JP2002100870A - プリント配線板及びプリント配線板の製造方法 - Google Patents
プリント配線板及びプリント配線板の製造方法Info
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Abstract
リント配線板及びプリント配線板の製造方法を提供する
ことにある。 【解決手段】 コア基板30にチップコンデンサ20を
内蔵させ、チップコンデンサ20上に、チップコンデン
サ20の端子21,22と接続する相対的に大きなビア
52を形成し、コア基板30の上面の層間樹脂絶縁層6
0に、ビア52へ接続された複数個の相対的に小さなビ
ア69を配設する。これにより、コンデンサ20の配設
位置ずれに対応して、コンデンサ20の端子21、22
とビア52とを確実に接続することが可能となる。
Description
載置するプリント基板に関し、特にコンデンサを内蔵す
るプリント配線板に関するものである。
板では、ICチップへの電力の供給を円滑にする等の目
的のため、チップコンデンサを表面実装することがあ
る。
線のリアクタンス分は周波数に依存するため、ICチッ
プの駆動周波数の増加に伴い、チップコンデンサを表面
実装させても十分な効果を得ることができなかった。こ
のため、本出願人は、特願平11−248311号に
て、コア基板に凹部を形成し、凹部にチップコンデンサ
を収容させる技術を提案した。また、コンデンサを基板
に埋め込む技術としては、特開平6−326472号、
特開平7−263619号、特開平10−256429
号、特開平11−45955号、特開平11−1269
78号、特開平11−312868号等がある。
ポキシからなる樹脂基板に、コンデンサを埋め込む技術
が開示されている。この構成により、電源ノイズを低減
し、かつ、チップコンデンサを実装するスペースが不要
になり、絶縁性基板を小型化できる。また、特開平7−
263619号には、セラミック、アルミナなどの基板
にコンデンサを埋め込む技術が開示されている。この構
成により、電源層及び接地層の間に接続することで、配
線長を短くし、配線のインダクタンスを低減している。
た特開平6−326472号、特開平7−263619
号は、ICチップからコンデンサの距離をあまり短くで
きず、ICチップの更なる高周波数領域においては、現
在必要とされるようにインダクタンスを低減することが
できなかった。特に、樹脂製の多層ビルドアップ配線板
においては、セラミックから成るコンデンサと、樹脂か
らなるコア基板及び層間樹脂絶縁層の熱膨張率の違いか
ら、チップコンデンサの端子とビアとの間に断線、チッ
プコンデンサと層間樹脂絶縁層との間で剥離、層間樹脂
絶縁層にクラックが発生し、長期に渡り高い信頼性を達
成することができなかった。
では、コンデンサの配設位置ずれがあったとき、コンデ
ンサの端子とビアとの接続が正確にできず、コンデンサ
からICチップへの電力供給ができなくなる恐れがあっ
た。
なされたものであり、その目的は、コンデンサを内蔵
し、接続信頼性を高めたプリント配線板及びプリント配
線板の製造方法を提供することにある。
では、コア基板に樹脂絶縁層と導体回路を積層してなる
プリント配線板であって、前記コア基板にコンデンサを
内蔵させ、前記コンデンサの端子と接続する相対的に大
きな下層ビアを形成し、前記コア基板の上面の層間樹脂
絶縁層に、1の前記下層ビアと接続された複数個の相対
的に小さな上層ビアを配設したことを技術的特徴とす
る。
蔵させ、コンデンサ上にコンデンサの端子と接続する相
対的に大きな下層ビアを形成し、コア基板の上面の層間
樹脂絶縁層に、1の下層ビアと接続された複数個の相対
的に小さな上層ビアを配設している。これにより、コン
デンサの配設位置ずれに対応して、コンデンサの端子と
下層ビアとを接続することが可能となり、コンデンサか
らICチップへの電力供給を確実に行うことができる。
また、相対的に小さな上層ビアを複数個配設したことに
より、インダクタンス分を並列接続したと同様な効果を
得れるため、電源線及び接地線の高周波数特性が高ま
り、電力供給不足或いはアースレベルの変動によるIC
チップの誤動作を防止することが可能となる。さらに、
配線長を短縮することができるので、ループインダクタ
ンスを低減することが可能となる。
しい。コンデンサ、コア基板間の空隙をなくすことによ
って、内蔵されたコンデンサが、挙動することが小さく
なるし、コンデンサを起点とする応力が発生したとして
も、該充填された樹脂により緩和することができる。ま
た、該樹脂には、コンデンサとコア基板との接着やマイ
グレーションの低下させるという効果も有する。
平坦なフィルドビアが用いられている。これにより、1
の下層ビアに複数個の上層ビアを直接接続することが可
能となる。よって、下層ビアと上層ビアとの接続性を高
めることができ、コンデンサからICチップへの電力供
給を確実に行うことが可能となる。
の中に1個のコンデンサを収容している。これにより、
コア基板内にコンデンサを配置するため、ICチップと
コンデンサとの距離が短くなり、ループインダクタンス
を低減することが可能となる。
を収容させれるため、コンデンサの高集積化が可能とな
る。
プコンデンサの電極へめっきによりなるビアで電気的接
続を取ってある。ここで、チップコンデンサの電極は、
メタライズからなり表面に凹凸があるが、金属膜により
表面が平滑になり、ビアを形成するため、電極上に被覆
された樹脂に通孔を形成した際に、樹脂残さが残らず、
ビアと電極との接続信頼性を高めることができる。更
に、めっきの形成された電極に、めっきによりビアを形
成するため、電極とビアとの接続性が高く、ヒートサイ
クル試験を実施しても、電極とビア間の断線が生じるこ
とがない。
とよい。これにより、セラミックから成るチップコンデ
ンサと樹脂からなる接着層、層間樹脂絶縁層との密着性
が高く、ヒートサイクル試験を実施しても界面での接着
層、層間樹脂絶縁層の剥離が発生することがない。
間に、樹脂を充填し、樹脂の熱膨張率を、コア基板より
も小さく、即ち、セラミックからなるコンデンサに近い
ように設定してある。このため、ヒートサイクル試験に
おいて、コア基板とコンデンサとの間に熱膨張率差から
内応力が発生しても、コア基板にクラック、剥離等が生
じ難く、高い信頼性を達成できる。
サに加えて表面にコンデンサを配設してある。プリント
配線板内にコンデンサが収容してあるために、ICチッ
プとコンデンサとの距離が短くなり、ループインダクタ
ンスを低減し、瞬時に電源を供給することができ、一
方、プリント配線板の表面にもコンデンサが配設してあ
るので、大容量のコンデンサを取り付けることができ、
ICチップに大電力を容易に供給することが可能とな
る。
容量は、内層のコンデンサの静電容量以上であるため、
高周波領域における電源供給の不足がなく、所望のIC
チップの動作が確保される。
ダクタンスは、内層のコンデンサのインダクタンス以上
であるため、高周波領域における電源供給の不足がな
く、所望のICチップの動作が確保される。
の被覆層から、少なくとも一部が露出してプリント配線
板に収容し、被覆層から露出した電極に電気的接続を取
ってある。このとき、被覆層から露出した金属は、主成
分がCuであることが望ましい。接続抵抗を低減するこ
とができるからである。
されたチップコンデンサを用いるため、バイアホールを
経て導通を取っても外部電極が大きく取れ、アライメン
トの許容範囲が広がるために、接続不良がなくなる。
成されたコンデンサを用いるので、大判のチップコンデ
ンサをコア基板に収容することが容易になる。そのた
め、静電容量を大きくできるので、電気的な問題を解決
することができる。さらに、種々の熱履歴などを経ても
プリント配線板に反りが発生し難くなる。
用のチップコンデンサを複数連結させてもよい。それに
よって、静電容量を適宜調整することができ、適切にI
Cチップを動作させることができる。
は、少なくとも以下(a)〜(e)の工程を備えること
を技術的特徴とする: (a)コア基板に、コンデンサを内蔵する工程; (b)前記コンデンサの上面に樹脂絶縁層を形成する工
程; (c)前記樹脂絶縁層に、前記コンデンサの端子と接続
する相対的に大きな下層ビアを形成する工程; (d)前記コア基板の上面に、層間樹脂絶縁層を形成す
る工程; (e)前記層間樹脂絶縁層に、1の前記下層ビアと接続
された複数個の相対的に小さな上層ビアを配設する工
程。
内蔵させ、コンデンサ上にコンデンサの端子と接続する
相対的に大きな下層ビアを形成し、コア基板の上面の層
間樹脂絶縁層に、1の下層ビアと接続された複数個の相
対的に小さな上層ビアを配設している。これにより、コ
ンデンサの配設位置ずれに対応して、コンデンサの端子
と下層ビアとを接続することが可能となり、コンデンサ
からICチップへの電力供給を確実に行うことができ
る。また、相対的に小さな上層ビアを複数個配設したこ
とにより、インダクタンス分を並列接続したと同様な効
果を得れるため、電源線及び接地線の高周波数特性が高
まり、電力供給不足或いはアースレベルの変動によるI
Cチップの誤動作を防止することが可能となる。さら
に、配線長を短縮することができるので、ループインダ
クタンスを低減することが可能となる。
部の中に1個のコンデンサを収容している。これによ
り、コア基板内にコンデンサを配置するため、ICチッ
プとコンデンサとの距離が短くなり、ループインダクタ
ンスを低減することが可能とな
サを収容させれるため、コンデンサの高集積化が可能と
なる。
せてなる樹脂材料に通孔を形成し、通孔を形成した樹脂
材料に、樹脂材料を貼り付けて、凹部を有するコア基板
を形成している。これにより、底部が平坦な凹部を有す
るコア基板を形成することができる。
して表面が平坦なフィルドビアが用いられている。これ
により、1の下層ビアに複数個の上層ビアを直接接続す
ることが可能となる。よって、下層ビアと上層ビアとの
接続性を高めることができ、コンデンサからICチップ
への電力供給を確実に行うことが可能となる。
コンデンサの上面に圧力を加え、もしくは叩くことによ
りコンデンサの上面の高さを揃えている。それにより、
凹部内にコンデンサを配設した際に、複数個のコンデン
サの大きさに、ばらつきがあっても高さを揃えることが
でき、コア基板を平滑にすることができる。よって、コ
ア基板の平滑性が損なわれず、上層の層間樹脂絶縁層お
よび導体回路を適切に形成することができるので、プリ
ント配線板の不良品発生率を低下させることができる。
図を参照して説明する。先ず、本発明の第1実施形態に
係るプリント配線板の構成について、図7〜図9を参照
して説明する。図7は、プリント配線板10の断面を示
し、図8は、図7に示すプリント配線板10にICチッ
プ90を搭載し、ドータボード94側へ取り付けた状態
を示している。図9(A)は、図7中のビア52の拡大
図であり、図9(B)は、図9(A)中のビア52に複
数個のビア69を配設した状態を矢印B側からた見た状
態を示す模式図である。
複数個のチップコンデンサ20を収容するコア基板30
と、ビルドアップ配線層80A、80Bとからなる。コ
ア基板30に収容された複数個のチップコンデンサ20
の端子21、22には、相対的に大きなビア52が接続
されている。また、ビルドアップ配線層80A、80B
は、層間樹脂絶縁層60、160からなる。層間樹脂絶
縁層60には、導体回路68および相対的に小さなビア
69が形成され、層間樹脂絶縁層160には、導体回路
168および相対的に小さなビア169が形成されてい
る。層間樹脂絶縁層160の上には、ソルダーレジスト
層70が配設されている。
示すように第1端子21と第2端子22と、第1、第2
端子に挟まれた誘電体23とから成り、誘電体23に
は、第1端子21側に接続された第1導電膜24と、第
2端子22側に接続された第2導電膜25とが複数枚対
向配置されている。
線層80Aのビア169には、ICチップ90のパッド
92へ接続するための半田バンプ76Uが形成されてい
る。一方、下側のビルドアップ配線層80Bのビア16
9には、ドータボード95のパッド94へ接続するため
の半田バンプ76Dが形成されている。
いた。例えば、ガラスエポキシ樹脂含浸基材、フェノー
ル樹脂含浸基材などの一般的なプリント配線板で用いら
れる樹脂材料を用いることができる。しかし、コア基板
をセラミックやAINなどの基板を用いることはできな
かった。該基板は外形加工性が悪く、コンデンサを収容
することができないことがあり、樹脂で充填させても空
隙が生じてしまうからである。
30に形成された凹部32に複数個収容するため、チッ
プコンデンサ20の高密度に配置することができる。さ
らに、凹部32に複数個のチップコンデンサ20を収容
するため、チップコンデンサ20の高さを揃えることが
できる。このため、チップコンデンサ20上の樹脂層4
0を均一の厚さにできるため、ビア52を適切に形成す
ることが可能となる。その上、ICチップ90とチップ
コンデンサ20との距離が短くなるため、ループインダ
クタンスを低減することができる。
である図9(A)に示すように上側のビルドアップ配線
層80Aのビア69は、1のビア52に複数個接続して
いる。図9(B)に示すよう大きなビア52は、内径1
25μm、ランド径165μmに、小さなビア69は、
内径25μm、ランド径65μmに形成してある。一
方、チップコンデンサ20は、矩形に形成されており、
第1端子21及び第2端子21も一辺250μmの矩形
に形成されている。このため、チップコンデンサ20の
配設位置が数十μmずれていても、チップコンデンサ2
0の第1端子21及び第2端子22とビア52との接続
を取ることが可能となり、チップコンデンサ20からI
Cチップ90への電力供給を確実に行うことができる。
また、ビア69を複数個配設したことにより、インダク
タンス分を並列接続したと同様な効果を得れるため、電
源線及び接地線の高周波数特性が高まり、電力供給不足
或いはアースレベルの変動によるICチップの誤動作を
防止することが可能となる。さらに、ICチップからチ
ップコンデンサ20までの配線長を短縮することができ
るので、ループインダクタンスを低減することが可能と
なる。
を充填して表面が平坦なフィルドビアとして形成されて
いる。これにより、ビア52上に複数個のビア69を直
接接続することが可能となる。よって、ビア52とビア
69との接続性を高めることができ、チップコンデンサ
20からICチップ90への電力供給を確実に行うこと
が可能となる。なお、本実施形態では、めっき充填でフ
ィルドビアを形成したが、この代わりに、ビア52とし
ては、内部に樹脂を充填した後、表面に金属膜が配設さ
れたフィルドビアを用いてもよい。
サ20下部の接着材料34の熱膨張率を、コア基板30
及び樹脂絶縁層40よりも小さく、即ち、セラミックか
らなるチップコンデンサ20に近いように設定してあ
る。このため、ヒートサイクル試験において、コア基板
30及び樹脂絶縁層40とチップコンデンサ20との間
に熱膨張率差から内応力が発生しても、コア基板30及
び樹脂絶縁層40にクラック、剥離等が生じ難く、高い
信頼性を達成できる。
6に、スルーホール46を形成してあるため、セラミッ
クから成るチップコンデンサ20を信号線が通過しない
ので、高誘電体によるインピーダンス不連続による反射
及び高誘電体通過による伝搬遅延が発生しない。
示すように第1電極21及び第2電極22を構成する金
属層26の表面に銅めっき膜29を被覆してある。めっ
き膜の被覆は、電解めっき、無電解めっきなどのめっき
で形成されている。そして、図7に示すように銅めっき
膜29を被覆した第1、第2電極21,22に銅めっき
よりなるビア52で電気的接続を取ってある。ここで、
チップコンデンサの電極21,22は、メタライズから
なり表面に凹凸がある。このため、金属層26を剥き出
した状態で用いると、後述する樹脂絶縁層40に開口4
2を穿設する工程において、該凹凸に樹脂が残ることが
ある。この際には、当該樹脂残さにより第1、第2電極
21,22とビア52との接続不良が発生することがあ
る。これに対して、本実施形態では、銅めっき膜29に
よって第1、第2電極21,22の表面が平滑になり、
電極上に被覆された樹脂絶縁層40に開口42を穿設し
た際に、樹脂残さが残らず、ビア52を形成した際の電
極21,22との接続信頼性を高めることができる。
1、22に、めっきによりビア52を形成するため、電
極21、22とビア52との接続性が高く、ヒートサイ
クル試験を実施しても、電極21、22とビア52との
間で断線が生じることがない。
デンサの製造段階で金属層26の表面に被覆されたニッ
ケル/スズ層を、プリント配線板への搭載の段階で剥離
してから設ける。この代わりに、チップコンデンサ20
の製造段階で、金属層26の上に直接銅めっき膜29を
被覆することも可能である。即ち、本実施形態では、レ
ーザにて電極の銅めっき膜29へ至る開口を設けた後、
デスミヤ処理等を行い、ビアを銅めっきにより形成す
る。従って、銅めっき膜29の表面に酸化膜が形成され
ていても、上記レーザ及びデスミヤ処理で酸化膜を除去
できるため、適正に接続を取ることができる。
ンデンサ20の第1電極21、第2電極22の被覆層2
8から、上部を露出させてプリント配線板に収容し、被
覆層28から露出した第1電極21、第2電極22に電
気的接続を取ることもできる。このとき、被覆層28か
ら露出した金属は、主成分がCuであることが望まし
い。接続抵抗を低減することができるからである。
から成る誘電体23の表面には粗化層23aが設けられ
てもよい。これにより、セラミックから成るチップコン
デンサ20と樹脂からなる樹脂絶縁層40との密着性が
高く、ヒートサイクル試験を実施しても界面での樹脂絶
縁層40の剥離が発生することがない。この粗化層23
aは、焼成後に、チップコンデンサ20の表面を研磨す
ることにより、また、焼成前に、粗化処理を施すことに
より形成できる。なお、本実施形態では、コンデンサの
表面に粗化処理を施し、樹脂との密着性を高めたが、こ
の代わりに、コンデンサの表面にシランカップリング処
理を施すことも可能である。
ト配線板の製造方法について、図1〜図7を参照して説
明する。
板30を出発材料とする(図1(A)参照)。次に、コ
ア基板30の片面に、ザグリ加工、もしくは絶縁樹脂に
通孔を設けてプレス、貼り合わせによって、コンデンサ
配設用の凹部32を形成する(図1(B)参照)。この
とき、凹部32は複数個のコンデンサを配設できるエリ
アよりも、広く大きく形成する。これにより、複数個の
コンデンサをコア基板30へ確実に配設できるようにす
る。
て接着材料34を塗布する(図1(C)参照)。あるい
は、ポッティング、ダイボンディング、接着シートを貼
り付けるなどの方法によって凹部に接着材料を塗ること
ができる。接着材料34は、熱膨張率がコア基板よりも
小さいものを用いる。次に、凹部32にセラミックから
成る複数個のチップコンデンサ20を接着材料34を介
して接着する(図1(D)参照)。ここで、底部が平滑
な凹部32に複数個のチップコンデンサ20を配設する
ことにより、複数個のチップコンデンサ20の高さが揃
う。よって、後述する工程で、コア基板30の上に樹脂
絶縁層40を均一の厚みに形成でき、ビア52を適切に
形成することが可能となる。
上面が同じ高さになるように、チップコンデンサ20の
上面を押す、もしくは叩いて高さを揃える(図1(E)
参照)。この工程により、凹部32内に複数個のチップ
コンデンサ20を配設した際に、複数個のチップコンデ
ンサ20の大きさにばらつきがあっても、高さを完全に
揃えることができ、コア基板30を平滑にすることがで
きる。
ンサ20間に、熱硬化性樹脂を充填し、加熱硬化して樹
脂層36を形成する(図2(A)参照)。このとき、熱
硬化性樹脂としては、エポキシ、フェノール、ポリイミ
ド、トリアジンが好ましい。これにより、凹部32内の
チップコンデンサ20を固定することができる。樹脂層
36は、熱膨張率がコア基板よりも小さいものを用い
る。
いてもよい。また、樹脂中に熱膨脹率を整合させるため
に、フィラーを含浸させてもよい。そのフィラーの例と
しては、無機フィラー、セラミックフィラー、金属フィ
ラーなどがある。
シ系樹脂もしくはポリオレフィン系樹脂を印刷機を用い
て塗布し樹脂絶縁層40を形成する(図2(B)参
照)。なお、樹脂を塗布する代わりに、樹脂フィルムを
貼り付けてもよい。
脂、感光性樹脂熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂の複合体、
感光性樹脂と熱可塑性樹脂の複合体などの樹脂を1種以
上用いることができる。それらを2層構成にしてもよ
い。
に相対的に大きなビア用開口42を形成する(図2
(C)参照)。その後、デスミア処理を行う。レーザの
代わりに、露光・現像処理を用いることもできる。そし
て、樹脂層36にドリルまたはレーザにより、スルーホ
ール用の通孔44を形成し、加熱硬化する(図2(D)
参照)。場合によっては、酸あるいは酸化剤もしくは薬
液による粗化処理、プラズマ処理による粗化処理を施し
てもよい。それによって、粗化層の密着性が確保され
る。
っき膜46を樹脂絶縁層40の表面に形成する(図3
(A)参照)。無電解めっきの代わりに、Ni及びCu
をターゲットにしたスパッタリングを行い、Ni/Cu
金属層を形成してもよい。また、場合によってはスパッ
タで形成した後に、無電解めっき膜を形成させてもよ
い。
性ドライフィルムを貼り付け、マスクを載置して、露光
・現像処理し、所定パターンのレジスト48を形成す
る。そして、電解めっき液にコア基板30を浸漬し、銅
めっき膜46を介して電流を流し、レジスト48非形成
部に電解めっき50を充填する(図3(B)参照)。
NaOHで剥離除去した後、そのめっきレジスト48下
の銅めっき膜46を硫酸と過酸化水素の混合液でエッチ
ング処理して溶解除去し、銅めっき膜46と電解銅めっ
き50からなるフィルドビア構造である相対的に大きな
ビア52及びスルーホール54を形成する。その大きな
ビア径は、100〜600μmの範囲であることが望ま
しい。特に、125〜350μmであることが望まし
い。この場合は、165μmで形成させた。スルーホー
ルは、250μmで形成させた。そして、基板30の両
面にエッチング液をスプレイで吹きつけ、ビア52の表
面及びスルーホール54のランド表面とをエッチングす
ることにより、ビア52及びスルーホール54の全表面
に粗化面52αを形成する(図3(C)参照)。
キシ系樹脂を主成分とする樹脂充填剤56を充填して、
乾燥する(図3(D)参照)。
に、厚さ50μmの熱硬化型エポキシ系樹脂シートを温
度50〜150℃まで昇温しながら圧力5kg/cm2
で真空圧着ラミネートし、エポキシ系樹脂からなる層間
樹脂絶縁層60を設ける(図4(A)参照)。真空圧着
時の真空度は、10mmHgである。エポキシ系樹脂の
代わりにシクロオレフィン系樹脂を用いることもでき
る。
間樹脂絶縁層60に65μmの相対的に小さなビア用開
口61を設ける(図4(B)参照)。相対的に小さなビ
ア径は、25〜100μmの範囲であることが望まし
い。この後、酸素プラズマを用いてデスミア処理を行
う。
SV―4540を用いてプラズマ処理を行い、層間樹脂
絶縁層60の表面を粗化し、粗化面60αを形成する
(図4(C)参照)。この際、不活性ガスとしてはアル
ゴンガスを使用し、電力200W、ガス圧0.6Pa、
温度70℃の条件で、2分間プラズマ処理を実施する。
酸あるいは酸化剤によって粗化処理を施してもよい。ま
た、粗化層は、0.1〜5μmが望ましい。
ルゴンガスを交換した後、Ni及びCuをターゲットに
したスパッタリングを、気圧0.6Pa、温度80℃、
電力200W、時間5分間の条件で行い、Ni/Cu金
属層62を層間樹脂絶縁層60の表面に形成する。この
とき、形成されたNi/Cu金属層62の厚さは0.2
μmである(図4(D)参照)。無電解めっきなどのめ
っき膜、あるいはスパッタの上にめっき膜を施してもよ
い。
に、市販の感光性ドライフィルムを貼り付け、フォトマ
スクフィルムを載置して、100mJ/cm2で露光し
た後、0.8%炭酸ナトリウムで現像処理し、厚さ15
μmのめっきレジスト64を設ける。次に、以下の条件
で電解めっきを施して、厚さ15μmの電解めっき膜6
6を形成する(図5(A)参照)。なお、電解めっき水
溶液中の添加剤は、アトテックジャパン社製のカパラシ
ドHLである。
9.5 ml/l 〔電解めっき条件〕 電流密度 1A/dm2 時間 65分 温度 22±2℃
Hで剥離除去した後、そのめっきレジスト下のNi/C
u金属層62を硝酸および硫酸と過酸化水素の混合液を
用いるエッチングにて溶解除去し、Ni/Cu金属層6
2と電解めっき膜66からなる導体回路68およびビア
52上に接続した複数個の相対的に小さなビア69を形
成する(図5(B)参照)。本実施形態では、ビア52
をフィルドビア構造にすることにより、ビア52に複数
個のビア69を直接接続することが可能となる。
後、エッチング液を基板の両面にスプレイで吹きつけ
て、導体回路68の表面をエッチングすることにより、
導体回路68の全表面に粗化面68αを形成する(図5
(C)参照)。エッチング液として、イミダゾール銅
(II)錯体10重量部、グリコール酸7重量部、塩化
カリウム5重量部およびイオン交換水78重量部を混合
したものを使用する。
の工程を、繰り返すことにより、さらに上層の層間樹脂
絶縁層160及び導体回路168(ビア169を含む)
を形成する(図5(D)参照)。
チルエーテル(DMDG)に60重量%の濃度になるよ
うに溶解させた、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂
(日本化薬社製)のエポキシ基50%をアクリル化した
感光性付与のオリゴマー(分子量4000)46.67
重量部、メチルエチルケトンに溶解させた80重量%の
ビスフェノールA型エポキシ樹脂(油化シェル社製、商
品名:エピコート1001)15重量部、イミダゾール
硬化剤(四国化成社製、商品名:2E4MZ−CN)
1.6重量部、感光性モノマーである多官能アクリルモ
ノマー(共栄化学社製、商品名:R604)3重量部、
同じく多価アクリルモノマー(共栄化学社製、商品名:
DPE6A)1.5重量部、分散系消泡剤(サンノプコ
社製、商品名:S−65)0.71重量部を容器にと
り、攪拌、混合して混合組成物を調整し、この混合組成
物に対して光重量開始剤としてベンゾフェノン(関東化
学社製)2.0重量部、光増感剤としてのミヒラーケト
ン(関東化学社製)0.2重量部を加えて、粘度を25
℃で2.0Pa・sに調整したソルダーレジスト組成物
(有機樹脂絶縁材料)を得る。なお、粘度測定は、B型
粘度計(東京計器社製、DVL−B型)で60rpmの
場合はローターNo.4、6rpmの場合はローターNo.3
によった。
ルダーレジスト組成物を20μmの厚さで塗布し、70
℃で20分間、70℃で30分間の条件で乾燥処理を行
った後、ソルダーレジストレジスト開口部のパターンが
描画された厚さ5mmのフォトマスクをソルダーレジス
ト層70に密着させて1000mJ/cm2の紫外線で
露光し、DMTG溶液で現像処理し、開口71U、71
Dを形成する(図6(A)参照)。また、LPSRなど
の市販のソルダーレジストを用いてもよい。
樹脂絶縁層)70を形成した基板を、塩化ニッケル
(2.3×10-1mol/l)、次亞リン酸ナトリウム
(2.8×10-1mol/l)、クエン酸ナトリウム
(1.6×10-1mol/l)を含むpH=4.5の無
電解ニッケルめっき液に20分間浸漬して、開口部71
U、71Dに厚さ5μmのニッケルめっき層72を形成
する。さらに、その基板を、シアン化金カリウム(7.
6×10-3mol/l)、塩化アンモニウム(1.9×
10-1mol/l)、クエン酸ナトリウム(1.2×1
0-1mol/l)、次亜リン酸ナトリウム(1.7×1
0-1mol/l)を含む無電解めっき液に80℃の条件
で7.5分間浸漬して、ニッケルめっき層72上に厚さ
0.03μmの金めっき層74を形成する(図6(B)
参照)。
の開口部71U、71Dに、はんだペーストを印刷し
て、200℃でリフローすることにより、はんだバンプ
(半田体)76U、76Dを形成する。これにより、半
田バンプ76U、76Dを有するプリント配線板10を
得ることができる(図7参照)。
線板10へのICチップの載置および、ドータボードへ
の取り付けについて、図8を参照して説明する。完成し
たプリント配線板10の半田バンプ76UにICチップ
90の半田パッド92が対応するように、ICチップ9
0を載置し、リフローを行うことでICチップ90の取
り付けを行う。同様に、プリント配線板10の半田バン
プ76Dにドータボード95のパッド94が対応するよ
うに、リフローすることで、ドータボード95へプリン
ト配線板10を取り付ける。
可溶性粒子、硬化剤、その他の成分が含有されている。
それぞれについて以下に説明する。
ィルムは、酸または酸化剤に可溶性の粒子(以下、可溶
性粒子という)が酸または酸化剤に難溶性の樹脂(以
下、難溶性樹脂という)中に分散したものである。な
お、本発明で使用する「難溶性」「可溶性」という語
は、同一の酸または酸化剤からなる溶液に同一時間浸漬
した場合に、相対的に溶解速度の早いものを便宜上「可
溶性」と呼び、相対的に溶解速度の遅いものを便宜上
「難溶性」と呼ぶ。
は酸化剤に可溶性の樹脂粒子(以下、可溶性樹脂粒
子)、酸または酸化剤に可溶性の無機粒子(以下、可溶
性無機粒子)、酸または酸化剤に可溶性の金属粒子(以
下、可溶性金属粒子)等が挙げられる。これらの可溶性
粒子は、単独で用いても良いし、2種以上併用してもよ
い。
球状、破砕状等が挙げられる。また、上記可溶性粒子の
形状は、一様な形状であることが望ましい。均一な粗さ
の凹凸を有する粗化面を形成することができるからであ
る。
1〜10μmが望ましい。この粒径の範囲であれば、2
種類以上の異なる粒径のものを含有してもよい。すなわ
ち、平均粒径が0.1〜0.5μmの可溶性粒子と平均
粒径が1〜3μmの可溶性粒子とを含有する等である。
これにより、より複雑な粗化面を形成することができ、
導体回路との密着性にも優れる。なお、本発明におい
て、可溶性粒子の粒径とは、可溶性粒子の一番長い部分
の長さである。
脂、熱可塑性樹脂等からなるものが挙げられ、酸あるい
は酸化剤からなる溶液に浸漬した場合に、上記難溶性樹
脂よりも溶解速度が速いものであれば特に限定されな
い。上記可溶性樹脂粒子の具体例としては、例えば、エ
ポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリフ
ェニレン樹脂、ポリオレフィン樹脂、フッ素樹脂等から
なるものが挙げられ、これらの樹脂の一種からなるもの
であってもよいし、2種以上の樹脂の混合物からなるも
のであってもよい。
からなる樹脂粒子を用いることもできる。上記ゴムとし
ては、例えば、ポリブタジエンゴム、エポキシ変性、ウ
レタン変性、(メタ)アクリロニトリル変性等の各種変
性ポリブタジエンゴム、カルボキシル基を含有した(メ
タ)アクリロニトリル・ブタジエンゴム等が挙げられ
る。これらのゴムを使用することにより、可溶性樹脂粒
子が酸あるいは酸化剤に溶解しやすくなる。つまり、酸
を用いて可溶性樹脂粒子を溶解する際には、強酸以外の
酸でも溶解することができ、酸化剤を用いて可溶性樹脂
粒子を溶解する際には、比較的酸化力の弱い過マンガン
酸塩でも溶解することができる。また、クロム酸を用い
た場合でも、低濃度で溶解することができる。そのた
め、酸や酸化剤が樹脂表面に残留することがなく、後述
するように、粗化面形成後、塩化パラジウム等の触媒を
付与する際に、触媒が付与されなたかったり、触媒が酸
化されたりすることがない。
ルミニウム化合物、カルシウム化合物、カリウム化合
物、マグネシウム化合物およびケイ素化合物からなる群
より選択される少なくとも一種からなる粒子等が挙げら
れる。
ば、アルミナ、水酸化アルミニウム等が挙げられ、上記
カルシウム化合物としては、例えば、炭酸カルシウム、
水酸化カルシウム等が挙げられ、上記カリウム化合物と
しては、炭酸カリウム等が挙げられ、上記マグネシウム
化合物としては、マグネシア、ドロマイト、塩基性炭酸
マグネシウム等が挙げられ、上記ケイ素化合物として
は、シリカ、ゼオライト等が挙げられる。これらは単独
で用いても良いし、2種以上併用してもよい。
銅、ニッケル、鉄、亜鉛、鉛、金、銀、アルミニウム、
マグネシウム、カルシウムおよびケイ素からなる群より
選択される少なくとも一種からなる粒子等が挙げられ
る。また、これらの可溶性金属粒子は、絶縁性を確保す
るために、表層が樹脂等により被覆されていてもよい。
る場合、混合する2種の可溶性粒子の組み合わせとして
は、樹脂粒子と無機粒子との組み合わせが望ましい。両
者とも導電性が低くいため樹脂フィルムの絶縁性を確保
することができるとともに、難溶性樹脂との間で熱膨張
の調整が図りやすく、樹脂フィルムからなる層間樹脂絶
縁層にクラックが発生せず、層間樹脂絶縁層と導体回路
との間で剥離が発生しないからである。
に酸または酸化剤を用いて粗化面を形成する際に、粗化
面の形状を保持できるものであれば特に限定されず、例
えば、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、これらの複合体等
が挙げられる。また、これらの樹脂に感光性を付与した
感光性樹脂であってもよい。感光性樹脂を用いることに
より、層間樹脂絶縁層に露光、現像処理を用いてビア用
開口を形成することできる。これらのなかでは、熱硬化
性樹脂を含有しているものが望ましい。それにより、め
っき液あるいは種々の加熱処理によっても粗化面の形状
を保持することができるからである。
ば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、フェノキシ樹脂、
ポリイミド樹脂、ポリフェニレン樹脂、ポリオレフィン
樹脂、フッ素樹脂等が挙げられる。これらの樹脂は単独
で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。さらに
は、1分子中に、2個以上のエポキシ基を有するエポキ
シ樹脂がより望ましい。前述の粗化面を形成することが
できるばかりでなく、耐熱性等にも優れてるため、ヒー
トサイクル条件下においても、金属層に応力の集中が発
生せず、金属層の剥離などが起きにくいからである。
ゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールA型
エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、フェ
ノールノボラック型エポキシ樹脂、アルキルフェノール
ノボラック型エポキシ樹脂、ビフェノールF型エポキシ
樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエ
ン型エポキシ樹脂、フェノール類とフェノール性水酸基
を有する芳香族アルデヒドとの縮合物のエポキシ化物、
トリグリシジルイソシアヌレート、脂環式エポキシ樹脂
等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、2種
以上を併用してもよい。それにより、耐熱性等に優れる
ものとなる。
記可溶性粒子は、上記難溶性樹脂中にほぼ均一に分散さ
れていることが望ましい。均一な粗さの凹凸を有する粗
化面を形成することができ、樹脂フィルムにビアやスル
ーホールを形成しても、その上に形成する導体回路の金
属層の密着性を確保することができるからである。ま
た、粗化面を形成する表層部だけに可溶性粒子を含有す
る樹脂フィルムを用いてもよい。それによって、樹脂フ
ィルムの表層部以外は酸または酸化剤にさらされること
がないため、層間樹脂絶縁層を介した導体回路間の絶縁
性が確実に保たれる。
に分散している可溶性粒子の配合量は、樹脂フィルムに
対して、3〜40重量%が望ましい。可溶性粒子の配合
量が3重量%未満では、所望の凹凸を有する粗化面を形
成することができない場合があり、40重量%を超える
と、酸または酸化剤を用いて可溶性粒子を溶解した際
に、樹脂フィルムの深部まで溶解してしまい、樹脂フィ
ルムからなる層間樹脂絶縁層を介した導体回路間の絶縁
性を維持できず、短絡の原因となる場合がある。
記難溶性樹脂以外に、硬化剤、その他の成分等を含有し
ていることが望ましい。上記硬化剤としては、例えば、
イミダゾール系硬化剤、アミン系硬化剤、グアニジン系
硬化剤、これらの硬化剤のエポキシアダクトやこれらの
硬化剤をマイクロカプセル化したもの、トリフェニルホ
スフィン、テトラフェニルホスフォニウム・テトラフェ
ニルボレート等の有機ホスフィン系化合物等が挙げられ
る。
して0.05〜10重量%であることが望ましい。0.
05重量%未満では、樹脂フィルムの硬化が不十分であ
るため、酸や酸化剤が樹脂フィルムに侵入する度合いが
大きくなり、樹脂フィルムの絶縁性が損なわれることが
ある。一方、10重量%を超えると、過剰な硬化剤成分
が樹脂の組成を変性させることがあり、信頼性の低下を
招いたりしてしまうことがある。
面の形成に影響しない無機化合物あるいは樹脂等のフィ
ラーが挙げられる。上記無機化合物としては、例えば、
シリカ、アルミナ、ドロマイト等が挙げられ、上記樹脂
としては、例えば、ポリイミド樹脂、ポリアクリル樹
脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリフェニレン樹脂、メラ
ニン樹脂、オレフィン系樹脂等が挙げられる。これらの
フィラーを含有させることによって、熱膨脹係数の整合
や耐熱性、耐薬品性の向上などを図りプリント配線板の
性能を向上させることができる。
ていてもよい。上記溶剤としては、例えば、アセトン、
メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、
酢酸エチル、酢酸ブチル、セロソルブアセテートやトル
エン、キシレン等の芳香族炭化水素等が挙げられる。こ
れらは単独で用いてもよいし、2種類以上併用してもよ
い。
リント配線板110について、図17を参照して説明す
る。上述した第1実施形態では、BGAを配設した場合
で説明した。第2実施形態では、第1実施形態とほぼ同
様であるが、図17に示すように導電性接続ピン96を
介して接続を取るPGA方式に構成されている。
ト配線板の製造方法について、図10〜図17を参照し
て説明する。
リプレク31を4枚積層してなる積層板30αに、チッ
プコンデンサ収容用の通孔33aを形成する。また、そ
の一方で、プリプレク31を2枚積層してなる積層板3
0βを用意する(図10(A)参照)。ここで、プリプ
レク31としては、エポキシ以外にも、BT、フェノー
ル樹脂、あるいはガラスクロスなどの補強材を含有した
ものを用い得る。
とを圧着し、加熱して硬化させることで、複数個のチッ
プコンデンサ20を収容可能な凹部33を備えた、コア
基板30を形成する(図10(B)参照)。
位置にポッテング(ディスペンサー)を用いて接着材料
34を塗布する(図10(C)参照)。あるいは、印
刷、ダイボンディグ、接着シートを貼り付けるなどの方
法によって凹部に接着材料を塗ることができる。その
後、凹部33内にセラミックから成る複数個のチップコ
ンデンサ20を接着材料34を介して収容する(図10
(D)参照)。
ンサ20間に、熱硬化性樹脂を充填し、加熱硬化して樹
脂層36を形成する(図11(A)参照)。このとき、
熱硬化性樹脂としては、エポキシ、フェノール、ポリイ
ミド、トリアジンが好ましい。これにより、凹部33内
のチップコンデンサ20を固定することができる。
シ系もしくはポリオレフィン系からなる樹脂を印刷機を
用いて塗布し樹脂絶縁層40を形成する(図11(B)
参照)。なお、樹脂を塗布する代わりに、樹脂フィルム
を貼り付けてもよい。
より樹脂絶縁層40に相対的に大きなビア用開口42を
形成する(図11(C)参照)。その大きなビア径は、
100〜600μmの範囲であることが望ましい。特
に、125〜350μmであることが望ましい。この場
合は、165μmで形成させた。そして、樹脂層36に
ドリルまたはレーザにより、250μm径のスルーホー
ル用の通孔44を形成し、加熱硬化する(図11(D)
参照)。
を付与してから、無電解めっき液にコア基板を浸漬し、
均一に無電解めっき膜45を析出させる(図12(A)
参照)。その後、無電解めっき膜45を形成した開口4
2の内部に樹脂充填剤を充填し、乾燥する。これによ
り、開口42の内部に樹脂層47を形成する(図12
(B)参照)。
に感光性ドライフィルムを貼り付け、マスクを載置し
て、露光・現像処理し、所定パターンのレジスト48を
形成する。そして、無電解めっき液にコア基板30を浸
漬し、無電解めっき膜から成る蓋めっき51を形成する
(図12(C)参照)。
のNaOHで剥離した後、レジスト48下の無電解めっ
き膜45を硫酸と過酸化水素混合液でエッチングをして
除去し、フィルドビア構造である相対的に大きなビア5
3及びスルーホール54を形成する(図12(D)参
照)。ビア53をフィルドビア構造にすることにより、
後述する工程で1のビア53に複数個のビア69を直接
接続することが可能となる。
脂した後、ソフトエッチングし、次いで、エッチング液
を基板30の両面にスプレイで吹きつけて、ビア53の
表面とスルーホール54のランド表面と内壁とをエッチ
ングして、ビア53及びスルーホール54の全表面に粗
化面53αを形成する(図13(A)参照)。エッチン
グ液としては、イミダゾール銅(II)錯体10重量
部、グリコール酸7重量部、塩化カリウム5重量部から
なるエッチング液(メック社製、メックエッチボンド)
を使用する。
シモノマー(油化シェル社製、分子量:310、YL9
83U)100重量部、表面にシランカップリング剤が
コーティングされた平均粒径が1.6μmで、最大粒子
の直径が15μm以下のSiO 2 球状粒子(アドテック
社製、CRS 1101−CE)170重量部およびレ
ベリング剤(サンノプコ社製 ペレノールS4)1.5
重量部を容器にとり、攪拌混合することにより、その粘
度が23±1℃で45〜49Pa・sの樹脂充填剤62
を調製する。なお、硬化剤として、イミダゾール硬化剤
(四国化成社製、2E4MZ−CN)6.5重量部を用
いた。その後、スルーホール54内に樹脂充填剤56を
充填して、乾燥する(図13(B)参照)。
シ樹脂(エポキシ当量469,油化シェルエポキシ社製
エピコート1001)30重量部、クレゾールノボラッ
ク型エポキシ樹脂(エポキシ当量215,大日本インキ
化学工業社製 エピクロンN−673)40重量部、ト
リアジン構造含有フェノールノボラック樹脂(フェノー
ル性水酸基当量120,大日本インキ化学工業社製 フ
ェノライトKA−7052)30重量部をエチルジグリ
コールアセテート20重量部、ソルベントナフサ20重
量部に攪拌しながら加熱溶解させ、そこへ末端エポキシ
化ポリブタジエンゴム(ナガセ化成工業社製 デナレッ
クスR−45EPT)15重量部と2−フェニル−4、
5−ビス(ヒドロキシメチル)イミダゾール粉砕品1.
5重量部、微粉砕シリカ2重量部、シリコン系消泡剤
0.5重量部を添加しエポキシ樹脂組成物を調製する。
得られたエポキシ樹脂組成物を厚さ38μmのPETフ
ィルム上に乾燥後の厚さが50μmとなるようにロール
コーターを用いて塗布した後、80〜120℃で10分
間乾燥させることにより、層間樹脂絶縁層用樹脂フィル
ムを作製する。
た基板30より少し大きめの層間樹脂絶縁層用樹脂フィ
ルムを基板30上に載置し、圧力4kgf/cm2 、温
度80℃、圧着時間10秒の条件で仮圧着して裁断した
後、さらに、以下の方法により真空ラミネーター装置を
用いて貼り付けることにより層間樹脂絶縁層60を形成
する(図13(C)参照)。すなわち、層間樹脂絶縁層
用樹脂フィルムを基板30上に、真空度0.5Tor
r、圧力4kgf/cm2 、温度80℃、圧着時間60
秒の条件で本圧着し、その後、170℃で30分間熱硬
化させる。
厚さ1.2mmの貫通孔57aが形成されたマスク57
を介して、CO2 ガスレーザで層間樹脂絶縁層60に、
65μmの相対的に小さなビア用開口61を形成する
(図13(D)参照)。相対的に小さなビア径は、25
〜100μmの範囲であることが望ましい。
0を、60g/lの過マンガン酸を含む80℃の溶液に
10分間浸漬し、層間樹脂絶縁層60の表面に存在する
エポキシ樹脂粒子を溶解除去することにより、ビア用開
口61の内壁を含む層間樹脂絶縁層60の表面を粗化面
60αとする(図14(A)参照)。酸あるいは酸化剤
によって粗化処理を施してもよい。また、粗化層は、
0.1〜5μmが望ましい。
を、中和溶液(シプレイ社製)に浸漬してから水洗いす
る。さらに、粗面化処理(粗化深さ3μm)した該基板
30の表面に、パラジウム触媒を付与することにより、
層間樹脂絶縁層60の表面およびビア用開口61の内壁
面に触媒核を付着させる。
き水溶液中に基板30を浸漬して、粗化面60α全体に
厚さ0.6〜3.0μmの無電解銅めっき膜63を形成
する(図14(B)参照)。 〔無電解めっき水溶液〕 NiSO4 0.003 mol/l 酒石酸 0.200 mol/l 硫酸銅 0.030 mol/l HCHO 0.050 mol/l NaOH 0.100 mol/l α、α′−ビピリジル 40 mg/l ポリエチレングリコール(PEG) 0.10 g/l 〔無電解めっき条件〕 35℃の液温度で40分
電解銅めっき膜63に貼り付け、マスクを載置して、1
00mJ/cm2 で露光し、0.8%炭酸ナトリウム水
溶液で現像処理することにより、厚さ30μmのめっき
レジスト64を設ける。次いで、基板30を50℃の水
で洗浄して脱脂し、25℃の水で水洗後、さらに硫酸で
洗浄してから、以下の条件で電解めっきを施し、厚さ2
0μmの電解銅めっき膜66を形成する(図14(C)
参照)。 〔電解めっき水溶液〕 硫酸 2.24 mol/l 硫酸銅 0.26 mol/l 添加剤 19.5 ml/l (アトテックジャパン社製、カパラシドHL) 〔電解めっき条件〕 電流密度 1 A/dm2 時間 65 分 温度 22±2 ℃
Hで剥離除去した後、そのめっきレジスト64下の無電
解銅めっき膜63を硫酸と過酸化水素の混合液でエッチ
ング処理して溶解除去し、無電解銅めっき膜63と電解
銅めっき膜66からなる厚さ18μmの導体回路68お
よび相対的に小さなビア69を形成する(図14(D)
参照)。その後、(10)と同様の処理を行い、第二銅
錯体と有機酸とを含有するエッチング液によって、粗化
面68αを形成する(図15(A)参照)。
の工程を繰り返すことにより、さらに上層の層間樹脂絶
縁層160及び導体回路168およびビア169を形成
する(図15(B)参照)。
チルエーテル(DMDG)に60重量%の濃度になるよ
うに溶解させた、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂
(日本化薬社製)のエポキシ基50%をアクリル化した
感光性付与のオリゴマー(分子量4000)46.67
重量部、メチルエチルケトンに溶解させた80重量%の
ビスフェノールA型エポキシ樹脂(油化シェル社製、商
品名:エピコート1001)15重量部、イミダゾール
硬化剤(四国化成社製、商品名:2E4MZ−CN)
1.6重量部、感光性モノマーである2官能アクリルモ
ノマー(共栄化学社製、商品名:R604)4.5重量
部、同じく多価アクリルモノマー(共栄化学社製、商品
名:DPE6A)1.5重量部、分散系消泡剤(サンノ
プコ社製、商品名:S−65)0.71重量部を容器に
とり、攪拌、混合して混合組成物を調整し、この混合組
成物に対して光重量開始剤としてベンゾフェノン(関東
化学社製)2.0重量部、光増感剤としてのミヒラーケ
トン(関東化学社製)0.2重量部を加えて、粘度を2
5℃で2.0Pa・sに調整したソルダーレジスト組成
物(有機樹脂絶縁材料)を得る。なお、粘度測定は、B
型粘度計(東京計器社製、DVL−B型)で60rpm
の場合はローターNo.4、6rpmの場合はローターNo.
3によった。
(21)で調製したソルダーレジスト組成物を20μm
の厚さで塗布する。その後、70℃で20分間、70℃
で30分間の条件で乾燥処理を行った後、ソルダーレジ
スト開口部のパターンが描画された厚さ5mmのフォト
マスクをソルダーレジスト組成物に密着させて1000
mJ/cm2 の紫外線で露光し、DMTG溶液で現像処
理し、開口71U、71Dを形成する。そして、さら
に、80℃で1時間、100℃で1時間、120℃で1
時間、150℃で3時間の条件でそれぞれ加熱処理を行
ってソルダーレジスト組成物を硬化させ、開口71U、
71Dを有する、厚さ20μmのソルダーレジスト層7
0を形成する(図16(A)参照)。上記ソルダーレジ
スト組成物としては、市販のソルダーレジスト組成物を
使用することもできる。
形成した基板を、塩化ニッケル(2.3×10-1mol
/l)、次亜リン酸ナトリウム(2.8×10-1mol
/l)、クエン酸ナトリウム(1.6×10-1mol/
l)を含むpH=4.5の無電解ニッケルめっき液に2
0分間浸漬して、開口部71U、71Dに厚さ5μmの
ニッケルめっき層72を形成する。さらに、その基板を
シアン化金カリウム(7.6×10-3mol/l)、塩
化アンモニウム(1.9×10-1mol/l)、クエン
酸ナトリウム(1.2×10-1mol/l)、次亜リン
酸ナトリウム(1.7×10-1mol/l)を含む無電
解金めっき液に80℃の条件で7.5分間浸漬して、ニ
ッケルめっき層72上に、厚さ0.03μmの金めっき
層74を形成する(図16(B)参照)。
する面のソルダーレジスト層70の開口71Uにスズ−
鉛を含有する半田ペーストを印刷する。さらに、他方の
面の開口部71D内に導電性接着剤97として半田ペー
ストを印刷する。次に、導電性接続ピン96を適当なピ
ン保持装置に取り付けて支持し、導電性接続ピン96の
固定部98を開口部71D内の導電性接着剤97に当接
させる。そしてリフローを行い、導電性接続ピン96を
導電性接着剤97に固定する。また、導電性接続ピン9
6の取り付け方法としては、導電性接着剤97をボール
状等に形成したものを開口部71D内に入れる、あるい
は、固定部98に導電性接着剤97を接合させて導電性
接続ピン96を取り付け、その後にリフローさせてもよ
い。
U側の半田バンプ76にICチップ90の半田パッド9
2が対応するように、ICチップ90を載置し、リフロ
ーを行うことでICチップ90の取り付けを行う(図1
7参照)。
リント配線板について、図18を参照して説明する。第
3実施形態のプリント配線板210は、上述した第1実
施形態とほぼ同様である。但し、この第3実施形態のプ
リント配線板210では、コア基板30に形成された凹
部35に一個のチップコンデンサ20が収容されてい
る。コア基板30内にチップコンデンサ20を配置する
ため、ICチップ90とチップコンデンサ20との距離
が短くなり、ループインダクタンスを低減することが可
能となる。
リント配線板について、図20を参照して説明する。上
述した第1実施形態では、コア基板30に収容されるチ
ップコンデンサ20のみを備えていたが、第4実施形態
では、表面及び裏面に大容量のチップコンデンサ98が
実装されている。
複雑な演算処理を行う。ここで、ICチップ側に大電力
を供給するために、改変例では、プリント配線板に電源
用のチップコンデンサ20及びチップコンデンサ98を
備えてある。このチップコンデンサによる効果につい
て、図21を参照して説明する。
電圧を、横軸に時間を取ってある。ここで、二点鎖線C
は、電源用コンデンサを備えないプリント配線板の電圧
変動を示している。電源用コンデンサを備えない場合に
は、大きく電圧が減衰する。破線Aは、表面にチップコ
ンデンサを実装したプリント配線板の電圧変動を示して
いる。上記二点鎖線Cと比較して電圧は大きく落ち込ま
ないが、ループ長さが長くなるので、律速の電源供給が
十分に行えていない。即ち、電力の供給開始時に電圧が
降下している。また、二点鎖線Bは、図7を参照して上
述したチップコンデンサを内蔵するプリント配線板の電
圧降下を示している。ループ長さは短縮できているが、
コア基板30に容量の大きなチップコンデンサを収容す
ることができないため、電圧が変動している。ここで、
実線Eは、図20を参照して上述したコア基板内のチッ
プコンデンサ20を、また表面に大容量のチップコンデ
ンサ98を実装する第4実施形態のプリント配線板の電
圧変動を示している。ICチップの近傍にチップコンデ
ンサ20を、また、大容量(及び相対的に大きなインダ
クタンス)のチップコンデンサ98を備えることで、電
圧変動を最小に押さえている。
リント配線板の構成について図22を参照して説明す
る。この第5実施形態のプリント配線板の構成は、上述
した第1実施形態とほぼ同様である。但し、コア基板3
0への収容されるチップコンデンサ20が異なる。図2
2は、チップコンデンサの平面図を示している。図22
(A)は、多数個取り用の裁断前のチップコンデンサを
示し、図中で一点鎖線は、裁断線を示している。上述し
た第1実施形態のプリント配線板では、図22(B)に
平面図を示すようにチップコンデンサの側縁に第1電極
21及び第2電極22を配設してある。図22(C)
は、第5実施形態の多数個取り用の裁断前のチップコン
デンサを示し、図中で一点鎖線は、裁断線を示してい
る。第5実施形態のプリント配線板では、図22(D)
に平面図を示すようにチップコンデンサの側縁の内側に
第1電極21及び第2電極22を配設してある。
外縁の内側に電極の形成されたチップコンデンサ20を
用いるため、容量の大きなチップコンデンサを用いるこ
とができる。引き続き、第5実施形態の第1改変例に係
るプリント配線板について図23を参照して説明する。
図23は、第1改変例に係るプリント配線板のコア基板
に収容されるチップコンデンサ20の平面図を示してい
る。上述した第1実施形態では、複数個の小容量のチッ
プコンデンサをコア基板に収容したが、第1改変例で
は、大容量の大判のチップコンデンサ20をコア基板に
収容してある。ここで、チップコンデンサ20は、第1
電極21と第2電極22と、誘電体23と、第1電極2
1へ接続された第1導電膜24と、第2電極22側に接
続された第2導電膜25と、第1導電膜24及び第2導
電膜25へ接続されていないチップコンデンサの上下面
の接続用の電極27とから成る。この電極27を介して
ICチップ側とドータボード側とが接続されている。
判のチップコンデンサ20を用いるため、容量の大きな
チップコンデンサを用いることができる。また、大判の
チップコンデンサ20を用いるため、ヒートサイクルを
繰り返してもプリント配線板に反りが発生することがな
い。
ト配線板について説明する。図24(A)は、多数個取
り用の裁断前のチップコンデンサを示し、図中で一点鎖
線は、通常の裁断線を示し、図24(B)は、チップコ
ンデンサの平面図を示している。図24(B)に示すよ
うに、この第2改変例では、多数個取り用のチップコン
デンサを複数個(図中の例では3枚)連結させて大判で
用いている。
ンサ20を用いるため、容量の大きなチップコンデンサ
を用いることができる。また、大判のチップコンデンサ
20を用いるため、ヒートサイクルを繰り返してもプリ
ント配線板に反りが発生することがない。
ンサをプリント配線板に内蔵させたが、チップコンデン
サの代わりに、セラミック板に導電体膜を設けてなる板
状のコンデンサを用いることも可能である。
ついて、コア基板内に埋め込んだチップコンデンサ20
のインダクタンスと、プリント配線板の裏面(ドータボ
ード側の面)に実装したチップコンデンサのインダクタ
ンスとを測定した値を以下に示す。 コンデンサ単体の場合 埋め込み形 137pH 裏面実装形 287pH コンデンサを8個並列に接続した場合 埋め込み形 60pH 裏面実装形 72pH 以上のように、コンデンサを単体で用いても、容量を増
大させるため並列に接続した場合にも、チップコンデン
サを内蔵することでインダクタンスを低減できる。
明する。ここでは、第1実施形態のプリント配線板にお
いて、1個のチップコンデンサの静電容量の変化率を測
定した。 静電容量変化率 (測定周波数100Hz) (測定周波数1kHz) Steam 168時間: 0.3% 0.4% HAST 100時間: -0.9% -0.9% TS 1000cycles: 1.1% 1.3%
保った。また、HAST試験では、相対湿度100%、
印加電圧1.3V、温度121℃で100時間放置し
た。TS試験では、−125℃で30分、55℃で30
分放置する試験を1000回線り返した。
サを内蔵するプリント配線板においても、既存のコンデ
ンサ表面実装形と同等の信頼性が達成できていることが
分かった。また、上述したように、TS試験において、
セラミックから成るコンデンサと、樹脂からなるコア基
板及び層間樹脂絶縁層の熱膨張率の違いから、内部応力
が発生しても、チップコンデンサの端子とビアとの間に
断線、チップコンデンサと層間樹脂絶縁層との間で剥
離、層間樹脂絶縁層にクラックが発生せず、長期に渡り
高い信頼性を達成できることが判明した。
サの間に、本願発明のビアが形成されているので、電源
供給不足による動作の遅延をすることがなく、所望の性
能を保つことができ、信頼性試験を行っても問題を引き
起こさなかった。また、該ビアにより、層間絶縁層のバ
イアホールを形成しても、位置ずれを引き起こしても、
その許容範囲が広くなるために、電気接続性が確保され
る。
は、本発明の第1実施形態に係るプリント配線板の製造
工程図である。
明の第1実施形態に係るプリント配線板の製造工程図で
ある。
明の第1実施形態に係るプリント配線板の製造工程図で
ある。
明の第1実施形態に係るプリント配線板の製造工程図で
ある。
明の第1実施形態に係るプリント配線板の製造工程図で
ある。
に係るプリント配線板の製造工程図である。
断面図である。
ICチップを搭載した状態を示す断面図である。
り、図9(B)は、図9(A)のB矢印図である。
本発明の第2実施形態に係るプリント配線板の製造工程
図である。
本発明の第2実施形態に係るプリント配線板の製造工程
図である。
本発明の第2実施形態に係るプリント配線板の製造工程
図である。
本発明の第2実施形態に係るプリント配線板の製造工程
図である。
本発明の第2実施形態に係るプリント配線板の製造工程
図である。
形態に係るプリント配線板の製造工程図である。
形態に係るプリント配線板の製造工程図である。
にICチップを搭載した状態を示す断面図である。
にICチップを搭載した状態を示す断面図である。
のチップコンデンサの断面図である。
を示す断面図である。
すグラフである。
施形態のプリント配線板のチップコンデンサの平面図で
ある。
コンデンサの平面図である。
のチップコンデンサの平面図である。
Claims (22)
- 【請求項1】 コア基板に樹脂絶縁層と導体回路を積層
してなるプリント配線板であって、 前記コア基板にコンデンサを内蔵させ、前記コンデンサ
の端子と接続する相対的に大きな下層ビアを形成し、 前記コア基板の上面の層間樹脂絶縁層に、1の前記下層
ビアと接続された複数個の相対的に小さな上層ビアを配
設したことを特徴とするプリント配線板。 - 【請求項2】 前記下層ビアは、めっきが充填されてな
る表面が平坦なフィルドビアであることを特徴とする請
求項1に記載のプリント配線板。 - 【請求項3】 前記下層ビアは、内部に樹脂が充填され
て表面に金属膜が形成されてなるフィルドビアであるこ
とを特徴とする請求項1に記載のプリント配線板。 - 【請求項4】 前記コンデンサは、前記コア基板に形成
された凹部の中に1個収容されていることを特徴とする
請求項1に記載のプリント配線板。 - 【請求項5】 前記コンデンサは、前記コア基板に形成
された凹部の中に複数個収容されていることを特徴とす
る請求項1に記載のプリント配線板。 - 【請求項6】 前記コンデンサの電極に金属膜を形成
し、前記金属膜を形成させた電極へめっきにより電気的
接続を取ったことを特徴とする請求項1のプリント配線
板。 - 【請求項7】 前記チップコンデンサの電極に形成した
金属膜は、銅を主とするめっき膜であることを特徴とす
る請求項6に記載のプリント配線板。 - 【請求項8】 前記コア基板とコンデンサとの間に、コ
ア基板よりも熱膨張率の小さい樹脂を充填したことを特
徴とする請求項1に記載のプリント配線板。 - 【請求項9】 前記プリント配線板の表面にコンデンサ
を実装したことを特徴とする請求項1〜請求項8の内1
に記載のプリント配線板。 - 【請求項10】 前記表面のチップコンデンサの静電容
量は、内層のチップコンデンサの静電容量以上であるこ
とを特徴とする請求項9に記載のプリント配線板。 - 【請求項11】 前記表面のチップコンデンサのインダ
クタンスは、内層のチップコンデンサのインダクタンス
以上であることを特徴とする請求項9に記載のプリント
配線板。 - 【請求項12】 前記コンデンサの電極の被覆層を少な
くとも一部を露出させて、前記被覆層から露出した電極
にめっきにより電気的接続を取ったことを特徴とする請
求項1〜請求項5、請求項9〜請求項11の内1に記載
のプリント配線板。 - 【請求項13】 前記コンデンサとして、外縁の内側に
電極が形成されたチップコンデンサを用いたことを特徴
とする請求項1〜請求項12の内1に記載のプリント配
線板。 - 【請求項14】 前記コンデンサとして、マトリクス状
に電極を形成されたチップコンデンサを用いたことを特
徴とする請求項1〜請求項13の内1に記載のプリント
配線板 - 【請求項15】 前記コンデンサとして、多数個取り用
のチップコンデンサを複数個連結させて用いたことを特
徴とする請求項1〜請求項14の内1に記載のプリント
配線板。 - 【請求項16】 少なくとも以下(a)〜(e)の工程
を備えることを特徴とするプリント配線板の製造方法: (a)コア基板に、コンデンサを内蔵する工程; (b)前記コンデンサの上面に樹脂絶縁層を形成する工
程; (c)前記樹脂絶縁層に、前記コンデンサの端子と接続
する相対的に大きな下層ビアを形成する工程; (d)前記コア基板の上面に、層間樹脂絶縁層を形成す
る工程; (e)前記層間樹脂絶縁層に、1の前記下層ビアと接続
された複数個の相対的に小さな上層ビアを配設する工
程。 - 【請求項17】前記(a)工程の前に、前記コア基板に
凹部を形成し、前記凹部の中に前記コンデンサを1個収
容する工程を備えることを特徴とする請求項16に記載
のプリント配線板の製造方法。 - 【請求項18】前記(a)工程の前に、前記コア基板に
凹部を形成し、前記凹部の中に前記コンデンサを複数個
収容する工程を備えることを特徴とする請求項16に記
載のプリント配線板の製造方法。 - 【請求項19】 前記(a)工程の前に、樹脂板に通孔
を形成し、前記通孔を形成した樹脂板に、樹脂板を貼り
付けて、凹部を有するコア基板を形成する工程を備える
ことを特徴とする請求項16に記載のプリント配線板の
製造方法。 - 【請求項20】 前記下層ビアを形成する際に、めっき
を充填して表面の平坦なフィルドビアを形成することを
特徴とする請求項16に記載のプリント配線板の製造方
法。 - 【請求項21】 前記下層ビアを形成する際に、内部に
樹脂を充填した後、表面に金属膜が配設してなるフィル
ドビアを形成することを特徴とする請求項16に記載の
プリント配線板の製造方法。 - 【請求項22】 前記(a)工程の後に、前記凹部内の
前記複数個のコンデンサの上面に、上から圧力を加え、
前記コンデンサの上面の高さを揃える工程を備えること
を特徴とする請求項18に記載のプリント配線板の製造
方法。
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