JP2004128481A - Wiring board and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コア基板の表面の上方にのみビルドアップ層を有する配線基板およびその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、低コスト化の要請に応じるため、図5(A)に示すように、コア基板31の片面(表面)32上方にのみ複数の絶縁層35,39,41および複数の配線層34,37,40を積層したビルドアップ層BUなどを形成した配線基板30が提案されている(例えば、特許文献1参照)。上記コア基板31は、厚み約800μmの絶縁板であり、その表面32上方に厚み約30μmの絶縁層35,39,41と厚み約15μmの配線層34,37,40とを交互に積層している。
また、図5(A)に示すように、配線層34,37,40間を導通するため、ビア導体36,38が絶縁層35,39に形成されている。更に、最上層の配線層40上の所定の位置には、絶縁層(ソルダーレジスト層)41を貫通し且つ第1主面43よりも高く突出するハンダバンプ42が複数形成され、第1主面43上に実装する図示しないICチップなどの電子部品の端子と個別に接続される。
【0003】
【特許文献1】
特開2002−290031号公報 (図1など)
【0004】
以上のような配線基板30おいては、コア基板31の表面32側に絶縁層35,39,41と配線層34,37,40とからなるビルドアップ層BUなどを形成しているのに対し、コア基板31の裏面33側には何も形成されていない。
このため、コア基板31と絶縁層35,39,41との熱膨張率の差により、図5(A)中の一点鎖線で示すように、配線基板30全体が、当該配線基板30の厚み方向と垂直方向の長さ330mmに対し、厚み方向に約4〜5mm変形した反りを生じることがある。かかる反りにより、例えば配線層34,37,40、ビア導体36,38、およびハンダバンプ42相互間の接続が不十分になるため、これらの間において導通が取れなくなる、という問題があった。
また、ハンダバンプ42にICチップなどの電子部品を接続する際に、上記反りにより当該接続が不十分になる、という問題もあった。
【0005】
以上の問題点を解決するため、図5(B)に示すような配線基板50も検討されている。即ち、配線基板50は、厚み約800μmの絶縁板であるコア基板51と、その表面52上方に厚み約30μmの絶縁層60,66,72と厚み約15μmの配線層58,64,70とを交互に積層したビルドアップ層BUなどと、コア基板51の裏面53に形成した厚み約15μmの配線層59および厚みが約40μmの絶縁層(ソルダーレジスト層)61と、を備えている。
コア基板51には、その表面52と裏面53との間を貫通する複数のスルーホール54が形成され、それらの内壁に沿ってスルーホール導体56および充填樹脂57が形成されている。各スルーホール導体56は、その上端および下端で配線層58,59と接続している。
【0006】
図5(B)に示すように、上記配線層58,64,70間を導通するため、ビア導体62,68が絶縁層60,66に形成されている。最上層の配線層72上の所定の位置には、絶縁層(ソルダーレジスト層)72を貫通し且つ第1主面74よりも高く突出するハンダバンプ76が複数形成され、第1主面74上に実装する図示しないICチップなどの電子部品の端子と個別に接続される。
一方、図5(B)に示すように、コア基板51の裏面53に形成した配線層59から延び且つ絶縁層61の開口部65から第2主面63側に露出する配線67は、図示しないマザーボードなどのプリント基板との接続端子として用いられる。以上の配線基板50では、コア基板51を挟んでビルドアップ層BUなどと厚めの絶縁層(ソルダーレジスト層)61とが配置されている。このため、コア基板51と絶縁層60,66,72との熱膨張率の差による反りは、図5(B)中の一点鎖線で示すように、第2主面63寄りのある程度の変形に抑制される。
【0007】
【発明が解決すべき課題】
しかしながら、図5(B)に示す反りによっても、配線層58,64,70、ビア導体62,68、ハンダバンプ76、スルーホール導体56、および、配線層59の相互間の接続が不十分になり得るため、これらの間において導通が取れなくなる、という問題があった。また、ハンダバンプ76にICチップなどの電子部品を接続する際、上記反りにて該接続が不十分になる、という問題もあった。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、コア基板の表面にのみビルドアップ層を有し且つ反りを生じないか、あるいは反りにくい配線基板およびその製造方法を提供する、ことを課題とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するため、コア基板の裏面に形成する裏面絶縁層の特性によって、かかるコア基板の表面上方に形成するビルドアップ層による収縮変形を解消ないし抑制する、ことに着想して成されたものである。
【0009】
即ち、本発明の配線基板(請求項1)は、表面および裏面を有するコア基板と、上記コア基板の表面および裏面に個別に形成される表面配線層および裏面配線層と、上記コア基板の表面の上方に形成され且つ複数の絶縁層とこれらの間に位置する複数の配線層とからなるビルドアップ層と、上記コア基板の裏面の上方に形成される裏面絶縁層と、を含み、上記裏面絶縁層は、下記(1)乃至(4)の少なくとも何れかの特性を有する、ことを特徴とする。
(1)ヤング率が4Gpa以上、(2)熱膨張率(RT〜Tg)が20ppm以上、(3)伸び率が4%以下(但し0は含まず)、(4)硬化収縮が1000ppm以上
【0010】
これによれば、コア基板の裏面に形成される裏面絶縁層は、上記(1)乃至(4)の特性を有するため、かかる裏面絶縁層は、一定以上の弾性および熱膨張率を有し、且つ伸び率が低く、硬化収縮が高くなっている。このため、上記コア基板の表面上方に前記ビルドアップ層を形成されても、これを形成する複数の絶縁層や複数の配線層による当該ビルドアップ層および上記コア基板を上向きに凹ませようとする反り変形を解消し、あるいは極く僅かに抑制できる。即ち、上記裏面絶縁層は、配線基板においてかかる反りを矯正する機能をも発揮する。従って、平坦なビルドアップ層を表面に有する配線基板とすることができる。しかも、ビルドアップ配線層から第1主面よりも高く突出するハンダバンプに対し、当該第1主面に実装するICチップなどの電子部品を確実に接続することができる。
尚、上記(1)乃至(4)の特性を全て満たすことが、反り防止の効果の上で好ましい。また、上記熱膨張率(RT〜Tg)は、上記コア基板の裏面に沿った平面方向における熱膨張率を指す。
【0011】
付言すると、本発明の配線基板は、表面および裏面を有するコア基板と、かかるコア基板の表面および裏面に個別に形成される表面配線層および裏面配線層と、上記コア基板の表面と裏面との間を貫通し且つ表面配線層と裏面配線層との間を接続するスルーホール導体と、上記コア基板の表面の上方に形成され且つ複数の絶縁層とこれらの間に位置する複数の配線層とらなるビルドアップ層と、上記コア基板の裏面の上方に形成される裏面絶縁層と、を含み、上記裏面絶縁層は、前記(1)乃至(4)の少なくとも何れか特性を有する、とすることも可能である。
【0012】
また、本発明には、前記裏面絶縁層は、無機繊維または有機繊維を含む半硬化性樹脂シートを硬化させたものである、配線基板(請求項2)も含まれる。
これによれば、裏面絶縁層に求められる前記(1)乃至(4)の特性を確実に与えられるため、前述した反りがないか抑制された平坦なビルドアップ層を表面に有する配線基板とすること一層確実となる。
尚、上記無機繊維は、例えばガラス繊維が含まれ、特にランダムな配向となるガラス繊維の不織布やガラスフィラが推奨される。かかる無機繊維は、コア基板や裏面絶縁層において、40〜60wt%の割合で配合されると、後述する低い熱膨張率を実現できる。また、上記ガラス繊維には、Eガラス、Dガラス、Qガラス、Sガラスの何れか、またはこれらのうちの2種類以上を併用したものが含まれる。一方、上記有機繊維には、エポキシ繊維などが含まれる。
更に、上記半硬化性樹脂シートは、例えば無機または有機材料の繊維または不織布繊維を含浸したエポキシ樹脂、ビスマレイミド・トリアジン(BT)樹脂、ポリイミド樹脂などからなるプリプレグであり、上記硬化させるとは、上記シートに対して、UV(紫外線)照射、熱硬化、熱圧着などの処理をすることを指す。
【0013】
加えて、本発明には、前記コア基板は、セラミックからなる、配線基板(請求項3)も含まれる。これによれば、コア基板にセラミックを用いることで、コア基板自体が反りにくい材質であるため、前記基板の各部が一層反りにくくなり、且つ接続性に優れた配線基板とすることが可能となる。
【0014】
一方、本発明の配線基板の製造方法(請求項4)は、前記配線基板の製造方法であって、表面および裏面を有し且つ少なくとも裏面に形成した裏面配線層を有する一対のコア基板を、それらの裏面および裏面配線層の上にそれぞれ裏面絶縁層を形成し且つ離型シートを介して積層して加圧する工程と、上記一対のコア基板のそれぞれの表面に複数の絶縁層とこれらの間に位置する複数の配線層とを含むビルドアップ層を形成する工程と、を含む、ことを特徴とする。
これによれば、一対のコア基板を離型シートを介してそれらの裏面を対向させつつ各裏面に裏面絶縁層を積層した状態で、上記一対のコア基板を加圧するため、これら裏面絶縁層自体が生じる反りを互いに抑制できると共に、各コア基板の表面に上記ビルドアップ層を平坦にして形成することができる。
尚、上記離型シートは、クッション性を併せ持つもので望ましい。また、上記の各工程は、製品単位である上記コア基板を複数有する多数個取り用の一対のパネルにより、行うことも可能である。
付言すれば、本発明には、前記コア基板は、セラミックからなる、配線基板の製造方法、を含むことも可能である。これよる場合、コア基板にセラミックを用いることで、コア基板自体が反りにくい材質であるため、前記各部が一層反りにくくなり、且つ接続性に優れた配線基板を提供することが可能となる。
【0015】
【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は、本発明の配線基板1における主要部を示す断面図である。
配線基板1は、図1に示すように、表面4および裏面5を有するコア基板2と、かかるコア基板2の表面4と裏面5との間を貫通する複数のスルーホール導体6と、コア基板2の表面4および裏面5に個別に形成した表面配線層8および裏面配線層9と、を備えている。
また、図1に示すように、コア基板2の表面4上方には、複数のビルドアップ絶縁層10,16や絶縁層(ソルダーレジスト)層22と複数のビルドアップ配線層14,20とを、交互に積層したビルドアップ層BUが形成され、コア基板2の裏面5上方(図面下側)には裏面絶縁層11が形成されている。
【0016】
上記コア基板2は、平面視でほぼ正方形を呈し、例えばエポキシ系樹脂にガラス繊維または炭素繊維(本実施形態ではガラス繊維)を含有させた厚みが400〜1000μm(本実施形態では800μm)で熱膨張率が30ppm/℃以下の絶縁板である。コア基板2の表面4と裏面5との間には、直径約200μmのスルーホール3が複数貫通し、各スルーホール3の内壁に沿って厚み数10μmで銅メッキ製のスルーホール導体6が形成されている。各スルーホール導体6の内側には、シリカフィラなどの無機フィラを含む充填樹脂7が形成されている。
また、図1に示すように、コア基板2の表面4と裏面5とには、厚み約15μmの銅メッキ製で所定パターンを有する表面配線層8と裏面配線層9が個別に形成され、これらは各スルーホール導体6の上端または下端と接続されている。
【0017】
更に、図1に示すように、コア基板2の表面4上方には、シリカフィラなどの無機フィラを含むエポキシ樹脂からなり、厚み約30μmのビルドアップ絶縁層10,16と、厚み約20μmの絶縁層(ソルダーレジスト層)22と、ビルドアップ絶縁層10,16の間、およびビルドアップ絶縁層16と絶縁層22との間に形成した銅メッキからなる厚み約15μmのビルドアップ配線層14,20が位置する。表面配線層8、ビルドアップ配線層14,20間を導通するため、ビルドアップ絶縁層10,16には、銅メッキ製のフィルドビア導体12,18が形成される。尚、ビルドアップ絶縁層10,16およびビルドアップ配線層14,20は、ビルドアップ層BUを形成する。因みに、ビルドアップ絶縁層10,16や絶縁層22の熱膨張率は、約40〜70ppm/℃である。
【0018】
最上層の配線層20上の所定の位置には、絶縁層(ソルダーレジスト層)22を貫通し且つ第1主面24よりも高く突出する複数のハンダバンプ26が形成される。かかるバンプ26は、例えばSn−Ag系などの低融点合金からなり、図1に示すように、第1主面24上に実装するICチップ(電子部品)28の図示しない端子と個別に接続される。尚、かかる端子と各ハンダバンプ26とは、図示しないアンダーフィル材により埋設され且つ保護される。
【0019】
また、図1に示すように、コア基板2の裏面5上方(図面下側)で且つ裏面配線層9の上方には、厚みが20〜150μm(本実施形態では40μm)の裏面絶縁層11が形成されている。かかる裏面絶縁層11は、例えばエポキシ系樹脂などに無機繊維(本実施形態ではガラス繊維)を含浸させた半硬化性樹脂シートを、真空熱プレス処理して硬化させたものである。そして、裏面絶縁層11は、(1)ヤング率が4Gpa以上、(2)熱膨張率(RT〜Tg)が20ppm以上、(3)伸び率が4%以下、(4)硬化収縮が1000ppm以上、という特性を備えている。尚、上記熱膨張率(RT〜Tg)は、コア基板2の裏面5に平行な平面方向に沿った熱膨張率である。また、上記伸び率は、0を含まない。
【0020】
かかる裏面絶縁層11の所定の位置には、その表面である第2主面13側に開口する複数の開口部15が形成され、その底部にはコア配線層9から延びて第2主面13側に露出する配線17が位置する。かかる配線17は、その表面にNiメッキおよびAuメッキが被覆され、当該配線基板1を搭載する図示しないマザーボードなどのプリント基板との接続端子となる。
尚、上記開口部15は、裏面絶縁層11の上記各特性を保つため、かかる絶縁層11全体の平面視における開口率で15%以下にして形成する。また、上記配線17にハンダを介して銅系または鉄系合金からなるピンを接続しても良い。
【0021】
以上のような配線基板1では、裏面絶縁層11は、前記特性(1)〜(4)を併有しているので、一定以上の弾性および熱膨張率を有し、且つ伸び率が低く、硬化収縮が高くなっている。このため、コア基板2を挟んで、その表面4上方に交互に積層したビルドアップ絶縁層10,16を含むビルドアップ層BUの硬化収縮などと裏面絶縁層11との上記硬化収縮などとのバランスが保ち易くなる。
この結果、かかる配線基板1によれば、厚み方向に反りを生じないか、極く僅かな反りに抑制可能となる。
従って、配線基板1では、コア配線層8,9、ビルドアップ配線層14,20、ビア導体12,18、およびスルーホール導体6の相互間における導通を、確実且つ安定して取ることが可能となる。尚、裏面絶縁層11は、前記無機繊維を含む接着性の樹脂としても良い。また、ガラス繊維には、線径8約μmで比較的長さの短いガラス糸を不規則に積層して含有するガラス不織布を用いても良い。
【0022】
【実施例】
ここで、本発明の配線基板1に用いた裏面絶縁層11の前記特性(1)〜(4)について、検証する。厚みが800μmでエポキシ系樹脂にガラス繊維を含み且つ表面4および裏面5に厚みが18μmの銅箔をそれぞれ貼り付けたコア基板2を6枚用意した。これらのコア基板2の裏面5に、表1に示す樹脂および繊維を含む裏面絶縁層を厚み60μmにして形成した後、200℃に100分間加熱および加圧(約2.94×106N/m2)するホットプレスを行った。
尚、上記裏面絶縁層の素材の種類に応じて、表1に示すように、上記6枚のコア基板2を実施例1,2および比較例1〜4とした。また、各例の裏面絶縁層におけるヤング率などの特性を表1に示した。
更に、上記ホットプレス後に、各例の裏面絶縁層付きのコア基板2を、その裏面絶縁層を上向きして定盤の上に載置し、4隅のうちで最も反り上がった位置における反り量(単板反り量)を、ノギスにより測定し、その結果も表1に示した。
【0023】
【表1】
【0024】
表1によれば、裏面絶縁層の各特性が前記特性(1)〜(4)に含まれる実施例1,2のコア基板は、その裏面絶縁層11側が凹む反りの反り量が6.5nm以上と高くなった。これに対し、前記特性(1)〜(4)の何れかを欠く比較例1〜4のコア基板における反り量は、2.00〜約4.5nmに留まった。
以上のような実施例1,2の結果によって、前記特性(1)〜(4)を併有する裏面絶縁層11をコア板2の裏面5に形成することにより、コア基板2の表面4上方に形成するビルドアップ層BUの反り変形を解消または抑制できることが裏付けられた。
【0025】
次に、以上のような配線基板1の製造方法を図2〜図3により説明する。
図2(A)は、厚みが約800μmのコア基板2の断面を示し、その表面4と裏面5とには、厚みが約18μmの銅箔4a,5aが全面に貼り付けてある。かかるコア基板2における所定の位置に対し、その厚み方向に沿ってドリルの挿入またはレーザ(炭酸ガスレーザなど)の照射を行う。
その結果、図2(B)に示すように、コア基板2において、その表面4と裏面5との間を貫通する直径約200μmのスルーホール3が複数穿孔される。
次に、各スルーホール3の内壁に予めPdなどを含むメッキ触媒を付着した後、図2(C)に示すように、コア基板2の全面に対し無電解銅メッキおよび電解銅メッキを施す。
【0026】
その結果、図2(C)に示すように、各スルーホール3の内壁に沿ってスルーホール導体6が形成され、コア基板2の表面4と裏面5には、前記銅箔4a,5aを含む銅メッキ膜4b,5bが形成される。尚、図2(C)では、かかる銅メッキ膜4b,5bの厚みは、前記銅箔4a,5aと便宜上同じ厚みとして図示した。次いで、図2(D)に示すように、各スルーホール導体6の内側に、シリカフィラなどの無機フィラを含むエポキシ樹脂からなる充填樹脂7を形成した後、かかる充填樹脂7を蓋メッキするため、コア基板2の表面4および裏面5の全面に図示しない銅メッキ層を形成する。この状態で、かかる銅メッキ層の上に所定のパターンを有する図示しないエッチングレジストを形成した後、かかるレジストの隙間から露出する上記銅メッキ層4b,5bをエッチングして除去する公知のサブトラクティブ法を施す。その結果、図2(D)に示すように、コア基板2の表面4および裏面5には、上記レジストのパターンに倣った所定パターンの表面配線層8と裏面配線層9とが個別に形成される。
【0027】
図3(A)に示すように、スルーホール導体6、表面配線層8、および裏面配線層9を有する一対のコア基板2,2を、それらの裏面5,5を対向させ、両者の間に裏面絶縁層11およびクッション性を有する離型シート27を挟持して積層し且つ拘束する。かかる状態で、一対のコア基板2、一対の裏面絶縁層11、および離型剤27を図3(A)中の矢印で示すように、ホットプレスにより加熱しつつ加圧する。
その結果、図3(B)に示すように、上記一対のコア基板2,2の裏面5および裏面配線層9の上方に、前記樹脂シートにガラス繊維を含有する裏面絶縁層11が個別に形成される。これにより、各裏面絶縁層11は、各コア基板2の裏面5に密着すると共に、これら裏面絶縁層11自体が生じる反りを互いに抑制しつつ、各コア基板2の裏面5にかかる裏面絶縁層11を平坦に形成できる。
【0028】
次いで、図3(B)において、一対のコア基板2の外側に露出する表面4の上方にビルドアップ層BUを形成する。この工程は、前記ビルドアップ層BUを形成する前記ビルドアップ絶縁層10,16、絶縁層22、ビルドアップ配線層14,20、およびフィルドビア導体12,18を、公知のビルトアップ技術(セミアディティブ法、フルアディティブ法、サブトラクティブ法、フィルム状樹脂材料のラミネートによる絶縁層の形成、フォトリソグラフィ技術)により形成する。更に、前記ハンダバンプ(IC接続端子)26を第1主面24側に形成する。
最後に、一対のコア基板2を分離した後、それぞれの裏面側絶縁層11にレーザ加工などによって開口部15を形成した後、その底部に露出する前記配線17の表面にNiメッキおよびAuメッキを施す。
この結果、前記図1に示した配線基板1を得ることができる。
尚、以上のような製造工程は、複数のコア基板2(製品単位)を平面方向に併有する多数個取りの基板(パネル)にて行っても良い。
【0029】
図4は、配線基板1の応用形態の配線基板1aにおける主要部の断面を示す。配線基板1aは、図4に示すように、多層基板のコア基板2と、コア基板2の表面4と裏面5との間を貫通する複数のスルーホール導体6と、コア基板2の表面4や裏面5に形成した表面配線層8および裏面配線層9と、を備えている。
また、図4に示すように、コア基板2の表面4上方には、前記同様の複数の絶縁層10,16,22と複数の配線層14,20とを、交互に積層したビルドアップ層BUが形成される。前記同様に、表面配線層8、ビルドアップ配線層14,20間を導通するフィルドビア導体12,18や、最上層の上記配線層20にはハンダバンプ26が形成されている。
更に、コア基板2の裏面5上(図面下側)には、前記(1)ヤング率が4Gpa以上、(2)熱膨張率(RT〜Tg)が20ppm以下、(3)伸び率が4%以下、および(4)硬化収縮が1000ppm以上の特性を、併有する裏面絶縁層11が形成されると共に、その開口部15の底部には前記同様の配線17が位置している。
【0030】
コア基板2は、エポキシ系樹脂にガラス繊維などを含有させた厚みが約400μmで熱膨張率が30ppm/℃以下の絶縁層2aと、同じ素材からなり厚みが約200μmで熱膨張率が30ppm/℃以下の絶縁層2b,2cと、これらの間に位置する銅メッキからなる厚み約15μmの配線層25,27とからなる。かかる多層基板のコア基板2の表面4と裏面5との間を貫通する直径約200μmで複数のスルーホール3が複数貫通し、各スルーホール3の内壁に沿って厚み数10μmで銅メッキ製のスルーホール導体6が形成される。各スルーホール導体6の内側には、シリカフィラなどの無機フィラを含む充填樹脂7が形成されている。また、各スルーホール導体6は、その中間で配線層25,27と接続されている。
【0031】
以上のような配線基板1aによれば、裏面絶縁層11によりビルドアップ層BU側が凹形となる反りが防げると共に、コア基板2中の配線層25,27も、スルーホール導体6を介してコア配線層8,9やビルドアップ配線層14,20と確実に導通する。このため、多くの配線層を高密度で有し且つ互いに安定した導通を得ることが可能となる。
尚、コア基板2は、中央の絶縁層2aにおける表面21と裏面23とに予め配線層25,27を前述したサブトラクティブ法などにより形成し、これらの上に絶縁層2b,2cを形成した後、厚み方向に前記同様してスルーホール3、スルーホール導体6、および充填樹脂7を形成を形成することにより得られる。これ以降は、前記図3(A),(B)の各工程を経ることにより、図4に示すような配線基板1aを得ることができる。
【0032】
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。
前記裏面絶縁層の素材は、前記(1)〜(4)の特性を有するものであれば、前記の形態に限るものではない。
また、前記コア基板2などの材質は、前記ガラス繊維または炭素繊維を含むものであれば、エポキシ系樹脂の他、ビスマレイミド・トリアジン(BT)樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂などを用いても良い。あるいは、連続気孔を有するPTFEなど3次元網目構造のフッ素系樹脂にガラス繊維などを含有させた複合材料などを用いることも可能である。
【0033】
あるいは、前記コア基板2や多層基板のコア基板2における絶縁層2a〜2cの材質をセラミックとしても良い。かかるセラミックには、アルミナ、珪酸、ガラスセラミック、窒化アルミニウムなどが含まれ、更には約1000℃以下の比較的低温で焼成が可能な低温焼成基板を用いることもできる。
かかるセラミックからなるコア基板2は、以下のようにして形成される。
未焼成のアルミナなどからなるセラミックグリーンシートにレーザ加工または金型加工などにて、スルーホール3を形成する。次に、かかるスルーホール3にWなどの金属粉末を含む導電性ペーストを印刷して充填する。尚、この導電性ペーストは、追ってセラミックグリーンシートの焼成時に同時に燒結されて、前記スルーホール導体6となる。次いで、上記セラミックグリーンシート表面上の所定位置にも、導電性ペーストを所定パターンで印刷する。尚、この表面に印刷された導電性ペーストは、追ってセラミックグリーンシートの焼成時に同時に燒結されて、前記配線層25,27、表面配線層8、裏面配線層9などとなる。
更に、導電性ペーストが印刷された単層または複数の未焼成セラミックセラミックグリーンシート2a,2b,2cをラミネートし熱圧着することで一体化し、未焼成のコア基板2とする。そして、かかる未焼成のコア基板2を約1300℃にて焼成することで、焼成後のセラミックからなる単層または多層基板のコア基板2が得られる。尚、セラミックからなるコア基板2の場合、スルーホール3の内側には、前記充填樹脂7は形成せず、省略される。加えて、かかるコア基板2の表面4上には、樹脂フィルムからなる絶縁層10などがラミネートされると共に、前述したビルドアップ工程によりビルドアップ層BUが形成される。
【0034】
尚、上記導電性ペーストは、Mo、Cu、Ag、Au、Ag−Pt、Ag−Pdなどの素材としても良い。
前記スルーホール導体6、表面配線層8、配線層14,20などの材質は、前記Cu(銅)の他、Ag、Ni、Ni−Au系などにしても良く、あるいは金属のメッキ層を用いず、導電性樹脂を塗布するなどの方法により形成しても良い。
【0035】
更に、前記ビルドアップ層の絶縁層10,16などの材質は、前記エポキシ樹脂を主成分とするもののほか、同様の耐熱性、パターン成形性などを有するポリイミド樹脂、BT樹脂、PPE樹脂、あるいは、連続気孔を有するPTFEなど3次元網目構造のフッ素系樹脂にエポキシ樹脂などの樹脂を含浸させた樹脂−樹脂系の複合材料などを用いることもできる。尚、絶縁層の形成には、絶縁性の樹脂フィルムを熱圧着する方法のほか、液状の樹脂をロールコータにより塗布する方法を用いることもできる。尚また、絶縁層に混入するガラス繊維またはガラスフィラの組成は、Eガラス、Dガラス、Qガラス、Sガラスの何れか、またはこれらのうちの2種類以上を併用したものとしても良い。
また、ビア導体は、前記フィルドビア導体12などでなく、内部が完全に導体で埋まってない逆円錐形状のコンフォーマルビア導体とすることもできる。あるいは、各ビア導体の軸心をずらしつつ積み重ねるスタッガードの形態でも良いし、途中で平面方向に延びる配線層が介在する形態としても良い。
【0036】
【発明の効果】
以上に説明した本発明の配線基板(請求項1)によれば、裏面絶縁層は、前記特性(1)乃至(4)を有するので、一定以上の弾性および熱膨張率を有し、且つ伸び率が低く、硬化収縮が高くなっているため、コア基板を挟んで、その表面上方に形成されるビルドアップ層の硬化収縮などのバランスが保ち易くなる。
従って、ビルドアップ層側の中央部が凹む厚み方向に反りを生じないか、極く僅かな反りに抑制可能とした配線基板とすることができると共に、表面配線層、裏面配線層、ビルドアップ配線層、およびスルーホール導体の相互間における導通を確実に取ることが可能となる。しかも、ビルドアップ配線層から第1主面よりも高く突出するハンダバンプに、かかる第1主面に実装するICチップなどの電子部品を確実に接続することができる。
【0037】
また、請求項2の配線基板によれば、裏面絶縁層に求められる前記各特性を確実に得られるため、配線基板全体の反りを一層防止することが可能となる。
更に、請求項3の配線基板によれば、コア基板にセラミックを用いることでコア基板自体が反りにくい材質となるため、前記ビルドアップ層などが一層反りにくくなり、且つ接続性に優れた配線基板とすることが可能となる。
一方、本発明の配線基板の製造方法(請求項4)によれば、一対のコア基板をそれらの裏面を対向させ、一対の裏面絶縁層および離型シートを介して積層して加圧するため、上記一対のコア基板の各裏面に裏面絶縁層自体が生じる反りを互いに抑制しつつ形成できる。しかも、各コア基板の表面において、前記ビルドアップ層をそれぞれ平坦にして形成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の配線基板の1形態における主要部を示す断面図。
【図2】(A)〜(D)は上記配線基板を得るための主な製造工程を示す概略図。
【図3】(A),(B)は図2(D)に続く主な製造工程を示す概略図。
【図4】図1の配線基板の応用形態の配線基板における主要部を示す断面図。
【図5】(A),(B)は従来の配線基板における主要部を示す断面図。
【符号の説明】
1,1a……配線基板、 2……………コア基板、
4……………表面、 5……………裏面、
8……………表面配線層、 9……………裏面配線層、
10,16…絶縁層、 11…………裏面絶縁層、
14,20…配線層、 27…………離型シート、
BU…………ビルドアップ層[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a wiring board having a build-up layer only above a surface of a core substrate, and a method for manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
In recent years, in order to meet the demand for cost reduction, as shown in FIG. 5A, a plurality of
In addition, as shown in FIG. 5A, via
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-2002-290031 (FIG. 1 etc.)
[0004]
In the
Therefore, due to the difference in the coefficient of thermal expansion between the
In addition, when connecting an electronic component such as an IC chip to the
[0005]
In order to solve the above problems, a
A plurality of through
[0006]
As shown in FIG. 5B, via
On the other hand, as shown in FIG. 5B, a
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, due to the warpage shown in FIG. 5B, the interconnection between the
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been conceived to solve or suppress the shrinkage deformation caused by the build-up layer formed above the surface of the core substrate by the characteristics of the back surface insulating layer formed on the back surface of the core substrate. It was made.
[0009]
That is, the wiring board of the present invention (claim 1) comprises: a core substrate having a front surface and a back surface; a front wiring layer and a back wiring layer separately formed on the front and back surfaces of the core substrate; And a back-up insulating layer formed above a back surface of the core substrate, the build-up layer including a plurality of insulating layers and a plurality of wiring layers positioned therebetween, and a back surface insulating layer formed above the back surface of the core substrate. The insulating layer has at least one of the following characteristics (1) to (4).
(1) Young's modulus is 4 Gpa or more, (2) Thermal expansion coefficient (RT to Tg) is 20 ppm or more, (3) Elongation is 4% or less (excluding 0), (4) Curing shrinkage is 1000 ppm or more. 0010
According to this, since the back surface insulating layer formed on the back surface of the core substrate has the above-described characteristics (1) to (4), the back surface insulating layer has elasticity and thermal expansion coefficient of a certain level or more, In addition, the elongation is low and the curing shrinkage is high. For this reason, even if the build-up layer is formed above the surface of the core substrate, the build-up layer and the core substrate formed by a plurality of insulating layers and a plurality of wiring layers which form the build-up layer are depressed upward. Warpage deformation can be eliminated or suppressed very slightly. That is, the back surface insulating layer also has a function of correcting such warpage in the wiring board. Therefore, a wiring board having a flat build-up layer on the surface can be obtained. In addition, an electronic component such as an IC chip mounted on the first main surface can be reliably connected to the solder bump projecting higher than the first main surface from the build-up wiring layer.
It is preferable to satisfy all of the above characteristics (1) to (4) from the viewpoint of the effect of preventing warpage. The coefficient of thermal expansion (RT to Tg) indicates a coefficient of thermal expansion in a plane direction along the back surface of the core substrate.
[0011]
In addition, the wiring board of the present invention includes a core substrate having a front surface and a back surface, a front surface wiring layer and a back surface wiring layer individually formed on the front surface and the back surface of the core substrate, and a front surface and a back surface of the core substrate. A through-hole conductor penetrating therethrough and connecting between the front surface wiring layer and the back surface wiring layer; a plurality of insulating layers formed above the surface of the core substrate and a plurality of wiring layers positioned therebetween; A back-up insulating layer formed above the back surface of the core substrate, wherein the back-side insulating layer has at least one of the characteristics (1) to (4). Is also possible.
[0012]
The present invention also includes a wiring board (claim 2) in which the back surface insulating layer is obtained by curing a semi-curable resin sheet containing inorganic fibers or organic fibers.
According to this, since the characteristics (1) to (4) required for the back surface insulating layer can be reliably provided, the wiring substrate having the flat build-up layer on the surface with no warping or suppressed as described above is provided. It is even more certain.
The inorganic fibers include, for example, glass fibers, and nonwoven fabrics and glass fillers of glass fibers having a random orientation are particularly recommended. When such an inorganic fiber is blended in the core substrate or the back surface insulating layer at a ratio of 40 to 60 wt%, a low coefficient of thermal expansion described later can be realized. Further, the glass fiber includes any one of E glass, D glass, Q glass, and S glass, or a combination of two or more of them. On the other hand, the organic fibers include epoxy fibers and the like.
Further, the semi-curable resin sheet is a prepreg made of, for example, an epoxy resin impregnated with fibers of an inorganic or organic material or a non-woven fabric fiber, a bismaleimide triazine (BT) resin, a polyimide resin, and the like. Refers to processing such as UV (ultraviolet) irradiation, heat curing, and thermocompression on the sheet.
[0013]
In addition, the present invention includes a wiring substrate (claim 3), wherein the core substrate is made of ceramic. According to this, by using ceramic for the core substrate, the core substrate itself is made of a material that is unlikely to warp, so that each part of the substrate is more unlikely to warp, and a wiring board with excellent connectivity can be obtained. .
[0014]
On the other hand, a method for manufacturing a wiring board according to the present invention (claim 4) is a method for manufacturing a wiring board, comprising: a pair of core substrates having a front surface and a back surface and having at least a back wiring layer formed on the back surface; Forming a back surface insulating layer on each of the back surface and the back surface wiring layer, laminating via a release sheet, and pressing the plurality of insulating layers on each surface of the pair of core substrates; And forming a build-up layer including a plurality of wiring layers located at the same position.
According to this, the pair of core substrates are pressed with the pair of core substrates in a state in which the pair of core substrates are laminated with a back surface insulating layer on each back surface with their back surfaces facing each other via a release sheet. Warpage can be suppressed, and the build-up layer can be formed flat on the surface of each core substrate.
The release sheet preferably has both cushioning properties. Further, each of the above steps can be performed by a pair of multi-cavity panels each having a plurality of core substrates as product units.
In other words, the present invention can include a method of manufacturing a wiring board, wherein the core substrate is made of ceramic. In this case, by using ceramic for the core substrate, since the core substrate itself is a material that is less likely to warp, it is possible to provide a wiring substrate that is less likely to warp and that has excellent connectivity.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a sectional view showing a main part of a
As shown in FIG. 1, the
As shown in FIG. 1, a plurality of build-up insulating
[0016]
The
Further, as shown in FIG. 1, a front
[0017]
Further, as shown in FIG. 1, above the surface 4 of the
[0018]
At predetermined positions on the
[0019]
As shown in FIG. 1, a back
[0020]
A plurality of
The
[0021]
In the
As a result, according to the
Therefore, in the
[0022]
【Example】
Here, the characteristics (1) to (4) of the back
As shown in Table 1, the six
Further, after the hot pressing, the
[0023]
[Table 1]
[0024]
According to Table 1, in the core substrates of Examples 1 and 2 in which the respective characteristics of the back surface insulating layer are included in the characteristics (1) to (4), the amount of warpage of the warp in which the back
According to the results of Examples 1 and 2 as described above, by forming the back
[0025]
Next, a method for manufacturing the
FIG. 2A shows a cross section of the
As a result, as shown in FIG. 2B, in the
Next, after a plating catalyst containing Pd or the like is attached to the inner wall of each through
[0026]
As a result, as shown in FIG. 2C, a through-
[0027]
As shown in FIG. 3A, a pair of
As a result, as shown in FIG. 3 (B), a back
[0028]
Next, in FIG. 3B, a build-up layer BU is formed above the surfaces 4 exposed outside the pair of
Finally, after separating the pair of
As a result, the
The above manufacturing process may be performed on a multi-cavity substrate (panel) having a plurality of core substrates 2 (product units) in the plane direction.
[0029]
FIG. 4 shows a cross section of a main part of a wiring board 1 a in an application form of the
Further, as shown in FIG. 4, above the surface 4 of the
Further, on the back surface 5 (lower side in the drawing) of the
[0030]
The
[0031]
According to the wiring board 1a as described above, the back
In the
[0032]
The present invention is not limited to the embodiments described above.
The material of the back surface insulating layer is not limited to the above-described embodiment as long as it has the characteristics (1) to (4).
In addition, as long as the material of the
[0033]
Alternatively, the material of the insulating layers 2a to 2c in the
The
A through
Further, a single layer or a plurality of unfired ceramic ceramic
[0034]
The conductive paste may be a material such as Mo, Cu, Ag, Au, Ag-Pt, or Ag-Pd.
The material of the through-
[0035]
Further, the material of the insulating
Further, the via conductor may be a conformal via conductor having an inverted conical shape in which the inside is not completely filled with the conductor, instead of the filled via
[0036]
【The invention's effect】
According to the wiring board of the present invention described above (claim 1), since the back surface insulating layer has the above-mentioned properties (1) to (4), it has elasticity and thermal expansion coefficient of a certain level or more, and Since the ratio is low and the curing shrinkage is high, it is easy to maintain the balance such as the curing shrinkage of the build-up layer formed above the surface of the core substrate with the core substrate interposed therebetween.
Therefore, it is possible to provide a wiring board in which the warp does not occur in the thickness direction in which the central portion on the buildup layer side is depressed or can be suppressed to a very small warp, and the front surface wiring layer, the back surface wiring layer, the buildup wiring It is possible to ensure conduction between the layer and the through-hole conductor. In addition, an electronic component such as an IC chip mounted on the first main surface can be reliably connected to the solder bump projecting higher than the first main surface from the build-up wiring layer.
[0037]
Further, according to the wiring board of the second aspect, since each of the above-mentioned characteristics required for the back surface insulating layer can be reliably obtained, it is possible to further prevent the entire wiring board from being warped.
Furthermore, according to the wiring substrate of
On the other hand, according to the method for manufacturing a wiring board of the present invention (claim 4), a pair of core substrates are laminated with a pair of back surface insulating layers and a release sheet interposed therebetween, and pressurized. The pair of core substrates can be formed while suppressing the warpage caused by the back surface insulating layer itself on each back surface of the pair of core substrates. In addition, the build-up layers can be formed flat on the surface of each core substrate.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a main part in one embodiment of a wiring board of the present invention.
FIGS. 2A to 2D are schematic diagrams showing main manufacturing steps for obtaining the wiring board.
FIGS. 3A and 3B are schematic diagrams showing main manufacturing steps following FIG. 2D.
FIG. 4 is a sectional view showing a main part of a wiring board according to an application of the wiring board of FIG. 1;
FIGS. 5A and 5B are cross-sectional views showing main parts of a conventional wiring board.
[Explanation of symbols]
1, 1a ... wiring board, 2 ... core board,
4 ... front side, 5 ... back side,
8 front surface wiring layer, 9 back surface wiring layer,
10, 16 ... insulating layer, 11 ... back surface insulating layer,
14, 20: wiring layer, 27: release sheet,
BU ………… Build-up layer
Claims (4)
上記コア基板の表面および裏面に個別に形成される表面配線層および裏面配線層と、
上記コア基板の表面の上方に形成され且つ複数の絶縁層とこれらの間に位置する複数の配線層とからなるビルドアップ層と、
上記コア基板の裏面の上方に形成される裏面絶縁層と、を含み、
上記裏面絶縁層は、下記(1)乃至(4)の少なくとも何れかの特性を有する、
ことを特徴とする配線基板。
(1)ヤング率が4Gpa以上
(2)熱膨張率(RT〜Tg)が20ppm以上
(3)伸び率が4%以下
(4)硬化収縮が1000ppm以上A core substrate having a front surface and a back surface,
A front surface wiring layer and a back surface wiring layer formed separately on the front surface and the back surface of the core substrate,
A build-up layer formed above the surface of the core substrate and including a plurality of insulating layers and a plurality of wiring layers located therebetween;
A back surface insulating layer formed above the back surface of the core substrate,
The back surface insulating layer has at least one of the following characteristics (1) to (4).
A wiring board characterized by the above-mentioned.
(1) Young's modulus is 4 Gpa or more (2) Thermal expansion coefficient (RT to Tg) is 20 ppm or more (3) Elongation is 4% or less (4) Curing shrinkage is 1000 ppm or more
ことを特徴とする請求項1または2に記載の配線基板。The core substrate is made of ceramic,
The wiring board according to claim 1, wherein:
表面および裏面を有し且つ少なくとも裏面に形成した裏面配線層を有する一対のコア基板を、それらの裏面および裏面配線層の上にそれぞれ裏面絶縁層を形成し且つ離型シートを介して積層して加圧する工程と、
上記一対のコア基板のそれぞれの表面に複数の絶縁層とこれらの間に位置する複数の配線層とを含むビルドアップ層を形成する工程と、を含む、
ことを特徴とする配線基板の製造方法。It is a manufacturing method of the wiring board in any one of Claims 1 thru | or 3, Comprising:
A pair of core substrates having a front surface and a back surface and having at least a back surface wiring layer formed on the back surface are formed by forming a back surface insulating layer on each of the back surface and the back surface wiring layer and laminating via a release sheet. Pressurizing,
Forming a build-up layer including a plurality of insulating layers and a plurality of wiring layers located therebetween on each surface of the pair of core substrates,
A method for manufacturing a wiring board, comprising:
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