JP2010068011A - 多層配線基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】積層体の任意の位置にヴィアを形成しうる多層配線基板の製造方法を提供する。
【解決手段】配線パターン１０が他の部位よりも厚い環状凸部１６の部位を有する配線パターン１０に形成された絶縁基板１４を接着層１８によって接着して、複数の配線パターン１０が絶縁層を介して多層に積層される積層体２０を形成する工程と、積層体２０の所定箇所に、配線パターン１０の環状凸部１６に囲まれた領域を環状凸部１６の内径と等しい径で貫通して環状凸部１６の内壁面を露出させる共に、絶縁層を貫通するスルーホール２２を形成する工程と、導電性表面を除く表面が絶縁性表面に形成された棒状部材２４を、スルーホール２２内に挿入する工程とを具備することを特徴とする。
【選択図】図５

Description

本発明は多層配線基板の製造方法に関し、更に詳細には多層に積層された複数の配線パターンが、前記配線パターン間の絶縁層を貫通するヴィアによって電気的に接続されて成る多層配線基板の製造方法に関する。

半導体装置等に用いられる多層配線基板には、図８に示す様に、主として絶縁材料から成るコア基板Ｃの両側に、複数の配線パターン１００，１００・・が絶縁層１０２を介して多層に積層されたビルトアップ層Ｂ，Ｂが形成されている基板がある。
かかる配線パターン１００，１００・・は、基板内に埋め込まれて両端面の各々が配線パターン１００，１００を接続するベリードヴィア１０４や一端面が内層側の配線パターンに接続しているが、他端面が基板面に露出しているブラインドヴィア１０６等によって電気的に接続されている。
図８に示す多層配線基板は、コア基板Ｃの両面側から順次配線パターン及びヴィアを形成する、いわゆるビルドアップ法によって製造されている。
かかるビルドアップ法では、コア基板Ｃにベリードヴィア１０４を形成した後、コア基板Ｃの両面側に第１層目の配線パターン１００，１００・・を形成する。更に、形成した第１層目の配線パターン１００，１００・・に一端が当接するヴィア１０３を形成した後、このヴィア１０３の他端が当接する第２層目の配線パターン１００，１００・・を形成する。
次いで、形成した第２層目の配線パターン１００，１００・・に一端が当接するブラインドヴィア１０６を形成した後、このヴィア１０６の他端が当接する第３層目の配線パターン１００，１００・・を形成する。
この様に、従来の図８に示す多層配線基板は、配線パターン１００，１００・・とヴィア１０３，１０６とを順次形成する、いわゆるビルドアップ法によって製造されているため、その製造工程が複雑化し、製造時間も長時間化する。

一方、多層配線基板に形成した後にヴィアを形成する多層配線基板の製造方法については、下記特許文献１に提案されている。
特許文献１に提案されている多層配線基板の製造方法を図９に示す。図９に示す多層配線基板の製造方法では、先ず、両面に配線パターン２０２，２０２・・が形成された樹脂基板２００を形成し［図９（ａ）］、形成した複数枚の樹脂基板２００，２００・・を、接着層を介して積層し加熱圧着することによって積層体２０４を得ることができる［図９（ｂ）］。
次いで、得た積層体２０４の所定箇所にドリルによってスルーホール２０６を形成した後、スルーホール２０６内に棒状の金属部材２０８を挿入する［図９（ｃ）］。この棒状の金属部材２０８は、棒状の金属本体の表面がはんだ層で覆われているものである。
その後、スルーホール２０６内にホットエアを吹き込み、挿入された棒状の金属部材２０８のはんだ層を加熱溶融し、スルーホール２０６内に金属部材２０８を固定して、ヴィア２１０を形成できる［図９（ｄ）］。

特開２００３−２８３０８４号公報（図３）

図９に示す多層配線基板の製造方法によれば、積層体２０４を形成した後にヴィア２１０を形成できる。このため、配線パターンとヴィアとを第１層目から順次形成する、いわゆるビルドアップ法に比較して、その製造工程を短縮でき且つ製造時間も短時間化できる。
しかし、図９に示す多層配線基板の製造方法では、ヴィア２１０は積層体の全層を貫通するヴィアを形成しているため、図８に示す多層配線基板の如く、基板内に埋め込まれて両端面の各々が配線パターン１００，１００を接続するベリードヴィア１０４や一端面が内層側の配線パターンに接続している場合には、他端面が基板面に露出しているブラインドヴィア１０６を形成することは困難である。
この様に、多層配線基板の全層を貫通する図９に示すヴィア２１０しか形成できない多層配線基板の製造方法では、配線パターンの設計やヴィア２１０の形成位置等について種々の制約を受けることになる。
そこで、本発明の課題は、既に形成した積層体の任意の位置にヴィアを形成し得る多層配線基板の製造方法を提供することにある。

本発明者等は、前記課題を達成するには、図９（ｃ）の工程において、積層体２０４に形成したスルーホール２０６内に挿入する棒状の金属部材２０８として、長さ方向に沿って表面が金属から成る金属部分と絶縁材から成る絶縁部分とが形成された棒状部材を用い、この棒状部材をスルーホール２０６内に挿入して、棒状部材の金属部分によって配線パターン同士を電気的に接続するヴィアを形成することが有効であると考え検討した結果、本発明に到達した。
すなわち、本発明に係る多層配線基板の製造方法は、多層に積層された複数の配線パターンが、前記配線パターン間の絶縁層を貫通するヴィアによって電気的に接続されて成る多層配線基板の製造方法において、該配線パターンが絶縁板の両面に形成された複数枚の絶縁基板であって、前記配線パターンが他の部位よりも厚い環状凸部の部位を有する配線パターンに形成された絶縁基板を接着層によって接着して、複数の配線パターンが前記絶縁層としての絶縁板と接着層とを介して多層に積層される積層体を形成する工程と、前記積層体の所定箇所に、前記配線パターンの環状凸部に囲まれた領域を環状凸部の内径と等しい径で貫通して環状凸部の内壁面を露出させると共に、前記接着層及び絶縁板を貫通するスルーホールを形成する工程と、前記スルーホールの内壁面に沿って露出した、配線パターンの露出面同士を電気的に接続するヴィアを形成できるように、表面が部分的に導電性表面に形成されていると共に、前記導電性表面を除く表面が絶縁性表面に形成された棒状部材を、前記スルーホール内に挿入又は形成する工程とを具備することを特徴とする。

かかる本発明では、内壁面に沿って配線パターンの露出面が露出するスルーホール内に、絶縁材料から成る棒状体の表面が部分的にめっき金属層によって覆われている棒状部材を挿入することによって、棒状部材のめっき金属層で覆われている部分により、スルーホールの内壁面に沿って露出する配線パターンの露出面同士を電気的に接続するヴィアを積層体内に形成できる。
この棒状部材としては、絶縁材料から成る棒状の絶縁部と金属材料から成る棒状の金属部とを接合して形成した棒状部材を用いることができる。
更に、スルーホール内に、絶縁材料から成る棒状の絶縁体と金属材料から成る棒状の金属体とを挿入して棒状部材を形成してもよい。
また、スルーホール内に、導電性ペーストを注入して形成した導電性部と、絶縁性ペーストを注入して形成した絶縁部とから成る棒状部材を形成しても、棒状部材の導電性部によって配線パターン相互を電気的に接続するヴィアを積層体内に形成できる。

本発明では、形成した積層体の所定箇所に形成した、配線パターン、接着層及び絶縁板を貫通するスルーホール内に、表面が部分的に導電性表面に形成されていると共に、この導電性表面を除く表面が絶縁性表面に形成された棒状部材を挿入又は形成することによって、スルーホールの内壁面に沿って露出した配線パターンの露出面同士を、棒状部材の表面に形成されている電性表面により電気的に接続するヴィアを積層体の任意の位置に形成できる。
このため、配線パターンとヴィアとを第１層目から順次形成する従来のビルドアップ法による多層配線基板の製造方法に比較して、本発明に係る多層配線基板の製造方法によれば、既に形成した積層体の任意の箇所にヴィアを形成でき、多層配線基板の製造工程を短縮でき且つ製造時間も短時間化できる。

本発明で用いる複数枚の絶縁基板及びプリプレグの配置状態を説明する説明図である。 図１に示す絶縁基板の製造工程を説明する工程図である。 図１に示す複数枚の絶縁基板及びプリプレグを加熱圧着して形成した積層体を説明する断面図である。 図３に示す積層体にスルーホールを形成した状態を説明する断面図である。 図４に示す積層体に形成したスルーホール内に棒状部材を形成して、得られた多層配線基板を説明する断面図である。 図４に示す積層体に形成したスルーホール内に挿入する棒状部材の形成方法を説明する説明図である。 図４に示す積層体に形成したスルーホール内に挿入する棒状部材の他の形成方法を説明する説明図である。 従来の多層配線基板を説明する断面図である。 従来の多層配線基板の製造方法の一例を説明する工程図である。

本発明では、先ず、図１に示す様に、配線パターン１０，１０・・が絶縁板としての樹脂板１２の両面に形成された複数枚の絶縁基板１４，１４・・を作成する。この配線パターン１０のうち、後述する棒状部材を挿入する部分には、必要に応じて環状凸部１６が形成されている。
かかる絶縁基板１４のうち、配線パターン１０に環状凸部１６が形成された絶縁基板１４は、図２（ａ）に示す様に、両面に銅箔１３，１３が形成された樹脂板１２を用いて形成する。
この銅箔１３，１３の環状凸部１６を形成する部分が露出するように、レジストパターン１５を形成した後［図２（ｂ）］、銅箔１３，１３を給電層とする電解めっきによって環状凸部１６を形成できる［図２（ｃ）］。
更に、レジストパターン１５を剥離した後［図２（ｄ）］、銅箔１３，１３にパターニングを施すべく、配線パターン１０に残す部分を被膜して保護するレジストパターン１７を形成する［図２（ｅ）］。
次いで、銅箔１３，１３の露出面をエッチングするパターニングを施すことによって、樹脂板１２の両面側に配線パターン１０，１０・・を形成でき［図２（ｆ）］、レジストパターン１７を剥離することによって、環状凸部１６が形成された配線パターン１０を具備する図１に示す絶縁基板１４を形成できる［図２（ｇ）］。

図１に示す複数枚の絶縁基板１４，１４・・は、図１に示す様に、絶縁基板１４間に接着材としての板状のプリプレグ１８を挟み込み加熱圧着することによって、図３に示す積層体２０を形成できる。
図３に示す積層体２０では、両面に配線パターン１０，１０・・が形成された複数枚の樹脂板１２，１２・・が接着層１８によって接着され、積層されたＬ1〜Ｌ8の８層の配線パターン１０，１０・・は、絶縁層としての樹脂板１２と接着層１８とを介して積層されている。但し、積層されたＬ1〜Ｌ8の８層の配線パターン１０，１０・・は、相互の電気的な接続は取られていない。
かかる図３に示す積層体２０の所定箇所に、図４に示す様に、積層体２０を貫通するスルーホール２２，２２・・をドリル等によって形成する。このスルーホール２２は、環状凸部１６の内壁面がスルーホール２２の内壁面を形成するように、環状凸部１６の内径と等しいものが好ましい。

形成したスルーホール２２，２２・・は、配線パターン１０、接着層（プリプレグ）１８及び絶縁板１２を貫通し、その各内壁面には、内壁面に沿って配線パターン１０や環状凸部１６の内壁面が露出している。
かかるスルーホール２２，２２・・の各内部には、図５に示す様に、棒状部材２４が形成されている。この棒状部材２４は、表面が部分的に導電性表面２４ａに形成されていると共に、この導電性表面２４ａを除く表面が絶縁性表面２４ｂに形成されている。
かかる棒状部材２４の導電性表面２４ａは、スルーホール２２の内壁面に沿って露出した配線パターン１０の露出面同士を電気的に接続するヴィアを形成している。
図５に示す様に、スルーホール２２内に棒状部材２４を形成するには、図６（ａ）に示す棒状部材２４をスルーホール２２に挿入することによって形成できる。図６（ａ）に示す棒状部材２４は、図６（ｂ）に示す様に、樹脂やセラミック等の絶縁材から成る棒部材２８を用い、図６（ｃ）に示す様に、この棒部材２８の絶縁性表面２４ｂを形成する箇所にマスク３１，３１・・を形成した後、無電解めっき等のめっきによって、棒部材２８の全面にめっき金属層を形成する。次いで、マスク３１，３１・・を剥離することによって、図６（ａ）に示す表面が部分的に導電性表面２４ａに形成されていると共に、この導電性表面２４ａを除く表面が絶縁性表面２４ｂに形成されている棒状部材２４を形成できる。
かかる導電性表面２４ａを形成するめっき金属としては、銅やはんだ金属がよいが、はんだ金属によって導電性表面２４ａを形成した棒状部材２４は、スルーホール２２内に挿入した後、加熱処理を施してはんだ金属を溶融し、スルーホール２２の内壁面に沿って露出した配線パターン１０，１０の露出面と、棒状部材２４の導電性表面２４ａとを確実に電気的に接続できる。

図６（ａ）に示す棒状部材２４は、図７（ａ）に示す様に、樹脂やセラミック等の絶縁材料から成る棒状の絶縁部３０と銅等の金属材料から成る棒状の金属部３２とを、凹凸嵌合によって接合して形成してもよく、図７（ｂ）に示す様に、絶縁材料から成る棒状の絶縁部３０と金属材料から成る棒状の金属部３２とを接着剤によって接着して形成してもよい。
更に、図７（ｂ）に示す絶縁材料から成る棒状の絶縁部３０と金属材料から成る棒状の金属部３２とを、図４に示す積層体２０に形成したスルーホール２２内に挿入して棒状部材２４を形成してもよい。この場合、スルーホール２２内に挿入する絶縁部３０と金属部３２とは、その外径をスルーホール２２の内径と同等又は若干太く形成し、加熱加圧処理を施しつつスルーホール２２内に挿入することによって、スルーホール２２の内壁面に沿って露出した配線パターン１０，１０の露出面と、棒状部材２４の導電性表面２４ａとを確実に電気的に接続することができる。

また、図４に示す積層体２０に形成したスルーホール２２内に、導電性ペーストを注入して形成した導電性部と、絶縁性ペーストを注入して形成した絶縁部とを形成して棒状部材２４を形成してもよい。
図５に示す様に、スルーホール２２内に棒状部材２４が形成され、棒状部材２４の導電性表面２４ａは、スルーホール２２の内壁面に沿って露出した配線パターン１０，１０の露出面に接触して両者を電気的に接続しているヴィアを形成して成る多層配線基板２６では、その棒状部材２４の端面が露出する多層配線基板２６の基板面には、必要に応じてめきを施すことができる。

１０ 配線パターン
１２ 樹脂板
１３ 銅箔
１４ 絶縁基板
１５，１７ レジストパターン
１６ 環状凸部
１８ 接着層（プリプレグ）
２０ 積層体
２２ スルーホール
２４ 棒状部材
２４ｂ 絶縁性表面
２４ａ 導電性表面
２６ 多層配線基板
２８ 棒部材
３０ 絶縁部
３１ マスク
３２ 金属部

Claims (5)

1. 多層に積層された複数の配線パターンが、前記配線パターン間の絶縁層を貫通するヴィアによって電気的に接続されて成る多層配線基板の製造方法において、
   該配線パターンが絶縁板の両面に形成された複数枚の絶縁基板であって、前記配線パターンが他の部位よりも厚い環状凸部の部位を有する配線パターンに形成された絶縁基板を接着層によって接着して、複数の配線パターンが前記絶縁層としての絶縁板と接着層とを介して多層に積層される積層体を形成する工程と、
   前記積層体の所定箇所に、前記配線パターンの環状凸部に囲まれた領域を環状凸部の内径と等しい径で貫通して環状凸部の内壁面を露出させる共に、前記接着層及び絶縁板を貫通するスルーホールを形成する工程と、
   前記スルーホールの内壁面に沿って露出した、配線パターンの露出面同士を電気的に接続するヴィアを形成できるように、表面が部分的に導電性表面に形成されていると共に、前記導電性表面を除く表面が絶縁性表面に形成された棒状部材を、前記スルーホール内に挿入又は形成する工程とを具備することを特徴とする多層配線基板の製造方法。
2. スルーホール内に、絶縁材料から成る棒状体の表面が部分的にめっき金属層によって覆われている棒状部材を挿入する請求項１記載の多層配線基板の製造方法。
3. スルーホール内に、絶縁材料から成る棒状の絶縁部と金属材料から成る棒状の金属部とが接合されて形成された棒状部材を挿入する請求項１記載の多層配線基板の製造方法。
4. スルーホール内に、絶縁材料から成る棒状の絶縁体と金属材料から成る棒状の金属体とを挿入して棒状部材を形成する請求項１記載の多層配線基板の製造方法。
5. スルーホール内に、導電性ペーストを注入して形成した導電性部と、絶縁性ペーストを注入して形成した絶縁部とから成る棒状部材を形成する請求項１記載の多層配線基板の製造方法。

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