JP2015070175A

JP2015070175A - 配線層の接続構造体

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Publication number: JP2015070175A
Application number: JP2013204586A
Authority: JP
Inventors: 直樹大田; Naoki Ota
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2013-09-30
Filing date: 2013-09-30
Publication date: 2015-04-13

Abstract

【課題】多層配線基板等の、ビア等の層間接続体を介した配線層間の電気的接続を、使用温度や環境温度等に依存することなく良好な状態に保持する。
【解決方法】相対向して配置される少なくとも第１の配線層及び第２の配線層と、前記第１の配線層及び前記第２の配線層間に配設された絶縁層と、前記絶縁層を貫通し、前記第１の配線層及び前記第２の配線層間を電気的に接続する層間接続体とを具え、前記層間接続体は、一端部が前記第１の配線層に形成された凹部内に収容されるようにして前記第１の配線層と電気的に接触させ、配線層の接続構造体を構成する。
【選択図】図２

Description

本発明は、多層配線基板や部品内蔵配線基板等において好適に用いることができる配線層の接続構造体に関する。

近年の電子機器の高性能化・小型化の流れの中、回路部品の高密度化、高機能化が一層求められている。かかる観点より、回路部品を搭載したモジュールにおいても、高密度化、高機能化への対応が要求されている。

例えば、特許文献１には、絶縁層と、この絶縁層の両表面に一体化された配線と、これら配線間を接続するビアとを含み、絶縁層の内部に、電子部品（半導体部品、チップ部品等の能動素子及び／又は受動素子）が埋め込まれた部品内蔵配線板が開示されている。上記電子部品は、上記配線の少なくとも一方にはんだボールやピン等によって電気的に接続される。

一方、上述した電子機器の高性能化に伴って部品内蔵配線基板の多層化が進み、当該部品内蔵配線基板内に含まれる配線層及びこれら配線層を電気的に絶縁するための絶縁層の数も増大するようになる。このような多層配線基板において、配線層間は、これら配線層間に存在する絶縁層を貫通するようにして形成されたビア等の層間接続体によって電気的に接続されるようになる。

しかしながら、配線層の数が増大するとビア等の層間接続体の数も増大するため配線層とビア等との間で接続不良が生じてしまい、配線層間の接続不良が生じて部品内蔵配線基板が機能しなくなるという問題がある。また、上記のような接続不良は、上記部品内蔵配線基板の使用中に当該部品内蔵配線基板の温度が上昇したり、環境温度等が変化したりしてしまうと、ビア等の層間接続体の熱膨張と絶縁層の熱膨張との差に起因してより顕著になってしまうという問題もある。

このような問題に鑑みて、特許文献２には、隣接する絶縁層内に形成された一方のビア等の層間接続体を他方のビア等の層間接続体の内部に突き刺すような構造とし、これらビア同士の接触面積を増大させて互いの接合力を向上させる試みがなされている。

しかしながら、上記技術はビア等の層間接続体同士を直接接合するための技術に関するものであって、配線層とビア等の層間接続体との接合力を向上させること、及びビア等の層間接続体を介した配線層間の接合力の向上については何ら言及していない。

また、電子配線の高速化に伴って絶縁材の低誘電化が図られているが、一般に低誘電率化を実現するためには絶縁材に含まれるガラスクロス等の誘電率の高い補強材を少なくすることが有効である。しかしながら、ガラスクロスを少なくすることで、一般に、絶縁材の熱膨張係数と層間接続体の熱膨張係数との差が大きくなるため、層間接続信頼性が低下してしまう。このため層間接続の信頼性を確保するために、絶縁材料の選択が制限され、電子配線の十分な高速化が達成できない場合もあった。

特開２００３−１９７８４９号国際公開２０１１−２４７９０号

本発明は、多層配線基板等の、ビア等の層間接続体を介した配線層間の電気的接続を、使用温度や環境温度等に依存することなく、良好な状態に保持し、且つ、広い絶縁材料の選択性を有する構造を得ることを目的とする。

上記目的を達成すべく、本発明は、
相対向して配置される少なくとも第１の配線層及び第２の配線層と、
前記第１の配線層及び前記第２の配線層間に配設された絶縁層と、
前記絶縁層を貫通し、前記第１の配線層及び前記第２の配線層間を電気的に接続する層間接続体とを具え、
前記層間接続体は、一端部が前記第１の配線層に形成された凹部内に収容されるようにして前記第１の配線層と電気的に接触していることを特徴とする、配線層の接続構造体（第１の配線層の接続構造体）に関する。

また、本発明は、
相対向して配置される少なくとも第１の配線層、第２の配線層及び第３の配線層と、
前記第１の配線層及び前記第２の配線層間に配設された第１の絶縁層と、
前記第２の配線層及び前記第３の配線層間に配設された第２の絶縁層と、
前記第２の絶縁層を貫通し、前記第２の配線層及び前記第３の配線層間を電気的に接続する層間接続体とを具え、
前記第１の絶縁層のヤング率が前記第２の絶縁層の弾性率よりも大きく、
前記層間接続体は、一端部が前記第２の配線層に形成された凹部内に収容されるようにして前記第２の配線層と電気的に接触していることを特徴とする、配線層の接続構造体（第２の配線層の接続構造体）に関する。

さらに、本発明は、
相対向して配置される少なくとも第１の配線層、第２の配線層及び第３の配線層と、
前記第１の配線層及び前記第２の配線層間に配設された第１の絶縁層と、
前記第２の配線層及び前記第３の配線層間に配設された第２の絶縁層と、
前記第１の絶縁層を貫通し、前記第１の配線層及び前記第２の配線層間を電気的に接続する少なくとも２つ以上の第１の層間接続体と、
前記第２の絶縁層を貫通し、前記第２の配線層及び前記第２３の配線層間を電気的に接続する第２の層間接続体とを具え、
前記少なくとも２つ以上の第１の層間接続体は、前記第２の層間接続体の両外側に位置し、
前記第２の層間接続体は、一端部が前記第２の配線層の下面側に形成された凹部内に収容されるようにして前記第２の配線層と電気的に接触していることを特徴とする、配線層の接続構造体（第３の配線層の接続構造体）に関する。

また、本発明は、
相対向して配置される少なくとも第１の配線層、第２の配線層、第３の配線層及び第４の配線層と、
前記第１の配線層及び前記第２の配線層間に配設された第１の絶縁層と、
前記第２の配線層及び前記第３の配線層間に配設された第２の絶縁層と、
前記第３の配線層及び前記第４の配線層間に配設された第３の絶縁層と、
前記第１の絶縁層を貫通し、前記第１の配線層及び前記第２の配線層間を電気的に接続する第１の層間接続体と、
前記第２の絶縁層を貫通し、前記第２の配線層及び前記第３の配線層間を電気的に接続する第２の層間接続体と、
前記第３の絶縁層を貫通し、前記第３の配線層及び前記第４の配線層間を電気的に接続する第３の層間接続体とを具え、
前記第１の層間接続体及び前記第３の層間接続体は、前記第２の層間接続体の同一側において外方に位置し、
前記第１の層間接続体は、一端部が前記第２の配線層の上面側に形成された凹部内に収容されるようにして前記第２の配線層と電気的に接触し、
前記第２の層間接続体は、一端部が前記第２の配線層の下面側に形成された凹部内に収容され、他端側が前記第３の配線層の上面側に形成された凹部内に収容されるようにして前記第３の配線層と電気的に接触し、
前記第３の層間接続体は、一端側が前記第３の配線層の下面側に形成された凹部内に収容されるようにして前記第３の配線層と電気的に接触していることを特徴とする、配線層の接続構造体（第４の配線層の接続構造体）に関する。

なお、本発明における“配線層”とは、信号配線層の他、電源層及びＧＮＤ層などをも含むものである。

以上、本発明によれば、多層配線基板等の、ビア等の層間接続体を介した配線層間の電気的接続を、使用温度や環境温度等に依存することなく良好な状態に保持することができる。

第１の配線層の接続構造体の一例としての２層配線基板を示す断面図である。図１に示す層間接続体の矢印Ａで示す箇所を拡大して示す図である。図１及び図２に示す２層配線基板の製造方法を概略的に示す図である。第２の配線層の接続構造体の一例としての２層配線基板を示す断面図である。図４に示す層間接続体の矢印Ｂで示す箇所を拡大して示す図である。図４及び図５に示す２層配線基板の製造方法を概略的に示す図である。第３の配線層の接続構造体の一例としての２層配線基板を示す断面図である。図７に示す層間接続体の矢印Ｃで示す箇所を拡大して示す図である。第４の配線層の接続構造体の一例としての２層配線基板を示す断面図である。図９に示す層間接続体の矢印Ｂで示す箇所を拡大して示す図である。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の配線層の接続構造体の一例としての２層配線基板を示す断面図であり、図２は、図１に示す層間接続体である層間ビアの近傍の一部を抜き出し、拡大して示す図である。また、図３は、図１及び図２に示す２層配線基板の製造方法を概略的に示す図である。

図１に示すように、本実施形態の２層配線基板１０は、絶縁層２１の両面に第１の配線層１１及び第２の配線層１２が形成され、絶縁層２１を貫通するようにして形成された層間接続体としての層間ビア３１により第１の配線層１１及び第２の配線層１２が電気的に接続されている。

また、図２に示すように、本実施形態の２層配線基板１０は、第１の配線層１１の下面側において凹部１１Ａが形成され、当該凹部１１Ａ内に層間ビア３１の上端部３１Ａを収容させている。

したがって、例えば層間ビア３１の熱膨張率に比較して絶縁層２１の熱膨張率が大きいような場合において、使用中の２層配線基板１０が電気的動作などによって温度が上昇したり、周囲の環境温度が上昇したりすると、絶縁層２１が膨張して第１の配線層１１を上方に押し上げ、層間ビア３１の接続状態が損傷する。しかしながら、図２に示すように、本実施形態の２層配線基板１０では、層間ビア３１の上端部３１Ａが第１の配線層１１の下面側に形成された凹部１１Ａ内に収容され、第１の配線層１１の全体の水平レベルが層間ビア３１の上端部３１Ａの凹部１１Ａとの電気的接続箇所よりも低い位置に存在することになる。

このため、上述のように、絶縁層２１が膨張して第１の配線層１１を上方に押し上げたとしても、第１の配線層１１の全体の水平レベルは、層間ビア３１の上端部３１Ａの凹部１１Ａとの電気的接続箇所よりも低い位置か同等の位置レベルにまでしか上昇しない。したがって、第１の配線層１１と層間ビア３１との電気的接続状態を良好な状態に保持しておくことができる。

仮に、第１の配線層１１の全体の水平レベルが層間ビア３１の上端部３１Ａの凹部１１Ａとの電気的接続箇所よりも高い位置に上昇した場合でも、配線層１１に凹部がない場合にくらべて、接続部を引き剥がす力が大きいため、使用環境時の温度変化によって引き起こされる層間ビアと配線層間の亀裂進行が小さい。

更に、凹部の配線は平らに戻ろうとする方向に弾性エネルギーが蓄えられているため、使用環境での温度変化によって層間ビアに亀裂が入った場合でも、層間ビアと配線の接触を保持する方向に力が加わり続け、層間ビアと配線の接触が維持される。この層間ビアと配線の接触が維持される。

結果として、層間ビア３１を介した第１の配線層１１及び第２の配線層１２間の電気的接続を良好な状態に保持しておくことができる。

上記の様な電気的接続を良好な状態に保持するメカニズムは、層間ビア３１の熱膨張率に比較して絶縁層２１の熱膨張率が小さいような場合においても同様な効果が見込まれる。この場合は、使用環境温度が下がることで、絶縁材料が層間ビア３１よりも収縮し、層間ビア３１と配線層１１が互いに引き剥がされる力が働き、層間接続部が損傷するようになる。これは相対的に配線層１１が上方シフトしたことになる。しかしながら、図２に示すように、本実施形態の２層配線基板１０では、層間ビア３１の上端部３１Ａが第１の配線層１１の下面側に形成された凹部１１Ａ内に収容され、第１の配線層１１の全体の水平レベルが層間ビア３１の上端部３１Ａの凹部１１Ａとの電気的接続箇所よりも低い位置に存在することになる。

このため、上述のように、層間ビア３１が収縮しても、層間ビア３１の上端部３１Ａの凹部１１Ａとの電気的接続箇所は、第１の配線層１１の全体の水平レベルよりも高い位置か同等のレベルにまで下がらない。したがって、第１の配線層１１と層間ビア３１との電気的接続状態を良好な状態に保持しておくことができる。

また、層間ビア３１の上端部３１Ａを第１の配線層１１の凹部１１Ａ内に収容しているため、第１の配線層１１と層間ビア３１との接触面積を拡大することができ、平時においてもこれらの電気的接続を良好な状態に保持することができるとともに、２層配線基板１０の内部の熱を外部に効率よく放出させることができる。

なお、第１の配線層１１、第２の配線層１２及び層間ビア３１は、金、銀、銅などの電気的良導体から形成する。また、絶縁層２１は、ガラス繊維を含有させたエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂から構成する。

さらに、凹部１１Ａの深さｄは特に限定されないが、絶縁層２１の熱膨張及び、層間ビアの熱収縮による第１の配線層１１の相対的な上方シフトにおいて第１の配線層１１及び層間ビア３１間の接触を保持するためには、例えば０．５μｍ〜２μｍの深さとなるようにする。

例えば、層間絶縁層の厚み８０μｍで、絶縁材料と層間ビアの熱膨張係数の差が５０ｐｐｍ／℃の材料構成において、周辺温度が室温から１００℃変化し、層間絶縁層の厚みが層間ビアの厚みと比較して大きくなる場合を考えると、層間ビアと絶縁材料の熱膨張量の差は８０μｍ×５０ｐｐｍ／℃×１００℃=０．４μｍであり、その差分が層間接続を引き剥がす力となる。しかし、凹部１１Ａの深さｄを０．５μｍとすれば、層間接続と絶縁材の熱膨張差によって０．４μｍだけ配線が上昇しても、凹部深さが０．５μｍから０．１μｍに変化するのみで、層間接続を引き剥がす力とはならない。

層間接続と配線ビアの熱膨張係数差が大きい材料を選択した場合は凹部１１Ａの深さを大きくし、熱膨張や熱収縮による変形量の差分を凹部で吸収する様に設定すればよい。また凹部の深さよりも配線層１１Ａが上昇して、層間ビアと配線層１１Ａが引き剥がす力が働いたとしても、それは配線層１１Ａに凹部がない場合よりも、凹部１１Ａがフラットになる分だけ、小さな力となる。

本発明では、この様なメカニズムにより、従来よりも絶縁材料と層間ビアの熱膨張係数差の許容値が大きくなり、材料の選択性が広がる。

次に、図１及び図２に示す２層配線基板１０の製造方法について説明する。図３に示すように、定法にしたがって２層配線基板１０のアセンブリ１０ｘを製造した後、このアセンブリ１０ｘに対して、第１の配線層１１側からクッション材等を介して圧力を第１の配線層１１及び絶縁層２１に負荷する。すると、第１の配線層１１は、層間ビア３１の上端部３１Ａを中心として、その両側が絶縁層２１に向けて下降するようになり、第１の配線層１１の層間ビア３１の上端部３１Ａが位置する箇所には、上記圧力によって自ずから凹部１１Ａが形成されるようになる。この方法は、絶縁層２１が熱可塑性樹脂の場合に特に有効な方法である。

配線層に層間ビアをつき立て、絶縁材を貫通させた状態で、銅箔等の配線層を熱プレスにて積層する方法で配線板を作製する場合では（いわゆるB²it工法）、配線層とプレス治具の間に適切な厚みのクッション材を挟むことで、プレス時の層間ビア上の配線に凹部が形成される。

この結果、上述のように、層間ビア３１の上端部３１Ａが第１の配線層１１の凹部１１Ａ内に収容された２層配線基板１０を得ることができるようになる。

（第２の実施形態）
図４は、本発明の第２の配線層の接続構造体の一例としての多層配線基板を示す断面図であり、図５は、図４に示す層間接続体である層間ビアの近傍の一部を抜き出し、拡大して示す図である。また、図６は、図４及び図５に示す多層配線基板の製造方法を概略的に示す図である。

なお、図１〜図３に示す構成要素と類似あるいは同一の構成要素に関しては同一の参照数字を用いている。

図４に示すように、本実施形態の多層配線基板２０は、上方から順に第１の配線層１１、第２の配線層１２及び第３の配線層１３が順に配設されている。また、第１の配線層１１及び第２の配線層１２間には第１の絶縁層２１が配設され、第１の配線層１１及び第２の配線層１２間を電気的に絶縁するとともに、第２の配線層１２及び第３の配線層１３間には第２の絶縁層２２が配設され、第２の配線層１２及び第３の配線層１３間を電気的に絶縁している。

また、第１の絶縁層２１を貫通するようにして第１の層間接続体である第１の層間ビア３１が形成され、第１の配線層１１及び第２の配線層１２間を電気的に接続している。さらに、第２の絶縁層２２を貫通するようにして第２の層間接続体である第２の層間ビア３２が形成され、第２の配線層１２及び第３の配線層１３間を電気的に接続している。

なお、本実施形態において、第１の絶縁層２１のが第２の絶縁層２２の弾性率よりも大きくなっており、この結果、第１の絶縁層２１の剛性（硬さ）が第２の絶縁層２２の剛性（硬さ）よりも大きくなっている。

また、図５に示すように、本実施形態の多層配線基板２０は、第２の配線層１２の下面側において凹部１２Ａが形成され、当該凹部１２Ａ内に第２の層間ビア３２の上端部３２Ａを収容させている。このため、例えば多層配線基板２０の使用中に当該多層配線基板２０の温度が上昇したり、環境温度等が変化したりして、第１の絶縁層２１、第２の絶縁層２２、第１の層間ビア３１及び第２の層間ビア３２が膨張したとしても、第２の配線層１２と第２の層間ビア３２との電気的接続状態を良好な状態に保持しておくことができる。

さらに、第２の層間ビア３２の熱膨張率に比較して第２の絶縁層２２の熱膨張率が大きいような場合において、上述のように、使用中の多層配線基板２０の温度が上昇したり環境温度等が変化したりすると、第２の絶縁層２２が膨張して第２の配線層１２を上方に押し上げるようになる。しかしながら、図５に示すように、本実施形態の多層配線基板２０では、第２の層間ビア３２の上端部３２Ａが第２の配線層１２の下面側に形成された凹部１２Ａ内に収容され、第２の配線層１２の全体の水平レベルが第２の層間ビア３２の上端部３２Ａの凹部１２Ａとの電気的接続箇所よりも低い位置に存在することになる。

このため、上述のように、第２の絶縁層２２が膨張して第２の配線層１２を上方に押し上げたとしても、第２の配線層１２の全体の水平レベルは、第２の層間ビア３２の上端部３２Ａの凹部１２Ａとの電気的接続箇所よりも低い位置か同等の位置レベルにまでしか上昇しない。したがって、第２の配線層１２と第２の層間ビア３２との電気的接続状態を良好な状態に保持しておくことができる。

結果として、第２の層間ビア３２を介した第２の配線層１２及び第３の配線層１３間の電気的接続を良好な状態に保持しておくことができる。

また、第２の層間ビア３２の上端部３２Ａを第２の配線層１２の凹部１２Ａ内に収容しているため、第２の配線層１２と第２の層間ビア３２との接触面積を拡大することができ、平時においてもこれらの電気的接続を良好な状態に保持することができるとともに、多層配線基板２０の内部の熱を外部に効率よく放出させることができる。

なお、第１の配線層１１、第２の配線層１２、第３の配線層１３、第１の層間ビア３１及び第２の層間ビア３２は、金、銀、銅などの電気的良導体から形成する。また、第１の絶縁層２１及び第２の絶縁層２２は、ガラス繊維を含有させたエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂から構成する。

さらに、凹部１２Ａの深さｄは特に限定されないが、第２の絶縁層２２の熱膨張による第２の配線層１２の上方シフトにおいても第２の配線層１２及び第２の層間ビア３２間の接触を保持するためには、例えば０．５μｍ〜２μｍの深さとなるようにする。

次に、図４及び図５に示す多層配線基板２０の製造方法について説明する。図６に示すように、定法にしたがって、第１の絶縁層２１に相当するプリプレグ２１ｘの一面に第１の配線層１１に相当する金属箔１１ｘが形成され、さらにプリプレグ２１ｘを貫通するようにして形成された第１の層間ビア３１が形成されてなる構造体２０ｘを、第２の絶縁層２２の両面に第２の配線層１２及び第３の配線層１３が形成され、第２の絶縁層２２を貫通するようにして形成された２層配線基板２０ｙに向けて加熱下押圧する。

このとき、第１の絶縁層２１の弾性率は第２の絶縁層２２の弾性率よりも小さいので、第２の配線層１２は、第２の層間ビア３２の上端部３２Ａを中心として、その両側が第２の絶縁層２２に向けて沈み込むようになり、第２の配線層１２の第２の層間ビア３２の上端部３２Ａが位置する箇所には、上記圧力によって自ずから凹部１２Ａが形成されるようになる。また、上述した過程において、構造体２０ｘの第１の層間ビア３１も第２の配線層１２に押圧されて先端部が平坦となり、第２の配線層１２に対して電気的に接続されるようになる。

その後、金属箔１１ｘをパターニングして第１の配線層１１を形成することにより、第２の層間ビア３２の上端部３２Ａが第２の配線層１２の凹部１２Ａ内に収容された多層配線基板２０を得ることができるようになる。

なお、本実施形態の多層配線基板２０では、第１の配線層１１〜第３の配線層１３の総てをパターン層とした信号配線層あるいは電源層として記載したが、少なくとも１層を導電性プレーンによるベタのＧＮＤ層とすることもできる。

また、本実施形態では特に図示しないものの、例えば第２の絶縁層２２中に電子部品等を内蔵させることもできる。

（第３の実施形態）
図７は、本発明の第３の配線層の接続構造体の一例としての多層配線基板を示す断面図であり、図８は、図７に示す層間接続体である層間ビアの近傍の一部を抜き出し、拡大して示す図である。

なお、図１〜図６に示す構成要素と類似あるいは同一の構成要素に関しては同一の参照数字を用いている。

図７に示すように、本実施形態の多層配線基板３０は、上方から順に第１の配線層１１、第２の配線層１２及び第３の配線層１３が順に配設されている。また、第１の配線層１１及び第２の配線層１２間には第１の絶縁層２１が配設され、第１の配線層１１及び第２の配線層１２間を電気的に絶縁するとともに、第２の配線層１２及び第３の配線層１３間には第２の絶縁層２２が配設され、第２の配線層１２及び第３の配線層１３間を電気的に絶縁している。

なお、図８に示すように、本実施形態の多層配線基板３０では、第２の層間ビア３２の両側に２つの第１の層間ビア３１が位置し、これによって、２つの第１の層間ビア３１が第２の配線層１２の、第２の層間ビア３２の両側を押圧することにより、第２の層間ビア３２の上端部３２Ａが位置する箇所において凹部１２Ａを形成するようにしている。したがって、第２の配線層１２の下面側に形成された凹部１２Ａ内には第２の層間ビア３２の上端部３２Ａが収容させることになる。

本実施形態の多層配線基板３０では、第１の絶縁層２１の弾性率は、第２の絶縁層２２との弾性率と同じか小さいことが好ましいが、本実施形態の多層配線基板３０が製造される限りにおいては特に限定されるものではない。

例えば多層配線基板３０の使用中に当該多層配線基板３０の温度が上昇したり、環境温度等が変化したりして、第１の絶縁層２１、第２の絶縁層２２の厚みが層間ビアと比べて相対的に膨張したとしても、第２の配線層１２と第２の層間ビア３２との電気的接続状態を良好な状態に保持しておくことができる。

さらに、第２の層間ビア３２の熱膨張率に比較して第２の絶縁層２２の熱膨張率が大きいような場合において、上述のように、使用中の多層配線基板３０の温度が上昇したり温度環境等が変化したりして、第２の絶縁層２２が膨張するような場合においても、第２の配線層１２の凹部１２Ａの両側には２つの第１の層間ビア３１が位置することにより、第２の配線層１２の上方への移動を抑制するようにしている。

このため、第２の絶縁層２２が膨張して第２の配線層１２を上方に押し上げようとしてとしても、上述した２つの第１の層間ビア３１の存在によって、第２の配線層１２の上方への押し上げを抑制することができる。したがって、第２の配線層１２と第２の層間ビア３２との電気的接続状態を良好な状態に保持しておくことができる。

また、第２の層間ビア３２の上端部３２Ａを第２の配線層１２の凹部１２Ａ内に収容しているため、第２の配線層１２と第２の層間ビア３２との接触面積を拡大することができ、平時においてもこれらの電気的接続を良好な状態に保持することができるとともに、多層配線基板３０の内部の熱を外部に効率よく放出させることができる。

なお、第２の層間ビア３２の両側に２つの第１の層間ビア３１を位置させることによって、上述した作用効果を効果的に得るようにするためには、例えば第１の層間ビア３１の中心線Ｉ−Ｉと第２の層間ビア３２の中心線II-IIとの距離Ｐを層間ビアの直径の１／３〜層間ビアの直径の２倍にすることが好ましい。

また、第１の配線層１１、第２の配線層１２、第３の配線層１３、第１の層間ビア３１及び第２の層間ビア３２は、金、銀、銅などの電気的良導体から形成する。また、第１の絶縁層２１及び第２の絶縁層２２は、ガラス繊維を含有させたエポキシ樹脂及びエポキシ樹脂が主剤のガラス繊維を含まない材料等の熱硬化性樹脂から構成する。

なお、図７及び図８に示す多層配線基板３０の製造方法は、第２の実施形態に関する図６において、層間ビアの位置が異なることを除き同様であるので説明を省略する。また、凹部１２Ａの深さについても第２の実施形態と同様に設定することができる。また層間ビアの弾性率は同じ層にある絶縁材の弾性率より高い場合、及び、硬化収縮が大きい場合に配線の凹形状が形成しやすいため、例えば層間ビアと同じ層にある絶縁材にガラス繊維が無い場合は、より容易に作製できる。

本実施形態の多層配線基板３０では、第１の配線層１１〜第３の配線層１３の総てをパターン層とした信号配線層あるいは電源層として記載したが、少なくとも１層をベタのＧＮＤ層とすることもできる。

（第４の実施形態）
図９は、本発明の第４の配線層の接続構造体の一例としての多層配線基板を示す断面図であり、図１０は、図９に示す層間接続体である層間ビアの近傍の一部を抜き出し、拡大して示す図である。

なお、図１〜図８に示す構成要素と類似あるいは同一の構成要素に関しては同一の参照数字を用いている。

図９に示すように、本実施形態の多層配線基板４０は、上方から順に第１の配線層１１、第２の配線層１２、第３の配線層１３及び第４の配線層１４が配設されている。また、第１の配線層１１及び第２の配線層１２間には第１の絶縁層２１が配設され、第１の配線層１１及び第２の配線層１２間を電気的に絶縁するとともに、第２の配線層１２及び第３の配線層１３間には第２の絶縁層２２が配設され、第２の配線層１２及び第３の配線層１３間を電気的に絶縁している。さらに、第３の配線層１３及び第４の配線層１４間には第３の絶縁層２３が配設され、第３の配線層１３及び第４の配線層１４間を電気的に絶縁している。

なお、本実施形態においても、第１の絶縁層２１、第１の絶縁層２２、及び第３の絶縁層２３の弾性率は同一であることが好ましいが、異なっていてもよい。

また、第１の絶縁層２１を貫通するようにして第１の層間接続体である第１の層間ビア３１が形成され、第１の配線層１１及び第２の配線層１２間を電気的に接続している。さらに、第２の絶縁層２２を貫通するようにして第２の層間接続体である第２の層間ビア３２が形成され、第２の配線層１２及び第３の配線層１３間を電気的に接続している。また、第３の絶縁層２３を貫通するようにして第３の層間接続体である第３の層間ビア３３が形成され、第３の配線層１３及び第４の配線層１４間を電気的に接続している。

なお、図１０に示すように、本実施形態の多層配線基板４０では、第１の層間ビア３１及び第３の層間ビア３３は第２の層間ビア３２の同一側の外方に位置し、第１の層間ビア３１の上端部３１Ａで第２の配線層１２を上方から押圧し、これによって形成された第２の配線層１２の上面側の凹部１２Ｂ内に、第１の層間ビア３１の上端部３１Ｂが収容されて、当該第２の配線層１２と電気的に接触している。

また、第３の層間ビア３３の上端部３３Ａで第３の配線層１３を下方から押圧し、これによって形成された第３の配線層１３の下面側の凹部１３Ａ内に、第３の層間ビア３３の上端部３３Ａが収容されて、当該第３の配線層１３と電気的に接触している。

さらに、上述した第１の層間ビア３１による第２の配線層１２の押圧及び第３の層間ビア３３による第３の配線層１３の押圧によって、第２の配線層１２の下面側には凹部１２Ａが形成され、当該凹部１２Ａ内には第２の層間ビア３２の上端部３２Ａが収容されるとともに、第３の配線層１３の上面側には凹部１３Ｂが形成され、当該凹部１３Ｂ内には第２の層間ビア３２の下端部３２Ｂが収容されている。これにより、第２の層間ビア３２は、第２の配線層１２及び第３の配線層１３と電気的に接触する。

また、例えば第２の層間ビア３２の熱膨張率に比較して第２の絶縁層２２の熱膨張率が大きいような場合において、上述のように、使用中の多層配線基板４０の温度が上昇したり温度環境等が変化したりして、第２の絶縁層２２が膨張するような場合においても、第２の配線層１２の凹部１２Ａ及び１２Ｂの外側には第１の層間ビア３１が位置することにより、第２の配線層１２の上方への移動を抑制するようにしている。

さらに、第２の配線層１２の全体の水平レベルが第２の層間ビア３２の上端部３２Ａの凹部１２Ａとの電気的接続箇所よりも低い位置に存在することになる。

このため、上述のように、第２の絶縁層２２が膨張して第２の配線層１２の、第１の層間ビア３１が配設されていない側を上方に押し上げたとしても、第２の配線層１２の全体の水平レベルは、第２の層間ビア３２の上端部３２Ａの凹部１２Ａとの電気的接続箇所よりも低い位置か同等の位置レベルにまでしか上昇しない。したがって、第２の配線層１２と第２の層間ビア３２との電気的接続状態を良好な状態に保持しておくことができる。

結果として、第１の層間ビア３１から第３の層間ビア３３を介した第１の配線層１１から第３の配線層１３間の電気的接続を良好な状態に保持しておくことができる。

また、第２の配線層１２の上面側の凹部１２Ｂ内に第１の層間ビア３１の上端部３１Ｂを収容し、第３の配線層１３の下面側の凹部１３Ａ内に第３の層間ビア３３の上端部３３Ａを収容している。さらに、第２の配線層１２の下面側の凹部１２Ａ内に第２の層間ビア３２の上端部３２Ａを収容し、第３の配線層１３の上面側の凹部１３Ａ内に第３の層間ビア３３の上端部３３Ａを収容している。したがって、第２の配線層１２と第１の層間ビア３２との接触面積、第３の配線層１３と第３の層間ビア３３との接触面積、並びに第２の配線層１２及び第３の配線層１３と第２の層間ビア３２との接触面積を拡大することができ、平時においてもこれらの電気的接続を良好な状態に保持することができるとともに、多層配線基板４０の内部の熱を外部に効率よく放出させることができる。

なお、第２の層間ビア３２の外側に第１の層間ビア３１及び第３の層間ビア３３を位置させることによって、上述した作用効果を効果的に得るようにするためには、例えば第１の層間ビア３１及び第３の層間ビア３３の中心線Ｉ−Ｉと第２の層間ビア３２の中心線II-IIとの距離Ｐを層間ビアの直径の１／３〜層間ビアの直径の２倍にすることが好ましい。

また、第１の配線層１１、第２の配線層１２、第３の配線層１３、第４の配線層１４、第１の層間ビア３１、第２の層間ビア３２及び第３の層間ビア３３は、金、銀、銅などの電気的良導体から形成する。また、第１の絶縁層２１、第２の絶縁層２２及び第３の絶縁層２３は、ガラス繊維を含有させたエポキシ樹脂及びエポキシ樹脂が主剤のガラス繊維を含まない材料等の熱硬化性樹脂から構成する。

なお、図９及び図１０に示す多層配線基板４０の製造方法は、第２の実施形態に関する図６において、層間ビアの位置が異なることを除き同様であるので説明を省略する。また、凹部１３Ａの深さについても第２の実施形態と同様に設定することができる。

また、本実施形態の多層配線基板４０では、第１の配線層１１〜第４の配線層１４の総てをパターン層とした信号配線層あるいは電源層として記載したが、少なくとも１層をＧＮＤ層とすることもできる。

さらに、本実施形態では特に図示しないものの、例えば第２の絶縁層２２中に電子部品等を内蔵させることもできる。

以上、本発明を上記具体例に基づいて詳細に説明したが、本発明は上記具体例に限定されるものではなく、本発明の範疇を逸脱しない限りにおいて、あらゆる変形や変更が可能である。

１０２層配線基板
２０，３０，４０多層配線基板
１１第１の配線層
１１Ａ凹部
１２第２の配線層
１２Ａ，１２Ｂ凹部
１３第３の配線層
１３Ａ凹部
１４第４の配線層
２１絶縁層、第１の絶縁層
２２第２の絶縁層
２３第３の絶縁層
３１層間ビア、第１の層間ビア
３１Ａ第１の層間ビアの上端部
３１Ｂ第１の層間ビアの下端部
３２第２の層間ビア
３２Ａ第２の層間ビアの上端部
３３第３の層間ビア
３３Ａ第３の層間ビアの上端部

Claims

相対向して配置される少なくとも第１の配線層及び第２の配線層と、
前記第１の配線層及び前記第２の配線層間に配設された絶縁層と、
前記絶縁層を貫通し、前記第１の配線層及び前記第２の配線層間を電気的に接続する層間接続体とを具え、
前記層間接続体は、一端部が前記第１の配線層に形成された凹部内に収容されるようにして前記第１の配線層と電気的に接触していることを特徴とする、配線層の接続構造体。
相対向して配置される少なくとも第１の配線層、第２の配線層及び第３の配線層と、
前記第１の配線層及び前記第２の配線層間に配設された第１の絶縁層と、
前記第２の配線層及び前記第３の配線層間に配設された第２の絶縁層と、
前記第２の絶縁層を貫通し、前記第２の配線層及び前記第３の配線層間を電気的に接続する層間接続体とを具え、
前記第１の絶縁層の弾性率が前記第２の絶縁層の弾性率よりも大きく、
前記層間接続体は、一端部が前記第２の配線層に形成された凹部内に収容されるようにして前記第２の配線層と電気的に接触していることを特徴とする、配線層の接続構造体。
相対向して配置される少なくとも第１の配線層、第２の配線層及び第３の配線層と、
前記第１の配線層及び前記第２の配線層間に配設された第１の絶縁層と、
前記第２の配線層及び前記第３の配線層間に配設された第２の絶縁層と、
前記第１の絶縁層を貫通し、前記第１の配線層及び前記第２の配線層間を電気的に接続する少なくとも２つ以上の第１の層間接続体と、
前記第２の絶縁層を貫通し、前記第２の配線層及び前記第２の配線層間を電気的に接続する第２の層間接続体とを具え、
前記少なくとも２つ以上の第１の層間接続体は、前記第２の層間接続体の両外側に位置し、
前記第２の層間接続体は、一端部が前記第２の配線層の下面側に形成された凹部内に収容されるようにして前記第２の配線層と電気的に接触していることを特徴とする、配線層の接続構造体。
相対向して配置される少なくとも第１の配線層、第２の配線層、第３の配線層及び第４の配線層と、
前記第１の配線層及び前記第２の配線層間に配設された第１の絶縁層と、
前記第２の配線層及び前記第３の配線層間に配設された第２の絶縁層と、
前記第３の配線層及び前記第４の配線層間に配設された第３の絶縁層と、
前記第１の絶縁層を貫通し、前記第１の配線層及び前記第２の配線層間を電気的に接続する第１の層間接続体と、
前記第２の絶縁層を貫通し、前記第２の配線層及び前記第３の配線層間を電気的に接続する第２の層間接続体と、
前記第３の絶縁層を貫通し、前記第３の配線層及び前記第４の配線層間を電気的に接続する第３の層間接続体とを具え、
前記第１の層間接続体及び前記第３の層間接続体は、前記第２の層間接続体の同一側において外方に位置し、
前記第１の層間接続体は、一端部が前記第２の配線層の上面側に形成された凹部内に収容されるようにして前記第２の配線層と電気的に接触し、
前記第２の層間接続体は、一端部が前記第２の配線層の下面側に形成された凹部内に収容され、他端側が前記第３の配線層の上面側に形成された凹部内に収容されるようにして前記第３の配線層と電気的に接触し、
前記第３の層間接続体は、一端側が前記第３の配線層の下面側に形成された凹部内に収容されるようにして前記第３の配線層と電気的に接触していることを特徴とする、配線層の接続構造体。