パターン層２１０とを除いた複数の内部パターン層、すなわち第３導体パターン層から第６導体パターン層３１０、４１０、５１０、６１０のうちのいずれか１つを隣接した他の内部パターン層３１０、４１０、５１０、６１０に接続する。
【００５６】
ここで、第２接続ビアＶ２と内部ビアＩＶのそれぞれは、高融点金属層３０と緩衝層４０とを含み、隣接した導体パターン層のうちのいずれか１つに高融点金属層３０が形成され、隣接した導体パターン層のうちの他の１つに緩衝層４０が形成されて高融点金属層３０に結合する。例として、第３導体パターン層３１０と第４導体パターン層４１０とを接続する内部ビアＩＶの場合、高融点金属層３０は、第４導体パターン層４１０に形成され、緩衝層４０は、第３導体パターン層４１０に形成される。
【００５７】
高融点金属層３０及び緩衝層４０については、上述したので省略する。
【００５８】
＜多層プリント回路基板の製造方法＞
図３から図１６は、本発明の一実施例に係る多層プリント回路基板の製造方法を順次示す図である。
【００５９】
具体的に、図３から図９は、本発明の一実施例に係る多層プリント回路基板の製造方法に適用するメタル単位基板の製造工程を順次示す図であり、図１０から図１４は、本発明の一実施例に係る多層プリント回路基板の製造方法に適用する一般単位基板の製造工程を順次示す図であり、図１５及び図１６は、図３から図１４により製造されたメタル単位基板と一般単位基板とを一括して積層することを示す図である。
【００６０】
以下では、メタル単位基板の製造工程及び一般単位基板の製造工程を順次説明し、その後、複数の単位基板を積層する工程を説明する。
【００６１】
なお、メタル単位基板と一般単位基板とを区別する必要がない限り、単位基板と通称する。
【００６２】
（メタル単位基板の製造方法）
図３から図９は、本発明の一実施例に係る多層プリント回路基板の製造方法に適用するメタル単位基板の製造工程を順次示す図である。
【００６３】
先ず、図３を参照すると、第１キャリアＣ１上に第１原板を積層する。第１原板は、後述する工程により上述した第１導体パターン層１１０となる原資材である。上述したように、第１導体パターン層１１０は、第１金属層１１２、剛性補強層１１１及び第２金属層１１３を含むので、第１原板は、これに対応するように、第１金属板１１２'、剛性補強板１１１'及び第２金属板１１３'を含む。
【００６４】
第１キャリアＣ１と第１原板との間には、離型層を形成することができる。また、第１キャリアＣ１の両面には金属板が形成され、金属板上に第１原板を形成することができる。
【００６５】
次に、図４を参照すると、第１原板の少なくとも一部を除去して第１導体パターン層１１０を形成する。第１導体パターン層１１０は、第１原板上に、第１導体パターン層１１０に対応するパターニングされたエッチングレジストを形成し、その後、エッチングすることで形成することができる。パターニングされたエッチングレジストは、第１原板の上面すべてにエッチングレジストを形成し、その後フォトリソグラフィにより形成することができる。
【００６６】
一方、以上では、第１原板の少なくとも一部を除去して第１導体パターン層１１０を形成することを説明したが、これは通常のパターン形成工程中、いわゆるサブトラックティブ法に基づいて説明したことに過ぎず、他のパターン形成工程を用いて第１導体パターン層１１０を形成できることは明らかである。一例として、第１キャリアＣ１の両面に金属箔を形成し、金属箔をシード層とするＭＳＡＰ（Ｍｏｄｉｆｉｅｄ  Ｓｅｍｉ−Ａｄｄｉｔｉｖｅ  Ｐｒｏｃｅｓｓ）工法を用いて第１導体パターン層１１０を形成することができる。すなわち、図３及び図４とは異なって、第１導体パターン層１１０は、第１キャリアＣ１に選択的メッキにより形成することができる。
【００６７】
次に、図５を参照すると、第１導体パターン層１１０の少なくとも一部が埋め込まれるように第１絶縁層１２０を形成し、第１絶縁層１２０に開口を形成する。第１絶縁層１２０は、感光性絶縁層であって、第１絶縁層１２０の開口は、フォトリソグラフィ工程により形成することができる。または開口は、レーザドリリングにより形成することもできる。開口には、後述する工程により、上述した高融点金属層３０が形成される。
【００６８】
第１絶縁層１２０は、真空ラミネータを用いて第１キャリアＣ１上にラミネートすることができる。但し、ラミネートして選択的露光工程を経た第１絶縁層１２０は、後硬化工程を経らないため、一括積層工程前まで半硬化状態（Ｂ−ｓｔａｇｅ）にある。例として、選択的露光工程を経た第１絶縁層１２０は、全硬化状態（Ｃ−ｓｔａｇｅ）対比１０〜２０％の硬化度を有することができる。一方、必要によって、第１絶縁層１２０が別の工程により全硬化状態（Ｃ−ｓｔａｇｅ）対比５０％の硬化度を有するように半硬化させることができる。別の半硬化工程は、開口を形成するためのフォトリソグラフィ工程に使用されるＵＶ光を用いて行われることができる。しかし、この場合にも、第１絶縁層１２０は、一括積層工程前まで全硬化されない。
【００６９】
その後、図６を参照すると、第１絶縁層１２０の開口に高融点金属層３０を形成する。高融点金属層３０は、メタル単位基板１００、２００の貫通ビアの第１部分ＴＶ'、貫通ビアの第２部分ＴＶ"、第１接続ビアＶ１及び第２接続ビアＶ２に共通に形成されるが、本工程により貫通ビアの第１部分ＴＶ'の高融点金属層３０、第１接続ビアＶ１の高融点金属層３０及び第２接続ビアＶ２の高融点金属層３０が同時に形成される。
【００７０】
高融点金属層３０は、電解メッキにより形成される。電解メッキの場合、異方性または等方性メッキをすべて含む。高融点金属層３０は、銅電解メッキにより形成され、銅（Ｃｕ）を含むことができる。高融点金属層３０を電解メッキにより形成するにあたり、シード層は、第１導体パターン層１１０の第２金属層１１３であることができる。またはシード層は、第２金属層１１３ではなく、別の工程により形成されたものであることができる。後者の例として、第１導体パターン層１１０を形成した後に、第１導体パターン層１１０の表面に沿ってシード層をさらに形成し、その上に第１絶縁層１２０を形成することができる。
【００７１】
その後、図７を参照すると、高融点金属層３０のうちの少なくとも一部の上に導体フィラー５０を形成する。すなわち、導体フィラー５０は、複数の高融点金属層３０のうち貫通ビアの第１部分ＴＶ'となる高融点金属層３０にのみ形成される。
【００７２】
導体フィラー５０は、電解メッキにより形成することができる。この場合、導体フィラー５０を形成するために、高融点金属層３０と第１絶縁層１２０上にパターニングされたメッキレジストが形成され、パターニングされたメッキレジストは、導体フィラー５０の形成後に除去される。メッキレジストは、ドライフィルムであることができる。導体フィラー５０は、上述した高融点金属層３０と同様に、銅電解メッキにより形成されて、銅（Ｃｕ）を含むことができる。
【００７３】
一方、図７には明確に示されていないが、導体フィラー５０の内部には上述した内部中空５１を形成できる。内部中空５１は、高融点金属層３０の上面のうち内部中空５１に対応する位置にメッキレジストを形成し、メッキにより導体フィラー５０を形成した後、メッキレジストを除去することで形成できる。
【００７４】
次に、図８を参照すると、導体フィラー５０と導体フィラーが形成されていない高融点金属層３０とに緩衝層４０を形成する。緩衝層４０は、ｉ）低融点金属、例えば、ソルダーのような低融点金属を選択的にメッキするか、ｉｉ）ソルダーペーストのような低融点金属ペーストを選択的に塗布した後に低融点金属ペーストを乾燥することにより形成することができる。
【００７５】
ソルダーまたはソルダーペーストは、錫、銀、銅またはこれらから選択された金属の合金を主成分とすることができる。また、本発明で使用するソルダーペーストには、フラックス（ｆｌｕｘ）が含まれなくてもよい。
【００７６】
ソルダーペーストは、相対的に高い温度（ｅｘ．８００℃）で固まる焼結型と相対的に低い温度（ｅｘ．２００℃）で固まる硬化型がある。本実施例で使用するソルダーペーストとしては、ソルダーペーストの硬化時、第１絶縁層１２０の全硬化を防止するために、相対的に低い温度で固まる硬化型であることができる。
【００７７】
低融点金属ペーストは、比較的高い粘性を有するものであってもよく、高融点金属層３０または導体フィラー５０上に形成された後にその形状を維持することができる。また、低融点金属ペーストは、低融点金属粒子を有し、この粒子により低融点金属ペーストが固まって形成された緩衝層４０の表面は、凸凹形状であることができる。
【００７８】
次に、図９を参照すると、第１絶縁層１２０から第１キャリアＣ１を除去することにより第１メタル単位基板１００を製造することができる。このとき、第１キャリアＣ１を容易に除去し、かつ第１メタル単位基板１００を一括積層時まで支持するために、第１キャリアＣ１に結合している第１絶縁層１２０の一面と対向する第１絶縁層１２０の他面には支持層を積層することができる。この支持層は、一括積層時まで第１メタル単位基板１００を支持することにより、第１メタル単位基板１００の変形を防止し、後続する工程まで第１メタル単位基板１００を容易に取り扱うことができる。支持層は、フィルムの形態で第１絶縁層１２０の他面に積層されることができる。また支持層には、一括積層時に第１メタル単位基板１００から容易に除去されるように、非粘着領域を選択的に形成することができる。
【００７９】
一方、図３から図９には、第１キャリアＣ１の両面にそれぞれ第１メタル単位基板１００が形成されているが、第１キャリアＣ１の一面にのみ第１メタル単位基板１００を形成することもできる。また、第１キャリアＣ１の一面には、第１メタル単位基板１００が形成され、第１キャリアＣ１の他面には、第２メタル単位基板２００が形成されることができる。
【００８０】
以上では、第１メタル単位基板１００について説明したが、第２メタル単位基板２００にも同様の説明が適用されるので、第２メタル単位基板２００についての説明は省略する。
【００８１】
（一般単位基板の製造方法）
図１０から図１４は、本発明の一実施例に係る多層プリント回路基板の製造方法に適用する一般単位基板の製造工程を順次示した図である。
【００８２】
先ず、図１０を参照すると、第２キャリアＣ２上に第２原板を積層する。第２原板は、後述する工程により上述した第３導体パターン層３１０となる原資材である。第２原板は、銅泊であることができる。銅泊は、フィルム形態で第２キャリアＣ２上にラミネーションされることができ、無電解メッキ及び電解メッキにより第２キャリアＣ２上に形成されることもできる。第２キャリアＣ２は、第２キャリアＣ２に剛性を付与するベース（Ｂ）、ベース（Ｂ）の両面にそれぞれ形成された第１金属箔Ｆ１及び第２金属箔Ｆ２を含む。本実施例においては、第２原板である銅泊を選択的にエッチングして第３導体パターン層３１０を形成するので、第１金属箔Ｆ１及び第２金属箔Ｆ２は、銅エッチング液に反応しない金属で形成することができる。例として、第１金属箔Ｆ１及び第２金属箔Ｆ２は、ニッケル（Ｎｉ）を含むことができる。
【００８３】
次に、図１１を参照すると、第２原板の少なくとも一部を選択的に除去して第３導体パターン層３１０を形成する。このとき、第２原板上に、第３導体パターン層３１０に対応するパターニングされたエッチングレジストを形成し、その後、エッチングを行ってパターニングされたエッチングレジストを除去することにより、第２キャリアＣ２上に第３導体パターン層３１０を形成することができる。
【００８４】
一方、以上では、第３導体パターン層３１０がサブトラックティブ法により形成されることを説明したが、これとは異なって、第３導体パターン層３１０は、モディファイド・セミーアディティブ（Ｍｏｄｉｆｉｅｄ  Ｓｅｍｉ−Ａｄｄｉｔｉｖｅ）法、セミーアディティブ（Ｓｅｍｉ−Ａｄｄｉｔｉｖｅ）法またはフルアディティブ（Ｆｕｌｌ−Ａｄｄｉｔｉｖｅ）法を用いて形成することもできる。
【００８５】
次に、図１２を参照すると、第３導体パターン層３１０及び第２キャリアＣ２上に第３絶縁層３２０を形成した後、第３導体パターン層３１０のうち少なくとも一部を開放する開口を形成する。第３絶縁層３２０は、感光性絶縁層であるため、開口は、フォトリソグラフィ工程により形成することができる。また開口は、レーザドリリングにより形成することもできる。第３絶縁層３２０は、上述した第１絶縁層１２０と同様に、一括積層工程前まで半硬化状態を維持する。開口は、上述した第１接続ビアＶ１の下部側の高融点金属層３０と緩衝層４０とが形成される領域であるので、第３導体パターン層３１０のうち第１接続ビアＶ１が形成される領域のみを開放することができる。
【００８６】
次に、図１３を参照すると、開口に高融点金属層３０と緩衝層４０とを形成する。高融点金属層３０は、開口の形成された第３絶縁層３２０上にパターニングされたメッキレジストを形成し、その後、メッキにより形成することができる。緩衝層４０は、低融点金属をメッキするか、低融点金属ペーストを塗布し、乾燥することにより形成することができる。
【００８７】
一方、一般単位基板３００、４００、５００、６００の高融点金属層３０及び緩衝層４０は、上述したメタル単位基板１００、２００の高融点金属層３０及び緩衝層４０と同様の方法により形成できるので、詳細な説明を省略する。
【００８８】
次に、図１４を参照すると、第３絶縁層３２０から第２キャリアＣ２を除去することにより、第１の一般単位基板３００を製造することができる。このとき、第２キャリアＣ２を容易に除去し、かつ第１の一般単位基板３００を一括積層時まで支持するために、第２キャリアＣ２に結合している第３絶縁層３２０の一面と対向する第３絶縁層３２０の他面には、支持層を積層することができる。この支持層については上述したので説明を省略する
【００８９】
一方、図１０から図１４には、第２キャリアＣ２の両面にそれぞれ第１の一般単位基板３００が形成されているが、第２キャリアＣ２の一面にのみ第１の一般単位基板３００を形成することもできる。また、第２キャリアＣ２の一面に第１の一般単位基板３００を形成し、第２キャリアＣ２の他面に第２の一般単位基板４００を形成することもできる。
【００９０】
以上のように第１の一般単位基板３００について説明したが、第２の一般単位基板４００、第３の一般単位基板５００、第４の一般単位基板６００にも同様の説明が適用されるので、これらについての詳細な説明を省略する。
【００９１】
＜単位基板を一括積層するステップ＞
図１５及び図１６は、図４から図１４により製造されたメタル単位基板と一般単位基板とを一括して積層することを示す図である。
【００９２】
図１５を参照すると、複数の単位基板１００、２００、３００、４００、５００、６００を上下に配置し、これらを一括して積層する。
【００９３】
このとき、複数の単位基板１００、２００、３００、４００、５００、６００のそれぞれに形成された位置合わせマークを用いて複数の単位基板１００、２００、３００、４００、５００、６００の位置合わせを行い、Ｖ−ｐｒｅｓｓ積層機などを用いて高温圧着してすべての層を一括して接合する。
【００９４】
一括積層時には、温度を１８０〜２００℃に設定し、プレス圧力を３０〜５０ｋｇ／ｃｍ２に設定することができるが、これに限定されず、一括積層時の温度及び圧力は、第１から第６絶縁層１２０、２２０、３２０、４２０、５２０、６２０の成分または緩衝層４０の成分等に応じて異なるように設定することができる。特に、一括積層時の温度は、緩衝層４０の溶融点以上であることが好ましい。
【００９５】
一括積層時に緩衝層４０は、溶融されながら、隣り合っている導体パターン層１１０、２１０、３１０、４１０、５１０、６１０または導体フィラー５０と接合されることができる。この場合、一括積層後に緩衝層４０の広がりにより、緩衝層４０の上部断面積と緩衝層４０の下部断面積とは互いに異なる大きさを有し得る。
【００９６】
また、半硬化状態であった第１から第６絶縁層１２０、２２０、３２０、４２０、５２０、６２０は、一括積層後に全硬化状態となる。
【００９７】
次に、図１６を参照すると、第１導体パターン層１１０と第２導体パターン層２１０のそれぞれにソルダーレジスト層ＳＲを形成する。ソルダーレジスト層ＳＲは、ソルダーレジストを第１導体パターン層１１０と第２導体パターン層２１０のそれぞれの全面に形成し、その後、第１導体パターン層１１０と第２導体パターン層２１０のそれぞれの一部を開放して形成することができる。または、第１導体パターン層１１０と第２導体パターン層２１０のそれぞれの一部を開放するために、パターニングされたソルダーレジスト層ＳＲを第１導体パターン層１１０と第２導体パターン層２１０のそれぞれに積層することもできる。
【００９８】
一方、図１５及び図１６においては、ソルダーレジスト層ＳＲが、一括積層工程の以後に形成されているが、ソルダーレジスト層ＳＲは、一括積層工程において複数の単位基板１００、２００、３００、４００、５００、６００とともに形成されることもできる。また、図１６とは異なって、ソルダーレジスト層ＳＲは、第１導体パターン層１１０と第２導体パターン層２１０のうちいずれか１つのみに形成されることもできる。
【００９９】
以上、本発明の一実施例について説明したが、当該技術分野で通常の知識を有する者であれば特許請求の範囲に記載された本発明の思想から逸脱しない範囲内で、構成要素の付加、変更または削除などによって本発明を多様に修正及び変更することができ、これも本発明の範囲内に含まれるものといえよう。
【符号の説明】
【０１００】
Ｃ１    第１キャリア
Ｃ２    第２キャリア
Ｂ      ベース
Ｆ１    第１金属箔
Ｆ２    第２金属箔
ＴＶ    貫通ビア
ＴＶ'  貫通ビアの第１部分
ＴＶ"  貫通ビアの第２部分
Ｖ１    第１接続ビア
Ｖ２    第２接続ビア
ＩＶ    内部ビア
ＳＲ    ソルダーレジストツング
３０    高融点金属層
４０    緩衝層
５０    導体フィラー
５１    内部中空
１００  第１メタル単位基板
２００  第２メタル単位基板
３００  第１の一般単位基板
４００  第２の一般単位基板
５００  第３の一般単位基板
６００  第４の一般単位基板
１１０、２１０、３１０、４１０、５１０、６１０    導体パターン層
１２０、２２０、３２０、４２０、５２０、６２０    絶縁層
１１１、２１１    剛性補強層
１１１'  剛性補強板
１１２、２１２    第１金属層
１１２'    第１金属板
１１３、２１３    第２金属層
１１３'    第２金属板
１０００    多層プリント回路基板
【図１】
2017216434.tif 000003
【図２】
2017216434.tif 000004
【図３】
2017216434.tif 000005
【図４】
2017216434.tif 000006
【図５】
2017216434.tif 000007
【図６】
2017216434.tif 000008
【図７】
2017216434.tif 000009
【図８】
2017216434.tif 000010
【図９】
2017216434.tif 000011
【図１０】
2017216434.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2017216434.tif 000015
【図１４】
2017216434.tif 000016
【図１５】
2017216434.tif 000017
【図１６】
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