JP2005072063A

JP2005072063A - Wiring board and its manufacturing method

Info

Publication number: JP2005072063A
Application number: JP2003209115A
Authority: JP
Inventors: Tatsuya Ito; 達也伊藤
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 2003-08-27
Filing date: 2003-08-27
Publication date: 2005-03-17

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a wiring board containing a relatively thin metallic core substrate, high-density wiring layers, etc., and to provide a method by which the wiring board can be manufactured accurately and efficiently. <P>SOLUTION: The wiring board 1 comprises the metallic core substrate 2 having a front surface 3 and a rear surface 4, a plurality of insulating layers 8, 16, 22, 9, 15, and 23 respectively formed above the front surface 3 and rear surface 4 of the core substrate 2, and wiring layers 14, 20, 13, and 21 positioned among the insulating layers 8, 16, 22, 9, 15, and 23, The wiring board 1 also comprises through holes 2a formed through the core substrate 2 from the front surface 3 to the rear surface 4 and first via conductors 6 which connect conductor layers 5 formed on the rear surface 4 of the core substrate 2 after passing through the through holes 2a and the wiring layer 14 formed above the front surface 3 of the substrate 2 on which the conductor layers 5 are not formed. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属コア基板を内設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】
従来から配線基板の強度を高めるため、厚みが約１００μｍ〜数１００μｍの金属コア基板を用い、かかる金属コア基板の表面上方および裏面上方に複数の絶縁層とこれらの間に位置する配線層とをそれぞれ対称に積層した多層構造の配線基板が使用されている。かかる配線基板は、上記厚みで且つ多数個取り用の金属板にスルーホール導体用の貫通孔を穿孔した後、かかる金属板の表面上方および裏面上方に、絶縁層と配線層とを交互に積層するビルドアップ工程を行うことにより製造されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−１０１２４５号公報（第４〜７頁、図５）
【０００４】
ところで、金属コア基板は、薄肉であるほど配線基板全体の厚みを薄くできるが、上述した金属板およびこれを分割した金属コア基板を剛性のある芯材として用いると、その厚みを１００μｍ未満の薄肉とするには自ずと限界があった。
このため、金属コア基板の表面上方および裏面上方の配線層同士間を導通するスルーホール導体を形成するべく、大きな内径のスルーホールの穿孔、銅メッキによるスルーホール導体の形成、穴埋め樹脂の充填、および蓋メッキの形成などの煩雑な工程を要すると共に、上記導体や配線層の精密な配置（ファインピッチ）が困難であった。しかも、複数の金属コア基板を有する金属板を薄肉化すると、製造工程内や製造工程間のハンドリングにも支障を来す、という問題もあった。
【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、比較的薄肉の金属コア基板および高密度な配線層などを含む配線基板、およびこれを精度並びに効率良く得るための配線基板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および発明の効果】
本発明は、上記課題を解決するため、金属コア基板を絶縁層や配線層と同様に積層すべき１単位と着想する、ことにより成されたものである。
即ち、本発明の第１の配線基板（請求項１）は、表面および裏面を有する金属コア基板と、かかる金属コア基板の表面上方および裏面上方にそれぞれ形成した複数の絶縁層およびその間に位置する配線層と、上記金属コア基板の表面と裏面との間を貫通する第１貫通孔と、かかる第１貫通孔を貫通し且つ上記金属コア基板の表面または裏面に形成した導体層とかかる導体層のない表面または裏面の上方の上記配線層の何れか一方との間を接続する第１ビア導体と、を含む、ことを特徴とする。
【０００７】
これによれば、金属コア基板の表面上方および裏面上方にそれぞれ形成した配線層同士の間を、上記第１貫通孔の内壁に接しつつ貫通する第１ビア導体およびこれに接続した導体層により接続するため、当該金属コア基板を薄肉化できる。また、金属コア基板を薄肉化できるため、その表面上方および裏面上方に配線層をそれぞれ高密度に形成することもできる。しかも、従来のように、金属コア基板の表面と裏面との間を絶縁材を介して貫通するスルーホール導体を用いないため、後述する製造方法も容易となる。
付言すれば、上記配線基板は、前記金属コア基板の厚みが５０μｍ以下である、とすることも可能である。望ましい厚みは、３５μｍまたはこれ以下である。
【０００８】
尚、金属コア基板は、上記厚みの銅箔、ステンレス鋼（例えばＳＵＳ３０４）箔や、Ｆｅ−４２ｗｔ％Ｎｉ（所謂４２アロイ）またはＦｅ−３６ｗｔ％Ｎｉ（インバ−）などの箔を含む薄板が用いられる。また、前記ビア導体は、円錐形状の導体であるコンフォーマルビア導体の他、フィルドビア導体も含まれ、後者の場合は、金属コア基板の貫通孔内を貫通するフィルドビア導体の真上や真下に別のフィルドビア導体を接続しても良い。
【０００９】
付言すれば、本発明の配線基板は、表面および裏面を有する金属コア基板と、上記金属コア基板の表面上方および裏面上方にそれぞれ形成した複数の絶縁層およびその間に位置する配線層と、上記金属コア基板の表面と裏面との間を貫通する前記第１貫通孔と、かかる第１貫通孔を貫通し且つ上記金属コア基板の表面または裏面に形成した導体層とかかる導体層のない表面または裏面の上方の配線層の何れか一方との間を接続する前記第１ビア導体と、金属コア基板の表面と裏面との間を貫通する第２貫通孔内を絶縁材を介して貫通し且つ上記表面上方の配線層と裏面上方の配線層との間を接続する第２ビア導体と、を含む、とすることも可能である。
【００１０】
また、本発明には、前記第１ビア導体は、前記金属コア基板および導体層に形成した環状孔に囲まれた環状部の内側に位置する前記第１貫通孔を貫通している、配線基板（請求項２）も含まれる。これによれば、金属コア基板のうち上記環状孔に囲まれ且つ内側に第１貫通孔を有する環状部に位置する導体層は、第１ビア導体と一体のビアランドとなり、金属コア基板の表面上方の配線層と裏面上方の配線層とを短い導通経路で接続することができる。尚、上記第１ビア導体には、内部まで導体で埋まっているフィルドビア導体が好適である。
【００１１】
付言すれば、本発明の配線基板は、表面および裏面を有する金属コア基板と、上記金属コア基板の表面上方および裏面上方にそれぞれ形成した複数の絶縁層およびその間に位置する配線層と、上記金属コア基板の表面と裏面との間を貫通する前記第１貫通孔と、かかる第１貫通孔を貫通し且つ上記金属コア基板の表面または裏面に形成した導体層とかかる導体層のない表面または裏面の上方の配線層の何れか一方との間を接続する前記第１ビア導体と、を備え、第１ビア導体の一部は、金属コア基板および導体層を貫通する環状孔に囲まれた環状部の内側に位置する第１貫通孔を貫通している、とすることも可能である。
また付言すれば、本発明の配線基板は、前記金属コア基板は、平面視で矩形を呈すると共に、その各側面は前記絶縁層の何れかと一体の側面絶縁材により被覆されている、とすることもできる。
これによる場合、金属コア基板の４つの側面は、上記絶縁層の何れかと一体で且つ当該金属コア基板の各側面とほぼ平行な側面絶縁材によって被覆されている。このため、従来のような金属コア基板の側面からタイバーが突出しないので、これによる外部や基板内部との不用意な導通を防止できると共に、配線基板の周辺部においても緻密な配線層を配置することが可能となる。
【００１２】
一方、本発明の配線基板の製造方法（請求項３）は、支持基板の平坦面上に複数の絶縁層およびその間に位置する配線層を形成する工程と、前記のうち最外層の絶縁層の上方に金属コア基板を積層する工程と、上記金属コア基板を貫通する第１貫通孔を形成する工程と、前記第１貫通孔の下方に位置する上記絶縁層に上記配線層に達する第１ビアホールを形成する工程と、上記第１貫通孔および第１ビアホール内に第１ビア導体を形成し且つ上記金属コア基板の上面に第１ビア導体と接続する導体層を形成する工程と、を含む、ことを特徴とする。
【００１３】
これによれば、金属コア基板は、剛性を有する支持基板の平坦面（平坦な表面）上に予め形成された絶縁層の上方に積層されるため、前述した薄肉の銅箔などとすることができる。また、薄肉の金属コア基板を貫通する第１貫通孔も精度良く容易に形成できると共に、その上面に形成する導体層と接続する第１ビア導体を上記貫通孔内に確実に形成できる。しかも、剛性を有する支持基板の平坦面の上方に絶縁層や配線層などを順次積層するため、ハンドリング性も向上する。
【００１４】
尚、上記「最外層の絶縁層」とは、支持基板から相対的に離れている絶縁層を指す。また、支持基板には、剛性を有する厚みが約１ｍｍの銅板、銅合金板、鋼板、ステンレス鋼板、アルミニウム合金板、あるいはチタン合金板などが用いられ、且つ平坦な表面である平坦面を有するものである。かかる平坦面は、製品単位である前記金属コア基板を平面方向に沿って複数個載置できる多数個取り用の広さを有しても良く、かかる平坦面を有する大きな支持基板（パネル）としても良い。更に、支持基板の平坦面上に、積層する順序は、前記配線基板の第１主面側のソルダーレジスト層（絶縁層）、配線層、絶縁層、および金属コア基板などの順の他、前記配線基板の第２主面側のソルダーレジスト層（絶縁層）、配線層、絶縁層、および金属コア基板などの順としても良い。即ち、前記「新たな絶縁層」や後述する「新たな配線層」および「別の絶縁層」は、製造工程における支持基板の平坦面上に積層する順序における相対的な呼称である。
【００１５】
また、本発明には、前記各工程の後に、前記金属コア基板および導体層を貫通する第２貫通孔を形成する工程と、上記金属コア基板の上面に新たな絶縁層を形成する工程と、かかる新たな絶縁層および上記第２貫通孔内の絶縁材を貫通し且つ前記配線層に達する第２ビアホールを形成する工程と、かかる第２ビアホール内に第２ビア導体を形成し且つ上記新たな絶縁層の上方に第２ビア導体と接続する新たな配線層を形成する工程と、を有する、配線基板の製造方法（請求項４）も含まれる。これによれば、第１ビア導体および第２ビア導体を介して、金属コア基板を挟んでその表面上方および裏面上方に複数の配線層およびその間に形成した配線層を精度良く高密度で形成できる。
【００１６】
更に、本発明には、前記各工程の後に、前記金属コア基板および前記導体層を貫通しており、内側に前記第１貫通孔および第１ビア導体を有し且つ平面視がリング形状または矩形状などの環状孔を形成する工程と、上記金属コア基板の上面に環状孔内を含めて新たな絶縁層を形成する工程と、を有する、配線基板の製造方法（請求項５）も含まれる。これによれば、金属コア基板のうち環状孔に囲まれた環状部の上方に位置し且つ第１ビア導体の上方に隣接する導体層は、その上方に形成される新たな配線層と接続するための新たなビア導体の下端に接するビアランドとなる。このため、金属コア基板を介することなく、当該金属コア基板の表面および裏面上方の配線層を別途に短い経路で導通することができる。
付言すれば、上記各工程の後に、前記支持基板を除去する工程と、を更に有する、配線基板の製造方法とすることもできる。これによる場合、金属コア基板を含む多層構造の配線基板とした後で、支持基板を除去することが可能となる。
尚、上記支持基板の除去方法は、銅製の支持基板である場合、例えば塩化第２銅溶液によりエッチングする方法が採られる。
【００１７】
更に付言すれば、本発明の配線基板の製造方法は、前記金属コア基板には、製品単位（金属コア基板）を複数有する多数個取りの金属薄板が用いられ、前記第２貫通孔を形成する工程と同時に、前記導体層および上記金属薄板を穿孔することにより、かかる金属薄板を複数の金属コア基板に分離する平面視が矩形の区画溝を形成する工程を有する、とすることもできる。
これによる場合、金属薄板は、上記区画孔（溝）に囲まれた製品単位である複数の金属コア基板ごとに分割されると共に、前記支持基板を除去した後で、区画孔の幅方向の中間に沿ってダイシング加工などにより切断することにより、金属コア基板の側面が側面絶縁材で覆われている前記配線基板を確実に得ることが可能となる。尚、上記金属薄板には、銅や銅合金などからなる金属箔が含まれる。
【００１８】
【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１形態である配線基板１の模式的断面を示す。
配線基板１は、図１に示すように、表面３および裏面４を有する金属コア基板２と、この金属コア基板２の表面３上方および裏面４上方（図示で下方）にそれぞれ形成した複数の絶縁層８，１６，２２，９，１５，２３およびその間に位置する配線層１４，２０，１３，２１と、上記金属コア基板２の表面３と裏面４との間を貫通する第１貫通孔２ａと、かかる第１貫通孔２ａをその内壁と接触しつつ貫通し且つ上記裏面４上方の導体層５と表面３上方の配線層１４との間を接続する第１ビア導体（コンフォーマルビア導体）６と、を含んでいる。
金属コア基板２は、平面視が正方形（矩形）で厚みが３５μｍの銅箔または銅合金（例えばＣｕ−２．３ｗｔ％Ｆｅ−０．０３ｗｔ％Ｐ：所謂１９４アロイ）の箔からなる。金属コア基板２には、表面３と裏面４との間を貫通する内径約２００μｍの第１貫通孔２ａと、導体層５と共に貫通する内径約２５０μｍの第２貫通孔２ｂとが所定の位置に複数貫通している。
【００１９】
図１に示すように、金属コア基板２の表面３上方には、厚みが約４０μｍでエポキシ系樹脂からなる絶縁層８，１６および厚みが約２０μｍで同様の樹脂からなるソルダーレジスト層（絶縁層）２２と、これらの間に位置し所定のパターンを有する厚みが約１５μｍの配線層１４，２０が積層されている。この配線層１４，２０間は、ビア導体（コンフォーマルビア導体）１８により接続される。
尚、絶縁層８などは、例えばシリカフィラなどの無機フィラを含み、上記配線層１４などは、銅メッキ膜や銅箔からなる。また、絶縁層８，１６および配線層１４，２０は、一方のビルドアップ層を形成している。
【００２０】
一方、図１に示すように、金属コア基板２の裏面４には、その全面に厚みが約１５μｍの導体層５が形成される。また、金属コア基板２の裏面４および導体層５の上方（図示で下方）には、厚み約４０μｍでエポキシ系樹脂からなる上記同様の絶縁層９，１５および厚み約２０μｍで同様の樹脂からなるソルダーレジスト層（絶縁層）２３と、これらの間に位置し所定のパターンを有する厚み約１５μｍの配線層１３，２１が積層される。上記導体層５と配線層１３との間は、ビア導体（コンフォーマルビア）１７により接続され、配線層１３，２１間は、ビア導体（コンフォーマルビア）１９により接続されている。尚、絶縁層９，１５および配線層１３，２１は、他方のビルドアップ層を形成している。
【００２１】
図１（Ａ）に示すように、金属コア基板２の第１貫通孔２ａには、その内壁に接する第１ビア導体（コンフォーマルビア）６が形成され、かかる第１ビア導体６の下端に導体層５が接続されている。第１ビア導体６は、導体層５と配線層１４との間を接続し、且つ図示でその内側の凹んだ部分には、絶縁層１５と一体の絶縁材７が充填されている。
また、図１に示すように、金属コア基板２の各側面は、当該側面と平行で且つ一定の厚み（約３５μｍ：金属コア基板２の厚み分）の側面絶縁材２ｃに被覆され、かかる側面絶縁材２ｃは、絶縁層８，９の何れかの一方と一体である。
図１の左右に示すように、金属コア基板２の第２貫通孔２ｂには、絶縁材１２を介して配線層１４，１３間を接続する第２ビア導体（コンフォーマルビア）１０が形成され、且つ図示でその内側の凹んだ部分には、絶縁層１５と一体の絶縁材１１が充填されている。尚、第２貫通孔２ｂ内に充填された絶縁材１２は、絶縁層８，９の何れかの一方と一体である。
【００２２】
更に、図１に示すように、配線層２０における所定の表面には、ソルダーレジスト層２２を貫通する複数の開口部２６が形成され、それらの底面にランド２８が個別に露出する。かかるランド２８の表面上に、半球形状のハンダバンプ３０が第１主面２４よりも高く突出して形成される。かかるハンダバンプ３０は、Ｓｎ−Ａｇ系、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ｚｎ系、Ｐｂ−Ｓｎ系など（本実施形態ではＳｎ−Ａｇ系）の低融点合金からなり、第１主面２４上に実装されるＩＣチップ（電子部品）３１の接続端子と個別に接続される。
尚、ハンダバンプ３０とＩＣチップ３１の接続端子とは、図示しないアンダーフィル材に覆われ且つ保護される。
【００２３】
一方、図１に示すように、配線層２１から延びた配線２９は、最下層のソルダーレジスト層（絶縁層）２３に設けた開口部２７の底面に位置し且つ第２主面２５側に露出している。かかる配線２９は、その表面にＮｉメッキおよびＡｕメッキが薄く被覆され、当該配線基板１自体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して活用される。尚、配線２９の表面には、ハンダボールや銅系合金あるいは鉄系合金の導体ピンなどを接合しても良い。
【００２４】
以上のような配線基板１によれば、金属コア基板２が薄肉であるため、かかる金属コア基板２の表面３上方および裏面４上方に配線層１４，１３などを高密度にそれぞれ形成できる。また、第１ビア導体６、導体層５、およびビア導体１７を介して、配線層１４，１３および金属コア基板２間が互いに接続されるため、配線構造を緻密化および高性能化することができる。更に、第２ビア導体１０を介して、配線層１４，１３間を直に接続できる。加えて、金属コア基板２の各側面が側面絶縁材２ｃで被覆され且つ従来のようなタイバーが突出しないため、外部や基板内部との不要な導通を防止でき、配線基板１の周辺部にも緻密な配線層を配置することが可能となる。尚、配線基板１の金属コア基板２は、信号電極として活用するほか、電源電極または接地電極としても活用することができる。
【００２５】
ここで、前記配線基板１の製造方法を図２〜図５によって説明する。尚、図２，４，５は、前記図１における配線基板１の左側部分に基づいて図示する。
図２（Ａ）に示すように、予め厚みが約１ｍｍの銅板からなり且つ剛性を有するる支持基板３２を用意し、その平坦な表面である平坦面３３の表面上方に、厚みが約２０μｍのエポキシ系樹脂フィルムを積層し且つ熱圧着することで、絶縁層（ソルダーレジスト層）２２を形成する。尚、この製造方法では、前記配線基板１の第１主面２４側の部分から順次積層を行う。また、支持基板３２は、複数の配線基板１を製造可能な多数個取り用の金属パネルである。
【００２６】
次に、絶縁層２２の表面上方に図示しない厚さ約１５μｍの銅箔を貼り付け、その上に形成したドライフィルムを露光・現像して所定パターンのエッチングレジストを形成し、上記銅箔をエッチングした後、かかるエッチングレジストを剥離する（公知のサブトラクティブ法）を施す。その結果、図２（Ａ）に示すように、絶縁層２２の表面上方に上記パターンに倣った配線層２０が形成される。
次いで、絶縁層２２および配線層２０の表面上方に厚みが約４０μｍのエポキシ系樹脂フィルムを積層し且つ熱圧着して絶縁層１６を形成する。かかる絶縁層１６の所定の位置にレーザ（例えば炭酸ガスレーザ）を照射して配線層２０の表面が露出するビアホールを形成し、かかるビアホール内を含む絶縁層１６の表面上方に粗面化処理、無電解銅メッキ、および電解銅メッキを全面に施す。得られた銅メッキ膜の上面に形成したドライフィルム（図示せず）を露光・現像して所定パターンのエッチングレジストを形成し、上記銅メッキ膜をエッチングした後、上記エッチングレジストを剥離する。
【００２７】
その結果、図２（Ａ）に示すように、絶縁層１６の表面上方に上記パターンに倣った配線層１４が形成され、且つ上記ビアホール内には、配線層２０，１４間を接続するビア導体１８が形成される。
更に、図２（Ｂ）に示すように、支持基板３２から離れた最外層の絶縁層１６および配線層１４の表面上方に厚みが約４０μｍのエポキシ系樹脂フィルムを積層し且つ熱圧着して絶縁層８を形成すると共に、かかる絶縁層８の表面上方に厚みが約３５μｍの金属コア基板２（金属薄板２ｅ）を積層して圧着する。
この段階では、図３（Ａ）に示すように、前記支持基板３２の上方は、製品単位である複数の金属コア基板２を含む金属薄板２ｅに覆われている。尚、上記絶縁層２２，１６，８は、本発明の製造方法における「複数の絶縁層」に相当する。
【００２８】
次に、金属コア基板２（金属薄板２ｅ）の上面に形成したドライフィルムを露光・現像して所定パターンのエッチングレジストを形成し、上記金属薄板２ｅをエッチングした後、上記エッチングレジストを剥離する。
その結果、図２（Ｃ）に示すように、金属コア基板２の所定の位置に表面３と裏面４との間を貫通する内径が約２００μｍの第１貫通孔２ａが穿孔される。
第１貫通孔２ａの底面に露出する絶縁層８にレーザ（例えば炭酸ガスレーザ）を照射する。その結果、図２（Ｃ）に示すように、絶縁層８を貫通して配線層１４の表面に達するほぼ円錐形の第１ビアホール８ａが穿設される。かかる第１ビアホール８ａの最大内径は、約１００μｍである。
【００２９】
次いで、第１ビアホール８ａの内壁を粗化処理し、且つ第１ビアホール８ａ内と第１貫通孔２ａとに無電解銅メッキを施した後、金属コア基板２の裏面４を含めて電解銅メッキを施す。その結果、図２（Ｄ）に示すように、第１ビアホール８ａおよび第１貫通孔２ａ内には、これらに倣ったほぼ円錐形の第１ビア導体６が形成され、且つ金属コア基板２の裏面４の全面に第１ビア導体６と接続する導体層５が形成される。
更に、導体層５の上面上方に形成したドライフィルムを露光・現像して所定パターンのエッチングレジストを形成し、上記導体層５および金属コア基板２をエッチングした後、上記エッチングレジストを剥離する。その結果、図２（Ｅ）に示すように、金属コア基板２および導体層５の所定の位置に第２貫通孔２ｂが穿孔される。同時に、図２（Ｅ）および図３（Ｂ）に示すように、導体層５を含む金属薄板２ｅには、複数の金属コア基板２の境界に沿って平面視が正方形（矩形）の区画孔（溝）２ｄが形成される。尚、図３（Ｂ）中の符号２ｆは耳部を示す。
【００３０】
次に、図４（Ａ）に示すように、金属コア基板２（金属薄板２ｂ）の上面（裏面４）上方に、厚みが約４０μｍのエポキシ系樹脂フィルムを積層し且つ熱圧着して絶縁層９を形成すると共に、かかる絶縁層９の一部を第１ビア導体６の凹部に充填し且つ第２貫通孔２ｂ内に充填して絶縁材１２を形成する。同時に、絶縁層９の一部を上記区画孔２ｄ内に充填して側面絶縁材２ｃを形成する。本形態では、側面絶縁材２ｃは、絶縁層９と一体である。尚、上記絶縁層９は、本発明の製造方法における「新たな絶縁層」に相当する。
更に、絶縁層９および絶縁材１２の中心付近にレーザ（例えば炭酸ガスレーザ）を照射する。その結果、図４（Ｂ）に示すように、絶縁層９と絶縁材１２の中心部付近を貫通し且つ配線層１４の表面に達するほぼ円錐形の第２ビアホール１０ａが形成される。第２ビアホール１０ａの最大内径は、約１００μｍである。
同時に、絶縁層９の所定の位置にレーザを照射して導体層５に達するほぼ円錐形のビアホール１７ａを形成する。
【００３１】
次に、絶縁層９の表面、第２ビアホール１０ａ、およびビアホール１７ａの内壁を粗化処理し且つ無電解銅メッキによる銅メッキ膜を形成し、絶縁層９の表面上方に所定パターンのドライフィルムを形成した後、かかるドライフィルム間に銅メッキを施す。更に、当該フイルムを剥離した後、クイックエッチングを施す（公知のセミアディティブ法）。
その結果、図４（Ｃ）に示すように、第２ビアホール１０ａ内には、これに倣った第２ビア導体１０が形成され、且つビアホール１７ａ内には、ビア導体１７が形成される。同時に、絶縁層９の表面上方に第２ビア導体１０やビア導体１７と接続し且つ所定パターンを有する配線層１３が形成される。尚、配線層１３は、本発明の製造方法における「新たな配線層」に相当する。
次いで、図４（Ｄ）に示すように、絶縁層９および配線層１３の表面上方に、厚みが約４０μｍのエポキシ系樹脂フィルムを積層し且つ熱圧着して絶縁層１５を形成し、この絶縁層１５の一部を第２ビア導体１０の内側に充填して絶縁材１１とする。尚、絶縁層１５は、本発明の製造方法で「別の絶縁層」に相当する。
【００３２】
更に、絶縁層１５の所定の位置をレーザ加工してビアホールを形成し、且つこのビアホール内および絶縁層１５の表面上方に前記同様のセミアデティブ法を施す。この結果、図４（Ｄ）に示すように、絶縁層１５の表面上方に所定パターンの配線層２１が形成され、且つ上記ビアホール内には配線層１３，２１間を接続するビア導体１９が形成される。
次に、図４（Ｄ）に示すように、絶縁層１５および配線層２１の表面上方に、厚みが約２０μｍのエポキシ系樹脂フィルムを積層し且つ熱圧着してソルダーレジスト層（絶縁層）２３を形成し、その表面（第２主面）２５から配線層２１に達する開口部２７をレーザ加工などで形成する。かかる開口部２７の底面に露出する配線２９の表面にＮｉメッキおよびＡｕメッキを施す。
【００３３】
この段階で、支持基板３２を塩化第２銅溶液のシャワー噴射によりエッチングして除去した後、図４（Ｄ）中の破線Ｓで示すように、区画孔２ｄの幅方向の中間に沿って、金属コア基板２ごとにダイシングブレードにより切断する。
この結果、図５（Ａ）に示すように、金属コア基板２ごとの複数（本実施形態では４個）の製品単位が得られる共に、複数の金属コア基板２の各側面は、それらと平行で且つ一定の厚みである側面絶縁材２ｃによって覆われている。
次いで、図５（Ｂ）に示すように、最下層のソルダーレジスト層（絶縁層）２２の表面（第１主面）２４の所定の位置をレーザ加工などして、配線層２０に達する開口部２６を穿設し、配線層２０の表面が露出するランド２８を複数形成する。
【００３４】
そして、図５（Ｃ）に示すように、ランド２８ごとにハンダバンプ３０を第１主面２４よりも高く突出して個別に形成する。これにより、前記配線基板１を複数個製造することができる。
以上のような配線基板１の製造方法によれば、薄肉の金属コア基板２に第１・第２貫通孔２ａ，２ｂを精度良く容易に形成できると共に、第１貫通孔２ａ内に第１ビア導体６を、第２貫通孔２ｂ内に絶縁材１２を介して第２ビア導体１０をそれぞれ容易に形成できる。しかも、金属コア基板２の表面３および裏面４の上方に形成する絶縁層８，９などや配線層１３，１４などを高密度で且つ精度良く配置することができ、且つ側面絶縁材２ｃも併せて形成できる。
尚、配線基板１の製造方法は、支持基板３２の平坦面３３の上方に、第２主面２５側の絶縁層２３，配線層２１，絶縁層１５，配線層１３，絶縁層９、および金属コア基板２などの順序にして、前述した方法と逆向きに積層しても良い。
【００３５】
図６（Ａ）は、異なる形態の配線基板１ａの断面を模式的に示す。尚、以下において、前記形態と共通する部分や要素には、前記形態と共通する符号を用いる。
配線基板１ａは、図６（Ａ）に示すように、表面３および裏面４を有する前記同様の金属コア基板２と、かかる金属コア基板２の表面３上方および裏面４上方にそれぞれ形成した複数の絶縁層８，１６，２２，９，１５，２３およびその間に位置する配線層１４，２０，１３，２１と、上記金属コア基板２の表面３と裏面４との間を貫通する第１貫通孔２ａおよび環状孔３５と、を含んでいる。
第１貫通孔２ａには、その内壁と接しつつ貫通し且つ表面３上方の配線層１４と金属コア基板２の裏面４の全面に形成した導体層５との間を接続する第１ビア導体（フィルドビア導体）３４が位置する。また、環状孔３５内には、絶縁材１２を介して配線層１４，１３間を接続する第１ビア導体（フィルドビア導体）３８および環状部３６が位置する。
【００３６】
図６（Ａ）に示すように、金属コア基板２の表面３上方には、前記同様の絶縁層８，１６およびソルダーレジスト層（絶縁層）２２と、これらの間に位置し所定のパターンを有する前記同様の配線層１４，２０が積層され、かかる配線層１２，２１間は、前記同様のビア導体１８により接続されている。
また、図６（Ａ）に示すように、金属コア基板２の裏面４の全面には、導体層５が形成され、かかる導体層５と配線層１３との間は、前記同様のビア導体１７が接続する。更に、金属コア基板２の裏面４および導体層５の上方（図示で下方）にも、前記同様の絶縁層９，１５およびソルダーレジスト層（絶縁層）２３と、これらの間に位置する前記同様の配線層１３，２１とが積層され、配線層１３，２１間は、前記同様のビア導体１９により接続されている。
【００３７】
図６（Ａ）に示すように、金属コア基板２の中程の第１貫通孔２ａには、配線層１４と導体層５との間を接続する第１ビア導体３４が位置する。
また、図６（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、金属コア基板２の左右に位置するリング状の環状孔３５には、相似形の絶縁材１２を介して、中心部に第１貫通孔２ａを有するリング状の環状部３６が位置する。
かかる環状部３６は、後述するように金属コア基板２から分離したもので、内側の第１貫通孔２ａに第１ビア導体（フィルドビア導体）３８が接触しつつ貫通し、且つかかる環状部３６の裏面の全体に第１ビア導体３８の下端と一体のビアランド３９が形成されている。
【００３８】
第１ビア導体３８の上端は、配線層１４に接続される共に、第１ビア導体３８の下端に位置するビアランド３９には、ビア導体１７が接続される。従って、配線層１４，１３は、ビア導体３８，１７を介して導通可能とされている。
更に、図６（Ａ）に示すように、金属コア基板２の各側面は、当該側面と平行で且つ一定の厚み（約３５μｍ：金属コア基板２の厚み分）の側面絶縁材２ｃに被覆され、かかる側面絶縁材２ｃも絶縁層８，９の何れかの一方と一体である。
また、図６（Ａ）に示すように、配線層２０における所定の表面には、前記同様のランド２８が形成され、かかるランド２８の表面上に半球形状のハンダバンプ３０が第１主面２４よりも高く突設されている。かかるハンダバンプ３０は、Ｓｎ−Ａｇ系などの低融点合金からなり、第１主面２４上に実装される図示しないＩＣチップなど（電子部品）の接続端子と個別に接続される。
【００３９】
一方、図６（Ａ）に示すように、配線層２１から延びた配線２９は、最下層のソルダーレジスト層（絶縁層）２３の開口部２７の底面に位置し且つ第２主面２５側に露出する。かかる配線２９の表面には、ＮｉメッキおよびＡｕメッキが薄く被覆され、当該配線基板１ａ自体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して活用される。尚、配線２９の表面には、ハンダボールや銅系合金あるいは鉄系合金の導体ピンなどを接合しても良い。
以上のような配線基板１ａによれば、前記配線基板１と同様に、金属コア基板２の表面３上方および裏面４上方に配線層１４，１３などが高密度にそれぞれ配置されると共に、金属コア基板２の各側面が側面絶縁材２ｃで被覆されているため、外部や基板内部との不要な導通を防止でき、配線基板１ａの周辺部にても緻密な配線層を配置することが可能となる。しかも、第１ビア導体３８は、環状部３６の貫通孔２ａを貫通し且つ当該ビア導体３８と一体のビアランド３９に垂直方向に同心のビア導体１７と接続されるため、電気的導通が安定して得られる。
【００４０】
ここで、配線基板１ａの製造方法を図７，８によって説明する。尚、図７，８では、前記図６（Ａ）における配線基板１ａの左側部分に基づいて図示する。
図７（Ａ）に示すように、前記同様の銅板からなる支持基板３２の平坦面３３の表面上方に、前記同様の絶縁層（ソルダーレジスト層）２２を形成する。尚、本製造方法も、前記配線基板１ａの第１主面２４側から順次積層を行う。
次に、絶縁層２２の表面上方に前記同様に銅箔を貼り付け、前記同様のサブトラクティブ法を施して、図７（Ａ）に示すように、配線層２０を形成する。
【００４１】
次いで、絶縁層２２および配線層２０の表面上方に前記同様のエポキシ系樹脂フィルムを積層し且つ圧着して絶縁層１６を形成する。かかる絶縁層１６の所定の位置に配線層２２の表面が露出するビアホールを形成し、かかるビアホール内を含む絶縁層１６の表面上方に無電解銅メッキや電解銅メッキなどを全面に施す。得られた銅メッキ膜の上面に形成したドライフィルムを露光・現像して所定パターンのエッチングレジストを形成し、上記銅メッキ膜をエッチングした後、エッチングレジストを剥離する。その結果、図７（Ａ）に示すように、絶縁層１６の表面上方に上記パターンに倣った配線層１４が形成され、且つ上記ビアホール内には、配線層２０，１４間を接続するビア導体１８が形成される。
【００４２】
更に、図７（Ｂ）に示すように、最外層の絶縁層１６と配線層１４との表面上方に前記同様のエポキシ系樹脂フィルムを積層・圧着して絶縁層８を形成すると共に、その表面上方に厚みが約３５μｍの金属薄板２ｅ（金属コア基板２）を積層・圧着する。この段階では、前記図３（Ａ）に示すように、前記支持基板３２の上方は、製品単位である複数の金属コア基板２を含む金属薄板２ｅに覆われている。
次いで、金属コア基板２（金属薄板２ｅ）の上面（裏面４）上方に形成したドライフィルムを露光・現像して所定パターンのエッチングレジストを形成し、上記金属薄板２ｅをエッチングした後、上記エッチングレジストを剥離する。この結果、図７（Ｃ）に示すように、金属コア基板２の所定の位置に内径が約２００μｍの第１貫通孔２ａが穿孔される。第１貫通孔２ａの底面に露出する絶縁層８に前記同様のレーザ加工を施して、配線層１４の表面が露出する第１ビアホール８ａを穿設する。
【００４３】
次いで、複数の第１ビアホール８ａの内壁を粗化処理し、且つかかる第１ビアホール８ａ内および第１貫通孔２ａに無電解銅メッキを施した後、金属コア基板２の裏面４を含めて電解銅メッキを施す。
その結果、図７（Ｄ）に示すように、第１ビアホール８ａ内および貫通孔２ａ内には、これらに倣ったほぼ円錐形で内部も銅で埋まった第１ビア導体（フィルドビア導体）３４，３８が形成され、且つ金属コア基板２の裏面４の全面に第１ビア導体３４，３８と接続する導体層５が形成される。
更に、導体層５の上面上方に形成したドライフィルムを露光・現像して所定パターンのエッチングレジストを形成し、上記導体層５をエッチングした後、前記エッチングレジストを剥離する。
【００４４】
その結果、図７（Ｅ）に示すように、金属コア基板２および導体層５の所定の位置にリング状の環状孔３５が穿孔され、中心部に貫通孔２ａおよび第１ビア導体３８を有する環状部３６が、金属コア基板２から分離して形成される。
同時に、図７（Ｅ）および前記図３（Ｂ）に示すように、複数の金属コア基板２の境界に沿って平面視が正方形（矩形）の区画孔（溝）２ｄが形成される。
次に、図８（Ａ）に示すように、金属コア基板２（金属薄板２ｅ）の上面（裏面４）上方に、前記同様の樹脂フィルムを積層して絶縁層９を形成すると共に、この絶縁層９の一部を環状孔３５内に充填して絶縁材１２を形成する。同時に、絶縁層９の一部を上記区画孔２ｄ内に充填して側面絶縁材２ｃを形成する。
更に、絶縁層９の所定の位置にレーザ（例えば炭酸ガスレーザ）を照射する。その結果、図８（Ｂ）に示すように、底面に導体層５が露出するほぼ円錐形のビアホール１７ａ、および、絶縁層９を貫通し且つ第１ビア導体３８上端のビアランド３９に達するビアホール１７ｂがそれぞれ形成される。
【００４５】
次に、絶縁層９の表面およびビアホール１７ａ，１７ｂの内壁を粗化処理し且つ無電解銅メッキを施し、絶縁層９の表面上方に所定パターンのドライフィルムを形成した後、かかるフィルム間に銅メッキを施す。そして、上記フイルムを剥離した後、クイックエッチングを施す（公知のセミアディティブ法）。
その結果、図８（Ｃ）に示すように、ビアホール１７ａ，１７ｂ内には、これに倣ったビア導体１７が個別に形成され、且つ絶縁層９の表面上方にビア導体１７と接続する配線層１３が形成される。尚、図８（Ｃ）で右側のビア導体１７と第１ビア導体３８とは、互いに同心である。
次いで、図８（Ｄ）に示すように、絶縁層９および配線層１３の表面上方に、前記同様の樹脂フィルムを積層・圧着して絶縁層１５を形成する。
【００４６】
更に、絶縁層１５の所定の位置にレーザ加工などしてビアホールを形成し、且つかかるビアホール内および絶縁層１５の表面上方に前記同様のセミアデティブ法を施す。この結果、図８（Ｄ）に示すように、絶縁層１５の表面上方に前記同様の配線層２１が形成され、且つ上記ビアホール内に配線層１３，２１間を接続するビア導体１９が形成される。
次いで、図８（Ｅ）に示すように、絶縁層１５および配線層２１の表面上方に、前記同様の樹脂フィルムを積層・圧着してソルダーレジスト層（絶縁層）２３を形成し、その表面（第２主面）２５から配線層２１に達する開口部２７を前記同様に形成する。この開口部２７の底面に露出する配線２９の表面にＮｉメッキおよびＡｕメッキを施す。
【００４７】
かかる段階で、支持基板３２を前記同様にして除去すると共に、区画孔（溝）２ｄの幅方向の中間に沿って金属コア基板２ごとにダイシングブレードなどにより切断して分離する。その結果、図８（Ｅ）に示すように、金属コア基板２ごとの複数の製品単位（１ａ）が得られ、複数の金属コア基板２の各側面は、残った側面絶縁材２ｃによって覆われている。
そして、図８（Ｅ）に示すように、ソルダーレジスト層（絶縁層）２２の表面（第１主面）２４の所定位置を前記同様に穿設して、配線層２０の表面が露出するランド２８を複数形成する。かかるランド２８にハンダバンプ３０を第１主面２４よりも高く突出して形成すると、複数の前記配線基板１ａが得られる。
【００４８】
以上のような配線基板１ａの製造方法によれば、薄肉の金属コア基板２に第１貫通孔２ａや環状孔３５を精度良く容易に形成でき、第１貫通孔２ａ内に第１ビア導体（フィルドビア）３４，３８を容易に形成できる。また、金属コア基板２の表面３および裏面４の上方に形成する絶縁層８，９などや配線層１４，１３などを高密度で精度良く配置することができ、且つ側面絶縁材２ｃも容易に形成できる。しかも、第１ビア導体３８の端部をビアランド３９にすることもできる。
尚、配線基板１ａの製造方法も、支持基板３２の平坦面３３の上方に、第２主面側の絶縁層２３，１５，９、配線層２１，１３、および金属コア基板２などの順序にして、前述した方法と逆向きに行っても良い。
【００４９】
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、金属コア基板や金属薄板は、平面視で長方形を呈する形態としても良い。例えば、前記金属薄板２ｅに形成する複数の金属コア基板２は、縦×横方向の数が互いに異なる形態でも良い。
また、金属コア基板２および金属薄板２ｅの素材には、前記銅やＦｅ−Ｎｉ系合金に限らず、純銅、無酸素銅、銅合金、各種の鋼材、チタンおよびその合金、または、アルミニウムおよびその合金などを適用することも可能である。
【００５０】
更に、前記絶縁層８，９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。尚また、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。
【００５１】
また、前記配線層１４などや第１ビア導体６などの材質は、銅（Ｃｕ）メッキの他、Ａｇ、Ｎｉ、Ｎｉ−Ａｕ系などにしても良く、あるいは、これら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。
更に、配線基板１ａにおいて、ビア導体（コンフォールビア導体）１７〜１９もフィルドビア導体としても良い。
加えて、前記ビア導体は、複数の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。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１形態の配線基板を示す模式的な断面図。
【図２】（Ａ）〜（Ｅ）は図１の配線基板の製造工程を示す概略図。
【図３】（Ａ），（Ｂ）は図２（Ｂ），（Ｅ）の工程を示す平面図。
【図４】（Ａ）〜（Ｄ）は図２（Ｅ）に続く製造工程を示す概略図。
【図５】（Ａ）〜（Ｃ）は図４（Ｄ）に続く製造工程を示す概略図。
【図６】（Ａ）は異なる形態の配線基板を示す模式的な断面図、（Ｂ）は（Ａ）中のＢ−Ｂ線に沿った矢視の断面図、（Ｃ）はかかる（Ｂ）付近の分解斜視図。
【図７】（Ａ）〜（Ｅ）は図６（Ａ）の配線基板の製造工程を示す概略図。
【図８】（Ａ）〜（Ｅ）は図７（Ｅ）に続く製造工程を示す概略図。
【符号の説明】
１，１ａ…………………………配線基板
２…………………………………金属コア基板
２ａ………………………………第１貫通孔
２ｂ………………………………第２貫通孔
２ｃ………………………………側面絶縁材
２ｅ………………………………金属薄板
２ｄ………………………………区画孔
３…………………………………表面
４…………………………………裏面
５…………………………………導体層
６，３４，３８…………………第１ビア導体
８，９，１５，１６，２２，２３…絶縁層
８ａ………………………………第１ビアホール
１０………………………………第２ビア導体
１０ａ……………………………第２ビアホール
１２………………………………絶縁材
１３，１４，２０，２１………配線層
３２………………………………支持基板
３３………………………………平坦面
３５………………………………環状孔
３６………………………………環状部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a wiring substrate in which a metal core substrate is installed and a method for manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in order to increase the strength of a wiring substrate, a metal core substrate having a thickness of about 100 μm to several hundreds of μm is used, and a plurality of insulating layers and a wiring layer positioned therebetween are provided above the front surface and the back surface of the metal core substrate. A wiring board having a multilayer structure laminated symmetrically is used. In such a wiring board, through-holes for through-hole conductors are drilled in a metal plate having the above-mentioned thickness, and an insulating layer and a wiring layer are alternately laminated on the upper surface and the upper surface of the metal plate. It is manufactured by performing the build-up process to perform (for example, refer patent document 1).
[0003]
[Patent Document 1]
JP 2000-101245 A (pages 4-7, FIG. 5)
[0004]
By the way, as the metal core substrate is thinner, the thickness of the entire wiring substrate can be reduced. However, when the metal plate described above and the metal core substrate obtained by dividing the metal plate are used as a rigid core material, the thickness is less than 100 μm. There was a limit to it.
Therefore, in order to form a through-hole conductor that conducts between the wiring layers above the front surface and the back surface of the metal core substrate, drilling a large-diameter through hole, forming a through-hole conductor by copper plating, filling a filling resin, In addition, complicated processes such as the formation of lid plating are required, and precise placement (fine pitch) of the conductors and wiring layers is difficult. In addition, if the metal plate having a plurality of metal core substrates is thinned, there is also a problem that the handling within the manufacturing process and between the manufacturing processes is hindered.
[0005]
[Problems to be Solved by the Invention]
The present invention solves the problems in the conventional techniques described above, and includes a wiring board including a relatively thin metal core board and a high-density wiring layer, and a wiring board for obtaining this accurately and efficiently. It is an object to provide a manufacturing method.
[0006]
[Means for Solving the Problems and Effects of the Invention]
In order to solve the above-described problems, the present invention has been conceived by conceiving the metal core substrate as one unit to be laminated in the same manner as the insulating layer and the wiring layer.
That is, the first wiring board of the present invention (Claim 1) is located between a metal core substrate having a front surface and a back surface, a plurality of insulating layers formed on the top surface and the back surface of the metal core substrate, respectively. A wiring layer, a first through hole penetrating between the surface and the back surface of the metal core substrate, a conductor layer passing through the first through hole and formed on the surface or the back surface of the metal core substrate, and the conductor layer And a first via conductor connecting between any one of the wiring layers above the front surface or the back surface having no surface.
[0007]
According to this, between the wiring layers formed on the top surface and the back surface of the metal core substrate, respectively, is connected by the first via conductor penetrating while contacting the inner wall of the first through hole and the conductor layer connected thereto. Therefore, the metal core substrate can be thinned. Further, since the metal core substrate can be thinned, the wiring layers can be formed at high density above the front surface and above the back surface, respectively. In addition, unlike the prior art, since a through-hole conductor that penetrates between the front surface and the back surface of the metal core substrate via an insulating material is not used, a manufacturing method described later is also facilitated.
In other words, the wiring board may have a thickness of the metal core substrate of 50 μm or less. Desirable thickness is 35 μm or less.
[0008]
As the metal core substrate, a thin plate including a copper foil having the above thickness, a stainless steel (for example, SUS304) foil, or a foil such as Fe-42 wt% Ni (so-called 42 alloy) or Fe-36 wt% Ni (invar) is used. It is done. The via conductor also includes a filled via conductor as well as a conformal via conductor that is a conical conductor. In the latter case, the via conductor is separated directly above or below the filled via conductor that penetrates the through hole of the metal core substrate. The filled via conductor may be connected.
[0009]
In other words, the wiring board of the present invention includes a metal core substrate having a front surface and a back surface, a plurality of insulating layers formed on the top surface and the back surface of the metal core substrate, a wiring layer positioned therebetween, and the metal The first through hole penetrating between the surface and the back surface of the core substrate, the conductor layer penetrating the first through hole and formed on the surface or the back surface of the metal core substrate, and the surface or the back surface without the conductor layer The first via conductor connecting between any one of the upper wiring layers and the second through hole penetrating between the front surface and the back surface of the metal core substrate through an insulating material, and It is also possible to include a second via conductor connecting the wiring layer above the front surface and the wiring layer above the back surface.
[0010]
In the present invention, the first via conductor passes through the first through hole located inside an annular portion surrounded by the annular hole formed in the metal core substrate and the conductor layer. (Claim 2) is also included. According to this, the conductor layer located in the annular portion surrounded by the annular hole and having the first through hole on the inner side of the metal core substrate becomes a via land integrated with the first via conductor, and above the surface of the metal core substrate. This wiring layer and the wiring layer above the back surface can be connected by a short conduction path. The first via conductor is preferably a filled via conductor that is filled with a conductor to the inside.
[0011]
In other words, the wiring board of the present invention includes a metal core substrate having a front surface and a back surface, a plurality of insulating layers formed on the top surface and the back surface of the metal core substrate, a wiring layer positioned therebetween, and the metal The first through hole penetrating between the surface and the back surface of the core substrate, the conductor layer penetrating the first through hole and formed on the surface or the back surface of the metal core substrate, and the surface or the back surface without the conductor layer And a first via conductor connecting between one of the upper wiring layers and a portion of the first via conductor surrounded by an annular hole penetrating the metal core substrate and the conductor layer. It is also possible to pass through the first through hole located inside the portion.
In addition, in the wiring board of the present invention, the metal core substrate has a rectangular shape in plan view, and each side surface thereof is covered with a side surface insulating material integral with any of the insulating layers. You can also.
In this case, the four side surfaces of the metal core substrate are covered with side surface insulating materials that are integral with any of the insulating layers and substantially parallel to the respective side surfaces of the metal core substrate. For this reason, since the tie bar does not protrude from the side surface of the conventional metal core substrate, it is possible to prevent inadvertent conduction to the outside or the inside of the substrate, and to arrange a dense wiring layer in the peripheral portion of the wiring substrate. It becomes possible.
[0012]
On the other hand, the method for manufacturing a wiring board according to the present invention (Claim 3) includes a step of forming a plurality of insulating layers and a wiring layer positioned therebetween on the flat surface of the support substrate, and the outermost insulating layer among the above. A step of laminating a metal core substrate above, a step of forming a first through hole penetrating the metal core substrate, and a first via hole reaching the wiring layer in the insulating layer located below the first through hole Forming a first via conductor in the first through hole and the first via hole, and forming a conductor layer connected to the first via conductor on the upper surface of the metal core substrate. It is characterized by that.
[0013]
According to this, since the metal core substrate is laminated above the insulating layer formed in advance on the flat surface (flat surface) of the support substrate having rigidity, the thin metal foil described above can be used. it can. In addition, the first through hole penetrating the thin metal core substrate can be easily formed with high accuracy, and the first via conductor connected to the conductor layer formed on the upper surface can be reliably formed in the through hole. In addition, since an insulating layer, a wiring layer, and the like are sequentially stacked above the flat surface of the support substrate having rigidity, handling properties are also improved.
[0014]
The “outermost insulating layer” refers to an insulating layer that is relatively distant from the support substrate. The supporting substrate is made of a copper plate having a thickness of about 1 mm, a copper alloy plate, a steel plate, a stainless steel plate, an aluminum alloy plate, or a titanium alloy plate, and has a flat surface that is a flat surface. It is. Such a flat surface may have a large area for taking a plurality of the metal core substrates as product units along the plane direction, and as a large support substrate (panel) having such a flat surface. Also good. Furthermore, the order of stacking on the flat surface of the support substrate is the order of the solder resist layer (insulating layer) on the first main surface side of the wiring substrate, the wiring layer, the insulating layer, the metal core substrate, and the like. The solder resist layer (insulating layer) on the second main surface side of the wiring board, the wiring layer, the insulating layer, the metal core board, and the like may be used in this order. That is, the “new insulating layer” and “new wiring layer” and “another insulating layer” described later are relative names in the order of stacking on the flat surface of the support substrate in the manufacturing process.
[0015]
In the present invention, after each of the steps, a step of forming a second through hole penetrating the metal core substrate and the conductor layer, a step of forming a new insulating layer on the upper surface of the metal core substrate, Forming a second via hole penetrating through the new insulating layer and the insulating material in the second through hole and reaching the wiring layer; forming a second via conductor in the second via hole; and Forming a new wiring layer connected to the second via conductor above the insulating layer (Claim 4). According to this, a plurality of wiring layers and a wiring layer formed therebetween can be formed with high accuracy and high density across the metal core substrate with the first via conductor and the second via conductor interposed therebetween. .
[0016]
Furthermore, in the present invention, after each of the steps, the metal core substrate and the conductor layer are penetrated, the first through hole and the first via conductor are provided inside, and the ring shape or rectangular shape is seen in a plan view. Also included is a method of manufacturing a wiring board having a step of forming an annular hole such as a shape and a step of forming a new insulating layer on the upper surface of the metal core substrate including the inside of the annular hole. . According to this, the conductor layer located above the annular portion surrounded by the annular hole in the metal core substrate and adjacent to the upper side of the first via conductor is connected to the new wiring layer formed thereabove. Therefore, the via land is in contact with the lower end of the new via conductor. For this reason, the wiring layers above the front surface and the back surface of the metal core substrate can be separately conducted through a short path without using the metal core substrate.
In other words, the wiring board manufacturing method may further include a step of removing the support substrate after each of the above steps. In this case, the support substrate can be removed after the wiring substrate has a multilayer structure including the metal core substrate.
In addition, the removal method of the said support substrate takes the method of etching with a cupric chloride solution, for example, when it is a copper support substrate.
[0017]
In addition, in the method of manufacturing a wiring board according to the present invention, a multi-piece metal thin plate having a plurality of product units (metal core substrates) is used as the metal core substrate, and the second through hole is formed. Simultaneously with the process, the conductor layer and the metal thin plate may be perforated to form a rectangular partition groove in a plan view of separating the metal thin plate into a plurality of metal core substrates.
In this case, the metal thin plate is divided into a plurality of metal core substrates that are product units surrounded by the partition holes (grooves), and after the support substrate is removed, the metal thin plate is arranged in the middle in the width direction of the partition holes. It is possible to reliably obtain the wiring board in which the side surface of the metal core substrate is covered with the side surface insulating material by cutting along the dicing process. The metal thin plate includes a metal foil made of copper, a copper alloy, or the like.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the following, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a schematic cross section of a wiring board 1 according to one embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 1, the wiring substrate 1 includes a metal core substrate 2 having a front surface 3 and a back surface 4, and a plurality of insulations formed above the front surface 3 and above the back surface 4 (downward in the drawing) of the metal core substrate 2, respectively. The first through hole 2a penetrating between the layers 8, 16, 22, 9, 15, 23 and the wiring layers 14, 20, 13, 21 positioned therebetween and the surface 3 and the back surface 4 of the metal core substrate 2 And a first via conductor (conformal via conductor) that penetrates through the first through hole 2a in contact with the inner wall and connects the conductor layer 5 above the back surface 4 and the wiring layer 14 above the front surface 3 6 is included.
The metal core substrate 2 is made of a copper foil or a copper alloy (for example, Cu-2.3 wt% Fe-0.03 wt% P: so-called 194 alloy) having a square (rectangular) shape in plan view and a thickness of 35 μm. The metal core substrate 2 has a first through hole 2a having an inner diameter of about 200 μm penetrating between the front surface 3 and the back surface 4 and a second through hole 2b having an inner diameter of about 250 μm penetrating with the conductor layer 5 at predetermined positions. Multiple penetrations.
[0019]
As shown in FIG. 1, above the surface 3 of the metal core substrate 2, insulating layers 8 and 16 made of epoxy resin having a thickness of about 40 μm and a solder resist layer (insulating layer made of similar resin having a thickness of about 20 μm) are formed. ) 22 and wiring layers 14 and 20 having a predetermined pattern and a thickness of about 15 μm are laminated between them. The wiring layers 14 and 20 are connected by a via conductor (conformal via conductor) 18.
The insulating layer 8 or the like includes an inorganic filler such as a silica filler, and the wiring layer 14 or the like is made of a copper plating film or a copper foil. The insulating layers 8 and 16 and the wiring layers 14 and 20 form one buildup layer.
[0020]
On the other hand, as shown in FIG. 1, a conductor layer 5 having a thickness of about 15 μm is formed on the entire back surface 4 of the metal core substrate 2. Further, above the back surface 4 of the metal core substrate 2 and the conductor layer 5 (downward in the drawing), the same insulating layers 9 and 15 made of epoxy resin with a thickness of about 40 μm and the same resin with a thickness of about 20 μm. A solder resist layer (insulating layer) 23 and wiring layers 13 and 21 having a predetermined pattern and a thickness of about 15 μm are laminated between them. The conductor layer 5 and the wiring layer 13 are connected by a via conductor (conformal via) 17, and the wiring layers 13 and 21 are connected by a via conductor (conformal via) 19. The insulating layers 9 and 15 and the wiring layers 13 and 21 form the other buildup layer.
[0021]
As shown in FIG. 1A, a first via conductor (conformal via) 6 in contact with the inner wall is formed in the first through hole 2 a of the metal core substrate 2, and the lower end of the first via conductor 6 is formed. The conductor layer 5 is connected. The first via conductor 6 connects between the conductor layer 5 and the wiring layer 14, and an indented portion inside thereof is filled with an insulating material 7 integrated with the insulating layer 15.
Further, as shown in FIG. 1, each side surface of the metal core substrate 2 is covered with a side surface insulating material 2c that is parallel to the side surface and has a constant thickness (about 35 μm: the thickness of the metal core substrate 2). The insulating material 2 c is integral with one of the insulating layers 8 and 9.
As shown on the left and right of FIG. 1, second via conductors (conformal vias) 10 are formed in the second through holes 2 b of the metal core substrate 2 to connect the wiring layers 14 and 13 via the insulating material 12. In addition, in the drawing, a concave portion inside is filled with an insulating material 11 integral with the insulating layer 15. The insulating material 12 filled in the second through hole 2b is integral with one of the insulating layers 8 and 9.
[0022]
Further, as shown in FIG. 1, a plurality of openings 26 penetrating the solder resist layer 22 are formed on a predetermined surface of the wiring layer 20, and lands 28 are individually exposed on the bottom surfaces thereof. A hemispherical solder bump 30 is formed on the surface of the land 28 so as to protrude higher than the first main surface 24. The solder bump 30 is made of a low melting point alloy such as Sn—Ag, Sn—Ag—Cu, Sn—Cu, Sn—Zn, Pb—Sn, etc. (Sn—Ag in this embodiment). 1 It is individually connected to a connection terminal of an IC chip (electronic component) 31 mounted on the main surface 24.
The solder bump 30 and the connection terminal of the IC chip 31 are covered and protected by an underfill material (not shown).
[0023]
On the other hand, as shown in FIG. 1, the wiring 29 extending from the wiring layer 21 is located on the bottom surface of the opening 27 provided in the lowermost solder resist layer (insulating layer) 23 and exposed to the second main surface 25 side. doing. The wiring 29 is thinly coated with Ni plating and Au plating on its surface, and is used as a connection terminal to a printed board such as a mother board (not shown) on which the wiring board 1 itself is mounted. Note that a solder ball, a copper alloy, or an iron alloy conductor pin may be bonded to the surface of the wiring 29.
[0024]
According to the wiring substrate 1 as described above, since the metal core substrate 2 is thin, the wiring layers 14, 13 and the like can be formed at high density above the front surface 3 and the back surface 4 of the metal core substrate 2, respectively. In addition, since the wiring layers 14 and 13 and the metal core substrate 2 are connected to each other via the first via conductor 6, the conductor layer 5, and the via conductor 17, the wiring structure can be made dense and high performance. it can. Further, the wiring layers 14 and 13 can be directly connected via the second via conductor 10. In addition, since each side surface of the metal core substrate 2 is covered with the side surface insulating material 2c and a conventional tie bar does not protrude, unnecessary conduction to the outside or the inside of the substrate can be prevented. It becomes possible to arrange a dense wiring layer. The metal core substrate 2 of the wiring substrate 1 can be used as a power electrode or a ground electrode in addition to being used as a signal electrode.
[0025]
Here, a method of manufacturing the wiring board 1 will be described with reference to FIGS. 2, 4 and 5 are illustrated based on the left portion of the wiring board 1 in FIG.
As shown in FIG. 2A, a support substrate 32 made of a copper plate having a thickness of about 1 mm and having rigidity is prepared in advance, and a thickness of about 20 μm is provided above the surface of the flat surface 33 that is the flat surface. An insulating layer (solder resist layer) 22 is formed by laminating epoxy resin films and thermocompression bonding. In this manufacturing method, lamination is performed sequentially from the first main surface 24 side of the wiring board 1. The support substrate 32 is a metal panel for multi-piece production that can manufacture a plurality of wiring substrates 1.
[0026]
Next, a copper foil having a thickness of about 15 μm (not shown) is pasted on the surface of the insulating layer 22, and the dry film formed thereon is exposed and developed to form an etching resist having a predetermined pattern, and the copper foil is etched. After that, the etching resist is removed (a known subtractive method). As a result, as shown in FIG. 2A, a wiring layer 20 following the pattern is formed above the surface of the insulating layer 22.
Next, an epoxy resin film having a thickness of about 40 μm is laminated above the surfaces of the insulating layer 22 and the wiring layer 20 and thermocompression bonded to form the insulating layer 16. By irradiating a predetermined position of the insulating layer 16 with a laser (for example, a carbon dioxide laser), a via hole exposing the surface of the wiring layer 20 is formed, and a roughening treatment is performed above the surface of the insulating layer 16 including the inside of the via hole. Electrolytic copper plating and electrolytic copper plating are applied to the entire surface. A dry film (not shown) formed on the upper surface of the obtained copper plating film is exposed and developed to form an etching resist having a predetermined pattern, and after etching the copper plating film, the etching resist is peeled off.
[0027]
As a result, as shown in FIG. 2A, a wiring layer 14 following the pattern is formed above the surface of the insulating layer 16, and a via conductor connecting the wiring layers 20 and 14 is formed in the via hole. 18 is formed.
Further, as shown in FIG. 2B, an outermost insulating layer 16 separated from the support substrate 32 and an epoxy resin film having a thickness of about 40 μm are laminated on the surface of the wiring layer 14 and insulated by thermocompression bonding. The layer 8 is formed, and a metal core substrate 2 (metal thin plate 2e) having a thickness of about 35 μm is laminated and pressure-bonded on the surface of the insulating layer 8.
At this stage, as shown in FIG. 3A, the upper side of the support substrate 32 is covered with a thin metal plate 2e including a plurality of metal core substrates 2 as product units. The insulating layers 22, 16, and 8 correspond to “a plurality of insulating layers” in the manufacturing method of the present invention.
[0028]
Next, the dry film formed on the upper surface of the metal core substrate 2 (metal thin plate 2e) is exposed and developed to form an etching resist having a predetermined pattern. After the metal thin plate 2e is etched, the etching resist is peeled off.
As a result, as shown in FIG. 2C, a first through hole 2 a having an inner diameter of about 200 μm that penetrates between the front surface 3 and the back surface 4 is drilled at a predetermined position of the metal core substrate 2.
The insulating layer 8 exposed on the bottom surface of the first through hole 2a is irradiated with a laser (for example, a carbon dioxide laser). As a result, as shown in FIG. 2C, a substantially conical first via hole 8a that penetrates the insulating layer 8 and reaches the surface of the wiring layer 14 is formed. The maximum inner diameter of the first via hole 8a is about 100 μm.
[0029]
Next, the inner wall of the first via hole 8a is roughened, and after the electroless copper plating is applied to the inside of the first via hole 8a and the first through hole 2a, the electrolytic copper plating including the back surface 4 of the metal core substrate 2 is performed. Apply. As a result, as shown in FIG. 2D, a substantially conical first via conductor 6 is formed in the first via hole 8a and the first through hole 2a. A conductor layer 5 connected to the first via conductor 6 is formed on the entire back surface 4.
Furthermore, the dry film formed above the upper surface of the conductor layer 5 is exposed and developed to form an etching resist having a predetermined pattern, and after etching the conductor layer 5 and the metal core substrate 2, the etching resist is peeled off. As a result, as shown in FIG. 2E, second through holes 2b are drilled at predetermined positions of the metal core substrate 2 and the conductor layer 5. At the same time, as shown in FIGS. 2E and 3B, the thin metal plate 2e including the conductor layer 5 has a square (rectangular) partition hole in plan view along the boundaries of the plurality of metal core substrates 2. (Groove) 2d is formed. In addition, the code | symbol 2f in FIG. 3 (B) shows an ear | edge part.
[0030]
Next, as shown in FIG. 4A, an epoxy resin film having a thickness of about 40 μm is laminated on the upper surface (rear surface 4) of the metal core substrate 2 (metal thin plate 2b) and thermocompression bonded to form an insulating layer. 9 is formed, and a part of the insulating layer 9 is filled in the concave portion of the first via conductor 6 and in the second through hole 2b to form the insulating material 12. At the same time, a part of the insulating layer 9 is filled in the partition hole 2d to form the side surface insulating material 2c. In this embodiment, the side surface insulating material 2 c is integral with the insulating layer 9. The insulating layer 9 corresponds to a “new insulating layer” in the manufacturing method of the present invention.
Further, a laser (for example, a carbon dioxide laser) is irradiated near the center of the insulating layer 9 and the insulating material 12. As a result, as shown in FIG. 4B, a substantially conical second via hole 10a that penetrates the vicinity of the center of the insulating layer 9 and the insulating material 12 and reaches the surface of the wiring layer 14 is formed. The maximum inner diameter of the second via hole 10a is about 100 μm.
At the same time, a laser beam is irradiated to a predetermined position of the insulating layer 9 to form a substantially conical via hole 17a reaching the conductor layer 5.
[0031]
Next, the surface of the insulating layer 9, the inner wall of the second via hole 10a, and the via hole 17a are roughened and a copper plating film is formed by electroless copper plating. A dry film having a predetermined pattern is formed above the surface of the insulating layer 9. After forming, copper plating is applied between the dry films. Further, after the film is peeled off, quick etching is performed (a known semi-additive method).
As a result, as shown in FIG. 4C, the second via conductor 10 is formed in the second via hole 10a, and the via conductor 17 is formed in the via hole 17a. At the same time, the wiring layer 13 connected to the second via conductor 10 and the via conductor 17 and having a predetermined pattern is formed above the surface of the insulating layer 9. The wiring layer 13 corresponds to a “new wiring layer” in the manufacturing method of the present invention.
Next, as shown in FIG. 4 (D), an epoxy resin film having a thickness of about 40 μm is laminated above the surfaces of the insulating layer 9 and the wiring layer 13 and thermocompression-bonded to form an insulating layer 15. A part of the layer 15 is filled inside the second via conductor 10 to form the insulating material 11. The insulating layer 15 corresponds to “another insulating layer” in the manufacturing method of the present invention.
[0032]
Further, a predetermined position of the insulating layer 15 is laser processed to form a via hole, and the same semi-additive method as described above is performed in the via hole and above the surface of the insulating layer 15. As a result, as shown in FIG. 4D, the wiring layer 21 having a predetermined pattern is formed above the surface of the insulating layer 15, and the via conductor 19 connecting the wiring layers 13 and 21 is formed in the via hole. Is done.
Next, as shown in FIG. 4D, an epoxy resin film having a thickness of about 20 μm is laminated on the upper surface of the insulating layer 15 and the wiring layer 21 and thermocompression-bonded to form a solder resist layer (insulating layer) 23. And an opening 27 reaching the wiring layer 21 from the surface (second main surface) 25 is formed by laser processing or the like. Ni plating and Au plating are applied to the surface of the wiring 29 exposed on the bottom surface of the opening 27.
[0033]
At this stage, after the support substrate 32 is removed by etching by shower injection of cupric chloride solution, as shown by a broken line S in FIG. 4D, along the middle in the width direction of the partition hole 2d, Each metal core substrate 2 is cut with a dicing blade.
As a result, as shown in FIG. 5A, a plurality of (four in this embodiment) product units for each metal core substrate 2 are obtained, and each side surface of the plurality of metal core substrates 2 is parallel to them. And a side insulating material 2c having a constant thickness.
Next, as shown in FIG. 5B, an opening reaching the wiring layer 20 by laser processing a predetermined position of the surface (first main surface) 24 of the lowermost solder resist layer (insulating layer) 22. A plurality of lands 28 are formed to expose the surface of the wiring layer 20.
[0034]
Then, as shown in FIG. 5C, the solder bumps 30 are individually formed so as to protrude higher than the first main surface 24 for each land 28. Thereby, a plurality of the wiring boards 1 can be manufactured.
According to the manufacturing method of the wiring substrate 1 as described above, the first and second through holes 2a and 2b can be easily formed with high accuracy in the thin metal core substrate 2, and the first vias are formed in the first through holes 2a. The conductor 6 and the second via conductor 10 can be easily formed in the second through hole 2b via the insulating material 12, respectively. In addition, the insulating layers 8 and 9 and the wiring layers 13 and 14 formed above the front surface 3 and the back surface 4 of the metal core substrate 2 can be arranged with high density and accuracy, and the side surface insulating material 2c is also combined. Can be formed.
The manufacturing method of the wiring board 1 is such that the insulating layer 23, the wiring layer 21, the insulating layer 15, the wiring layer 13, the insulating layer 9, and the metal on the second main surface 25 side are provided above the flat surface 33 of the support substrate 32. The core substrate 2 may be laminated in the order opposite to the above-described method.
[0035]
FIG. 6A schematically shows a cross section of a wiring board 1a having a different form. In the following, parts and elements that are common to the above-described forms are denoted by the same reference numerals as those of the above-described forms.
As shown in FIG. 6A, the wiring board 1a includes the same metal core substrate 2 having the front surface 3 and the back surface 4, and a plurality of wiring cores formed above the front surface 3 and the back surface 4 of the metal core substrate 2, respectively. A first through hole penetrating between the insulating layers 8, 16, 22, 9, 15, 23 and the wiring layers 14, 20, 13, 21 positioned therebetween and the front surface 3 and the back surface 4 of the metal core substrate 2. 2a and an annular hole 35.
In the first through hole 2a, a first via conductor (penetrating while contacting the inner wall and connecting between the wiring layer 14 above the surface 3 and the conductor layer 5 formed on the entire back surface 4 of the metal core substrate 2 is provided. A filled via conductor) 34 is located. In the annular hole 35, a first via conductor (filled via conductor) 38 and an annular portion 36 that connect the wiring layers 14 and 13 through the insulating material 12 are located.
[0036]
As shown in FIG. 6A, above the surface 3 of the metal core substrate 2, the same insulating layers 8 and 16 and solder resist layer (insulating layer) 22 as described above, and a predetermined pattern located between them are formed. The wiring layers 14 and 20 similar to those described above are laminated, and the wiring layers 12 and 21 are connected by the via conductors 18 similar to those described above.
Further, as shown in FIG. 6A, a conductor layer 5 is formed on the entire back surface 4 of the metal core substrate 2, and the same via conductor 17 is interposed between the conductor layer 5 and the wiring layer 13. Connect. Furthermore, the same insulating layers 9 and 15 and the solder resist layer (insulating layer) 23 as described above are also provided above the back surface 4 of the metal core substrate 2 and the conductor layer 5 (downward in the figure), and the same as described above. The wiring layers 13 and 21 are laminated, and the wiring layers 13 and 21 are connected by the via conductor 19 similar to the above.
[0037]
As shown in FIG. 6A, the first via conductor 34 that connects the wiring layer 14 and the conductor layer 5 is located in the first through hole 2 a in the middle of the metal core substrate 2.
Further, as shown in FIGS. 6A to 6C, the ring-shaped annular holes 35 located on the left and right sides of the metal core substrate 2 pass through the first insulating material 12 through the first portion in the center. A ring-shaped annular portion 36 having a hole 2a is located.
The annular portion 36 is separated from the metal core substrate 2 as will be described later, and the first via conductor (filled via conductor) 38 passes through the inner first through hole 2a while being in contact therewith. A via land 39 integral with the lower end of the first via conductor 38 is formed on the entire back surface.
[0038]
The upper end of the first via conductor 38 is connected to the wiring layer 14, and the via conductor 17 is connected to the via land 39 located at the lower end of the first via conductor 38. Therefore, the wiring layers 14 and 13 can be conducted through the via conductors 38 and 17.
Further, as shown in FIG. 6A, each side surface of the metal core substrate 2 is covered with a side insulating material 2c that is parallel to the side surface and has a certain thickness (about 35 μm: the thickness of the metal core substrate 2). The side surface insulating material 2c is also integral with one of the insulating layers 8 and 9.
Further, as shown in FIG. 6A, the same land 28 is formed on a predetermined surface of the wiring layer 20, and a hemispherical solder bump 30 is formed on the surface of the land 28 from the first main surface 24. It is also protruding high. The solder bump 30 is made of a low melting point alloy such as Sn—Ag, and is individually connected to a connection terminal of an IC chip or the like (electronic component) (not shown) mounted on the first main surface 24.
[0039]
On the other hand, as shown in FIG. 6A, the wiring 29 extending from the wiring layer 21 is located on the bottom surface of the opening 27 of the lowermost solder resist layer (insulating layer) 23 and on the second main surface 25 side. Exposed. The surface of the wiring 29 is thinly coated with Ni plating and Au plating, and is used as a connection terminal with a printed board such as a mother board (not shown) on which the wiring board 1a itself is mounted. Note that a solder ball, a copper alloy, or an iron alloy conductor pin may be bonded to the surface of the wiring 29.
According to the wiring board 1a as described above, like the wiring board 1, the wiring layers 14, 13 and the like are arranged at high density above the front surface 3 and the back surface 4 of the metal core substrate 2, respectively, and the metal core Since each side surface of the substrate 2 is covered with the side surface insulating material 2c, unnecessary conduction to the outside or the inside of the substrate can be prevented, and a dense wiring layer can be disposed also in the peripheral portion of the wiring substrate 1a. Become. In addition, since the first via conductor 38 passes through the through hole 2a of the annular portion 36 and is connected to the via land 17 that is concentric with the via land 39 that is integral with the via conductor 38, the first via conductor 38 is stable in electrical conduction. Obtained.
[0040]
Here, the manufacturing method of the wiring board 1a will be described with reference to FIGS. 7 and 8 are illustrated based on the left side portion of the wiring board 1a in FIG.
As shown in FIG. 7A, the same insulating layer (solder resist layer) 22 is formed above the surface of the flat surface 33 of the support substrate 32 made of the same copper plate. In this manufacturing method as well, lamination is performed sequentially from the first main surface 24 side of the wiring board 1a.
Next, a copper foil is attached to the upper surface of the insulating layer 22 in the same manner as described above, and the same subtractive method is applied to form the wiring layer 20 as shown in FIG.
[0041]
Next, the same epoxy resin film as described above is laminated on the surfaces of the insulating layer 22 and the wiring layer 20 and pressed to form the insulating layer 16. A via hole in which the surface of the wiring layer 22 is exposed at a predetermined position of the insulating layer 16 is formed, and electroless copper plating, electrolytic copper plating, or the like is applied to the entire surface of the insulating layer 16 including the inside of the via hole. The dry film formed on the upper surface of the obtained copper plating film is exposed and developed to form an etching resist having a predetermined pattern. After etching the copper plating film, the etching resist is peeled off. As a result, as shown in FIG. 7A, a wiring layer 14 following the pattern is formed above the surface of the insulating layer 16, and a via conductor connecting the wiring layers 20 and 14 is formed in the via hole. 18 is formed.
[0042]
Further, as shown in FIG. 7B, an insulating layer 8 is formed by laminating and pressing the same epoxy resin film as above on the surfaces of the outermost insulating layer 16 and the wiring layer 14, and the surface thereof. A thin metal plate 2e (metal core substrate 2) having a thickness of about 35 μm is laminated and pressure-bonded thereon. At this stage, as shown in FIG. 3A, the upper side of the support substrate 32 is covered with a thin metal plate 2e including a plurality of metal core substrates 2 as product units.
Next, the dry film formed on the upper surface (back surface 4) of the metal core substrate 2 (metal thin plate 2e) is exposed and developed to form an etching resist having a predetermined pattern, and after etching the metal thin plate 2e, the etching resist Peel off. As a result, as shown in FIG. 7C, a first through hole 2 a having an inner diameter of about 200 μm is drilled at a predetermined position of the metal core substrate 2. The insulating layer 8 exposed at the bottom surface of the first through hole 2a is subjected to the same laser processing as described above to form the first via hole 8a where the surface of the wiring layer 14 is exposed.
[0043]
Next, the inner walls of the plurality of first via holes 8a are roughened, and electroless copper plating is applied to the first via holes 8a and the first through holes 2a, followed by electrolysis including the back surface 4 of the metal core substrate 2. Apply copper plating.
As a result, as shown in FIG. 7D, in the first via hole 8a and in the through hole 2a, a first via conductor (filled via conductor) 34, which is substantially conical in accordance with these and is filled with copper, 38 is formed, and the conductor layer 5 connected to the first via conductors 34 and 38 is formed on the entire back surface 4 of the metal core substrate 2.
Further, the dry film formed above the upper surface of the conductor layer 5 is exposed and developed to form an etching resist having a predetermined pattern. After etching the conductor layer 5, the etching resist is peeled off.
[0044]
As a result, as shown in FIG. 7E, a ring-shaped annular hole 35 is drilled at a predetermined position of the metal core substrate 2 and the conductor layer 5, and the through hole 2a and the first via conductor 38 are provided at the center. The annular portion 36 is formed separately from the metal core substrate 2.
At the same time, as shown in FIG. 7E and FIG. 3B, partition holes (grooves) 2d having a square shape (rectangular shape) in plan view are formed along the boundaries of the plurality of metal core substrates 2.
Next, as shown in FIG. 8A, an insulating layer 9 is formed by laminating a resin film similar to the above on the upper surface (back surface 4) of the metal core substrate 2 (metal thin plate 2e). Part of the layer 9 is filled into the annular hole 35 to form the insulating material 12. At the same time, a part of the insulating layer 9 is filled in the partition hole 2d to form the side surface insulating material 2c.
Further, a predetermined position of the insulating layer 9 is irradiated with a laser (for example, a carbon dioxide laser). As a result, as shown in FIG. 8B, a substantially conical via hole 17a with the conductor layer 5 exposed on the bottom surface and a via hole 17b that penetrates the insulating layer 9 and reaches the via land 39 at the upper end of the first via conductor 38. Are formed respectively.
[0045]
Next, the surface of the insulating layer 9 and the inner walls of the via holes 17a and 17b are roughened and subjected to electroless copper plating to form a dry film having a predetermined pattern above the surface of the insulating layer 9, and then a copper film is formed between the films. Apply plating. Then, after the film is peeled off, quick etching is performed (a known semi-additive method).
As a result, as shown in FIG. 8C, via conductors 17 are individually formed in the via holes 17a and 17b, and the wiring layer is connected to the via conductor 17 above the surface of the insulating layer 9. 13 is formed. In FIG. 8C, the right via conductor 17 and the first via conductor 38 are concentric with each other.
Next, as shown in FIG. 8D, an insulating layer 15 is formed by laminating and press-bonding the same resin film above the surfaces of the insulating layer 9 and the wiring layer 13.
[0046]
Further, a via hole is formed at a predetermined position of the insulating layer 15 by laser processing or the like, and the same semi-additive method as described above is performed in the via hole and above the surface of the insulating layer 15. As a result, as shown in FIG. 8D, a wiring layer 21 similar to the above is formed above the surface of the insulating layer 15, and a via conductor 19 connecting the wiring layers 13 and 21 is formed in the via hole. The
Next, as shown in FIG. 8E, a resin resist layer (insulating layer) 23 is formed by laminating and press-bonding the same resin film above the surfaces of the insulating layer 15 and the wiring layer 21, and the surface ( The opening 27 reaching the wiring layer 21 from the second main surface 25 is formed in the same manner as described above. Ni plating and Au plating are applied to the surface of the wiring 29 exposed on the bottom surface of the opening 27.
[0047]
At this stage, the support substrate 32 is removed in the same manner as described above, and the metal core substrate 2 is cut and separated by a dicing blade or the like along the middle in the width direction of the partition hole (groove) 2d. As a result, as shown in FIG. 8E, a plurality of product units (1a) are obtained for each metal core substrate 2, and each side surface of the plurality of metal core substrates 2 is covered with the remaining side surface insulating material 2c. ing.
Then, as shown in FIG. 8E, a predetermined position on the surface (first main surface) 24 of the solder resist layer (insulating layer) 22 is formed in the same manner as described above, and the land on which the surface of the wiring layer 20 is exposed. A plurality of 28 are formed. When the solder bumps 30 are formed on the lands 28 so as to protrude higher than the first main surface 24, a plurality of the wiring boards 1a are obtained.
[0048]
According to the manufacturing method of the wiring substrate 1a as described above, the first through hole 2a and the annular hole 35 can be easily formed with high accuracy in the thin metal core substrate 2, and the first via conductor ( The filled vias 34 and 38 can be easily formed. Further, the insulating layers 8 and 9 and the wiring layers 14 and 13 formed above the front surface 3 and the back surface 4 of the metal core substrate 2 can be arranged with high density and high accuracy, and the side surface insulating material 2c can be easily formed. Can be formed. In addition, the end of the first via conductor 38 can be a via land 39.
In addition, the manufacturing method of the wiring board 1a is also arranged in the order of the insulating layers 23, 15, 9 on the second main surface side, the wiring layers 21, 13, and the metal core substrate 2 above the flat surface 33 of the support substrate 32. Thus, the above method may be performed in the reverse direction.
[0049]
The present invention is not limited to the embodiments described above.
For example, the metal core substrate or the metal thin plate may have a rectangular shape in plan view. For example, the plurality of metal core substrates 2 formed on the metal thin plate 2e may have different numbers in the vertical and horizontal directions.
Further, the material of the metal core substrate 2 and the metal thin plate 2e is not limited to the copper or Fe—Ni alloy, but pure copper, oxygen-free copper, copper alloys, various steel materials, titanium and its alloys, or aluminum and its An alloy or the like can also be applied.
[0050]
Furthermore, the material of the insulating layers 8 and 9 has polyimide resin, BT resin, PPE resin, or continuous pores having the same heat resistance and pattern formability in addition to the epoxy resin as a main component. A resin-resin composite material in which a fluororesin having a three-dimensional network structure such as PTFE is impregnated with a resin such as an epoxy resin can also be used. The insulating layer can be formed by a method of applying a liquid resin with a roll coater in addition to a method of thermocompression bonding an insulating resin film. In addition, the composition of the glass cloth or glass filler mixed in the insulating layer may be any of E glass, D glass, Q glass, S glass, or a combination of two or more of these.
[0051]
The wiring layer 14 and the first via conductor 6 may be made of Ag, Ni, Ni—Au, etc. in addition to copper (Cu) plating, or a plating layer of these metals is not used. Alternatively, it may be formed by a method such as applying a conductive resin.
Furthermore, in the wiring board 1a, the via conductors (conform via conductors) 17 to 19 may be filled via conductors.
In addition, the via conductor may be in the form of a staggered structure that is stacked while shifting the axial centers of the plurality of via conductors, or may have a form in which a wiring layer extending in the plane direction is interposed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a wiring board according to one embodiment of the present invention.
FIGS. 2A to 2E are schematic views showing manufacturing steps of the wiring board of FIG.
FIGS. 3A and 3B are plan views showing the steps of FIGS. 2B and 2E. FIGS.
4A to 4D are schematic views showing manufacturing steps subsequent to FIG. 2E.
FIGS. 5A to 5C are schematic views showing manufacturing steps subsequent to FIG. 4D. FIGS.
6A is a schematic cross-sectional view showing a wiring board of a different form, FIG. 6B is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. 6A, and FIG. ) An exploded perspective view of the vicinity.
7A to 7E are schematic views showing a manufacturing process of the wiring board of FIG. 6A.
8A to 8E are schematic views showing manufacturing steps subsequent to FIG. 7E.
[Explanation of symbols]
1,1a ………………………… Wiring board
2 …………………………………… Metal core substrate
2a ……………………………… First through hole
2b ……………………………… Second through hole
2c ……………………………… Side insulation
2e ……………………………… Metal sheet
2d ……………………………… Partition hole
3 ………………………………… Surface
4 ………………………………… Back side
5 ………………………………… Conductor layer
6, 34, 38 ………………… First via conductor
8, 9, 15, 16, 22, 23 ... insulating layer
8a ……………………………… First Beer Hall
10 ……………………………… Second via conductor
10a …………………………… Second Beer Hall
12 ……………………………… Insulation
13, 14, 20, 21 ......... Wiring layer
32 ……………………………… Supporting substrate
33 ……………………………… Flat surface
35 ……………………………… Annular hole
36 ……………………………… Annular part

Claims

A metal core substrate having a front surface and a back surface;
A plurality of insulating layers formed on the top surface and the back surface of the metal core substrate, respectively, and a wiring layer positioned therebetween,
A first through hole penetrating between a front surface and a back surface of the metal core substrate;
A first via that passes through the first through-hole and connects between a conductor layer formed on the front or back surface of the metal core substrate and any one of the wiring layers above the front or back surface without the conductor layer. A wiring board comprising a conductor.

The first via conductor passes through the first through hole located inside an annular portion surrounded by an annular hole formed in the metal core substrate and the conductor layer.
The wiring board according to claim 1.

Forming a plurality of insulating layers on the flat surface of the support substrate and a wiring layer positioned therebetween;
Laminating a metal core substrate above the outermost insulating layer among the above,
Forming a first through hole penetrating the metal core substrate;
Forming a first via hole reaching the wiring layer in the insulating layer located below the first through hole;
Forming a first via conductor in the first through hole and the first via hole, and forming a conductor layer connected to the first via conductor on an upper surface of the metal core substrate.
A method for manufacturing a wiring board.

After each step,
Forming a second through hole penetrating the metal core substrate and the conductor layer;
Forming a new insulating layer on the upper surface of the metal core substrate;
Forming a second via hole that penetrates the new insulating layer and the insulating material in the second through hole and reaches the wiring layer;
Forming a second via conductor in the second via hole and forming a new wiring layer connected to the second via conductor above the new insulating layer.
The method for manufacturing a wiring board according to claim 3.

After each step,
A step of penetrating the metal core substrate and the conductor layer, having the first through hole and the first via conductor inside, and forming an annular hole such as a ring shape or a rectangular shape in plan view;
The method for manufacturing a wiring board according to claim 3, further comprising: forming a new insulating layer on the upper surface of the metal core substrate including the inside of the annular hole.