JP2006216712A - 多層プリント配線板 - Google Patents

Abstract

【課題】 小径のバイアホールを用いて接続信頼性を低下させない多層プリント配線板を提供する。
【解決手段】 蓋めっき層３６ａの上に形成されているバイアホール６０Ａであって、その底部の大部分がスルーホール３６上以外の部分に形成されるバイアホール６０Ａは、第２の層間樹脂絶縁層１５０に形成されるバイアホール１６０よりヒートサイクル時に加わる応力が大きい。このため、バイアホール６０Ａの底径を、バイアホール１６０の底径よりも大きくする。
【選択図】 図７

Description

この発明は、多層プリント配線板に係り、特に、ＩＣチップ実装用のパッケージ基板に好適に用い得るビルドアップ多層プリント配線板に関する。

ＩＣチップ用のパッケージを構成するビルドアップ式の多層プリント配線板では、ドリルによりスルーホールが形成されたコア基板の両面もしくは片面に、層間絶縁樹脂を形成し、層間導通のためのバイアホールをレーザもしくはフォトエッチングにより開口させて、層間樹脂絶縁層を形成させる。そのバイアホール内壁にめっきなどにより導体層を形成し、エッチングなどを経て、パターンを形成し、導体回路を作り出させる。さらに、層間絶縁層と導体層を繰り返し形成させることにより、ビルドアップ多層プリント配線板が得られる。最新のビルドアップ多層配線板では、スルーホール及びビルドアップ層の配線密度を高めるために、スルーホール表面を覆う導体層（蓋めっき層）を設け、その蓋めっき上にバイアホールを形成することが行われている。

蓋めっき層を設けたスルーホールを有する従来技術のビルドアップ多層配線板としては、特許文献１、特許文献２などがある。
特開２００１−１２７４３５公報 特開２００２−２０８７７８号公報

上述した配線長の短縮のため蓋めっき上にバイアホールを形成する構造を取ると、バイアホールの信頼性が下がり易く、バイアホール径を小さくすることが困難であった。一般的に、バイアホールの底径が小さくなると、バイアホールに形成した導体と下層の導体（ランド）間の接続面積が小さくなるので、バイアホールとランドとの接合力が低下し、ヒートサイクル試験等を施すと、両者間で接続抵抗が増大する傾向が見られた。

ここで、ビルドアップ多層配線板において、バイアホールは、無電解めっき膜を形成してから電解めっき膜を形成することにより成る。先に形成する無電解めっき膜は、有機物、水素分子、水素原子等を含み脆いために、該無電解めっき膜において、クラックが発生し易いと考えられる。また、無電解めっき膜は延性が低いため、ＩＣチップ等の実装時にプリント配線板に反りが発生した場合、無電解めっき膜は、その反りに追従できないため、ランドから剥離しやすいためと考えられる。

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、小径のバイアホールを用いて接続信頼性を低下させない多層プリント配線板を提供することにある。

発明者が鋭意研究した結果、多層プリント配線板において特定の部位でバイアホールの信頼性が低下する傾向があることが明らかになった。
ここで、蓋状導体層（蓋めっき層）の上に形成されているバイアホールであって、その底部の大部分がスルーホール上以外の部分に形成されるバイアホールは、第２の層間樹脂絶縁層に形成されるバイアホール（第２バイアホール）よりヒートサイクル時に加わる応力が大きいことがシミュレーションにより分かった。

請求項１では、スルーホールの半径をＲ、蓋めっき層上のバイアホールの半径をｒとした時、スルーホールの重心を中心とする半径（Ｒ―ｒ／３）の円以遠に重心のある蓋状導体層（蓋めっき層）上のバイアホールの底の半径を第２の層間樹脂絶縁層に形成されるバイアホールの底の半径よりも大きくすることで、小径のバイアホールを用いて集積率を高めながら、接続信頼性を低下させないことを可能にした。

なお、バイアホールが円ではなく、楕円の場合や多角形の場合、ｒは外周において両端（最も離れた２点）を結んだ直線の１／２とする。スルーホールの場合も同様である。例えば、楕円であれば長径の１／２であり、長方形であれば対角を結んだ直線の１／２である。

[第１実施例]
先ず、本発明の第１実施例に係る多層プリント配線板１０の構成について、図１〜図８を参照して説明する。図７は、該多層プリント配線板１０の断面図を、図８は、図７に示す多層プリント配線板１０にＩＣチップ９０を取り付け、ドータボード９４へ載置した状態を示している。図７に示すように、多層プリント配線板１０では、コア基板３０の表面に導体回路３４が形成されている。コア基板３０の表面と裏面とはスルーホール３６を介して接続されている。スルーホール３６は、スルーホールランドを構成する蓋めっき層３６ａ、３６ｄと、側壁導体層３６ｂとから成り、側壁導体層３６ｂの内部には樹脂充填材３７が充填されている。樹脂充填剤なしで銅だけで充填してもよい。蓋めっき層（スルーホールランド）３６ａ、３６ｄの上にバイアホール６０Ａ、６０Ｂ及び導体回路５８の形成された層間樹脂絶縁層５０と、バイアホール１６０及び導体回路１５８の形成された層間樹脂絶縁層１５０とが配設されている。該バイアホール１６０及び導体回路１５８の上層にはソルダーレジスト層７０が形成されており、該ソルダーレジスト層７０の開口部７１を介して、バイアホール１６０及び導体回路１５８にバンプ７８Ｕ、７８Ｄが形成されている。

図８中に示すように、多層プリント配線板１０の上面側のハンダバンプ７８Ｕは、ＩＣチップ９０のランド９２へ接続される。一方、下側のハンダバンプ７８Ｄは、ドータボード９４のランド９６へ接続されている。

図９（Ａ）は、蓋めっき層（スルーホールランド）３６ａの平面図である。スルーホール用の開口はドリルにより０．０８mm〜０．２５mmで形成されている。蓋めっき層３６ａは、円形に形成され、該蓋めっき層３６ａ上のバイアホール６０Ａの底の重心６０ｇは、スルーホールの開口１６の半径をＲ、バイアホール６０Ａの底部の半径をｒとした時、スルーホール３６の重心３６ｇを中心とする半径：Ｒ―ｒ／３の円以遠に位置する。ここで、スルーホール開口１６の半径Ｒは５０μｍ、バイアホール６０Ａの底部の半径ｒは２５μｍに形成されている。一方、図７中に示すバイアホール６０Ａの上層の層間絶縁層１５０に形成されるバイアホール１６０の底部の半径ｒ３は２２．５μｍに形成されている。さらに、蓋めっき層（スルーホールランド）３６と第１ビアホール位置の別形態を図９（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）に示す。

図９（Ｂ）は、蓋めっき層（スルーホールランド）の別形態を示す。蓋めっき層３６ｄは、半円を２つ合わせたダルマ型に形成され、該蓋めっき層３６ｄ上のバイアホール６０Ｂの底の重心６０ｇもバイアホール６０Ａと同様に、スルーホールの重心３６ｇを中心とする半径：Ｒ―ｒ／３の円以遠に位置する。

ここで、蓋めっき層３６ａ、３６ｄの上のバイアホール６０Ａ、６０Ｂと、該バイアホールの上層に形成されるバイアホール１６０にヒートサイクル時に加わる応力をシミュレーションした結果について説明する。
ここでは、有限要素法(FEM)による３Ｄ熱応力シミュレーションを行った。半田等のような塑性・クリープ特性の顕著な材料が解析構造体に含まれている場合には、塑性・クリープ特性を考慮した非線形熱応力シミュレーションが必要なため、まず基板全体を含むモデルを粗いメッシュで解析し、そこから計算された変位を細かいメッシュで分割されたサブモデルの境界条件とし、問題視する部分の精密な解析をするマルチスケ−リング(サブモデリング)手法を用い、高多層・高密度有機パッケージのマイクロビアにかかる熱衝撃試験時の熱応力を解析した。即ち、パッケージのCoarseモデルを解析し、その変位をサブモデルの境界条件として設定し、半田の塑性を考慮して、-55℃〜125℃の熱衝撃試験条件で非線形熱応力解析を行った。

この結果、蓋めっき層３６ａ、３６ｄの上であって、スルーホールの重心を中心とする半径：Ｒ―ｒ／３の円以遠にバイアホールの底の重心が位置するバイアホール６０Ａ、６０Ｂには１００ＭＰａが、該バイアホールの上層に形成されるバイアホール１６０には８０ＭＰａ加わることが分かった。

即ち、蓋状導体層（蓋めっき層）３６ａ、３６ｄの上であってスルーホールの重心３６ｇを中心とする半径：Ｒ―ｒ／３の円以遠にバイアホールの底の重心６０ｇが位置するバイアホール６０Ａ、６０Ｂは、第２の層間樹脂絶縁層１５０に形成されるバイアホール１６０よりヒートサイクル時に加わる応力が大きい。

このため、第１実施例では、第２の層間樹脂絶縁層１５０に形成されるバイアホール１６０の底の半径ｒ３を、蓋状導体層（蓋めっき層）３６ａ上であってスルーホールの重心３６ｇを中心とする半径：Ｒ―ｒ／３の円以遠にバイアホールの底の重心が位置するバイアホール６０Ａ、６０Ｂの底の半径ｒよりも小さくすることにより、接続信頼性を低下させないように、それぞれの部位で最小径のバイアホールを用いて、集積率を高めることを可能にした。
第２バイアホールの底の半径が３０μｍ以下、スルーホール開口の半径が１００μｍ以下、スルーホールピッチが３８５μｍ以下の場合、本発明を適用する意義が大きい。なぜなら、小径のスルーホールが狭ピッチに配置されているコアでは環境変化によりプリント配線板がより反りやすいため、第２バイアホールに応力が集中しやすい。

図９（Ｃ）、図９（Ｄ）、図９（Ｅ）は、別例の蓋めっき層３６ａ、３６ｄの形状を示している。図９（Ｃ）、図９（Ｅ）のように蓋めっき層はダルマ型とする必要はない。図９（Ｅ）の場合、蓋めっき層３６ｄがスルーホール開口３６ｂに対して、バイアホール６０Ａが載る方向にのみ突出しているのでスルーホールピッチを狭ピッチ化とすることができるため高密度化となる。

引き続き、図７を参照して上述した多層プリント配線板１０の製造方法について図１〜図６を参照して説明する。
（１）厚さ０．２〜０．８ｍｍのガラスエポキシ樹脂またはＢＴ（ビスマレイミドトリアジン）樹脂からなる絶縁性基板３０の両面に５〜２５０μｍの銅箔３２がラミネートされている銅張積層板３０Ａを出発材料とした（図１（Ａ））。まず、この銅張積層板をドリル削孔して通孔１６を穿設し（図１（Ｂ））、無電解めっき処理および電解めっき処理を施し、スルーホール３６の側壁導体層３６ｂを形成した（図１（Ｃ））。通孔１６の開口径は、ドリルの選択により０．１〜０．２５ｍｍΦで形成し、そのピッチは０．１５〜０．５７５ｍｍとした。

（２）スルーホール３６を形成した基板３０を水洗いし、乾燥した後、ＮａＯＨ（１０ｇ／ｌ）、ＮａＣｌＯ₂ （４０ｇ／ｌ）、Ｎａ₃ ＰＯ₄ （６ｇ／ｌ）を含む水溶液を黒化浴（酸化浴）とする黒化処理、および、ＮａＯＨ（１０ｇ／ｌ）、ＮａＢＨ4 （６ｇ／ｌ）を含む水溶液を還元浴とする還元処理を行い、スルーホール３６の側壁導体層３６ｂ及び表面に粗化面３６αを形成する（図１（Ｄ））。

（３）次に、平均粒径１０μｍの銅粒子を含む充填剤３７（タツタ電線製の非導電性穴埋め銅ペースト、商品名：ＤＤペースト）を、スルーホール３６へスクリーン印刷によって充填し、乾燥、硬化させる（図２（Ａ））。これは、スルーホール部分に開口を設けたマスクを載置した基板上に、印刷法にて塗布することによりスルーホールに充填させ、充填後、乾燥、硬化させる。

引き続き、そして、スルーホール３６からはみ出した充填剤３７を、＃６００のベルト研磨紙（三共理化学製）を用いたベルトサンダー研磨により除去し、さらにこのベルトサンダー研磨による傷を取り除くためのバフ研磨を行い、基板３０の表面を平坦化する（図２（Ｂ）参照）。このようにして、スルーホール３６の側壁導体層３６ｂと樹脂充填剤３７とが粗化層３６αを介して強固に密着した基板３０を得る。

（４）前記（３）で平坦化した基板３０表面に、パラジウム触媒（アトテック製）を付与し、無電解銅めっきを施すことにより、厚さ０．６μｍの無電解銅めっき膜２３を形成する（図２（Ｃ）参照）。

（５）ついで、以下の条件で電解銅めっきを施し、厚さ１５μｍの電解銅めっき膜２４を形成し、導体回路３４となる部分の厚付け、およびスルーホール３６に充填された充填剤３７を覆う蓋めっき層（スルーホールランド）となる部分を形成する（図２（Ｄ））。
〔電解めっき水溶液〕
硫酸 １８０ ｇ／ｌ
硫酸銅 ８０ ｇ／ｌ
添加剤（アトテックジャパン製、商品名：カパラシドＧＬ）
１ ｍｌ／ｌ
〔電解めっき条件〕
電流密度 １Ａ／ｄｍ^２
時間 ７０分
温度 室温

（６）導体回路および蓋めっき層となる部分を形成した基板３０の両面に、市販の感光性ドライフィルムを張り付け、パターンを有するマスクを載置して、１００ｍＪ／ｃｍ^２ で露光、０．８％炭酸ナトリウムで現像処理し、厚さ１５μｍのエッチングレジスト２５を形成する（図２（Ｅ）参照）。蓋めっき層の形状はマスクのパターンを調整することで変更可能である。

（７）そして、エッチングレジスト２５を形成してない部分のめっき膜２３，２４と銅箔３２を、塩化第２銅を主成分とするエッチング液にて溶解除去し、さらに、エッチングレジスト２５を５％ＫＯＨで剥離除去して、独立した導体回路３４、および、充填剤３７を覆う蓋めっき層３６ａ、３６ｄを形成する（図３（Ａ）参照）。

（８）次に、導体回路３４および充填剤３７を覆う蓋めっき層３６ａ、３６ｄの表面にＣｕ−Ｎｉ−Ｐ合金からなる厚さ２．５μｍの粗化層（凹凸層）３４βを形成し、さらにこの粗化層３４βの表面に厚さ０．３μｍのＳｎ層を形成した（図３（Ｂ）参照、但し、Ｓｎ層については図示しない）。

（９）基板の両面に、基板より少し大きめの層間樹脂絶縁層用樹脂フィルム（味の素社製：商品名；ＡＢＦ−４５ＳＨ）５０γを基板上に載置し、圧力０．４５ＭＰａ、温度８０℃、圧着時間１０秒の条件で仮圧着して裁断した後、さらに、以下の方法により真空ラミネーター装置を用いて貼り付けることにより層間樹脂絶縁層５０を形成した（図３（Ｃ））。すなわち、層間樹脂絶縁層用樹脂フィルムを基板上に、真空度６７Ｐａ、圧力０．４７ＭＰａ、温度８５℃、圧着時間６０秒の条件で本圧着し、その後、１７０℃で４０分間熱硬化させた。

（１０）次に、波長１０．４μｍのＣＯ₂ ガスレーザにて、ビーム径４．０ｍｍ、トップハットモード、パルス幅３〜３０μ秒、マスクの貫通孔の径１．０〜５．０ｍｍ、１〜３ショットの条件で層間樹脂絶縁層２にバイアホール用開口５１を形成した（図３（Ｄ））。ここで、蓋めっき層３６ａ、３６ｄの上には、バイアホールの底面の半径が２５μｍになるように、上記レーザ条件を調整した。また、底面の重心の位置は、レーザ加工用のアライメントマークを読み取って、アライメント基準通りに加工したり、補正して加工することで調整し、Ｒ＋１．２ｒとなるようにした。

（１１）バイアホール用開口５１を形成した基板を、６０ｇ／ｌの過マンガン酸を含む８０℃の溶液に１０分間浸漬し、層間樹脂絶縁層２の表面に存在する粒子を除去することにより、バイアホール用開口５１の内壁を含む層間樹脂絶縁層５０の表面に粗化面５０αを形成した（図４（Ａ））。

（１２）次に、上記処理を終えた基板を、中和溶液（シプレイ社製）に浸漬してから水洗いした。
さらに、粗面化処理（粗化深さ３μｍ）した該基板の表面に、パラジウム触媒を付与することにより、層間樹脂絶縁層の表面およびバイアホール用開口の内壁面に触媒核を付着させた。すなわち、上記基板を塩化パラジウム（ＰｂＣ_ｌ2 ）と塩化第一スズ（ＳｎＣ_ｌ2 ）とを含む触媒液中に浸漬し、パラジウム金属を析出させることにより触媒を付与した。

（１３）次に、上村工業社製の無電解銅めっき水溶液（スルカップＰＥＡ）中に、触媒を付与した基板を浸漬して、粗面全体に厚さ０．３〜３．０μｍの無電解銅めっき膜を形成し、バイアホール用開口５１の内壁を含む層間樹脂絶縁層５０の表面に無電解銅めっき膜５２が形成された基板を得た（図４（Ｂ））。
〔無電解めっき条件〕
３４℃の液温度で４５分

（１４）無電解銅めっき膜５２が形成された基板に市販の感光性ドライフィルムを張り付け、マスクを載置して、１１０ｍＪ／ｃｍ² で露光し、０．８％炭酸ナトリウム水溶液で現像処理することにより、厚さ２５μｍのめっきレジスト５４を設けた（図４（Ｃ））。

（１５）ついで、基板を５０℃の水で洗浄して脱脂し、２５℃の水で水洗後、さらに硫酸で洗浄してから、以下の条件で電解めっきを施し、めっきレジスト５４非形成部に、厚さ１５μｍの電解銅めっき膜５６を形成した（図５（Ａ））。
〔電解めっき液〕
硫酸 ２．２４ ｍｏｌ／ｌ
硫酸銅 ０．２６ ｍｏｌ／ｌ
添加剤 １９．５ ｍｌ／ｌ
（アトテックジャパン社製、カパラシドＧＬ）
〔電解めっき条件〕
電流密度 １ Ａ／ｄｍ2
時間 ７０ 分
温度 ２２±２ ℃

（１６）さらに、めっきレジスト５４を５％ＫＯＨで剥離除去した後、そのめっきレジスト下の無電解めっき膜を硫酸と過酸化水素との混合液でエッチング処理して溶解除去し、独立の導体回路５８及びバイアホール６０Ａ、６０Ｂとした（図５（Ｂ））。

（１７）ついで、上記（４）と同様の処理を行い、導体回路５８及びバイアホール６０Ａ、６０Ｂの表面に粗化面５８αを形成した。下層の導体回路５８の厚みは１５μｍの厚みであった（図５（Ｃ））。ただし、下層の導体回路の厚みは、５〜２５μｍの間で形成してもよい。

（１８）上記（９）〜（１７）の工程を繰り返すことにより、さらに上層の導体回路１５８、バイアホール１６０を有する層間絶縁層１５０を形成し、多層配線板を得た（図５（Ｄ））。ここで、バイアホール１６０の底面の半径は２２．５μｍとなるように調整した。

（１９）次に、多層配線基板の両面に、市販のソルダーレジスト組成物７０を２０μｍの厚さで塗布し、７０℃で２０分間、７０℃で３０分間の条件で乾燥処理を行った後、ソルダーレジスト開口部のパターンが描画された厚さ５ｍｍのフォトマスクをソルダーレジスト層７０に密着させて１０００ｍＪ／ｃｍ2 の紫外線で露光し、ＤＭＴＧ溶液で現像処理し、２００μｍの直径の開口７１を形成した（図６（Ａ））。
そして、さらに、８０℃で１時間、１００℃で１時間、１２０℃で１時間、１５０℃で３時間の条件でそれぞれ加熱処理を行ってソルダーレジスト層を硬化させ、開口を有し、その厚さが１５〜２５μｍのソルダーレジストパターン層を形成した。

（２０）次に、ソルダーレジスト層７０を形成した基板を、塩化ニッケル（２．３×１０^-1ｍｏｌ／ｌ）、次亜リン酸ナトリウム（２．８×１０^-1ｍｏｌ／ｌ）、クエン酸ナトリウム（１．６×１０^-1ｍｏｌ／ｌ）を含むｐＨ＝４．５の無電解ニッケルめっき液に２０分間浸漬して、開口部７１に厚さ５μｍのニッケルめっき層７２を形成した。さらに、その基板をシアン化金カリウム（７．６×１０^-3ｍｏｌ／ｌ）、塩化アンモニウム（１．９×１０^-1ｍｏｌ／ｌ）、クエン酸ナトリウム（１．２×１０^-1ｍｏｌ／ｌ）、次亜リン酸ナトリウム（１．７×１０^-1ｍｏｌ／ｌ）を含む無電解金めっき液に８０℃の条件で７．５分間浸漬して、ニッケルめっき層７２上に、厚さ０．０３μｍの金めっき層７４を形成した（図６（Ｂ））。ニッケル−金層以外にも、スズ、貴金属層（金、銀、パラジウム、白金など）の単層を形成してもよい。

（２１）この後、基板のＩＣチップを載置する面のソルダーレジスト層７０の開口７１に、スズ−鉛を含有するはんだペーストを印刷し、さらに他方の面のソルダーレジスト層の開口にスズ−アンチモンを含有するはんだペーストを印刷した後、２００℃でリフローすることによりはんだバンプ（はんだ体）を形成し、はんだバンプ７８Ｕ、７８Ｄを有する多層プリント配線板を製造した（図７）。

半田バンプ７８Ｕを介してＩＣチップ９０を取り付ける。そして、半田バンプ７８Ｄを介してドータボード９４へ取り付ける（図８）。

以下に、第１実施例の多層プリント配線板１０の効果を実証するための実施例について説明する。まず、 蓋状導体層上バイアホールの底の半径、蓋状導体層上バイアホールの底の重心の位置、第２バイアホールの底の半径、スルーホールの半径、スルーホールのピッチらと加熱・冷却を繰り返した後の電気抵抗の変化率との関係について説明する。ここでは、図１０〜図１３中に示す実施例１〜１２０、比較例１〜６の多層プリント配線板を上述した第１実施例に準じて作製した。具体的には、図１（Ｂ）において、穴あけに用いるドリルの径を変化させて開口１６の径を変化させ、そのピッチは穴あけ機に孔あけ位置データを入力して変化させた。また、蓋状導体層上バイアホールの底の半径及び第２バイアホールの底の半径は、（１０）工程中で示したレーザ条件を調整することで行い、蓋状導体層上バイアホールの底の重心の位置は、（１０）工程中で示したようにレーザ加工機にアライメントマーク位置に対する補正量を設定することで行った。このように作製した各実施例、比較例の多層プリント配線板にＩＣチップを実装し、その後ＩＣチップと多層プリント配線板との間に封止樹脂を充填しＩＣ搭載基板とした。そして、ＩＣチップを介した特定回路の電気抵抗（ＩＣ搭載基板のＩＣチップ搭載面とは反対側の面に露出しＩＣチップと導通している一対の電極間の電気抵抗）を測定し、その値を初期値とした。その後、それらのＩＣ搭載基板に、−５５度×５分、１２５度×５分を１サイクルとし、これを２０００回繰り返すヒートサイクル試験を行った。このヒートサイクル試験において、５００、１０００、１５００、１７５０、２０００サイクル目の電気抵抗を測定し、初期値との変化率（１００×（測定値―初期値）／初期値（％））を求めた。その結果を図１０〜図１３中に示す。図中、電気抵抗の変化率が±５％以内のものを「良好」（○）、±５〜１０％のものを「ふつう」（△）、±１０をこえたものを「不良」（×）とした。なお、目標スペックは１０００サイクル目の変化率が±１０％以内（つまり評価で「良好」か「ふつう」）である。また、±１０％以内のものを「合格」とした。

この評価結果より、蓋状導体層上に形成するバイアホールの底の重心を、スルーホールの重心を中心とする半径（Ｒ―ｒ／３）の円以遠とし、さらに、蓋状導体層上のバイアホールの底の半径（以下、第１半径と言う）を、第２の層間樹脂絶縁層に形成されるバイアホール（第２バイアホール）の底の半径（以下、第２半径と言う）よりも大きくした実施例１〜１２０は、少なくとも目標スペックをクリアーし、さらに１５００サイクル目にても合格であった（Ｒ：スルーホールの半径、ｒ：蓋状導体層上のバイアホールの底の半径）。それに対して、蓋状導体層上に形成するバイアホールの底の重心がスルーホールの重心を中心とする半径（Ｒ―ｒ／３）の円以遠であるが、蓋状導体層上のバイアホールの底の半径と第２半径が同等な比較例１〜比較例６は、目標スペックのサイクルにおいて、「ふつう」か「不良」であって、１５００サイクル目では全て「不良」であった。比較例１〜比較例６では、第１半径と第２半径が同等なため、下層の導体層（ランド）５８と第２バイアホール間の接合が応力に対して強固となる。なぜなら、下層の導体層（ランド）５８と第２バイアホール間の応力が小さいからである。そのため、第２バイアホールやその周りの樹脂絶縁層等が応力を緩和するよう変形し難くなるので、加熱・冷却時の応力が蓋状導体層上バイアホール底部と蓋めっき層間に集中して、蓋状導体層上バイアホール底部と蓋めっき層間の接合が弱くなり接続抵抗が増加したのではないかと推察している。

また、比較例１〜４と実施例１２５、比較例６の比較から、第１半径と第２半径が同等であっても、スルーホール径とそのピッチが低密度な場合においては、目標スペックをクリアーしているが、第１半径と第２半径が同等であって、スルーホールの半径が１００μｍ以下でそのピッチが３８５μｍ以下となると１０００サイクル目において不良であった。この違いは、後者の方が発生する応力が大きいからと推察している。その理由は、実施例１２５、比較例６では、絶縁性基板３０に絶縁性基板（熱膨張係数：５０〜６０ｐｐｍ）とは熱膨張係数が大きく異なるスルーホール導体（銅：１６ｐｐｍ）が高密度に設けられるため、多層プリント配線板の変形が大きくなるからと推察している。従って、スルーホールの半径が１００μｍ以下でそのピッチが３８５μｍ以下の多層プリント配線板に本願発明を適用する意義が大きいことが分かる。

実施例１〜１２０における１５００、１７５０サイクル目の結果より、第１バイアホールの半径／第２のバイアホールの半径が、１．３〜１．７が好ましいことが分かる。これは、このような範囲であれば、第２バイアホールと下層の導体層（ランド）５８との間の接合力（単位面積当たりの密着力×接合面積）が、蓋状導体層と蓋状導体層上バイアホールの底との間の接合力より低くても、両者間における応力に差があるため、接合力／応力がほぼ同等となるためと推察している（両者に差があると弱い方に応力が集中し、その部分で剥離等の問題が発生しやすい）。

さらに、１７５０、２０００サイクル目の結果より、蓋状導体層上バイアホールの底の重心は、Ｒ＋１．２ｒ以遠が好ましいことが分かる。これは、蓋状導体層上バイアホールの底の重心が、Ｒ＋１．２ｒ以遠になると、スルーホールから離れて完全に絶縁性基板上に全てのバイアホール底部が形成されることとなるので、スルーホールの影響を受けなくなるからと推察している。スルーホールに近いと、スルーホールと絶縁性基板の物性（ヤング率、ポアソン比、熱膨張係数など）の違いから、より複雑な変形が起こり、より多くの応力が蓋状導体層上バイアホールに伝達すると推察している。

本発明の第１実施例の多層プリント配線板を製造方法を示す工程図である。 第１実施例の多層プリント配線板を製造方法を示す工程図である。 第１実施例の多層プリント配線板を製造方法を示す工程図である。 第１実施例の多層プリント配線板を製造方法を示す工程図である。 第１実施例の多層プリント配線板を製造方法を示す工程図である。 第１実施例の多層プリント配線板を製造方法を示す工程図である。 第１実施例に係る多層プリント配線板の断面図である。 第１実施例に係る多層プリント配線板にＩＣチップを載置した状態を示す断面図である。 スルーホールの蓋めっき層の平面図である。 実施例の評価結果を示す図表である。 実施例の評価結果を示す図表である。 実施例の評価結果を示す図表である。 実施例及び比較例の評価結果を示す図表である。

符号の説明

３０ 基板
３４ 導体回路
３６ スルーホール
３６ａ 蓋めっき層（スルーホールランド）
３６ｂ 側壁導体層
３６ｄ 蓋めっき層（スルーホールランド）
４０ 樹脂充填層
５０ 層間樹脂絶縁層
５８ 導体回路
６０Ａ、６０Ｂ バイアホール
７０ ソルダーレジスト層
７１ 開口
７８Ｕ、７８Ｄ 半田バンプ
１６０ バイアホール

Claims (1)

1. スルーホール（半径Ｒ）を有するコア基板に、第１の層間樹脂絶縁層と無電解めっき膜及び電解めっき膜からなる第１バイアホール（底の半径ｒ）、導体回路とを積層し、該第１の層間樹脂絶縁層の上に第２の層間樹脂絶縁層と無電解めっき膜及び電解めっき膜からなる第２バイアホール、導体回路とを積層してなる多層プリント配線板であって、
   前記スルーホール端には該スルーホールを閉塞する蓋状導体層が形成され、
   前記第１バイアホールの内、スルーホール重心を中心とする半径Ｄ（Ｄ＝（Ｒ-ｒ／３））の領域以遠に重心があって、且つ、前記蓋状導体層の上に形成されている第１バイアホールは、底の半径を、前記第２バイアホールの底の半径よりも大きくしたことを特徴とする多層プリント配線板。

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