JP2013089745A - Multi-layer printed wiring board and manufacturing method of the same - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problem that it is difficult to improve heat conductivity and insulation reliability of a build up layer concurrently, in a multi-layer printed wiring board having a core layer part and the build up layer formed on the core layer part.SOLUTION: A multilayer printed wiring board 101 has: a core layer 108 formed with first wiring layers 103 protruding on a surface layer; a first insulation layer 102 embedding the first wiring layers 103 on the core layer 108; and metal plating vias 105, each of which connects each first wiring layer 103 with a second wiring layer 104 formed on the first insulation layer 102. A filler 114 exists between a core material 112 included in the first insulation layer 102 and the first wiring layer 103 thereby making a distance between the core material 112 and the embedded first wiring layer 103 equal to or larger than a particle diameter of the filler 114 even when the thickness of the first wiring layer 103 is increased and improving heat conductivity and insulation reliability of a build up layer 109 concurrently.

Description

本発明は、複数の絶縁層を有し、その主平面に形成された複数の配線層と、その配線層間を電気的に接続するビアを備えた多層プリント配線基板に関するものである。   The present invention relates to a multilayer printed wiring board having a plurality of insulating layers and having a plurality of wiring layers formed on the main plane and vias electrically connecting the wiring layers.

近年、電子機器の小型化、高性能化に伴い、産業用にとどまらず、広く民生用機器の分野においても、LSI等の半導体チップを高密度に実装できる多層プリント配線基板が強く要望されている。さらには、実装される半導体の高機能化に伴い、半導体からの発熱量が上昇すると共に狭隣接実装も伴い、半導体温度の上昇が深刻な課題となっている。そのため、多層プリント配線基板においても半導体の発熱対策の要望が重要となっており、発熱に対策する高密度配線多層プリント配線基板の必要性が増している。   In recent years, with the miniaturization and high performance of electronic devices, there is a strong demand for multilayer printed wiring boards capable of mounting semiconductor chips such as LSIs in high density not only for industrial use but also in the field of consumer equipment. . Further, as the function of semiconductors to be mounted increases, the amount of heat generated from the semiconductors increases, and along with narrow adjacent mounting, the increase in semiconductor temperature is a serious problem. For this reason, the demand for countermeasures against heat generation of semiconductors is also important in multilayer printed wiring boards, and the need for high-density wiring multilayer printed wiring boards for countermeasures against heat generation is increasing.

ここで多層プリント配線基板における半導体の発熱対策としては、半導体直下に電気的接続に対応しないサーマルビアの設置などもあるが、一つの有力な対策方法として、配線層に使用する金属導体箔の厚みを厚くすることで、多層プリント配線基板の平面方向の熱伝達性を向上させ、発熱した熱を拡散させる手法が多く用いられる。   Here, as a countermeasure against heat generation of the semiconductor in the multilayer printed wiring board, there is a thermal via that does not correspond to electrical connection directly under the semiconductor, but as one effective countermeasure, the thickness of the metal conductor foil used for the wiring layer By increasing the thickness of the multilayer printed wiring board, a method of improving heat transferability in the planar direction of the multilayer printed wiring board and diffusing the generated heat is often used.

一方で、高密度配線を実現する多層プリント配線基板では、微細な配線ピッチで形成された複数の配線層間を高い接続信頼性で電気的に接続できることが重要である。その層間接続の方法としては、絶縁層に形成した孔に金属めっき導体や導電性樹脂組成物を形成する方法がある。   On the other hand, in a multilayer printed wiring board that realizes high-density wiring, it is important that a plurality of wiring layers formed at a fine wiring pitch can be electrically connected with high connection reliability. As an interlayer connection method, there is a method of forming a metal plating conductor or a conductive resin composition in a hole formed in an insulating layer.

導電性樹脂組成物を層間接続の手段として用いる多層プリント配線基板においては、未硬化の絶縁性基材(プリプレグ)にレーザー等により孔を形成し、この孔に導電性樹脂組成物を充填し、銅箔等の金属導体箔をプリプレグの両面に積層する。そして、この積層体を加圧しつつ加熱することによって、導電樹脂組成物が硬化し導電性樹脂硬化物として金属導体箔と電気的接続をとるとともに、プリプレグが硬化することで、配線層間の電気的接続(導電性樹脂組成物)を設けている。   In the multilayer printed wiring board using the conductive resin composition as a means for interlayer connection, a hole is formed in the uncured insulating base material (prepreg) by a laser or the like, and the conductive resin composition is filled in the hole. A metal conductor foil such as copper foil is laminated on both sides of the prepreg. Then, by heating the laminate while applying pressure, the conductive resin composition is cured and electrically connected to the metal conductor foil as the conductive resin cured product, and the prepreg is cured, so that the electrical connection between the wiring layers is achieved. Connection (conductive resin composition) is provided.

ここで、導電性樹脂組成物は金属と樹脂とからなっているため、後で述べる金属導体のみで形成される金属めっきビアとは比較して熱伝導率は低く、層間接続における熱の伝達性は低いものとなっている。また、導電性樹脂組成物による層間接続を得る際に同時に絶縁層形成を行なうため、プリプレグの樹脂流動に制約を加える必要性が生じるため、多層形成する際、内層銅箔の厚みに制限が生じてしまうため、内層金属箔による熱の伝達性にも制限が生じる。   Here, since the conductive resin composition is composed of a metal and a resin, the thermal conductivity is lower than that of a metal plating via formed only by a metal conductor, which will be described later, and heat transferability at the interlayer connection Is low. In addition, since the insulating layer is formed at the same time when the interlayer connection by the conductive resin composition is obtained, there is a need to restrict the resin flow of the prepreg, and thus the thickness of the inner layer copper foil is limited when forming a multilayer. Therefore, the heat transferability by the inner metal foil is limited.

金属めっきビアを層間接続の手段として用いる多層プリント配線基板においては、両面または片面に所望の配線回路を形成されたコア層において、コア層に未硬化の絶縁性基材(プリプレグ)を介して金属導体箔を加熱及び加圧工程によって一体積層を実施する。その後、所定の位置に炭酸ガスレーザー等により孔を形成し、さらに、液中での化学的および電気的処理による、無電解めっき工程、更には電解めっき工程によって、金属めっき導体を厚く設けて、配線層間の電気的接続(金属めっきビア)を設けている。ここで、金属めっきビアは金属導体のみで形成されるため、導電性樹脂組成物よりも層間接続における熱の伝達性は高く、さらには、プリプレグの加熱及び加圧工程と導体ビア形成が別工程となっているため、樹脂流動に制約を加える必要性がなく、厚い内層金属箔の使用も、導電性樹脂組成物と比較して可能となっている。よって、高密度配線で、かつ半導体の発熱対策を行なうことが可能な多層プリント配線基板としては、より効果的と考えられる。   In a multilayer printed wiring board that uses metal plating vias as a means for interlayer connection, the core layer is formed of a metal layer via an uncured insulating base material (prepreg) in a core layer having a desired wiring circuit formed on both sides or one side. The conductor foil is integrally laminated by heating and pressing processes. Then, a hole is formed at a predetermined position by a carbon dioxide laser or the like, and further, a metal plating conductor is provided thickly by an electroless plating process, further by an electrolytic plating process by chemical and electrical treatment in a liquid, Electrical connection (metal plating via) is provided between the wiring layers. Here, since the metal plating via is formed only by the metal conductor, the heat transferability in the interlayer connection is higher than that of the conductive resin composition. Furthermore, the prepreg heating and pressurizing process and the conductor via formation are separate processes. Therefore, there is no need to restrict the resin flow, and it is possible to use a thick inner layer metal foil as compared with the conductive resin composition. Therefore, it is considered more effective as a multilayer printed wiring board capable of taking measures against heat generation of semiconductors with high density wiring.

以上のように、従来の一般的な多層プリント配線基板の絶縁層は、熱硬化によって絶縁層を形成する有機樹脂と、機械的強度(曲げ強度、熱膨張抑制、割れ強度など)を得るために含まれている芯材と、難燃性や機械強度の補強のために含まれているフィラーから一般的に構成されている。   As described above, the insulating layer of the conventional general multilayer printed wiring board is used to obtain the organic resin that forms the insulating layer by thermosetting and mechanical strength (bending strength, thermal expansion suppression, crack strength, etc.). It is generally composed of a core material included and a filler included for reinforcement of flame retardancy and mechanical strength.

図8は、従来の多層プリント配線基板におけるビルドアップ層であって、金属めっきビア接続を有するビルドアップ層の拡大模式断面図である。図8は、従来の多層プリント配線基板(番号は付与していない)のビルドアップ層分の拡大断面図である。なおビルドアップ層1の下に形成されているコア層部は図示していない。図8に示すようにコア層部(図示していない)の上に形成されている第1配線層2は、ビルドアップ層1に埋設される。そして、芯材5.有機樹脂6.フィラー7等からなる第1絶縁層(番号は付与していない)と、ビルドアップ層1の上面(あるいは露出面)に形成された第2配線層3との間は、金属めっきビア4によって接続されている。   FIG. 8 is an enlarged schematic cross-sectional view of a build-up layer in a conventional multilayer printed wiring board and having a metal plating via connection. FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view of a buildup layer of a conventional multilayer printed wiring board (not numbered). The core layer portion formed under the buildup layer 1 is not shown. As shown in FIG. 8, the first wiring layer 2 formed on the core layer portion (not shown) is embedded in the buildup layer 1. And the core material 5. Organic resin A metal plating via 4 connects the first insulating layer (not numbered) made of filler 7 and the like to the second wiring layer 3 formed on the upper surface (or exposed surface) of the buildup layer 1. Has been.

図9は、従来の多層プリント配線基板において、ビルドアップ層に埋め込まれる第1配線層の厚みが厚くなった場合に発生する課題について説明する断面図である。   FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a problem that occurs when the thickness of the first wiring layer embedded in the buildup layer is increased in the conventional multilayer printed wiring board.

図9に示すように、ビルドアップ層1は、高肉厚の第1配線層2を埋設しており、ビルドアップ層1を構成する絶縁層(番号は付与していない)は、補強材としての芯材5と有機樹脂6とフィラー7を含んでいる。   As shown in FIG. 9, the build-up layer 1 has a high-thickness first wiring layer 2 embedded therein, and an insulating layer (not numbered) constituting the build-up layer 1 is used as a reinforcing material. Core material 5, organic resin 6, and filler 7.

ここで、絶縁層(番号は付与していない)はプリプレグと呼ばれる有機樹脂が未硬化の絶縁性基材状態を加熱し、更に加圧させて形成される。このプリプレグは、溶媒中に有機樹脂とフィラーを分散させたワニスを芯材に含浸塗布させ、乾燥及び半硬化の工程を経て形成されている。その際、ワニス中に気泡が存在したり、芯材とワニスとの濡れ性が不十分であったりすると、芯材と芯材との間(複数繊維の隙間、あるいは織り目の隙間)、あるいは塗布した有機樹脂とフィラー間等にボイド8などの空隙が生じる可能性がある。   Here, the insulating layer (number is not given) is formed by heating and further pressurizing an uncured insulating base material with an organic resin called a prepreg. This prepreg is formed through a process of drying and semi-curing by impregnating and applying a varnish in which an organic resin and a filler are dispersed in a solvent to a core material. At that time, if air bubbles are present in the varnish or if the wettability between the core material and the varnish is insufficient, the coating is applied between the core material and the core material (gap between multiple fibers or weaves). There is a possibility that voids such as voids 8 are generated between the organic resin and the filler.

このボイド8などの空隙がプリプレグを加熱及び加圧によって硬化させて絶縁層を形成した後でも残存する(例えば、外部に露出していない状態で、すなわちクラックとして残存する)可能性もあり、さらに、炭酸ガスレーザーやドリル加工などによって孔加工を行なった際、芯材と硬化された有機樹脂間および芯材自体にクラックが発生する可能性がある。   There is a possibility that voids such as voids 8 may remain even after the prepreg is cured by heating and pressing to form an insulating layer (for example, not exposed to the outside, that is, remain as cracks). When drilling with a carbon dioxide laser or drilling, cracks may occur between the core material and the cured organic resin and in the core material itself.

この残存した空隙やクラックそのものは、当然のことながら絶縁性の低化を招くとともに、さらに薬液中での処理を伴う金属めっきビア接続においては、この空隙やクラックに(例えば、ビア孔の側面部分より)めっき薬液が染み込み、絶縁信頼性などに不具合が懸念される。   The remaining voids and cracks themselves naturally lead to a decrease in insulation, and in metal plating via connections involving treatment in chemicals, the voids and cracks (for example, the side portions of via holes) More) There is concern about defects in plating reliability due to the penetration of plating solution.

特に、プリプレグの芯材において、その強度的な点とコスト面からガラス繊維を織り込んだ織布構造の芯材を用いた場合、芯材と外部との界面が増えるため、芯材内部まで有機樹脂成分が充填されず、空隙やクラックが残存することが多い。   In particular, when a woven fabric core material woven with glass fibers is used in the core material of the prepreg from the viewpoint of strength and cost, the interface between the core material and the outside increases, so the organic resin extends to the inside of the core material. In many cases, the components are not filled and voids and cracks remain.

このようなめっき薬液の染み込みの対策として、特許文献1では、プリプレグおよび絶縁体の表層に金属導体箔を積層したCCLにおいて、レーザーによる孔加工を実施したときに生じる孔壁のガラス玉やガラス織布間及びガラス織布自体のクラックに注目している。そしてその発生を低減するために、絶縁層全体にレーザー照射のエネルギーを効率良く伝える手段として、フィラーによる熱の伝達を増加させ、結果、孔加工のダメージを抑制し、めっき液の染み込み性の抑制を行なっていた。   As a countermeasure against such penetration of the plating solution, in Patent Document 1, glass balls or glass weaves on the hole walls generated when drilling with a laser is performed in a CCL in which a metal conductor foil is laminated on the surface layer of a prepreg and an insulator. We pay attention to cracks between the fabrics and the glass woven fabric itself. And in order to reduce the generation, as a means to efficiently transmit the energy of laser irradiation to the entire insulating layer, heat transfer by the filler is increased, and as a result, the damage of the hole processing is suppressed and the penetration of the plating solution is suppressed. I was doing.

しかしながら、半導体の発熱対策として、一定厚みの金属導体箔を有する高密度多層板においては、CCLなどとは異なって、第1絶縁層には一定の厚みのある第1配線層が埋設され、かつ、その反対面に第2配線層が設けられているとともに、さらに高密度配線のために第1絶縁層そのものの厚みも薄くなるため、第1配線層と第2配線層の距離は短くなり、狭ピッチ配線も伴って、金属めっきビアと第1配線層との距離も短くなっている。   However, as a countermeasure against heat generation of the semiconductor, in a high-density multilayer board having a metal conductor foil having a constant thickness, unlike the CCL or the like, a first wiring layer having a certain thickness is embedded in the first insulating layer, and The second wiring layer is provided on the opposite surface, and the thickness of the first insulating layer itself is also reduced for higher density wiring, so the distance between the first wiring layer and the second wiring layer is shortened, Along with the narrow pitch wiring, the distance between the metal plating via and the first wiring layer is also shortened.

そのため、第1配線層2と第2配線層3に挟まれる芯材5と、第1、第2配線層2,3との距離が狭くなり、プリプレグを加熱し加圧する工程によって絶縁層を形成する際、流動性が増加した分、絶縁体の有機樹脂が大きく流動してしまい、芯材5が直接、第1配線層2や第2配線層3に接触してしまうという課題が発生する。   Therefore, the distance between the core material 5 sandwiched between the first wiring layer 2 and the second wiring layer 3 and the first and second wiring layers 2 and 3 is reduced, and an insulating layer is formed by a process of heating and pressurizing the prepreg. In doing so, the increase in fluidity causes the insulating organic resin to flow greatly, and the core material 5 directly contacts the first wiring layer 2 and the second wiring layer 3.

こうした課題に対して、従来より提案されている特許文献1の提案では充分に対応できない場合がある。   In some cases, the proposal of Patent Document 1 that has been conventionally proposed cannot sufficiently cope with such a problem.

以上のように、従来の多層プリント配線基板の場合、表層に形成したビルドアップ層1において、ビルドアップ層1に埋設される第1配線層2の厚みが増加すればするほど、第1配線層2と芯材5とが接触し絶縁信頼性に影響を与える可能性が増加した。   As described above, in the case of the conventional multilayer printed wiring board, in the buildup layer 1 formed on the surface layer, the first wiring layer 2 increases as the thickness of the first wiring layer 2 embedded in the buildup layer 1 increases. There is an increased possibility that 2 and the core material 5 are in contact with each other and affect the insulation reliability.

特許第4433651号公報Japanese Patent No. 4433651

特許文献1に開示された従来の多層プリント配線基板の場合、ビルドアップ層において、ビルドアップ層に埋め込まれた配線の厚みが高肉厚化した場合、ビルドアップ層を構成する芯材と接触し、あるいは絶縁信頼性が影響を受ける場合があった。   In the case of the conventional multilayer printed wiring board disclosed in Patent Document 1, when the thickness of the wiring embedded in the buildup layer is increased in the buildup layer, it contacts the core material constituting the buildup layer. Or, the insulation reliability may be affected.

上記の課題を解決するために、本発明は、コア層と、ビルドアップ層とを有する多層プリント配線基板であって、前記ビルドアップ層は、芯材と有機樹脂とフィラーを含む第1絶縁層と、その第1絶縁層に埋設された第1配線層と、第1絶縁層の第1配線層と接する面と反対側の面に形成された第2配線層と、前記第1と第2配線層間の導通が金属めっきビアからなる層を、少なくとも1層以上有し、前記第1配線層の厚みが前記第1絶縁層の厚みの25%以上60%以下であり、前記芯材の含有量が、前記第1絶縁層の10vol%以上30vol%以下であり、前記フィラーの含有量が前記第1絶縁層の30vol%以上、60vol%以下であり、前記芯材と第1の配線層の間に前記フィラーが存在し、前記芯材と前記第1配線層との最短距離を前記フィラーの粒子径以上である多層プリント配線基板とするものである。   In order to solve the above problems, the present invention provides a multilayer printed wiring board having a core layer and a buildup layer, wherein the buildup layer includes a first insulating layer including a core material, an organic resin, and a filler. A first wiring layer embedded in the first insulating layer, a second wiring layer formed on a surface of the first insulating layer opposite to the surface in contact with the first wiring layer, the first and second layers Containing between the wiring layers has at least one layer composed of metal plating vias, and the thickness of the first wiring layer is 25% or more and 60% or less of the thickness of the first insulating layer. The amount is 10 vol% or more and 30 vol% or less of the first insulating layer, the content of the filler is 30 vol% or more and 60 vol% or less of the first insulating layer, and the core material and the first wiring layer The filler is present between the core material and the first wiring layer. In which the short-range and multi-layer printed wiring board is the particle size or less of the filler.

本発明によれば、コア層の表層に設けられたビルドアップ層であって、第1配線層を埋設してなるビルドアップ層において、ビルドアップ層に埋設された第1配線層と、ビルドアップ層を構成する芯材との間の接触を抑制することができるので、ビルドアップ層の熱伝導率と、その絶縁信頼性を共に高めることが可能となる。   According to the present invention, the build-up layer provided on the surface layer of the core layer, the build-up layer formed by embedding the first wiring layer, the first wiring layer embedded in the build-up layer, and the build-up layer Since the contact with the core material constituting the layer can be suppressed, it is possible to improve both the thermal conductivity of the buildup layer and the insulation reliability thereof.

(A)、(B)は、共に実施の形態1の多層プリント配線基板の模式断面図(A) and (B) are schematic sectional views of the multilayer printed wiring board of the first embodiment. (A)、(B)は、共に実施の形態1の多層プリント配線基板の模式断面図(A) and (B) are schematic sectional views of the multilayer printed wiring board of the first embodiment. ビルドアップ層の一部を模式的に断面で拡大して説明する断面図Sectional drawing which expands and explains a part of buildup layer typically in a section (A)、(B)は、共に多層プリント配線基板の製造方法の一例を説明する断面図(A), (B) is sectional drawing explaining an example of the manufacturing method of a multilayer printed wiring board both (A)、(B)は、共に多層プリント配線基板の製造方法の一例を説明する断面図(A), (B) is sectional drawing explaining an example of the manufacturing method of a multilayer printed wiring board both (A)、(B)は、共に多層プリント配線基板の製造方法の一例を説明する断面図(A), (B) is sectional drawing explaining an example of the manufacturing method of a multilayer printed wiring board both 比較例において絶縁性が低下した原因について説明する断面図Sectional drawing explaining the cause of the insulation fall in the comparative example 従来の多層プリント配線基板におけるビルドアップ層であって、金属めっきビア接続を有するビルドアップ層の拡大模式断面図Expanded schematic cross-sectional view of a build-up layer in a conventional multilayer printed wiring board, which has a metal plating via connection 従来の多層プリント配線基板において、ビルドアップ層に埋め込まれる第1配線層の厚みが厚くなった場合に発生する課題について説明する断面図Sectional drawing explaining the problem which generate | occur | produces when the thickness of the 1st wiring layer embedded in the buildup layer becomes thick in the conventional multilayer printed wiring board

(実施の形態1)
実施の形態1では、図1を用いて本願発明の多層プリント配線基板の一例について説明する。図1(A)、(B)は、共にコア層とビルドアップ層とを有する実施の形態1で説明する本願発明の多層プリント配線基板の断面図である。
(Embodiment 1)
In the first embodiment, an example of the multilayer printed wiring board of the present invention will be described with reference to FIG. 1A and 1B are cross-sectional views of the multilayer printed wiring board of the present invention described in the first embodiment, both having a core layer and a buildup layer.

図1(A)、(B)に示すように、実施の形態1における多層プリント配線基板101は、コア層108と、コア層108の両面に形成された1層以上のビルドアップ層109とを有する。   As shown in FIGS. 1A and 1B, a multilayer printed wiring board 101 according to Embodiment 1 includes a core layer 108 and one or more build-up layers 109 formed on both surfaces of the core layer 108. Have.

そしてビルドアップ層109は、第1絶縁層102等からなる1層以上の絶縁層を有し、そのコア層108側に、第1絶縁層102に埋設された第1配線層103と、コア層108側と異なる面に形成された第2配線層104とを有する。そして第1配線層103、第2配線層104の間を電気的に接続する金属めっきビア105を備えている。   The buildup layer 109 has one or more insulating layers made of the first insulating layer 102 and the like, and on the core layer 108 side, a first wiring layer 103 embedded in the first insulating layer 102 and a core layer And a second wiring layer 104 formed on a different surface from the 108 side. A metal plating via 105 for electrically connecting the first wiring layer 103 and the second wiring layer 104 is provided.

図1(A)において、多層プリント配線基板101におけるコア層108は、ビルドアップ層109側となる主平面に第1配線層103が形成されている。そしてコア層108は、第2絶縁層106を介して内側に第3配線層110を有し、その配線層間の導通をスルーホールめっき導体107が行なう。   In FIG. 1A, the core layer 108 in the multilayer printed wiring board 101 has the first wiring layer 103 formed on the main plane on the buildup layer 109 side. The core layer 108 has the third wiring layer 110 on the inner side through the second insulating layer 106, and the through-hole plated conductor 107 conducts electrical conduction between the wiring layers.

図1(B)は、ビルドアップ層109を多層の絶縁層で形成した場合について説明する断面図である。図1(B)に示すように、ビルドアップ層109を構成する絶縁層を複数層としても良い。   FIG. 1B is a cross-sectional view illustrating the case where the buildup layer 109 is formed using a multilayer insulating layer. As shown in FIG. 1B, the insulating layer included in the build-up layer 109 may be a plurality of layers.

次に図2(A)、(B)を用いて他の多層プリント配線基板101の応用例について説明する。図2(A)に示すようにコア層108は、ビルドアップ層109に、金属めっきビア105aを、コア層108に金属めっきビア105bを有するものであっても良い。あるいは図2(B)に示すようにビアは、導電性樹脂組成物111を有するものであっても良い。   Next, an application example of another multilayer printed wiring board 101 will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 2A, the core layer 108 may include a metal plating via 105a in the buildup layer 109 and a metal plating via 105b in the core layer 108. Alternatively, as illustrated in FIG. 2B, the via may have a conductive resin composition 111.

図2(B)に記載される導電性樹脂組成物111は、導電性フィラーと有機樹脂を含んでいる。導電性樹脂組成物111を構成する導電性フィラーは、例えば、金、銀、銅、パラジウムまたはニッケル等の金属粒子や合金粒子を用いることができる。銅は、導電性が高くマイグレーションも少ないため特に好ましい。有機樹脂は、基本的には第1もしくは第2絶縁層に用いる有機樹脂と同様の樹脂を使用することができ、同様の効果が得られる。また常温(例えば、20〜25℃)で液状の樹脂を用いた場合、無溶剤で導電性樹脂組成物111(いわゆる導電ペースト)を作製することができる。   A conductive resin composition 111 illustrated in FIG. 2B includes a conductive filler and an organic resin. As the conductive filler constituting the conductive resin composition 111, for example, metal particles such as gold, silver, copper, palladium, nickel, or alloy particles can be used. Copper is particularly preferable because of its high conductivity and low migration. As the organic resin, basically the same resin as the organic resin used for the first or second insulating layer can be used, and the same effect can be obtained. Further, when a liquid resin is used at room temperature (for example, 20 to 25 ° C.), the conductive resin composition 111 (so-called conductive paste) can be produced without a solvent.

前述の図1(A)、(B)、図2(A)、(B)において、第1配線層103、第2配線層104は、電気伝導性材料、例えば金属導体箔115や導電性樹脂組成物111からなる。特に、導電性、熱伝導性および価格面から銅箔を用いることが好ましい。銅箔を用いる場合は、第1絶縁層102と第2絶縁層106との間の接着性を向上させるために、絶縁層と接触する面を粗面化することが望ましい。また銅箔には、絶縁層との接着性向上、更に耐酸化性向上のために、銅箔表面をカップリング処理したものや、銅箔表面に、錫、亜鉛またはニッケルをめっきしたものを使用することは有用である。   In FIGS. 1A, 1B, 2A, and 2B, the first wiring layer 103 and the second wiring layer 104 are made of an electrically conductive material such as a metal conductor foil 115 or a conductive resin. It consists of the composition 111. In particular, it is preferable to use a copper foil in terms of conductivity, thermal conductivity, and cost. When using copper foil, it is desirable to roughen the surface in contact with the insulating layer in order to improve the adhesion between the first insulating layer 102 and the second insulating layer 106. Also, copper foil with a copper foil surface that has been subjected to a coupling treatment or a copper foil surface that has been plated with tin, zinc, or nickel is used to improve adhesion to the insulating layer and further improve oxidation resistance. It is useful to do.

次に図3を用いて、本願発明のビルドアップ層109において、第1絶縁層102に埋設された第1配線層103と、芯材112との接触を防止する様子を説明する。   Next, how the first wiring layer 103 embedded in the first insulating layer 102 is prevented from contacting the core material 112 in the buildup layer 109 of the present invention will be described with reference to FIG.

図3は、ビルドアップ層109の一部を模式的に断面で拡大して説明する断面図である。   FIG. 3 is a cross-sectional view schematically illustrating a part of the buildup layer 109 in an enlarged manner.

図3に示すように、実施の形態1の多層プリント配線基板101における第1絶縁層102の両面に形成された第1配線層103、第2配線層104を金属めっきビア105によって接続している。そして第1配線層103は、ビルドアップ層109を構成する第1絶縁層102に埋設されている。第1絶縁層102は、補強材となる芯材112や、有機樹脂113とフィラー114を含んでいる。   As shown in FIG. 3, the first wiring layer 103 and the second wiring layer 104 formed on both surfaces of the first insulating layer 102 in the multilayer printed wiring board 101 of the first embodiment are connected by the metal plating via 105. . The first wiring layer 103 is embedded in the first insulating layer 102 constituting the buildup layer 109. The first insulating layer 102 includes a core material 112 serving as a reinforcing material, an organic resin 113 and a filler 114.

図3に示すように、本実施の形態のビルドアップ層109において、ビルドアップ層109に埋設された第1配線層103と、芯材112との間には、優れた電気絶縁性を有するフィラー114が存在する。そしてこのフィラー114が、第1配線層103と芯材112との間を絶縁する一種の絶縁性のスペーサとして機能することで、第1配線層103と、芯材112との間の接触を防止し、第1絶縁層102の絶縁性を高める。   As shown in FIG. 3, in the buildup layer 109 of the present embodiment, a filler having excellent electrical insulation between the first wiring layer 103 embedded in the buildup layer 109 and the core material 112. 114 is present. The filler 114 functions as a kind of insulating spacer that insulates between the first wiring layer 103 and the core material 112, thereby preventing contact between the first wiring layer 103 and the core material 112. In addition, the insulation of the first insulating layer 102 is enhanced.

なお図1(A)、(B)、図2(A)、(B)や、後述する図4、図5等において、第1絶縁層102に含まれるフィラー114や芯材112は図示していない。   1A, 1B, 2A, 2B, FIG. 4 and FIG. 5 to be described later, the filler 114 and the core material 112 included in the first insulating layer 102 are illustrated. Absent.

また図3において、第1配線層103の厚みは第1絶縁層102の厚みの25%以上60%以下が望ましい。厚みが25%未満の場合、第1配線層103によるヒートスプレッド効果が影響を受ける場合がある。また60%以上となる場合、第1配線層103のパターニングが特殊となりコストアップする場合がある。また芯材112の含有量が第1絶縁層102の10vol%以上30vol%以下が望ましい。またフィラー114の含有量が前記絶縁層の30vol%以上、60vol%以下が望ましい。更に芯材112と第1配線層103の間にフィラー114を存在させることが望ましく、フィラー114の存在によって、芯材112と第1配線層103との最短距離が前記フィラー114の粒径以上とすることが可能となり、第1配線層103の厚みが厚くなった場合でも、芯材112と第1配線層103との接触を防止できる。このように本願発明において、フィラー114の含有量を高めることで、電気絶縁性を有するフィラー114が芯材112と第1配線層103との接触を防止する(例えば、フィラー114が一種の絶縁スペーサとして寄与する)ためである。なおフィラー114の含有量が絶縁層の30vol%未満の場合、芯材112と第1配線層103との接触防止効果に影響を与える場合がある。また60vol%を超えた場合、第1配線層103の埋込み性に影響を与える場合がある。また第1配線層103の厚みが第1絶縁層102の厚みの25%未満の場合、第1配線層103を介した放熱性(ヒートスプレッド性)に影響がある場合がある。また第1配線層103の厚みが第1絶縁層102の厚みの60%を超えた場合、第1配線層103と芯材112とが接触する可能性がある。また芯材112の、第1絶縁層102に対する含有率が10vol%未満の場合、ビルドアップ層109の強度に影響がある場合がある。また30vol%を超える場合、第1配線層103と芯材112とが接触する可能性がある。   In FIG. 3, the thickness of the first wiring layer 103 is preferably 25% or more and 60% or less of the thickness of the first insulating layer 102. When the thickness is less than 25%, the heat spread effect by the first wiring layer 103 may be affected. If it is 60% or more, the patterning of the first wiring layer 103 becomes special and the cost may increase. Further, the content of the core material 112 is desirably 10 vol% or more and 30 vol% or less of the first insulating layer 102. Further, the content of the filler 114 is desirably 30 vol% or more and 60 vol% or less of the insulating layer. Further, it is desirable that the filler 114 be present between the core material 112 and the first wiring layer 103, and the presence of the filler 114 makes the shortest distance between the core material 112 and the first wiring layer 103 equal to or greater than the particle size of the filler 114. Thus, even when the thickness of the first wiring layer 103 is increased, the contact between the core material 112 and the first wiring layer 103 can be prevented. As described above, in the present invention, by increasing the content of the filler 114, the filler 114 having electrical insulation prevents contact between the core material 112 and the first wiring layer 103 (for example, the filler 114 is a kind of insulating spacer. To contribute as). In addition, when content of the filler 114 is less than 30 vol% of an insulating layer, the contact prevention effect of the core material 112 and the 1st wiring layer 103 may be affected. If it exceeds 60 vol%, the embedding property of the first wiring layer 103 may be affected. In addition, when the thickness of the first wiring layer 103 is less than 25% of the thickness of the first insulating layer 102, the heat dissipation property (heat spread property) through the first wiring layer 103 may be affected. Moreover, when the thickness of the 1st wiring layer 103 exceeds 60% of the thickness of the 1st insulating layer 102, the 1st wiring layer 103 and the core material 112 may contact. Moreover, when the content rate with respect to the 1st insulating layer 102 of the core material 112 is less than 10 vol%, the intensity | strength of the buildup layer 109 may be affected. Moreover, when it exceeds 30 vol%, the 1st wiring layer 103 and the core material 112 may contact.

またフィラー114による、芯材112と第1配線層103との接触の防止は、芯材112の隙間のみならず、芯材112を構成する複数のガラス繊維の隙間や、芯材112と芯材112を囲む有機樹脂113との隙間等への、めっき液等の侵入の防止効果も得られる。   In addition, the contact between the core material 112 and the first wiring layer 103 by the filler 114 is not limited to the gap between the core material 112 but also the gaps between a plurality of glass fibers constituting the core material 112 or the core material 112 and the core material. The effect of preventing the penetration of the plating solution or the like into the gap with the organic resin 113 surrounding 112 is also obtained.

ここで有機樹脂113を構成する樹脂材料は、特に限定されるものではないが、例えば、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、光硬化性樹脂等を用いることができ、エポキシ樹脂系、ポリイミド樹脂系、トリアジン樹脂系、フェノール樹脂系、イソシアネート樹脂系、メラミン樹脂系及びこれら樹脂の変性系樹脂が挙げられる。また、前記各種樹脂を2種類以上の混合の他、必要に応じて各種硬化剤、硬化促進剤を使用しても良い。エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、イソシアネート樹脂等を用いれば、第1絶縁層102等の耐熱性を高めることができる。また、エポキシ樹脂には強度、接着性等の特性も多層プリント配線基板に適している。樹脂に、硬化剤を使用する場合には、とくに限定されないが、例えばエポキシ樹脂に用いる場合には、アミン系やフェノール系の硬化剤を用いることができ、前記硬化剤は、単独で使用しても、複数種を併用することも可能であり、その種類及び量は、限定されるものではなく、適宜決められる。樹脂に、促進剤を使用する場合には、前述した硬化剤と同様に、種々使用することができ、具体的には、イミダゾール系化合物、有機リン系化合物、アミン及びアンモニウム塩等が用いられ、2種以上を併用しても良い。また、ゴムや熱可塑樹脂を添加してもよい。   Here, the resin material constituting the organic resin 113 is not particularly limited. For example, a thermosetting resin, a thermoplastic resin, a photocurable resin, or the like can be used, and an epoxy resin system or a polyimide resin system can be used. , Triazine resin system, phenol resin system, isocyanate resin system, melamine resin system and modified resins of these resins. Moreover, you may use various hardening | curing agents and hardening accelerators as needed other than mixing the said various resin 2 or more types. If an epoxy resin, a polyimide resin, a phenol resin, an isocyanate resin, or the like is used, the heat resistance of the first insulating layer 102 or the like can be increased. Epoxy resins are also suitable for multilayer printed wiring boards because of their properties such as strength and adhesion. When a curing agent is used for the resin, it is not particularly limited. For example, when used for an epoxy resin, an amine-based or phenol-based curing agent can be used, and the curing agent is used alone. In addition, a plurality of types can be used in combination, and the type and amount thereof are not limited and can be appropriately determined. In the case of using an accelerator for the resin, it can be used in a variety of manners similar to the curing agent described above. Specifically, imidazole compounds, organic phosphorus compounds, amines, ammonium salts, and the like are used. Two or more kinds may be used in combination. Also, rubber or thermoplastic resin may be added.

また、有機樹脂113は芯材112への含浸および塗工を容易にするために、溶剤に可溶することが望ましい。   The organic resin 113 is desirably soluble in a solvent in order to facilitate the impregnation and coating of the core material 112.

第1絶縁層102は、さらに湿潤分散剤、着色剤、カップリング剤または離型剤等を含んでいてもよい。湿潤分散剤を含むと、有機樹脂113中のフィラー114の分散を均一化できる。着色剤により絶縁層を着色すれば、自動認識装置の利用が容易となる。カップリング剤を含むと、有機樹脂113とフィラー114との接着強度が向上し、絶縁層の絶縁性を高めることができる。離型剤を含むと、金型との離型性が向上するため、生産性を向上できる。   The first insulating layer 102 may further contain a wetting and dispersing agent, a colorant, a coupling agent, a release agent, or the like. When the wetting and dispersing agent is included, the dispersion of the filler 114 in the organic resin 113 can be made uniform. If the insulating layer is colored with a colorant, the automatic recognition device can be easily used. When the coupling agent is included, the adhesive strength between the organic resin 113 and the filler 114 is improved, and the insulating property of the insulating layer can be increased. When a release agent is included, the releasability from the mold is improved, so that productivity can be improved.

ここで金属めっきビア105は、電気伝導性を有する物質例えば銅、半田、金などの金属物から選ぶことが可能であり、例えば無電解めっきと電解めっきの組み合わせにより作製される銅によって形成される。なお本願発明において、ビルドアップ層において、これら金属めっきビア105を形成した場合であっても、ビルドアップ層に埋め込まれた配線の厚みが高肉厚化しても、ビルドアップ層を構成する芯材と接触し、めっき時に課題が発生することがない。   Here, the metal plating via 105 can be selected from materials having electrical conductivity such as copper, solder, and gold, and is formed of, for example, copper produced by a combination of electroless plating and electrolytic plating. . In the present invention, even if these metal plating vias 105 are formed in the buildup layer, even if the thickness of the wiring embedded in the buildup layer is increased, the core material constituting the buildup layer There is no problem when plating.

(実施の形態2)
実施の形態2では、実施の形態1で説明した多層プリント配線基板101の製造方法の一例を説明する。
(Embodiment 2)
In the second embodiment, an example of a method for manufacturing the multilayer printed wiring board 101 described in the first embodiment will be described.

多層プリント配線基板101の製造方法の一例を、図面を参照しながら詳しく説明する。   An example of a method for manufacturing the multilayer printed wiring board 101 will be described in detail with reference to the drawings.

図4(A)、(B)、図5(A)、B)、図6(A)、(B)は、共に多層プリント配線基板の製造方法の一例を説明する断面図である。   4A, 4B, 5A, B), 6A, and 6B are cross-sectional views illustrating an example of a method for manufacturing a multilayer printed wiring board.

まずコア層108を用意する。その後、コア層108を図4(A)に示すように配置し、その両表面に、硬化後に第1絶縁層を形成する未硬化の絶縁体(プリプレグ119)を配置する。さらに、第1絶縁層102の外表面それぞれに金属導体箔115を配置し、その後、加熱及び加圧を行なうことにより、プリプレグ119を軟化させ第1配線層103を第1絶縁層102に埋設する。その後、加熱及び加圧を続けることで、このプリプレグ119を硬化させて第1絶縁層102とし、所定の成型体116を形成する。加熱や加圧の条件はとくに限定されないが、プリプレグ119(第1絶縁層102)に含まれる有機樹脂113(前述の図3では図示したが、図4では図示していない)が軟化し、更に硬化するための熱量が加えられる必要がある。   First, the core layer 108 is prepared. Thereafter, the core layer 108 is disposed as shown in FIG. 4A, and an uncured insulator (prepreg 119) that forms the first insulating layer after curing is disposed on both surfaces thereof. Further, the metal conductor foil 115 is disposed on each outer surface of the first insulating layer 102, and then heated and pressed to soften the prepreg 119 and embed the first wiring layer 103 in the first insulating layer 102. . Thereafter, by continuing heating and pressurization, the prepreg 119 is cured to form the first insulating layer 102, and a predetermined molded body 116 is formed. The heating and pressurizing conditions are not particularly limited, but the organic resin 113 (shown in FIG. 3 described above but not shown in FIG. 4) contained in the prepreg 119 (first insulating layer 102) is softened, and further, The amount of heat for curing needs to be added.

こうして図4(B)に示すように、これら部材が一体化してなる成型体116を形成する。   Thus, as shown in FIG. 4B, a molded body 116 formed by integrating these members is formed.

その後、図5(A)に示すように、層間接続を形成する位置に従って、金属導体箔115を部分的に除去する。その方法としては、成型体116の金属導体箔115の表面にフォトレジスト膜を形成した後、フォトマスクを介してフォトレジスト膜を感光し、現像を行うことでフォトレジストをパターニングする。その後、レジストパターン以外の箔をエッチングし、層間接続を形成する位置の金属導体箔115を部分的に除去し、さらに、不要なフォトレジスト膜を除去する。フォトレジスト膜の形成には、液状のレジストやフィルムを用いることができる。   After that, as shown in FIG. 5A, the metal conductor foil 115 is partially removed according to the position where the interlayer connection is formed. As the method, after forming a photoresist film on the surface of the metal conductor foil 115 of the molded body 116, the photoresist film is exposed through a photomask and developed to pattern the photoresist. Thereafter, the foil other than the resist pattern is etched, the metal conductor foil 115 at the position where the interlayer connection is formed is partially removed, and the unnecessary photoresist film is further removed. A liquid resist or film can be used for forming the photoresist film.

その後、図5(B)に示すように、その除去を行なった箇所に炭酸ガスレーザーによって層間接続を形成する部分において非貫通孔117を形成する。   Thereafter, as shown in FIG. 5B, a non-through hole 117 is formed in a portion where the interlayer connection is formed by a carbon dioxide gas laser at the removed portion.

その後、図6(A)に示すように、金属めっき118を非貫通孔117および金属導体箔115上に施すことで成型体116を形成する。その後、金属めっき118で形成された金属導体箔115との配線厚みが、第1配線層103に求められる厚みとなるようエッチングによるスェップ処理(配線基板特有の処理である)などを必要に応じて行なう。その後、更に処理後の金属導体箔115の表面にフォトレジスト膜を形成する。その後、前述の図5(B)で述べたパターニングと同じ工程を用いて 図6(B)に示すように第2配線層104とする。   Thereafter, as shown in FIG. 6A, the metal plating 118 is applied on the non-through holes 117 and the metal conductor foil 115 to form the molded body 116. Thereafter, if necessary, a step treatment by etching (a treatment peculiar to the wiring board) is performed so that the wiring thickness with the metal conductor foil 115 formed by the metal plating 118 becomes a thickness required for the first wiring layer 103. Do. Thereafter, a photoresist film is formed on the surface of the metal conductor foil 115 after further processing. After that, the second wiring layer 104 is formed as shown in FIG. 6B by using the same process as the patterning described in FIG. 5B.

このような多層化プロセスをさらに繰り返すことにより層間接続とし金属めっきビア105を有する第1絶縁層102に第1配線層103を埋め込んでおり、第1絶縁層102の層間接続として金属めっきビア105を有する多層プリント配線基板101が形成される。   By repeating such a multilayering process, the first wiring layer 103 is embedded in the first insulating layer 102 having the metal plating via 105 as the interlayer connection, and the metal plating via 105 is used as the interlayer connection of the first insulating layer 102. The multilayer printed wiring board 101 is formed.

なお図4(A)、(B)の工程において、前述の図3で示したように、第1配線層103を第1絶縁層102によって埋設する際に、第1配線層103の厚みが第1絶縁層102の厚みの25%以上60%以下、芯材112の含有量が第1絶縁層102の10vol%以上30vol%以下とすることは有用である。さらにフィラー114の含有量が前記絶縁層の30vol%以上、60vol%以下とすることで、芯材112と第1配線層103の間にフィラー114が存在させられ、芯材112と第1配線層103との最短距離が前記フィラー114の粒径以上とすることが可能となる。その結果、第1配線層103の厚みが厚くなった場合でも、芯材112と第1配線層103との接触を防止できる。更に図6(A)、(B)で説明した金属めっき工程において、めっき液の第1絶縁層102等への侵入を防止し、その信頼性を高める。   4A and 4B, when the first wiring layer 103 is buried by the first insulating layer 102 as shown in FIG. 3 described above, the thickness of the first wiring layer 103 is the first thickness. It is useful that the thickness of one insulating layer 102 is 25% or more and 60% or less and the content of the core material 112 is 10 vol% or more and 30 vol% or less of the first insulating layer 102. Furthermore, when the content of the filler 114 is 30 vol% or more and 60 vol% or less of the insulating layer, the filler 114 exists between the core material 112 and the first wiring layer 103, and the core material 112 and the first wiring layer are present. It is possible to make the shortest distance to 103 greater than the particle size of the filler 114. As a result, even when the thickness of the first wiring layer 103 is increased, the contact between the core material 112 and the first wiring layer 103 can be prevented. Further, in the metal plating step described with reference to FIGS. 6A and 6B, the plating solution is prevented from entering the first insulating layer 102 and the like, and the reliability is improved.

(実施の形態3)
実施の形態3では、実施の形態1や2で説明した多層プリント配線基板101の構成部材等の最適化について、詳しく説明する。
(Embodiment 3)
In the third embodiment, optimization of the constituent members of the multilayer printed wiring board 101 described in the first and second embodiments will be described in detail.

多層プリント配線基板101における絶縁性の評価としては、金属めっきビア105とそれと隣接するが金属めっきビア105とは直接導通接続されていない第1配線層103との絶縁信頼性を評価するために、第2配線層104と第1配線層103と金属めっきビア105から形成される第1の層間接続パターンを形成した。さらにその層間接続パターンとは直接導通接続されていないが、最も近接した距離が50μmとなるよう第1配線層103には第1の配線パターンを500個形成した。   In order to evaluate the insulation in the multilayer printed wiring board 101, in order to evaluate the insulation reliability between the metal plating via 105 and the first wiring layer 103 adjacent to the metal plating via 105 but not directly conductively connected, A first interlayer connection pattern formed from the second wiring layer 104, the first wiring layer 103, and the metal plating via 105 was formed. Further, 500 first wiring patterns were formed in the first wiring layer 103 so that the closest distance was 50 μm, though not directly conductively connected to the interlayer connection pattern.

さらには、第1絶縁層102を挟む配線層間(第1配線層103と第2配線層104間)の絶縁信頼性を評価するために、金属めっきビア105によって直接、導通接続されていない各種、評価用の配線パターン(図示していない)をそれぞれ第1配線層103と第2配線層104に対応するように設けた。   Furthermore, in order to evaluate the insulation reliability between the wiring layers sandwiching the first insulating layer 102 (between the first wiring layer 103 and the second wiring layer 104), various types that are not directly connected by the metal plating via 105, Evaluation wiring patterns (not shown) were provided so as to correspond to the first wiring layer 103 and the second wiring layer 104, respectively.

ここで、第2および第3の配線パターン(共に信頼性等の評価用の配線パターン)のライン幅は500μm、信頼性を評価する互いのパターンが正接する長さは20cmとなるよう評価パターンを500個形成した。   Here, the evaluation pattern is set so that the line width of the second and third wiring patterns (both wiring patterns for evaluating reliability, etc.) is 500 μm, and the length of the tangent to each other for evaluating reliability is 20 cm. 500 pieces were formed.

これらの方法によって得られた多層プリント配線基板は、その後、多層プリント配線基板の表層にソルダーレジストさらには最外装の第2配線層104へ金めっき等の表面仕上げ処理を必要に応じて行った。   The multilayer printed wiring board obtained by these methods was then subjected to surface finishing treatment such as gold plating on the surface layer of the multilayer printed wiring board on the solder resist and further on the outermost second wiring layer 104 as necessary.

次に、本発明をさらに具体的に説明する。なお、本発明の範囲は実施の形態の内容により何ら限定して解釈されるものではない。   Next, the present invention will be described more specifically. The scope of the present invention is not construed as being limited in any way by the contents of the embodiment.

(コア層の形成工程についての説明)
まずコア層の形成工程について詳しく説明する。
(Description of the core layer forming process)
First, the core layer forming process will be described in detail.

第2絶縁層として厚み100μmtを有し、その両面に第3配線層として18μmtの銅箔が積層されたCCL(CCLは配線基板特有の名称)を用い、その両面にレジストフィルムを貼り付け、露光及び現像し、エッチングにより配線パターンを形成し、両面配線基板を作製した。その形成された両面配線基板の上下に、半硬化状態の第2絶縁層106の材料を重ね、さらに第1配線層103に相当する銅箔を積層し、加熱プレスを実施した。   Using CCL (CCL is a name unique to a wiring board) having a thickness of 100 μmt as the second insulating layer and 18 μmt of copper foil laminated as the third wiring layer on both sides, a resist film is pasted on both sides and exposed. And it developed, the wiring pattern was formed by the etching, and the double-sided wiring board was produced. A semi-cured second insulating layer 106 material was laminated on the upper and lower sides of the double-sided wiring board thus formed, and a copper foil corresponding to the first wiring layer 103 was further laminated, followed by heating press.

その後、所定の層間導電の位置にドリルにて貫通孔を作成し、その貫通孔に、無電解めっき、電解めっき工程にて銅めっきを施し、スルーホールめっき導体107を形成した。   Thereafter, a through hole was created with a drill at a predetermined interlayer conductive position, and copper plating was applied to the through hole in an electroless plating and electrolytic plating process to form a through hole plated conductor 107.

その後、必要に応じて第1配線層103が所定の膜厚となるように、表層の銅配線層全体へのスェップ処理を行ない、その後、レジストフィルムを貼り付け、露光及び現像し、エッチングにより第1配線層103のパターン形成を行なった。さらには、貫通孔に於いては、エポキシ樹脂にて孔埋めを実施し、コア層108として4層スルーホール基板を形成した。   Thereafter, a stepping process is performed on the entire surface of the copper wiring layer so that the first wiring layer 103 has a predetermined film thickness, if necessary, and then a resist film is attached, exposed and developed, and etched to form the first wiring layer 103. A pattern of one wiring layer 103 was formed. Further, the through hole was filled with an epoxy resin to form a four-layer through-hole substrate as the core layer 108.

ここで、コア層108に用いた第2絶縁層106において、その厚みは100μmtとし、芯材112としては、ガラス織布(IPC規格2116)を用い、有機樹脂113としては熱硬化型のエポキシ樹脂を用い、フィラー114としては平均粒子径0.8μmの Al(OH)3を用いた。 Here, in the second insulating layer 106 used for the core layer 108, the thickness is 100 μmt, the core material 112 is a glass woven fabric (IPC standard 2116), and the organic resin 113 is a thermosetting epoxy resin. As the filler 114, Al (OH) 3 having an average particle diameter of 0.8 μm was used.

また、第2絶縁層におけるガラス織布と有機樹脂113とフィラー114の体積比率は、48vol%、8vol%、44vol%とした。   The volume ratio of the glass woven fabric, the organic resin 113, and the filler 114 in the second insulating layer was 48 vol%, 8 vol%, and 44 vol%.

(ビルドアップ層の形成工程についての説明)
次にビルドアップ層の形成工程について詳しく説明する。
(Explanation of build-up layer formation process)
Next, the process for forming the buildup layer will be described in detail.

この4層スルーホール基板をコア層108として、その両面に、硬化後、第1絶縁層102を形成する半硬化状態の絶縁材料(プリプレグ119)を重ね、さらには第1配線層103に相当する銅箔を積層し、加熱及び加圧工程を実施した。その後レジストフィルムを貼り付け、露光及び現像し、エッチングにより、所定の層間接続位置の銅箔の除去を行ない、その層間接続位置に、炭酸ガスレーザーにて、孔径120μmの非貫通孔を形成した。   This four-layer through-hole substrate is used as the core layer 108, and a semi-cured insulating material (prepreg 119) for forming the first insulating layer 102 is laminated on both surfaces of the core layer 108, and further corresponds to the first wiring layer 103. The copper foil was laminated and the heating and pressurizing steps were performed. Thereafter, a resist film was attached, exposed and developed, and the copper foil at a predetermined interlayer connection position was removed by etching, and a non-through hole with a hole diameter of 120 μm was formed at the interlayer connection position with a carbon dioxide laser.

その非貫通孔に、無電解めっき、電解めっき工程にて銅めっきを施し、金属導体をフィルドビア形状に形成し、金属めっきビア105を得た。   The non-through hole was subjected to copper plating in an electroless plating and electrolytic plating process, and a metal conductor was formed in a filled via shape to obtain a metal plating via 105.

その後、必要に応じて第1配線層103が所定の膜厚となるように、表層の銅配線層全体へのスェップ処理を行なった。その後、レジストフィルムを貼り付け、露光及び現像し、エッチングにより配線パターンの形成を実施し、多層プリント配線基板101とした。   Thereafter, a stepping process was performed on the entire surface of the copper wiring layer so that the first wiring layer 103 had a predetermined thickness as needed. Thereafter, a resist film was attached, exposed and developed, and a wiring pattern was formed by etching, whereby a multilayer printed wiring board 101 was obtained.

さらにその両面に、再びプリプレグ119等の材料を重ね、さらに第2配線層104に相当する銅箔を積層した。その後、加熱プレス、レーザー孔加工、めっき工程、配線パターン工程を繰り返し、(実施例1)の4層TH基板をコア層とし、その表層に2段のビルドアップ層109を有する、合計で配線層を8層有する図1(B)の多層プリント配線基板を形成した。   Further, a material such as prepreg 119 was again laminated on both surfaces, and a copper foil corresponding to the second wiring layer 104 was further laminated. Thereafter, the heating press, laser drilling, plating process, and wiring pattern process are repeated, and the four-layer TH substrate of Example 1 is used as the core layer, and the two-layered build-up layer 109 is provided on the surface layer. The multilayer printed wiring board of FIG. 1 (B) having 8 layers was formed.

ここで、第1絶縁層102および第1配線層103については、以下の実施例および比較例にて示す条件において、それぞれ多層プリント配線基板101の作成を行なった。   Here, for the first insulating layer 102 and the first wiring layer 103, the multilayer printed wiring board 101 was formed under the conditions shown in the following examples and comparative examples.

以下に、(実験1)として、本願発明の実施例1として試作した(実施例1)について説明する。   Hereinafter, as (Experiment 1), a prototype (Example 1) will be described as Example 1 of the present invention.

(実験1の説明:実施例1と比較例1、2についての比較実験)
(実施例1)の評価用の基板は、以下のようにして作成した。まず、第1絶縁層102として、厚みは70μmtとし、芯材112としては、ガラス織布(IPC規格1037)を用い、有機樹脂113としては熱硬化型のエポキシ樹脂を用い、フィラー114としては平均粒子径5μmのAl(OH)3と平均粒子径3μmのMgOを、Al(OH)3:MgO=1:2の割合で複合して用いた。また、第1絶縁層102における芯材112(ガラス織布)とフィラー114と有機樹脂113の体積比率は、16vol%、48vol%、36vol%とした。このとき(実施例1)において、芯材112(ガラス織布)を除く有機樹脂113とフィラー114の合計に対するフィラー114の割合はおよそ57vol%となっている。第1配線層103の厚みとしては、積層時に古川電工製銅箔35μmを用い、めっき処理によって厚みが増加するが全面エッチング処理によって調整し、第1配線層103の厚みとして40μmを第1絶縁層102によって埋め込みを行なった。
(Explanation of Experiment 1: Comparative Experiment on Example 1 and Comparative Examples 1 and 2)
The substrate for evaluation in (Example 1) was prepared as follows. First, the first insulating layer 102 has a thickness of 70 μmt, the core material 112 uses a glass woven fabric (IPC standard 1037), the organic resin 113 uses a thermosetting epoxy resin, and the filler 114 has an average. Al (OH) 3 having a particle diameter of 5 μm and MgO having an average particle diameter of 3 μm were combined in a ratio of Al (OH) 3 : MgO = 1: 2. Moreover, the volume ratio of the core material 112 (glass woven fabric), the filler 114, and the organic resin 113 in the 1st insulating layer 102 was 16 vol%, 48 vol%, and 36 vol%. At this time (Example 1), the ratio of the filler 114 to the total of the organic resin 113 and the filler 114 excluding the core material 112 (glass woven fabric) is approximately 57 vol%. The thickness of the first wiring layer 103 is 35 μm made of Furukawa Electric copper foil at the time of lamination, and the thickness is increased by the plating process, but is adjusted by the entire etching process, and the thickness of the first wiring layer 103 is 40 μm as the first insulating layer. Embedding was performed by 102.

次に、比較例として、(比較例1)〜(比較例3)の評価用の基板を以下のようにして作成した。   Next, as comparative examples, substrates for evaluation of (Comparative Example 1) to (Comparative Example 3) were prepared as follows.

(比較例1)の評価用の基板は、以下のようにして作成した。まず第1絶縁層102に、その厚みは70μmtとし、芯材112としては、ガラス織布(IPC規格1280)を用いた。また有機樹脂113としては熱硬化型のエポキシ樹脂を用い、フィラー114としては平均粒子径5μmのAl(OH)3を用いた。また第1絶縁層102における芯材112(ガラス織布)とフィラー114と有機樹脂113の体積比率は、35vol%、10vol%、55vol%とした。このとき、芯材112(ガラス織布)を除く有機樹脂113とフィラー114の合計に対するフィラー114の割合はおよそ15vol%とした。 The substrate for evaluation of (Comparative Example 1) was prepared as follows. First, the thickness of the first insulating layer 102 was 70 μmt, and the core material 112 was a glass woven fabric (IPC standard 1280). The organic resin 113 was a thermosetting epoxy resin, and the filler 114 was Al (OH) 3 having an average particle diameter of 5 μm. Moreover, the volume ratio of the core material 112 (glass woven fabric), the filler 114, and the organic resin 113 in the 1st insulating layer 102 was 35 vol%, 10 vol%, and 55 vol%. At this time, the ratio of the filler 114 to the total of the organic resin 113 and the filler 114 excluding the core material 112 (glass woven fabric) was about 15 vol%.

第1配線層103の厚みを積層時の銅箔厚みとめっき後の全面エッチング処理によって、12μmとした。   The thickness of the 1st wiring layer 103 was 12 micrometers by the copper foil thickness at the time of lamination | stacking, and the whole surface etching process after plating.

(比較例2)の評価用の基板は、以下のようにして作成した。まず第1絶縁層102は(比較例1)と同じものを用い、第1配線層103の厚みを積層時の銅箔厚みとめっき後の全面エッチング処理によって、(実施例1)の評価用の基板と同じ40μmとした。   The substrate for evaluation of (Comparative Example 2) was prepared as follows. First, the first insulating layer 102 is the same as that of (Comparative Example 1), and the thickness of the first wiring layer 103 is evaluated for (Example 1) by the copper foil thickness at the time of lamination and the entire etching process after plating. The thickness was 40 μm, the same as the substrate.

(比較例3)の評価用の基板は、以下のようにして作成した。まず第1絶縁層102において、その厚みは70μmtとし、芯材112のみ(実施例1)とおなじガラス織布(IPC規格1037)を用いた。また有機樹脂113および、フィラー114としては、その成分および芯材112(ガラス織布)を除く有機樹脂113とフィラー114の合計に対するフィラー114の割合は(比較例1)と同じとした。そのとき(比較例3)において、第1絶縁層102における芯材112(ガラス織布)とフィラー114と有機樹脂113の体積比率は、16vol%、13vol%、71vol%とした。第1配線層103の厚みを積層時の銅箔厚みとめっき後の全面エッチング処理によって、(実施例1)と同じ40μmとした。   The substrate for evaluation of (Comparative Example 3) was prepared as follows. First, the thickness of the first insulating layer 102 was 70 μmt, and the same glass woven fabric (IPC standard 1037) as that of the core material 112 (Example 1) was used. Moreover, as the organic resin 113 and the filler 114, the ratio of the filler 114 to the total of the organic resin 113 and the filler 114 excluding the component and the core material 112 (glass woven fabric) was the same as that of (Comparative Example 1). At that time (Comparative Example 3), the volume ratio of the core material 112 (glass woven fabric), the filler 114, and the organic resin 113 in the first insulating layer 102 was 16 vol%, 13 vol%, and 71 vol%. The thickness of the first wiring layer 103 was set to 40 μm, which was the same as that in Example 1, by the thickness of the copper foil at the time of lamination and the entire etching process after plating.

以上で作成した、(実施例1)、(比較例1)、(比較例2)の評価用基板において、評価用の第1の層間接続パターン、評価用の第1の配線パターン、および評価用の第2の配線パターンと、評価用の第3の配線パターンの絶縁信頼を評価し、ショートの有無を調べた。   In the evaluation substrates of (Example 1), (Comparative Example 1), and (Comparative Example 2) created above, the first interlayer connection pattern for evaluation, the first wiring pattern for evaluation, and the evaluation substrate The insulation reliability of the second wiring pattern and the third wiring pattern for evaluation was evaluated, and the presence or absence of a short circuit was examined.

更に(実施例1)、(比較例1)、(比較例2)のそれぞれの基板に、半導体の実装を行い、その動作時の温度上昇を、(比較例1)の基板の温度上昇を基準とし、それに対する各基板の温度上昇の割合を比較した。   Further, a semiconductor is mounted on each of the substrates of (Example 1), (Comparative Example 1), and (Comparative Example 2), and the temperature rise during operation is based on the temperature rise of the substrate of (Comparative Example 1). And the rate of temperature rise of each substrate relative to that was compared.

その温度上昇の割合Rは、(比較例1)の基板において、動作初期温度をT0、温度上昇が定常状態に達したときの半導体温度をT1とし、また、各基板の温度上昇が定常状態に達したときの半導体温度をT2としたとき、R=(T2−T0)/(T1−T0)×100(%)で表した。   In the substrate of (Comparative Example 1), the temperature rise rate R is T0 as the initial operating temperature, T1 as the semiconductor temperature when the temperature rise reaches the steady state, and the temperature rise of each substrate is in the steady state. Assuming that the semiconductor temperature when the temperature is reached is T2, R = (T2−T0) / (T1−T0) × 100 (%).

ここで、(実施例1)、(比較例1)、(比較例2)のそれぞれの8層基板のビルドアップ層109に用いた第1絶縁層102と第1配線層103の構成と、絶縁信頼性の評価と半導体温度上昇の評価をまとめると以下の[表1]のようになった。   Here, the configurations of the first insulating layer 102 and the first wiring layer 103 used for the buildup layer 109 of each of the eight-layer substrates of (Example 1), (Comparative Example 1), and (Comparative Example 2), and the insulation The table below summarizes the reliability evaluation and the semiconductor temperature rise evaluation.

Figure 2013089745
Figure 2013089745

[表1]において、(比較例1)に示す半導体温度上昇100においては、動作初期温度と同じ外気温T0=25℃において、45分後に半導体温度が90℃まで上昇しており、その動作の保証に懸念が生じるレベルであった。   In [Table 1], in the semiconductor temperature rise 100 shown in (Comparative Example 1), the semiconductor temperature rises to 90 ° C. after 45 minutes at the same external temperature T0 = 25 ° C. as the initial operating temperature. It was a level that raised concerns about the guarantee.

それに対して、(比較例2)のように第1配線層103の厚みを40μmまで厚くすると、(比較例1)比較で、数値は90まで低下しており、つまり半導体温度上昇が10%抑制され、半導体の動作保証に裕度が確保できるレベルであった。   On the other hand, when the thickness of the first wiring layer 103 is increased to 40 μm as in (Comparative Example 2), the numerical value is reduced to 90 in comparison with (Comparative Example 1), that is, the semiconductor temperature rise is suppressed by 10%. In other words, it was at a level that could afford a margin for guaranteeing semiconductor operation.

しかしながら、(比較例2)では第1配線層103の厚みが第1絶縁層102厚みの約57%を占めるため、芯材112に第1配線層103に体積比率として35vol%占める厚みが50μm前後あるガラス織布(IPC規格1280)を用いていると、後述する図7のように、ガラス織布(芯材112)が第1配線層103および第2配線層104に接触してしまい、絶縁信頼性の低下が発生してしまったため、と考えられた。   However, in (Comparative Example 2), since the thickness of the first wiring layer 103 occupies about 57% of the thickness of the first insulating layer 102, the thickness of the core material 112 occupying 35 vol% in the first wiring layer 103 as a volume ratio is around 50 μm. When a certain glass woven fabric (IPC standard 1280) is used, the glass woven fabric (core material 112) comes into contact with the first wiring layer 103 and the second wiring layer 104 as shown in FIG. This was thought to be due to a drop in reliability.

こうした課題に対して、(比較例3)のように、ガラス織布の体積比率のみを16vol%まで低下させたガラス織布(IPC規格1037)を用いた場合では、発熱対策のために厚くした第1配線層103を用いても、ガラス織布(芯材112)と第1配線層103とが接触しない距離を確保することができる。しかしながら、後述する図7に示すように、第1配線層103を第1絶縁層102に埋め込む際の加熱及び加圧工程において、有機樹脂の流動が発生し、ガラス織布(芯材112)もそれに伴って移動してしまい、第1配線層103と接触してしまう場合があった。その結果、[表1]に示すように、(比較例3)においては、絶縁性が低下したと思われる。   In response to such a problem, in the case of using a glass woven fabric (IPC standard 1037) in which only the volume ratio of the glass woven fabric is reduced to 16 vol% as in (Comparative Example 3), the glass woven fabric is thickened to prevent heat generation. Even when the first wiring layer 103 is used, it is possible to secure a distance at which the glass woven fabric (core material 112) and the first wiring layer 103 do not contact each other. However, as shown in FIG. 7 to be described later, in the heating and pressurizing steps when the first wiring layer 103 is embedded in the first insulating layer 102, the organic resin flows, and the glass woven fabric (core material 112) is also formed. As a result, it may move and contact the first wiring layer 103. As a result, as shown in [Table 1], in (Comparative Example 3), it seems that the insulating property was lowered.

次に、比較例3の絶縁性が低下した原因について、図7を用いて考察する。図7は、比較例において絶縁性が低下した原因について説明する断面図である。   Next, the cause of the decrease in the insulation of Comparative Example 3 will be considered with reference to FIG. FIG. 7 is a cross-sectional view for explaining the cause of the decrease in insulation in the comparative example.

図7は、特にビルドアップ層の第1絶縁層間の接続を金属めっきビアとした場合であって、第1絶縁層中の芯材の厚みを薄くし、かつ第1配線層の厚みを厚くした場合に発生する課題を説明している。   FIG. 7 particularly shows a case where the connection between the first insulating layers of the buildup layer is a metal plating via, and the thickness of the core material in the first insulating layer is reduced and the thickness of the first wiring layer is increased. The problem that occurs in the case is explained.

例えば(比較例3)において、図7に示すように、ガラス織布等からなる芯材112が矢印120で示すように、例えば第1配線層103や第2配線層104に接触することで、絶縁性が低下したと考えられる。   For example, in (Comparative Example 3), as shown in FIG. 7, the core material 112 made of glass woven fabric or the like is in contact with, for example, the first wiring layer 103 or the second wiring layer 104 as indicated by an arrow 120. It is considered that the insulating property has decreased.

一方、本願発明の実施の各試作品の場合、前述の図3に示すように、フィラー114が、第1絶縁層102と芯材112との間に、必ず存在するため、第1絶縁層102と芯材112とが互いに接触することを防止し、図7に示すような課題は発生しない。   On the other hand, in the case of each prototype of the present invention, the filler 114 is always present between the first insulating layer 102 and the core material 112 as shown in FIG. 7 and the core material 112 are prevented from contacting each other, and the problem shown in FIG. 7 does not occur.

すなわち本願発明の(実施例1)に示すように、ガラス織布の体積比率を16vol%まで低下させ、さらに、かつ、フィラー114を体積比率48vol%まで添加した場合では、前述の図3に示すように、ガラス織布(芯材112)と配線層間が接触しない距離を確保することができる。更に加熱及び加圧工程において有機樹脂113が流動を行なった際も、フィラー114がその流動を阻害するとともに、ガラス織布(芯材112)と第1配線層103との間に挟まることで、ガラス織布(芯材112)と第1配線層103との距離が少なくともフィラー114の粒径以上確保される、その結果とのガラス織布(芯材112)と第1配線層103の接触が回避されて、めっき液等の侵入が抑制され、その絶縁性が確保されることが判る。   That is, as shown in (Example 1) of the present invention, when the volume ratio of the glass woven fabric is reduced to 16 vol% and the filler 114 is added to the volume ratio of 48 vol%, the above-described FIG. As described above, it is possible to secure a distance at which the glass woven fabric (core material 112) and the wiring layer do not contact each other. Furthermore, when the organic resin 113 flows in the heating and pressurizing steps, the filler 114 inhibits the flow and is sandwiched between the glass woven fabric (core material 112) and the first wiring layer 103. The distance between the glass woven fabric (core material 112) and the first wiring layer 103 is at least as large as the particle size of the filler 114, and the contact between the glass woven fabric (core material 112) and the first wiring layer 103 is as a result. It can be seen that the penetration of the plating solution or the like is suppressed, and the insulation is ensured.

ここで(実施例1)での、ガラス織布を除く有機樹脂113とフィラー114の合計に対するフィラー114の割合はおよそ57vol%となっており、この数値はフィラー114をほぼ球状とすると、その充填率は最密充填に近づく。有機樹脂113がフィラー114とフィラー114の間にのみ存在する形に近づいていることが容易に推察でき、この充填状態によって、加熱及び加圧工程におけるガラス織布(芯材112)と配線層との接触の阻害につながっていることも推察可能である。   Here, the ratio of the filler 114 to the total of the organic resin 113 excluding the glass woven fabric and the filler 114 in Example 1 is about 57 vol%. The rate approaches close-packing. It can be easily inferred that the organic resin 113 is approaching a shape that exists only between the filler 114 and the filler 114, and depending on this filling state, the glass woven fabric (core material 112) and the wiring layer in the heating and pressurizing steps It can be inferred that this leads to inhibition of contact.

さらには、(実施例1)では、有機樹脂113より熱伝導率の高いフィラー114の添加量が増えることで、第1絶縁層102全体の熱伝導率も向上し、半導体の温度上昇がさらに抑制される効果が見られる。この結果、[表1]に示すように、さらに半導体の温度上昇が抑制でき、かつ絶縁信頼性を確保する多層プリント配線基板が得られることは言うまでもない。   Furthermore, in (Example 1), the amount of the filler 114 having higher thermal conductivity than that of the organic resin 113 is increased, so that the thermal conductivity of the entire first insulating layer 102 is improved, and the temperature rise of the semiconductor is further suppressed. The effect is seen. As a result, as shown in [Table 1], it is needless to say that a multilayer printed wiring board that can further suppress the temperature rise of the semiconductor and ensure insulation reliability can be obtained.

次に(実施例1)の構造を元に、更に(実験2)として、本願発明の応用について実験した結果を示す。   Next, based on the structure of (Example 1), further, as (Experiment 2), the results of experiments on the application of the present invention are shown.

(実験2の説明:第1絶縁層102の厚みを変化させた場合についての実験結果の一例)
まず第1配線層103の厚みを変化させて、(実施例2)、(実施例3)、(比較例4)、(比較例5)となる評価用の基板を作成した。
(Explanation of Experiment 2: An example of an experimental result when the thickness of the first insulating layer 102 is changed)
First, the thickness of the 1st wiring layer 103 was changed and the board | substrate for evaluation used as (Example 2), (Example 3), (Comparative Example 4), and (Comparative Example 5) was produced.

本願発明の実施例として(実施例2)となる評価用の基板を、本願発明との比較例として(比較例4)、(比較例5)となる評価用の基板を作成した。   An evaluation substrate to be (Example 2) as an example of the present invention was prepared, and an evaluation substrate to be (Comparative Example 4) and (Comparative Example 5) was prepared as a comparative example to the present invention.

(実施例2)となる評価用の基板は、以下のようにして作成した。まず第1絶縁層102は(比較例1)と同じものを用い、第1配線層103の厚みを積層時の銅箔厚みとめっき後の全面エッチング処理によって、18μmとした。   The substrate for evaluation to be (Example 2) was prepared as follows. First, the first insulating layer 102 is the same as (Comparative Example 1), and the thickness of the first wiring layer 103 is set to 18 μm by the copper foil thickness at the time of lamination and the entire etching process after plating.

(実施例3)となる評価用の基板は、以下のようにして作成した。まず第1絶縁層102は(比較例1)と同じものを用い、第1配線層103の厚みを積層時の銅箔厚みとめっき後の全面エッチング処理によって、35μmとした。   The substrate for evaluation to be (Example 3) was prepared as follows. First, the first insulating layer 102 is the same as (Comparative Example 1), and the thickness of the first wiring layer 103 is set to 35 μm by the copper foil thickness at the time of lamination and the entire etching process after plating.

(比較例4)となる評価用の基板は、以下のようにして作成した。まず第1絶縁層102は(比較例1)と同じものを用い、第1配線層103の厚みを積層時の銅箔厚みとめっき後の全面エッチング処理によって、12μmとした。   The substrate for evaluation to be (Comparative Example 4) was prepared as follows. First, the first insulating layer 102 was the same as (Comparative Example 1), and the thickness of the first wiring layer 103 was set to 12 μm by the thickness of the copper foil during lamination and the entire etching process after plating.

(比較例5)となる評価用の基板は、以下のようにして作成した。まず第1絶縁層102は(比較例1)と同じものを用い、第1配線層103の厚みを積層時の銅箔厚みとめっき後の全面エッチング処理によって、50μmとした。   The substrate for evaluation to be (Comparative Example 5) was prepared as follows. First, the first insulating layer 102 is the same as (Comparative Example 1), and the thickness of the first wiring layer 103 is set to 50 μm by the copper foil thickness at the time of lamination and the entire etching process after plating.

次に、本願発明の実施例である(実施例1)から(実施例3)、比較例である(比較例4)、(比較例5)となる評価用の基板となる8層基板のビルドアップ層109に用いた第1絶縁層102と第1配線層103の構成と、絶縁信頼性の評価と半導体温度上昇の評価をまとめると、以下の[表2]のようになる。[表2]において、半導体温度上昇の単位は(℃)である。   Next, the build of the 8-layer board which becomes the board for evaluation used as (Example 1) to (Example 3) which is an example of the invention of the present application, and (Comparative example 4) and (Comparative example 5) which are comparative examples. Table 1 below summarizes the configurations of the first insulating layer 102 and the first wiring layer 103 used for the up layer 109, the evaluation of the insulation reliability, and the evaluation of the semiconductor temperature rise. In [Table 2], the unit of the semiconductor temperature rise is (° C.).

Figure 2013089745
Figure 2013089745

[表2]より、(比較例4)の第1配線層103の厚みが12μmでは、第1絶縁層102のフィラー114の体積分率を増加させても、半導体温度上昇は95%と5%程度しか抑制できておらず、不十分と考えられる。それに対して、(実施例1)から(実施例3)、のように、第1配線層103の厚みを厚くすると半導体温度の上昇は91%以下とほぼ9%以下の抑制が可能となっている。   From [Table 2], when the thickness of the first wiring layer 103 of (Comparative Example 4) is 12 μm, the semiconductor temperature rise is 95% and 5% even if the volume fraction of the filler 114 of the first insulating layer 102 is increased. It is considered to be insufficient because only the degree can be suppressed. On the other hand, if the thickness of the first wiring layer 103 is increased as in (Embodiment 1) to (Embodiment 3), the increase in the semiconductor temperature can be suppressed to 91% or less and almost 9% or less. Yes.

しかしながら、(比較例5)のように、第1配線層103の厚みが第1絶縁層102の厚みの71%を占めるような場合では、加熱及び加圧工程において、第1配線層103の埋設不良が一部で発生してしまう。さらに半導体部品実装時のリフロー工程において、コア層との密着性を得ることが不可能であった。その結果、絶縁試験および半導体温度上昇の評価を行なうことができなかった(未評価となった)。   However, in the case where the thickness of the first wiring layer 103 occupies 71% of the thickness of the first insulating layer 102 as in (Comparative Example 5), the first wiring layer 103 is embedded in the heating and pressurizing steps. Some defects will occur. Furthermore, it has been impossible to obtain adhesion with the core layer in the reflow process when mounting semiconductor components. As a result, the insulation test and the semiconductor temperature rise could not be evaluated (not evaluated).

また(比較例4)は、半導体温度上昇が95℃と高いことより、半導体に対する冷却効果が低いことが判る。   Further, in (Comparative Example 4), the semiconductor temperature rise is as high as 95 ° C., so that the cooling effect on the semiconductor is low.

[表2]に示すように、本願発明の(実施例1)〜(実施例3)は、絶縁信頼性試験において、ショート発生は「無」であった。また半導体温度上昇も、85℃から91℃であり、半導体の冷却効果があることが確かめられた。   As shown in [Table 2], in (Example 1) to (Example 3) of the present invention, the occurrence of short circuit was “None” in the insulation reliability test. Also, the semiconductor temperature rise was 85 ° C. to 91 ° C., and it was confirmed that there was a semiconductor cooling effect.

更に本願発明の応用範囲を調べるために、実験3として、更に実施例となる(実施例4)、(実施例5)、本願発明の比較例となる(比較例6)、(比較例7)を作成した。   Furthermore, in order to investigate the application range of the present invention, as Experiment 3, it becomes further an example (Example 4), (Example 5), becomes a comparative example of the present invention (Comparative Example 6), (Comparative Example 7). It was created.

(実験3の説明:第1絶縁層102における芯材の割合を変化させた場合の一例)
(実施例1)の構造から、第1絶縁層102における芯材112の割合を変化させて、(実施例4)、(実施例5)、(比較例6)、(比較例7)となる評価用の基板をそれぞれ作成した。
(Explanation of Experiment 3: An example when the ratio of the core material in the first insulating layer 102 is changed)
From the structure of (Example 1), the ratio of the core material 112 in the first insulating layer 102 is changed to be (Example 4), (Example 5), (Comparative Example 6), and (Comparative Example 7). Each substrate for evaluation was prepared.

(実施例4)となる評価用の基板は、以下のようにして作成した。まず第1配線層103の厚みは(実施例1)と同じとし、第1絶縁層102の厚みおよび有機樹脂113およびフィラー114の成分とガラス織布を除く有機樹脂113とフィラー114の合計に対するフィラー114の割合も(実施例1)と同じとした。さらに第1絶縁層102の芯材112のみ、ガラス織布(IPC規格1027)を用いた。こうして(実施例4)では、第1絶縁層102における芯材112(ガラス織布)とフィラー114と有機樹脂113の体積比率は13vol%、50vol%、37vol%とした。   The substrate for evaluation to be (Example 4) was prepared as follows. First, the thickness of the first wiring layer 103 is the same as that in Example 1, and the filler with respect to the thickness of the first insulating layer 102 and the total of the organic resin 113 and the filler 114 excluding the components of the organic resin 113 and the filler 114 and the glass woven fabric. The ratio of 114 was also the same as (Example 1). Furthermore, a glass woven fabric (IPC standard 1027) was used only for the core material 112 of the first insulating layer 102. In this manner (Example 4), the volume ratio of the core material 112 (glass woven fabric), the filler 114, and the organic resin 113 in the first insulating layer 102 was set to 13 vol%, 50 vol%, and 37 vol%.

(実施例5)となる評価用の基板は以下のようにして作成した。まず第1配線層103の厚みは(実施例1)と同じとし、第1絶縁層102の厚みおよび有機樹脂113およびフィラー114の成分とガラス織布を除く有機樹脂113とフィラー114の合計に対するフィラー114の割合も(実施例1)と同じとした。また第1絶縁層102の芯材112のみ、ガラス織布(IPC規格1067)を用いた。   A substrate for evaluation to be (Example 5) was prepared as follows. First, the thickness of the first wiring layer 103 is the same as that in Example 1, and the filler with respect to the thickness of the first insulating layer 102 and the total of the organic resin 113 and the filler 114 excluding the components of the organic resin 113 and the filler 114 and the glass woven fabric. The ratio of 114 was also the same as (Example 1). Only the core material 112 of the first insulating layer 102 was made of glass woven fabric (IPC standard 1067).

その結果、第1絶縁層102における芯材112(ガラス織布)とフィラー114と有機樹脂113の体積比率は、20vol%、46vol%、34vol%とした。   As a result, the volume ratio of the core material 112 (glass woven fabric), the filler 114, and the organic resin 113 in the first insulating layer 102 was 20 vol%, 46 vol%, and 34 vol%.

(比較例6)となる評価用の基板は、以下のようにして作成した。第1配線層103の厚みは(実施例1)と同じとし、第1絶縁層102の厚みおよび有機樹脂113およびフィラー114の成分とガラス織布を除く有機樹脂113とフィラー114の合計に対するフィラー114の割合も(実施例1)と同じとした。また第1絶縁層102の芯材112のみ、ガラス織布(IPC規格1010)を用いた。こうして(比較例6)では、第1絶縁層102における芯材112(ガラス織布)とフィラー114と有機樹脂113の体積比率は、8vol%、52vol%、40vol%とした。   The substrate for evaluation to be (Comparative Example 6) was prepared as follows. The thickness of the first wiring layer 103 is the same as that of the first embodiment, and the filler 114 with respect to the thickness of the first insulating layer 102 and the total of the organic resin 113 and the filler 114 excluding the components of the organic resin 113 and the filler 114 and the glass woven fabric. The ratio was also the same as in (Example 1). Only the core material 112 of the first insulating layer 102 was made of glass woven fabric (IPC standard 1010). Thus (Comparative Example 6), the volume ratio of the core material 112 (glass woven fabric), the filler 114, and the organic resin 113 in the first insulating layer 102 was 8 vol%, 52 vol%, and 40 vol%.

(比較例7)となる評価用の基板は以下のようにして作成した。まず第1配線層103の厚みは(実施例1)と同じとし、第1絶縁層102の厚みおよび有機樹脂113およびフィラー114の成分とガラス織布を除く有機樹脂113とフィラー114の合計に対するフィラー114の割合も(実施例1)と同じとした。また第1絶縁層102の芯材112のみ、ガラス織布(IPC規格1280)を用いた。(比較例7)において、第1絶縁層102における芯材112(ガラス織布)とフィラー114と有機樹脂113の体積比率は、35vol%、37vol%、28vol%とした。   A substrate for evaluation to be (Comparative Example 7) was prepared as follows. First, the thickness of the first wiring layer 103 is the same as that in Example 1, and the filler with respect to the thickness of the first insulating layer 102 and the total of the organic resin 113 and the filler 114 excluding the components of the organic resin 113 and the filler 114 and the glass woven fabric. The ratio of 114 was also the same as (Example 1). Only the core material 112 of the first insulating layer 102 was made of glass woven fabric (IPC standard 1280). In (Comparative Example 7), the volume ratio of the core material 112 (glass woven fabric), the filler 114, and the organic resin 113 in the first insulating layer 102 was set to 35 vol%, 37 vol%, and 28 vol%.

ここで、(実施例1)、(実施例4)、(実施例5)、(比較例6)、(比較例7)となる評価用の基板である、それぞれの8層基板のビルドアップ層109に用いた第1絶縁層102と第1配線層103の構成と、絶縁信頼性の評価と半導体温度上昇の評価をまとめると以下の[表3]のようになる。   Here, the build-up layers of the respective 8-layer substrates, which are evaluation substrates to be (Example 1), (Example 4), (Example 5), (Comparative Example 6), and (Comparative Example 7) Table 1 below summarizes the configurations of the first insulating layer 102 and the first wiring layer 103 used in 109, the evaluation of the insulation reliability, and the evaluation of the semiconductor temperature rise.

Figure 2013089745
Figure 2013089745

[表3]より、いずれの基板においても第1配線層103の厚みを40μmとしていることと、第1絶縁層102のフィラー114の割合を37vol%以上としていることから、半導体の温度上昇は最大でも87%と抑制されている。しかしながら、(比較例7)のように芯材112(ガラス織布)が第1絶縁層102の35vol%も占めるような場合では、フィラー114の充填にも関わらず、絶縁性に不具合が発生してしまっている。   From [Table 3], since the thickness of the first wiring layer 103 is 40 μm and the ratio of the filler 114 of the first insulating layer 102 is 37 vol% or more in any substrate, the temperature rise of the semiconductor is the maximum However, it is suppressed to 87%. However, in the case where the core material 112 (glass woven fabric) occupies as much as 35 vol% of the first insulating layer 102 as in (Comparative Example 7), a defect occurs in the insulating property despite the filling of the filler 114. It has been.

また、(比較例6)のように、芯材112(ガラス織布)が第1絶縁層102の8vol%しか存在しない場合では、絶縁信頼性や半導体の温度上昇には問題は見られないが、基材の機械的強度の低下が発生し、部品実装後の冷熱試験:−45℃(30分)⇔125℃(30分)において、はんだ寿命の低下による部品交渉の発生が生じてしまい、使用上の問題が生じている。   Further, as in (Comparative Example 6), when the core material 112 (glass woven fabric) is present only in 8 vol% of the first insulating layer 102, there is no problem in insulation reliability and a rise in the temperature of the semiconductor. The mechanical strength of the base material is reduced, and in the heat test after component mounting: -45 ° C (30 minutes) ⇔ 125 ° C (30 minutes), the occurrence of part negotiations due to the decrease in the solder life occurs. There is a problem in use.

一方、[表3]に示すように、本願発明の(実施例1)、(実施例4)、(実施例5)は、絶縁信頼性試験において、ショート発生は「無」であった。また半導体温度上昇も、84℃から85℃であり、半導体の冷却効果があることが確かめられた。   On the other hand, as shown in [Table 3], (Example 1), (Example 4), and (Example 5) of the present invention showed no occurrence of a short circuit in the insulation reliability test. Further, the increase in semiconductor temperature was 84 ° C. to 85 ° C., and it was confirmed that there was a semiconductor cooling effect.

(実験4の説明:フィラー114の割合を変化させた場合の実験結果の一例)
次に実験4として、(実施例1)の構造から、第1絶縁層102におけるフィラー114の割合を変化させて、本願発明の実施例である(実施例6)、(実施例7)、本願発明の比較例である(比較例8)、(比較例9)となる評価用の基板を作成した。
(Explanation of Experiment 4: An example of an experimental result when the ratio of the filler 114 is changed)
Next, as Experiment 4, the ratio of the filler 114 in the first insulating layer 102 is changed from the structure of (Example 1), and Examples (Example 6) and (Example 7) of the present invention are applied. A substrate for evaluation, which is a comparative example of the invention (Comparative Example 8) and (Comparative Example 9), was prepared.

(実施例6)となる評価用の基板は以下のように作成した。まず第1絶縁層102として、厚みおよび芯材112は(実施例1)と同じとした。また有機樹脂113およびフィラー114の組成も(実施例1)と同じとした。一方、フィラー114の充填量を変化させ、第1絶縁層102における芯材112(ガラス織布)とフィラー114と有機樹脂113の体積比率を、16vol%、34vol%、50vol%とした。   A substrate for evaluation to be (Example 6) was prepared as follows. First, as the first insulating layer 102, the thickness and the core material 112 were the same as those in (Example 1). The compositions of the organic resin 113 and the filler 114 were also the same as in (Example 1). On the other hand, the filling amount of the filler 114 was changed, and the volume ratio of the core material 112 (glass woven fabric), the filler 114, and the organic resin 113 in the first insulating layer 102 was set to 16 vol%, 34 vol%, and 50 vol%.

このとき、芯材112(ガラス織布)を除く有機樹脂113とフィラー114の合計に対するフィラー114の割合はおよそ40vol%となった。   At this time, the ratio of the filler 114 to the total of the organic resin 113 and the filler 114 excluding the core material 112 (glass woven fabric) was approximately 40 vol%.

第1配線層103の厚みとしては、(実施例1)と同じく40μmとして、第1絶縁層102によって埋め込みを行なった。   The thickness of the first wiring layer 103 was set to 40 μm as in (Example 1), and the first insulating layer 102 was embedded.

(実施例7)となる評価用の基板は以下のように作成した。まず第1絶縁層102として、厚みおよび芯材112は(実施例1)と同じとした。有機樹脂113およびフィラー114の組成も(実施例1)と同じとした。その一方、フィラー114の充填量を変化させ、第1絶縁層102における芯材112(ガラス織布)とフィラー114と有機樹脂113の体積比率を、16vol%、59vol%、25vol%とした。   A substrate for evaluation to be (Example 7) was prepared as follows. First, as the first insulating layer 102, the thickness and the core material 112 were the same as those in (Example 1). The compositions of the organic resin 113 and the filler 114 were also the same as (Example 1). On the other hand, the filling amount of the filler 114 was changed, and the volume ratio of the core material 112 (glass woven fabric), the filler 114, and the organic resin 113 in the first insulating layer 102 was set to 16 vol%, 59 vol%, and 25 vol%.

このとき、芯材112(ガラス織布)を除く有機樹脂113とフィラー114の合計に対するフィラー114の割合はおよそ70vol%となっている。   At this time, the ratio of the filler 114 to the total of the organic resin 113 and the filler 114 excluding the core material 112 (glass woven fabric) is approximately 70 vol%.

第1配線層103の厚みとしては、(実施例1)と同じく40μmとして、第1絶縁層102によって埋め込みを行なった。   The thickness of the first wiring layer 103 was set to 40 μm as in (Example 1), and the first insulating layer 102 was embedded.

(比較例8)となる評価用の基板は、以下のように作成した。まず第1絶縁層102として、厚みおよび芯材112は(実施例1)と同じとし、有機樹脂113およびフィラー114の組成も(実施例1)と同じとした。その一方、フィラー114の充填量を変化させ、第1絶縁層102における芯材112(ガラス織布)とフィラー114と有機樹脂113の体積比率を、16vol%、25vol%、59vol%とした。   The substrate for evaluation to be (Comparative Example 8) was prepared as follows. First, as the first insulating layer 102, the thickness and the core material 112 were the same as in (Example 1), and the compositions of the organic resin 113 and the filler 114 were also the same as in (Example 1). On the other hand, the filling amount of the filler 114 was changed, and the volume ratio of the core material 112 (glass woven fabric), the filler 114, and the organic resin 113 in the first insulating layer 102 was set to 16 vol%, 25 vol%, and 59 vol%.

このとき、芯材112(ガラス織布)を除く有機樹脂113とフィラー114の合計に対するフィラー114の割合はおよそ30vol%となった。   At this time, the ratio of the filler 114 to the total of the organic resin 113 and the filler 114 excluding the core material 112 (glass woven fabric) was approximately 30 vol%.

第1配線層103の厚みとしては、(実施例1)と同じく40μmとして、第1絶縁層102によって埋め込みを行なった。   The thickness of the first wiring layer 103 was set to 40 μm as in (Example 1), and the first insulating layer 102 was embedded.

(比較例9)となる評価用の基板は以下のようにして作成した。まず第1絶縁層102として、厚みおよび芯材112は(実施例1)と同じとした。また有機樹脂113およびフィラー114の組成も(実施例1)と同じとした、その一方、フィラー114の充填量を変化させ、第1絶縁層102における芯材112(ガラス織布)とフィラー114と有機樹脂113の体積比率を、16vol%、63vol%、21vol%とした。   A substrate for evaluation to be (Comparative Example 9) was prepared as follows. First, as the first insulating layer 102, the thickness and the core material 112 were the same as those in (Example 1). The compositions of the organic resin 113 and the filler 114 were also the same as in Example 1. On the other hand, the filling amount of the filler 114 was changed, and the core material 112 (glass woven fabric) and the filler 114 in the first insulating layer 102 were changed. The volume ratio of the organic resin 113 was 16 vol%, 63 vol%, and 21 vol%.

このとき、芯材112(ガラス織布)を除く有機樹脂113とフィラー114の合計に対するフィラー114の割合はおよそ75vol%となった。   At this time, the ratio of the filler 114 to the total of the organic resin 113 and the filler 114 excluding the core material 112 (glass woven fabric) was approximately 75 vol%.

第1配線層103の厚みとしては、(実施例1)と同じく40μmとして、第1絶縁層102によって埋め込みを行なった。   The thickness of the first wiring layer 103 was set to 40 μm as in (Example 1), and the first insulating layer 102 was embedded.

(実施例1)、(実施例6)、(実施例7)、(比較例8)、(比較例9)となる各評価用の基板の、それぞれの8層基板のビルドアップ層109に用いた第1絶縁層102と第1配線層103の構成と、絶縁信頼性の評価と半導体温度上昇の評価をまとめると以下の[表4]のようになる。   (Embodiment 1), (Embodiment 6), (Embodiment 7), (Comparative Example 8), (Comparative Example 9), each of the substrates for evaluation used for the build-up layer 109 of each 8-layer substrate The following table 4 summarizes the configurations of the first insulating layer 102 and the first wiring layer 103, the evaluation of the insulation reliability, and the evaluation of the semiconductor temperature rise.

Figure 2013089745
Figure 2013089745

[表4]において、いずれの基板においても第1配線層103の厚みを40μmとしていることと、第1絶縁層102のフィラー114の割合を25vol%以上としていることから、半導体の温度上昇は問題がないが、しかしながら、(比較例8)のように第1絶縁層102中のフィラー114の添加量を25vol%まで下げると、絶縁性に不具合が発生した。   In [Table 4], since the thickness of the first wiring layer 103 is 40 μm and the ratio of the filler 114 in the first insulating layer 102 is 25 vol% or more in any substrate, the temperature rise of the semiconductor is a problem. However, however, when the amount of filler 114 added in the first insulating layer 102 is reduced to 25 vol% as in (Comparative Example 8), a problem occurs in the insulation.

また、(比較例9)のように、フィラー114の体積比率を63vol%まで増やすと、有機樹脂の含有量が低下しているため、加熱及び加圧工程における有機樹脂の流動性成分が不足した。さらに第1配線層103の埋設不良が一部で発生した。さらに半導体部品実装時のリフロー工程において、コア層との密着性を得ることが不可能であり、絶縁試験および半導体温度上昇の評価にいたることが不可能であった。   Further, as in (Comparative Example 9), when the volume ratio of the filler 114 is increased to 63 vol%, the content of the organic resin is reduced, and thus the fluidity component of the organic resin in the heating and pressurizing steps is insufficient. . Further, a part of the embedding failure of the first wiring layer 103 occurred. Furthermore, in the reflow process at the time of semiconductor component mounting, it was impossible to obtain adhesion with the core layer, and it was impossible to reach an insulation test and an evaluation of the semiconductor temperature rise.

一方、[表4]に示すように、本願発明の(実施例1)、(実施例6)、(実施例7)は、絶縁信頼性試験において、ショート発生は「無」であった。また半導体温度上昇も、82℃から87℃であり、半導体の冷却効果があることが確かめられた。   On the other hand, as shown in [Table 4], in (Example 1), (Example 6), and (Example 7) of the present invention, the occurrence of short circuit was “None” in the insulation reliability test. Also, the semiconductor temperature rise was 82 ° C. to 87 ° C., and it was confirmed that there was a semiconductor cooling effect.

以上より、芯材112と有機樹脂113とフィラー114を含む第1絶縁層102と、その第1絶縁層102に埋設された第1配線層103と、第1絶縁層102の第1配線層103と接する面と反対側の面に形成された第2配線層104と、前記第1と第2配線層間の導通が金属めっきビア105からなる層を、少なくとも1層以上有する多層プリント配線基板101とすることが望ましい。さらに前記第1配線層103の厚みが前記第1絶縁層102の厚みの25%以上60%以下であり、前記芯材112の含有量が、前記第1絶縁層102の10vol%以上30vol%以下であることが望ましい。さらに前記フィラー114の含有量が前記第1絶縁層102の30vol%以上、60vol%以下であり、前記芯材112と第1配線層103の間に前記フィラー114が存在することが望ましい。さらに前記芯材112と前記第1配線層103との最短距離を前記フィラー114の粒子径以上としていることとすることで、放熱性に優れた多層プリント配線基板101を提供できる。こうすることで多層プリント配線基板101は、ビルドアップ層109の厚みを薄くし、あるいはビルドアップ層に埋設される第1配線層103の厚みを肉厚とした場合であっても、優れた絶縁信頼性を有しており、更にコア層との密着性や実装部品の衝撃信頼を有している。   As described above, the first insulating layer 102 including the core material 112, the organic resin 113, and the filler 114, the first wiring layer 103 embedded in the first insulating layer 102, and the first wiring layer 103 of the first insulating layer 102. A second printed wiring layer 104 formed on a surface opposite to the surface in contact with the first printed wiring board 104, and a multilayer printed wiring board 101 having at least one layer in which conduction between the first and second wiring layers is made of a metal plating via 105; It is desirable to do. Furthermore, the thickness of the first wiring layer 103 is 25% or more and 60% or less of the thickness of the first insulating layer 102, and the content of the core material 112 is 10 vol% or more and 30 vol% or less of the first insulating layer 102. It is desirable that Furthermore, it is preferable that the content of the filler 114 is 30 vol% or more and 60 vol% or less of the first insulating layer 102, and the filler 114 exists between the core material 112 and the first wiring layer 103. Furthermore, by setting the shortest distance between the core material 112 and the first wiring layer 103 to be equal to or larger than the particle diameter of the filler 114, the multilayer printed wiring board 101 having excellent heat dissipation can be provided. In this way, the multilayer printed wiring board 101 has excellent insulation even when the build-up layer 109 is thin or the first wiring layer 103 embedded in the build-up layer is thick. It has reliability, and also has adhesion with the core layer and impact reliability of the mounted components.

ここで、芯材112としては、特にガラス織布を用いたときには、フィルム材料などとは異なり織布構造をとるため、芯材112間に空隙があることから、芯材112中の絶縁性の低下が起こりやすく、また、同一体積含有量においても、その厚みが空隙のないフィルム材より厚くなるため、埋設された第1配線層103との接触が起こりやすく、本発明による絶縁性の確保の効果がより有効である。   Here, as the core material 112, in particular, when a glass woven fabric is used, since it has a woven fabric structure unlike a film material or the like, there is a gap between the core materials 112. It is easy to decrease, and even at the same volume content, the thickness becomes thicker than a film material without voids, so that contact with the embedded first wiring layer 103 is likely to occur, and the insulation according to the present invention can be ensured. The effect is more effective.

また、フィラー114としては平均粒子径5μmのAl(OH)3と平均粒子径3μmのMgOを用いたが、フィラー114の粒子径は、より大きいほど、芯材112と第1配線層103の間の距離を確保できるが、あまりに大きな粒子では均一な存在が不可能である。さらに第1絶縁層102の平滑性や配線パターニング性などを低下させてしまう。また、粒子径は小さいほど、有機樹脂113の加熱及び加圧工程での流動性を抑制するが、あまりに小さな粒子では存在していても接触の妨げになることが不可能なため、フィラー114の粒子径は第1絶縁層102の厚みの1%以上12%以下であることが望ましい。 Further, Al (OH) 3 having an average particle diameter of 5 μm and MgO having an average particle diameter of 3 μm were used as the filler 114, but the larger the particle diameter of the filler 114, the greater the gap between the core material 112 and the first wiring layer 103. However, it is impossible to have a uniform particle size with too large particles. Further, the smoothness and wiring patternability of the first insulating layer 102 are deteriorated. In addition, the smaller the particle diameter, the more the fluidity of the organic resin 113 is suppressed in the heating and pressurizing steps. However, even if the particles are too small, contact with the filler 114 is impossible. The particle diameter is desirably 1% or more and 12% or less of the thickness of the first insulating layer 102.

さらには、複数の粒子径のものを組み合わせることで、大きな粒子の間に小さな粒子が入り込み、充填性の向上を期待できる。さらに芯材112と第1配線層103の間の距離の確保と有機樹脂113の加熱及び加圧工程での流動性の抑制の2つの効果を、より効果的に得ることも可能である。   Furthermore, by combining particles having a plurality of particle sizes, small particles can enter between large particles, and an improvement in filling property can be expected. Furthermore, it is possible to more effectively obtain the two effects of securing the distance between the core material 112 and the first wiring layer 103 and suppressing fluidity in the heating and pressurizing steps of the organic resin 113.

このように、第1配線層103を形成する芯材112、フィラー114を最適化することで、第1配線層103の有機樹脂が半硬化状態のプリプレグ119を用いて、第1配線層103が形成されたコア層上に、加熱及び加圧形成して第1絶縁層102を設けることが可能となる。さらに第1配線層103の埋設と第1絶縁層102の形成とコア層108とビルドアップ層109の密着が同時に形成され、簡易に多層プリント配線基板を得られる。   Thus, by optimizing the core material 112 and the filler 114 that form the first wiring layer 103, the first wiring layer 103 is formed using the prepreg 119 in which the organic resin of the first wiring layer 103 is semi-cured. On the formed core layer, the first insulating layer 102 can be provided by heating and pressing. Further, the first wiring layer 103 is buried, the first insulating layer 102 is formed, and the core layer 108 and the buildup layer 109 are formed at the same time, so that a multilayer printed wiring board can be easily obtained.

また、フィラー114の種類としては、MgO、Al23、Mg(OH)2、AlOOH、Al(OH)3、BN、SiO2のうち少なくとも1つが含まれることが望ましい。また、複数組み合わせてもよい。難燃性をハロゲン化合物やアンチモン化合物を含まずに得るためには、Mg(OH)2、AlOOH、Al(OH)3などの水酸化物や酸化物の水和物を含むことが望ましい。また特に熱伝導率の高いMgO、Al23、BNを用いることが、熱伝達性を考慮した多層プリント配線基板においてより効果的である。また第1絶縁層102の熱伝導率を1W/mK以上とすることで、より、多層プリント配線基板としての熱伝達性が向上する。また、第1絶縁層102において、熱伝導率、難燃性の確保に加えて機械的強度の確保などを、より低コストで実現するためには、フィラー114の種類を複数選択することと平行して前記の複数の粒子径の選択を併せて考慮することが、より望ましい。 Moreover, as a kind of filler 114, it is desirable that at least one of MgO, Al 2 O 3 , Mg (OH) 2 , AlOOH, Al (OH) 3 , BN, and SiO 2 is included. Moreover, you may combine multiple. In order to obtain flame retardancy without containing a halogen compound or an antimony compound, it is desirable to include a hydroxide or oxide hydrate such as Mg (OH) 2 , AlOOH, Al (OH) 3 . In particular, the use of MgO, Al 2 O 3 , or BN having a high thermal conductivity is more effective in a multilayer printed wiring board considering heat transfer. Moreover, the heat conductivity as a multilayer printed wiring board improves more because the heat conductivity of the 1st insulating layer 102 shall be 1 W / mK or more. In addition, in order to realize mechanical strength and the like in addition to ensuring thermal conductivity and flame retardancy in the first insulating layer 102 at a lower cost, it is parallel to selecting a plurality of types of fillers 114. It is more desirable to consider the selection of the plurality of particle sizes.

また、より高密度配線構造をとるため、ビルドアップ層109に用いられる第1絶縁層102の厚みは100μm以下が望ましい。さらに多層にビルドアップ層に設けた場合には、発熱する半導体部品が実装された最外層および最外層から2層目に、本発明を用いることが好ましい。   In order to obtain a higher-density wiring structure, the thickness of the first insulating layer 102 used for the buildup layer 109 is desirably 100 μm or less. Further, when the build-up layer is provided in multiple layers, it is preferable to use the present invention on the outermost layer on which the heat-generating semiconductor component is mounted and on the second layer from the outermost layer.

しかしながら、発熱量の多い半導体部品とともに、サイズの大きな実装部品も併用される場合などには、機械的強度を重要として、実装信頼性を求める場合も生じる。そのような、場合においては、最外層においては、ガラス織布の厚みを制限せず、機械的強度を優先し、最外層から2層目に本発明を用いる構造としてもよい。その際、発熱量の多い半導体部品の直下にサーマルビアを配置して、その発熱量を最外層から本発明の2層目に伝えることで、実装部品の機械的強度と発熱部品の熱伝達性の並立が可能となる。   However, when a large-sized mounting component is used in combination with a semiconductor component that generates a large amount of heat, mechanical strength is important and mounting reliability may be required. In such a case, in the outermost layer, the thickness of the glass woven fabric is not limited, the mechanical strength is prioritized, and the structure using the present invention may be used as the second layer from the outermost layer. At that time, a thermal via is arranged directly under the semiconductor component that generates a large amount of heat, and the heat generation amount is transmitted from the outermost layer to the second layer of the present invention, so that the mechanical strength of the mounted component and the heat transferability of the heat generating component are achieved. Side by side becomes possible.

また、本発明の説明においては、図1(A)や(B)に示すコア層に4層スルーホール基板を用いたが、図2(A)に示すように絶縁層間の導通を金属めっき導体によって形成された基板を用いてもよく、さらには、図2(B)に示すように、絶縁層間の導通を導電性樹脂組成物111で形成された基板を用いてもよい。   In the description of the present invention, a four-layer through-hole substrate is used for the core layer shown in FIGS. 1A and 1B. However, as shown in FIG. A substrate formed by the conductive resin composition 111 may be used as shown in FIG. 2B. Further, as shown in FIG.

特に、絶縁層間の導通を導電性樹脂組成物111で形成された基板を用いた場合には、全層IVH構造樹脂多層プリント配線基板と呼ばれる、より高密度配線である多層プリント配線基板を安価にリードタイムが短く形成が可能であるが、前述のようにその作成プロセス上の制限からコア層の熱伝達性においては、課題となっていた。   In particular, when a substrate formed of the conductive resin composition 111 is used for conduction between insulating layers, a multilayer printed wiring board that is a higher density wiring called an all-layer IVH structure resin multilayer printed wiring board is inexpensive. Although the lead time is short, it can be formed. However, as described above, the heat transferability of the core layer has been a problem due to limitations in the production process.

以上のように、コア層108に絶縁層間の導通を導電性樹脂組成物111で形成された基板を用いて、本発明のビルドアップ層109を、前述のビルドアップ層の形成工程に述べた手法で付与することで、さらなる高密度配線と熱伝達性の両立する多層プリント配線基板101を提供する。   As described above, the build-up layer 109 according to the present invention is used in the above-described build-up layer forming step by using the substrate in which the conduction between the insulating layers is formed in the core layer 108 with the conductive resin composition 111. To provide a multilayer printed wiring board 101 having both higher density wiring and heat transfer properties.

本発明によれば、発熱量の高い半導体が実装される高密度配線多層プリント配線基板において、高信頼性でかつ、熱伝達性の向上が多層プリント配線基板を実現できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, in a high-density wiring multilayer printed wiring board with which a semiconductor with high calorific value is mounted, a multilayer printed wiring board can be realized with high reliability and improved heat transfer.

101 多層プリント配線基板
102 第1絶縁層
103 第1配線層
104 第2配線層
105、105a、105b 金属めっきビア
106 第2絶縁層
107 スルーホールめっき導体
108 コア層
109 ビルドアップ層
110 第3配線層
111 導電性樹脂組成物
112 芯材
113 有機樹脂
114 フィラー
115 金属導体箔
116 成型体
117 非貫通孔
118 金属めっき
119 プリプレグ
120 矢印
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Multilayer printed wiring board 102 1st insulating layer 103 1st wiring layer 104 2nd wiring layer 105, 105a, 105b Metal plating via 106 2nd insulating layer 107 Through-hole plating conductor 108 Core layer 109 Build-up layer 110 3rd wiring layer 111 Conductive Resin Composition 112 Core Material 113 Organic Resin 114 Filler 115 Metal Conductor Foil 116 Molded Body 117 Non-Through Hole 118 Metal Plating 119 Prepreg 120 Arrow

Claims (10)

コア層と、ビルドアップ層とを有する多層プリント配線基板であって、前記ビルドアップ層は、芯材と有機樹脂とフィラーを含む第1絶縁層と、その第1絶縁層に埋設された第1配線層と、第1絶縁層の第1配線層と接する面と反対側の面に形成された第2配線層と、前記第1と第2配線層間の導通が金属めっきビアからなる層を、少なくとも1層以上有し、
前記第1配線層の厚みが前記第1絶縁層の厚みの25%以上60%以下であり、前記芯材の含有量が、前記第1絶縁層の10vol%以上30vol%以下であり、前記フィラーの含有量が前記第1絶縁層の30vol%以上、60vol%以下であり、前記芯材と第1配線層の間に前記フィラーが存在し、前記芯材と前記第1配線層との最短距離を前記フィラーの粒子径以上である多層プリント配線基板。
A multilayer printed wiring board having a core layer and a buildup layer, wherein the buildup layer includes a first insulating layer including a core material, an organic resin, and a filler, and a first insulating layer embedded in the first insulating layer. A wiring layer, a second wiring layer formed on a surface of the first insulating layer opposite to the surface in contact with the first wiring layer, and a layer in which conduction between the first and second wiring layers is made of a metal plating via, Having at least one layer,
The thickness of the first wiring layer is 25% or more and 60% or less of the thickness of the first insulating layer, the content of the core material is 10 vol% or more and 30 vol% or less of the first insulating layer, and the filler The content of is not less than 30 vol% and not more than 60 vol% of the first insulating layer, the filler is present between the core material and the first wiring layer, and the shortest distance between the core material and the first wiring layer A multilayer printed wiring board having a particle diameter greater than or equal to the filler.
前記第1絶縁層に含まれる芯材が、ガラス織布であることを特徴とする請求項1記載の多層プリント配線基板。 The multilayer printed wiring board according to claim 1, wherein the core material included in the first insulating layer is a glass woven fabric. 前記第1絶縁層に含まれるフィラーに、粒子径が前記第1絶縁層の厚みの1%以上12%以下のフィラーが含まれている請求項1記載の多層プリント配線基板。 The multilayer printed wiring board according to claim 1, wherein the filler contained in the first insulating layer includes a filler having a particle diameter of 1% or more and 12% or less of the thickness of the first insulating layer. 前記第1絶縁層に含まれるフィラーが、MgO、Al23、Mg(OH)2、AlOOH、Al(OH)3、BN、SiO2のうち少なくとも1つが含まれることを特徴とする請求項1記載の多層プリント配線基板。 The filler contained in the first insulating layer includes at least one of MgO, Al 2 O 3 , Mg (OH) 2 , AlOOH, Al (OH) 3 , BN, and SiO 2. 1. The multilayer printed wiring board according to 1. 前記第1絶縁層の厚みが10μm以上100μm以下であることを特徴とする請求項1記載の多層プリント配線基板。 The multilayer printed wiring board according to claim 1, wherein the first insulating layer has a thickness of 10 μm to 100 μm. 芯材と有機樹脂とフィラーを含む第1絶縁層と、その第1絶縁層に埋設された第1配線層と、第1絶縁層の第1配線層と接する面と反対側の面に形成された第2配線層と、前記第1と第2配線層間の導通が金属めっきビアからなる層が、最外層または最外層から2層目のいずれか一方、あるいは両方に有ることを特徴とする請求項1記載の多層プリント配線基板。 A first insulating layer containing a core material, an organic resin, and a filler; a first wiring layer embedded in the first insulating layer; and a surface of the first insulating layer opposite to the surface in contact with the first wiring layer. The second wiring layer and the layer formed of metal plating vias for conduction between the first and second wiring layers are in the outermost layer, the outermost layer to the second layer, or both. Item 11. A multilayer printed wiring board according to Item 1. 芯材と有機樹脂とフィラーを含む第1絶縁層と、その第1絶縁層に埋設された第1配線層と、第1絶縁層の第1配線層と接する面と反対側の面に形成された第2配線層と、前記第1と第2配線層間の導通が金属めっきビアからなる層が、最外層から2層目に有ることを特徴とする請求項1記載の多層プリント配線基板。 A first insulating layer containing a core material, an organic resin, and a filler; a first wiring layer embedded in the first insulating layer; and a surface of the first insulating layer opposite to the surface in contact with the first wiring layer. 2. The multilayer printed wiring board according to claim 1, wherein the second wiring layer and the layer made of metal plating vias for conduction between the first and second wiring layers are in the second layer from the outermost layer. 前記第1絶縁層の熱伝導率が1.0W/mK以上5.0W/mK以下であることを特徴とする請求項1記載の多層プリント配線基板。 The multilayer printed wiring board according to claim 1, wherein the first insulating layer has a thermal conductivity of 1.0 W / mK or more and 5.0 W / mK or less. 芯材と有機樹脂とフィラーを含む第1絶縁層と、その第1絶縁層に埋設された第1配線層と、第1絶縁層の第1配線層と接する面と反対側の面に形成された第2配線層と、前記第1と第2配線層間の導通が金属めっきビアからなるビルドアップ層以外の、コア層の配線層間の電気的接続手段が導電性樹脂組成物で形成されていることを特徴とする請求項1記載の多層プリント配線基板。 A first insulating layer containing a core material, an organic resin, and a filler; a first wiring layer embedded in the first insulating layer; and a surface of the first insulating layer opposite to the surface in contact with the first wiring layer. The electrical connection means between the wiring layers of the core layer is formed of a conductive resin composition other than the second wiring layer and the buildup layer in which the conduction between the first and second wiring layers is made of a metal plating via. The multilayer printed wiring board according to claim 1. 表層に第1配線を有するコア層を準備する第1工程と、
前記コア層の両面に、プリプレグおよび金属導体箔を設置し、加熱及び加圧し、前記第1配線層を埋設し、第1絶縁層を形成し、成型体とする第2工程と、
前記成型体にレーザー加工し、孔底に前記第1配線が露出してなる非貫通孔を設ける第3工程と、
前記非貫通孔に無電解めっき、電解めっきのいずれか若しくは両方によって金属めっき膜を形成する第4工程を有する多層プリント配線基板であって、
前記第1配線層の厚みが、前記プリプレグが加圧及び加熱工程で形成された第1絶縁層の厚みの25%以上60%以下であり、
前記プリプレグが芯材と半硬化状態の有機樹脂とフィラーからなり、
前記芯材の含有量が、前記第1絶縁層の10vol%以上30vol%以下であり、前記フィラーの含有量が前記第1絶縁層の30vol%以上、60vol%以下であり、前記芯材と第1の配線層の間に前記フィラーが存在し、前記芯材と前記第1配線層との最短距離を前記フィラーの粒子径以上としていることを特徴とする多層プリント配線基板の製造方法。
A first step of preparing a core layer having a first wiring on a surface layer;
A second step of setting a prepreg and a metal conductor foil on both surfaces of the core layer, heating and pressing, embedding the first wiring layer, forming a first insulating layer, and forming a molded body;
A third step of laser processing the molded body and providing a non-through hole in which the first wiring is exposed at the bottom of the hole;
A multilayer printed wiring board having a fourth step of forming a metal plating film by either or both of electroless plating and electrolytic plating in the non-through hole,
The thickness of the first wiring layer is 25% or more and 60% or less of the thickness of the first insulating layer in which the prepreg is formed by the pressurization and heating process,
The prepreg consists of a core material, a semi-cured organic resin and a filler,
The core material content is 10 vol% or more and 30 vol% or less of the first insulating layer, the filler content is 30 vol% or more and 60 vol% or less of the first insulating layer, A method for producing a multilayer printed wiring board, wherein the filler is present between one wiring layer, and the shortest distance between the core material and the first wiring layer is equal to or larger than a particle diameter of the filler.
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