特開 2024-102544 配線基板

(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】P2024102544

(43)【公開日】2024-07-31

(54)【発明の名称】配線基板

(51)【国際特許分類】

   H05K 1/11 20060101AFI20240724BHJP

【ＦＩ】

H05K1/11 H

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023006507

(22)【出願日】2023-01-19

(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】100112472

【弁理士】

【氏名又は名称】松浦 弘

(74)【代理人】

【識別番号】100202223

【弁理士】

【氏名又は名称】軸見 可奈子

(72)【発明者】

【氏名】野口 英俊

(72)【発明者】

【氏名】寺内 伊久哉

【テーマコード（参考）】

5E317

【Ｆターム（参考）】

5E317AA24

5E317BB12

5E317CC32

5E317CC33

5E317CD27

5E317GG05

(57)【要約】

【課題】スルーホール内部の回路用金属が断線することを抑制することのできる配線基板を提供する。
【解決手段】本開示の配線基板は、１対の導電層に挟まれる絶縁層と、前記絶縁層を貫通し、前記１対の導電層同士を接続して電気回路の一部をなす回路用金属部材を内部に有する複数の第１スルーホールと、を有する配線基板であって、前記配線基板の外縁部で前記絶縁層を貫通して、前記複数の第１スルーホールを包囲すると共に、前記電気回路の一部をなさない非回路用金属部材を内部に有する複数の第２スルーホールを備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

１対の導電層に挟まれる絶縁層と、
前記絶縁層を貫通し、前記１対の導電層同士を接続して電気回路の一部をなす回路用金属部材を内部に有する複数の第１スルーホールと、を有する配線基板であって、
前記配線基板の外縁部で前記絶縁層を貫通して、前記複数の第１スルーホールを包囲すると共に、前記電気回路の一部をなさない非回路用金属部材を内部に有する複数の第２スルーホールを備える。

【請求項2】

請求項１に記載の配線基板であって、
前記複数の第２スルーホールの内部の前記非回路用金属部材は筒状をなし、前記非回路用金属部材の内部に樹脂が充填されている。

【請求項3】

請求項２に記載の配線基板であって、
前記複数の第１スルーホールの内部の前記回路用金属部材は筒状をなし、前記回路用金属部材の内部に樹脂が充填されている。

【請求項4】

請求項１から３の何れか１の請求項に記載の配線基板であって、
前記絶縁層は、補強材としての繊維を含んでいる。

【請求項5】

請求項１から３の何れか１の請求項に記載の配線基板であって、
前記絶縁層は、絶縁性樹脂が含浸した織布を含んでいる。

【請求項6】

請求項１から３の何れか１の請求項に記載の配線基板であって、
前記複数の第２スルーホールは、前記複数の第１スルーホールを二重以上に重ねて包囲するように配列されている。

【請求項7】

請求項１から３の何れか１の請求項に記載の配線基板であって、
前記第２スルーホールは、配線基板の外縁部の全周にわたって形成されている。

【請求項8】

請求項１から３の何れか１の請求項に記載の配線基板であって、
前記複数の第２スルーホールは、等ピッチで配置されている。

【請求項9】

請求項１から３の何れか１の請求項に記載の配線基板であって、
前記複数の第２スルーホールは、丸孔である。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、配線基板に関する。

【背景技術】

【0002】

従来の配線基板として、一対の導電層の間の絶縁層を貫通して形成されるスルーホールの内部に回路用金属が備えられているものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１８－０９８４２４号公報（段落［００１３］，［００１９］，図１）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上述した従来の配線基板においては、側面から発生するクラックがスルーホールにまで伝搬し、スルーホール内部の回路用金属が傷ついて断線してしまうことがあり、その対策が求められている。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示の配線基板は、１対の導電層に挟まれる絶縁層と、前記絶縁層を貫通し、前記１対の導電層同士を接続して電気回路の一部をなす回路用金属部材を内部に有する複数の第１スルーホールと、を有する配線基板であって、前記配線基板の外縁部で前記絶縁層を貫通して、前記複数の第１スルーホールを包囲すると共に、前記電気回路の一部をなさない非回路用金属部材を内部に有する複数の第２スルーホールを備える。

【発明の効果】

【0006】

本開示に係る配線基板によれば、配線基板の側面から発生するクラックが、第２スルーホールにぶつかって伝搬が食い止められるため、第１スルーホールの回路用金属部材の断線が防がれる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】本開示の一実施形態に係るコア基板の斜視図

【図2】コア基板の一部正面図

【図3】図１のＡＡ切断面における配線基板の断面図

【図4】配線基板の製造方法を示す断面図

【図5】配線基板の製造方法を示す断面図

【図6】配線基板の製造方法を示す断面図

【図7】本開示の他の実施形態に係るコア基板の一部正面図

【発明を実施するための形態】

【0008】

図１から図６には、本開示の一実施形態に係る配線基板１０が示されている。配線基板１０は、図１に示されるように、全体が例えば四角形のコア基板１１の表裏に、図３に示されるビルドアップ部１２を有する構造になっている。

【0009】

ビルドアップ部１２は、コア基板１１の表裏に交互に積層される層間絶縁層３１及び導電層３０を有する。各層間絶縁層３１は、心材を有さず、例えば無機フィラーを含む熱硬化性樹脂からなるビルドアップ基板用の絶縁フィルム等で形成される。

【0010】

各導電層３０は、各層間絶縁層３１の上面を部分的に覆い、その一部または全体は電気回路になっている。そして、積層方向で隣り合う導電層３０の電気回路同士が、層間絶縁層３１を貫通するビア導体２４によって接続されている。また、最外の導電層３０はソルダーレジスト層３２に覆われている。そして、導電層３０のうちソルダーレジスト層３２に形成された開口３２Ａから露出する部分は、図示しない電子部品が実装されるパッド３０Ａになっている。

【0011】

コア基板１１は、絶縁層１３と、その表裏の両面に積層される導電層１４とを備えている。絶縁層１３は、例えばプリプレグで構成されていて、第１繊維１３Ａ及び第２繊維１３Ｂからなる補強材１３Ｃと、補強材１３Ｃに含浸する絶縁性樹脂１３Ｄ（例えば、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂）と、を有している。第１繊維１３Ａ及び第２繊維１３Ｂは、複数の繊維が束ねられた繊維束であって、補強材１３Ｃは、これら複数の第１繊維１３Ａと第２繊維１３Ｂとを経糸及び横糸とする平織の織布になっている。

【0012】

なお、補強材１３Ｃは不織布になっていてもよい。また、織布，不織布を問わず補強材１３Ｃとして、例えば、ガラス繊維やアラミド繊維などがあげられるが、これらに限定されない。また、絶縁性樹脂１３Ｄは、前述のエポキシ樹脂やポリイミド樹脂以外であってもよい。

【0013】

導電層１４には、絶縁層１３上に形成される銅箔１６と、銅箔上の第１めっき膜１４Ａと、第１めっき膜１４Ａ上の第２めっき膜１４Ｂとが含まれている。また、図１に示すように、導電層１４のうち配線基板１０の外縁部より内側の領域の一部または全体は、電気回路になっている。さらに、導電層１４の電気回路は図３に示されるようにコア基板１１の直上に積層される層間絶縁層３１を貫通する複数のビア導体２４によって、導電層３０と接続されている。

【0014】

コア基板１１の両面の導電層１４の電気回路同士は、絶縁層１３を貫通する複数の第１スルーホール導体２５Ａによって接続されている。具体的には、配線基板１０の外縁部より内側の領域における絶縁層１３には、複数の第１スルーホール１５Ａが形成されている。複数の第１スルーホール１５Ａは円形状の貫通孔である。

【0015】

各第１スルーホール導体２５Ａは、第１スルーホール１５Ａの内面全面を覆う筒状になっていて、その両端面は導電層１４の電気回路を形成する第１めっき膜１４Ａに覆われている。

【0016】

各第１スルーホール導体２５Ａの内側孔１７Ａは、第１めっき膜１４Ａを貫通している。そして、その内側孔１７Ａは、充填用樹脂１８によって埋められ、両端を第２めっき膜１４Ｂによって塞がれている。

【0017】

図２に示されているように、コア基板１１のうち、配線基板１０の外縁部に当たる領域には、複数の第２スルーホール１５Ｂが形成されている。それら複数の第２スルーホール１５Ｂは、本実施形態では配線基板１０の外縁に沿って、２列になるように等ピッチで並べられている。なお、図１においては第２スルーホール１５Ｂの開口上部を覆う第２めっき膜１４Ｂのみが示されている。また、隣り合う第２スルーホール１５Ｂの中心間の距離は３００μｍ～４００μｍになっている。

【0018】

また、第１スルーホール１５Ａ群と第２スルーホール１５Ｂ群の間には、絶縁層１３が導電層１４に覆われておらず、スルーホールも有していないフラット領域２３が設けられていて、そのフラット領域２３の幅は３００μｍ～５００μｍになっている。

【0019】

なおフラット領域２３は３００μｍ～５００μｍ以外の幅になっていてもよいし、設けられていなくてもよい。

【0020】

図３に示されるように、第２スルーホール１５Ｂの内部及び両端は、第１スルーホール１５Ａの内部及び両端と同じ構造になっている。即ち第２スルーホール１５Ｂは第１スルーホール１５Ａと同一径の円形の貫通孔であり、内面を筒状の第２スルーホール導体２５Ｂで覆われている。そして第２スルーホール導体２５Ｂの両端が導電層１４に接続されるとともに、その内側孔１７Ｂは充填用樹脂１８で埋められている。

【0021】

このように、絶縁層１３の両側の導電層１４は第２スルーホール導体２５Ｂによって接続されているが、第２スルーホール導体２５Ｂ及び第２スルーホール導体２５Ｂによって接続されている導電層１４は、電気回路の一部をなしていない。即ち、第２スルーホール導体２５Ｂは所謂ダミーのスルーホール導体になっているという点で、第１スルーホール導体２５Ａと相違している。

【0022】

本実施形態の配線基板１０は、例えば、以下のようにして製造される。
（１）絶縁層１３としての銅張積層板が用意される。銅張積層板は、絶縁性基材の表裏の両面に銅箔１６が積層されたものである。次いで、図４（Ａ）に示されるように、絶縁層１３に例えばドリル加工等によって複数のスルーホールが形成される。この時、絶縁層１３の外縁部に形成されるものが第２スルーホール１５Ｂになり、第２スルーホール１５Ｂに包囲されるようにして絶縁層１３の外縁部よりも内側の領域に形成されるものが第１スルーホール１５Ａになる。なお、図４～６では、図の右側方向が配線基板中央になっている。

【0023】

（２）次いで、化学めっき処理及び電解めっき処理が行われ、絶縁層１３の全面に第１めっき膜１４Ａが形成されるとともに、第１スルーホール１５Ａの内部に筒状の第１スルーホール導体２５Ａ、第２スルーホール１５Ｂの内部に筒状の第２スルーホール導体２５Ｂが形成される（図４（Ｂ））。

【0024】

（３）図４（Ｃ）に示されるように、第１及び第２スルーホール１５Ａ，１５Ｂ内に充填用樹脂１８が充填される。次いで、充填用樹脂１８のうち、第１めっき膜１４Ａの表面よりも盛り上がった部分が研磨され、充填用樹脂１８と第１めっき膜１４Ａの表面とが面一になる。

【0025】

（４）次いで、化学めっき処理及び電解めっき処理が行われ、第１めっき膜１４Ａ上と第１及び第２スルーホール１５Ａ，１５Ｂから露出する充填用樹脂１８上に第２めっき膜１４Ｂが形成される（図４（Ｄ））。

【0026】

（５）次いで、第２めっき膜１４Ｂ上に所定の導体パターンを形成するためのエッチングレジストが形成されたあと、エッチングレジストから露出する銅箔１６、第１めっき膜１４Ａ，第２めっき膜１４Ｂが除去され、次いでエッチングレジストが除去される（図５（Ａ））。これにより、コア基板１１及び導電層１４の電気回路が得られる。

【0027】

（６）次いで、コア基板１１の表裏の両面に、層間絶縁層３１としてのビルドアップ基板用絶縁フィルムが積層されて加熱プレスされ、層間絶縁層３１が形成される（図５（Ｂ））。

【0028】

（７）コア基板１１の両面の層間絶縁層３１にレーザーが照射され、複数のビアホール２４Ｈが形成される（図５（Ｃ））。なお、ビアホール２４Ｈは第１スルーホール１５Ａ上のみに形成され、第２スルーホール１５Ｂ上には形成されない。

【0029】

（８）ビアホール２４Ｈ内部のデスミア処理が行われた後、化学めっき処理が行われ、各層間絶縁層３１上に化学めっき膜（図示せず）が形成される。次いで、化学めっき膜上に所定パターンのめっきレジスト２６が形成される（図５（Ｄ））。

【0030】

（９）次いで、化学めっき膜上に電解めっき処理が施された後、めっきレジスト及び化学めっき膜が除去されると、導電層３０及びビア導体２４が得られる。（図６（Ａ））。

【0031】

（１０）そして工程（６）～（９）が繰り返され、コア基板１１の表裏の両側に、ビルドアップ部１２が積層される（図６（Ｂ））。そして、最外の導電層３０上にソルダーレジスト層３２が積層され、レーザー加工やフォトリソグラフィ等によりソルダーレジスト層３２に開口が形成される（図６（Ｃ））。この開口から露出する導電層３０がパッド３０Ａになる。

【0032】

本実施形態の配線基板１０の構造及び製造工程の説明は以上である。以下、配線基板１０の効果について説明する。配線基板１０が電気製品に組み込まれると複数の第１スルーホール導体２５Ａを含んだ電気回路が通電状態になり、電気製品の一部として機能する。この時、複数の第２スルーホール導体２５Ｂは配線基板１０の電気回路の一部をなしていないため、通電状態にはならない。

【0033】

ところで、配線基板１０が外力を受けたり、熱変形することで、コア基板１１の側面から内部に向かって、第１繊維１３Ａ及び第２繊維１３Ｂに沿ってクラックが発生することがある。

【0034】

しかしながら、本実施形態の配線基板１０では、クラックの進行をコア基板１１の外縁部全体に配置された第２スルーホール導体２５Ｂによって食い止めることができる。詳細には、複数の第２スルーホール１５Ｂがコア基板１１を貫通することでクラックの伝搬を遮断することが可能になる。しかも、第２スルーホール導体２５Ｂは導電層１４の一部をなす第１めっき膜１４Ａと一体形成されるため、コア基板１１のうち第１繊維１３Ａ及び第２繊維１３Ｂを含んだ絶縁層１３が表裏の両側から挟まれて固定されるため、クラックが拡大することも防がれる。

【0035】

さらに、第２スルーホール導体２５Ｂは第１スルーホール導体２５Ａを２重に包囲しているため、外側の第２スルーホール導体２５Ｂ群でクラックの伝搬を止められなかったとしても、それよりも内側の第２スルーホール導体２５Ｂ群でクラックの伝搬を食い止めやすくなっている。

【0036】

また、第２スルーホール導体２５Ｂは電気回路の一部をなさないスルーホール導体であるため、仮にクラックによって断線したとしても、配線基板１０の導通には何ら影響はない。さらに、第２スルーホール導体２５Ｂは第１スルーホール導体２５Ａと区別なく同様に作ることが可能であるため、余計な手順が増えることがない。

【0037】

［他の実施形態］
上記実施形態では、層間絶縁層３１が熱硬化性樹脂からなる絶縁フィルムによって構成されていたが、絶縁層１３と同じプリプレグによって構成されていてもよい。また、絶縁層１３が熱硬化性樹脂からなる絶縁フィルムであってもよい。本実施形態の配線基板１０のように、絶縁層１３がプリプレグであれば、繊維に沿ってクラックが伝搬しやすくなることが懸念されるので、第２スルーホール導体２５Ｂが設けられることの効果をより享受することができる。

【0038】

上記実施形態では、配線基板１０は四角形になっていたが、これに限定されない。円形や、他の多角形になっていてもよい。

【0039】

上記実施形態では、第２スルーホール導体２５Ｂは絶縁層１３にのみ形成されていたが、ビルドアップ部１２に形成されていてもよい。また、第２スルーホール導体２５Ｂの代わりに、電気回路の一部をなさない複数のビア導体を形成してもよい。この構成であれば、層間絶縁層３１のクラックの伝搬も抑制することが可能になる。

【0040】

上記実施形態では、第２スルーホール導体２５Ｂが設けられていたが、第２スルーホール１５Ｂだけが設けられる構成であってもよい。また、第２スルーホール１５Ｂの内部に筒状の金属部材を備えず、充填用樹脂１８だけが備えられている構成であってもよいし、充填用樹脂１８が備えられず筒状の金属部材だけが備えられていてもよい。

【0041】

上記実施形態では、第２スルーホール１５Ｂは丸孔になっていたが、開口形状が楕円形や四角形、その他の多角形になっていてもよい。また、配線基板１０の外縁に沿って延びる溝形状であってもよい。また、第１スルーホール１５Ａと第２スルーホール１５Ｂの開口形状は、同じであってもよいし、相違していてもよい。

【0042】

また、第２スルーホール導体２５Ｂは、配線基板１０の外周全体にわたって設けられていなくてもよい。例えば図７（Ａ）のように、角部など外縁の一部のみに設けられていてもよい。また、図７（Ｂ）のように千鳥配置になっていてもよい。また、図７（Ｃ）のように、第２スルーホール１５Ｂの大きさがそれぞれ異なっていてもよい。また、図７（Ｄ）のように、外縁のうち一部のみに２列以上設けられていてもよい。さらに、２列に限らず、１列だけ設けられていてもよいし、それ以上であってもよい。

【符号の説明】

【0043】

１０ 配線基板
１１ コア基板
１３ 絶縁層
１３Ａ 第１繊維
１３Ｂ 第２繊維
１３Ｃ 補強材
１３Ｄ 絶縁性樹脂
１４ 導電層
１５Ａ 第１スルーホール
１５Ｂ 第２スルーホール
１８ 充填用樹脂
２５Ａ 第１スルーホール導体
２５Ｂ 第２スルーホール導体

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】