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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】特開2021-2536(P2021-2536A)
(43)【公開日】2021年1月7日
(54)【発明の名称】配線基板及び配線基板の製造方法
(51)【国際特許分類】
   H05K 1/02 20060101AFI20201204BHJP
   H05K 3/18 20060101ALI20201204BHJP
【FI】
   H05K1/02 P
   H05K3/18
【審査請求】未請求
【請求項の数】12
【出願形態】OL
【全頁数】15
(21)【出願番号】特願2019-113936(P2019-113936)
(22)【出願日】2019年6月19日
(71)【出願人】
【識別番号】000000158
【氏名又は名称】イビデン株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001896
【氏名又は名称】特許業務法人朝日奈特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】川合 康裕
(72)【発明者】
【氏名】西脇 千朗
【テーマコード(参考)】
5E338
5E343
【Fターム(参考)】
5E338AA03
5E338BB14
5E338CC02
5E338CC05
5E338CD33
5E338EE13
5E343AA02
5E343AA15
5E343AA16
5E343AA17
5E343BB24
5E343BB25
5E343BB44
5E343BB48
5E343DD80
5E343GG13
(57)【要約】
【課題】配線基板の特性及び品質の向上。
【解決手段】実施形態の配線基板1は、シールドパターン21を含む第1内層導体層2と、第1内層導体層2の上に積層されている第1層間絶縁層3と、第1層間絶縁層3の上に形成されていて接続パッド42を含む第1外層導体層4と、第1外層導体層の上に形成されていて接続パッド42を少なくとも部分的に露出させる第1外層絶縁層5と、を備えている。そして、第1外層導体層4は所定の線路幅を有する線路パターン41をさらに含み、第1外層絶縁層5の上に、少なくとも線路パターン41を覆っていてシールドパターン21及び線路パターン41と共にストリップ線路40を構成するシールド膜6が設けられており、シールド膜6は、金属箔層とめっき膜層とを有している。
【選択図】図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
シールドパターンを含む内層導体層と、
前記内層導体層の上に積層されている層間絶縁層と、
前記層間絶縁層の上に形成されていて、外部部材に対する接続パッドを含む外層導体層と、
前記外層導体層の上に形成されていて前記接続パッドを少なくとも部分的に露出させる第1外層絶縁層と、
を備える配線基板であって、
前記外層導体層は所定の線路幅を有する線路パターンをさらに含み、
前記第1外層絶縁層の上に、少なくとも前記線路パターンを覆っていて前記シールドパターン及び前記線路パターンと共にストリップ線路を構成するシールド膜が設けられており、
前記シールド膜は、金属箔層とめっき膜層とを有している。
【請求項2】
請求項1記載の配線基板であって、前記第1外層絶縁層は熱硬化性の樹脂を用いて形成されている。
【請求項3】
請求項1記載の配線基板であって、前記第1外層絶縁層は前記層間絶縁層と同じ材料を用いて形成されている。
【請求項4】
請求項1記載の配線基板であって、
前記層間絶縁層は前記層間絶縁層を貫通するビア導体を含み、
前記第1外層絶縁層は前記第1外層絶縁層を貫通するビア導体を含み
前記シールド膜は前記第1外層絶縁層を貫通する前記ビア導体及び前記層間絶縁層を貫通する前記ビア導体を介して前記シールドパターンに電気的に接続されている。
【請求項5】
請求項1記載の配線基板であって、さらに、前記接続パッド上に形成されている導電性バンプを備えている。
【請求項6】
請求項1記載の配線基板であって、さらに、前記シールド膜を覆う表面保護膜をさらに備えている。
【請求項7】
請求項1記載の配線基板であって、前記第1外層絶縁層上の導電体は前記シールド膜だけである。
【請求項8】
請求項1記載の配線基板であって、
前記配線基板は、前記第1外層絶縁層側の表面と反対側の表面を構成する第2外層絶縁層と、前記第2外層絶縁層の開口に露出する端子パッドと、をさらに備えている。
【請求項9】
請求項1記載の配線基板であって、さらに、前記第1外層絶縁層側の表面と反対側の表面にソルダーレジスト層が形成されている。
【請求項10】
所定の導体パターンを含む導体層を絶縁層上に形成することと、
前記導体層上に層間絶縁層を形成することと、
前記層間絶縁層の上に、所定の線路幅を有する線路パターン、及び、外部部材に対する接続パッドを含む導体層を形成することと、
前記線路パターンを含む導体層の上に外層絶縁層を形成することと、
前記外層絶縁層の上に金属箔を積層することと、
前記外層絶縁層及び前記金属箔に、前記線路パターンを含む前記導体層に達する貫通孔を形成することと、
前記金属箔上及び前記貫通孔内に金属製皮膜を形成することと、
前記線路パターンを覆うめっき膜を前記金属製皮膜上に形成することによって、前記金属箔及び前記めっき膜を含むシールド膜と、前記線路パターンと、前記所定の導体パターンとによって構成されるストリップ線路を形成することと、
前記外層絶縁層を貫通して前記接続パッドを露出させる開口を形成することと、
を含んでいる配線基板の製造方法。
【請求項11】
請求項10記載の配線基板の製造方法であって、前記めっき膜は、前記開口の形成前に形成される。
【請求項12】
請求項10記載の配線基板の製造方法であって、前記めっき膜を形成することは、前記めっき膜が前記所定の導体パターンに電気的に接続されるように、前記めっき膜と前記線路パターンを含む前記導体層とを接続するビア導体を前記貫通孔内に形成することを含んでいる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、配線基板及び配線基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献1には、コア基板の一方の表面側に形成されたストリップライン構造の信号線を含むプリント配線板が開示されている。このプリント配線板においてストリップライン構造の信号線を有する側の最外層の導体層は、ストリップライン構造のグランド層を構成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2004−342871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に開示のプリント配線板では、ストリップライン構造を有する側に部品搭載パッドが設けられる場合、最外層の導体層がグランド層であるため、このグランド層に部品搭載パッドを設けることが予想される。その部品搭載パッドに搭載される外部部品と、ストリップライン構造の信号線を含む配線層との接続経路が長くなることがある。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明の配線基板は、シールドパターンを含む内層導体層と、前記内層導体層の上に積層されている層間絶縁層と、前記層間絶縁層の上に形成されていて、外部部材に対する接続パッドを含む外層導体層と、前記外層導体層の上に形成されていて前記接続パッドを少なくとも部分的に露出させる第1外層絶縁層と、を備えている。そして、前記外層導体層は所定の線路幅を有する線路パターンをさらに含み、前記第1外層絶縁層の上に、少なくとも前記線路パターンを覆っていて前記シールドパターン及び前記線路パターンと共にストリップ線路を構成するシールド膜が設けられており、前記シールド膜は、金属箔層とめっき膜層とを有している。
【0006】
本発明の配線基板の製造方法は、所定の導体パターンを含む導体層を絶縁層上に形成することと、前記導体層上に層間絶縁層を形成することと、前記層間絶縁層の上に、所定の線路幅を有する線路パターン、及び、外部部材に対する接続パッドを含む導体層を形成することと、前記線路パターンを含む導体層の上に外層絶縁層を形成することと、前記外層絶縁層の上に金属箔を積層することと、前記外層絶縁層及び前記金属箔に、前記線路パターンを含む前記導体層に達する貫通孔を形成することと、前記金属箔上及び前記貫通孔内に金属製皮膜を形成することと、前記線路パターンを覆うめっき膜を前記金属製皮膜上に形成することによって、前記金属箔及び前記めっき膜を含むシールド膜と、前記線路パターンと、前記所定の導体パターンとによって構成されるストリップ線路を形成することと、前記外層絶縁層を貫通して前記接続パッドを露出させる開口を形成することと、を含んでいる。
【0007】
本発明の実施形態によれば、ストリップライン構造の信号線を含む導体層に、例えば電子部品などの外部部材を接続することができるので、外部部材と配線基板内部の導体層とを短い経路で電気的に接続し得ることがある。その結果、配線基板を用いる電子機器などの特性が向上することがある。
【図面の簡単な説明】
【0008】
図1】本発明の一実施形態の配線基板の一例を示す断面図。
図2図1の例の配線基板を示す平面図。
図3図1のIII部の拡大図。
図4図1の配線基板の他の変形例を示す断面図。
図5A】本発明の一実施形態の配線基板の製造方法における第1内層導体層の形成後の状態の一例を示す断面図。
図5B】一実施形態の配線基板の製造方法における第1外層導体層の形成後の状態の一例を示す断面図。
図5C】一実施形態の配線基板の製造方法における第1外層絶縁層への貫通孔の形成後の状態の一例を示す断面図。
図5D】一実施形態の配線基板の製造方法における金属製皮膜の形成後の状態の一例を示す断面図。
図5E】一実施形態の配線基板の製造方法におけるシールド膜の形成後の状態の一例を示す断面図。
図5F図5EのVF部の拡大図。
図5G】一実施形態の配線基板の製造方法における第1外層絶縁層への開口の形成後の状態の一例を示す断面図。
図5H】一実施形態の配線基板の製造方法における完成状態の配線基板の一例を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【0009】
本発明の一実施形態の配線基板が図面を参照しながら説明される。図1及び図2には、一実施形態の配線基板の一例である配線基板1の断面図及び平面図がそれぞれ示されている。図1図2に示されるI−I線での断面図である。また、図3には、図1のIII部の拡大図が示されている。
【0010】
図1図3に示されるように、配線基板1は、シールドパターン21を含む内層導体層(第1内層導体層2)と、第1内層導体層2の上に積層されている層間絶縁層(第1層間絶縁層3)と、第1層間絶縁層3の上に形成されている外層導体層(第1外層導体層4)と、第1外層導体層4の上に形成されている第1外層絶縁層5と、を備えている。第1外層導体層4は、所定の線路幅を有する線路パターン41、及び、外部部材(図示せず)に対する接続パッド42を含んでいる。第1内層導体層2のシールドパターン21は、線路パターン41に対する電磁シールドとして機能する。そして本実施形態の配線基板1では、第1外層絶縁層5の上に、少なくとも線路パターン41を覆うシールド膜6が設けられている。シールド膜6は、配線パターン41に対する電磁シールドとして機能し得る。シールド膜6、シールドパターン21、及び線路パターン41によってストリップ線路40が構成されている。図1には示されていないが、シールド膜6は、金属箔層6a及びめっき膜層6c(図3参照)を有している。
【0011】
図1の例の配線基板1は、さらに、絶縁性を有するコア層10、第2内層導体層2b、第2層間絶縁層3b、第2外層導体層4b、及び、第2外層絶縁層5bを備えている。コア層10は、厚さ方向に直交する二つの主面のうちの一方である第1面10a、及び、第1面10aと対向する第2面10bを有している。コア層10の第1面10a側に、少なくとも、第1外層導体層4、第1外層絶縁層5、及び、シールド膜6が形成されている。図1の例では、第1層間絶縁層3及び第1内層導体層2も、第1面10a側に形成されている。一方、コア層10の第2面10b上に、第2内層導体層2b、第2層間絶縁層3b、第2外層導体層4b、及び、第2外層絶縁層5bが形成されている。第2外層絶縁層5bは、配線基板1における第1外層絶縁層5側の表面と反対側の表面を構成している。図1の例において、コア層10の第2面10b側、例えば第2外層絶縁層5b上には、シールド膜は形成されていない。
【0012】
なお、配線基板1の説明では、配線基板1の厚さ方向においてコア層10から遠い側は「上側」もしくは「上方」、又は単に「上」とも称され、コア層10に近い側は「下側」もしくは「下方」、又は単に「下」とも称される。さらに、各導体層及び各絶縁層において、コア層10と反対側を向く表面は「上面」とも称され、コア層10側を向く表面は「下面」とも称される。また、配線基板1の厚さ方向は、単に「Z方向」とも称される。
【0013】
第1外層絶縁層5は、接続パッド42上に設けられている開口52を有し、開口52内に、接続パッド42を露出させている。図1の例では、第1外層絶縁層5は、第1層間絶縁層3と同じ材料を用いて形成されている。そのため、後述されるように、第1外層絶縁層5の上には、第1外層絶縁層5に対する良好な密着性を有する金属層(例えば金属箔層又はめっき膜層)を積層することができる。
【0014】
本実施形態では、第1外層導体層4は、ストリップ線路40の信号伝送路である線路パターン41と、電子部品などの外部部材(図示せず)に対する接続パッド42との両方を含んでいる。第1外層導体層4は、配線基板1において外層に形成されている導体層であるが、線路パターン41の上には第1外層絶縁層5を介してシールド膜6が形成されているので、線路パターン41を含むストリップ線路40を形成することができる。また、第1外層絶縁層5が接続パッド42を露出させているので、接続パッド42に外部の電子部品などを搭載することができる。従って、配線基板1に搭載される、図示されない電子部品などと、線路パターン41などの配線基板1に含まれる導体パターンとを短い経路で接続できることがある。
【0015】
また一般的には、短絡不良の防止などのために、接続パッドを含む導体層の上にはソルダーレジスト層が形成される。従って、その導体層がストリップ線路の信号伝送路を含んでいる場合には、ソルダーレジスト層の上に、ストリップ線路のシールド層を形成すべく導体層を設ける必要がある。しかし、先に形成されて既に硬化済みのソルダーレジスト層の上に導体層が形成されると、ソルダーレジスト層と導体層との間には十分な密着性が得られないことがある。これに対して、図1の例の配線基板1では、ストリップ線路40の上側のシールド層を構成するシールド膜6は、第1層間絶縁層3と同じ材料を用いて形成される第1外層絶縁層5の上に形成される。そのため、シールド膜6と第1外層絶縁層5との間に十分な密着性を得ることができる。従って、ストリップ線路40を構成するシールド層の剥離を抑制することができ、配線基板の品質向上に寄与し得ると考えられる。なお、第1外層絶縁層5は、必ずしも、第1層間絶縁層3と同じ材料を用いて形成されていなくてもよい。第1外層絶縁層5の材料には、シールド膜6との間で適度な密着性を発現し得る任意の絶縁性材料が用いられる。
【0016】
図1の例の配線基板1において、コア層10と、その両面それぞれに積層されている第1及び第2の内層導体層2、2bとによって配線基板1のコア基板が形成されている。このコア基板を挟んで、第1層間絶縁層3、第1外層導体層4及び第1外層絶縁層5、並びにシールド膜6を含むビルドアップ層と、第2層間絶縁層3b、第2外層導体層4b及び第2外層絶縁層5bを含むビルドアップ層とが形成されている。コア層10には、第1内層導体層2と第2内層導体層2bとを接続するスルーホール導体10cが形成されている。なお、配線基板1に含まれる導体層及び絶縁層の数は図1の例に限定されない、例えば、第1内層導体層2とコア層10の第1面10aとの間に、さらに1組以上の導体層及び絶縁層が形成されていてもよい。すなわち、第1内層導体層2は、必ずしもコア基板を構成する導体層でなくてもよく、第1面10a側のビルドアップ層中の導体層であってもよい。
【0017】
各導体層(第1及び第2の内層導体層2、2b、並びに、第1及び第2の外層導体層4、4b)は、金属箔及びめっき膜を含み得る。各導体層は、例えば、銅、ニッケル、銀、パラジウムなどの任意の金属を単独で又は組み合わせて用いて形成され得る。
【0018】
各導体層は、それぞれ、任意の導体パターンを含み得る。例えば、第1内層導体層2は、少なくともシールドパターン21を含み、さらにシールドパターン21以外の任意の導体パターンを含み得る。しかし、第1内層導体層2は、シールドパターン21を含んでいるので、好ましくは、グランド用導体パターン又は電源用導体パターンなど、電位変動の少ない導体パターンだけを含んでいる。より好ましくは、第1内層導体層2は、グランド電位に接続される導体パターンだけを含んでいる。例えばシールドパターン21は、スルーホール導体10c用のパッド2aを除いて、第1内層導体層2の下層の絶縁層(図1の例ではコア層10)の上面の一面にベタ状に形成されていてもよい。
【0019】
第1外層導体層4は、少なくとも、線路パターン41及び接続パッド42を含み、さらに、任意の導体パターンを含み得る。例えば、第1外層導体層4は、線路パターン41以外にも、ストリップ線路を構成する又は構成しない、任意の配線パターンを含んでいてもよい。また、線路パターン41は、差動伝送路を構成すべく、並置された2つの線路状の導体パターンによって構成されていてもよい。図1の例では、線路パターン41及びストリップ線路40は、Z方向と直交する方向(図1におけるX方向)において配線基板1の中央部に設けられている接続パッド42の一群のX方向における両側に設けられている。
【0020】
図1の例において、第2外層導体層4bは端子パッド4b2を含んでいる。端子パッド4b2は、例えば外部の配線基板などの外部部材(図示せず)と接続される導体パッドである。
【0021】
各導体層は、任意の厚さを有し得る。例えば、各導体層の厚さとしては、3μm以上、50μm以下程度の値が例示されるが、各導体層の厚さは、この範囲に限定されない。しかし、線路パターン41を含む第1外層導体層4は、後述されるように、線路パターン41を含むストリップ線路40が所定の特性インピーダンスを有するべく設定された厚さに形成される。また、線路パターン41は、ストリップ線路40が所定の特性インピーダンスを有するべく設定された所定の線路幅を有している。
【0022】
第1層間絶縁層3は、第1層間絶縁層3を貫通し、第1外層導体層4と第1内層導体層2とを接続するビア導体31を含んでいる。同様に、第2層間絶縁層3bは、第2層間絶縁層3bを貫通し、第2外層導体層4bと第2内層導体層2bとを接続するビア導体31bを含んでいる。さらに、第1外層絶縁層5は、第1外層絶縁層5を貫通し、シールド膜6と第1外層導体層4とを接続するビア導体51を含んでいる。第1外層導体層4の接続パッド42と第2外層導体層4bの端子パッド4b2は、ビア導体31、スルーホール導体10c、及びビア導体31bを介して電気的に接続されている。
【0023】
ビア導体31、31bは、第1及び第2の層間絶縁層3、3bそれぞれを貫く貫通孔を導電体で埋めることによって形成された、所謂フィルドビアである。ビア導体31、31bは、それぞれの上側の導体層と一体的に形成されている。ビア導体31、31bは、例えば、銅又はニッケルなどからなる無電解めっき膜及び電解めっき膜によって形成されている。スルーホール導体10も、銅又はニッケルなどからなる無電解めっき膜及び電解めっき膜によって形成されている。
【0024】
一方、ビア導体51は、第1外層絶縁層5を貫く貫通孔を導電体で埋めることによって形成されており、シールド膜6と一体的に形成されている。ビア導体51も、例えば、銅又はニッケルなどからなる無電解めっき膜及び電解めっき膜によって形成されている。
【0025】
各絶縁層(第1及び第2の層間絶縁層3、3b、並びに、第1及び第2の外層絶縁層5、5b)及びコア層10は、任意の絶縁性材料を用いて形成される。絶縁性材料としては、エポキシ樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂(BT樹脂)又はフェノール樹脂などが例示される。これらの樹脂を用いて形成される各絶縁層は、ガラス繊維又はアラミド繊維などの補強材、及び/又は、シリカなどの無機フィラーを含んでいてもよい。なお、ストリップ線路40の特性インピーダンスは、第1層間絶縁層3及び第1外層絶縁層5の比誘電率と相関する。従って、第1層間絶縁層3及び第1外層絶縁層5には、ストリップ線路40が所定の特性インピーダンスを有するように選択された比誘電率を有する材料が用いられる。
【0026】
前述したように、第1外層絶縁層5は、第1層間絶縁層3を構成し得る材料を用いて形成される。従って、第1外層絶縁層5と第1層間絶縁層3とは、略同じ比誘電率を有していてもよい。好ましくは、第1外層絶縁層5と第1層間絶縁層3とは略同じ材料を用いて形成される。その場合、ストリップ線路40の設計が容易なため、設計値に近い特性インピーダンスが得られ易いと考えられる。
【0027】
第1外層絶縁層5は、接続パッド42を露出させる開口52を有している。しかし、開口52は、後述されるように、ビア導体51の形成のために第1外層絶縁層5に穿孔される貫通孔と同様に、レーザー光の照射やドリル加工などによって形成され得る。すなわち、開口52は、例えばフォトリソグラフィ技術を用いずに形成される。従って、図1の例において第1外層絶縁層5は非感光性の樹脂、例えば熱硬化性の樹脂を用いて形成されている。
【0028】
各絶縁層は、任意の厚さを有し得る、例えば、各絶縁層は、10μm以上、100μm以下の厚さに形成される。ストリップ線路40の特性インピーダンスは、第1層間絶縁層3及び第1外層絶縁層5の厚さとも相関するため、第1層間絶縁層3及び第1外層絶縁層5は、それぞれ、ストリップ線路40が所定の特性インピーダンスを有するべく設定された所定の厚さを有している。第1層間絶縁層3及び第1外層絶縁層5は、互いに同じ厚さを有していてもよい。その場合、ストリップ線路40の設計が容易なため、設計値に近い特性インピーダンスが得られ易いと考えられる。
【0029】
図1の例において第1外層絶縁層5は、開口52内に、接続パッド42の上面の一部を露出させている。しかし、第1外層絶縁層5は、接続パッド42の上面の一部では無く全体を露出させていてもよい。すなわち、第1外層絶縁層5には、接続パッド42を少なくとも部分的に露出させるべく開口52が形成される。図1の例の配線基板1は、さらに、接続パッド42の露出面上に形成されている導電性のバンプ42aを備えている。バンプ42aによって、例えば電子部品などの外部部材の端子と接続パッド42とが接合される。
【0030】
一方、第2外層絶縁層5bにおける端子パッド4b2上には開口5b2が設けられており、第2外層絶縁層5bの開口5b2内に端子パッド4b2の一部が露出している。そして、配線基板1は、開口5b2に露出する端子パッド4b2上に導電性のバンプ4baを備えている。バンプ4baによって、例えば、マザーボードなどの外部部材の端子と、端子パッド4b2とが接合される。接続パッド42上の導電性バンプ42a及び端子パッド4b2上の導電性バンプ4baは、例えば、はんだ、金、若しくは、銅、などの任意の金属、又は、導電性の粒子を含む樹脂を用いて形成されている。
【0031】
図1及び図2の例において、配線基板1は、平面視で、配線基板1の中央部分に、マトリクス状に並ぶ一群の接続パッド42を備えている。接続パッド42に接続される外部部材(図示せず)は、この一群の接続パッド42を包含する実装領域MAに配置される。図2に示されるように、図1及び図2の例の配線基板1では、シールド膜6は、実装領域MAを平面視において全周に渡って囲むように形成されており、枠状の平面形状を有している。枠状の平面形状のシールド膜6の4つの辺それぞれの下層に、線路パターン41が配置されている。
【0032】
図2に例示される配線基板1において、第1外層絶縁層5上の導電体はシールド膜6だけである。すなわち、第1外層絶縁層5の上には、電気信号が伝送されたり、特定の回路ノード間を接続したりする導体パターンは形成されておらず、シールド膜6だけが形成されている。図1及び図2の例では、第1外層絶縁層5の上面は、シールド膜6に覆われていない領域を有しているが、シールド膜6は、第1外層絶縁層5の上面全面を覆うように形成されていてもよい。
【0033】
図3を参照して、ストリップ線路40、及び、シールド膜6が、さらに詳細に説明される。図3に示されるように、線路パターン41と、線路パターン41を第1層間絶縁層3及び第1外層絶縁層5を介して挟み込むシールドパターン21及びシールド膜6とによってストリップ線路40が形成されている。図3の例において、シールド膜6は、第1外層絶縁層5を貫通するビア導体51、及び、第1層間絶縁層3を貫通するビア導体31を介して、シールドパターン21に電気的に接続されている。シールド膜6による良好なシールド作用が得られると考えられる。
【0034】
シールド膜6は、第1外層導体層4などと同様に、銅、ニッケル、又はパラジウムなどの任意の金属を用いて形成される。またシールド膜6は、図1では簡略化して単層構造を有するように示されているが、第1外層導体層4などと同様に多層構造を有している。図3の例において、シールド膜6は、金属箔層6aとめっき膜層6cとを有している。金属箔層6aは、例えば銅箔などの金属箔で形成されている。めっき膜層6cは、例えば、電解めっきによって形成された銅などの金属からなる導体膜である。
【0035】
図3は、めっき膜層6cが電解めっきによって形成される例を示している。そのため、シールド膜6は、電解めっきによるめっき膜層6cの形成時にシード層及び給電層として機能する金属皮膜層6bを含んでいる。金属皮膜層6bは、例えば、無電解めっき又はスパッタリングなどによって形成される金属製被膜である。めっき膜層6cは、無電解めっきによって形成されてもよく、その場合、シールド膜6は、金属箔層6a及びめっき膜層6cだけを含んでいてもよい。
【0036】
なお、シールド膜6と一体的に形成されているビア導体51も、図3の例において、金属皮膜層6b及びめっき膜層6cを含んでいる。ビア導体51も、シールド膜6と同様に、めっき膜層6cだけを含んでいてもよい。
【0037】
配線基板1は、図3に示されるように、少なくともシールド膜6を覆う表面保護膜8をさらに含んでいてもよい。表面保護膜8は、例えば、イミダゾールを主成分とする、水溶性プリフラックス、好ましくは耐熱性水溶性プリフラックスを用いて形成されている。図1図3の例においてシールド膜6はソルダーレジストなどに覆われていないが、表面保護膜8を設けることによって、シールド膜6における酸化や錆の発生を防ぐことができる。なお、表面保護膜8は、シールド膜6上だけでなく、第1及び第2の外層絶縁層5、5bそれぞれの上に形成されていてもよい。
【0038】
図4を参照して、図1に示される本実施形態の配線基板1の変形例が説明される。図4には、図1の配線基板1の他の変形例である配線基板1aが示されている。図4に示されるように、配線基板1aは、図1の配線基板1に備えられている第2外層絶縁層5bを備えていない。そのため、配線基板1aでは、コア層10の第2面側10b側に形成されている絶縁層の層数は、第1面10a側に形成されている絶縁層の層数よりも1だけ少ない。図1の配線基板1には第2外層導体層4bのさらに上方には導体層が設けられないので、図4の例の様に、第2外層導体層4bを覆う絶縁層の形成が省略されてもよい。
【0039】
図4の例では、配線基板1aの第1外層絶縁層5側の表面と反対側の表面に、すなわち、第2層間絶縁層3b及び第2外層導体層4bの上に、ソルダーレジスト層7bbが形成されている。ソルダ―レジスト層7bbには、端子パッド4b2を露出させる開口7b1が形成されている。図4には示されていないが、開口7b1に露出する端子パッド4b2には、前述した、シールド膜6を覆う表面保護膜8と同じ材料を用いて表面保護膜が形成されていてもよい。また、端子パッド4b2上に、図1と同様に、導電性のバンプ4baが形成されていてもよい。
【0040】
図4の例の配線基板1aの構造は、第2外層絶縁層5bではなくソルダーレジスト層7bbが形成されている点を除いて、図1の配線基板1と同様である。図1の配線基板1の構成要素と同様の構成要素には、図4において、図1に示される符号と同様の符号が付され、その説明は省略される。
【0041】
つぎに、図1に示される配線基板1を例に、一実施形態の配線基板の製造方法が、図5A図5Hを参照して説明される。
【0042】
本実施形態の配線基板の製造方法は、図5Aに示されるように、所定の導体パターン21を含む導体層(第1内層導体層2)を絶縁層(コア層10)上に形成することを含んでいる。所定の導体パターン21は、後工程で形成される線路パターン41(図5B参照)に対する電磁シールドとして機能する導体パターンであり、以下では「シールドパターン21」とも称される。図5Aの例では、第1内層導体層2は、コア層10を構成する絶縁層が有する2つの主面のうちの一方(第1面10a)の上に形成されている。コア層10の他方の主面(第2面10b)上には、第2内層導体層2bが形成されている。
【0043】
例えば、コア層10となる絶縁基板とその両面それぞれに積層された銅箔とを有する両面銅張積層板が用意される。両面銅張積層板には、レーザー加工によって、スルーホール導体10cを形成するための貫通孔が形成され、貫通孔の内壁及び両面銅張積層板の表面上に無電解めっき又はスパッタリングなどによって導体膜が形成される。そして、この導体膜をシード層及び給電層として用いる電解めっき、及び、適切なマスクを用いるエッチングなどを含むサブトラクティブ法によって、所望の導体パターンをそれぞれ有する第1内層導体層2及び第2内層導体層2b、並びにスルーホール導体10cが形成される。即ち配線基板1のコア基板が形成される。第1内層導体層2は、シールドパターン21を含むように形成される。なお、第1及び第2の内層導体層2、2b、並びにスルーホール導体10cは、セミアディティブ法によって形成されてもよい。また、第1内層導体層2は、必ずしもコア層10を構成する絶縁層上に形成されなくてもよい。例えば、第1内層導体層2は、コア層以外の任意の層間絶縁層上に形成されてもよい。
【0044】
図5Bに示されるように、本実施形態の配線基板の製造方法は、さらに、コア層10の第1面10a上及び第1内層導体層2上に層間絶縁層(第1層間絶縁層3)を形成することと、第1層間絶縁層3の上に導体層(第1外層導体層4)を形成することと、を含んでいる。第1外層導体層4は、線路パターン41、及び、外部部材(図示せず)に対する接続パッド42を含むように形成される。線路パターン41は所定の線路幅を有するように形成される。第1層間絶縁層3には、第1層間絶縁層3を貫通し、第1内層導体層2と第1外層導体層4とを接続するビア導体31が形成される。
【0045】
図5Bの例では、コア層10の第2面10b上及び第2内層導体層2b上には第2層間絶縁層3b及び第2外層導体層4bが形成されている。第2外層導体層4bは、端子パッド4b2を含むように形成される。また、第2層間絶縁層3bを貫通し、第2内層導体層2bと第2外層導体層4bとを接続するビア導体31bが形成されている。
【0046】
第1及び第2の層間絶縁層3、3bは、例えばフィルム状のエポキシ樹脂を積層して熱圧着することによって形成される。第1及び第2の層間絶縁層3、3bの形成において、銅箔などの金属箔が、第1及び第2の層間絶縁層3、3bそれぞれの上に熱圧着されてもよい。第1及び第2の層間絶縁層3、3bには、所定の位置に、ビア導体31、31bの形成用の孔が、炭酸ガスレーザー光の照射などによって形成される。
【0047】
そして、例えばセミアディティブ法によって、第1層間絶縁層3の上に、少なくとも、線路パターン41及び接続パッド42を含む第1外層導体層4が形成され、第1層間絶縁層3内にビア導体31が形成される。また、第1外層導体層4及びビア導体31の形成方法と同様の方法で、好ましくは第1外層導体層4の形成と同時に、第2層間絶縁層3bの上に所望の導体パターンを有する第2外層導体層4bが形成され、第2層間絶縁層3b内にビア導体31bが形成される。
【0048】
図5Cに示されるように、本実施形態の配線基板の製造方法は、さらに、第1外層導体層4及び第1層間絶縁層3の上に外層絶縁層(第1外層絶縁層5)を形成することと、第1外層絶縁層5の上に金属箔6a1を積層することと、第1外層絶縁層5及び金属箔6a1に、第1外層導体層4に達する貫通孔51aを形成することと、を含んでいる。図5Cの例では、第2外層導体層4b及び第2層間絶縁層3b上には第2外層絶縁層5bが形成されている。第1外層絶縁層5及び第2外層絶縁層5bは、第1層間絶縁層3と同様に、例えばフィルム状のエポキシ樹脂を積層して熱圧着することによって形成される。
【0049】
金属箔6a1は、例えば、銅などの任意の金属からなる金属箔6a1を備えるフィルム状のエポキシ樹脂を用いて第1及び第2の外層絶縁層5、5bを形成することによって、第1及び第2の外層絶縁層5、5bそれぞれの上に積層される。金属箔6a1を積層することによって、後述するデスミア処理によって第1及び第2の外層絶縁層5、5bの表面が意図せず粗化されるのを防ぐことができる。
【0050】
貫通孔51aは、炭酸ガスレーザー光の照射又はドリル加工などによって形成される。貫通孔51aは、第1外層導体層4に含まれる導体パターンの一部を露出させるように形成される。図5Cの例では、シールドパターン21と第1外層導体層4とを接続するビア導体31のビアパッド43の一部が、貫通孔51a内に露出している。貫通孔51aの形成後に、好ましくは、貫通孔51a内に残る樹脂残渣(スミア)を除去するデスミア処理が行われる。
【0051】
図5Dに示されるように、本実施形態の配線基板の製造方法は、さらに、金属箔6a1の上及び貫通孔51a内に金属製皮膜6b1を形成することを含んでいる。なお図5Dは、金属製皮膜6b1の形成後の状態における、図5CのVD部に相当する部分の拡大図である。金属製皮膜6b1は、例えば無電解めっき又はスパッタリングなどによって形成されるが、金属製皮膜6b1の形成方法はこれらの方法に限定されない。なお、図5Dには示されていないが、第2外層絶縁層5b上の金属箔6a1上にも金属製皮膜6b1が形成され得る。
【0052】
図5Eに示されるように、本実施形態の配線基板の製造方法は、さらに、シールド膜6と、線路パターン41と、シールドパターン21とによって構成されるストリップ線路40を形成することを含んでいる。シールド膜6の形成方法としては、めっきレジストRを用いたパターンめっき法が例示される。めっきレジストRにおけるシールド膜6の形成領域には開口R1が設けられる。パターンめっき法によるシールド膜6の形成中、コア層10の第2面10b側はめっきレジストRに覆われる。配線基板1のシールド膜6は、図5EのVF部の拡大図である図5Fに示されるように、具体的には多層構造を有している。図5Fを参照してシールド膜6の形成方法がさらに説明される。
【0053】
図5Fに示されるように、金属製皮膜6b1の上に、シールド膜6の形成領域に開口R1を有するめっきレジストRが、例えば、レジストフィルムの積層、露光及び現像によって形成される。開口R1は、少なくとも線路パターン41の真上の領域を含む領域に形成される。また、開口R1は、開口R1内に形成されるシールド膜6が線路パターン41に対する十分なシールド作用を奏し得る程度の大きさ(幅)に形成される。
【0054】
そして、金属製皮膜6b1を給電層及びシード層とする電解めっきによって、線路パターン41を覆うめっき膜6c1が、金属製皮膜6b1上に形成される。その結果、金属箔6a1及び金属製皮膜6b1それぞれの一部と、めっき膜6c1とを含み、線路パターン41を覆うシールド膜6が形成される。シールド膜6を形成することによって、シールド膜6と、線路パターン41と、シールドパターン21とによって構成されるストリップ線路40が形成される。
【0055】
シールド膜6を形成することは、図5E及び図5Fに示されるように、シールド膜6がシールドパターン21に電気的に接続されるように、第1外層絶縁層5にビア導体51を形成することを含んでいる。ビア導体51は、第1外層絶縁層5を貫通してシールド膜6と第1外層導体層4とを接続する。具体的には、ビア導体51は、ビア導体31のビアパッド43とシールド膜6とを接続する。ビア導体51は、めっき膜6c1の電解めっきによる形成時に貫通孔51aをめっき膜で充填することによって形成される。
【0056】
シールド膜6の形成後、コア層10の第1面10a側及び第2面10b側双方のめっきレジストRが除去される。そして、金属製皮覆6b1及び金属箔6a1におけるめっき膜6c1に覆われていない部分がエッチングによって除去される。その結果、それぞれ前述した、金属箔層(金属箔6a1の残存部分)、金属皮覆層(金属製皮覆6b1の残存部分)、及びめっき膜層(めっき膜6c1)を含む最終形態のシールド膜6が得られる。コア層10の第2面10b側には、第2外層絶縁層5bが露出する。
【0057】
図5Gに示されるように、本実施形態の配線基板の製造方法は、さらに、第1外層絶縁層5を貫通して接続パッド42を露出させる開口52を形成することを含んでいる。図5Gの例では、第2外層絶縁層5bに、第2外層絶縁層5bを貫通して端子パッド4b2を露出させる開口5b2が形成されている。開口52及び開口5b2は、例えば、炭酸ガスレーザー光の照射やドリル加工によって形成される。開口52及び開口5b2は、金属製皮膜6b1の形成よりも後に形成される。そのため、開口52内には、金属製皮膜6b1に覆われたことのない接続パッド42の上面が露出し、開口5b2内には、金属製皮膜6b1に覆われたことのない端子パッド4b2の上面が露出する。
【0058】
開口52及び開口5b2の形成後、少なくともシールド膜6を覆う表面保護膜が形成されてもよい。表面保護膜は、シールド膜6上だけでなく、第1及び第2の外層絶縁層5、5b並びに第1及び第2の外層導体層4、4bそれぞれの露出面上にも形成されてもよい。表面保護膜は、例えば、水溶性プリフラックス、好ましくは耐熱性水溶性プリフラックスの溶液中に、開口52及び開口5b2の形成後の配線基板1を浸漬することによって形成される。
【0059】
図5Hに示されるように、本実施形態の配線基板の製造方法は、さらに、接続パッド42上に導電性のバンプ42aを形成することをさらに含んでいてもよい。同様に、端子パッド4b2上に、導電性のバンプ4baが形成されてもよい。バンプ42a及びバンプ4baは、例えばはんだボールを接続パッド42及び端子パッド4b2に配置して加熱溶融することによって形成される。以上の工程を経ることによって、図1の配線基板1が完成する。
【0060】
なお、図5E図5Gを参照して説明された工程において、シールド膜6の形成前に、開口52が形成されてもよい。
【0061】
実施形態の配線基板は、各図面に例示される構造、並びに、本明細書において例示された構造、形状、及び材料を備えるものに限定されない。例えば、ストリップ線路40は、平面視で配線基板1の任意の位置に設けられ得る。シールド膜6とシールドパターン21とは、必ずしも、線路パターン41の近傍で接続されていなくてもよい。配線基板1は、コア層を有さず一方向に導体層と絶縁層とが積層された所謂コアレス基板であってもよい。また、ビア導体31、31b、51、及びスルーホール導体10cは必ずしも形成されていなくてもよい。
【0062】
実施形態の配線基板の製造方法は、各図面を参照して説明された方法に限定されない。例えば、第1及び第2の外層導体層4、4bがサブトラクティブ法でパターニングされてもよい。また、金属箔6a1は第1外層絶縁層5側だけに備えられてもよく、金属製皮膜6b1も第1外層絶縁層5側だけに形成されてもよい。実施形態の配線基板の製造方法には、前述された各工程以外に任意の工程が追加されてもよく、前述された工程のうちの一部が省略されてもよい。
【符号の説明】
【0063】
1、1a 配線基板
10 コア層
10a 第1面
10b 第2面
2 第1内層導体層
2b 第2内層導体層
21 シールドパターン(所定の導体パターン)
3 第1層間絶縁層
31、31b ビア導体
4 第1外層導体層
40 ストリップ線路
41 線路パターン
42 接続パッド
42a バンプ
5 第1外層絶縁層
51 ビア導体
52 開口
5b 第2外層絶縁層
4b2 端子パッド
4ba バンプ
6 シールド膜
6a 金属箔層
6b1 金属製皮膜
6c めっき膜層
6c1 めっき膜
7bb ソルダーレジスト層
図1
図2
図3
図4
図5A
図5B
図5C
図5D
図5E
図5F
図5G
図5H