JP2000216513A - 配線基板及びそれを用いた製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】プリント基板におけるスルーホール密度の不足
の問題点を解決し、高密度の多層配線回路を実現するた
めに、安価かつ確実な方法で、スルーホールの密度を実
質的に向上する。さらに、スルーホールにおける電気特
性の制御を可能にする。 【解決手段】ビアホールまたはスルーホールの円周を少
なくとも２つ以上に分割するか、ビアホールまたはスル
ーホールを絶縁材料で充填した後、充填した絶縁材部分
に、前記のビアホールまたはスルーホールと電気的に絶
縁された少なくとも一つ以上のビアホールまたはスルー
ホールを形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、配線基板、特にマ
ルチチップモジュールに用いられる薄膜回路基板やビル
ドアップ基板、またはＬＳＩなどの、微細かつ多層の配
線を必要とする電子装置及び電子部品に係り、高密度の
ビアホールまたはスルーホールを要求される配線基板お
よびその好適な製造方法であって、特に、プリント回路
基板に用いられる製造プロセスに関する。

【０００２】

【従来の技術】ＬＳＩの高集積化と処理能力の高度化に
伴い、ＬＳＩやこれを実装する回路基板、たとえばプリ
ント配線基板やビルドアップ基板に対して、その配線密
度の向上が求められてきた。配線密度を向上する手段と
しては配線の微細化とともに、多層化が要求されてい
る。

【０００３】配線の多層化および高密度化に伴い、層間
の接続を受け持つビアホールまたはスルーホールの高密
度化が求められるようになっている。特にプリント回路
基板においては、スルーホールの形成をドリル加工で行
うため、直径0.3ｍｍ、ピッチ0.6ｍｍ程度が微細化の限
界となっている。

【０００４】ビルドアップ基板は、配線の高密度化とと
もに、直径0.1ｍｍ程度の微細ビアホールを形成するこ
とが出来、層間接続の数的限界をプリント回路基板に比
べ大きく向上することが可能である。しかし、ビルドア
ップ基板もコアとしてプリント回路基板を用いているた
め、表裏面間の接続を行う場合にはプリント回路基板の
スルーホール密度の制限を受けることになる。

【０００５】このような問題を解決するために、スルー
ホールの微細化が検討され、直径0.1mmのドリルが開発
されているが、耐久性の問題があり、実用化が困難であ
る。

【０００６】一方、コアとしてプリント回路基板を用い
ない多層配線基板の製造方法として、配線と層間接続用
導体をを形成した薄いフィルムを積層し、プレスによっ
て多層化する方法が、たとえば特開平７-１４７４６４
号公報などに述べられているが、このような方法は従来
のプリント配線基板の製造方法とはまったく異なるた
め、コストが高いなどの問題がある。さらにLSIの駆動
周波数が上昇するにつれて、配線基板の周波数も高くな
る傾向がある。

【０００７】このため、従来は問題でなかったプリント
基板のスルーホール電気特性が問題となることが予想さ
れる。つまり従来の基板においてはスルーホールにおけ
るインピーダンスや隣接するスルーホールとのクロスト
ークノイズなどの電気特性は特に制御されていなかっ
た。

【０００８】しかし、基板の駆動周波数が100MHzを越え
るようになるとスルーホールと配線のインピーダンスが
異なることによる反射ノイズやスルーホール間のクロス
トークノイズが問題となってくる。本発明はスルーホー
ルにおけるインピーダンスをはじめとする電気特性を制
御可能とし、このようなノイズの問題をも解決しようと
するものである。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上に述べた
ようにプリント基板におけるスルーホール密度の不足の
問題点を解決し、高密度の多層配線回路を実現するため
に、安価かつ確実な方法で、スルーホールの密度を実質
的に向上しようとするものである。さらに、スルーホー
ルにおける電気特性の制御を可能にし、電気的ノイズを
低減可能な基板を提供するものである。さらに、同様な
手法をいわゆる薄膜配線基板などに応用することによっ
て、ビアホールを微細化することなく、実質的なビアホ
ール密度の向上を可能にするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の課題は以下のよう
な手段によって解決できる。すなわち、スルーホールま
たはビアホールを電気的に分割するか、多重化すること
によって、一つのスルーホールまたはビアホールを実質
的に２つ以上のスルーホールまたはビアホールとして利
用可能とする。

【００１１】さらに、このように分割または多重化した
スルーホールまたはビアホールを通る導体の少なくとも
一つ以上を、グランドのようなシールド効果のある配線
とすることにより、他の信号配線から発生するノイズを
シールドし、さらに配線の電気的特性、たとえば特性イ
ンピーダンスなどを所定の値にすることが可能となる。

【００１２】具体的な例としては、一つのスルーホール
を絶縁材で充填し、そこに第２のスルーホールを形成す
る場合、内側を信号配線とし、外側をグランドとするこ
とにより、スルーホール内の配線を同軸ケーブルと同等
の電気的特性を持つものとすることが出来る。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明による実施例につい
て説明する。

【００１４】実施例１ 図１に本発明によるスルーホールを分割した基板の製造
工程を示す。両面銅張りプリント基板の所定位置にドリ
ル加工によりスルーホールを形成する（図１−２）。次
に通常のプリント板製造工程によって、加工残さ除去、
触媒付与、フラッシュめっき、電気めっきまたは無電解
めっきを行い、スルーホール内に銅の導電膜を形成する
（図１−３）。

【００１５】続いてドライフィルムなどのレジスト膜を
形成し、露光、現像、エッチングを行って、所定の配線
パターンを形成する（図１−４）。最後にスルーホール
内とこれに接続するパッドを加工し、スルーホールを電
気的に分割する（図１−５）。

【００１６】この加工方法として、機械的な加工や、レ
ーザによる加工が考えられる。機械的加工としては所定
の刃先形状をもったポンチを用いる方法がある。たとえ
ば、一つのスルーホールを４つに分割する場合、十字型
の刃先を持つポンチを用いて加工を行う。

【００１７】レーザ加工を用いる場合は、ＹＡＧレーザ
やその高調波のレーザ、エキシマレーザなど、金属と有
機物を同意に加工可能なレーザを用いる。これらのレー
ザ光を、所定のたとえば矩形や十字型に絞りで形成し、
スルーホール内の導電膜を加工して、スルーホールを分
割する。また、必要であれば、レーザビームを小さなス
ポットに集光し、これを走引する事により、スルーホー
ルの加工を行うこともできる。

【００１８】実施例２ 図２に別の実施例の製造工程を示す。実施例１と同様に
スルーホールの形成、加工残さ除去、触媒付与、フラッ
シュめっきを行い（図２−１〜２−３）、この段階で、
実施例１と同様にスルーホールの分割を行う（図２−
４）。必要であれば、加工残さ除去を行い、次にめっき
を行い、銅箔面とスルーホール内のフラッシュめっきが
残った部分のみをめっきする（図２−５）。次にドライ
フィルムなどのレジスト膜を形成し、露光、現像、エッ
チングを行って、所定の配線パターンを形成する（図２
−６）。

【００１９】この方法は実施例１に比べ、加工するスル
ーホール内の銅膜厚が薄いため、加工が容易であるとい
う利点を持つ。

【００２０】実施例３ 図３に本発明によるスルーホール内にスルーホールを形
成した基板の製造工程を示す。通常のプリント板製造工
程によって配線とスルーホールを持つプリント基板を形
成する（図３−１）。このプリント基板のスルーホール
を樹脂で充填し、次に樹脂を塗布などの方法で成膜し、
絶縁層を形成する（図３−２）。可能であれば、絶縁層
の形成と同時にスルーホール内に樹脂を充填してもよ
い。

【００２１】続いてこのスルーホール内の樹脂をレーザ
加工などの方法で加工し、第２のスルーホールを形成す
る（図３−３）。この際、第２のスルーホールは第一の
スルーホールに比べ小さくする必要がある。たとえば第
一のスルーホールが直径０．３mmであれば、第２のスル
ーホールの直径は０．２mm以下、望ましくは０．１５mm
以下である。さらに小さな穴加工を行えば、第２のスル
ーホールを複数第一のスルーホール内に開けることもで
きる。

【００２２】第２のスルーホールの加工方法としては、
炭酸ガスレーザ、ＹＡＧの第３または第４高調波、エキ
シマレーザなどのレーザを用いた加工方法が可能であ
る。また、第２のスルーホール内にはドリル加工を困難
とするガラスクロスがないため、直径0.1mm程度のドリ
ル加工も可能である。

【００２３】続いて第２のスルーホールおよび絶縁層表
面にプリント基板製造工程である粗化、触媒付与、フラ
ッシュめっき、電気めっきまたは無電解めっきの各工程
を行い、導電膜を形成する。さらにこの導電膜を通常の
ホトエッチング工程によって配線に加工する（図３−
４）。

【００２４】以上の実施例はプリント基板のスルーホー
ルの形成について述べたが、同様な手法を用いて薄膜配
線やビルドアップ基板のビアホールを分割することも可
能である。

【００２５】

【発明の効果】本発明によりプリント基板をはじめとす
る配線基板において一つのスルーホールまたはビアホー
ルを実質的に２つ以上のスルーホールまたはビアホール
として利用する事が可能となる。さらに、このように分
割または多重化したスルーホールまたはビアホールを通
る導体の少なくとも一つ以上を、グランドのようなシー
ルド効果のある配線とすることにより、他の信号配線か
ら発生するノイズをシールドし、さらに配線の電気的特
性、たとえば特性インピーダンスなどを所定の値にする
ことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による実施例１の概略断面および平面図
を工程順に示した工程順を示す側断面図である。

【図２】本発明による実施例２の概略断面および平面図
を工程順に示した工程順を示す側断面図である。

【図３】本発明による実施例３の概略断面を工程順に示
した工程順を示す側断面図である。

【符号の説明】

１１…プリント基板、１２…プリント基板の銅箔、１３
…スルーホール、１４…めっき銅膜、１５…スルーホー
ルの４分割加工部、１６…配線、１７…パッド、２１…
フラッシュめっき膜、２２…スルーホールの２分割加
工、３１…第一のスルーホール、３２…絶縁樹脂、３３
…第２のスルーホール、３４…第２層のめっき膜。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山口 欣秀 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 北村 直也 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 京井 正之 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 渡部 真貴雄 神奈川県横浜市戸塚区戸塚町町216番地 株式会社日立製作所情報通信事業部内 Ｆターム(参考） 5E317 AA26 BB01 BB12 CC31 CD12 CD25 CD27 CD31 GG11 GG14

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】絶縁層に形成したビアホールまたはスルー
   ホールを少なくとも２つ以上に電気的に分割し、見かけ
   上複数のビアホールまたはスルーホールと同等に利用す
   ることが可能な構造を持つことを特徴とした配線基板。
2. 【請求項２】請求項１において、電気的に分割したビア
   ホールまたはスルーホールの少なくとも１つの導電路を
   電源配線またはグランド配線とし、少なくとも１つを信
   号配線とすることにより、ビアホールまたはスルーホー
   ルの信号配線のインピーダンスを制御可能とする事を特
   徴とする配線基板。
3. 【請求項３】請求項１において、ビアホールまたはスル
   ーホールの円周を少なくとも２つ以上に分割する構造を
   持つことを特徴とした配線基板。
4. 【請求項４】請求項１において、ビアホールまたはスル
   ーホールを絶縁材料で充填した後、充填した絶縁材部分
   に、前記のビアホールまたはスルーホールと電気的に絶
   縁された少なくとも一つ以上のビアホールまたはスルー
   ホールを形成する構造を持つことを特徴とした配線基
   板。
5. 【請求項５】請求項４において、内側のビアホールまた
   はスルーホールを信号配線とし、外側のビアホールまた
   はスルーホールを電源またはグランドとする事で、当該
   ビアホールまたはスルーホールを同軸ケーブルと同等と
   し、信号配線のインピーダンス制御および低ノイズ化を
   可能とすることを特徴とする配線基板。
6. 【請求項６】上記請求項３において、分割したビアホー
   ルまたはスルーホールの内部に請求項3または4のビアホ
   ールまたはスルーホールを形成した構造を持つことを特
   徴とする配線基板。
7. 【請求項７】上記請求項１から６のいずれか１項記載に
   おいて、導電膜をビアホールまたはスルーホールに形成
   した後、これを加工してビアホールまたはスルーホール
   を電気的に分割することを特徴とする配線基板の製造方
   法。
8. 【請求項８】上記請求項１から６のいずれか１項記載に
   おいて、めっき工程によって導電膜をビアホールまたは
   スルーホールに形成する配線基板の製造方法においてめ
   っきのためのシード層を形成した後、これを分割加工
   し、そこにめっきを行うことによってビアホールまたは
   スルーホールを電気的に分割することを特徴とする配線
   基板の製造方法。
9. 【請求項９】上記請求項１から８のいずれか１項記載に
   よって、製造された多層配線基板およびそれを用いた電
   子装置であることを特徴とする配線基板。
10. 【請求項１０】上記請求項１から８のいずれか１項記載
    によって、製造された多層配線を持つ半導体装置および
    それを用いた電子装置であることを特徴とする配線基
    板。