JP2016082089A - Printed wiring board - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、実装エリアを露出するためのキャビティを有するプリント配線板に関する。 The present invention relates to a printed wiring board having a cavity for exposing a mounting area.
特許文献1は、図2に電子部品内蔵基板を開示している。特許文献1の図2や特許文献1の図2に関わる開示によれば、特許文献1の電子部品内蔵基板は、コアレス基板と樹脂層を有する。そして、樹脂層に半導体チップを収容するための収容部と貫通ビアが形成されている。 Patent Document 1 discloses an electronic component built-in substrate in FIG. According to the disclosure relating to FIG. 2 of Patent Document 1 and FIG. 2 of Patent Document 1, the electronic component built-in substrate of Patent Document 1 includes a coreless substrate and a resin layer. A housing portion and a through via for housing the semiconductor chip are formed in the resin layer.
特許文献1の図2に開示されている電子部品内蔵基板は、コアレス基板と半導体チップを収容するための収容部を有する樹脂層で形成されている。そのため、特許文献1の図2に開示されている電子部品内蔵基板の強度や剛性は低いと考えられる。リフロー等で特許文献1の図2の電子部品内蔵基板が高温になると、反りが大きいと予想される。特許文献1の図2の電子部品内蔵基板に電子部品を実装することが難しいと考えられる。また、ヒートサイクルで特許文献1の図2の電子部品内蔵基板と電子部品間の接続信頼性が劣化すると考えられる。 The electronic component built-in substrate disclosed in FIG. 2 of Patent Document 1 is formed of a resin layer having a coreless substrate and a housing portion for housing a semiconductor chip. For this reason, it is considered that the strength and rigidity of the electronic component built-in substrate disclosed in FIG. When the electronic component built-in substrate of FIG. It is considered difficult to mount electronic components on the electronic component built-in substrate of FIG. In addition, it is considered that the connection reliability between the electronic component built-in substrate of FIG.
本発明の目的は、電子部品を収容するためのキャビティを有するプリント配線板の反りを小さくすることである。別の目的は、高い信頼性を有するプリント配線板を提供することである。 An object of the present invention is to reduce the warpage of a printed wiring board having a cavity for accommodating electronic components. Another object is to provide a printed wiring board having high reliability.
本発明のプリント配線板は、第1面と該第1面と反対側の第2面とを備える基材と、前記基材の第1面に形成された第1導体層と、前記基材の第2面に形成された第2導体層と、前記基材を貫通して、前記第1導体層と、前記第2導体層とを接続するスルーホール導体と、前記基材の第2面側に導体層と絶縁層とが交互に積層されてなるビルドアップ層と、前記基材の第1面側に形成された第1絶縁層と、前記第1絶縁層及び前記基材を貫通して前記基材の第2面に積層された前記ビルドアップ層を露出させるキャビティとを備える。そして、最外層の前記第1絶縁層は、前記ビルドアップ層を形成するそれぞれの絶縁層よりも厚い。 The printed wiring board of the present invention includes a base material provided with a first surface and a second surface opposite to the first surface, a first conductor layer formed on the first surface of the base material, and the base material A second conductor layer formed on the second surface, a through-hole conductor that penetrates the base material and connects the first conductor layer and the second conductor layer, and a second surface of the base material A buildup layer formed by alternately laminating conductor layers and insulating layers on the side, a first insulating layer formed on the first surface side of the base material, and penetrating the first insulating layer and the base material. And a cavity exposing the buildup layer laminated on the second surface of the substrate. And the said 1st insulating layer of outermost layer is thicker than each insulating layer which forms the said buildup layer.
本発明のプリント配線板は、基材の第1面側の第1絶縁層の厚みが、第2面側のビルドアップ層のそれぞれの絶縁層よりも厚みが厚い。これにより、第1面側の絶縁層と第2面側の絶縁層の体積差が小さくなり、その結果、第1面側と第2面側のCTE(熱膨張率)差が小さくなり、反りの発生が抑制される。また、反りが抑えられるため、電子部品とプリント配線板との接続信頼性の低下が軽減される。 In the printed wiring board of the present invention, the thickness of the first insulating layer on the first surface side of the substrate is thicker than the respective insulating layers of the build-up layer on the second surface side. As a result, the volume difference between the insulating layer on the first surface side and the insulating layer on the second surface side is reduced, and as a result, the difference in CTE (thermal expansion coefficient) between the first surface side and the second surface side is reduced, and warping occurs. Is suppressed. Further, since the warpage is suppressed, a decrease in connection reliability between the electronic component and the printed wiring board is reduced.
[実施形態]
図1(A)は実施形態のプリント配線板10を示す。実施形態のプリント配線板10は、第1面Sと第1面と反対側の第2面Fとを有する第1回路基板30と第3面Vと第3面と反対側の第4面Wとを有する第2回路基板55Fを有する。
[Embodiment]
FIG. 1A shows a printed
図1(A)に示されている第2回路基板55Fは、交互に積層されている導体層58F、158F、258Fと樹脂絶縁層50F、150F、250Fとから成るビルドアップ層で形成されている。第2回路基板55Fは第1回路基板30の第2面F上に積層されている。第2回路基板55Fの第3面Vと第1回路基板30の第2面Fが対向している。第2回路基板の第3面Vと第1回路基板の第2面Fは接している。
第2回路基板の樹脂絶縁層は樹脂と無機粒子で形成されている。さらに、樹脂絶縁層50F、150F、250Fはガラスクロス等の補強部材を含んでも良い。樹脂絶縁層50F、150F、250Fが補強部材を含むことで第2回路基板のクラックが抑制される。
各樹脂絶縁層はビア導体用の開口を有し、各開口は第4面W側から第3面V側に向かってテーパーしている。
各樹脂絶縁層の開口にビア導体60F、160F、260Fが形成されている。各ビア導体の側壁は第4面W側から第3面V側に向かってテーパーしている。ビア導体により隣接する導体層が接続されている。
第2回路基板55Fは第3面Vの略中央部分に図1(B)に示される実装エリアSMFを有する。図1(B)のX1−X1断面が図1(A)に対応する。実装エリアは第1回路基板の開口26により露出されている。実装エリア上にICチップ等の電子部品が実装される。
The
The resin insulating layer of the second circuit board is made of resin and inorganic particles. Further, the
Each resin insulating layer has an opening for a via conductor, and each opening is tapered from the fourth surface W side to the third surface V side.
Via
The
図1(A)に示されている第1回路基板は、樹脂と補強部材を含む絶縁基板20zと第1導体層34Sと第2導体層34Fとスルーホール導体36で形成されている。絶縁基板は第1面Sと第1面Sと反対側の第2面Fを有する。絶縁基板の第1面と第1回路基板の第1面は同じ面であり、絶縁基板の第2面と第1回路基板の第2面は同じ面である。絶縁基板は、さらに、無機粒子を含んでも良い。第1導体層34Sは第1面上に形成されていて、第2導体層34Fは第2面上に形成されている。第1導体層と第2導体層はスルーホール導体で接続されている。第1回路基板は、さらに、第2回路基板の実装エリアSMFを露出するための開口26を有している。図1(A)では、プリント配線板が第1導体層上に導体層を有していない。その場合、第1導体層は最上の導体層である。
The first circuit board shown in FIG. 1A is formed of an
図1(A)に示されるように、第1回路基板30の第2面Fと第2導体層34F上に第1の樹脂絶縁層50Fが形成されている。第1の樹脂絶縁層50Fに樹脂絶縁層50Fを貫通するビア導体60F(60FI、60FO)用の開口70F(70FI、70FO)が形成されている。
第1の樹脂絶縁層50F上に第2回路基板内の導体層58Fが形成されている。
ビア導体60F用の開口70Fにビア導体60Fが形成されている。ビア導体60Fは、導体層(第2回路基板内の導体層)58Fと第2導体層34Fを接続している接続用ビア導体60FOと電子部品を実装するための実装用ビア導体60FIを有する。接続用ビア導体60FOは第1回路基板内のスルーホール導体のランド36Lに直接接続されることが好ましい。ランド36Lはスルーホール導体を覆っている導体とスルーホール導体の周りの導体で形成されていて、第2導体層34Fに含まれる。
実装用ビア導体は実装エリアSMF内に形成されている。実装用ビア導体60FIは、第1の樹脂絶縁層50Fのビア導体用の開口70FI内に形成されている。実装用ビア導体60FIのボトム(C4パッド)73SIは開口70FIにより露出される。また、ボトム73SIは、第1回路基板の開口26により露出される。実装用ビア導体のボトム(C4パッド)は、開口26と開口70FIにより露出される。
接続用ビア導体60FOは、第1の樹脂絶縁層50Fの開口70FO内に形成されている。接続用ビア導体60FOのボトム73SOはスルーホール導体のランド36Lに直接接続している。
As shown in FIG. 1A, a first
A
A via
The mounting via conductor is formed in the mounting area SMF. The mounting via conductor 60FI is formed in the via conductor opening 70FI of the first
The connection via conductor 60FO is formed in the opening 70FO of the first
図1(A)に示されるように、樹脂絶縁層(第1の樹脂絶縁層)50Fを貫通する実装用ビア導体60FIのボトムは露出していて、第1パッド(C4パッド)73SIとして機能する。第1パッドは第2回路基板の実装エリアに形成されている。第1パッド73SI上に電子部品と接続するための半田バンプ76SI(図2(A)参照)を形成することができる。 As shown in FIG. 1A, the bottom of the mounting via conductor 60FI that penetrates the resin insulating layer (first resin insulating layer) 50F is exposed and functions as the first pad (C4 pad) 73SI. . The first pad is formed in the mounting area of the second circuit board. Solder bumps 76SI (see FIG. 2A) for connecting to electronic components can be formed on the first pads 73SI.
特許文献1の図2等によれば、特許文献1の電子部品を搭載するためのパッドは樹脂絶縁層上に形成されているビア導体のランドで形成されている。ランドは樹脂絶縁層から突出していて、樹脂絶縁層に埋まっていない。特許文献1のパッドを形成しているランドはビア導体を覆っている。さらに、特許文献1のパッドを形成しているランドのサイズはビア導体のサイズより大きい。それに対し、実施形態では、電子部品90を実装するためのパッド(第1パッド)73SIは実装用ビア導体60FIのボトムである。実施形態のプリント配線板の第1パッドは、電子部品を搭載するためのランドを有していない。実施形態によれば、電子部品を実装するためのパッドのサイズ(径d1)を小さくすることが出来る。そのため、パッドのピッチp1が狭くなる。実施形態によれば、プリント配線板のサイズが小さくなる。プリント配線板の反りが小さくなる。プリント配線板と電子部品間の接続信頼性が高くなる。電子部品を実装しやすいプリント配線板が提供される。
According to FIG. 2 of Patent Document 1, the pad for mounting the electronic component of Patent Document 1 is formed of a land of via conductors formed on the resin insulating layer. The land protrudes from the resin insulating layer and is not buried in the resin insulating layer. The land forming the pad of Patent Document 1 covers the via conductor. Furthermore, the size of the land forming the pad of Patent Document 1 is larger than the size of the via conductor. In contrast, in the embodiment, the pad (first pad) 73SI for mounting the
実施形態のプリント配線板では、ビア導体用の開口は樹脂絶縁層の下面から樹脂絶縁層の上面に向かってテーパーしている。そのため、パッドのサイズをさらに小さくすることができる。第1パッドのピッチをさらに小さくすることができる。プリント配線板のサイズが小さくなる。高機能な電子部品をプリント配線板に実装することができる。 In the printed wiring board according to the embodiment, the opening for the via conductor is tapered from the lower surface of the resin insulating layer toward the upper surface of the resin insulating layer. Therefore, the pad size can be further reduced. The pitch of the first pad can be further reduced. The size of the printed wiring board is reduced. High-performance electronic components can be mounted on a printed wiring board.
図1(A)に示されるように、第1の樹脂絶縁層50Fと導体層58F上に第2の樹脂絶縁層150Fが形成されている。第2の樹脂絶縁層150Fに樹脂絶縁層150Fを貫通する第2のビア導体160F用の開口170Fが形成されている。
第2の樹脂絶縁層150F上に第2回路基板内の第2の導体層158Fが形成されている。
第2のビア導体160F用の開口170Fに第2のビア導体160Fが形成されている。第2のビア導体160Fは、導体層(第2回路基板内の第2の導体層)158Fと導体層58Fを接続している。
第2の樹脂絶縁層150Fと第2の導体層158F上に第3の樹脂絶縁層250Fが形成されている。第3の樹脂絶縁層250Fに樹脂絶縁層250Fを貫通する第3のビア導体260F用の開口270Fが形成されている。
第3の樹脂絶縁層250F上に第2回路基板内の第3の導体層258Fが形成されている。
第3のビア導体用の開口270Fに第3のビア導体260Fが形成されている。第3のビア導体260Fは、導体層(第2回路基板内の第3導体層)258Fと導体層158Fを接続している。第3の導体層258Fはプリント配線板10の最下の導体層である。
As shown in FIG. 1A, a second
A
A second via
A third
A
A third via
プリント配線板は第2回路基板の樹脂絶縁層(最下の樹脂絶縁層)250Fと導体層(最下の導体層)258F上にビルドアップ層上の樹脂絶縁層74Fを有することができる。ビルドアップ層上の樹脂絶縁層74Fに導体層(最下の導体層)258Fを露出する開口71Fが形成されている。開口71Fにより露出される導体層258Fはマザーボードと接続するパッド73Fとして機能する。なお、最下の樹脂絶縁層250F上に、第2回路基板に用いた樹脂絶縁層が形成されても良い。
パッド73F上に保護膜72を形成することができる。保護膜は、パッド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。
実装用ビア導体60FIのボトム(C4パッド)上に保護膜を形成することができる。
The printed wiring board can have a
A
A protective film can be formed on the bottom (C4 pad) of the mounting via conductor 60FI.
図3(B)に示されるように貫通孔28は、絶縁基板20zの第1面Sに第1開口28SOを有する第1開口部28Sと第2面Fに第2開口28FOを有する第2開口部28Fで形成されている。貫通孔28は接合面を有し、第1開口部と第2開口部は接合面28CFで繋がっている。接合面28CFは図6(B)に示されている。接合面28CFに斜線が描かれている。第1開口部の側壁と第2開口部の側壁が交わっている箇所は接続部28Mである。接合面のサイズは第1開口のサイズより小さいことが好ましい。接合面のサイズは第2開口のサイズより小さいことが好ましい。第1開口部28Sは第1面から第2面に向かってテーパーしていることが好ましい。第2開口部28Fは第2面から第1面に向かってテーパーしていることが好ましい。このような形状を有する貫通孔28内にスルーホール導体36が形成されている。図1(A)に示されているスルーホール導体36は例えば、US7786390に開示されている方法で製造されてもよい。
As shown in FIG. 3B, the through
図1(A)や図6(A)に示されるように、開口26は第2回路基板の実装エリアSMFを露出する。開口26により、第1回路基板に接している第1の樹脂絶縁層50Fを貫通するビア導体(実装用ビア導体)60FIのボトムが露出される。
As shown in FIGS. 1A and 6A, the
絶縁基板20zは補強部材と樹脂で形成されている。絶縁基板20zは、さらに、無機粒子を含んでも良い。補強部材の例はガラス繊維やガラスクロスやアラミド繊維である。無機粒子の例はシリカやアルミナである。
The insulating
プリント配線板は、第1回路基板30の第1面Sと第1導体層34S上に上側の樹脂絶縁層50Sが形成されている。上側の樹脂絶縁層50Sに第1導体層34Sを露出する開口51Sが形成されている。開口51Sにより露出される第1導体層34Sは第2のパッケージ基板130を搭載するためのパッド(第2パッド)53Sとして機能する。第2パッド上に保護膜72を形成することができる。第2のパッケージ基板130は図2(B)に示されている。なお、第1導体層34S上に形成された樹脂絶縁層50Sは、第2回路基板55Fに用いた樹脂絶縁層50F、150F、250Fとは同じ材料であることが望ましい。なお、上側の樹脂絶縁層50はソルダーレジスト層でも良い。
In the printed wiring board, an upper
特許文献1の図2では、樹脂層に貫通孔が形成されている。特許文献1の貫通孔の形状はストレートである。それに対し、実施形態の第1回路基板に形成されている貫通孔は接続部28Mを有する。接続部は変化点なので、接続部28Mはストレスを受けやすい。そのため、実施形態では、ストレスが接点CMと接続部28Mに分散されると考えられる。従って、接点CMから第2回路基板にクラックが発生しがたい。また、接合面28CFにめっき膜で形成されている金属が形成されている。金属は樹脂よりストレスに強い。そのため、接合面28CFにストレスが集中しても、接続部28Mや接合面28CFからスルーホール導体にクラックが発生しがたい。絶縁基板20zは補強部材を有するので、第1回路基板にクラックが発生し難い。
それに対し、特許文献1の図2の電子部品内蔵基板は接続部28Mを有していない。そのため、樹脂層の角とコアレス基板の接点のみにストレスが集中すると考えられる。接点からコアレス基板にクラックが入りやすい。
In FIG. 2 of Patent Document 1, a through hole is formed in the resin layer. The shape of the through hole in Patent Document 1 is straight. On the other hand, the through hole formed in the first circuit board of the embodiment has a
On the other hand, the electronic component built-in substrate of FIG. 2 of Patent Document 1 does not have the
図2(A)は、実施形態のプリント配線板10の第1応用例120を示す。第1応用例120は、パッケージ基板(第1のパッケージ基板)である。
パッケージ基板120では、第1回路基板30の開口26内にICチップなどの電子部品90が収容されている。ICチップ90は、開口26から露出するC4パッド73SIに半田バンプ76SIにより実装される。
FIG. 2A shows a first application example 120 of the printed
In the
図2(B)は、実施形態のプリント配線板10の第2応用例(POP基板)2000を示す。第2応用例では、第1のパッケージ基板120に接続体76SO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。接続体76SOは、上側の樹脂絶縁層50Sの開口51Sにより露出される第2導体層(第2パッド)53S上に形成されている。図2(B)では、接続体76SOは、半田バンプ76SOである。半田バンプ以外の接続体の例はめっきポストやピンなどの金属ポストである(図示せず)。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。
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。
FIG. 2B shows a second application example (POP substrate) 2000 of the printed
第1回路基板は、絶縁基板20zの第1面と第1導体層上に交互に積層されている樹脂絶縁層と導体層を有することができる。その場合、樹脂絶縁層と導体層上に上側の樹脂絶縁層50Sが形成される。その場合、上側の樹脂絶縁層50Sの直下の導体層が最上の導体層である。
The first circuit board can have a resin insulating layer and a conductor layer alternately stacked on the first surface of the insulating
プリント配線板10は、ビルドアップ層上の樹脂絶縁層74Fの開口71Fから露出されるパッド73Fに、マザーボードと接続するための半田バンプ76Fを有しても良い。
The printed
実施形態のプリント配線板では、絶縁基板20zに電子部品収容用の開口26が形成される。もし、第1回路基板の両面に第2回路基板が形成されると、第1回路基板を中心に対称な構造が得られる。そのため、接点CMに働くストレスは小さい。しかしながら、実施形態のプリント配線板では、第2回路基板が第1回路基板の第2面上のみに形成されている。そのため、ストレスの集中を避けるため、実施形態のプリント配線板に凹部55Ffを形成することができる。凹部55Ffを有するプリント配線板が図6(D)、図5(C)に示される。凹部55Ffは第1回路基板30と第2回路基板55Fの間に形成されている空間であって、開口26に繋がっている。凹部の上面は第1回路基板の第2面である。凹部の下面は第2回路基板の第3面である。凹部の側壁55fwは第1回路基板と接している第1の樹脂絶縁層50Fの側面である。凹部55Ffの側壁55fwは開口26により露出される絶縁基板20zの側壁26Wより後退している。凹部55Ffにより、高い剛性を有する第1回路基板30のコーナー部26Eが、第2回路基板に接しない。熱収縮に起因する応力がコーナー部26Eに集中しても、コーナー部から第2回路基板にストレスが至らない。第2回路基板にクラックが発生し難い。凹部55Ffを有するプリント配線板の信頼性が低下しない。第1実施形態のプリント配線板では、開口26から露出する第2回路基板の面TSは第1回路基板の第2面から凹んでもよい。その場合、開口26から露出する面TSは第1回路基板の第2面より下に位置している。凹部55Ffの下面(凹部内の第1の樹脂絶縁層50Fの上面)は開口26から露出する面TSに繋がっている。凹部の下面と面TSは同一平面に位置する。凹部55Ffを有するプリント配線板では、第1の樹脂絶縁層50Fの上面は第1回路基板と接する面Vと開口26から露出する面TSと面Vと面TSを繋ぐ側壁55fwで形成されている。面Vと面TSは同一平面上に位置しないため、側壁55fwが存在する。側壁55fwは凹部55Ffから露出する面である。
In the printed wiring board of the embodiment, an
実施形態のプリント配線板では、第1回路基板30の第1面S側の最外層の樹脂絶縁層50Sは芯材を備えない樹脂層である。また、第1回路基板30の第2面F側のビルドアップ層55Fを形成する樹脂絶縁層50F、150F、250Fも芯材を備えない樹脂層である。なお、第1回路基板30の第1面S側の最外層の樹脂絶縁層50Sと第1回路基板30の第2面F側のビルドアップ層55Fを形成する樹脂絶縁層50F、150F、250Fとは同じ材質を用いることが望ましい。第1回路基板30の第1面側の最外層の樹脂絶縁層50Sの厚みt1は15.0〜30.0μmであり、ビルドアップ層55Fを形成する樹脂絶縁層50Fの厚みt2、樹脂絶縁層150Fの厚みt3、樹脂絶縁層250Fの厚みt4は10.0〜15.0μmである。即ち、第1面側の樹脂絶縁層50Sの厚みt1は、ビルドアップ層55Fを形成する樹脂絶縁層50Fの厚みt2、樹脂絶縁層150Fの厚みt3、樹脂絶縁層250Fの厚みt4よりも厚い。そして、第1面側の樹脂絶縁層50Sの厚みt1と、ビルドアップ層55Fを形成する樹脂絶縁層50Fの厚みt2、樹脂絶縁層150Fの厚みt3、樹脂絶縁層250Fの厚みt4との比は、0.30超0.75未満である。即ち、0.30<ビルドアップ層を形成するそれぞれの絶縁層の厚み/第1絶縁層の厚み<0.75である。
In the printed wiring board of the embodiment, the outermost
第1実施形態のプリント配線板は、第1回路基板30の第1面S側には1層の樹脂絶縁層50Sが形成され、第2面F側には3層の樹脂絶縁層50F、150F、250Fが形成されている非対称構造である。このため、第1面と該第1面と反対側の第2面とを備える基材と、前記基材の第1面に形成された第1導体層と、前記基材の第2面に形成された第2導体層と、前記基材を貫通して、前記第1導体層と、前記第2導体層とを接続するスルーホール導体と、前記基材の第2面側に導体層と絶縁層とが交互に積層されてなるビルドアップ層と、前記基材の第1面側に形成された第1絶縁層と、前記第1絶縁層及び前記基材を貫通して前記基材の第2面に積層された前記ビルドアップ層を露出させるキャビティとを備える。第1面S側には1層の樹脂絶縁層50Sの厚みを厚くし、第2面F側には3層の樹脂絶縁層50F、150F、250Fを薄くすることで、第1面側の樹脂絶縁層と第2面側の樹脂絶縁層の体積差が小さくなる。その結果、第1面側の樹脂絶縁層と第2面側の樹脂絶縁層とのCET(熱膨張係数)差を小さくし、プリント配線板の反りを抑制している。これにより、電子部品90の実装信頼性が向上する。また、ヒートサイクルによる反りが抑えられるため、電子部品90、上基板110とプリント配線板10との接続信頼性の低下が軽減される。ここで、ビルドアップ層55Fを形成する樹脂絶縁層50Fの厚みt2、樹脂絶縁層150Fの厚みt3、樹脂絶縁層250Fの厚みt4のそれぞれの樹脂絶縁層の厚み/第1面側の樹脂絶縁層50Sの厚みt1が、0.30以下の場合、第1面側の樹脂絶縁層と第2面側の樹脂絶縁層とのCET(熱膨張係数)差が逆に大きくなるので、反りを抑えることができない。反対に、比が0.75以上であると、CET(熱膨張係数)差を小さくすることができず、反りを軽減することができない。
In the printed wiring board according to the first embodiment, one
ビルドアップ層55Fの最外層の樹脂絶縁層250F上にビルドアップ層上の樹脂絶縁層74Fを設けることで、第1面側と第2面側とのCET(熱膨張係数)差を小さくすることができ、反りを抑えることができる。ビルドアップ層上の樹脂絶縁層74Fの厚みt5は、10.0〜15.0μmであり、第1面側の樹脂絶縁層50Sの厚みt1よりも薄い。そして、0.30<ビルドアップ層上の樹脂絶縁層74Fの厚みt5/第1面の第1絶縁層50Sの厚みt1<0.75である。
By providing the
ここで、第1回路基板30の第1面S上に2層以上の層間樹脂絶縁層が設けられる場合、最外層の樹脂絶縁層が、第2面側のビルドアップ層55Fを形成する樹脂絶縁層の厚みよりも厚いことが望ましい。
Here, when two or more interlayer resin insulation layers are provided on the first surface S of the
[実施形態のプリント配線板の製造方法]
実施形態のプリント配線板10の製造方法が図3〜図5に示される。
出発基板が準備される。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3(A))。絶縁基板は、補強部材と樹脂と無機粒子を含む。補強部材の例は、ガラスクロスやガラス繊維やアラミド繊維である。樹脂の例は、エポキシ樹脂やBT(ビスマレイミドトリアジン)樹脂である。
絶縁基板は第1面Sと第1面と反対側の第2面Fを有する。絶縁基板の第1面Sに積層されている銅箔22Sは第1銅箔であり、絶縁基板の第2面Fに積層されている銅箔22Fは第2銅箔である。
[Method for Manufacturing Printed Wiring Board of Embodiment]
The manufacturing method of the printed
A starting substrate is prepared. The starting substrate is formed of copper foils 22F and 22S laminated on both surfaces of the insulating
The insulating substrate has a first surface S and a second surface F opposite to the first surface. The
出発基板の第1銅箔22SにCO2レーザが照射される。絶縁基板20zの第1面S側に第1開口部28Sが形成される。更に、第2銅箔22FにCO2レーザが照射される。第1開口部28Sに繋がる第2開口部28Fが第2面F側に形成される。第1開口部28Sと第2開口部28Fが接合面28CFで接続される。接合面28CFは図6(B)に示されている。第1開口部の側壁と第2開口部の側壁の交点に接続部28Mが形成される。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3(B))。第1開口部は第1面Sから第2面Fに向かってテーパーしている。第2開口部は第2面Fから第1面Sに向かってテーパーしている。第1開口部は第1面に第1開口28SOを有し、第2開口部は第2面に第2開口28FOを有する。
The
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。無電解めっき膜上にめっきレジスト膜を形成し、その後電解めっきで貫通孔28内にスルーホール導体36及びパターンを形成する。めっきレジスト膜を剥離する。めっきレジスト膜下の無電解めっき膜及び銅箔22F、22Sをエッチング液で除去する。これにより、絶縁基板の第1面に第1導体層34Sが形成される。絶縁基板の第2面に第2導体層34Fが形成される。第2導体層34Fは開口26を形成するためのダミーパターン34FIを含む。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貫通孔の接続部28M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34Sと絶縁基板の第2面上に形成されている第2導体層34Fとを有する中間基板300が得られる(図3(C))。中間基板300はUS7786390に開示されている方法で製造されてもよい。中間基板は第1面と第2面を有する。中間基板の第1面と絶縁基板の第1面は同じ面であり、中間基板の第2面と絶縁基板の第2面は同じ面である。
An electroless plating film is formed on the side walls of the first copper foil, the second copper foil, and the through
図7(A)に中間基板300の平面図が示されている。図7(A)は、第2導体層側から中間基板を観察することで得られる平面図である。図7(A)に第2導体層と第2導体層から露出する絶縁基板20zの第2面Fが示されている。絶縁基板の第2面の略中央にダミーパターン34FIが形成されている。ダミーパターン34FIに斜線が描かれている。ダミーパターン34FIは絶縁基板20zの第2面の所定の領域を覆っている。ダミーパターン34FIは、所謂、ベタパターンである。ダミーパターンの周りにスルーホール導体36のランド36Lが示されている。ランド36Lに交差状の斜線が描かれている。図7(B)に、開口26とダミーパターン34FIの位置関係や両者のサイズが示されている。ダミーパターン34FIの外周は実線で示されていて、開口26の外周は点線で示されている。点線は、ダミーパターン上に形成される開口26の外周を示している。図7(B)に示されるように、ダミーパターン34FIの大きさは開口26の大きさより大きい。また、ダミーパターン34FIの外周は開口26の外周より外側に位置している。
FIG. 7A shows a plan view of the
中間基板300の第1面Sに上側の樹脂絶縁層50Sが加熱プレスにより形成される。中間基板の第2面Fに樹脂絶縁層(第1の樹脂絶縁層)50Fが形成され、第2中間体400が完成する(図3(D))。樹脂絶縁層50F、50Sはエポキシ等の樹脂とシリカ等の無機粒子を含む。樹脂絶縁層50F、樹脂絶縁層50Sは、さらに、ガラスクロス等の補強部材を有しても良い。樹脂絶縁層50F、樹脂絶縁層50Sは同一の組成であることが望ましい。そして、樹脂絶縁層50Sの厚みt1は15.0〜30.0μmであり、樹脂絶縁層50Fの厚みt2は10.0〜15.0μmである。
Upper
支持フィルム80の両面に第2中間体400が貼られる(図3(E))。
The 2nd
次に、第1の樹脂絶縁層50Fに、第2導体層34Fに至るビア導体用の開口70F(70FI、70FO)が形成される(図4(A))。ビア導体用の開口70Fはダミーパターン34FIに至る開口70FIとダミーパターン以外の第2導体層に至る開口70FOを有する。開口70FIは、実装用ビア導体を形成するための開口である。開口70FOは接続用ビア導体を形成するための開口である。開口70FOは、例えば、スルーホール導体のランド36Lに至る。スルーホール導体のランドはスルーホール導体の直上に形成されている導体とスルーホール導体の周りに形成されている導体で形成される。セミアディティブ法で第1の樹脂絶縁層50F上に導体層58Fが形成される。同時に、開口70Fにビア導体60Fが形成される(図4(B))。開口70FOにスルーホール導体に繋がるビア導体(接続用ビア導体)60FOが形成される。開口70FIにC4パッドを形成するビア導体(実装用ビア導体)60FIが形成される。ビア導体60Fはボトムを有する。接続用ビア導体のボトムはスルーホール導体のランド36Lに接している。
実装用ビア導体のボトムはダミーパターン34FI上に形成される。実装用ビア導体のボトムはダミーパターンに接している。
Next, via
The bottom of the mounting via conductor is formed on the dummy pattern 34FI. The bottom of the mounting via conductor is in contact with the dummy pattern.
開口70FIから露出するダミーパターン上に金属膜を形成することができる。金属膜がC4パッドとして機能する。金属膜は銅以外の金属で形成されていて、金属膜はC4パッド(第1パッド)の酸化を防止する。金属膜の例は金、パラジウム、錫である。金属膜とC4パッド間にニッケルを形成することができる。 A metal film can be formed on the dummy pattern exposed from the opening 70FI. The metal film functions as a C4 pad. The metal film is formed of a metal other than copper, and the metal film prevents oxidation of the C4 pad (first pad). Examples of metal films are gold, palladium, and tin. Nickel can be formed between the metal film and the C4 pad.
第1の樹脂絶縁層50Fと導体層58F上に第2の樹脂絶縁層150Fが加熱プレスで形成される。第2の樹脂絶縁層150Fに第2ビア導体用の開口170Fが形成される。第2の樹脂絶縁層150Fは熱硬化タイプである。
第2の樹脂絶縁層150F上に導体層158Fが形成される。同時に、第2ビア導体用の開口に第2のビア導体160Fが形成される。導体層158Fやビア導体160Fはセミアディティブ法で形成される。
A second
Conductive layer (158F) is formed on second resin insulation layer (150F). At the same time, the second via
前の段落に示されている方法と同様な方法で第3の樹脂絶縁層250Fと導体層258Fと第3のビア導体260Fが形成される。
第3の樹脂絶縁層250Fは熱硬化タイプである。第2回路基板に含まれる樹脂絶縁層50F、150F、250Fは熱硬化タイプである。
A third
The third
第3の樹脂絶縁層250Fと導体層258F上にビルドアップ層上の樹脂絶縁層74Fが形成され、第3の中間体500が完成する(図4(C))。ビルドアップ層上の樹脂絶縁層74Fは熱硬化タイプである。ビルドアップ層上の樹脂絶縁層74Fは樹脂と無機粒子を含む。ビルドアップ層上の樹脂絶縁層74Fはガラスクロス等の補強部材を含まない。なお、ビルドアップ層上の樹脂絶縁層74Fは、ビルドアップ層形成に用いた樹脂絶縁層と同じ材料である。その場合、開口はレーザで開口が形成される。なお、ビルドアップス上の樹脂絶縁層74Fはソルダーレジスト層でも良い。
The
上側の樹脂絶縁層50Sは、ビルドアップ層の第1の樹脂絶縁層50F、第2の樹脂絶縁層150F、第3の樹脂絶縁層250F及びビルドアップ層上の樹脂絶縁層74Fと同じ材料の熱硬化タイプである。上側の樹脂絶縁層50Sとビルドアップ層上の樹脂絶縁層74Fは補強部材を含まない。
The upper
支持フィルム80から剥離され、個別の第3中間体500に分けられる(図5(A))。
It peels from the
図7(C)、(D)は平面図であって、ダミーパターン上に絶縁基板の第2面が等倍で投影されている。
図7(D)に開口26の形成方法の例が示される。上側の樹脂絶縁層50Sを介して絶縁基板の第2面にレーザが照射される。最初に図7(D)中のスタート位置にレーザが照射される。レーザは絶縁基板を貫通しダミーパターンに至る。その後、図7(D)に示される矢印に沿って、隣接する貫通孔が重なるように、レーザの照射位置は順に移動する。ダミーパターン上の絶縁基板が除去される。ダミーパターンを露出する開口26が形成される(図5(B))。図7(D)の方法では、複数の貫通孔で開口26が形成される。重なる部分を多くすることで開口26の外周は略真っ直ぐになる。開口26から露出するダミーパターンがエッチングで除去される。開口26によりC4パッドを形成するビア導体60FIのボトムが露出される(図5(C))。
FIGS. 7C and 7D are plan views, and the second surface of the insulating substrate is projected on the dummy pattern at the same magnification.
FIG. 7D shows an example of a method for forming the
実施形態では、ダミーパターンのサイズが開口26のサイズより大きい。そして、第1回路基板と第2回路基板との間のダミーパターンが除去される。そのため、図5(C)に示されるように、実装エリアは第1回路基板の第2面から凹む。また、第1回路基板と第2回路基板との間に空間(凹部)55Ffが形成される。
In the embodiment, the size of the dummy pattern is larger than the size of the
図7(C)に開口の形成方法の別例が示される。図7(C)では、レーザでダミーパターンに至る枠状の開口が形成される。枠状の開口内にエッチング液が入れられる。ダミーパターンが溶解する。この時、絶縁基板と第2回路基板で挟まれるダミーパターンが溶解する。これにより、枠状の開口内の絶縁基板が第2回路基板から剥がれる。枠状の開口内の絶縁基板を第2回路基板から除去することができる。C4パッドを形成するビア導体60FIのボトムを露出する開口26が形成される(図5(C))。
FIG. 7C shows another example of a method for forming an opening. In FIG. 7C, a frame-shaped opening reaching the dummy pattern is formed by a laser. An etching solution is placed in the frame-shaped opening. The dummy pattern dissolves. At this time, the dummy pattern sandwiched between the insulating substrate and the second circuit substrate is dissolved. As a result, the insulating substrate in the frame-shaped opening is peeled off from the second circuit substrate. The insulating substrate in the frame-shaped opening can be removed from the second circuit substrate. An
開口26はルータで形成されてもよい。
The
開口26が図7(D)に示される方法で形成される場合、銅で形成されているダミーパターンがエッチングで除去される。例えば、実装用ビア導体のボトムが金、パラジウム、錫等の金属膜で形成されていると、ダミーパターンがエッチングで除去される時、実装用ビア導体のボトムの溶解が抑制される。
When the
レーザにより、上側の樹脂絶縁層50Sに、パッド53Sを露出する開口51Sが形成される。
ビルドアップ層上の樹脂絶縁層74Fに、パッド73Fを露出する開口71Fがレーザにより形成される。なお、ビルドアップ層上の樹脂絶縁層74Fは、ソルダーレジスト層でも良い。その場合、露光処理と現像処理によりパッド73Fを露出する開口71Fが形成される。
An
An
パッド73F、53SとC4パッド73SI上に保護膜72が形成される(図5(D))。保護膜は、パッド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。C4パッド上の保護膜は描かれない。
A
各パッド73F、73SI、53S上に半田バンプ76F、76SI、76SOが形成され得る。
Solder bumps 76F, 76SI, and 76SO may be formed on the
各樹脂絶縁層50F、150F、250Fは上面と上面と反対側の下面を有する。各樹脂絶縁層の上面は第1回路基板30に近い面であり、各樹脂絶縁層の下面はビルドアップ層上の樹脂絶縁層74Fに近い面である。各樹脂絶縁層に形成されているビア導体用の開口70F、170F、270Fは下面から上面に向かってテーパーしている。ビア導体用の開口に形成されているビア導体60F、160F、260Fの側壁も下面から上面に向かってテーパーしている。
Each
各導体層58F、158F、258Fやビア導体60F、160F、260Fは、無電解銅めっき膜52と無電解銅めっき膜上の電解銅めっき膜56で形成されている(図4(B)参照)。
Each
C4パッド73SI上の半田バンプ76SIを介してプリント配線板上にICチップ90が実装される。第1のパッケージ基板(第1応用例)が完成する(図2(A))。ICチップは開口内に収容されている。ICチップは開口26から外にでていない。半田バンプ76SO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(図2(B))。POP基板(第2応用例)2000が完成する。
開口70F1から露出するダミーパターン上にシード層52と電解めっき56で形成される実装用ビア導体が形成される。ダミーパターンとシード層間に金属膜を形成することができる。ダミーパターンのみを除去することで、実装用ビア導体60FIのボトムが露出する。シード層で形成される実装用ビア導体のボトムと第1の樹脂絶縁層50Fの第3面は同じ平面上に位置する。金属膜で形成される実装用ビア導体のボトムと第1の樹脂絶縁層50Fの第3面が同一平面上に位置する。
A mounting via conductor formed of the
[実施形態の第1改変例]
図6(A)に実施形態の第1改変例が示されている。第1改変例のプリント配線板では、開口26は第1面Sから第2面Fに向かってテーパーしている。開口26から露出する第1回路基板の側壁26Wは第1面Sから第2面Fに向かってテーパーしている。それに対し、第2回路基板に形成されているビア導体用の開口は第4面W側から第3面V側にテーパーしている。各樹脂絶縁層に形成されているビア導体用の開口は下面から上面に向かってテーパーしている。第2回路基板に形成されている開口と第1回路基板に形成されている開口が逆向きのテーパーを有する。第2回路基板と第1回路基板で開口の向きが逆なので、反りが相殺される。第1回路基板と第2回路基板で形成されるプリント配線板の反りが小さくなる。
[First Modification of Embodiment]
FIG. 6A shows a first modification of the embodiment. In the printed wiring board according to the first modification, the
[実施形態の第2改変例]
図7(E)に実施形態の第2改変例が示されている。
図5(B)でダミーパターンの外周と開口26の外周が一致すると、凹部55Ffを有していない第2改変例のプリント配線板が得られる。第2改変例のプリント配線板では、接点CMと第1回路基板の側壁26Wがほぼ直線上に位置する。第1回路基板30と第2回路基板55Fの接点CMと接点CMに近い第1回路基板と第2回路基板が図6(C)に示されている。
[Second Modification of Embodiment]
FIG. 7E shows a second modification of the embodiment.
When the outer periphery of the dummy pattern coincides with the outer periphery of the
特許文献1の樹脂層は補強部材を含んでいない。それに対し、第1回路基板30の絶縁基板20zは補強部材を有するので、第1回路基板の強度や剛性が高い。実施形態の第2改変例に係るプリント配線板の反りは小さい。実施形態の第2改変例によれば、ヒートサイクルで反りが小さい。そのため、第1回路基板のコーナー部26Eと第2回路基板との接点CMに働くストレスが小さい。接点を起点とするクラックが第2回路基板に発生し難い。接点CMやコーナー部26Eは図6(C)に示されている。
The resin layer of Patent Document 1 does not include a reinforcing member. On the other hand, since the insulating
10 プリント配線板
26 開口
26W 側壁
30 第1回路基板
36 スルーホール導体
50F 樹脂絶縁層
50S 樹脂絶縁層
55F 第2回路基板
55Ff 凹部
55fw 側壁
58F 導体層
60F ビア導体
90 ICチップ
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記基材の第1面に形成された第1導体層と、
前記基材の第2面に形成された第2導体層と、
前記基材を貫通して、前記第1導体層と、前記第2導体層とを接続するスルーホール導体と、
前記基材の第2面側に導体層と絶縁層とが交互に積層されてなるビルドアップ層と、
前記基材の第1面側に形成された第1絶縁層と、
前記第1絶縁層及び前記基材を貫通して前記基材の第2面に積層された前記ビルドアップ層を露出させるキャビティと、を備えたプリント配線板であって、
最外層の前記第1絶縁層は、前記ビルドアップ層を形成するそれぞれの絶縁層よりも厚い。 A base material comprising a first surface and a second surface opposite to the first surface;
A first conductor layer formed on the first surface of the substrate;
A second conductor layer formed on the second surface of the substrate;
A through-hole conductor that penetrates the base material and connects the first conductor layer and the second conductor layer;
A buildup layer in which conductor layers and insulating layers are alternately laminated on the second surface side of the substrate;
A first insulating layer formed on the first surface side of the substrate;
A cavity that exposes the build-up layer laminated on the second surface of the base material through the first insulating layer and the base material, and a printed wiring board comprising:
The first insulating layer as the outermost layer is thicker than each insulating layer forming the build-up layer.
前記第1絶縁層は芯材を備えない樹脂層である。 The printed wiring board according to claim 1,
The first insulating layer is a resin layer that does not include a core material.
前記ビルドアップ層を形成する絶縁層は芯材を備えない樹脂層である。 The printed wiring board according to claim 1,
The insulating layer forming the build-up layer is a resin layer that does not include a core material.
前記ビルドアップ層の最外層上に絶縁層が形成されている。 The printed wiring board according to claim 1,
An insulating layer is formed on the outermost layer of the buildup layer.
前記ビルドアップ層の最外層上に形成された絶縁層は、前記ビルドアップ層に用いた絶縁層と同じである。 The printed wiring board according to claim 4,
The insulating layer formed on the outermost layer of the buildup layer is the same as the insulating layer used for the buildup layer.
前記第1絶縁層の厚みは15.0〜30.0μmであり、
前記ビルドアップ層を形成するそれぞれの絶縁層の厚みは10.0〜15.0μmである。 The printed wiring board according to claim 1,
The thickness of the first insulating layer is 15.0 to 30.0 μm,
The thickness of each insulating layer forming the buildup layer is 10.0 to 15.0 μm.
0.30<前記ビルドアップ層を形成するそれぞれの絶縁層の厚み/前記第1絶縁層の厚み<0.75である。 The printed wiring board according to claim 1,
0.30 <thickness of each insulating layer forming the buildup layer / thickness of the first insulating layer <0.75.
前記スルーホール導体は、前記第1面から前記第2面に向かってテーパー状になると共に、前記第2面から前記第1面に向かってテーパー状になっている。 The printed wiring board according to claim 1,
The through-hole conductor is tapered from the first surface toward the second surface, and is tapered from the second surface toward the first surface.
前記スルーホール導体と基材の第2面側のビルドアップ層に形成されたビア導体の少なくとも一部がスタック状となっている。 The printed wiring board according to claim 1,
At least a part of the via-hole conductor and the via conductor formed in the build-up layer on the second surface side of the base material are stacked.
前記のキャビティは、前記基材の第1面から第2面に向かってテーパーしている。 The printed wiring board according to claim 1,
The cavity is tapered from the first surface to the second surface of the substrate.
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