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(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】2024-09-30
(45)【発行日】2024-10-08
(54)【発明の名称】配線基板およびその製造方法
(51)【国際特許分類】
   H05K 3/46 20060101AFI20241001BHJP
【FI】
H05K3/46 B
H05K3/46 N
【請求項の数】 4
(21)【出願番号】P 2020111616
(22)【出願日】2020-06-29
(65)【公開番号】P2022010853
(43)【公開日】2022-01-17
【審査請求日】2023-05-24
(73)【特許権者】
【識別番号】000003193
【氏名又は名称】TOPPANホールディングス株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000062
【氏名又は名称】弁理士法人第一国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】浅生 英幸
【審査官】黒田 久美子
(56)【参考文献】
【文献】特開2013-021374(JP,A)
【文献】特開2002-280739(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
H05K 3/46
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
配線層と絶縁層を有するコア基板と、前記コア基板の上に絶縁層と配線層が順次積層されてなるビルドアップ層と、前記ビルドアップ層を貫通するビア導体が重ねて接続してなるスタックビアを少なくとも複数有する配線基板であって、
前記コア基板と前記ビルドアップ層各層の配線層において、前記スタックビアが複数密接する領域(以後、スタックビア領域という)の周辺の配線層パターンとスタックビアのランドの端部との間隔(以後、ギャップという)が、前記コア基板と前記ビルドアップ層各層により異なり、前記コア基板から上層に向かって、徐々に大きくなることを特徴とする配線基板。
【請求項2】
前記コア基板から上層に向かって、前記コア基板と前記ビルドアップ層各層の前記ギャップは、等差的に大きくなることを特徴とする請求項記載の配線基板。
【請求項3】
配線層と絶縁層を有するコア基板と、前記コア基板の上に絶縁層と配線層が順次積層されてなるビルドアップ層と、前記ビルドアップ層を貫通するビア導体が重ねて接続してなるスタックビアを少なくとも複数有する配線基板での製造方法であって、
コア基板の表面の配線層のパターン形成工程と、
前記コア基板の上層に、スタックビアを有する複数層のビルドアップ層の形成工程と、を有し、
前記コア基板と前記ビルドアップ層各層の配線層において、前記スタックビア領域の周辺の配線層パターンとスタックビアのランドの端部との間隔(ギャップ)が、前記コア基板と前記ビルドアップ層各層により異なり、前記コア基板から上層に向かって、徐々に大きくなることを特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項4】
前記コア基板から上層に向かって、前記コア基板と前記ビルドアップ各層の前記ギャップは、等差的に大きくなることを特徴とする請求項記載の配線基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
スタックビア構造を有する配線基板と、その製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
電子機器の高機能化と小型、軽量化の要求に対応するため、スタックビア(スタックドビアとも呼ぶ)構造(特許文献1参照)を有するビルドアップ配線基板が実用化されている。
【0003】
従来のビルドアップ配線基板は、複数の配線層をスルーホールで導通させたプリント配線板をコア基板とし、このコア基板の両面または片面に、絶縁層と配線層からなるビルドアップ層を次々に積層し、さらにこの過程で異なるビルドアップ層の配線層間の層間導通を図るビア導体も形成し、多層のビルドアップ層を配置したものである。
【0004】
図4は従来の配線基板の模式的断面図であり、コア層40の上にビルドアップ層3層52、53、54が積層された場合を想定する。
【0005】
絶縁層11と配線層21を有するコア層40の上に、絶縁樹脂層からなる絶縁層12を熱プレスで形成し、その後、配線層22と、ビア導体30を形成し、ビルドアップ層52を形成する。ビア導体30は、スタックビアSV1、SV2、SV3において、配線層22におけるランド35とコア層40の配線層21のランド35の層間導通を図るものである。また、スタックビアSV1の周辺の配線パターン形成位置範囲H1における配線層21の配線パターンP21がある。また、スタックビアSV3の周辺の配線パターン部H2における配線層21の配線パターンがある。
【0006】
同様に、絶縁層12と配線層22とビア導体30を有するビルドアップ層52の上に、絶縁樹脂層からなる絶縁層13を熱プレスで形成し、その後、配線層23と、ビア導体30を形成する。ビア導体30は、スタックビア部S1、S2、S3において、配線層23におけるランド35とビルドアップ層52の配線層22のランド35の層間導通を取るものである。また、スタックビアSV1の周辺の配線パターン部H1において配線層22の配線パターンがある。また、スタックビア部SV3の周辺の配線パターン部H2において配線層22の配線パターンがある。
【0007】
同様に、絶縁層13と配線層23とビア導体30を有するビルドアップ層53の上に、絶縁樹脂層からなる絶縁層14を熱プレスで形成し、その後、配線層24と、ビア導体30を形成する。ビア導体30は、スタックビアSV1、SV2、SV3において、配線層24におけるランド35とビルドアップ層53の配線層23のランド35の層間導通を図るものである。また、スタックビアSV1の周辺の配線パターン形成位置範囲H1において配線層23の配線パターンがある。また、スタックビア部SV3の周辺の配線パターン形成位置範囲H2において配線層23の配線パターンがある。
【0008】
スタックビアSV1、SV2、SV3において、表出した、配線層24におけるランド35は、半導体チップ60の端子と接合する。
【0009】
上記のように、ビルドアップ層の形成は、まず絶縁層となる絶縁樹脂を熱プレスで積層し、その後、ビア導体や配線層を形成する。絶縁樹脂を積層する下地の部分には、絶縁樹脂層か、金属のパターンである配線層かのいずれかが存在する。下地が絶縁樹脂層の場合、絶縁樹脂の積層工程において熱プレス加工時の流動により絶縁樹脂の厚みが、金属パターンが下地にある場合に比べて薄くなっていた。
【0010】
また、スタックビア構造は、半導体チップの実装部の、基板への接続パターンに合わせて、平面視において、グリッド状に密集して配置されていることが多いのに対して、半導体チップの実装部の周辺部は、配線パターンを置かないことが多い。よって、半導体チップの実装部とその周辺部では、配線パターンの密集度が、極端に異なることから、ビルドアップ層が多層化されるようになると、半導体チップの実装部周辺に凹みが増長されることになる。すなわち、スタックビア構造を有するビルドアップ配線板ではスタックビアを配置したところの周辺部は、絶縁樹脂層の表面の凹み量が大きくなりやすい。図5に、図4に示した従来の配線基板の模式的断面図で、スタックビア周辺に凹みが生じたときの状態の説明図を示した。この図5の範囲箇所K1、K2の部分に示すように凹みが生じている。
【0011】
絶縁樹脂層の表面の凹み部分は、配線形成をセミアディティブ法(特許文献2参照)で行なう際に用いる無電解めっき層部分の導体の除去が完全にできず、不要な配線間の導通によるショート(短絡)や、配線層の配線幅の太りを生ずる不良となる惧れがあった。
【0012】
絶縁樹脂層の表面の凹み部分を有する層に、配線形成をセミアディティブ法(特許文献2参照)で行なう工程において、ドライフィルムレジストがパターン化され、ドライフィルムレジストがない配線層設置予定部にめっきをほどこし、配線層を形成するときに、配線層設置予定以外のところにあるドライフィルムレジスト下にある無電解めっき層部分にめっきが入り込んでしまうので、配線層形成したあとの、ドライフィルムレジストのエッチングにより、無電解めっき層部分にめっきが無電解めっき層と入り込んだめっきの除去が、完全に行なえず、不要な配線間の導通によるショート(短絡)を生ずる不良となる惧れがあった。
【0013】
この従来技術の課題を添付図面を参照して説明する。図6から図8は、従来のスタックビア領域を有する配線基板の製造工程を説明する模式的断面図である。
【0014】
コア基板40の上にビルドアップ層52が積層され、断面においてスタックビアが2個所にあるものを想定する。スタックビアが形成される水平範囲は、スタックビア形成範囲S1、S2とする。
【0015】
コア基板40上の絶縁層11上に配線層21のパターンを形成する。配線層21において、配線パターン形成位置範囲H1,H2の配線パターンP21と、ランド35(L21S1、L21S2)が形成される(図6(a))。
【0016】
その上に、絶縁層12として絶縁層材料シートを載せる。絶縁層材料シートとして例えばプリプレグを用いる(図6(b))。
【0017】
オーブン等で、加温し、絶縁層材料シートを軟化させ、配線層21のパターンに、絶縁層材料シートを接着し、積層し、硬化し、絶縁層12を形成する(図6(c))。配線層21の配線パターンがないところは、絶縁層材料シートが、その流動性によって、下部の絶縁層11(コア基板40)に落ち込み、絶縁層12の上部には、凹部が生じる。
【0018】
配線パターンP21とランド35(L21S1)の配線間の上の絶縁層12の凹部(範囲個所K1)と、ランド35(L21S2)と配線パターンP21の配線間の上の絶縁層12の凹部(範囲個所K2)の容積は比較的大きく、これに比べてランド35(L21S1)とランド35(L21S2)の間の絶縁層12の凹部(範囲個所i)の容積は小さい。
【0019】
配線層21でランド35(L21S1、L21S2)の上に、ビアホール31を形成する。それはレーザ照射あるいはドリル等で行なわれる(図6(d))。
【0020】
上記で製作されたものの表面に、無電解めっきを施し、上面に、電気的導通を図れる無電解めっき層80を形成する。(図7(e))。
【0021】
上記で製作されたものの表面に、ドライフィルムレジスト85を積層する。ドライフィルムレジスト下面には接着性があり、ドライフィルムレジスト85と絶縁層12(絶縁層材料シートからなる)との接着が図られるが、絶縁層12上の細かな凹部はドライフィルムレジスト85の追従がなされるが、絶縁層12上の比較的大きな凹部はドライフィルムレジスト85の追従が不十分で、空洞が生じる可能性がある(図7(f))。
【0022】
配線パターンP21とランド35(L21S1)の配線間の上の絶縁層12の凹部(範囲個所K1)と、ランド35(L21S2)と配線パターンP21の配線間の上の絶縁層12の凹部(範囲個所K2)の容積は大きいので、ドライフィルムレジスト85と絶縁層12の間には、空洞が生じることを想定する。
【0023】
ランド35(L21S1)とランド35(L21S2)の間の絶縁層12の凹部(範囲個所i)の容積は小さいので、ドライフィルムレジスト60と絶縁層12の間には、空洞が生ぜず、密接している。
【0024】
上記で製作されたものに、ポジフィルム90を載せ、上部からUV光などの露光光Uを図のように照射し(図7(g))、ポジフィルム90の透明度の高いところは、露光光Uが透過し、ドライフィルムレジスト85に照射し、ドライフィルムレジスト85を硬化する。ポジフィルム90の透明度がないところは、露光光Uが透過せず、ドライフィルムレジスト85に照射されなく、ドライフィルムレジスト85は硬化しない。
【0025】
上記で、露光光U照射が終わって、ポジフィルム90を取ったものを、現像する。ドライフィルムレジスト85にで光硬化されたところは残り、未硬化の部分は、溶融してなくなり、ドライフィルムレジスト85が選択的に残ったものとなる(図8(h))。範囲個所K1,K2において、絶縁層12とドライフィルムレジスト85の間の空洞は残ったままである。
【0026】
上記のものの表面に電気めっきをかける。ドライフィルムレジスト85の合間で露出している無電解めっき層80に、電気めっきされ配線層22が形成される(図8(i))。
【0027】
配線パターン形成位置範囲H1、H2には、配線パターンP22が形成され、スタックビア形成範囲S1、S2には、ランド35(L22S1、L22S2)が形成され、ビアホール1の内部全部にも電気めっきされ、ランド35(L22S1、L22S2)は、配線層21にあるランド35(L21S1、L21S2)とビア30(V52S1、V52S2)で電気的に接続する(図8(i))。
【0028】
ランド35(L22S1)とビア30(V52S1)とランド35(L21S1)はスタックビアSV1を形成し、ランド35(L22S2)とビア30(V52S2)とランド35(L21S2)はスタックビアSV2を形成し、スタックビアSV1と、スタックビアSV2は密接しており、スタックビア領域を形成する。
【0029】
電気めっきの際に、範囲個所K1,K2において、絶縁層12とドライフィルムレジスト85の間の空洞にめっき液が浸潤し、空洞内の絶縁層12上の無電解めっき層80の上
に、電気めっき層が形成されてしまう可能性がある。ある程度の電気めっき層が、範囲個所K1,K2の空洞内に形成されることを想定する。
【0030】
上記のものの表面を全体的にエッチングし、ドライフィルムレジスト85を溶融し、さらに、配線パターンP22とランド35(L22S1、L22S2)上のめっき層表面も表面研磨する(図8(j))。
【0031】
範囲個所K1,K2の空洞内に形成されためっき層が厚いと、エッチングで取り切れることができずに、残留し、配線パターンP21とランド35(L22S1)間もしくは配線パターンランド35(L22S1)と配線パターンP21間の電気的短絡(ショート)や、配線パターンP22とランド35(L22S1、L22S2)上の線幅の太りなどの不具合を起こす。
【0032】
コア基板にビルドアップ層1層の場合であったが、実際はさらに、ビルドアップ層がさらに積層されることもある。さらに、上層にビルドアップ層を積層した場合、積層されたビルドアップ層の配線層で同様の不具合を起こす可能性は存する。垂直にランドとビア導体を積層していった場合、スタックビア領域周辺の配線パターン形成位置範囲にある配線パターンとスタックビア領域周囲との間の樹脂積層部分の凹部の凹みは、ビルドアップ層を積層していく毎に累積される。
【0033】
スタックビア構造を有するビルドアップ配線基板で、スタックビアを配置したエリアの周辺部の絶縁樹脂層のみが積層された部分において、凹みの少ない配線基板であれば、配線パターンとランド間での電気的短絡(ショート)や、配線パターンP22とランド35(L22S1、L22S2)上の線幅の太りなどの不具合を起こさないことが望まれていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0034】
【文献】特開2008-112987号公報
【文献】特開2001-24324号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0035】
スタックビア構造を有するビルドアップ配線基板で、スタックビア複数が密接した領域の周辺部の絶縁樹脂層のみが積層された部分において、凹みの少ない配線基板とその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0036】
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、本発明の請求項1に係る発明は、配線層と絶縁層を有するコア基板と、前記コア基板の上に絶縁層と配線層が順次積層されてなるビルドアップ層と、前記ビルドアップ層を貫通するビア導体が重ねて接続してなるスタックビアを少なくとも複数有する配線基板であって、前記コア基板と前記ビルドアップ層各層の配線層において、前記スタックビアが複数密接する領域(以後、スタックビア領域という)の周辺の配線層パターンとスタックビアのランドの端部との間隔(以後、ギャップという)が、前記コア基板と前記ビルドアップ層各層により異なることを特徴とする配線基板である。
【0037】
本発明の請求項2に係る発明は、前記コア基板から上層に向かって、前記コア基板と前記ビルドアップ層各層の配線層の前記ギャップは、徐々に大きくなることを特徴とする請求項1記載の配線基板である。
【0038】
本発明の請求項3に係る発明は、前記コア基板から上層に向かって、前記コア基板と前記ビルドアップ層各層の前記ギャップは、等差的に大きくなることを特徴とする請求項2記載の配線基板である。
【0039】
本発明の請求項4に係る発明は、配線層と絶縁層を有するコア基板と、前記コア基板の上に絶縁層と配線層が順次積層されてなるビルドアップ層と、前記ビルドアップ層を貫通するビア導体が重ねて接続してなるスタックビアを少なくとも複数有する配線基板での製造方法であって、コア基板の表面の配線層の形成工程と、前記コア基板の表面の上に、スタックビアを有する複数層のビルドアップ層の形成工程と、を有し、前記コア基板と前記ビルドアップ層各層の配線層において、前記スタックビア領域の周辺の配線層パターンとスタックビアのランドの端部との間隔(ギャップ)が、前記コア基板と前記ビルドアップ層各層により異なることを特徴とする配線基板の製造方法である。
【0040】
本発明の請求項5に係る発明は、前記コア基板から上層に向かって、前記コア基板と前記ビルドアップ各層の前記ギャップは、徐々に大きくなることを特徴とする請求項4記載の配線基板の製造方法である。
【0041】
本発明の請求項6に係る発明は、前記コア基板から上層に向かって、前記コア基板と前記ビルドアップ各層の前記ギャップは、等差的に大きくなることを特徴とする請求項5記載の配線基板の製造方法である。
【発明の効果】
【0042】
スタックビア構造を有するビルドアップ配線基板で、スタックビアを配置した部分の周辺部の絶縁樹脂層のみが積層された部分において、凹みの少ない配線基板とその製造方法を提供することが可能になり、スタックビアを配置した部分の周辺部の配線パターンとビアの電気的短絡(ショート)不良がない配線基板とその製造方法を提供でき、また、スタックビアが複数密接する領域の周囲にも配線を配置することが可能となるので、配線密度の高い配線基板とその製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0043】
図1】本発明の実施形態における配線基板の模式的断面図である。
図2】本発明の実施形態における配線基板の模式的断面図で、ギャップの説明を入れた図である。
図3】本発明の実施例を説明する配線基板の模式的断面図である。
図4】従来の配線基板の模式的断面図である。
図5】従来の配線基板の模式的断面図で、スタックビア周辺に凹みが生じたときの状態の説明図である。
図6】従来の配線基板の製造工程を説明する模式的断面図である。
図7】従来の配線基板の製造工程を説明する模式的断面図である。
図8】従来の配線基板の製造工程を説明する模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0044】
本発明の実施形態に係る配線基板は、配線層と絶縁層を有するコア基板と、前記コア基板の上に絶縁層と配線層が順次積層されてなるビルドアップ層と、前記ビルドアップ層を貫通するビア導体が重ねて接続してなるスタックビアを少なくとも複数有する配線基板であって、前記コア基板と前記ビルドアップ層各層の配線層において、前記スタックビアが複数密接する領域(以後、スタックビア領域という)の周辺の配線層パターンとスタックビアのランドの端部との間隔(以後、ギャップという)が、前記コア基板と前記ビルドアップ層各層により異なる。
【0045】
本発明の配線基板の実施形態を添付図面を参照して説明する。図1は本発明の実施形態における配線基板の模式的断面図である。
【0046】
本発明の実施形態に係る配線基板100は、表面に配線層21、核に絶縁層11を有するするコア基板40と、コア基板40の上に絶縁層と配線層が積層されてなるビルドアップ層52、53、54の3層と、ビルドアップ層3層にスタックビアSV1、SV2、SV3とを隣接して有し、スタックビア領域を形成する。
【0047】
コア基板40とビルドアップ層各層52、53、54の配線層において、スタックビアが複数密接する領域(以後、スタックビア領域という)の周辺の配線層パターンとスタックビアのランドの端部との間隔(以後、ギャップという)が、コア基板40とビルドアップ層各層52、53、54により異なることを特徴とする。
【0048】
図2は本発明の実施形態における配線基板の模式的断面図で、ギャップの説明を入れた図である。
【0049】
コア基板40の配線層21において、スタックビア領域の周辺の配線層パターンP21とスタックビアのランド35の端部との間隔(ギャップ)の寸法が、ギャップD1である。
【0050】
ビルドアップ層52の配線層22において、スタックビア領域の周辺の配線層パターンP21とスタックビアのランド35の端部との間隔(ギャップ)の寸法が、ギャップD2である。
【0051】
ビルドアップ層53の配線層23において、スタックビア領域の周辺の配線層パターンP21とスタックビアのランド35の端部との間隔(ギャップ)の寸法が、ギャップD3である。
【0052】
ビルドアップ層54の配線層24において、スタックビア領域の周辺の配線層パターンP21とスタックビアのランド35の端部との間隔(ギャップ)の寸法が、ギャップD4である。
【0053】
本発明の実施形態に係る配線基板100は、ギャップD1、D2、D3、D4の大きさが異なる。
【0054】
コア基板40から表面に向かって、コア基板40とビルドアップ層各層52、53、54の配線層におけるギャップD1、D2、D3、D4は、徐々に大きくなる、すなわち、
D1<D2<D3<D4
であることが望ましい。
【0055】
また、コア基板40から表面に向かって、コア基板40とビルドアップ層各層の配線層におけるギャップD1、D2、D3、D4は、前記ギャップは、等差的に大きくなる、すなわち
D1<D2<D3<D4
であって、
D2-D1=D3-D2=D4-D3
が望ましい。
【0056】
<配線基板の製造方法>
図2の例で、配線基板の製造方法を説明する。
【0057】
配線層21と絶縁層11を有するコア基板40と、コア基板40の上に絶縁層12、13、14と配線層22、23、24が順次積層されてなるビルドアップ層52、53、54と、ビルドアップ層52、53、54を貫通するビア導体30が重ねて接続してなるスタックビアを少なくとも複数有する配線基板での製造方法は、
コア基板40の表面の配線層21のパターン形成工程と、コア基板40の表面の上に、スタックビアを有するビルドアップ層52、53、54の形成工程と、を有し、
コア基板40とビルドアップ層各層52、53、54の配線層において、スタックビア領域の周辺の配線層パターンP21、P22、P23、P24とスタックビアのランド35の端部との間隔(ギャップ)が、コア基板40とビルドアップ層各層52、53、54により異なる。
【0058】
以下製造方法の詳細を説明する。
【0059】
(コア基板40の表面の配線層21の形成工程)
絶縁層11と配線層21からなるコア基板40で、配線層21のパターンを形成する。配線層21は配線パターンP21と、スタックビア形成範囲S1、S2、S3 のランド35(L21S1、L21S2、L21S3)から構成される。
【0060】
また、スタックビア形成範囲S1の周辺の配線パターン部H1における配線層21の配線パターンP21がある。また、スタックビア形成範囲S3の周辺の配線パターン部H2における配線層21の配線パターンP21がある。
【0061】
コア基板40の配線層21において、スタック領域の外周にあるスタックビア形成範囲S1の周辺の配線層パターンP21と、スタックビア形成範囲S1のランド35(L21S1)の端部との間隔の寸法がギャップD1である。
【0062】
(コア基板40の表面の上に、スタックビアS1、S2、S3を有するビルドアップ層52、53、54の形成工程)
コア基板40の上に、順次積み上げでビルドアップ層各層52、53、54が形成される。コア基板40の上に、絶縁層12と配線層22からなるビルドアップ層52を形成する工程は、ビルドアップ層52の上に、絶縁層13と配線層23からなるビルドアップ層53を形成する工程と同じ工程である。ビルドアップ層53の上に、絶縁層14と配線層24からなるビルドアップ層54を形成する工程と同じ工程である。
【0063】
絶縁層11と配線層21を有するコア基板40の上に、絶縁樹脂層からなる絶縁層12を熱プレスで形成し、その後、配線層22である配線パターンP22とランド35と、ビア導体30を形成し、ビルドアップ層52を形成する。絶縁層12は絶縁材料として例えばプリプレグを、絶縁層11と配線層21を有するコア基板40の上に、熱プレスにより積層し、硬化し、配線層22を形成する。配線層21でスタックビアS1のランド35のパターンの上に、ビアホールを、レーザ照射あるいはドリル等で形成する。この表面に無電解めっきを施し、上面に電気的導通を図れる無電解めっき層を形成する。さらにこの表面に、ドライフィルムレジストを積層する。さらにこの表面に、明暗のパターンをもったポジフィルムを載せ、上からUV光などの露光光を照射する。ドライフィルムレジストは、ポジフィルムの明部に対応したところは硬化し、ポジフィルムの暗部に対応したところは硬化する。これを現像後、銅等の導体の電気めっきを行なうと、ドライフィルムレジストが硬化したところ以外の無電解めっき層露出部分に、導体がめっきされ、配線パターンP22とランド35からなる配線層22と、ビアホールの内部にビア導体30が形成される。
【0064】
ビア導体30(V52S1、V52S2、V52S3)は、スタックビア形成範囲S1、S2、S3において、配線層22におけるランド35(L22S1、L22S2、L22S3)のそれぞれとコア層40の配線層21におけるランド35(L21S1、L21S2、L21S3)の層間導通を図るものである。
【0065】
また、スタックビア部S1の周辺の配線パターン部H1における配線層22の配線パターンP22がある。また、スタックビアS3の周辺の配線パターン形成位置範囲H2における配線層22の配線パターンP22がある。
【0066】
ビルドアップ層52の配線層22において、スタック領域の外周にあるスタックビアS1の周辺の配線層パターンP22と、スタックビアS1のランド35(L22S1)の端部との間隔の寸法がギャップD2である。
【0067】
同様に、絶縁層12と、配線層22である配線層パターンP22とランド35と、ビア導体30を有するビルドアップ層52の上に、絶縁樹脂層からなる絶縁層13を熱プレスで形成し、その後、ビア導体30と、配線層23である配線層パターンP23とランド35を形成する。
【0068】
ビア導体30(V53S1、V53S2、V53S3)は、スタックビア形成範囲S1、S2、S3において、配線層23におけるランド35(L23S1、L23S2、L23S3)のそれぞれとビルドアップ層52の配線層22のランド35(L22S1、L22S2、L22S3)の層間導通を図るものである。
【0069】
また、スタックビアS1の周辺の配線パターン形成位置範囲H1において配線層23の配線パターンP23がある。また、スタックビアS3の周辺の配線パターン形成位置範囲H2において配線層23の配線パターンP23がある。
【0070】
ビルドアップ層53の配線層23において、スタック領域の外周にあるスタックビア形成範囲S1の周辺の配線層パターンP23と、スタックビアS1のランド35(L23S1)の端部との間隔の寸法がギャップD3である。
【0071】
同様に、絶縁層13と、配線層23である配線層パターンP23とランド35と、ビア導体30を有するビルドアップ層53の上に、絶縁樹脂層からなる絶縁層14を熱プレスで形成し、その後、ビア導体30と配線層24である配線パターンP24とランド35を形成する
ビア導体30(V54S1、V54S2、V54S3)は、スタックビア形成範囲S1、S2、S3において、配線層24におけるランド35(L24S1、L24S2、L24S3)のそれぞれとビルドアップ層53の配線層23のランド35(L23S1、L23S2、L23S3)の層間導通を図るものである。
【0072】
また、スタックビア形成範囲S1の周辺の配線パターン形成位置範囲H1において配線層24の配線パターンP24がある。また、スタックビア部S3の周辺の配線パターン形成位置範囲H2において配線層24の配線パターンP24がある。
【0073】
ビルドアップ層54の配線層24において、スタック領域の外周にあるスタックビア部S1の周辺の配線層パターンP24と、スタックビアS1のランド35(L24S1)の端部との間隔の寸法がギャップD4である
本発明の実施形態に係る配線基板100は、ギャップD1、D2、D3、D4の大きさが異なる。
【0074】
コア基板40から表面に向かって、コア基板40とビルドアップ層各層52、53、54の配線層におけるギャップD1、D2、D3、D4は、徐々に大きくなる、すなわち、
D1<D2<D3<D4
であることが望ましい。
【0075】
また、コア基板40から表面に向かって、コア基板40とビルドアップ層各層の配線層におけるギャップD1、D2、D3、D4は、前記ギャップは、等差的に大きくなる、すなわち
D1<D2<D3<D4
であって、
D2-D1=D3-D2=D4-D3
が望ましい。
【0076】
従来、図5で示されるように、コア基板とビルドアップ層各層における、スタック領域の外周にあるスタックビアの周辺の配線層パターンと、スタックビアのランド35の端部との間隔の寸法(ギャップ)が同じでDであった場合、絶縁層が重なった部分に生ずる絶縁樹脂層の表面の凹み部分の凹みの大きさが大きく、配線形成をセミアディティブ法で行なう際に用いる無電解めっき層部分の導体の除去が完全にできず、不要な配線間の導通による電気的短絡(ショート)を生ずる不良となる惧れがあった。
【0077】
本発明の実施形態により、コア基板とビルドアップ層各層における、スタック領域の外周にあるスタックビアの周辺の配線層パターンと、スタック領域周囲にあるスタックビアのランド35の端部との間隔の寸法(ギャップ)が各層で異なり、D1<D2<D3<D4であることによって、絶縁層が重なった部分に生ずる絶縁樹脂層の表面の凹み部分の凹みの大きさが小さくなる。
【0078】
配線形成をセミアディティブ法で行なう工程において、ドライフィルムレジストがパターン化され、配線層設置予定部にめっきをほどこし、配線層を形成するときに、配線層設置予定以外のところにあるドライフィルムレジスト下にある無電解めっき層部分にめっきは入り込まないので、配線層形成したあとの、ドライフィルムレジストのエッチングにより、無電解めっき層の除去が、完全に行なえ、不要な配線間の導通による電気的短絡(ショート)を生ずる不良となる惧れがなくなった。
【0079】
また、スタックビアが複数密接する領域の周囲にも配線を配置することが可能となるので、配線密度の高い配線基板を提供することが可能となった。
【実施例
【0080】
以下、実施例を用いて、本発明の効果を検証する。また、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
【0081】
図3は本発明の実施例を説明する模式的断面図である。
【0082】
<コア基板の形成>
FR-4基板(ガラスエポキシ樹脂含浸銅張積層板、商品名:MCL―E-67(日立化成株式会社製)、大きさ:340×510×0.8mm、表面に35μm厚銅箔)を用意し、その銅箔上に、ドライフィルムタイプの感光性の銅エッチング用のレジスト層を形成し、露光装置にて銅エッチング用のレジスト層に配線パターンを露光した。露光したレジスト層を現像した後、銅エッチング装置にて配線としない部分の銅を除去した。銅をエッチング後、残った銅エッチング用のレジストを剥離し、配線パターンP21やランド35が形成されたコア基板40を製作した。ランド35には後の工程においてスタックビアが形成され、スタックビアが隣接される領域をスタックビア領域と呼ぶことにする。コア基板におけるスタックビア領域の周辺の配線層パターンP21と、スタックビア領域周囲のランド35の端部との間隔はD1とする。
【0083】
<ビルドアップ層の形成>
上記にて得られた、配線層付きコア基板40の、配線層(銅)の配線パターンP21とランド35上に絶縁層としての半硬化状態の熱硬化性エポキシ樹脂フィルム(商品名:ABF-GX13、膜厚:30μm、味の素ファインテクノ株式会社製)を積層した後、熱プレス装置にて加熱硬化させた。
【0084】
上記にて得られたものの表面の絶縁層に、UV-YAGレーザ加工装置にてビアホール31用の穴開けを行い、デスミア処理後、表面全体に無電解めっき法により銅層を形成した。
【0085】
無電解めっき法にて形成した銅層上に感光性レジスト層を形成し、配線パターンを形成したフォトマスクを用いて露光し、露光後の基板から不要な感光性レジストを除去する現像処理を行った。この後、無電解めっき層に電流を流しながら、電気銅めっき浴にて銅めっきを行った。所定の時間電気めっき処理を行ったら、銅めっき浴から取り出し、レジスト層を剥離装置にて剥離し、配線部とならない部分の無電解めっきをエッチング処理にて除去して配線パターンP22やランド35やビア導体30を形成した。
【0086】
上記の配線パターンやランドやビア導体の形成をビルドアップ層の層数分繰り返し、スタックビア領域を有する配線板100を形成した。形成したビルドアップ層はビルドアップ層52、53、54であり、総ビルドアップ層数は3層である。
【0087】
コア基板40とその上にビルドアップ層52、53、54が積層することにより、絶縁層11と配線層21をもつコア基板40と、絶縁層12と配線層22をもつビルドアップ層52と、絶縁層13と配線層23をもつビルドアップ層53と、絶縁層14と配線層24をもつビルドアップ層54とからなる配線板100となる。
【0088】
<スタックビア>
ランド35とビア導体30を垂直に積み重ねたスタックビアが5個×5個のグリッド配列で配置し、これがスタックビア領域を形成する。図3の断面図においては、スタックビアSV1、SV2、SV3、SV4、SV5の5個を有する。ビアホールの孔径は60μmφ。ランドのランド径110μmφ、隣接したランド間の距離は30μmである。
【0089】
<配線パターン>
配線層(銅)厚みはビルドアップ層各層共通で15μmである。
【0090】
スタックビア領域5個×5個グリッドの周囲のランドの外側に非配線部を設定し、その非配線部に隣接するように幅300μmの配線パターンを電気めっき法で形成した。
【0091】
ビルドアップ層各層における非配線部の幅をギャップと呼び、ビルドアップ層52、53、54ごにおけるギャップの数値は、それぞれD2、D3、D4とする。
【0092】
ビルドアップ層各層における非配線部の領域をギャップ部と呼ぶ。
【0093】
ビルドアップ層各層で、スタックビア領域の周囲から非配線部の幅ギャップをおいて、配線パターンP22、P23、P24を形成する。
【0094】
すなわち、スタックビア領域の周辺の配線層パターンとスタックビア領域周囲のランドの端部との間隔の寸法がギャップであり、ビルドアップ層各層52、53、54で、それぞれのギャップ数値がD2、D3、D4である。
【0095】
<絶縁評価用パターン>
ビルドアップ層54の配線層24の形成工程において、配線パターンP24、ランド35、ビア導体を形成する際に、スタックビア領域周囲のランドとスタックビア領域の周囲の配線パターンP24の間のギャップ部に、L/S=30/30μmの間隔で3本の平行配線70を形成した。
【0096】
ビルドアップ層54の配線層24において、スタックビア領域と、その周囲の配線パターンの間に、L/S=30/30μmの間隔で形成した3本の平行配線を配置して絶縁性を評価した。
【0097】
(実施例1)
コア基板とビルドアップ層各層における、スタックビア領域の周辺の配線層パターンP21と、スタックビア領域周囲のランド35の端部との間隔はD1、D2、D3、D4の値は、
D1=100μm、D2=1000μm、D3=1500μm、D4=2000μmとする。
【0098】
コア基板とビルドアップ層各層における、ギャップ値は異なり、しかもD1<D2<D3<D4となっている条件である。
【0099】
(実施例2)
コア基板とビルドアップ層各層における、スタックビア領域の周辺の配線層パターンP21と、スタックビア領域周囲のランド35の端部との間隔はD1、D2、D3、D4の値は、
D1=100μm、D2=600μm、D3=1300μm、D4=2000μmとする。
【0100】
コア基板とビルドアップ層各層における、ギャップ値は異なり、D1<D2<D3<D4となっている条件であり、しかもD1からD4へ等差的に大きくなっている条件である。
【0101】
(比較例)
コア基板とビルドアップ層各層における、スタックビア領域の周辺の配線層パターンP21と、スタックビア領域周囲のランド35の端部との間隔はD1、D2、D3、D4の値は、
D1=2000μm、D2=2000μm、D3=2000μm、D4=2000μmとする。
【0102】
コア基板とビルドアップ層各層における、ギャップ値は等条件である。
【0103】
<評価>
実施例1と実施例2と比較例1で製作した、配線板の絶縁性を評価した。絶縁性評価結果を表1に記す。
【0104】
<絶縁性評価>
ビルドアップ層54のギャップ部にL/S=30/30μmの間隔で形成した3本の平行配線を用いて絶縁性を試験した。三本の中の線と、外側の右の線との絶縁性、三本の中の線と外側の左の線との絶縁性を調べ、どちらも、電気的短絡(ショート)がなければ〇、どちらかにか両方ともに短絡があれば×とした。
【0105】
〇:電気的短絡(ショート)がない。絶縁されている。
【0106】
×:電気的短絡(ショート)がある。配線間の導通あり
【0107】
【表1】
【0108】
表1に示す結果から、実施例1と2において、コア基板とビルドアップ層各層におけるスタックビア領域の周辺の配線層パターンと、スタックビア領域周囲のランドの端部との間隔の寸法(ギャップ)が、各層で異なり、
D1<D2<D3<D4
であるものは、電気的短絡(ショート)がなく、絶縁性があることが確かめられた。
【0109】
一方、比較例のように、
D1=D2=D3=D4
であるものは、電気的短絡(ショート)があり、配線間の導通があり、絶縁性がないことが確かめられた。
【符号の説明】
【0110】
11・・・絶縁層
12・・・絶縁層
13・・・絶縁層
14・・・絶縁層
21・・・配線層
22・・・配線層
23・・・配線層
24・・・配線層
30・・・ビア導体
31・・・ビアホール
35・・・ランド
40・・・コア基板
52・・・ビルドアップ層
53・・・ビルドアップ層
54・・・ビルドアップ層
60・・・半導体チップ
70・・・配線パターン(絶縁性テスト用)
80・・・無電解めっき層
85・・・ドライフィルムレジスト
90・・・ポジフィルム
100・・・配線基板
200・・・配線基板
D1・・・ギャップ(配線層21における)
D2・・・ギャップ(配線層22における)
D3・・・ギャップ(配線層23における)
D4・・・ギャップ(配線層24における)
D・・・・ギャップ
H1、H2・・・配線パターン形成位置範囲
i・・・範囲個所
K1、K2・・・範囲個所
P21・・・配線層パターン(配線層21における)
P22・・・配線層パターン(配線層22における)
P23・・・配線層パターン(配線層23における)
P24・・・配線層パターン(配線層24における)
L21S1、L21S2、L21S3・・・ランド(配線層21における)
L22S1、L22S2、L22S3・・・ランド(配線層22における)
L23S1、L23S2、L23S3・・・ランド(配線層23における)
L24S1、L24S2、L24S3・・・ランド(配線層24における)
SV1、SV2、SV3・・・スタックビア
SV4、SV5・・・スタックビア
S1、S2、S3・・・スタックビア形成範囲
S4、S5・・・スタックビア形成位置範囲
V52S1、V52S2、V52S3・・・ビア導体(ビルドアップ層52における)
V53S1、V53S2、V53S3・・・ビア導体(ビルドアップ層53における)
V54S1、V54S2、V54S3・・・ビア導体(ビルドアップ層54における)
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8