JP2004228521A - 配線基板およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】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。
【解決手段】セラミックからなり表面４および裏面を有するコア基板２と、かかるコア基板２における表面４と裏面９との間を貫通するスルーホール導体１０と、上記コア基板２の表面４および裏面９に形成され且つ上記スルーホール導体１０と導通するコア配線層１４，１５と、上記コア基板２の表面４上方に形成され且つ上記スルーホール導体１０と導通するビルドアップ配線層２４，２８と、上記コア基板２とビルドアップ配線層２４との間およびビルドアップ配線層２４，２８の間に形成されたビルドアップ絶縁層１６，２２と、上記コア基板２の裏面９上（図面下側）に直接または上記裏面９側のコア配線層１５を介して形成され且つ無機繊維を含有する裏面側絶縁層１７と、を含む、配線基板１。
【選択図】 図１
【解決手段】セラミックからなり表面４および裏面を有するコア基板２と、かかるコア基板２における表面４と裏面９との間を貫通するスルーホール導体１０と、上記コア基板２の表面４および裏面９に形成され且つ上記スルーホール導体１０と導通するコア配線層１４，１５と、上記コア基板２の表面４上方に形成され且つ上記スルーホール導体１０と導通するビルドアップ配線層２４，２８と、上記コア基板２とビルドアップ配線層２４との間およびビルドアップ配線層２４，２８の間に形成されたビルドアップ絶縁層１６，２２と、上記コア基板２の裏面９上（図面下側）に直接または上記裏面９側のコア配線層１５を介して形成され且つ無機繊維を含有する裏面側絶縁層１７と、を含む、配線基板１。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コア基板の表面（片面）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６に示すように、コア基板４１の片面（表面）４５上方にのみ複数のビルドアップ絶縁層４８，５１，５４および複数のビルドアップ配線層４７，５０，５３を交互に形成した配線基板４０が提案されている。これらのうち、ビルドアップ絶縁層４８，５１およびビルドアップ配線層５０，５３は、ビルドアップ層ＢＵを形成する。上記コア基板４１は、複数のセラミック層４２〜４４からなり全体の厚み約８００μｍの絶縁性の多層基板であり、その表面４５の上方に厚み約３０μｍのビルドアップ絶縁層４８，５１，５４および厚み約１５μｍのビルドアップ配線層４７，５０，５３を交互に積層している。
【０００３】
また、図６に示すように、ビルドアップ配線層４７，５０，５３間を導通するため、フィルドビア導体４９，５２がビルドアップ絶縁層４８，５１に形成されている。更に、最上層のビルドアップ配線層５３上の所定の位置には、ビルドアップ絶縁層５４を貫通して第１主面５５よりも高く突出するハンダバンプ５６が複数形成され、第１主面５５上に実装する図示しないＩＣチップの接続端子と個別に接続される。
以上のような配線基板４０おいては、コア基板４１の表面４５側にビルドアップ絶縁層４８，５１，５４とビルドアップ配線層４７，５０，５３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４１の裏面４６側には何も形成されていない。
【０００４】
このため、コア基板４１とビルドアップ絶縁層４８，５１，５４との熱膨張率の差により、図６（Ａ）中の一点鎖線で示すように、配線基板４０全体が、当該配線基板４０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、例えばビルドアップ配線層４７，５０，５３、ビア導体４９，５２、およびハンダバンプ５６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。
【０００５】
【発明が解決すべき課題】
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。
【０００６】
【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、コア基板の表面側のビルドアップ層の熱膨張（熱変形）とバランスする絶縁層を当該コア基板の裏面側に形成する、ことに着想して成されたものである。
即ち、本発明の配線基板（請求項１）は、セラミックからなり表面および裏面を有するコア基板と、このコア基板における表面と裏面との間を貫通するスルーホール導体と、上記コア基板の表面および裏面に形成され且つ上記スルーホール導体と導通するコア配線層と、上記コア基板の表面上方に形成され且つ上記スルーホール導体と導通する複数のビルドアップ配線層と、上記コア基板とビルドアップ配線層との間およびビルドアップ配線層同士の間に形成された複数のビルドアップ絶縁層と、上記コア基板の裏面上に直接または上記裏面側のコア配線層を介して形成され且つ無機繊維を含有する裏面側絶縁層と、を含む、ことを特徴とする。
【０００７】
これによれば、裏面側絶縁層は、無機繊維を含有しているので、その熱膨張率が抑制される。このため、コア基板を挟んで、その表面上方に積層した複数のビルドアップ絶縁層を含むビルドアップ層の熱収縮と裏面側絶縁層の熱収縮とのバランスが保ち易くなるので、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。従って、コア配線層、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。
尚、上記コア基板には、複数のセラミック層とこれらの間に位置する内部配線層とからなる多層基板の他、単一のセラミック層の形態などが含まれると共に、それらの裏面側に開口する凹部を有し且つかかる凹部に電子部品を実装可能とした形態も含まれる。また、前記セラミックには、アルミナ、シリカ、窒化アルミニウム、ガラスセラミック、ムライト、あるいは約１０００℃以下の比較的低温で焼成可能な低温焼成セラミックが含まれる。本発明において、ビルドアップ層とは、コア基板の表面上方に交互に形成された複数の絶縁層および複数の配線層を指称する。かかる絶縁層は、樹脂からなる。
【０００８】
尚、裏面側絶縁層は、コア基板の熱膨張率と同じか、または同様の樹脂か、あるいは同様の無機繊維を含有した素材を用いることが望ましい。これにより、コア基板と共にビルドアップ層のビルドアップ絶縁層による熱収縮を一層確実に抑制し、配線基板全体の反りを防止することができる。
付言すれば、前記無機繊維は、ガラス繊維または炭素繊維からなる、配線基板を本発明に含めることも可能である。これによる場合、裏面側絶縁層とコア基板との熱膨張率を十分に抑制できるため、配線基板全体の反りを一層確実に防止することが可能となる。これらの無機繊維は、裏面側絶縁層において、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。
尚また、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。
【０００９】
また、本発明には、前記コア基板および裏面側絶縁層における配線基板の厚み方向と直交する方向の熱膨張率が、３０ｐｐｍ／℃以下である、配線基板（請求項２）も含まれる。これによれば、裏面側絶縁層とコア基板との熱膨張を確実に抑制できるため、配線基板全体の反りを一層防止することが可能となる。
尚、上記熱膨張率が３０ｐｐｍ／℃を越えると、裏面側絶縁層の熱膨張を十分に抑制できず、ビルドアップ絶縁層の熱収縮による反りを防ぎきれなくなるため、かかる範囲を除外したものである。望ましい熱膨張率は２５ｐｐｍ／℃以下、より望ましい熱膨張率は１５ｐｐｍ／℃、またはこれ未満である（但し、これらは何れも０ｐｐｍ／℃を含まず）。
【００１０】
付言すれば、前記コア基板の厚みが４００〜１０００μｍ、前記ビルドアップ絶縁層の厚みが１５〜５０μｍ、および前記裏面側絶縁層の厚みが２０〜１５０μｍである、配線基板を本発明に含めることも可能である。
これによる場合、裏面側絶縁層の前記無機繊維の含有量や熱膨張率と相まって、これらの熱膨張を十分に抑制できると共に、ビルドアップ絶縁層の熱収縮とのバランスも一層容易に取れるため、配線基板全体の反りをなくか、極く僅かに抑制することが可能となる。
【００１１】
一方、本発明における配線基板の製造方法（請求項３）は、セラミックからなり表面および裏面を有するコア基板において、かかる表面および裏面にコア配線層を形成する工程と、上記コア基板の表面と裏面との間を貫通し且つ上記コア配線層と導通するスルーホール導体を形成する工程と、上記コア基板の裏面上に直接または上記裏面側のコア配線層を介して無機繊維を含有する裏面側絶縁層を形成する工程と、上記コア基板の表面上方にビルドアップ絶縁層および上記スルーホール導体と導通するビルドアップ配線層を交互にそれぞれ複数形成する工程と、を含む、ことを特徴とする。
【００１２】
これによれば、コア基板の裏面に形成する裏面側絶縁層は、無機繊維を含有しているので、その熱膨張率が抑制される。このため、コア基板を挟んで、その表面上方に積層した複数のビルドアップ絶縁層を含むビルドアップ層の熱収縮と裏面側絶縁層の熱収縮とのバランスが保ち易くなるので、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を確実に製造することができる。従って、コア配線層、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が確実に取れる配線基板を提供することができる。
尚、前記無機繊維は、ガラス繊維または炭素繊維からなる、配線基板の製造方法を本発明に含めることも可能である。これによる場合、裏面側絶縁層とコア基板との熱膨張率を十分に抑制できるため、全体の反りを一層確実に防止できる配線基板を製造することが可能となる。
【００１３】
付言すれば、本発明における配線基板の製造方法は、セラミックからなり表面および裏面を有するコア基板において、かかる表面および裏面にコア配線層を形成することおよび上記コア基板の表面と裏面との間を貫通し且つ上記コア配線層と導通するスルーホール導体を形成することを同時に行う工程と、上記コア基板の裏面上に直接または上記裏面側のコア配線層を介して無機繊維を含有する裏面側絶縁層を形成する工程と、上記コア基板の表面上方にビルドアップ絶縁層および上記スルーホール導体と導通するビルドアップ配線層を交互にそれぞれ複数形成する工程と、を含む、ものとすることも可能である。
【００１４】
また、本発明には、前記コア基板の表面上方に前記ビルドアップ絶縁層および前記スルーホール導体と導通する前記ビルドアップ配線層を交互にそれぞれ複数形成する工程は、少なくとも前記コア配線層および上記スルーホール導体を形成した一対のコア基板を、それぞれの裏面に予め形成した裏面側絶縁層または同時に形成する裏面側絶縁層を対向させ且つかかる裏面側絶縁層の間に離型シートを介在させて固定すると共に、上記一対のコア基板それぞれの表面上方に上記複数のビルドアップ絶縁層と複数のビルドアップ配線層とを交互にそれぞれ形成するものである、配線基板の製造方法（請求項４）も含まれる。
【００１５】
これによれば、少なくともコア配線層およびスルーホール導体を有する一対のコア基板を、両者の裏面に予め形成または同時に形成する裏面側絶縁層の間に離型シートを挟持した状態で、各コア基板の表面上方に複数のビルドアップ絶縁層および複数のビルドアップ配線層を交互にそれぞれ複数形成する。このため、かかるビルドアップ絶縁層とビルドアップ配線層とからなるビルドアップ層を平坦にして形成できる。しかも、離型シートを除去し且つビルドアップ層および裏面側絶縁層を有する個別のコア基板に分離しても、無機繊維を含む裏面側絶縁層により、厚み方向に変形する反りを一層容易に防ぐことが可能となる。
尚、前記裏面側絶縁層は、一対のコア基板を離型シートを介在して固定する際に、各コア基板の裏面に同時に形成しても良い。
【００１６】
【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９を有するセラミック製のコア基板２と、かかるコア基板２の表面４と裏面９との間を貫通する複数のスルーホール導体１０と、コア基板２の表面４および裏面９に形成したコア配線層１４，１５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１６，２２および絶縁層（ソルダーレジスト層）３０と複数のビルドアップ配線層２４，２８とを、交互に積層したビルドアップ層ＢＵなどが形成され、コア基板２の裏面９上（図面下側）には裏面側絶縁層１７が形成されている。
【００１７】
上記コア基板２は、例えばアルミナ（セラミック）を主成分とし厚みが３００μｍで熱膨張率が３０ｐｐｍ／℃以下（本実施形態では２６ｐｐｍ／℃）のセラミック層３，５，７を積層した絶縁性の多層基板であり、平面視でほぼ正方形を呈する。セラミック層３，５，７の間には、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｍｏ、またはＷなど（本実施形態ではＷ）の焼成体からなり且つ所定パターンの内部配線層１２，１３が形成されている。
かかるコア基板２の表面４と裏面９との間には、直径約２００μｍのスルーホール１１が複数貫通し、各スルーホール１１に沿ってＡｇなどの焼成体からなるスルーホール導体１０が形成されている。かかるスルーホール導体１０は、その中間で上記内部配線層１２，１３と個別に接続されている。また、図１に示すように、コア基板２の表面４および裏面９には、厚み約１５μｍのＷの焼成体からなる所定パターンのコア配線層１４，１５が形成され、これらは各スルーホール導体１０の上端または下端とそれぞれ個別に接続されている。
【００１８】
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１６，２２と、厚み約２０μｍの絶縁層（ソルダーレジスト層）３０と、ビルドアップ絶縁層１６，２２間、および絶縁層３０とビルドアップ絶縁層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２４，２８が位置する。コア配線層１４、ビルドアップ配線層２４，２８間を導通するため、ビルドアップ絶縁層１６，２２には、銅メッキ製のフィルドビア導体２０，２６が形成される。尚、ビルドアップ絶縁層１６，２２およびビルドアップ配線層２４，２８は、ビルドアップ層ＢＵを形成している。また、ビルドアップ絶縁層１６，２２や絶縁層３０の熱膨張率は、因みに約４０〜７０ｐｐｍ／℃である。
【００１９】
最上層の配線層２８上の所定の位置には、最上層の絶縁層３０を貫通し且つ第１主面３２よりも高く突出する複数のハンダバンプ３４が形成される。かかるバンプ３４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３２上に実装するＩＣチップ（半導体素子）３６の底面３７に設けた複数の接続端子３８と個別に接続される。尚、かかる接続端子３８と各バンプ３４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。
【００２０】
また、図１に示すように、コア基板２の裏面９上（図面下側）で且つコア配線層１５上には、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２０〜１５０μｍ（本実施形態では４０μｍ）で且つ熱膨張率が３０ｐｐｍ／℃以下（本実施形態では２６ｐｐｍ／℃）の裏面側絶縁層１７が形成されている。かかる絶縁層１７の所定の位置には、その表面である第２主面１９側に開口する複数の開口部１８が形成され、その底部にはコア配線層１５から延びて第２主面１９側に露出する配線２１が位置している。
かかる配線２１は、その表面にＮｉ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、この配線２１の表面にハンダを介して銅系または鉄系合金からなる導体ピンを接続しても良い。
【００２１】
以上のような配線基板１では、コア基板２は熱膨張率が３０ｐｐｍ／℃以下のセラミック層３，５，７からなり、且つ裏面側絶縁層１７は無機繊維を含有しているので、それらの熱膨張率が３０ｐｐｍ／℃以下に抑制される。このため、コア基板２を挟んで、コア基板２の表面４上方に交互に積層したビルドアップ絶縁層１６，２２を含むビルドアップ層ＢＵの熱収縮と裏面側絶縁層１７の熱収縮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１４，１５、ビルドアップ配線層２４，２８、ビア導体２０，２６、およびスルーホール導体１０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、裏面側絶縁層１７は、前記無機繊維を含む接着性の樹脂としても良い。また、前記ガラス繊維には、線径７〜９μｍのガラス糸の多数本を格子状に編み込んだ布状物や、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】
ここで、以上のような配線基板１の製造方法を図２〜図４により説明する。尚、以下においてグリーンシートの付合は、前記セラミック層と共通とする。
図２（Ａ）は、アルミナを主成分とし厚みが約３００μｍのグリーンシート３，５，７の断面を示す。これらのグリーンシート３，５，７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パンチング加工を行う。その結果、図２（Ｂ）に示すように、グリーンシート３，５，７を厚み方向に貫通する直径約２００μｍのスルーホール１１が複数穿孔される。
次に、各スルーホール１１内に、スクリーン印刷により図示しないスキージを用いてＡｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｍｏ、またはＷなど（本実施形態ではＷ）の金属粉末を含むメタライズインクを充填した後、グリーンシート３，５，７の表面４，６，８およびグリーンシート７の裏面９に対して、上記同様のメタライズインクをスクリーン印刷により形成する。
【００２３】
その結果、図２（Ｃ）に示すように、各スルーホール１１内に沿ってスルーホール導体１０が形成される。同時に、図２（Ｃ）に示すように、グリーンシート３，５，７の表面４，６，８およびグリーンシート７の裏面９に所定パターンの内部配線層１２，１３やコア配線層１４，１５が個別に形成される。尚、図２（Ｃ）に示したスルーホール導体１０の形成工程および内部配線層１２，１３やコア配線層１４，１５の形成工程を同時に行わず、別個の工程で行っても良い。
次いで、図２（Ｄ）に示すように、上記グリーンシート３，５，７をプレスしつつ積層した後、図示しない焼成炉で約１５００℃に数１０分間焼成することにより、アルミナ製のセラミック層３，５，７、内部配線層１２，１３、コア配線層１４，１５、およびスルーホール導体１０を備えたコア基板２を形成する。
更に、図３（Ａ）に示すように、一対のコア基板２の裏面９上（図面下側または上側）に、エポキシ系樹脂にガラス繊維を含有させた厚みが４０μｍで且つ熱膨張率が３０ｐｐｍ／℃以下の裏面側絶縁層１７を個別に形成する。尚、かかる裏面側絶縁層１７の表面は、前記第２主面１９となる。
この際、セラミック層７と絶縁層１７との密着性を得るため、コア基板２の裏面９に予めカップラー剤を塗布しておく。
【００２４】
図３（Ａ）に示すように、スルーホール導体１０、内部配線層１２，１３、コア配線層１４，１５、および裏面側絶縁層１７を有する一対のコア基板２，２を、それぞれの裏面側絶縁層１７で対向させると共に、これらの間に離型シート２３を挿入した状態で、図３（Ａ）中の矢印で示すように、一対のコア基板２，２を互いに接近させる。尚、離型シート２３には、例えば２枚のポリエチレンフイルムの間に熱可塑性樹脂を介在させた樹脂モディファイドポリエチレン３層構造フィルム（商品名：パコタンプラス）のようなシートが用いられる。
そして、図３（Ｂ）に示すように、一対のコア基板２，２を、それぞれの裏面側絶縁層１７が離型シート２３を挟んで隣接した状態で拘束（固定）する。尚、一対のコア基板２，２を離型シート２３を挟んで積層し固定する際に、同時に裏面側絶縁層１７，１７をそれぞれの裏面９に形成しても良い。
【００２５】
次いで、図４（Ａ）に示すように、一対のコア基板２におけるそれぞれのコア配線層１４を含む表面４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り厚みが約３０μｍのビルドアップ絶縁層１６を形成する。この際、セラミック層３とビルドアップ絶縁層１６との密着性を得るため、コア基板２の表面４に予めカップラー剤を塗布しておく。
次に、一対のコア基板２における各ビルドアップ絶縁層１６の所定の位置に対しレーザを照射して、図示しない円錐形状のビアホールを形成すると共に、その底面にコア配線層１４を露出させる。かかるビアホールを含むそれぞれのビルドアップ絶縁層１６の上に、図示しない銅メッキ層を形成した後、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する。当該レジストの隙間から露出する銅メッキ層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４（Ｂ）に示すように、一対のコア基板２におけるそれぞれのビルドアップ絶縁層１６中にフィルドビア導体２０が、且つそれぞれのビルドアップ絶縁層１６の上に所定パターンのビルドアップ配線層２４が形成される。
【００２６】
これ以降は、ビルドアップ配線層２４やビルドアップ絶縁層１６と共に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２２、絶縁層３０、ビルドアップ配線層２８、およびビア導体２６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。最後に前記ハンダバンプ（ＩＣ接続端子）３４を第１主面３２側に形成する。
また、ビルドアップ層ＢＵを有する一対のコア基板２，２を離型シート２３から離して分離し、露出した裏面側絶縁層１７にフォトリソグラフィ技術により前記開口部１８を形成した後、その底部に露出する前記配線２１にＮｉおよびＡｕメッキすることにより、前記図１に示した配線基板１を得ることができる。
尚、以上のような図２（Ａ）〜図４（Ｂ）に示した製造工程は、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。
【００２７】
図５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５に示すように、前記同様のセラミック層３ａ，５，７を含むコア基板２と、かかるコア基板２の表面４と裏面９との間を貫通する複数のスルーホール導体１０と、コア基板２の表面４および裏面９に形成した前記同様のコア配線層１４，１５と、を備えている。また、コア基板２は、その裏面９の中央に開口する凹部２９を有する。かかるコア基板２は、ガラスおよびアルミナを主成分とし厚みが約４００μｍで熱膨張率が３０ｐｐｍ／℃以下のセラミック層３ａと、同じ素材からなり厚みが約３００μｍで同じ熱膨張率のセラミック層５，７とを積層した絶縁性の多層基板である。
【００２８】
また、図５に示すように、凹部２９を除いたコア基板２の表面４と裏面９との間には、Ａｇの焼成体からなるスルーホール導体１０が貫通する。セラミック層３ａの表面４および裏面６とセラミック層７の表面８および裏面９とには、Ａｇの焼成体からなるコア配線層１４，１５およびＡｇの焼成体からなる内部配線層１２，１３が個別に形成され、これらはスルーホール導体１０の上端、下端、または中間とそれぞれ個別に接続されている。
図５に示すように、比較的厚肉のセラミック層３ａの中央部で且つ凹部２９の真上には、短いスルーホール２５と、これに沿って形成されたスルーホール導体２７が位置する。各スルーホール導体２７の下端には、凹部２９の底面（天井面）に露出する電子部品接続配線３１が形成されている。
【００２９】
かかる配線３１には、Ｓｎ−Ｃｕ系などの低融点合金からなる図示しないハンダを介して、チップコンデンサ（電子部品）３５の上端から突出する電極３３が接続され、これにより当該コンデンサ３５を凹部２９内に実装している。
尚、チップコンデンサ３５は、その両側面の上端に突出する複数の電極３３を図５の前後方向に沿って有し、例えばチタン酸バリウムを主成分とする誘電層および内部電極になるＮｉ層を交互に積層したセラミックスコンデンサであって、３．２ｍｍ×１．６ｍｍ×０．７ｍｍのサイズを有する。また、凹部２９内におけるチップコンデンサ３５の周囲を図示しない埋込樹脂により内蔵しても良い。
【００３０】
図５に示すように、コア基板２の表面４の上方には、複数のビルドアップ絶縁層１６，２２および絶縁層（ソルダーレジスト層）３０と銅メッキからなる複数のビルドアップ配線層２４，２８とを、交互に積層したビルドアップ層ＢＵが形成される。上記コア配線層１４、ビルドアップ配線層２４，２８間を導通するため、上記絶縁層１６，２２に銅メッキからなるフィルドビア導体２０，２６が形成される。また、最上層の上記配線層２８における所定の位置には、上記絶縁層（ソルダーレジスト層）３０を貫通し且つ第１主面３２よりも高く突出する複数のハンダバンプ３４が形成される。かかるバンプ３４は、第１主面３２上に実装するＩＣチップ（半導体素子）３６と前記同様に接続される。
因みに、ビルドアップ絶縁層１６，２２や絶縁層３０の熱膨張率は、約６５ｐｐｍ／℃である。尚、ビルドアップ絶縁層１６，２２およびビルドアップ配線層２４，２８は、ビルドアップ層ＢＵを形成する。
【００３１】
図５に示すように、コア基板２の裏面９上（図面下側）で且つ凹部２９を除いた位置には、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４０μｍで熱膨張率が３０ｐｐｍ／℃以下の裏面側絶縁層１７が形成されている。かかる絶縁層１７の所定の位置には、その表面である第２主面１９側に開口する複数の開口部１８が形成され、その底部にはコア配線層１５から延びて第２主面１９側に露出する配線２１が位置する。かかる配線２１は、その表面にＮｉおよびＡｕメッキが被覆され、当該配線基板１ａ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、配線２１にハンダを介して銅系または鉄系合金からなる図示しない導体ピンを接続しても良い。
【００３２】
以上のような配線基板１ａによれば、熱膨張率が３０ｐｐｍ／℃以下のセラミック層３ａ，５，７からなるコア基板２および無機繊維を含む同様の熱膨張率の裏面側絶縁層１７により、ビルドアップ層ＢＵ側に凹み変形する反りが防ぐことができる。また、コア基板２の内部配線層１２，１３はスルーホール導体１０を介して、一方チップコンデンサ３５はスルーホール導体２７を介して、コア配線層１４，１５やビルドアップ配線層２４，２８と確実に導通できる。このため、多くの配線層や電子部品３５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。
【００３３】
尚、上記コア基板２は、次のようにして形成される。前記図２（Ａ）〜（Ｄ）で示したように、比較的厚肉のセラミック層３ａとなるグリーンシート３ａの中央部にスルーホール２５およびスルーホール導体２７を、周辺部にスルーホール１１およびスルーホール導体１０を予め形成する。また、比較的薄肉のセラミック層５，７となるグリーンシート５，７の中央部をパンチングして凹部２９の一部を形成し、その周辺部にスルーホール１１およびスルーホール導体１０を予め形成する。更に、これらのグリーンシート３ａ，５，７の表面４，８、裏面６，９に前記同様の内部配線層１２，１３やコア配線層１４，１５を個別に形成した後、かかるをグリーンシート３ａ，５，７を前記同様に積層して焼成する。
これ以降は、図３（Ａ）〜４（Ｂ）に示した工程と同様の工程を経ることにより、図５に示すような配線基板１ａを得ることができる。尚、スルーホール導体１０と内部配線層１２，１３やコア配線層１４，１５とを同じ工程で同時に形成しても良い。
【００３４】
本発明は、以上に説明した各形態に限定されるものではない。
前記コア基板２のセラミック層３，３ａ，５，７には、前記アルミナの他、シリカ、窒化アルミニウム、ガラスセラミック、ムライト、あるいは約１０００℃以下の比較的低温で焼成可能な低温焼成セラミックを用いても良い。あるいは、前記コア基板２を単一のセラミック板から形成しても良い。
また、前記スルーホール導体１０，２７、内部配線層１２，１３、およびコア配線層１４，１５は、前記Ｗなど焼成金属の他、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｎｉ−Ａｕ系などを用いても良く、前記ビルドアップ配線層２４などは、銅などの金属メッキを用いず、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、前記ビルドアップ絶縁層１６，２２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、パターン成形性等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。また、絶縁層に混入するガラス布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。
【００３６】
また、ビア導体は、前記フィルドビア導体２０，２６などでなく、内側が完全に導体で埋まってないほぼ円錐形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。
更に、前記凹部２９に実装する電子部品は、１つのみでも良い。あるいは、多数の配線基板（製品単位）１ａなどを含む多数個処理用治具における製品単位１個内に、複数の凹部２９を形成し且つ各凹部２９内に所要数の電子部品を実装しても良い。更に、複数のチップ状電子部品を互いの側面間で予め接着したユニットとし、これを前記凹部２９内に実装または内蔵することもできる。
【００３７】
また、チップ状電子部品には、前記チップコンデンサ３５などの他、チップ状のインダクタ、抵抗、フィルタなどの受動部品や、トランジスタ、半導体素子、ＦＥＴ、ローノイズアンプ（ＬＮＡ）などの能動部品も含まれると共に、互いに異種の電子部品同士を配線基板１ａの同じ凹部２９に併せて実装することも可能である。
更に、凹部２９に埋込樹脂を充填して電子部品３５を内蔵する形態では、当該凹部２９の内壁や底面に、シラン系、チタン系、またはアルミニウム系のカップリング剤を予め塗布しておくことで、上記埋込樹脂との密着性を高められる。
【００３８】
【発明の効果】
本発明の配線基板（請求項１）によれば、裏面側絶縁層は、無機繊維を含有しているので、その熱膨張率が抑制されるため、セラミックからなるコア基板を挟んで、その表面上方に交互に積層した複数のビルドアップ絶縁層を含むビルドアップ層の熱収縮と裏面側絶縁層の熱収縮とのバランスが保ち易くなる。従って、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、コア配線層、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。
また、請求項２の配線基板によれば、裏面側絶縁層とコア基板との熱膨張を確実に抑制できるため、配線基板全体の反りを一層防止可能となる。
【００３９】
一方、本発明の配線基板の製造方法（請求項３）によれば、セラミックからなるコア基板の裏面に形成する裏面側絶縁層は、無機繊維を含有しているため、その熱膨張率が抑制される。この結果、コア基板を挟んで、その表面上方に積層した複数のビルドアップ絶縁層を含むビルドアップ層の熱収縮と裏面側絶縁層の熱収縮とのバランスが保ち易くなるため、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を確実に製造することができる。
【００４０】
また、請求項４の配線基板の製造方法によれば、裏面側絶縁層を有する一対のコア基板を、両者の裏面側絶縁層の間に離型シートを挟持した状態で、各コア基板の表面上方にビルドアップ絶縁層およびビルドアップ配線層を交互にそれぞれ複数形成する。この結果、かかるビルドアップ絶縁層とビルドアップ配線層とからなるビルドアップ層を平坦に形成できる。しかも、離型シートを除去し且つビルドアップ層などを有する個別のコア基板に分離しても、無機繊維を含む裏面側絶縁層により、厚み方向の反りを一層容易に防止できる。
【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）は本発明の配線基板の製造方法における主な工程を示す概略図。
【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】（Ａ），（Ｂ）は図３（Ｂ）に続く主な製造工程を示す概略図。
【図５】図１の配線基板の応用形態である配線基板の主要部を示す断面図。
【図６】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
９……………裏面
１０…………スルーホール導体
１４，１５…コア配線層
１７…………裏面側絶縁層
１６，２２…ビルドアップ絶縁層
２４，２８…ビルドアップ配線層
【発明の属する技術分野】
本発明は、コア基板の表面（片面）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６に示すように、コア基板４１の片面（表面）４５上方にのみ複数のビルドアップ絶縁層４８，５１，５４および複数のビルドアップ配線層４７，５０，５３を交互に形成した配線基板４０が提案されている。これらのうち、ビルドアップ絶縁層４８，５１およびビルドアップ配線層５０，５３は、ビルドアップ層ＢＵを形成する。上記コア基板４１は、複数のセラミック層４２〜４４からなり全体の厚み約８００μｍの絶縁性の多層基板であり、その表面４５の上方に厚み約３０μｍのビルドアップ絶縁層４８，５１，５４および厚み約１５μｍのビルドアップ配線層４７，５０，５３を交互に積層している。
【０００３】
また、図６に示すように、ビルドアップ配線層４７，５０，５３間を導通するため、フィルドビア導体４９，５２がビルドアップ絶縁層４８，５１に形成されている。更に、最上層のビルドアップ配線層５３上の所定の位置には、ビルドアップ絶縁層５４を貫通して第１主面５５よりも高く突出するハンダバンプ５６が複数形成され、第１主面５５上に実装する図示しないＩＣチップの接続端子と個別に接続される。
以上のような配線基板４０おいては、コア基板４１の表面４５側にビルドアップ絶縁層４８，５１，５４とビルドアップ配線層４７，５０，５３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４１の裏面４６側には何も形成されていない。
【０００４】
このため、コア基板４１とビルドアップ絶縁層４８，５１，５４との熱膨張率の差により、図６（Ａ）中の一点鎖線で示すように、配線基板４０全体が、当該配線基板４０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、例えばビルドアップ配線層４７，５０，５３、ビア導体４９，５２、およびハンダバンプ５６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。
【０００５】
【発明が解決すべき課題】
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。
【０００６】
【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、コア基板の表面側のビルドアップ層の熱膨張（熱変形）とバランスする絶縁層を当該コア基板の裏面側に形成する、ことに着想して成されたものである。
即ち、本発明の配線基板（請求項１）は、セラミックからなり表面および裏面を有するコア基板と、このコア基板における表面と裏面との間を貫通するスルーホール導体と、上記コア基板の表面および裏面に形成され且つ上記スルーホール導体と導通するコア配線層と、上記コア基板の表面上方に形成され且つ上記スルーホール導体と導通する複数のビルドアップ配線層と、上記コア基板とビルドアップ配線層との間およびビルドアップ配線層同士の間に形成された複数のビルドアップ絶縁層と、上記コア基板の裏面上に直接または上記裏面側のコア配線層を介して形成され且つ無機繊維を含有する裏面側絶縁層と、を含む、ことを特徴とする。
【０００７】
これによれば、裏面側絶縁層は、無機繊維を含有しているので、その熱膨張率が抑制される。このため、コア基板を挟んで、その表面上方に積層した複数のビルドアップ絶縁層を含むビルドアップ層の熱収縮と裏面側絶縁層の熱収縮とのバランスが保ち易くなるので、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。従って、コア配線層、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。
尚、上記コア基板には、複数のセラミック層とこれらの間に位置する内部配線層とからなる多層基板の他、単一のセラミック層の形態などが含まれると共に、それらの裏面側に開口する凹部を有し且つかかる凹部に電子部品を実装可能とした形態も含まれる。また、前記セラミックには、アルミナ、シリカ、窒化アルミニウム、ガラスセラミック、ムライト、あるいは約１０００℃以下の比較的低温で焼成可能な低温焼成セラミックが含まれる。本発明において、ビルドアップ層とは、コア基板の表面上方に交互に形成された複数の絶縁層および複数の配線層を指称する。かかる絶縁層は、樹脂からなる。
【０００８】
尚、裏面側絶縁層は、コア基板の熱膨張率と同じか、または同様の樹脂か、あるいは同様の無機繊維を含有した素材を用いることが望ましい。これにより、コア基板と共にビルドアップ層のビルドアップ絶縁層による熱収縮を一層確実に抑制し、配線基板全体の反りを防止することができる。
付言すれば、前記無機繊維は、ガラス繊維または炭素繊維からなる、配線基板を本発明に含めることも可能である。これによる場合、裏面側絶縁層とコア基板との熱膨張率を十分に抑制できるため、配線基板全体の反りを一層確実に防止することが可能となる。これらの無機繊維は、裏面側絶縁層において、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。
尚また、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。
【０００９】
また、本発明には、前記コア基板および裏面側絶縁層における配線基板の厚み方向と直交する方向の熱膨張率が、３０ｐｐｍ／℃以下である、配線基板（請求項２）も含まれる。これによれば、裏面側絶縁層とコア基板との熱膨張を確実に抑制できるため、配線基板全体の反りを一層防止することが可能となる。
尚、上記熱膨張率が３０ｐｐｍ／℃を越えると、裏面側絶縁層の熱膨張を十分に抑制できず、ビルドアップ絶縁層の熱収縮による反りを防ぎきれなくなるため、かかる範囲を除外したものである。望ましい熱膨張率は２５ｐｐｍ／℃以下、より望ましい熱膨張率は１５ｐｐｍ／℃、またはこれ未満である（但し、これらは何れも０ｐｐｍ／℃を含まず）。
【００１０】
付言すれば、前記コア基板の厚みが４００〜１０００μｍ、前記ビルドアップ絶縁層の厚みが１５〜５０μｍ、および前記裏面側絶縁層の厚みが２０〜１５０μｍである、配線基板を本発明に含めることも可能である。
これによる場合、裏面側絶縁層の前記無機繊維の含有量や熱膨張率と相まって、これらの熱膨張を十分に抑制できると共に、ビルドアップ絶縁層の熱収縮とのバランスも一層容易に取れるため、配線基板全体の反りをなくか、極く僅かに抑制することが可能となる。
【００１１】
一方、本発明における配線基板の製造方法（請求項３）は、セラミックからなり表面および裏面を有するコア基板において、かかる表面および裏面にコア配線層を形成する工程と、上記コア基板の表面と裏面との間を貫通し且つ上記コア配線層と導通するスルーホール導体を形成する工程と、上記コア基板の裏面上に直接または上記裏面側のコア配線層を介して無機繊維を含有する裏面側絶縁層を形成する工程と、上記コア基板の表面上方にビルドアップ絶縁層および上記スルーホール導体と導通するビルドアップ配線層を交互にそれぞれ複数形成する工程と、を含む、ことを特徴とする。
【００１２】
これによれば、コア基板の裏面に形成する裏面側絶縁層は、無機繊維を含有しているので、その熱膨張率が抑制される。このため、コア基板を挟んで、その表面上方に積層した複数のビルドアップ絶縁層を含むビルドアップ層の熱収縮と裏面側絶縁層の熱収縮とのバランスが保ち易くなるので、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を確実に製造することができる。従って、コア配線層、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が確実に取れる配線基板を提供することができる。
尚、前記無機繊維は、ガラス繊維または炭素繊維からなる、配線基板の製造方法を本発明に含めることも可能である。これによる場合、裏面側絶縁層とコア基板との熱膨張率を十分に抑制できるため、全体の反りを一層確実に防止できる配線基板を製造することが可能となる。
【００１３】
付言すれば、本発明における配線基板の製造方法は、セラミックからなり表面および裏面を有するコア基板において、かかる表面および裏面にコア配線層を形成することおよび上記コア基板の表面と裏面との間を貫通し且つ上記コア配線層と導通するスルーホール導体を形成することを同時に行う工程と、上記コア基板の裏面上に直接または上記裏面側のコア配線層を介して無機繊維を含有する裏面側絶縁層を形成する工程と、上記コア基板の表面上方にビルドアップ絶縁層および上記スルーホール導体と導通するビルドアップ配線層を交互にそれぞれ複数形成する工程と、を含む、ものとすることも可能である。
【００１４】
また、本発明には、前記コア基板の表面上方に前記ビルドアップ絶縁層および前記スルーホール導体と導通する前記ビルドアップ配線層を交互にそれぞれ複数形成する工程は、少なくとも前記コア配線層および上記スルーホール導体を形成した一対のコア基板を、それぞれの裏面に予め形成した裏面側絶縁層または同時に形成する裏面側絶縁層を対向させ且つかかる裏面側絶縁層の間に離型シートを介在させて固定すると共に、上記一対のコア基板それぞれの表面上方に上記複数のビルドアップ絶縁層と複数のビルドアップ配線層とを交互にそれぞれ形成するものである、配線基板の製造方法（請求項４）も含まれる。
【００１５】
これによれば、少なくともコア配線層およびスルーホール導体を有する一対のコア基板を、両者の裏面に予め形成または同時に形成する裏面側絶縁層の間に離型シートを挟持した状態で、各コア基板の表面上方に複数のビルドアップ絶縁層および複数のビルドアップ配線層を交互にそれぞれ複数形成する。このため、かかるビルドアップ絶縁層とビルドアップ配線層とからなるビルドアップ層を平坦にして形成できる。しかも、離型シートを除去し且つビルドアップ層および裏面側絶縁層を有する個別のコア基板に分離しても、無機繊維を含む裏面側絶縁層により、厚み方向に変形する反りを一層容易に防ぐことが可能となる。
尚、前記裏面側絶縁層は、一対のコア基板を離型シートを介在して固定する際に、各コア基板の裏面に同時に形成しても良い。
【００１６】
【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９を有するセラミック製のコア基板２と、かかるコア基板２の表面４と裏面９との間を貫通する複数のスルーホール導体１０と、コア基板２の表面４および裏面９に形成したコア配線層１４，１５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１６，２２および絶縁層（ソルダーレジスト層）３０と複数のビルドアップ配線層２４，２８とを、交互に積層したビルドアップ層ＢＵなどが形成され、コア基板２の裏面９上（図面下側）には裏面側絶縁層１７が形成されている。
【００１７】
上記コア基板２は、例えばアルミナ（セラミック）を主成分とし厚みが３００μｍで熱膨張率が３０ｐｐｍ／℃以下（本実施形態では２６ｐｐｍ／℃）のセラミック層３，５，７を積層した絶縁性の多層基板であり、平面視でほぼ正方形を呈する。セラミック層３，５，７の間には、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｍｏ、またはＷなど（本実施形態ではＷ）の焼成体からなり且つ所定パターンの内部配線層１２，１３が形成されている。
かかるコア基板２の表面４と裏面９との間には、直径約２００μｍのスルーホール１１が複数貫通し、各スルーホール１１に沿ってＡｇなどの焼成体からなるスルーホール導体１０が形成されている。かかるスルーホール導体１０は、その中間で上記内部配線層１２，１３と個別に接続されている。また、図１に示すように、コア基板２の表面４および裏面９には、厚み約１５μｍのＷの焼成体からなる所定パターンのコア配線層１４，１５が形成され、これらは各スルーホール導体１０の上端または下端とそれぞれ個別に接続されている。
【００１８】
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１６，２２と、厚み約２０μｍの絶縁層（ソルダーレジスト層）３０と、ビルドアップ絶縁層１６，２２間、および絶縁層３０とビルドアップ絶縁層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２４，２８が位置する。コア配線層１４、ビルドアップ配線層２４，２８間を導通するため、ビルドアップ絶縁層１６，２２には、銅メッキ製のフィルドビア導体２０，２６が形成される。尚、ビルドアップ絶縁層１６，２２およびビルドアップ配線層２４，２８は、ビルドアップ層ＢＵを形成している。また、ビルドアップ絶縁層１６，２２や絶縁層３０の熱膨張率は、因みに約４０〜７０ｐｐｍ／℃である。
【００１９】
最上層の配線層２８上の所定の位置には、最上層の絶縁層３０を貫通し且つ第１主面３２よりも高く突出する複数のハンダバンプ３４が形成される。かかるバンプ３４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３２上に実装するＩＣチップ（半導体素子）３６の底面３７に設けた複数の接続端子３８と個別に接続される。尚、かかる接続端子３８と各バンプ３４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。
【００２０】
また、図１に示すように、コア基板２の裏面９上（図面下側）で且つコア配線層１５上には、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２０〜１５０μｍ（本実施形態では４０μｍ）で且つ熱膨張率が３０ｐｐｍ／℃以下（本実施形態では２６ｐｐｍ／℃）の裏面側絶縁層１７が形成されている。かかる絶縁層１７の所定の位置には、その表面である第２主面１９側に開口する複数の開口部１８が形成され、その底部にはコア配線層１５から延びて第２主面１９側に露出する配線２１が位置している。
かかる配線２１は、その表面にＮｉ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、この配線２１の表面にハンダを介して銅系または鉄系合金からなる導体ピンを接続しても良い。
【００２１】
以上のような配線基板１では、コア基板２は熱膨張率が３０ｐｐｍ／℃以下のセラミック層３，５，７からなり、且つ裏面側絶縁層１７は無機繊維を含有しているので、それらの熱膨張率が３０ｐｐｍ／℃以下に抑制される。このため、コア基板２を挟んで、コア基板２の表面４上方に交互に積層したビルドアップ絶縁層１６，２２を含むビルドアップ層ＢＵの熱収縮と裏面側絶縁層１７の熱収縮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１４，１５、ビルドアップ配線層２４，２８、ビア導体２０，２６、およびスルーホール導体１０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、裏面側絶縁層１７は、前記無機繊維を含む接着性の樹脂としても良い。また、前記ガラス繊維には、線径７〜９μｍのガラス糸の多数本を格子状に編み込んだ布状物や、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】
ここで、以上のような配線基板１の製造方法を図２〜図４により説明する。尚、以下においてグリーンシートの付合は、前記セラミック層と共通とする。
図２（Ａ）は、アルミナを主成分とし厚みが約３００μｍのグリーンシート３，５，７の断面を示す。これらのグリーンシート３，５，７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パンチング加工を行う。その結果、図２（Ｂ）に示すように、グリーンシート３，５，７を厚み方向に貫通する直径約２００μｍのスルーホール１１が複数穿孔される。
次に、各スルーホール１１内に、スクリーン印刷により図示しないスキージを用いてＡｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｍｏ、またはＷなど（本実施形態ではＷ）の金属粉末を含むメタライズインクを充填した後、グリーンシート３，５，７の表面４，６，８およびグリーンシート７の裏面９に対して、上記同様のメタライズインクをスクリーン印刷により形成する。
【００２３】
その結果、図２（Ｃ）に示すように、各スルーホール１１内に沿ってスルーホール導体１０が形成される。同時に、図２（Ｃ）に示すように、グリーンシート３，５，７の表面４，６，８およびグリーンシート７の裏面９に所定パターンの内部配線層１２，１３やコア配線層１４，１５が個別に形成される。尚、図２（Ｃ）に示したスルーホール導体１０の形成工程および内部配線層１２，１３やコア配線層１４，１５の形成工程を同時に行わず、別個の工程で行っても良い。
次いで、図２（Ｄ）に示すように、上記グリーンシート３，５，７をプレスしつつ積層した後、図示しない焼成炉で約１５００℃に数１０分間焼成することにより、アルミナ製のセラミック層３，５，７、内部配線層１２，１３、コア配線層１４，１５、およびスルーホール導体１０を備えたコア基板２を形成する。
更に、図３（Ａ）に示すように、一対のコア基板２の裏面９上（図面下側または上側）に、エポキシ系樹脂にガラス繊維を含有させた厚みが４０μｍで且つ熱膨張率が３０ｐｐｍ／℃以下の裏面側絶縁層１７を個別に形成する。尚、かかる裏面側絶縁層１７の表面は、前記第２主面１９となる。
この際、セラミック層７と絶縁層１７との密着性を得るため、コア基板２の裏面９に予めカップラー剤を塗布しておく。
【００２４】
図３（Ａ）に示すように、スルーホール導体１０、内部配線層１２，１３、コア配線層１４，１５、および裏面側絶縁層１７を有する一対のコア基板２，２を、それぞれの裏面側絶縁層１７で対向させると共に、これらの間に離型シート２３を挿入した状態で、図３（Ａ）中の矢印で示すように、一対のコア基板２，２を互いに接近させる。尚、離型シート２３には、例えば２枚のポリエチレンフイルムの間に熱可塑性樹脂を介在させた樹脂モディファイドポリエチレン３層構造フィルム（商品名：パコタンプラス）のようなシートが用いられる。
そして、図３（Ｂ）に示すように、一対のコア基板２，２を、それぞれの裏面側絶縁層１７が離型シート２３を挟んで隣接した状態で拘束（固定）する。尚、一対のコア基板２，２を離型シート２３を挟んで積層し固定する際に、同時に裏面側絶縁層１７，１７をそれぞれの裏面９に形成しても良い。
【００２５】
次いで、図４（Ａ）に示すように、一対のコア基板２におけるそれぞれのコア配線層１４を含む表面４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り厚みが約３０μｍのビルドアップ絶縁層１６を形成する。この際、セラミック層３とビルドアップ絶縁層１６との密着性を得るため、コア基板２の表面４に予めカップラー剤を塗布しておく。
次に、一対のコア基板２における各ビルドアップ絶縁層１６の所定の位置に対しレーザを照射して、図示しない円錐形状のビアホールを形成すると共に、その底面にコア配線層１４を露出させる。かかるビアホールを含むそれぞれのビルドアップ絶縁層１６の上に、図示しない銅メッキ層を形成した後、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する。当該レジストの隙間から露出する銅メッキ層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４（Ｂ）に示すように、一対のコア基板２におけるそれぞれのビルドアップ絶縁層１６中にフィルドビア導体２０が、且つそれぞれのビルドアップ絶縁層１６の上に所定パターンのビルドアップ配線層２４が形成される。
【００２６】
これ以降は、ビルドアップ配線層２４やビルドアップ絶縁層１６と共に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２２、絶縁層３０、ビルドアップ配線層２８、およびビア導体２６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。最後に前記ハンダバンプ（ＩＣ接続端子）３４を第１主面３２側に形成する。
また、ビルドアップ層ＢＵを有する一対のコア基板２，２を離型シート２３から離して分離し、露出した裏面側絶縁層１７にフォトリソグラフィ技術により前記開口部１８を形成した後、その底部に露出する前記配線２１にＮｉおよびＡｕメッキすることにより、前記図１に示した配線基板１を得ることができる。
尚、以上のような図２（Ａ）〜図４（Ｂ）に示した製造工程は、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。
【００２７】
図５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５に示すように、前記同様のセラミック層３ａ，５，７を含むコア基板２と、かかるコア基板２の表面４と裏面９との間を貫通する複数のスルーホール導体１０と、コア基板２の表面４および裏面９に形成した前記同様のコア配線層１４，１５と、を備えている。また、コア基板２は、その裏面９の中央に開口する凹部２９を有する。かかるコア基板２は、ガラスおよびアルミナを主成分とし厚みが約４００μｍで熱膨張率が３０ｐｐｍ／℃以下のセラミック層３ａと、同じ素材からなり厚みが約３００μｍで同じ熱膨張率のセラミック層５，７とを積層した絶縁性の多層基板である。
【００２８】
また、図５に示すように、凹部２９を除いたコア基板２の表面４と裏面９との間には、Ａｇの焼成体からなるスルーホール導体１０が貫通する。セラミック層３ａの表面４および裏面６とセラミック層７の表面８および裏面９とには、Ａｇの焼成体からなるコア配線層１４，１５およびＡｇの焼成体からなる内部配線層１２，１３が個別に形成され、これらはスルーホール導体１０の上端、下端、または中間とそれぞれ個別に接続されている。
図５に示すように、比較的厚肉のセラミック層３ａの中央部で且つ凹部２９の真上には、短いスルーホール２５と、これに沿って形成されたスルーホール導体２７が位置する。各スルーホール導体２７の下端には、凹部２９の底面（天井面）に露出する電子部品接続配線３１が形成されている。
【００２９】
かかる配線３１には、Ｓｎ−Ｃｕ系などの低融点合金からなる図示しないハンダを介して、チップコンデンサ（電子部品）３５の上端から突出する電極３３が接続され、これにより当該コンデンサ３５を凹部２９内に実装している。
尚、チップコンデンサ３５は、その両側面の上端に突出する複数の電極３３を図５の前後方向に沿って有し、例えばチタン酸バリウムを主成分とする誘電層および内部電極になるＮｉ層を交互に積層したセラミックスコンデンサであって、３．２ｍｍ×１．６ｍｍ×０．７ｍｍのサイズを有する。また、凹部２９内におけるチップコンデンサ３５の周囲を図示しない埋込樹脂により内蔵しても良い。
【００３０】
図５に示すように、コア基板２の表面４の上方には、複数のビルドアップ絶縁層１６，２２および絶縁層（ソルダーレジスト層）３０と銅メッキからなる複数のビルドアップ配線層２４，２８とを、交互に積層したビルドアップ層ＢＵが形成される。上記コア配線層１４、ビルドアップ配線層２４，２８間を導通するため、上記絶縁層１６，２２に銅メッキからなるフィルドビア導体２０，２６が形成される。また、最上層の上記配線層２８における所定の位置には、上記絶縁層（ソルダーレジスト層）３０を貫通し且つ第１主面３２よりも高く突出する複数のハンダバンプ３４が形成される。かかるバンプ３４は、第１主面３２上に実装するＩＣチップ（半導体素子）３６と前記同様に接続される。
因みに、ビルドアップ絶縁層１６，２２や絶縁層３０の熱膨張率は、約６５ｐｐｍ／℃である。尚、ビルドアップ絶縁層１６，２２およびビルドアップ配線層２４，２８は、ビルドアップ層ＢＵを形成する。
【００３１】
図５に示すように、コア基板２の裏面９上（図面下側）で且つ凹部２９を除いた位置には、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４０μｍで熱膨張率が３０ｐｐｍ／℃以下の裏面側絶縁層１７が形成されている。かかる絶縁層１７の所定の位置には、その表面である第２主面１９側に開口する複数の開口部１８が形成され、その底部にはコア配線層１５から延びて第２主面１９側に露出する配線２１が位置する。かかる配線２１は、その表面にＮｉおよびＡｕメッキが被覆され、当該配線基板１ａ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、配線２１にハンダを介して銅系または鉄系合金からなる図示しない導体ピンを接続しても良い。
【００３２】
以上のような配線基板１ａによれば、熱膨張率が３０ｐｐｍ／℃以下のセラミック層３ａ，５，７からなるコア基板２および無機繊維を含む同様の熱膨張率の裏面側絶縁層１７により、ビルドアップ層ＢＵ側に凹み変形する反りが防ぐことができる。また、コア基板２の内部配線層１２，１３はスルーホール導体１０を介して、一方チップコンデンサ３５はスルーホール導体２７を介して、コア配線層１４，１５やビルドアップ配線層２４，２８と確実に導通できる。このため、多くの配線層や電子部品３５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。
【００３３】
尚、上記コア基板２は、次のようにして形成される。前記図２（Ａ）〜（Ｄ）で示したように、比較的厚肉のセラミック層３ａとなるグリーンシート３ａの中央部にスルーホール２５およびスルーホール導体２７を、周辺部にスルーホール１１およびスルーホール導体１０を予め形成する。また、比較的薄肉のセラミック層５，７となるグリーンシート５，７の中央部をパンチングして凹部２９の一部を形成し、その周辺部にスルーホール１１およびスルーホール導体１０を予め形成する。更に、これらのグリーンシート３ａ，５，７の表面４，８、裏面６，９に前記同様の内部配線層１２，１３やコア配線層１４，１５を個別に形成した後、かかるをグリーンシート３ａ，５，７を前記同様に積層して焼成する。
これ以降は、図３（Ａ）〜４（Ｂ）に示した工程と同様の工程を経ることにより、図５に示すような配線基板１ａを得ることができる。尚、スルーホール導体１０と内部配線層１２，１３やコア配線層１４，１５とを同じ工程で同時に形成しても良い。
【００３４】
本発明は、以上に説明した各形態に限定されるものではない。
前記コア基板２のセラミック層３，３ａ，５，７には、前記アルミナの他、シリカ、窒化アルミニウム、ガラスセラミック、ムライト、あるいは約１０００℃以下の比較的低温で焼成可能な低温焼成セラミックを用いても良い。あるいは、前記コア基板２を単一のセラミック板から形成しても良い。
また、前記スルーホール導体１０，２７、内部配線層１２，１３、およびコア配線層１４，１５は、前記Ｗなど焼成金属の他、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｎｉ−Ａｕ系などを用いても良く、前記ビルドアップ配線層２４などは、銅などの金属メッキを用いず、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、前記ビルドアップ絶縁層１６，２２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、パターン成形性等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。また、絶縁層に混入するガラス布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。
【００３６】
また、ビア導体は、前記フィルドビア導体２０，２６などでなく、内側が完全に導体で埋まってないほぼ円錐形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。
更に、前記凹部２９に実装する電子部品は、１つのみでも良い。あるいは、多数の配線基板（製品単位）１ａなどを含む多数個処理用治具における製品単位１個内に、複数の凹部２９を形成し且つ各凹部２９内に所要数の電子部品を実装しても良い。更に、複数のチップ状電子部品を互いの側面間で予め接着したユニットとし、これを前記凹部２９内に実装または内蔵することもできる。
【００３７】
また、チップ状電子部品には、前記チップコンデンサ３５などの他、チップ状のインダクタ、抵抗、フィルタなどの受動部品や、トランジスタ、半導体素子、ＦＥＴ、ローノイズアンプ（ＬＮＡ）などの能動部品も含まれると共に、互いに異種の電子部品同士を配線基板１ａの同じ凹部２９に併せて実装することも可能である。
更に、凹部２９に埋込樹脂を充填して電子部品３５を内蔵する形態では、当該凹部２９の内壁や底面に、シラン系、チタン系、またはアルミニウム系のカップリング剤を予め塗布しておくことで、上記埋込樹脂との密着性を高められる。
【００３８】
【発明の効果】
本発明の配線基板（請求項１）によれば、裏面側絶縁層は、無機繊維を含有しているので、その熱膨張率が抑制されるため、セラミックからなるコア基板を挟んで、その表面上方に交互に積層した複数のビルドアップ絶縁層を含むビルドアップ層の熱収縮と裏面側絶縁層の熱収縮とのバランスが保ち易くなる。従って、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、コア配線層、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。
また、請求項２の配線基板によれば、裏面側絶縁層とコア基板との熱膨張を確実に抑制できるため、配線基板全体の反りを一層防止可能となる。
【００３９】
一方、本発明の配線基板の製造方法（請求項３）によれば、セラミックからなるコア基板の裏面に形成する裏面側絶縁層は、無機繊維を含有しているため、その熱膨張率が抑制される。この結果、コア基板を挟んで、その表面上方に積層した複数のビルドアップ絶縁層を含むビルドアップ層の熱収縮と裏面側絶縁層の熱収縮とのバランスが保ち易くなるため、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を確実に製造することができる。
【００４０】
また、請求項４の配線基板の製造方法によれば、裏面側絶縁層を有する一対のコア基板を、両者の裏面側絶縁層の間に離型シートを挟持した状態で、各コア基板の表面上方にビルドアップ絶縁層およびビルドアップ配線層を交互にそれぞれ複数形成する。この結果、かかるビルドアップ絶縁層とビルドアップ配線層とからなるビルドアップ層を平坦に形成できる。しかも、離型シートを除去し且つビルドアップ層などを有する個別のコア基板に分離しても、無機繊維を含む裏面側絶縁層により、厚み方向の反りを一層容易に防止できる。
【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）は本発明の配線基板の製造方法における主な工程を示す概略図。
【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】（Ａ），（Ｂ）は図３（Ｂ）に続く主な製造工程を示す概略図。
【図５】図１の配線基板の応用形態である配線基板の主要部を示す断面図。
【図６】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
９……………裏面
１０…………スルーホール導体
１４，１５…コア配線層
１７…………裏面側絶縁層
１６，２２…ビルドアップ絶縁層
２４，２８…ビルドアップ配線層
Claims (4)
- セラミックからなり表面および裏面を有するコア基板と、
上記コア基板における表面と裏面との間を貫通するスルーホール導体と、
上記コア基板の表面および裏面に形成され且つ上記スルーホール導体と導通するコア配線層と、
上記コア基板の表面上方に形成され且つ上記スルーホール導体と導通する複数のビルドアップ配線層と、
上記コア基板とビルドアップ配線層との間およびビルドアップ配線層同士の間に形成された複数のビルドアップ絶縁層と、
上記コア基板の裏面上に直接または上記裏面側のコア配線層を介して形成され且つ無機繊維を含有する裏面側絶縁層と、を含む、ことを特徴とする配線基板。 - 前記コア基板および裏面側絶縁層における配線基板の厚み方向と直交する方向の熱膨張率が、３０ｐｐｍ／℃以下である、
ことを特徴とする請求項１に記載の配線基板。 - セラミックからなり表面および裏面を有するコア基板において、かかる表面および裏面にコア配線層を形成する工程と、
上記コア基板の表面と裏面との間を貫通し且つ上記コア配線層と導通するスルーホール導体を形成する工程と、
上記コア基板の裏面上に直接または上記裏面側のコア配線層を介して無機繊維を含有する裏面側絶縁層を形成する工程と、
上記コア基板の表面上方にビルドアップ絶縁層および上記スルーホール導体と導通するビルドアップ配線層を交互にそれぞれ複数形成する工程と、を含む、
ことを特徴とする配線基板の製造方法。 - 前記コア基板の表面上方に前記ビルドアップ絶縁層および前記スルーホール導体と導通する前記ビルドアップ配線層を交互にそれぞれ複数形成する工程は、
少なくとも前記コア配線層および上記スルーホール導体を形成した一対のコア基板を、それぞれの裏面に予め形成した裏面側絶縁層または同時に形成する裏面側絶縁層を対向させ且つかかる裏面側絶縁層の間に離型シートを介在させて固定すると共に、
上記一対のコア基板それぞれの表面上方に上記複数のビルドアップ絶縁層と複数のビルドアップ配線層とを交互にそれぞれ形成するものである、
ことを特徴とする請求項３に記載の配線基板の製造方法。
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