特許 7479162 多層配線基板及びその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-04-25

(45)【発行日】2024-05-08

(54)【発明の名称】多層配線基板及びその製造方法

(51)【国際特許分類】

   H05K 1/16 20060101AFI20240426BHJP

   H05K 3/46 20060101ALI20240426BHJP

   H01F 17/00 20060101ALI20240426BHJP

   H01F 41/04 20060101ALI20240426BHJP

【ＦＩ】

H05K1/16 B

H05K3/46 B

H05K3/46 Q

H01F17/00 B

H01F41/04 C

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2020028688

(22)【出願日】2020-02-21

(65)【公開番号】P2021136243

(43)【公開日】2021-09-13

【審査請求日】2022-12-05

(73)【特許権者】

【識別番号】520005680

【氏名又は名称】株式会社ＳＩＭＭＴＥＣＨ ＧＲＡＰＨＩＣＳ

(74)【代理人】

【識別番号】110001726

【氏名又は名称】弁理士法人綿貫国際特許・商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】臼田 慎吾

(72)【発明者】

【氏名】岩田 絢貴

(72)【発明者】

【氏名】荒井 将言

【審査官】石坂 博明

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－０５４１４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０２９６３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－２２９７３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００８／０３１６６４６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１２－０８９７６０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０５Ｋ １／００－３／４６

Ｈ０１Ｆ １７／００

Ｈ０１Ｆ ４１／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の基材が積層された積層体を備え、導体パターンと層間接続導体とでスパイラル状のコイルが形成されており、前記導体パターンの積層数は合計４以上であり、前記積層体における第２主面をマグネットに近接配置しアクチュエータとして用いる構成であって、前記積層体における各層は第２熱硬化性樹脂によって接着されているとともに、前記積層体における各層の前記導体パターンの間に第１熱硬化性樹脂からなる熱硬化性樹脂層が介在しており、前記第２熱硬化性樹脂はエポキシであり、前記第１熱硬化性樹脂はポリイミドであり、前記導体パターンは、積層するにしたがって幅が広くなるとともに厚みが小さくなっており、前記導体パターンのうち、前記積層体における第２主面側の第２導体パターンは、前記積層体における第１主面側の第１導体パターンよりも高抵抗かつ高密度で配線されていること
を特徴とする多層配線基板。

【請求項2】

前記熱硬化性樹脂層の厚みは１０μｍ未満であり、前記導体パターンの厚みは前記熱硬化性樹脂層の厚みの３倍以上であること
を特徴とする請求項１に記載の多層配線基板。

【請求項3】

複数の基材が積層された積層体を備え、導体パターンと層間接続導体とでスパイラル状のコイルが形成されており、前記導体パターンの積層数は合計４以上であり、前記積層体における第２主面をマグネットに近接配置しアクチュエータとして用いる多層配線基板の製造方法であって、各層を第２熱硬化性樹脂によって接着するとともに、各層の前記導体パターンの間に第１熱硬化性樹脂からなる熱硬化性樹脂層を介在させて、ダミーコア基板を用いたビルドアップ工法によって前記積層体を形成する積層体製造プロセスを有し、前記第２熱硬化性樹脂はエポキシであり、前記第１熱硬化性樹脂はポリイミドであり、前記積層体製造プロセスにおいて、前記導体パターンは、積層するにしたがって幅を広くするとともに厚みを小さくし、前記導体パターンのうち、前記積層体における第２主面側の第２導体パターンは、前記積層体における第１主面側の第１導体パターンよりも高抵抗かつ高密度で配線すること
を特徴とする多層配線基板の製造方法。

【請求項4】

前記積層体製造プロセスは、前記ダミーコア基板の両面に配されたピーラブル銅箔それぞれの片面に前記積層体を形成し、その後、前記ダミーコア基板から前記積層体を分離し、分離した前記積層体から前記ピーラブル銅箔をエッチング処理によって除去すること
を特徴とする請求項３に記載の多層配線基板の製造方法。

【請求項5】

前記熱硬化性樹脂層の厚みは１０μｍ未満であり、前記導体パターンの厚みは前記熱硬化性樹脂層の厚みの３倍以上であること
を特徴とする請求項３または４に記載の多層配線基板の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、多層配線基板に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、導体パターンが形成された熱可塑性樹脂基材を積層して熱圧着した多層基板が提案されている（特許文献１：特許第６５６２１６０号公報）。また、コア基板を有する多層配線基板をビルドアップ工法によって形成する多層配線基板の製造方法が提案されている（特許文献２：特許第６２７４４９１号公報）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特許第６５６２１６０号公報

【文献】特許第６２７４４９１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

携帯情報端末やＩｏＴ機器の普及に伴って、電子機器においても省スペースに対応した薄型構造が要求される。一例として、多層配線基板に形成されたコイルをアクチュエータとして用いる場合、マグネットを駆動するコイルの推力を高めるにはコイルの巻数を増やすとともに断面積におけるコイルの比率を大きくする必要がある。しかし、特許文献１のように熱可塑性樹脂基材を積層して熱圧着した場合、基材が熱溶融して導体パターンが層間ショートするリスクがあり、厚みが薄くなるにしたがって層間ショートのリスクが大きくなるという問題がある。また、特許文献２のようなビルドアップ工法は、プリプレグを用いたリジッド基板の製造に用いられており、コイルが形成された多層配線基板に必要とされるような高難易度の薄型化は十分検討されていないのが実情である。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明は、上記事情に鑑みてなされ、コイルの巻数を増やすとともに断面積におけるコイルの比率を大きくしつつ従来よりも薄型構造にすることが可能な多層配線基板を提供することを目的とする。

【0006】

一実施形態として、以下に開示するような解決手段により、前記課題を解決する。

【0007】

本発明に係る多層配線基板は、複数の基材が積層された積層体を備え、導体パターンと層間接続導体とでスパイラル状のコイルが形成されており、前記導体パターンの積層数は合計４以上であり、前記積層体における第２主面をマグネットに近接配置しアクチュエータとして用いる構成であって、前記積層体における各層は第２熱硬化性樹脂によって接着されているとともに、前記積層体における各層の前記導体パターンの間に第１熱硬化性樹脂からなる熱硬化性樹脂層が介在しており、前記第２熱硬化性樹脂はエポキシであり、前記第１熱硬化性樹脂はポリイミドであり、前記導体パターンは、積層するにしたがって幅が広くなるとともに厚みが小さくなっており、前記導体パターンのうち、前記積層体における第２主面側の第２導体パターンは、前記積層体における第１主面側の第１導体パターンよりも高抵抗かつ高密度で配線されていることを特徴とする。

【0008】

この構成によれば、第２熱硬化性樹脂によって各層が接着されるとともに、第１熱硬化性樹脂からなる熱硬化性樹脂層によって導体パターンの層間絶縁が確保できるので、コイルの巻数を増やすとともに断面積におけるコイルの比率を大きくした薄型構造にできる。

【0009】

本発明に係る多層配線基板の製造方法は、複数の基材が積層された積層体を備え、導体パターンと層間接続導体とでスパイラル状のコイルが形成されており、前記導体パターンの積層数は合計４以上であり、前記積層体における第２主面をマグネットに近接配置しアクチュエータとして用いる多層配線基板の製造方法であって、各層を第２熱硬化性樹脂によって接着するとともに、各層の前記導体パターンの間に第１熱硬化性樹脂からなる熱硬化性樹脂層を介在させて、ダミーコア基板を用いたビルドアップ工法によって前記積層体を形成する積層体製造プロセスを有し、前記第２熱硬化性樹脂はエポキシであり、前記第１熱硬化性樹脂はポリイミドであり、前記積層体製造プロセスにおいて、前記導体パターンは、積層するにしたがって幅を広くするとともに厚みを小さくし、前記導体パターンのうち、前記積層体における第２主面側の第２導体パターンは、前記積層体における第１主面側の第１導体パターンよりも高抵抗かつ高密度で配線することを特徴とする。
一例として、前記積層体製造プロセスは、前記ダミーコア基板の両面に配されたピーラブル銅箔それぞれの片面に前記積層体を形成し、その後、前記ダミーコア基板から前記積層体を分離し、分離した前記積層体から前記ピーラブル銅箔をエッチング処理によって除去する。一例として、前記熱硬化性樹脂層の厚みは１０μｍ未満であり、前記導体パターンの厚みは前記熱硬化性樹脂層の厚みの３倍以上である。

【0010】

この構成によれば、第１熱硬化性樹脂からなる熱硬化性樹脂層によって導体パターンの層間絶縁を確保しつつ、第２熱硬化性樹脂によって各層を接着して積層体を形成するので、コイルの巻数を増やすとともに断面積におけるコイルの比率を大きくした薄型構造の多層配線基板を製造することができる。

【発明の効果】

【0011】

本発明によればコイルの巻数を増やすとともに断面積におけるコイルの比率を大きくしつつ従来よりも薄型構造にした多層配線基板が実現できる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】図１は本発明の実施形態に係る多層配線基板の例を模式的に示す断面図である。

【図2】図２Ａは本実施形態に係る多層配線基板の製造方法の例であってダミーコア基板にピーラブル銅箔を配して配線パターンを形成した状態を模式的に示す断面図であり、図２Ｂは図２Ａの状態に続いて樹脂付銅箔を配した状態を模式的に示す断面図であり、図２Ｃは図２Ｂの状態に続いて配線パターンを形成した状態を模式的に示す断面図である。

【図3】図３Ａは図２Ｃの状態に続いて樹脂付銅箔を配して配線パターンを形成した状態を模式的に示す断面図であり、図３Ｂは図３Ａの状態に続いて積層体をダミーコア基板から分離した状態を模式的に示す断面図であり、図３Ｃは図３Ｂの状態に続いて分離した積層体からピーラブル銅箔をエッチングした状態を模式的に示す断面図である。

【図4】図４は本実施形態に係る多層配線基板における実施例を模式的に示す構造図である。

【図5】図５は図４に示す実施例のＶ－Ｖ断面を拡大して示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳しく説明する。図１は本実施形態に係る多層配線基板１の例を模式的に示す断面図である。多層配線基板１は積層体２を備えており、積層体２には、第１導体パターン３ａと第２導体パターン３ｂとが配設されている。そして、導体パターン３ａと層間接続導体３ｃと導体パターン３ｂとでコイルが形成されている構成である。なお、実施形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する場合がある。

【0014】

図１に示すように、多層配線基板１は、積層体２における第１主面側の第１導体パターン３ａのうちの外部接続用の第１端に、めっき８ａが形成されており、第１主面側の第１導体パターン３ａのうちの第１端以外はカバーレイ７ａで覆われている。また、積層体２における第２主面側の第２導体パターン３ｂのうちの外部接続用の第２端に、めっき８ｂが形成されており、第２主面側の第２導体パターン３ｂのうちの第２端以外はカバーレイ７ｂで覆われている。第１導体パターン３ａと第２導体パターン３ｂは、一例として銅からなる。層間接続導体３ｃは、一例として銅または銅合金からなる。めっき８ａとめっき８ｂは、一例としてニッケル・パラジウム・金からなる。カバーレイ７ａとカバーレイ７ｂは、一例としてポリイミドフィルムまたはソルダーレジストインクからなる。

【0015】

基材４は、第１導体パターン３ａの片面に第１熱硬化性樹脂からなる熱硬化性樹脂層６が形成され、熱硬化性樹脂層６の片面に未硬化の第２熱硬化性樹脂５が形成されたものであり、樹脂付き銅箔とも称される。第２熱硬化性樹脂５は第１熱硬化性樹脂とは異なる材質である。一例として、熱硬化性樹脂層６はポリイミドからなり、第２熱硬化性樹脂５はエポキシからなる。一例として、熱硬化性樹脂層６はエポキシからなり、第２熱硬化性樹脂５はポリイミドからなる。

【0016】

本実施形態は、第１導体パターン３ａおよび第２導体パターン３ｂと層間接続導体３ｃとでコイルが形成されている多層配線基板１であって、積層体２における各層は第２熱硬化性樹脂５によって接着されているとともに、積層体２における各層の第１導体パターン３ａおよび第２導体パターン３ｂの間にそれぞれ熱硬化性樹脂層６が介在している構成である。この構成によれば、第２熱硬化性樹脂５によって各層が接着されるとともに、熱硬化性樹脂層６によって第１導体パターン３ａおよび第２導体パターン３ｂの層間絶縁が確保できるので、コイルの巻数を増やすとともに断面積におけるコイルの比率を大きくした薄型構造にできる。一例として、第１導体パターン３ａおよび第２導体パターン３ｂは銅からなり、第２熱硬化性樹脂５はエポキシであり、熱硬化性樹脂層６はポリイミドからなる。

【0017】

図１に示すように、積層体２における、第１導体パターン３ａおよび第２導体パターン３ｂの積層数は、合計４以上である。この構成によれば、コイルの巻数を十分に増やすことができる。第１導体パターン３ａおよび第２導体パターン３ｂの積層数は、偶数が好ましい。この構成によれば、図４に示すように、コイルにおける第１端３ａ１と第２端３ｂ１とがそれぞれコイル状パターンの外縁部に配されるので、コイルに通電するための配線回路を設けることが容易にできる。一例として、第１端３ａ１が配されている第１導体パターン３ａと、第２端３ｂ１が配されている第２導体パターン３ｂとに、コイルに通電するための配線回路を設ける。

【0018】

熱硬化性樹脂層６の厚みは１０[μｍ]未満であり、第１導体パターン３ａの厚みは熱硬化性樹脂層６の厚みの３倍以上であることが好ましい。この構成によれば、積層方向の断面積における第１導体パターン３ａの構成比率を４０[％]超にした薄型かつ高推力のコイルが容易に形成できる。熱硬化性樹脂層６の厚みは、一例として２～５[μｍ]であり、第１導体パターン３ａの厚みは一例として１５[μｍ]以上である。なお、上記の構成に限定されない。

【0019】

第１導体パターン３ａは平面視でスパイラル状であり、積層するにしたがって幅が広くなるとともに厚みが小さくなる構成、または積層するにしたがって幅が狭くなるとともに厚みが大きくなる構成のいずれかであることが好ましい。この構成によれば、積層に伴って第１導体パターン３ａにおける断面積あたりの抵抗値が大きくなることを抑制した薄型かつ高推力のスパイラル状のコイルが容易に形成できる。

【0020】

前記導体パターンのうち、積層体２における第２主面側の第２導体パターン３ｂは、積層体２における第１主面側の第１導体パターン３ａよりも高抵抗かつ高密度で配線されていることが好ましい。この構成によれば、積層体２における第２主面をマグネットに近接配置した場合、積層体２における第２主面側の第２導体パターン３ｂが高密度配線されているので、薄型かつ高推力が容易に得られる。

【0021】

続いて、本実施形態の半導体装置の製造方法について、以下に説明する。

【0022】

本実施形態に係る多層配線基板１の製造方法は、複数の基材４が積層された積層体２を備え、導体パターン３ａと層間接続導体３ｃとでコイルが形成されている多層配線基板１に適用され、各層を第２熱硬化性樹脂５によって接着するとともに、各層の第１導体パターン３ａおよび第２導体パターン３ｂの間にそれぞれ熱硬化性樹脂層６を介在させて積層体２を形成する積層体製造プロセスを有する。この構成によれば、熱硬化性樹脂層６によって第１導体パターン３ａおよび第２導体パターン３ｂの層間絶縁を確保しつつ、多層化し第２熱硬化性樹脂５によって各層を接着して積層体２を形成するので、コイルの巻数を増やすとともに断面積におけるコイルの比率を大きくしつつ従来よりも薄型構造の多層配線基板１を製造することができる。一例として、多層配線基板１は、ビルドアップ工法によって製造される。

【0023】

図２Ａ～図２Ｃおよび図３Ａ～図３Ｃは本実施形態に係る多層配線基板の製造手順の一例である。積層体製造プロセスは、一例としてピーラブル銅箔１１が第１主面と前記第１主面の反対側の第２主面とに配されたダミーコア基板９を用いて、各ピーラブル銅箔１１の片面にそれぞれ積層体２を形成する。この構成によれば、生産性が大幅に向上し、平坦かつ薄型構造の多層配線基板１を製造できる。なお、第１主面と第２主面とは相対的な位置関係を示すものであり、物理的な上面や下面に限定されない。

【0024】

先ず、図２Ａに示すように、ダミーコア基板９の第１主面に配されたピーラブル銅箔１１とダミーコア基板９の第２主面に配されたピーラブル銅箔１１とにそれぞれ第２導体パターン３ｂを形成する。第２導体パターン３ｂの形成はＥＴＳ技術など既知の技術が適用される。

【0025】

次に、図２Ｂに示すように、図２Ａにおける第１導体パターン３ａにそれぞれ基材４を配設する。基材４は所定箇所にレーザ加工によってビアを形成する。基材４は、一例として、導体パターン３ａにポリイミドを塗布し熱硬化して熱硬化性樹脂層６を形成しさらに未硬化状態のエポキシを塗布したものであり、樹脂付銅箔とも称される。そして、図２Ｃに示すように、図２Ｂにおける導体パターン３ａをエッチング処理して第１導体パターン３ａを形成する。

【0026】

次に、図３Ａに示すように、図２Ｂと図２Ｃに示すプロセスを繰り返して積層体２を形成し、図３Ｂに示すように、積層体２を熱圧着してから、ダミーコア基板９から分離する。そして、図３Ｃに示すように、分離した積層体２からピーラブル銅箔１１をエッチング処理によって除去する。

【0027】

その後、図１に示すように、一例として、第１端と第２端以外をカバーレイ７ａとカバーレイ７ｂとで覆い、めっき８ａとめっき８ｂを形成する。

【0028】

（実施例）
図５は、図４に示す実施例のＶ－Ｖ断面を拡大して示す断面図である。基材４は、銅からなる導体パターン３ａにポリイミドを塗布し熱硬化して熱硬化性樹脂層６を形成しさらに未硬化状態のエポキシを塗布したものである。図４の例は、第１導体パターン３ａおよび第２導体パターン３ｂの積層数は、合計４である。第２導体パターン３ｂは、第１導体パターン３ａよりも高抵抗かつ高密度で配線されている。そして、第２導体パターン３ｂから積層方向に離れるにしたがって、第１導体パターン３ａの線幅を広く形成して低抵抗化を図っている。

【0029】

上述の例では、第１導体パターン３ａおよび第２導体パターン３ｂの積層数が合計４の構成で説明したが、これに限定されず、積層数を合計３にすることや、積層数を合計５以上にすることも可能である。上述の例では、積層体２を熱圧着してから、ダミーコア基板９から分離する例で説明したが、これに限定されず、ダミーコア基板９から分離してから積層体２を熱圧着することも可能である。積層体の形成はＭＳＡＰやＥＴＳなど既知の加工技術を適用できる。以上、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではない。

【符号の説明】

【0030】

１ 多層配線基板
２ 積層体
３ａ 第１導体パターン（導体パターン）
３ｂ 第２導体パターン（導体パターン）
３ｃ 層間接続導体
４ 基材（樹脂付銅箔）
５ 第２熱硬化性樹脂
６ 熱硬化性樹脂層
７ａ、７ｂ カバーレイ
８ａ、８ｂ めっき
９ ダミーコア基板
１１ ピーラブル銅箔

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】