JP2016066733A - プリント配線板 - Google Patents

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Koji Asano
浩二 浅野
康裕 川合
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康裕 川合
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Abstract

【課題】 プリント配線板の反り
【解決手段】 実施形態のプリント配線板は、コア基板と上側のビルドアップ層と上側のソルダーレジスト層と下側のソルダーレジスト層を有する。下側のソルダーレジスト層は1層のみで、補強材を有する。上側のビルドアップ層を構成する樹脂絶縁層は補強材を有さない。下側のソルダーレジストの厚みがA、上側のビルドアップ層に含まれる全ての上側の樹脂絶縁層の厚みの和がB、コア基板の厚みがC、上側のソルダーレジスト層の厚みがDであるとき、実施形態のプリント配線板は次の関係式(1)と関係式(2)を満足する。
関係式(1):0.3<A/(B+D)<1.0
関係式(2):0.16<(B+D)/(A+C)<0.48
【選択図】 図5

Description

本発明は、電子部品を内蔵しているプリント配線板に関する。
特許文献1は電子部品を内蔵する配線基板を開示している。特許文献1の図1に示される配線基板は、表面と裏面を有すると共に裏面側に形成されている凹部を有するコア基板とコア基板の凹部に内蔵されている電子部品とコア基板の表面上に形成されている絶縁層とコア基板の裏面上に形成されているソルダーレジスト層とを有する。そして、特許文献の図1によれば、コア基板の表面上に形成されている絶縁層の数は3層であり、コア基板の裏面上に形成されている絶縁層の数は1層である。そして、コア基板の裏面上に形成されている絶縁層はコア基板の凹部や電子部品上に形成されていない。
特開2003−46255号公報
特許文献1の図1に示される配線基板では、コア基板の表面上に形成されている絶縁層の数とコア基板の裏面上に形成されている絶縁層の数が異なる。そのため、配線基板の反りが大きくなると考えられる。
本発明の目的は、プリント配線板の反りを小さくすることである。
本発明に係るプリント配線板は、第1面と前記第1面と反対側の第2面を有し、前記第1面から前記第2面に到る電子部品内蔵用の開口を有するコア材と、前記第1面上に形成されている第1導体層と、前記第2面上に形成されている第2導体層と、前記電子部品内蔵用の開口に内蔵されている前記電子部品と、前記コア材の前記第1面と前記電子部品上に交互に積層されている複数の上側の樹脂絶縁層と複数の上側の導体層とからなる上側のビルドアップ層と、前記上側のビルドアップ層上に形成されている上側のソルダーレジスト層と、前記コア材の前記第2面と前記電子部品上に積層されている下側の樹脂絶縁層と、を有する。そして、前記下側の樹脂絶縁層は1層のみであって、補強材を有し、前記上側の樹脂絶縁層の全ては補強材を有さず、前記下側の樹脂絶縁層の厚みがAであって、前記上側のビルドアップ層に含まれる全ての前記上側の樹脂絶縁層の厚みの和がBであって、前記コア材の厚みがCであって、前記上側のソルダーレジスト層の厚みがDであるとき、前記Aと前記B、前記C、前記Dは、下記の関係式(1)と関係式(2)を満足する。
関係式(1):0.3<A/(B+D)<1.0
関係式(2):0.16<(B+D)/(A+C)<0.48
本発明の第1実施形態に係るプリント配線板の製造方法を示す工程図。 第1実施形態のプリント配線板の製造方法を示す工程図。 第1実施形態のプリント配線板の製造方法を示す工程図。 第1実施形態のプリント配線板の製造方法を示す工程図。 図5(A)、図5(C)は第1実施形態のプリント配線板の断面を示し、図5(B)は第1実施形態のプリント配線板の一部を示す断面図を示す。 第1実施形態のプリント配線板の応用例を示す図。 図7(A)は第2実施形態のプリント配線板の断面を示し、図7(B)はスルーホール導体用の貫通孔の模式図を示し、図7(C)は下層の樹脂絶縁層の構成を示す。
[第1実施形態]
図5(A)は本発明の第1実施形態のプリント配線板10の断面図である。図5(B)は第1実施形態のプリント配線板10の一部を示す。プリント配線板10は、コア基板30を有する。コア基板30は、第1面Fと第1面と反対側の第2面Sとを有するコア材(絶縁基板)20zを有する。絶縁基板は図5(B)に示されるように、厚みCを有する。厚みCは、100μm〜200μmである。絶縁基板20zの第1面とコア基板30の第1面は同じ面であり、コア基板の第2面と絶縁基板の第2面は同じ面である。絶縁基板20zは電子部品80を内蔵するための開口26を有する。さらに、絶縁基板20zはスルーホール導体36用の貫通孔28を有する。図1(B)に示されるように、貫通孔28は、第1面側に形成されている第1開口部28Fと第2面側に形成されている第2開口部28Sで形成されている。貫通孔の形状は、砂時計形状である。開口26と貫通孔28は絶縁基板20zを貫通し、第1面Fから第2面に到る。
コア基板30は、絶縁基板20zの第1面F上に形成されている第1導体層34Fと絶縁基板20zの第2面上に形成されている第2導体層34Sを有する。コア基板30はさらに第1導体層34Fと第2導体層34Sとを接続しているスルーホール導体36を有する。スルーホール導体36は貫通孔28に形成されている。貫通孔28やスルーホール導体36は、例えば、US7786390に開示されている方法で製造される。US7786390の内容は本明細書に取り込まれる。第1導体層や第2導体層は図示されていない複数の導体回路やスルーホール導体36上に形成されている導体とスルーホール導体36の周りに形成されている導体で形成されるスルーホール導体のランドを含む。
絶縁基板20zの第1面Fと第1導体層34Fと電子部品80上に上側の樹脂絶縁層50F、150F、250Fと上側の導体層58F、158F、258Fが交互に積層されている。
上側の樹脂絶縁層50Fは、上側の第1樹脂絶縁層50Fであり、絶縁基板の第1面Fと第1導体層34Fと電子部品80上に形成されている。上側の第1樹脂絶縁層50Fはコア基板30と電子部品80を覆っている。上側の第1樹脂絶縁層50Fは厚みB1を有する。厚みB1は、図5(B)に示されるように、第1導体層34Fの上面と上側の第1樹脂絶縁層50Fの上面との間の距離である。厚みB1は10μmから30μmである。
上側の導体層58Fは、上側の第1導体層58Fであり、上側の第1樹脂絶縁層50F上に形成されている。
上側の樹脂絶縁層150Fは、上側の第2樹脂絶縁層150Fであり、上側の第1樹脂絶縁層50Fと上側の第1導体層58F上に形成されている。上側の第2樹脂絶縁層150Fは厚みB2を有する。厚みB2は、図5(B)に示されるように、上側の第1導体層58Fの上面と上側の第2樹脂絶縁層150Fの上面との間の距離である。厚みB2は10μmから30μmである。
上側の導体層158Fは、上側の第2導体層158Fであり、上側の第2樹脂絶縁層150F上に形成されている。
上側の樹脂絶縁層250Fは、上側の第3樹脂絶縁層250Fであり、上側の第2樹脂絶縁層150Fと上側の第2導体層158F上に形成されている。また、上側の樹脂絶縁層250Fは、最上の樹脂絶縁層である。上側の第3樹脂絶縁層250Fは厚みB3を有する。厚みB3は、図5(B)に示されるように、上側の第2導体層258Fの上面と上側の第3樹脂絶縁層250Fの上面との間の距離である。厚みB3は10μmから30μmである。
上側の導体層258Fは、上側の第3導体層258Fであり、上側の第3樹脂絶縁層250F上に形成されている。また、上側の導体層258Fは、最上の導体層であり、上側のパッド76Pを含む。上側のパッド76Pは、プリント配線板の中央部分に形成されている複数の第1パッド(C4パッド)76P1とプリント配線板の外周部分に形成されている複数の第2パッド76P2を有する。第1パッド76P1はICチップなどの電子部品を搭載するためのパッドであり、第2パッド76P21は第2のパッケージ基板を搭載するためのパッドである。
各上側の樹脂絶縁層50F、150F、250Fは、エポキシ等の樹脂とシリカ等の無機粒子で形成されている。各上側の樹脂絶縁層50F、150F、250Fは、ガラスクロス等の補強材を含まない。
プリント配線板10は上側のビルドアップ層55Fに属する各上側の樹脂絶縁層50F、150F、250Fの厚みB1、B2、B3の和Bを有する。図5(B)のプリント配線板10では、和Bは厚みB1と厚みB2と厚みB3を合計することで得られる値である。
各上側の樹脂絶縁層50F、150F、250Fは上側のビア導体60F、160F、260F用の開口を有する。各上側の樹脂絶縁層に形成されている開口はそれぞれの上側の樹脂絶縁層を貫通している。
上側のビア導体60Fは上側の第1ビア導体60Fであり、上側の第1樹脂絶縁層50Fを貫通している。ビア導体60Fは第1導体層34Fと上側の第1導体層58Fを接続している。さらに、ビア導体60Fは上側の第1導体層58Fと電子部品80の電極82を接続している。
上側のビア導体160Fは上側の第2ビア導体160Fであり、上側の第2樹脂絶縁層150Fを貫通している。ビア導体160Fは上側の第1導体層58Fと上側の第2導体層158Fを接続している。
上側のビア導体260Fは上側の第3ビア導体260Fであり、上側の第3樹脂絶縁層250Fを貫通している。ビア導体260Fは上側の第2導体層158Fと上側の第3導体層258Fを接続している。
上側の樹脂絶縁層と上側の導体層と上側のビア導体で上側のビルドアップ層55Fが形成される。
第1実施形態の上側のビルドアップ層55Fは、3つの上側の導体層58F、158F、258Fと3つの上側の樹脂絶縁層50F、150F、250Fを含む。
上側のビルドアップ層55Fは、3つの上側の導体層58F、158F、258Fのみを含むことが好ましい。
上側のビルドアップ層55Fは、3つの上側の樹脂絶縁層50F、150F、250Fのみを含むことが好ましい。
上側のビルドアップ層55F上に上側のソルダーレジスト層350Fが形成されている。図5(B)に示されるように、上側のソルダーレジスト層350Fは厚みDを有する。厚みDは上側の第3導体層258の上面と上側のソルダーレジスト層350Fの上面との間の距離である。厚みDは10μmから20μmである。
上側のソルダーレジスト層350Fは最上の導体層258Fを露出する開口71F(71F1、71F2)を有し、開口71Fにより露出される最上の導体層258Fは上側のパッド76Pとして機能する。
絶縁基板20zの第2面Sと第2導体層34Sと電子部品80上に下側の樹脂絶縁層50Sが積層されている。図5(B)に示されるように、下側の樹脂絶縁層(下側のソルダーレジスト層)50Sは厚みAを有する。厚みAは第2導体層34Sの上面と下側のソルダーレジスト層50Sの上面との間の距離である。厚みAは20μmから80μmである。厚みAは、上側のソルダーレジスト層350Fの厚みDや上側のビルドアップ層に属する上側の樹脂絶縁層50F、150F、250Fの厚みB1、B2、B3より厚い。
第1実施形態では、下側の樹脂絶縁層の層数は1である。下側の樹脂絶縁層の数は1層のみであることが好ましい。その場合、プリント配線板はコア基板の第2面上に下側のビルドアップ層を有しない。下側の樹脂絶縁層50Sはコア基板30と電子部品80を内蔵する開口26上に形成されていて、下側の樹脂絶縁層はコア基板と電子部品を内蔵する開口26を覆っている。
下側の樹脂絶縁層50Sは、エポキシ等の樹脂とシリカ等の無機粒子で形成されている。下側の樹脂絶縁層50Sは、さらに、ガラスクロス等の補強材を有しても良い。
下側の樹脂絶縁層50Sの例が図7(C)に示される。図7(C)では、第2導体層34Sは描かれているが、コア材は省略されている。図7(C)の下側の樹脂絶縁層50Sは、上面FFと上面FFと反対側の下面SSを有する補強層501と補強層501を挟む第1樹脂層502と第2樹脂層503で形成される。図7(C)に示されるように、第1樹脂層502は厚みa2を有し、補強層501は厚みa1を有し、第2樹脂層503は厚みa3を有する。厚みa2は第2面Sと上面FFとの間の距離である。厚みa1は上面FFと下面SSとの間の距離である。厚みa3は下側の樹脂絶縁層の上面と下面SSとの間の距離である。厚みa1は10μmから25μmである。厚みa2は10μmから30μmである。厚みa3は12μmから40μmである。例えば、厚みa1は14μmであり、a2は20μmであり、a3は25μmである。尚、第2導体層の厚み34Tは12μmである。
第1樹脂層502と第2樹脂層503は樹脂と無機粒子を含み、補強層501は樹脂と無機粒子と補強材を含む。
第1樹脂層502の厚みa2と前記第2樹脂層503の厚みa3は異なってもよい。厚みが異なる場合、第2樹脂層503の厚みa3が第1樹脂層502の厚みa2より厚く、第1樹脂層502がコア基板30の第2面S上に積層上に積層される。第1樹脂層502がコア基板30の第2面Sに接する。プリント配線板10は上側のビルドアップ層を有し、下側のビルドアップ層を有していない。そのため、プリント配線板10はコア基板に対し非対称な構造である。しかしながら、厚みa3が厚みa2より厚いと、非対称に起因する応力を小さくすることができる。
下側の樹脂絶縁層50Sは下側のソルダーレジスト層として機能する。下側のソルダーレジスト層は開口71Sを有する。下側のソルダーレジスト層の開口により第2導体層34Sが露出する。下側のソルダーレジスト層の開口により露出する第2導体層は下側のパッド71SPとして機能する。下側の樹脂絶縁層50Sは電子部品の電極82を露出する開口71Sを有しても良い。下側のパッド76Sや電極82を介してプリント配線板はマザーボードに搭載される。
プリント配線板10はコア基板30と上側のビルドアップ層55Fと上側のソルダーレジスト層350Fと下側の樹脂絶縁層50Sと電子部品80を有する。また、プリント配線板10は図5(B)に示されるように、厚みEを有する。厚みEは上側のソルダーレジスト層350Fの上面と下側のソルダーレジスト層50Sの上面との間の距離である。厚みEは260μm〜380μmである。
図5(C)に示されるように、上側のソルダーレジスト層350Fの開口71Fから露出している上側のパッド76Pに半田バンプ76Fを形成することができる。下側のソルダーレジスト層の開口71Sから露出するパッド71SPや電子部品の電極82に半田バンプ76Sを形成することができる。
第1実施形態に係るプリント配線板は、下記の関係式(1)を満足する。
関係式(1):0.3<A/(B+D)<1.0
関係式(1)中のAは厚みAの値であり、Bは和Bの値であり、Dは厚みDの値である。
プリント配線板10はコア基板30の第1面F上にビルドアップ層を有するが第2面S上にビルドアップ層を有していない。そのため、プリント配線板10の構造は非対称である。非対称に起因する応力がコア基板に働く。プリント配線板が反りやすい。しかしながら、プリント配線板が関係式(1)を満足することで非対称に起因する応力が小さくなる。プリント配線板10の反りが小さくなる。
プリント配線板10が関係式(1)を満足し、さらに、厚みDと厚みAとの比DA(厚みD/厚みA)は0.15より大きく0.9より小さいことが好ましい。最外に位置する樹脂絶縁層が非対称に起因する応力に影響する。コア基板の第1面上の樹脂絶縁層の数がコア基板の第2面上の樹脂絶縁層の数より大きいが、コア基板の第2面上の最外の樹脂絶縁層の厚みがコア基板の第1面上の最外の樹脂絶縁層の厚みより厚い。さらに、比DAが所定の値を満足し、コア基板の第2面上の最外の樹脂絶縁層が補強材を有する。そのため、非対称に起因する応力が小さくなる。プリント配線板の反りを小さくすることができる。
プリント配線板10は関係式(1)に加え、以下の関係式(2)を満足する。
関係式(2):0.16<(B+D)/(A+C)<0.48
関係式(2)中のAは厚みAの値であり、Bは和Bの値であり、Cは厚みCの値である。Dは厚みDの値である。
プリント配線板10が関係式(2)を満足すると、補強材を有する絶縁層がプリント配線板を形成する絶縁層の大半を占める。プリント配線板の強度が高いので、非対称に起因する応力でプリント配線板の反りが大きくならない。
第1実施形態では、プリント配線板10が関係式(1)と関係式(2)を満足するので、プリント配線板10が非対称な構造であってもプリント配線板の反りが小さくなる。
下側の樹脂絶縁層は樹脂と無機粒子と補強材を含む。下側の樹脂絶縁層50S中の樹脂の量(Vol%)は60〜80である。
上側の樹脂絶縁層50F、150F、250F樹脂と無機粒子を含む。上側の樹脂絶縁層50F、150F、250F中の樹脂の量(Vol%)は40〜95である。
下側の樹脂絶縁層50Sの熱膨張係数は5(ppm/K)〜40(ppm/K)である。上側の樹脂絶縁層50F、150F、250Fの熱膨張係数は10(ppm/K)〜50(ppm/K)であり、上側のソルダーレジスト層350Fの熱膨張係数は30(ppm/K)〜70(ppm/K)である。上側の樹脂絶縁層50F、150F、250Fの熱膨張係数は上側のソルダーレジスト層350Fの熱膨張係数より小さく、下側の樹脂絶縁層50Sの熱膨張係数は上側の樹脂絶縁層50F、150F、250Fの熱膨張係数より小さい。尚、これらの熱膨張係数はコア基板の第1面に平行な面での値である。これらの値は100℃での値である。
図6は、第1実施形態のプリント配線板10の応用例1000を示す。応用例1000は、POP(Package on Package)基板である。
第1実施形態のプリント配線板10の第1パッド76P1に半田バンプ76FIが形成される。プリント配線板10の第2パッド76P2に半田バンプ76FOが形成される。図5(C)に示される半田バンプ76FI、76FOを有するプリント配線板が得られる。半田バンプ76FIを介してプリント配線板10にICチップ(ロジックチップ)等の電子部品90が実装される。第1のパッケージ基板120が完成する。そして、応用例では、第1のパッケージ基板120に半田バンプ76FOを介して第2のパッケージ基板130が搭載されている。第2のパッケージ基板130は上基板110と上基板上に実装されているメモリ等の電子部品190を有する。
第1のパッケージ基板120と第2のパッケージ基板130との間にモールド樹脂102が形成されている。
上基板110上に電子部品190を封止するモールド樹脂202が形成されている。
図6では、第1のパッケージ基板と第2のパッケージ基板を接続する接続体は半田バンプ76FOである。半田バンプ以外に、接続体として、めっきポストやピンなどの金属ポストを例示することができる。めっきポストやピンの形状は円柱である。直円柱が好ましい。
また、プリント配線板10は下側のパッド71SPにマザーボードと接続するための半田バンプ76Sを有しても良い。半田バンプ76Sは下側のソルダーレジスト層50Sの開口71Sから露出する電子部品80の電極82上にも形成される。
図1(D)や図2(A)等に示されるように、プリント配線板10の絶縁基板20zは、電子部品収容用の開口26を有する。開口26は絶縁基板を貫通している。実施形態のプリント配線板の絶縁基板(コア材)20zは開口26を有するので、プリント配線板の強度が低下する。実施形態のプリント配線板では、コア基板の第1面上に積層されている樹脂絶縁層の数とコア基板の第2面上に積層されている樹脂絶縁層の数が異なる。そのため、実施形態のプリント配線板は反りやすい。しかしながら、プリント配線板10が上述の関係式を満足する。下側のソルダーレジスト層が補強材を有する。厚みAは厚みB1、B2、B3より大きい。このような点から実施形態のプリント配線板の反りは小さくなる。
第1実施形態のプリント配線板では、上側のソルダーレジスト層350Fと下側のソルダーレジスト層(下側の樹脂絶縁層)50Sの材質が異なる。上側のソルダーレジスト層は光硬化タイプの樹脂絶縁層であり、下側のソルダーレジスト層は熱硬化タイプの樹脂絶縁層である。そのため、樹脂絶縁層の数が異なっても、実施形態のプリント配線板の反りが小さくなる。上側のソルダーレジスト層は樹脂と無機粒子で形成され、下側のソルダーレジスト層は樹脂と無機粒子と補強材(ガラスクロス)で形成されている。上側のソルダーレジスト層は補強材を有していない。
[第1実施形態のプリント配線板の製造方法]
第1面Fと第2面Sとを有する絶縁基板(コア材)20zが準備される。出発基板は、絶縁基板20zと絶縁基板20zの両面に積層されている銅箔22F、22Sで形成されている(図1(A))。補強材の例は、ガラスクロスやガラス繊維やアラミド繊維等である。樹脂は、エポキシ樹脂やBT(ビスマレイミドトリアジン)樹脂などである。厚みCは150μmである。
第1面F上の銅箔22FにCO2レーザが照射される。絶縁基板20zの第1面F側にスルーホール導体用の貫通孔を形成するための第1開口部28Fが絶縁基板20zに形成される。更に、第2面S上の銅箔22SにCO2レーザが照射される。第1開口部28Fに繋がる第2開口部28Sが形成される。図1(B)に示されるように、第1開口部の軸線LL1と第2開口部の軸線LL2が一致するようにレーザが照射される。スルーホール導体用の貫通孔28が形成される(図1(B))。第1開口部28Fは第1面Fから第2面Sに向かってテーパーしている。第2開口部28Sは第2面Sから第1面Fに向かってテーパーしている。第1開口部の側壁と第2開口部の側壁の交点で囲まれる面は接合面CPである。接合面は図7(B)に示されている。接合面CPに斜線が描かれている。
第1銅箔と第2銅箔、貫通孔28の側壁上に無電解めっき膜が形成される。その後、無電解めっき膜上に電解めっき膜が形成される。貫通孔内に無電解めっき膜と無電解めっき膜上の電解めっき膜とからなるめっき膜24が形成される。同時に、絶縁基板の第1面と第2面上にめっき膜24が形成される。電解めっき膜で貫通孔28が充填される。めっき膜24上にエッチングレジストが形成される。エッチングレジストから露出するめっき膜24と銅箔22F、22Sが除去される。エッチングレジストが除去される。絶縁基板の第1面に第1導体層34Fが形成される。絶縁基板の第2面に第2導体層34Sが形成される。貫通孔28に第1導体層と第2導体層を接続するスルーホール導体36が形成される。スルーホール導体は図7(B)に示される貫通孔内に形成されている。従って、スルーホール導体は接合面に最も細い部分を有する。貫通孔28を有する絶縁基板と貫通孔28に形成されているスルーホール導体36と絶縁基板の第1面上に形成されている第1導体層34Fと絶縁基板の第2面上に形成されている第2導体層34Sとを有する回路基板400が得られる(図1(C))。回路基板400はUS7786390に開示されている方法で製造される。
回路基板400にCO2ガスレーザにより電子部品収容用の開口26が形成される(図1(D))。開口26は第1導体層または第2導体層に含まれるアライメントマークを用い形成される。アライメントマークは図に示されていない。回路基板400に電子部品収容用の開口26を形成することでコア基板30が完成する。コア基板30の第1面と絶縁基板20zの第1面は同じ面であり、コア基板30の第2面と絶縁基板20zの第2面は同じ面である。
コア基板が反転され、コア基板30の第1面にPETフィルム98が貼られる(図1(E))。PETフィルム98で開口26が塞がれる。
電子部品収容用の開口26により露出するPETフィルム上に積層セラミックコンデンサ80が置かれる。積層セラミックコンデンサ80が開口26内に収容される(図2(A))。積層セラミックコンデンサ80は、PETフィルム98の粘着力により、PETフィルム98上に保持される。コア基板30の第1導体層34Fの上面と電子部品80の電極82の上面は略同一平面上に位置する。
コア基板30の第2面と電子部品上に下側の樹脂絶縁層用のプリプレグが積層される。さらに、プリプレグ上に銅箔48Sなどの金属箔が積層される。下側の樹脂絶縁層用のプリプレグはエポキシ等の樹脂とシリカ等の無機粒子とガラスクロス等の補強材を有する。実施形態に用いられるプレプレグはガラスクロスを含む補強層と補強層を挟む樹脂層で形成されている。金属箔48Sの厚みは3μm〜5μmである。
加熱プレスを行うことで、下側の樹脂絶縁層用のプリプレグから下側の樹脂絶縁層50Sがコア基板30の第2面Sと電子部品80上に形成される。同時に、下側の樹脂絶縁層50S上に銅箔48Sが接着される(図2(B))。この際、プリプレグに含まれる樹脂と無機粒子が開口26の側壁と積層セラミックコンデンサ80との間の隙間に流れ込む。隙間中の樹脂を硬化することで隙間を充填する充填剤50SSが形成される。充填剤により電子部品はコア基板に内蔵される。充填剤により電子部品はコア基板に固定される。充填剤50SSと下側の樹脂絶縁層50Sは同時に形成される。下側の樹脂絶縁層は樹脂と無機粒子と補強材を含む。充填剤は樹脂と無機粒子を含む。充填剤に含まれる樹脂と下側の樹脂絶縁層に含まれる樹脂は同じである。充填剤に含まれる無機粒子と下側の樹脂絶縁層に含まれる無機粒子は同じである。
下側の樹脂絶縁層50Sは熱硬化タイプの樹脂絶縁層であり、補強層501と補強層501を挟む第1樹脂層502と第2樹脂層503で形成されている。図7(C)に示される厚みa1は15μmであり、a2は13μmであり、a3は22μmである。尚、第2導体層の厚み34Tは12μmである。厚みAは38μmである。
コア基板30からPETフィルム98が除去される(図2(C))。コア基板30とコア基板30に内蔵されている電子部品80と電子部品とコア基板間の隙間を充填している充填剤50SSとコア基板の第2面と電子部品上に形成されている下側の樹脂絶縁層50Sと下側の樹脂絶縁層50S上の銅箔48Sとからなる中間基板300が得られる(図2(C))。
2つの中間基板300が準備される。1つの中間基板300の銅箔48Sと別の中間基板300の銅箔48Sが向かい合うように、2つの中間基板が重ねられる(図3(A))。この時、1つの中間基板の外周と別の中間基板の外周が接着剤で接着されている。2つの中間基板のコア基板の第1面が外を向いている。外周の接着箇所APで2つの中間基板が接着されている。接着箇所より内側に位置する中間基板は接着されていない。接着剤は図に示されていない。
中間基板のコア基板の第1面と電子部品上に上側の第1樹脂絶縁層用の樹脂フィルムが積層される。上側の樹脂絶縁層用の樹脂フィルム(上側の樹脂フィルム)はエポキシ等の樹脂とシリカ等の無機粒子を含む。上側の樹脂フィルムは、ガラスクロス等の補強材を有しない。
加熱により、上側の樹脂フィルムから上側の第1樹脂絶縁層50Fが形成される(図3(B))。上側の第1樹脂絶縁層50Fは熱硬化タイプの樹脂絶縁層である。
次に、CO2ガスレーザで上側の第1樹脂絶縁層50Fにビア導体用の開口51Fが形成される。開口51Fは電子部品80の電極82と第1導体層34Fに至る。上側の第1樹脂絶縁層50F上と開口51Fの内壁に無電解銅めっき層52が形成される。無電解銅めっき層52上にめっきレジストが形成される。めっきレジストから露出する無電解銅めっき層52上に、電解銅めっき層56が形成される。めっきレジストが除去される。電解銅めっき層56間の無電解銅めっき層52がエッチングで除去される。上側の第1樹脂絶縁層50F上に上側の第1導体層58Fが形成される。同時に、上側の第1樹脂絶縁層を貫通し、第1導体層34Fや電極82に至る上側の第1ビア導体60Fが形成される(図3(C))。上側の第1樹脂絶縁層の厚みB1は20μmである。
上側の第1樹脂絶縁層50Fと上側の第1導体層58F上に上側の第2樹脂絶縁層150Fが形成される。上側の第2樹脂絶縁層の厚みB2は20μmである。
上側の第2樹脂絶縁層に上側の第2ビア導体用の開口が形成される。上側の第2樹脂絶縁層の形成方法は、上側の第1樹脂絶縁層の形成方法と同様である。上側の第2樹脂絶縁層150Fは熱硬化タイプの樹脂絶縁層である。
上側の第2樹脂絶縁層上に上側の第2導体層158Fが形成される。上側の第2導体層の形成方法は、上側の第1導体層の形成方法と同様である。
上側の第2ビア導体用の開口に上側の第2ビア導体160Fが形成される。上側の第2ビア導体の形成方法は、上側の第1ビア導体の形成方法と同様である。
前の段落に示されている方法と同様な方法で上側の第3樹脂絶縁層250Fと上側の第3導体層258Fと上側の第3ビア導体260Fが形成される。上側の第3樹脂絶縁層の厚みB3は20μmである。上側のビルドアップ層に属する上側の樹脂絶縁層の厚みB1、B2、B3は厚みAより薄い。
上側の第3樹脂絶縁層250Fと上側の第3導体層258F上に開口71F(71F1、71F2)を有する上側のソルダーレジスト層350Fが形成される。厚みDは18μmである。厚みDは、上側のビルドアップ層に属する上側の樹脂絶縁層50F、150F、250Fの厚みB1、B2、B3や厚みAより薄い。上側のソルダーレジスト層は光硬化タイプの樹脂絶縁層である。露光処理と現像処理により開口71F(71F1、71F2)が形成される(図4(A))。開口71Fにより上側の第3導体層が露出される。開口71Fにより露出される導体部分は上側のパッド76P(76P1、76P2)として機能する。また、以上のプロセスにより、図4(A)に示される積層体LBが形成される。
接着箇所APより内側で積層体LBが切断される。切断により1つの積層体から2つの中間の回路基板MCBが得られる。中間の回路基板MCBが図4(B)に示される。中間の回路基板MCBはコア基板とコア基板の第1面上に形成されている上側の樹脂絶縁層と上側の導体層と上側のビア導体と下側の樹脂絶縁層50Sと金属箔48Sを有する。
下側の樹脂絶縁層上の金属箔48Sがエッチングにより除去される(図4(C))。この時、上側のパッドがエッチングで溶解されないように、上側のソルダーレジスト層上に保護フィルムが貼られている。上側のパッドが露出しない。保護フィルムは図に示されていない。また、金属箔48Sの除去により、金属箔の粗面が下側のソルダーレジスト層に転写される。下側のソルダーレジスト層は粗面を有する。
下側の樹脂絶縁層50Sにレーザで開口71Sが形成される(図4(C))。金属箔48Sにレーザを照射することで、開口71Sが形成されてもよい。開口71Sにより、下側のパッド71SPが露出される。下側のパッドは第2導体層に含まれる。下側の樹脂絶縁層50Sは下側のソルダーレジスト層(下側の保護層)として機能する。電子部品の電極82を露出する開口71Sを下側のソルダーレジスト層に形成することができる。
上述では、2つの中間の回路基板が分離される前に上側のソルダーレジスト層に開口71Fが形成されている。
2つの中間の回路基板が分離される前に上側のソルダーレジスト層に開口71Fを形成することは必須でない。分離後、下側の樹脂絶縁層上の金属箔48Sがエッチングにより除去される。その後、上側のソルダーレジスト層と下側のソルダーレジスト層に開口71F、71Sが形成される。金属箔48Sがエッチングにより除去される時、上側のパッドを保護するための保護フィルムが不要になる。
上側のパッド76P(76P1、76P2)と下側のパッド71SP上に保護膜72を形成することができる。図5(A)に示されるプリント配線板10が完成する。開口71Sから露出している電子部品の電極82上に保護膜を形成することができる。保護膜は、パッドや電極の酸化を防止するための膜である。保護膜は、例えば、Ni/Au、Ni/Pd/Au、Pd/AuやOSP(Organic Solderability Preservative)膜で形成される。
上側のパッド上に半田バンプ76FI、76FOが形成される。半田バンプを有するプリント配線板が完成する(図5(C))。半田バンプ76FIはC4パッド76P1上に形成されていて、半田バンプ76FOは第2パッド76P2上に形成されている。
図5(A)や図5(C)に示されるプリント配線板10は3つの上側の樹脂絶縁層と1つの下側の樹脂絶縁層を有する。
プリント配線板の下側のパッド71SPに半田バンプ76Sを形成することができる(図5(C))。
プリント配線板の半田バンプ76FIを介してICチップ90が実装される。第1のパッケージ基板120が完成する。半田バンプ76FOを介して第2のパッケージ基板130が第1のパッケージ基板120に搭載される。プリント配線板10と第2のパッケージ基板130との間にモールド樹脂102が形成される(図6)。POP基板が完成する。
第1実施形態のプリント配線板の製造方法では、2つの中間基板300が貼り合わされている。そのため、製造過程で反りが生じ難い。高い精度で導体層を形成することが出来る。上側の樹脂絶縁層の数と下側の樹脂絶縁層の数をそれぞれ必要最小限にすることで、インピーダンスや寄生容量を減らすことができる。
第1実施形態では、上側の樹脂絶縁層や上側の導体層が形成される時、金属箔の粗面を介して下側のソルダーレジスト層と金属箔48Sは強固に接着されている。そのため、上側の樹脂絶縁層の数と下側の樹脂絶縁層の数が異なっても、下側のソルダーレジスト層と金属箔との間で剥がれが発生しない。
[第2実施形態]
図7(A)は第2実施形態のプリント配線板の断面を示す。
第2実施形態のプリント配線板では、コア基板30の電子部品80を収容するための開口26は、テーパーを有する。それ以外、第2実施形態のプリント配線板と第1実施形態のプリント配線板は同様である。
図7(A)に示されるように、開口26は、第2面Sから第1面Fに向けてテーパーしている。第1面上の開口26のサイズは第2面上の開口26のサイズより小さい。開口の側壁は図7(A)に示されるように、第2面Sから第1面に向かってテーパーしている。開口26のサイズは第2面から第1面に向かって小さくなっている。
コア基板は補強材を有するので、コア基板の剛性は高い。そのため、コア基板は、コア基板上に形成されている樹脂絶縁層の変形を抑えることができる。
第2実施形態によれば、上側の第1樹脂絶縁層とコア基板の第1面との接触面積は、下側の樹脂絶縁層とコア基板の第2面との接触面積より大きい。
第2実施形態では、コア基板の第1面上の上側の樹脂絶縁層の数はコア基板の第2面上の下側の樹脂絶縁層の数より多い。そのため、上側の樹脂絶縁層がコア基板に与える力は、下側の樹脂絶縁層がコア基板に与える力より大きい。
コア基板の第1面の面積は大きく、コア基板の第1面に働く力は大きい。それに対し、コア基板の第2面の面積は小さく、コア基板の第2面に働く力は小さい。そのため、コア基板の第1面と第2面で単位面積当たりの力が比較されると、両者の差は小さくなる。もしくは、両者は略同等である。従って、コア基板に形成されている電子部品収容用の開口が、第2面から第1面に向かうテーパーを有し、さらに、コア基板の表裏で樹脂絶縁層の数が異なっても、反りの小さなプリント配線板やPOP基板を提供することができる。電子部品を内蔵するプリント配線板の接続信頼性が高くなる。
[第2実施形態のプリント配線板の製造方法]
第2実施形態では、絶縁基板の第2面側から絶縁基板にレーザを照射することで電子部品収容用の開口26が形成される。それ以外、第2実施形態の製法は第1実施形態の製法と同様である。
レーザで開口26が形成されるため、開口の側壁は図7(A)に示されるように第2面から第1面に向かってテーパーしている。レーザの例はUVレーザやCO2レーザである。
実施形態1と実施形態2のプリント配線板は上述の関係式(1)と関係式(2)を満足している。実施形態1と実施形態2のプリント配線板の反りは小さい。
10 プリント配線板
20z 絶縁基板
28 貫通孔
30 コア基板
50F 上側の第1樹脂絶縁層
50S 下側の樹脂絶縁層
58F 上側の導体層
60F 上側のビア導体
80 電子部品
82 電極
350F 上側のソルダーレジスト層

Claims (4)

  1. 第1面と前記第1面と反対側の第2面を有し、前記第1面から前記第2面に到る電子部品内蔵用の開口を有するコア材と、
    前記第1面上に形成されている第1導体層と、
    前記第2面上に形成されている第2導体層と、
    前記電子部品内蔵用の開口に内蔵されている前記電子部品と、
    前記コア材の前記第1面と前記電子部品上に交互に積層されている複数の上側の樹脂絶縁層と複数の上側の導体層とからなる上側のビルドアップ層と、
    前記上側のビルドアップ層上に形成されている上側のソルダーレジスト層と、
    前記コア材の前記第2面と前記電子部品上に積層されている下側の樹脂絶縁層と、を有するプリント配線板であって、
    前記下側の樹脂絶縁層は1層のみであって、補強材を有し、前記上側の樹脂絶縁層の全ては補強材を有さず、前記下側の樹脂絶縁層の厚みがAであって、前記上側のビルドアップ層に含まれる全ての前記上側の樹脂絶縁層の厚みの和がBであって、前記コア材の厚みがCであって、前記上側のソルダーレジスト層の厚みがDであるとき、前記Aと前記B、前記C、前記Dは、下記の関係式(1)と関係式(2)を満足する。
    関係式(1):0.3<A/(B+D)<1.0
    関係式(2):0.16<(B+D)/(A+C)<0.48
  2. 請求項1のプリント配線板であって、前記上側の樹脂絶縁層の数は3層である。
  3. 請求項1のプリント配線板であって、前記下側の樹脂絶縁層は、上面と上面と反対側の下面を有し、前記補強材を含む補強層と前記補強層を挟む第1樹脂層と第2樹脂層とからなり、前記上面と前記第2面が対向し、前記第1樹脂層の厚みと前記第2樹脂層の厚みは異なる。
  4. 請求項3のプリント配線板であって、前記第1樹脂層が前記上面上に形成されていて、前記第2樹脂層の厚みは前記第1樹脂層の厚みより厚い。
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