JP2000049458A - 多層配線基板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】スルーホール導体とビア導体との導通が確実に
取れると共に、導体層の高密度化にも支障のない多層配
線基板を提供する。 【解決手段】絶縁性のコア基板２に設けたスルーホール
４内に形成したスルーホール導体６と、この導体６の中
空部７に充填した熱硬化性樹脂(充填材)９と、充填材９
とスルーホール導体６の上端に形成した蓋導体１０と、
蓋導体１０と同一平面をなすようコア基板２上に形成し
た下部樹脂層１６と、蓋導体１０及び樹脂層１６の上に
形成した上部樹脂層１８と、スルーホール導体４の円周
上に位置し且つ蓋導体１０に底部２２が接続するように
上部樹脂層１８のビアホール１９内に形成したビア導体
２０を含む多層配線基板１。上記樹脂９の収縮で蓋導体
１０の中央部に凹み１２が形成され下部樹脂層１６の一
部が残留しても、凹み１２から離してビア導体２０の底
部２２を接続したので、スルーホール導体６とビア導体
２０との導通が確実に取れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コア基板を含む複
数の絶縁層と、その間に形成した複数の導体層、及びこ
れらを基板の厚さ方向で導通するビア導体とを有し、表
面に半導体素子等の電子部品を搭載する多層配線基板に
関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、樹脂製の多層配線基板５０は、
図４(Ａ)に示すように、図示で上下方向(厚さ方向)の中
央に、絶縁性のコア基板５２を有し、このコア基板５２
の両面に複数の導体層６０,６２と樹脂層６４,６６が略
対称に形成される。上記導体層６０,６２間を導通する
ため、上記コア基板５２に穿設したスルーホール５４内
には、円筒形のスルーホール導体５６が形成されると共
に、その中空部５７内には熱硬化性樹脂５９が充填され
る。

【０００３】また、スルーホール導体５６の上下端から
水平に延びる各水平片５８の上には、メッキによる円形
の蓋導体７０が形成されると共に、一対の蓋導体７０は
中空部５７内の熱硬化性樹脂５９を密封する。上記蓋導
体７０の中央部には、略円錐形のビア導体７４の底部７
６が接続され、このビア導体７４は、蓋導体７０及びス
ルーホール導体５６を介して、コア基板５２を挟んだ反
対側のビア導体７４と接続される。尚、ビア導体７４は
例えばその水平片７８を介して樹脂層６４，６６上の図
示しない導体層と接続される。

【０００４】

【発明が解決すべき課題】しかしながら、図４(Ｂ)に示
すように、前記中空部５７内に充填した熱硬化性樹脂５
９を熱硬化させると、これに応じて熱硬化性樹脂５９が
硬化収縮して、その中央部に凹み７１が形成されること
がある。上記蓋導体７０を水平片５８及び熱硬化性樹脂
５９の上に銅メッキにより形成すると、蓋導体７０にも
凹み７１に倣ってそのメッキ表面に凹み７２が形成され
てしまう。すると、前記樹脂層６４の形成に先立って予
め塗布される段差補正用で非感光性の樹脂層６８の一部
が、上記凹み７２内に残留することがある。その結果、
蓋導体７０とビア導体７４との接続不良を生じて、両者
間の導通が不安定になるという問題があった。

【０００５】係る問題点を防ぐため、図４(Ｃ)に示すよ
うに、コア基板８２のスルーホール８４内にスルーホー
ル導体８６を形成し、その上端からコア基板８２の表面
上に延在させた接続パッド８８を形成した配線基板８０
が用いられる。この場合、ビア導体８７はスルーホール
８４上ではなく、パッド８８上に形成される。しかし、
上記接続パッド８８を形成すると、このパッド８８がコ
ア基板８２の表面上に形成される導体層のスペースを狭
めるため、高密度のファインピッチ化が図れないという
問題があった。本発明は、以上に説明した従来の技術に
おける問題点を解決し、スルーホール導体とビア導体と
の導通、又はビア導体同士間の導通が確実に取れると共
に、導体層の高密度化にも支障のない多層配線基板を提
供することを課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するため、凹みを有する蓋導体の中央部を避けてス
ルーホール導体とビア導体とを接続することに着目して
成されたものである。即ち、本発明の多層配線基板は、
絶縁性のコア基板に穿設したスルーホール内に形成した
スルーホール導体と、このスルーホール導体の中空部に
充填した充填材と、この充填材及びスルーホール導体の
上端に形成した蓋導体と、この蓋導体と同一平面をなす
ようにコア基板の上に形成した下部樹脂層と、上記蓋導
体及び下部樹脂層の上に形成した上部樹脂層と、上記ス
ルーホール又はスルーホール導体の円周上に位置し且つ
上記蓋導体に底部が接続するように、上部樹脂層のビア
ホール内に形成したビア導体とを含む、ことを特徴とす
る。

【０００７】この配線基板によれば、蓋導体の中央部に
前記凹みが形成されても、蓋導体とビア導体との接続が
確実に行え、複数の導体層間の導通を安定して取ること
ができると共に、コア基板表面の導体層の高密度化にも
支障を来すことがない。尚、コア基板には後述するＢＴ
樹脂−ガラス繊維の複合材の他、公知の絶縁基板、或い
は金属板の表面を絶縁材でコーティングしたものを用い
ることもできる。また、下部樹脂層は蓋導体と導体層の
間に充填され、これらとコア基板との段差を解消する非
感光性の樹脂が用いられる。更に、上部樹脂層にはビア
ホールを形成するため感光性の樹脂が用いられる。

【０００８】一方、本発明の別の多層配線基板は、第１
の樹脂層に穿設したビアホール内に形成した第１のビア
導体と、この第１のビア導体内の凹部に充填した充填材
と、この充填材及び上記第１のビア導体の上端に形成し
た蓋導体と、この蓋導体と同一平面をなすように上記第
１の樹脂層の上に形成した下部層と、その上に形成した
上部層とからなる第２の樹脂絶縁層と、上記第１のビア
導体における上端の円周上に位置し且つ上記蓋導体に底
部が接続するように、上記第２の樹脂層の上部層のビア
ホール内に形成した第２のビア導体とを含む、ことを特
徴とする。この配線基板によれば、蓋導体の中央部に前
記凹みが形成されても、この蓋導体を介して上下の各ビ
ア導体同士の接続が確実に行え、複数の導体層間の導通
を安定して取ることができ、各導体層の高密度化にも支
障を来すことがない。

【０００９】更に、前記充填材が、導電性物質及び／又
はメッキ触媒成分を含んでいる、多層配線基板も提案す
る。これによれば、銅ペースト等の導電性物質、又はメ
ッキ用の触媒核、或いはこれらの両者を含む充填材を用
いることにより、その上端にメッキ等で形成される蓋導
体を容易且つ薄く形成し得る。上記メッキ触媒成分に
は、銅メッキの付着と成長を促すＰｄ等のメッキ用触媒
核が含まれる。尚、セラミック粉を含むペースト等の非
導電性物質を充填材とした場合には、その収縮を低減し
て蓋導体に形成される凹みを浅く且つ小さなものとし、
ビア導体を接続すべき蓋導体における範囲を拡大するこ
とが可能となる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下において本発明の実施に好適
な形態を図面と共に説明する。図１(Ａ)は本発明の多層
配線基板１における要部の断面を示す。この配線基板１
は、上下(厚さ)方向の中央のコア基板２と、その両面に
形成された導体層１５，１５′と、下部樹脂層１６,１
６′、及び上部樹脂層１８,１８′とを有する。コア基
板２は、ＢＴ(ヒ゛スマレイミト゛・トリシ゛アン)樹脂とガラス繊維布と
の複合材からなり、スルーホール４が多数穿設されてい
る。スルーホール４内には、銅メッキにより略円筒形の
スルーホール導体６が形成されると共に、その中空部７
内には熱硬化性樹脂(充填材)９がマスク印刷により充填
されている。また、スルーホール導体６の上下端には、
コア基板２の表面上にリング形に延びた水平片８，８′
が一体に形成される。

【００１１】更に、スルーホール導体６の各水平片８，
８′及び熱硬化性樹脂９の上には、円形の蓋導体１０,
１０′が形成され、スルーホール導体６と接続される。
各水平片８,８′及び蓋導体１０,１０′と導体層１５と
の間隙には、これらと同じ厚さで同一平面を形成するよ
う非感光性樹脂からなる下部樹脂層１６，１６′が配設
されている。また、それらの上の略全面を被覆するよう
に感光性樹脂からなる上部樹脂層１８,１８′が形成さ
れる。この樹脂層１８,１８′には、スルーホール４上
のうち、スルーホール導体６の略円周(円筒体)上の位置
に、略円錐形状のビア導体２０，２０′がそれぞれ形成
され、蓋導体１０,１０′と接続される。

【００１２】図１(Ｂ)に拡大して示すように、スルーホ
ール導体６の中空部７内に未硬化(ワニス)状態で充填さ
れた熱硬化性樹脂９は、熱硬化した際にその上下端部が
若干収縮し、熱硬化性樹脂９の上端には凹み１１が形成
される。水平片８及び熱硬化性樹脂９上の蓋導体１０の
中央付近には、上記凹み１１に倣った凹み１２が形成さ
れる。しかし、図示のように、ビア導体２０は、その底
部２２の中心が上記凹み１２が形成されたスルーホール
４の中央から離れたスルーホール導体６の略円周上付近
に位置する平坦部１４上に形成される。この結果、スル
ーホール導体６とビア導体２０とは、蓋導体１０の平坦
部１４を介して接続され、互いに導通する。

【００１３】従って、この多層配線基板１によれば、蓋
導体１０中央の凹み１２内に非感光性の下部樹脂層１６
の一部が残留している場合でも、上記の導通は確保さ
れ、コア基板２の表面上の導体層１５と図示しない上方
の導体層との導通も確保される。更には、ビア導体２０
と上部樹脂層１８の上に形成される図示しないソルダー
レジスト層の表面に搭載される電子部品との導通を確実
に取ることができる。しかも、導体層１５(１５′)の高
密度化にも何ら支障にならず、多層配線基板１を緻密で
信頼性の高いものにすることができる。

【００１４】図２は、多層配線基板１の製造方法に関
し、図２(Ａ)はコア基板２のスルーホール４内にスルー
ホール導体６を形成し、且つその中空部７内に熱硬化性
樹脂９を充填すると共に、上記導体６の水平片８に蓋導
体１０を接続した状態を示す。コア基板２は、予めその
両面全体に銅箔が被覆され、これを貫通する孔をドリル
により穿設してスルーホール４を形成し、その内部に無
電解銅メッキ及び電解銅メッキを施し、スルーホール導
体６を形成する。次に、コア基板２の銅箔の表面全体に
図示しない感光性樹脂を被覆した後、所定パターンに倣
った露光と現像を施される。この結果、コア基板の両面
に上記水平片８(８′)と導体層１５(１５′)が形成され
る。

【００１５】上記スルーホール導体６の中空部７に熱硬
化性の樹脂素材を充填し、熱硬化させて熱硬化性樹脂９
を形成した後、各水平片８(８′)及び熱硬化性樹脂９の
上下端面と導体層１５(１５′)の上に更に銅メッキを施
す。すると、水平片８(８′)及び熱硬化性樹脂９の上に
は、円形の蓋導体１０(１０′)が形成され、且つ導体層
１５(１５′)はこのメッキ分の厚みを増す。尚、熱硬化
性樹脂９の中央部には上記熱硬化時に凹み１１が形成さ
れているため、これに倣って図示のように、蓋導体１０
の中央部に凹み１２が形成される。

【００１６】次に、図２(Ｂ)に示すように、前記導体層
１５と蓋導体１０を覆うように、コア基板２の表面に例
えばエポキシ系で非感光性の樹脂１６ａが塗布される。
更に、図示しない弾性を有する円筒形状の研磨ロールを
上記樹脂１６ａの表面に沿って図示で水平方向に移動さ
せる。その結果、図２(Ｃ)に示すように、上方の過剰な
樹脂１６ａは除去され、蓋導体１０及び前記導体層１５
と略同じ厚さで同一平面をなすように下部樹脂層１６が
形成される。この際、蓋導体１０の中央部の凹み１２内
には、上記樹脂１６ａの一部が残留する。

【００１７】次いで、下部樹脂層１６の上に例えばエポ
キシ系で且つ感光性を有する上部樹脂層１８が形成され
ると共に、所定パターンに倣った露光と現像を施され
る。その結果、図２(Ｄ)に示すように、前記スルーホー
ル導体６の略円周上における上部樹脂層１８に略円錐状
のビアホール１９が穿設される。次に、このビアホール
１９の内部を含む上部樹脂層１８の表面全体に無電解銅
メッキ及び電解銅メッキにより銅皮膜を被覆した後、図
示しない感光性樹脂フィルムを貼付け、所定パターンに
倣った露光と現像及びエッチングを施すと、図２(Ｅ)に
示すように、ビアホール１９内にビア導体２０が形成さ
れる。このビア導体２０は、その底部２２が上記凹み１
２から離れた蓋導体１０の平坦部１４上に接続され、こ
れを介してスルーホール導体６の水平片８と導通する。

【００１８】尚、ビア導体２０の水平片２４はニッケル
及び金メッキを施すことにより、電子部品接続用のラン
ドとして用いることもできる。また、本形態では、ビア
導体２０は１層のみ形成されているが、２層以上の各樹
脂層内にそれぞれ形成可能であることは言うまでもな
い。更に、充填材９を銅ペースト等の導電性物質で形成
したり、パラジウム等のメッキ用触媒核を含んでいる場
合には、蓋導体１０が前記銅メッキで容易に形成でき
る。また、蓋導体１０をスパッタリング(真空蒸着)によ
る厚さ１０μｍ以下の金属蒸着薄膜によって形成するこ
とも可能である。

【００１９】図３は本発明における異なる形態の多層配
線基板４０の要部を示す断面図である。尚、前記の形態
と共通する部分や要素には同じ符号を用いるものとす
る。この配線基板４０は、前記と同じコア基板２に複数
のスルーホール４と、その内部のスルーホール導体６と
熱硬化性樹脂(充填材)９、及びその上下端に蓋導体１
０,１０′を有し、コア基板２の両面には導体層１５,１
５′を形成する。蓋導体１０,１０′及び導体層１５,１
５′の上には、前記下部樹脂層１６，１６′及び上部樹
脂層１８,１８′からなる第１の樹脂層１７,１７′がそ
れぞれ形成されると共に、上部樹脂層１８,１８′のビ
アホール１９,１９′内には第１のビア導体２０,２０′
が形成されている。

【００２０】このビア導体２０,２０′の凹部２６,２
６′内にも、前記同様の充填材２８，２８′が充填され
ると共に、ビア導体２０,２０′の各水平片２４,２４′
の上には充填材２８,２８′を覆う円形の蓋導体３０,３
０′が形成される。また、上部樹脂層１８,１８′の上
には、ビア導体２０,２０′の各水平片２４,２４′、蓋
導体３０,３０′、及び導体層３３,３３′が形成され
る。更に、蓋導体３０,３０′と導体層３３,３３′との
間には、これらと同一平面を形成するように第２の樹脂
層３４,３４′の下部層３５,３５′が配設される。そし
て、各蓋導体３０,３０′周縁の平坦部上で且つ各ビア
導体２０,２０′の上端の円周上に第２のビア導体３８,
３８′が形成され、その周囲には導体層３３,３３′等を
覆う第２の樹脂層３４の上部層３６,３６′が形成され
る。

【００２１】ビア導体２０,２０′の各凹部２６,２６′
内に充填された充填材２８,２８′が収縮し、各蓋導体
３０,３０′の中央部が前記と同様に凹むことがある。
その場合でも、その上に接続されるビア導体３８,３８′
は、その底部３９,３９′の中心が係る凹みを外れた蓋導
体３０,３０′の周縁の平坦部上に形成されるので、ビア
導体２０,３８及びビア導体２０′,３８′同士間の導通
を確実に取ることができる。しかも、配線基板４０は、
ビア導体２０,２０′同士が蓋導体１０,１０′及びスル
ーホール導体６を介して導通しているので、コア基板２
を挟んで両面に形成された各導体層１５,１５′,３３,
３３′間を確実に接続した信頼性を有する立体回路が形
成される。尚、第２の樹脂層３４,３４′上に別の導体
層４２,４２′を形成したり、その上に形成するソルダ
ーレジスト層４６の表面に突出するハンダバンプ４４を
形成したり、或いはソルダーレジスト層４６′の間に露
出する端子４８を形成して、搭載する電子部品等と導通
できることも明らかである。

【００２２】本発明は、以上において説明した各形態に
限定されるものではない。例えば、コア基板には銅箔が
被覆されていないＢＴ樹脂−ガラス繊維布の複合材を使
用し、これにスルーホールを穿設し且つスルーホール導
体を形成した後で、無電解銅メッキ等を施して、その表
面に導体層を形成しても良い。また、コア基板には、ガ
ラス−エポキシ材、ガラス−ＰＰＥ材、又は、紙−エポ
キシ材等の複合材の他、公知の絶縁基板、或いは金属板
の表面を絶縁材でコーティングしたものを用いることも
可能である。

【００２３】尚、絶縁材の樹脂層が所要の強度を有する
場合には、コア基板を省略した多層配線基板も本発明の
対象に含まれることは明白である。更に、コア基板の両
面に形成する導体層と樹脂層は、コア基板を挟んでその
両面に対称に形成する必要はなく、両面に非対称に導体
層と樹脂層を形成した多層配線基板としても良い。ま
た、スルーホール導体、ビア導体、及び導体層の配線パ
ターンには銅以外のＮｉ等の金属やその合金を用いるこ
とも可能である。

【００２４】

【発明の効果】以上において説明した本発明の多層配線
基板によれば、コア基板に形成したスルーホール導体と
樹脂層に形成したビア導体との導通を容易且つ確実にで
き、且つコア基板上の導体層のファインピッチ化の支障
にもならず、高密度の配線パターンを形成することがで
きる。また、請求項２の多層配線基板によれば、厚さ方
向に沿い配置されたビア導体同士を確実に導通でき、且
つ各導体層の高密度にも寄与することが可能となる。更
に、請求項３の多層配線基板によれば、蓋導体のメッキ
等を容易化し且つその肉厚を薄くすることも可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】(Ａ)は本発明における１形態の多層配線基板の
要部を示す端面図、(Ｂ)は(Ａ)中の一点鎖線部分Ｂの拡
大図。

【図２】(Ａ)乃至(Ｅ)は図１の多層配線基板の各製造工
程を示す端面図。

【図３】本発明における異なる形態の多層配線基板の要
部を示す端面図。

【図４】(Ａ)は従来の多層配線基板の要部を示す端面
図、(Ｂ)は(Ａ)中の一点鎖線部分Ｂの拡大図、(Ｃ)は従
来の異なる多層配線基板の部分概略図。

【符号の説明】

１，４０……多層配線基板 ２……………コア基板 ４……………スルーホール ６……………スルーホール導体 ７……………中空部 ９，２８……熱硬化性樹脂(充填材) １０，３０…蓋導体 １６…………下部樹脂層 １７…………第１の樹脂層 １８…………上部樹脂層 １９…………ビアホール ２０，３８…ビア導体 ２２，３９…底部 ２６…………凹部 ３４…………第２の樹脂層 ３５…………下部層 ３６…………上部層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5E346 AA02 AA06 AA32 AA35 AA43 BB16 CC08 CC09 CC31 CC32 CC60 DD03 DD17 DD22 DD32 DD44 DD48 EE33 FF04 FF13 FF14 GG01 GG15 GG17 GG22 GG28 HH07 HH24 HH25

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】絶縁性のコア基板に穿設したスルーホール
   内に形成したスルーホール導体と、 上記スルーホール導体の中空部に充填した充填材と、 上記充填材及びスルーホール導体の上端に形成した蓋導
   体と、 上記蓋導体と同一平面をなすようにコア基板の上に形成
   した下部樹脂層と、 上記蓋導体及び下部樹脂層の上に形成した上部樹脂層
   と、 上記スルーホール又はスルーホール導体の円周上に位置
   し且つ上記蓋導体に底部が接続するように、上部樹脂層
   のビアホール内に形成したビア導体とを含む、ことを特
   徴とする多層配線基板。
2. 【請求項２】第１の樹脂層に穿設したビアホール内に形
   成した第１のビア導体と、 上記第１のビア導体内の凹部に充填した充填材と、 上記充填材及び第１のビア導体の上端に形成した蓋導体
   と、 上記蓋導体と同一平面をなすように上記第１の樹脂層の
   上に形成した下部層と、その上に形成した上部層とから
   なる第２の樹脂層と、 上記第１のビア導体における上端の円周上に位置し且つ
   上記蓋導体に底部が接続するように、上記第２の樹脂層
   の上部層のビアホール内に形成した第２のビア導体とを
   含む、ことを特徴とする多層配線基板。
3. 【請求項３】前記充填材が、導電性物質及び／又はメッ
   キ触媒成分を含んでいる、ことを特徴とする請求項１又
   は２に記載の多層配線基板。