JP2009130264A

JP2009130264A - 多層プリント配線板、ビルドアッププリント配線板の製造方法および電子機器

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Publication number: JP2009130264A
Application number: JP2007306012A
Authority: JP
Inventors: Kenji Hasegawa; 健治長谷川
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2007-11-27
Filing date: 2007-11-27
Publication date: 2009-06-11
Anticipated expiration: 2027-11-27
Also published as: JP4309448B2; CN101448374A; US20090133919A1; CN101448374B; US7767914B2

Abstract

【課題】ビルドアップ部に形成するバイアホールの品質に影響を及ぼすことなくビルドアップ部における導体層の軽薄化が期待できる多層プリント配線板を提供する。
【解決手段】絶縁基材１３と、この絶縁基材１３に形成した下層に達しない凹陥部Ｈ２と、上記絶縁基材１３に設けられ、上記凹陥部Ｈ２に導体を埋設し厚膜部１４ｔを形成した導体パターン１４ｐを有する導体層１４と、上記厚膜部１４ｔに底部が接して上記絶縁基材１３の上層に設けられたバイアホール１６ａとを具備したビルドアップ多層プリント配線板１０を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば小型電子機器に適用して好適な多層プリント配線板に関する。

携帯型電子機器の軽量薄型化に伴い、同機器に用いられるプリント配線板においても、より高密度、軽量化が要求されている。ビルドアップ法による多層プリント配線板においては、ビルドアップ部の導体層を形成する銅めっき厚（導体箔膜の厚さ）をコア層の銅めっき層より薄くすることによって、より軽量、薄形化を図ることが可能となる。

しかしながら、導体層を形成する銅めっき厚を薄くしたとき、ブラインドバイアホール、ベリードバイアホール等のインタースティシャルバイアホールを形成するためのレーザビームによる穴開け加工において、開口部先端が導体層を突き抜けて下層に達し、これによって底部が導体で埋まらない異形のバイアホールが形成されてしまうという品質上の問題が生じる。

この種の多層プリント配線板におけるバイアホールの形成技術として、従来では、表層面においてすべてのバイアホールが平坦になるように、一部バイアホールの底部にバイアホールパッドと同一厚さのバリア層および金属めっきを施したパッドを形成しておく技術（特許文献１）や、内層導体回路のビア位置中心部に開口穴を設けて接続信頼性の向上を図る技術（特許文献２）が存在する。しかしながら、これらの従来技術は、バイアホールの品質を一定に保ちつつビルドアップ部における導体層の厚さを薄くしたいという要求に応えることができない。
特開２００６−１８６０２９号公報特開２００２−１９８６５３号公報

上述したように、従来では、バイアホールの品質を一定に保ちつつビルドアップ部における導体層の厚さを薄くしたいという要求に応えることができないという問題があった。

本発明は、ビルドアップ部に形成するバイアホールの品質に影響を及ぼすことなくビルドアップ部における導体層の軽薄化が期待できる多層プリント配線板を提供することを目的とする。

本発明は、絶縁基材と、前記絶縁基材に形成した凹陥部と、前記絶縁基材に設けられ、前記凹陥部に導体を埋設し厚膜部を形成した導体パターンと、前記導体パターンの前記厚膜部に底部が接して前記絶縁基材の上層に設けられたバイアホールと、を具備した多層プリント配線板を特徴とする。

また本発明は、ビルドアッププリント配線板の製造方法であって、ビルドアップ部を構成する第１の絶縁層に、下層に達しない凹陥部を形成するレーザ加工工程と、前記第１の絶縁層に、前記凹陥部に厚膜部を形成した導体パターンを有する第１の導体層を形成するめっき工程と、前記第１の絶縁層に前記第１の導体層を介在して第２の絶縁層を積層する積層工程と、前記第２の絶縁層に、前記導体パターンの前記厚膜部に底部が接するバイアホールを有する第２の導体層を形成するレーザ加工工程およびめっき工程と、を具備し、前記第１の導体層の導体厚を、前記導体パターンの前記厚膜部を除き、前記ビルドアップ部の基体となるコア部の導体層の導体厚より薄くしたことを特徴とする。

本発明によれば、ビルドアップ部に形成するバイアホールの品質に影響を及ぼすことなくビルドアップ部における導体層を軽薄化できる。

以下図面を参照して本発明の実施形態を説明する。

本発明の第１実施形態に係る多層プリント配線板の要部の構成を図１に示す。図１に示すように、本発明の第１実施形態に係るビルドアップ多層プリント配線板１０は、絶縁基材１３と、この絶縁基材１３に形成した下層に達しない凹陥部Ｈ２と、上記絶縁基材１３に設けられ、上記凹陥部Ｈ２に導体を埋設し厚膜部１４ｔを形成した導体パターン１４ｐを有する導体層１４と、上記厚膜部１４ｔに底部が接して上記絶縁基材１３の上層に設けられたバイアホール１６ａとを具備して構成される。

上記絶縁基材１３は、コア部１１の表層に設けられた導体層１２を介在してコア部１１に積層され、ビルドアップ部の内層側絶縁層を形成している。上記絶縁基材１３には上記導体層１４を介在して絶縁基材１５が積層され、ビルドアップ部の外層側絶縁層を形成している。この外層側絶縁層には導体層１６が設けられている。上記内層側絶縁層に絶縁基材１３と同様の符号を付し、外層側絶縁層に絶縁基材１５と同様の符号を付す。また上記絶縁基材１３を第１絶縁基材、絶縁基材１５を第２絶縁基材、導体層１４を第１導体層、導体層１６を第２導体層と称す。

上記バイアホール１６ａは、第１導体層１４と第２導体層１６の層間を導電接続するインタースティシャルバイアホール（ＩＶＨ；Interstitial Via Hole）であり、ビルドアップ部の外層側に設けられたときブラインドバイアホール（ＢＶＨ；Blind Via Hole）となり、内層に設けられたときベリードバイアホール（Buried Via Hole）となる。

上記第１導体層１４のめっき厚（膜厚）ｔｂは、厚膜部１４ｔを除き、コア部１１に設けられた導体層１２のめっき厚ｔａより薄く形成されている。すなわち、第１導体層１４は、バイアホールの底部に位置するパターン部分を除いて導体層１２より薄いめっき厚で形成されている。この実施形態では、第１導体層１４のめっき厚（膜厚）ｔｂをコア部１１に設けられた導体層１２のめっき厚ｔａの１／２以下にしている。

上記第１導体層１４をバイアホールの底部に位置するパターン部分を含んで一様に薄膜化したとき、バイアホール形成時のレーザビームによる孔開け加工で開口部先端が薄膜化した第１導体層１４を突き抜け、これによって底部が導体で埋まらない異形のバイアホールが形成されてしまうという虞がある。これに対して上記実施形態では、バイアホールを形成するための孔開け加工に対して、上記厚膜部１４ｔが障壁となり、上記開口部先端の薄膜突き抜けを抑止することから、底部が導体で一様に埋まる正常な形体のバイアホールが形成でき、かつ厚膜部１４ｔを除いて第１導体層１４のめっき厚（膜厚）を薄膜化できる。これによってビルドアップ部に形成するバイアホールの品質に影響を及ぼすことなくビルドアップ部における導体層の軽薄化が期待できる。

上記した厚膜部１４ｔの形成並びに同厚膜部１４ｔに底部が接するバイアホール１６ａの形成工程を図２乃至図５に示す。ここでは上記厚膜部１４ｔおよびバイアホール１６ａに加えてフィルドバイアホールＦＶを併せて形成するビルドアップ構成を例に示している。

図２に示す工程１では、コア部１１に、コア部１１の表層に設けられた導体層１２を介してビルドアップ部の内層側絶縁層となる第１絶縁層１３を積層し、この第１絶縁層１３に、レーザビームＬＢによる穴明け加工を行い、例えばコア部１１の導体層１２に、底部が接するフィルドバイアホールＦＶを形成するための、第１絶縁層１３を貫通する穴Ｈ１を開ける。

このレーザ加工工程において、第１絶縁層１３上のインタースティシャルバイアホールの底部が位置する部分に対しても、上記レーザビームＬＢによる、上記穴Ｈ１の穴明け加工より小エネルギのビーム照射で穴明け加工を行い、浅い穴、すなわち下層に達しない凹陥部Ｈ２を形成する。

図３に示す工程２では、上記第１絶縁層１３に形成した穴Ｈ１，Ｈ２を導体めっき、例えば銅めっきにより埋めて上面を平坦にした第１導体層１４を形成する。この銅めっき工程により、穴Ｈ１に、コア部１１の導体層１２に達するフィルドバイアホールＦＶが形成され、穴Ｈ２に厚膜部１４ｔを有した導体パターン１４ｐが形成される。この第１導体層１４は、上記図１に示したように、上記フィルドバイアホールＦＶおよび厚膜部１４ｔを除いた部分（導体パターン１４ｐを含む配線パターン部分）の銅めっき厚がコア部１１に設けられた導体層１２のめっき厚より薄く形成される。

図４に示す工程３では、上記第１導体層１４を介して、上記第１絶縁層１３に、上記第１絶縁層１３の上層を形成する第２絶縁層１５を積層し、この第２絶縁層１５に、厚膜部１４ｔをターゲットにレーザビームＬＢを照射し、厚膜部１４ｔ上の第２絶縁層１５にバイアホール形成のための穴明け加工を行う。

このレーザ加工工程において、厚膜部１４ｔが上記レーザビームＬＢによる穴明け加工に対して障壁となり、開口先端の進行を阻止する。これによって、第１導体層１４を薄膜化しても底部が第１導体層１４で塞がれたバイアホール用の穴を形成することができる。

図５に示す工程４では、上記工程３で穿設した穴に銅めっきを施し、厚膜部１４ｔに底部が接するインタースティシャルバイアホール１６ａを有する第２導体層１６を形成する。

このようなビルドアッププリント配線板の製造工程によれば、底部が導体で一様に埋まる正常な形体のバイアホールが形成でき、かつ厚膜部１４ｔを除いて導体層１４のパターンめっき厚（膜厚）を薄膜化できる。これによってビルドアップ部に形成するバイアホールの品質に影響を及ぼすことなくビルドアップ部における導体層の軽薄化が期待できる。

上記第１実施形態によるバイアホールを適用したビルドアッププリント配線板の第２実施形態を図６に示している。

この図６に示す第２実施形態は、４層の多層板で構成されたコア部２１の両外層（各表層）に、それぞれ各２層のビルドアップ部２２，２３を積層している。

このビルドアップ部２２，２３に設けられたバイアホール２２ａ，２２ｂ，２３ａ，２３ｂのうち、ビルドアップ部２２，２３の層間接続を行うバイアホール、すなわち、ブラインドバイアホール（ＢＶＨ）２２ｂ，２３ｂは、上記した第１実施形態に示したように、底部に厚膜部２２ｔ，２３ｔが形成された導体パターン上にそれぞれ形成されている。

この構成により、ビルドアップ部２２，２３の各層間に設けられる導体層を厚膜部２２ｔ，２３ｔの形成部分を除いて薄膜化できる。これによりビルドアップ部に形成するバイアホールの品質に影響を及ぼすことなくビルドアップ部における導体層の軽薄化が期待できる。

上記第１実施形態によるバイアホールを適用したビルドアッププリント配線板の第３実施形態を図７に示している。

この図７に示す第３実施形態は、４層の多層板で構成されたコア部３１の両外層に、それぞれ各３層のビルドアップ部３２，３３を積層している。

このビルドアップ部３２，３３に設けられたバイアホール３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３３ａ，３３ｂ，３３ｃのうち、ビルドアップ部３２，３３の内層で層間接続を行うバイアホール、すなわち、内層間の接続を行うベリードバイアホール３２ｂ，３３ｂと、外層に設けられるブラインドバイアホール（ＢＶＨ）３２ｃ，３３ｃは、それぞれ上記した第１実施形態に示したように、底部に厚膜部３２ｔ，３３ｔが形成された導体パターン上に形成されている。

この構成により、ビルドアップ部３２，３３の各層間に設けられる導体層を厚膜部３２ｔ，３３ｔの形成部分を除いて薄膜化できる。これによりビルドアップ部に形成するバイアホールの品質に影響を及ぼすことなくビルドアップ部における導体層の軽薄化が期待できる。

本発明の第４実施形態に係る携帯型電子機器の構成を図８に示している。この第４実施形態に係る携帯型電子機器は、上記第１実施形態によるバイアホールを適用したビルドアッププリント配線板を用いて回路板を構成している。

図８に於いて、携帯型電子機器５１の本体５２には、表示部筐体５３がヒンジ機構を介して回動自在に設けられている。本体５２には、ポインティングデバイス、キーボード５４等の操作部が設けられている。表示部筐体５３には例えばＬＣＤ等の表示デバイス５５が設けられている。

また本体５２には、キーボード５４、表示デバイス５５等を入出力制御する制御回路素子（Ｐ１，Ｐ２，…）を組み込んだ回路板（マザーボード）５６が設けられている。この回路板５６は、要部の構成を図１に示し、積層構造を図６に示したビルドアッププリント配線板６０を用いて構成されている。このビルドアッププリント配線板６０は、４層の多層板で構成されたコア部６１の両外層に、それぞれ各２層のビルドアップ部６２，６３を積層している。

このビルドアップ部６２，６３に設けられたバイアホール６２ａ，６２ｂ，６３ａ，６３ｂのうち、ビルドアップ部６２，６３の層間接続を行うバイアホール、すなわち、ブラインドバイアホール（ＢＶＨ）６２ｂ，６３ｂは、一部を拡大して示すように、底部に厚膜部６２ｔ，６３ｔが形成された導体パターン上にそれぞれ形成されている。

このような構成のビルドアッププリント配線板６０を用いて回路板５６を構成したことにより、携帯型電子機器５１の軽薄化に寄与することができる。

本発明の第１実施形態に示した厚膜部をバイアホールの形成部分以外に適用した応用例を図９乃至図１１と、図１２乃至図１４に示している。

図１１は上記第１実施形態における厚膜部の形成手段を回路動作時に熱を放散する電子部品（以下発熱部品と称す）７９の放熱路に適用した一例を示している。この例では、回路板７０の上記発熱部品７９が実装される実装領域において、内層の導体層７４に、厚膜部７４ｔを形成し、この厚膜部７４ｔにスルーホールＴＨを貫通させて放熱路を形成している。この構成により、発熱部品７９に対して効率の良い熱伝導路を形成することができる。

この回路板７０を構成するビルドアップ基板は、図９に示すように、コア部を形成する絶縁層７１に、同コア部の導体層７２を介して、ビルドアップ部の絶縁層７３を積層し、この絶縁層７３に、レーザビアＬＢによる穴明け加工で導体層７２に達しない凹陥部Ｈａを形成する。

この凹陥部Ｈを形成した絶縁層７３に、図１０に示すように、銅めっきを施し、銅めっきで凹陥部Ｈを埋めることによって、ビルドアップ部の絶縁層７３に、厚膜部７４ｔを有する導体層７４が形成される。

この厚膜部７４ｔに、図１１に示すように、スルーホールＴＨを貫通させることにより、上記した発熱部品７９の熱を効率よく伝達することのできる熱伝導路が形成できる。

図１２は上記第１実施形態における厚膜部の形成手段を、例えば差動信号の伝送路等、インピーダンスコントロールを必要とする回路パターンに適用した一例を示している。この例では、ビルドアップ基板８０において、ビルドアップ部の内層に、回路パターン８４、および回路パターン８４と異なる厚さのインピーダンスコントロールされた回路パターン８５を形成し、ビルドアップ部の外層に、回路パターン８７および回路パターン８７と異なる厚さのインピーダンスコントロールされた回路パターン８８を形成している。

このビルドアップ基板８０は、図１２に示すように、コア部を形成する絶縁層８１に、同コア部の導体層８２を介して、ビルドアップ部の絶縁層８３を積層し、この絶縁層８３に、レーザビアＬＢによる穴明け加工で導体層８２に達しない凹陥部Ｈ１ａを形成する。

この凹陥部Ｈ１を形成した絶縁層８３に、凹陥部Ｈ１ａを含めて銅めっきを施すことにより、図１３に示すように、形成凹陥部Ｈ１に、回路パターン８４と異なる厚さのインピーダンスコントロールされた回路パターン８５が形成される。

さらに図１３に示すように、上記絶縁層８３に、絶縁層８６を積層して、この絶縁層８６に、レーザビアＬＢによる穴明け加工で導体層８４，８５に達しない凹陥部Ｈ２ａを形成し、この凹陥部Ｈ２ａを形成した絶縁層８６に、銅めっきを施すことによって、図１４に示すように、回路パターン８７と異なる厚さのインピーダンスコントロールされた回路パターン８８が形成される。

この構成により、ビルドアップ部における導体層の軽薄化を図りつつ特定の回路パターンに対してインピーダンスコントロールが可能となる。

なお、この発明は、上述した実施の形態そのままに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々のビルドアッププリント配線板に適用可能である。

本発明の第１実施形態に係るビルドアッププリント配線板の要部の構成を示す図。上記第１実施形態に係るビルドアッププリント配線板の製造工程を示す図。上記第１実施形態に係るビルドアッププリント配線板の製造工程を示す図。上記第１実施形態に係るビルドアッププリント配線板の製造工程を示す図。上記第１実施形態に係るビルドアッププリント配線板の製造工程を示す図。本発明の第２実施形態に係るビルドアッププリント配線板の構成を示す図。本発明の第３実施形態に係るビルドアッププリント配線板の構成を示す図。本発明の第４実施形態に係るビルドアッププリント配線板を用いた電子機器の構成を示す図。本発明の１実施形態における厚膜部の形成手段を適用した応用例を示す図。本発明の１実施形態における厚膜部の形成手段を適用した応用例を示す図。本発明の１実施形態における厚膜部の形成手段を適用した応用例を示す図。本発明の１実施形態における厚膜部の形成手段を適用した応用例を示す図。本発明の１実施形態における厚膜部の形成手段を適用した応用例を示す図。本発明の１実施形態における厚膜部の形成手段を適用した応用例を示す図。

符号の説明

１０…ビルドアップ多層プリント配線板、１１…コア部、１２…コア部の導体層、１３…第１絶縁層（ビルドアップ部の内層側絶縁層）、１４…第１導体層、１４ｔ，２２ｔ，２３ｔ，３２ｔ，３３ｔ，６２ｔ，６３ｔ…厚膜部、１４ｐ…導体パターン、１５…第２絶縁層、１６…第２導体層、１６ａ…バイアホール（インタースティシャルバイアホール）、２１…コア部、２２，２３，３２，３３，６２，６３…ビルドアップ部、２２ａ，２２ｂ，２３ａ，２３ｂ，３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３３ａ，３３ｂ，３３ｃ…バイアホール、ＬＢ…レーザビーム、ＦＶ…フィルドバイアホール、Ｈ２…凹陥部。

Claims

絶縁基材と、
前記絶縁基材に形成した凹陥部と、
前記絶縁基材に設けられ、前記凹陥部に導体を埋設し厚膜部を形成した導体パターンと、
前記導体パターンの前記厚膜部に底部が接して前記絶縁基材の上層に設けられたバイアホールと、
を具備したことを特徴とする多層プリント配線板。
前記厚膜部は前記絶縁基材に前記バイアホールを形成する孔開け加工に対して障壁となる請求項１に記載の多層プリント配線板。
前記バイアホールはコア部に積層されたビルドアップ部に設けられ、前記導体パターンは前記厚膜部を除き前記コア部に設けられた導体層の導体厚より薄い導体厚で形成されていることを特徴とする請求項２に記載の多層プリント配線板。
前記バイアホールは、ブラインドバイアホールであることを特徴とする請求項３に記載の多層プリント配線板。
前記バイアホールは、ベリードバイアホールであることを特徴とする請求項３に記載の多層プリント配線板。
ビルドアッププリント配線板の製造方法であって、
ビルドアップ部を構成する第１の絶縁層に、下層に達しない凹陥部を形成するレーザ加工工程と、
前記第１の絶縁層に、前記凹陥部に厚膜部を形成した導体パターンを有する第１の導体層を形成するめっき工程と、
前記第１の絶縁層に前記第１の導体層を介在して第２の絶縁層を積層する積層工程と、
前記第２の絶縁層に、前記導体パターンの前記厚膜部に底部が接するバイアホールを有する第２の導体層を形成するレーザ加工工程およびめっき工程と、を具備し、
前記第１の導体層の導体厚を、前記導体パターンの前記厚膜部を除き、前記ビルドアップ部の基体となるコア部の導体層の導体厚より薄くしたことを特徴とするビルドアッププリント配線板の製造方法。
前記第２の絶縁層に前記第２の導体層を介在して第３の絶縁層を積層する積層工程と、
前記第３の絶縁層に、下層に達しない凹陥部を形成するレーザ加工工程と、
前記第３の絶縁層に、前記凹陥部に厚膜部を形成した導体パターンを有する第３の導体層を形成するめっき工程と、
をさらに具備して、前記第２の絶縁層にベリードバイアホールを形成し、前記第３の絶縁層にブラインドバイアホールを形成したことを特徴とする請求項６に記載のビルドアッププリント配線板の製造方法。
電子機器本体と、この電子機器本体に設けられた回路板とを具備し、
前記回路板は、
絶縁基材に形成した凹陥部と、前記絶縁基材に設けられ、前記凹陥部に導体を埋設し厚膜部を形成した導体パターンと、前記導体パターンの前記厚膜部に底部が接して前記絶縁基材の上層に設けられたインタースティシャルバイアホールとを具備したビルドアッププリント配線板により構成されていることを特徴とする電子機器。