JP2017022151A - Multilayer wiring board and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数の樹脂絶縁層と複数の導体層とを交互に積層した構造を有し、複数の導体層の間が、樹脂絶縁層に形成されたビア導体によって接続される多層配線基板及びその製造方法に関するものである。 The present invention has a structure in which a plurality of resin insulation layers and a plurality of conductor layers are alternately laminated, and a multilayer wiring board in which a plurality of conductor layers are connected by via conductors formed in the resin insulation layer, and It relates to the manufacturing method.
近年、電気機器、電子機器の小型化に伴い、これらの機器に搭載される多層配線基板にも小型化が要求されている。多層配線基板が小型化されると、配線の微細化や高密度化が図られるため、これに伴って、ビア導体の直径(及び、ビア導体用のビア孔の内径)も小さくなる傾向にある。ところが、ビア孔の内径が小さくなると、従来のCO2レーザを用いたビア孔の形成が困難になるため、CO2レーザよりも短波長の紫外線レーザを用いて、ビア孔を形成することが提案されている。紫外線レーザは、CO2レーザよりもエネルギー密度が高いため、導体部分への吸収率が高いという特徴がある。 In recent years, with the miniaturization of electrical equipment and electronic equipment, miniaturization of multilayer wiring boards mounted on these equipment is also required. When the multilayer wiring board is miniaturized, the wiring is miniaturized and the density is increased. Accordingly, the diameter of the via conductor (and the inner diameter of the via hole for the via conductor) tends to be reduced. . However, if the inner diameter of the via hole is reduced, it becomes difficult to form a via hole using a conventional CO 2 laser. Therefore, it is proposed to form a via hole using an ultraviolet laser having a shorter wavelength than the CO 2 laser. Has been. Since the ultraviolet laser has a higher energy density than the CO 2 laser, it has a feature that the absorption rate into the conductor portion is high.
しかしながら、紫外線レーザを用いる場合には、以下の問題が生じる可能性がある。例えば、ビア孔を形成する樹脂絶縁層と下側に隣接する樹脂絶縁層との間に導体層が形成され、導体層の直下にビア導体が存在する場合には、導体層の直下にビア導体が存在しない場合よりも導体部分の体積が大きく、熱容量が大きい。このため、導体部分によって紫外線レーザのエネルギーを確実に吸収することができる。一方、導体層の直下にビア導体が存在しない場合には、熱容量が小さいため、紫外線レーザのエネルギーを確実に吸収できない可能性がある。この場合、導体層へのダメージが大きくなり、導体層を貫通してしまうおそれがある。 However, when using an ultraviolet laser, the following problems may occur. For example, when a conductor layer is formed between a resin insulation layer that forms a via hole and a resin insulation layer adjacent to the lower side, and a via conductor exists immediately below the conductor layer, a via conductor is located directly below the conductor layer. The volume of the conductor portion is larger and the heat capacity is larger than when no is present. For this reason, the energy of the ultraviolet laser can be reliably absorbed by the conductor portion. On the other hand, when there is no via conductor directly under the conductor layer, the heat capacity is small, so that there is a possibility that the energy of the ultraviolet laser cannot be absorbed reliably. In this case, the damage to the conductor layer is increased and the conductor layer may be penetrated.
この問題を解決するために、導体層(配線層12)の表面(上面)に、導体層へのレーザの吸収を防止するためのレーザ遮断層(導電層15)を形成する技術が従来提案されている(例えば、特許文献1参照)。このようにすれば、導体層へのダメージを軽減することができるため、歩留まりが高くなり、信頼性が向上する。 In order to solve this problem, a technique for forming a laser blocking layer (conductive layer 15) for preventing laser absorption in the conductor layer on the surface (upper surface) of the conductor layer (wiring layer 12) has been proposed. (For example, refer to Patent Document 1). In this way, damage to the conductor layer can be reduced, so that the yield is increased and the reliability is improved.
ところが、特許文献1に記載の従来技術では、導体層の表面上にレーザ遮断層が形成されるため、導体層とレーザ遮断層とからなる導体部分の表面に凹凸が生じやすい。その結果、製造される多層配線基板の寸法安定性が低下するため、信頼性が低下するおそれがある。 However, in the conventional technique described in Patent Document 1, since the laser blocking layer is formed on the surface of the conductor layer, the surface of the conductor portion composed of the conductor layer and the laser blocking layer is likely to be uneven. As a result, the dimensional stability of the manufactured multilayer wiring board is lowered, and the reliability may be lowered.
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、レーザによる導体層のダメージを軽減し、かつ導体層の表面に凹凸が生じにくくなることにより、信頼性を向上させることができる多層配線基板及びその製造方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and its purpose is to reduce the damage of the conductor layer due to the laser and to improve the reliability by making the surface of the conductor layer less likely to be uneven. An object of the present invention is to provide a multilayer wiring board and a method for manufacturing the same.
上記課題を解決するための手段(手段1)としては、複数の樹脂絶縁層と複数の導体層とを交互に積層した構造を有し、前記複数の導体層の間が、前記樹脂絶縁層に形成されたビア導体によって接続される多層配線基板であって、前記複数の樹脂絶縁層は、第1樹脂絶縁層と、前記第1樹脂絶縁層上に積層されるとともに前記第1樹脂絶縁層に隣接する第2樹脂絶縁層とを有し、前記第1樹脂絶縁層と前記第2樹脂絶縁層との間に形成される前記導体層は、第1導体部及び第2導体部からなり、前記第1導体部の直下に、前記第1樹脂絶縁層に形成された前記ビア導体が存在する一方、前記第2導体部の直下には、前記第1樹脂絶縁層に形成された前記ビア導体が存在しておらず、前記第1樹脂絶縁層の表面において前記第2導体部が配置される領域に凹み部が形成され、前記凹み部が、前記第2導体部の一部を構成する導体によって埋められており、前記第2導体部の厚さが、前記第1導体部の厚さよりも厚くなっており、前記第2導体部の直上に、前記第2樹脂絶縁層に形成された前記ビア導体が存在することを特徴とする多層配線基板がある。 Means for solving the above problems (Means 1) has a structure in which a plurality of resin insulation layers and a plurality of conductor layers are alternately laminated, and the gap between the plurality of conductor layers is the resin insulation layer. A multilayer wiring board connected by the formed via conductor, wherein the plurality of resin insulation layers are laminated on the first resin insulation layer and the first resin insulation layer. An adjacent second resin insulation layer, and the conductor layer formed between the first resin insulation layer and the second resin insulation layer comprises a first conductor portion and a second conductor portion, The via conductor formed in the first resin insulating layer is present immediately below the first conductor portion, while the via conductor formed in the first resin insulating layer is directly below the second conductor portion. Does not exist, and the second conductor portion is disposed on the surface of the first resin insulation layer. A recessed portion is formed in a region, and the recessed portion is filled with a conductor constituting a part of the second conductor portion, and the thickness of the second conductor portion is larger than the thickness of the first conductor portion. There is a multilayer wiring board characterized in that the via conductor formed in the second resin insulating layer exists immediately above the second conductor portion.
従って、手段1に記載の発明によると、第1樹脂絶縁層と第2樹脂絶縁層との間に形成される導体層において、第1樹脂絶縁層に形成されたビア導体が直下に存在しない第2導体部が、第1樹脂絶縁層に形成されたビア導体が直下に存在する第1導体部よりも厚くなっている。つまり、直下にビア導体が存在しないために導体部分の体積が小さくなる第2導体部においても、第2導体部を厚くすることによって導体部分の体積を大きくしているため、必要な熱容量を確保することができる。その結果、レーザのエネルギーを第2導体部によって確実に吸収できるため、レーザによる第2導体部のダメージを軽減することができる。また、ダメージを受けたとしても、第2導体部が厚く形成されるために、レーザによる第2導体部の貫通を防止できる。しかも、第1樹脂絶縁層の表面に凹み部を形成し、第2導体部の一部を構成する導体で凹み部を埋めることによって第2導体部を厚くしているため、第2導体部を厚くしたとしても第2導体部の表面に凹凸が生じにくくなる。以上のことから、歩留まりが高くなり、多層配線基板の信頼性が向上する。なお、「第1導体部の厚さ」とは、第1樹脂絶縁層の表面と平行かつ同じ高さに規定した仮想平面から測定した厚さのことをいう。 Therefore, according to the invention described in means 1, in the conductor layer formed between the first resin insulation layer and the second resin insulation layer, the via conductor formed in the first resin insulation layer does not exist immediately below. The two conductor portions are thicker than the first conductor portion in which the via conductor formed in the first resin insulating layer exists immediately below. That is, even in the second conductor portion where the volume of the conductor portion is reduced because there is no via conductor immediately below, the volume of the conductor portion is increased by increasing the thickness of the second conductor portion, so the necessary heat capacity is secured. can do. As a result, the energy of the laser can be reliably absorbed by the second conductor portion, so that damage to the second conductor portion due to the laser can be reduced. Moreover, even if damaged, since the second conductor portion is formed thick, penetration of the second conductor portion by the laser can be prevented. In addition, since the second conductor portion is thickened by forming a recess portion on the surface of the first resin insulating layer and filling the recess portion with a conductor constituting a part of the second conductor portion, the second conductor portion is Even if the thickness is increased, the surface of the second conductor portion is less likely to be uneven. From the above, the yield is increased and the reliability of the multilayer wiring board is improved. The “thickness of the first conductor portion” means a thickness measured from a virtual plane that is parallel to the surface of the first resin insulating layer and defined at the same height.
上記多層配線基板は、複数の樹脂絶縁層と複数の導体層とを交互に積層した構造を有している。例えば、複数の樹脂絶縁層は、第1樹脂絶縁層と、第1樹脂絶縁層上に積層されるとともに第1樹脂絶縁層に隣接する第2樹脂絶縁層とを有する。樹脂絶縁層は、絶縁性、耐熱性、耐湿性等を考慮して適宜選択することができる。樹脂絶縁層を形成する高分子材料の好適例としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂などの熱硬化性樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリプロピレン樹脂などの熱可塑性樹脂等が挙げられる。 The multilayer wiring board has a structure in which a plurality of resin insulation layers and a plurality of conductor layers are alternately stacked. For example, the plurality of resin insulation layers include a first resin insulation layer and a second resin insulation layer laminated on the first resin insulation layer and adjacent to the first resin insulation layer. The resin insulation layer can be appropriately selected in consideration of insulation, heat resistance, moisture resistance, and the like. Preferred examples of the polymer material forming the resin insulation layer include thermosetting resins such as epoxy resin, phenol resin, urethane resin, silicone resin, and polyimide resin, and heat such as polycarbonate resin, acrylic resin, polyacetal resin, and polypropylene resin. Examples thereof include a plastic resin.
また、導体層は、導電性を有する金属材料などによって形成することが可能である。例えば、第1樹脂絶縁層と第2樹脂絶縁層との間に形成される導体層は、第1導体部及び第2導体部からなる。導体層を構成する金属材料としては、例えば、銅、銀、鉄、コバルト、ニッケルなどが挙げられる。特に、導体層は、導電性が高く安価な銅からなることがよい。また、導体層は、めっきによって形成されることがよい。このようにすれば、複数の導体層を高精度かつ均一な寸法に形成することができる。仮に、導体層を例えば金属ペーストの印刷によって形成すると、導体層を高精度かつ均一な寸法に形成することが困難になるため、個々の導体層の高さにバラツキが生じるおそれがある。 The conductor layer can be formed of a conductive metal material or the like. For example, the conductor layer formed between the first resin insulation layer and the second resin insulation layer includes a first conductor portion and a second conductor portion. Examples of the metal material constituting the conductor layer include copper, silver, iron, cobalt, nickel, and the like. In particular, the conductor layer is preferably made of copper having high conductivity and low cost. The conductor layer is preferably formed by plating. In this way, a plurality of conductor layers can be formed with high accuracy and uniform dimensions. If the conductor layer is formed, for example, by printing a metal paste, it becomes difficult to form the conductor layer with high accuracy and uniform dimensions, and thus there is a possibility that the height of each conductor layer may vary.
さらに、複数の導体層の間は、樹脂絶縁層に形成されたビア導体によって接続される。ビア導体は、導電性を有する金属材料などによって形成することが可能である。ビア導体を構成する金属材料としては、例えば、銅、銀、鉄、コバルト、ニッケルなどが挙げられる。特に、ビア導体は、導電性が高く安価な銅からなることがよい。また、ビア導体は、めっきによって形成されることがよい。このようにすれば、ビア導体を簡単かつ低コストで形成することができる。しかし、ビア導体は、金属ペーストを印刷することによって形成されていてもよい。 Further, the plurality of conductor layers are connected by via conductors formed in the resin insulating layer. The via conductor can be formed of a conductive metal material or the like. Examples of the metal material constituting the via conductor include copper, silver, iron, cobalt, nickel, and the like. In particular, the via conductor is preferably made of copper having high conductivity and low cost. Further, the via conductor is preferably formed by plating. In this way, the via conductor can be formed easily and at low cost. However, the via conductor may be formed by printing a metal paste.
また、第1樹脂絶縁層の表面において第2導体部が配置される領域には凹み部が形成される。凹み部の深さは特に限定される訳ではないが、例えば、0.1μm以上であって、第1樹脂絶縁層の厚さの1/2以下であることがよい。仮に、凹み部の深さが0.1μm未満になると、凹み部に一部が充填される第2導体部が薄くなりすぎるため、第2導体部に対するレーザの貫通を防止できなくなる。一方、凹み部の深さが第1樹脂絶縁層の厚さの1/2よりも大きくなると、凹み部が第1樹脂絶縁層を貫通してしまい、凹み部に一部が形成される第2導体部が、第1樹脂絶縁層とその下層側に隣接する樹脂絶縁層との間に形成された導体層に接触する可能性がある。 Moreover, a recessed part is formed in the area | region where the 2nd conductor part is arrange | positioned in the surface of the 1st resin insulation layer. The depth of the dent is not particularly limited, but is preferably, for example, 0.1 μm or more and ½ or less of the thickness of the first resin insulating layer. If the depth of the dent portion is less than 0.1 μm, the second conductor portion partially filled in the dent portion becomes too thin, so that it is impossible to prevent laser penetration into the second conductor portion. On the other hand, when the depth of the dent becomes larger than ½ of the thickness of the first resin insulation layer, the dent penetrates the first resin insulation layer, and a second part is formed in the dent. There is a possibility that the conductor portion contacts a conductor layer formed between the first resin insulating layer and the resin insulating layer adjacent to the lower layer side.
なお、ビア導体の形成材料と第2導体部の一部を構成する導体の形成材料とが同じ種類の材料からなることがよい。このようにすれば、第2導体部の一部の形成に際してビア導体とは別の材料を準備しなくても済む。よって、多層配線基板の製造に必要な材料が少なくなるため、多層配線基板の低コスト化を図ることが可能となる。 Note that the via conductor forming material and the conductor forming material constituting a part of the second conductor portion may be made of the same type of material. In this way, it is not necessary to prepare a material different from the via conductor when forming a part of the second conductor portion. Therefore, since the material necessary for manufacturing the multilayer wiring board is reduced, the cost of the multilayer wiring board can be reduced.
上記課題を解決するための別の手段(手段2)としては、上記手段1に記載の多層配線基板を製造する方法であって、前記第1樹脂絶縁層に対してレーザ加工を行い、前記第1樹脂絶縁層を貫通するビア孔を形成するビア孔形成工程と、前記ビア孔形成工程後、前記ビア孔内に前記ビア導体を形成するビア導体形成工程と、前記第1樹脂絶縁層に対してレーザ加工を行い、前記第1樹脂絶縁層の表面において前記第2導体部が配置される領域に凹み部を形成する凹み部形成工程と、前記第1樹脂絶縁層の表面上に前記第1導体部及び前記第2導体部を形成する導体層形成工程とを含み、前記導体層形成工程が終了した時点で、前記凹み部に前記第2導体部の一部を構成する導体が形成されることにより、前記第2導体部が前記第1導体部よりも厚くなることを特徴とする多層配線基板の製造方法がある。 Another means (means 2) for solving the above-described problem is a method of manufacturing the multilayer wiring board according to the means 1, wherein the first resin insulating layer is subjected to laser processing, and the first A via hole forming step of forming a via hole penetrating through one resin insulating layer, a via conductor forming step of forming the via conductor in the via hole after the via hole forming step, and the first resin insulating layer Laser processing to form a recess in a region where the second conductor is disposed on the surface of the first resin insulation layer, and the first resin insulation layer on the surface of the first resin insulation layer. A conductor layer forming step for forming a conductor portion and the second conductor portion, and when the conductor layer forming step is completed, a conductor constituting a part of the second conductor portion is formed in the recessed portion. Thus, the second conductor portion is more than the first conductor portion. There are a method of manufacturing the multilayer wiring board characterized by comprising thick.
従って、手段2に記載の発明によると、導体層形成工程が終了した時点で凹み部に第2導体部の一部を構成する導体が形成されることにより、第1樹脂絶縁層に形成されたビア導体が直下に存在しない第2導体部が、第1樹脂絶縁層に形成されたビア導体が直下に存在する第1導体部よりも厚くなる。つまり、直下にビア導体が存在しないために導体部分の体積が小さくなる第2導体部においても、第2導体部が厚くなることによって導体部分の体積が大きくなるため、必要な熱容量を確保することができる。その結果、レーザのエネルギーを第2導体部によって確実に吸収できるため、レーザによる第2導体部のダメージを軽減することができる。また、ダメージを受けたとしても、第2導体部が厚く形成されるために、レーザによる第2導体部の貫通を防止できる。しかも、凹み部形成工程において、第1樹脂絶縁層の表面に凹み部を形成し、導体層形成工程が終了した時点で、第2導体部の一部を構成する導体で凹み部が埋まることによって第2導体部が厚くなる。このため、第2導体部を厚くしたとしても第2導体部の表面に凹凸が生じにくくなる。以上のことから、歩留まりが高くなり、多層配線基板の信頼性が向上する。 Therefore, according to the invention described in the means 2, when the conductor layer forming step is completed, the conductor constituting a part of the second conductor portion is formed in the recessed portion, thereby forming the first resin insulating layer. The second conductor portion in which the via conductor does not exist immediately below is thicker than the first conductor portion in which the via conductor formed in the first resin insulation layer exists immediately below. In other words, even in the second conductor portion where the volume of the conductor portion is reduced because there is no via conductor directly below, the volume of the conductor portion is increased by increasing the thickness of the second conductor portion, so that the necessary heat capacity is ensured. Can do. As a result, the energy of the laser can be reliably absorbed by the second conductor portion, so that damage to the second conductor portion due to the laser can be reduced. Moreover, even if damaged, since the second conductor portion is formed thick, penetration of the second conductor portion by the laser can be prevented. Moreover, in the step of forming the recess, the recess is formed on the surface of the first resin insulating layer, and when the conductor layer forming step is completed, the recess is filled with the conductor constituting a part of the second conductor portion. The second conductor portion becomes thick. For this reason, even if the thickness of the second conductor portion is increased, unevenness is less likely to occur on the surface of the second conductor portion. From the above, the yield is increased and the reliability of the multilayer wiring board is improved.
以下、手段2の多層配線基板の製造方法について説明する。 Hereinafter, the manufacturing method of the multilayer wiring board of the means 2 will be described.
まず、ビア孔形成工程を行い、第1樹脂絶縁層に対してレーザ加工を行い、第1樹脂絶縁層を貫通するビア孔を形成する。ここで、ビア孔の形成に用いられるレーザとしては、UV−YAGレーザ、エキシマレーザまたはCO2レーザなどが挙げられるが、ビア孔形成工程では、紫外線レーザを用いたレーザ加工を施すことにより、ビア孔を形成することがよい。このようにすれば、ビア孔が小径であったとしても、短波長の紫外線レーザを用いることにより、ビア孔を確実に形成することができる。 First, a via hole forming step is performed, laser processing is performed on the first resin insulating layer, and a via hole penetrating the first resin insulating layer is formed. Here, examples of the laser used for forming the via hole include a UV-YAG laser, an excimer laser, and a CO 2 laser. In the via hole forming step, laser processing using an ultraviolet laser is performed to perform via processing. It is preferable to form a hole. In this way, even if the via hole has a small diameter, the via hole can be reliably formed by using a short wavelength ultraviolet laser.
ビア孔形成工程後のビア導体形成工程では、ビア孔内にビア導体を形成する。また、凹み部形成工程では、第1樹脂絶縁層に対してレーザ加工を行い、第1樹脂絶縁層の表面において第2導体部が形成される領域に凹み部を形成する。ここで、凹み部の形成に用いられるレーザとしては、CO2レーザ、UV−YAGレーザ、エキシマレーザなどが挙げられるが、加工面積や生産性を考慮すると、CO2レーザを選択することが好適である。 In the via conductor forming step after the via hole forming step, a via conductor is formed in the via hole. In the recess forming step, laser processing is performed on the first resin insulating layer to form a recess in a region where the second conductor portion is formed on the surface of the first resin insulating layer. Here, examples of the laser used for forming the recess include a CO 2 laser, a UV-YAG laser, and an excimer laser. However, in consideration of a processing area and productivity, it is preferable to select a CO 2 laser. is there.
なお、ビア孔形成工程と凹み部形成工程とを同時に行ってもよい。このようにすれば、製造工程数を削減できるため、製造コストを低く抑えることができる。また、ビア導体形成工程では、ビア導体の形成と同時に、凹み部内に第2導体部の一部を構成する導体を形成することがよい。このようにしても、製造工程数を削減できるため、製造コストを低く抑えることができる。 In addition, you may perform a via hole formation process and a recessed part formation process simultaneously. In this way, since the number of manufacturing steps can be reduced, the manufacturing cost can be kept low. In the via conductor forming step, it is preferable to form a conductor that constitutes a part of the second conductor portion in the recessed portion simultaneously with the formation of the via conductor. Even if it does in this way, since the number of manufacturing processes can be reduced, manufacturing cost can be held down low.
続く導体層形成工程では、第1樹脂絶縁層の表面上に第1導体部及び第2導体部を形成する。以上のプロセスを経て、多層配線基板が製造される。 In the subsequent conductor layer forming step, the first conductor portion and the second conductor portion are formed on the surface of the first resin insulation layer. A multilayer wiring board is manufactured through the above processes.
以下、本発明の多層配線基板10を具体化した一実施形態を図面に基づき詳細に説明する。
Hereinafter, an embodiment embodying the
図1に示されるように、本実施形態の多層配線基板10は、ICチップ搭載用の配線基板である。多層配線基板10は、コア基板11と、コア基板11の主面12上に形成されるビルドアップ層20とからなる。
As shown in FIG. 1, the
本実施形態のコア基板11は、主面12及び裏面13を有し、縦400mm×横400mm×厚さ400μmの略矩形板状をなしている。コア基板11は、熱硬化性樹脂(エポキシ樹脂)からなり、平面方向(XY方向)における熱膨張係数が0〜20ppm/℃程度(具体的には10ppm/℃)となっている。なお、コア基板11の熱膨張係数は、0℃〜ガラス転移温度(Tg)間の測定値の平均値をいう。
The
また、コア基板11には、主面12及び裏面13を貫通する複数の貫通孔14が格子状に形成されている。そして、かかる貫通孔14内には、銅からなる導体柱15が設けられている。さらに、コア基板11の主面12には、厚さ15μmの銅からなる主面側導体層16が形成され、コア基板11の裏面13には、同じく厚さ15μmの銅からなる裏面側導体層17が形成されている。各導体層16,17は、導体柱15に電気的に接続されている。
The
図1に示されるように、ビルドアップ層20は、厚さ10μmのエポキシ樹脂からなる2層の樹脂絶縁層21,22と、銅からなる1層の導体層30とを交互に積層した構造を有している。樹脂絶縁層21,22の熱膨張係数は10〜40ppm/℃程度(具体的には17ppm/℃程度)であり、導体層30の熱膨張係数は17ppm/℃である。なお、熱膨張係数は、25℃〜150℃間の測定値の平均値をいう。本実施形態では、各樹脂絶縁層21,22のうち、第1層の樹脂絶縁層21が第1樹脂絶縁層(第1樹脂絶縁層21)となり、第2層の樹脂絶縁層22が第2樹脂絶縁層(第2樹脂絶縁層22)となっている。第2樹脂絶縁層22は、第1樹脂絶縁層21上に積層されるとともに第1樹脂絶縁層21に隣接している。
As shown in FIG. 1, the build-
図1,図2に示されるように、各樹脂絶縁層21,22には、それぞれビア孔24,25及びフィルドビア導体26,27が設けられている。各ビア孔24,25は、各樹脂絶縁層21,22に対してレーザ加工を施すことにより形成される。各フィルドビア導体26,27は、銅からなり、ビア孔24,25内に設けられている。また、第1樹脂絶縁層21に形成されたフィルドビア導体26は、導体層30と主面側導体層16との間を互いに電気的に接続しており、第2樹脂絶縁層22に形成されたフィルドビア導体27は、導体層30と後述する端子パッド41との間を互いに電気的に接続している。なお、ビア孔24,25及びフィルドビア導体26,27は、円錐台形状をなし、いずれも同一方向(図1,図2では上方向)に拡径した形状をなしている。そして、各ビア孔24,25及びフィルドビア導体26,27は、最大径(図1,図2では上端における径)が30μm、最小径(図1,図2では下端における径)が25μmとなっている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
また、図1,図2に示されるように、導体層30は、第1樹脂絶縁層21と第2樹脂絶縁層22との間に形成され、第1導体部31及び第2導体部32からなっている。第1導体部31は、第1樹脂絶縁層21に形成されたフィルドビア導体26が直下に存在するとともに、第2樹脂絶縁層22に形成されたフィルドビア導体27が直上に存在する導体層30である。第1導体部31は、外径60μm、厚さ10μm以下(本実施形態では8μm)の円板状をなしている。即ち、第1導体部31の外径は、フィルドビア導体26の最大径(30μm)よりも大きくなっている。一方、第2導体部32は、フィルドビア導体26が直下に存在しないものの、フィルドビア導体27が直上に存在する導体層30である。第2導体部32において第1樹脂絶縁層21の表面上に位置する部分は、外径60μm、厚さ10μm以下(本実施形態では8μm)の円板状をなしている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
さらに、第1樹脂絶縁層21の表面において第2導体部32が配置される領域には、凹み部33が形成されている。凹み部33は、平面視円形状をなし、開口端側(図1では上側)に向かって拡径した形状をなしている。なお、凹み部33の深さは、0.1μm以上であって、第1樹脂絶縁層21の厚さ(10μm)の1/2以下であり、本実施形態では3μmに設定されている。また、凹み部33の最大径(図1では上端における内径)は、フィルドビア導体26,27(またはビア孔24,25)の最大径(30μm)以上であり、本実施形態では40μmに設定されている。なお、凹み部33の最大径は、フィルドビア導体26,27の最大径以上であれば特に問題はない。しかし、最大径が大きすぎると、凹み部33の加工時間が長くなる可能性があるため、凹み部33の最大径は、例えば、(フィルドビア導体26,27の最大径)+(凹み部33の寸法公差)程度に設定されることがよい。
Further, a
そして、図1,図2に示されるように、凹み部33は、第2導体部32の一部を構成する導体34によって埋められている。導体34は、フィルドビア導体26,27の形成材料(銅)と同じ種類の材料からなる銅めっき層である。なお、導体34の厚さは、凹み部33の深さと等しく、かつ第2導体部32において第1樹脂絶縁層21の表面上に位置する部分の厚さ(8μm)よりも小さくなっており、本実施形態では3μmに設定されている。そして、第2導体部32の厚さは、第2導体部32において第1樹脂絶縁層21の表面上に位置する部分の厚さ(8μm)と導体34の厚さ(3μm)との和(11μm)であり、第1導体部31の厚さ(8μm)よりも厚くなっている。また、導体34の最大径は、凹み部33の最大径と等しく、かつ第2導体部32の最大径(60μm)よりも小さくなっており、本実施形態では40μmに設定されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the recessed
そして、図1に示されるように、第2樹脂絶縁層22の表面上には、フィルドビア導体27を介して導体層30に電気的に接続される厚さ15μmの端子パッド41(導体層)がアレイ状に配置されている。また、第2樹脂絶縁層22の表面は、エポキシ樹脂からなる厚さ30μm程度のソルダーレジスト層51によってほぼ全体的に覆われている。ソルダーレジスト層51の所定箇所には、ソルダーレジスト層51を厚さ方向に貫通して端子パッド41を露出させる開口部52が形成されている。端子パッド41の表面上には、複数のはんだバンプ42が配設されている。そして、各はんだバンプ42は、ICチップの面接続端子に電気的に接続されている。本実施形態のICチップは、縦12.0mm×横12.0mm×厚さ0.9mmの矩形平板状をなし、熱膨張係数が3〜4ppm/℃程度(具体的には3.5ppm/℃程度)のシリコンからなる。
As shown in FIG. 1, a terminal pad 41 (conductor layer) having a thickness of 15 μm and electrically connected to the
一方、図1に示されるように、コア基板11の裏面13上には、ビルドアップ層やソルダーレジスト層が形成されておらず、裏面側導体層17のみが形成されている。そして、裏面側導体層17の表面上には、図示しないマザーボード側との電気的な接続を図るための複数のはんだバンプ(図示略)が配設されている。
On the other hand, as shown in FIG. 1, no buildup layer or solder resist layer is formed on the
次に、本実施形態の多層配線基板10の製造方法を説明する。
Next, the manufacturing method of the
まず、コア基板準備工程では、コア基板11の中間製品を従来周知の手法により作製し、あらかじめ準備しておく。具体的に言うと、厚さ400μmの基材の両面に銅箔が貼付された銅張積層板(図示略)を準備し、コア基板11の中間製品を得る。なお、コア基板11の中間製品とは、コア基板11となるべき領域を平面方向に沿って縦横に複数配列した構造の多数個取り用コア基板である。
First, in the core substrate preparation step, an intermediate product of the
次に、コア基板11(銅張積層板)に対してドリル機を用いた孔あけ加工を行い、導体柱15を形成するための貫通孔14を所定位置にあらかじめ形成しておく。さらに、銅めっき等の周知の手法によって導体柱15を形成する。次に、主面12上に主面側導体層16を形成するとともに、裏面13上に裏面側導体層17を形成する。具体的には、主面側導体層16及び裏面側導体層17を、サブトラクティブ法やセミアディティブ法などといった周知の手法によって形成する。
Next, the core substrate 11 (copper-clad laminate) is drilled using a drill machine, and through
次に、従来周知の手法に基づいて主面12の上にビルドアップ層20を形成する。具体的に言うと、まず、主面12上に熱硬化性エポキシ樹脂を被着(貼付)することにより、第1樹脂絶縁層21を形成する(図3参照)。なお、熱硬化性エポキシ樹脂を被着する代わりに、感光性エポキシ樹脂や絶縁樹脂や液晶ポリマー(LCP:Liquid Crystalline Polymer)を被着してもよい。
Next, the
続くビア孔形成工程では、第1樹脂絶縁層21に対して紫外線レーザ(本実施形態では、波長355nmのUV−YAGレーザ)を用いたレーザ加工を行い、フィルドビア導体26が形成されるべき位置にビア孔24を形成する(図3参照)。具体的には、第1樹脂絶縁層21を貫通するビア孔24を形成し、主面側導体層16の表面を露出させる。
In the subsequent via hole forming step, the first
また、ビア孔形成工程と同時に凹み部形成工程を行う。凹み部形成工程では、上記した紫外線レーザによるレーザ加工と同時に、第1樹脂絶縁層21に対して波長10.6μmまたは9.4μmのCO2レーザを用いたレーザ加工を行い、第1樹脂絶縁層21の表面において第2導体部32が配置される領域に凹み部33を形成する(図3参照)。
Further, the recess forming step is performed simultaneously with the via hole forming step. In the step of forming the recess, simultaneously with the laser processing using the ultraviolet laser, the first
そして、ビア孔形成工程及び凹み部形成工程後に、ビア導体形成工程及び導体層形成工程を行う。ビア導体形成工程では、ビア孔24内にフィルドビア導体26を形成するとともに、凹み部33内に第2導体部32の一部を構成する導体34を形成する。導体層形成工程では、第1樹脂絶縁層21の表面上に第1導体部31及び第2導体部32を形成する。具体的には、第1樹脂絶縁層21の表面上、ビア孔24の内面及び凹み部33の内面に対する無電解銅めっきを行った後にエッチングレジストを形成し、次いで電解銅めっきを行う。さらに、エッチングレジストを除去してソフトエッチングを行う。その結果、ビア孔24内にフィルドビア導体26が形成されると同時に、凹み部33内に導体34が形成される(図4参照)。さらに、第1樹脂絶縁層21の表面上に第1導体部31及び第2導体部32が形成される(図4参照)。なお、導体層形成工程が終了した時点で、凹み部33に導体34が形成されることにより、第2導体部32が第1導体部31よりも厚くなる。
Then, after the via hole forming step and the recessed portion forming step, a via conductor forming step and a conductor layer forming step are performed. In the via conductor forming step, the filled via
次に、第1樹脂絶縁層21上に熱硬化性エポキシ樹脂を被着し、紫外線レーザ(本実施形態ではUV−YAGレーザ)を用いたレーザ加工を行うことにより、フィルドビア導体27が形成されるべき位置にビア孔25を有する第2樹脂絶縁層22を形成する(図5参照)。なお、熱硬化性エポキシ樹脂を被着する代わりに、感光性エポキシ樹脂や絶縁樹脂や液晶ポリマーを被着してもよい。次に、従来公知の手法に従って電解銅めっきを行い、ビア孔25の内部にフィルドビア導体27を形成する。これと同時に、第2樹脂絶縁層22上に端子パッド41を形成する。
Next, the filled via
次に、第2樹脂絶縁層22上に感光性エポキシ樹脂を塗布することにより、ソルダーレジスト層51を形成する。次に、所定のマスクを配置した状態で露光及び現像を行い、ソルダーレジスト層51に開口部52を形成する。さらに、端子パッド41上にはんだバンプ42を形成し、かつ、裏面側導体層17上にはんだバンプを形成する。なお、この状態のものは、多層配線基板10となるべき製品領域を平面方向に沿って縦横に複数配列した多数個取り用配線基板であると把握することができる。さらに、多数個取り用配線基板を分割すると、個々の製品である多層配線基板10が多数個同時に得られる。
Next, the solder resist
その後、多層配線基板10を構成するビルドアップ層20の表面にICチップを載置する。このとき、ICチップ側の面接続端子と各はんだバンプ42とを位置合わせする。そして、220℃〜240℃程度の温度に加熱して各はんだバンプ42をリフローすることにより、各はんだバンプ42と面接続端子とを接合し、多層配線基板10側とICチップ側とを電気的に接続する。その結果、多層配線基板10にICチップが搭載される。
Thereafter, an IC chip is placed on the surface of the
従って、本実施形態によれば以下の効果を得ることができる。 Therefore, according to the present embodiment, the following effects can be obtained.
(1)本実施形態の多層配線基板10では、第1樹脂絶縁層21と第2樹脂絶縁層22との間に形成される導体層30において、フィルドビア導体26が直下に存在しない第2導体部32が、フィルドビア導体26が直下に存在する第1導体部31よりも厚くなっている。つまり、直下にフィルドビア導体26が存在しないために導体部分の体積が小さくなる第2導体部32においても、第2導体部32を厚くすることによって導体部分の体積を大きくしているため、必要な熱容量を確保することができる。その結果、第2樹脂絶縁層22のビア孔25の形成に用いられるレーザのエネルギーを、第2導体部32によって確実に吸収できるため、レーザによる第2導体部32のダメージを軽減することができる。また、ダメージを受けたとしても、第2導体部32が厚く形成されるために、レーザによる第2導体部32の貫通を防止できる。しかも、第1樹脂絶縁層21の表面に凹み部33を形成し、第2導体部32の一部を構成する導体34で凹み部33を埋めることによって第2導体部32を厚くしているため、第2導体部32を厚くしたとしても第2導体部32の表面に凹凸が生じにくくなる。以上のことから、歩留まりが高くなり、多層配線基板10の信頼性が向上する。
(1) In the
(2)ところで、レーザによる第2導体部32のダメージを軽減する別の手法として、例えば、ビア孔25の形成に用いられるレーザのエネルギーを低下させたり、1つのビア孔25を形成する際におけるレーザの照射回数(レーザショット数)を増やしたりするなどして、少しずつ第2樹脂絶縁層22を掘削する方法が考えられる。しかし、エネルギーの低下やレーザショット数の増加は、加工時間の大幅な増加となる。また、熱の影響を小さくするために、レーザを連続照射(バースト加工)するのではなく、レーザを所定時間ごとに複数回照射(サイクル加工)する方法も考えられる。しかし、照射位置の移動が増えてしまうため、この場合も、加工時間の大幅な増加に繋がるおそれがある。
(2) By the way, as another method for reducing the damage of the
一方、本実施形態では、第2導体部32を厚くすることにより、レーザによる第2導体部32のダメージの軽減を図っている。よって、加工時間の増加に繋がるレーザの照射条件の変更を行わなくても済むため、多層配線基板10の製造効率低下を防止することができる。
On the other hand, in this embodiment, the thickness of the
(3)本実施形態では、導体層30のうち、レーザが貫通しやすい部分である第2導体部32のみを厚く形成しておけば、他の部分(第1導体部31)を薄くすることができる。よって、導体層30の薄膜化、ひいては、多層配線基板10の小型化が可能となる。
(3) In the present embodiment, if only the
(4)本実施形態では、第2導体部32の一部を構成する導体34の形成材料が、第2導体部32において第1樹脂絶縁層21の表面上に位置する部分の形成材料、第1導体部31の形成材料、及び、フィルドビア導体26,27の形成材料等と同じ種類の材料(具体的には銅)からなっている。即ち、導体部31,32やフィルドビア導体26,27等の電気抵抗が等しくなるため、多層配線基板10の導体部分における電気特性の変化を防止することができる。
(4) In this embodiment, the forming material of the
(5)本実施形態では、ビア孔24,25に加えて、凹み部33を形成しているため、工数の増加となる。しかし、比較的高速加工が可能なCO2レーザを用いてレーザ加工を行うことにより、凹み部33を形成しているため、加工時間の大幅な増加を防止することができる。
(5) In this embodiment, since the recessed
なお、本実施形態を以下のように変更してもよい。 In addition, you may change this embodiment as follows.
・上記実施形態では、第2導体部32の直下に、第1樹脂絶縁層21に形成されたフィルドビア導体26が存在しておらず、第1樹脂絶縁層21の下層側に隣接するコア基板11に、導体柱15、主面側導体層16及び裏面側導体層17が存在していた。そして、第2導体部32の一部を構成する導体34によって埋められる凹み部33の深さが、第1樹脂絶縁層21の厚さの1/2以下となっていた。
In the above embodiment, the filled via
しかし、図6に示されるように、コア基板61から導体柱15、主面側導体層16及び裏面側導体層17を省略し、第2導体部62の一部を構成する導体63によって埋められる凹み部64の深さを、第1樹脂絶縁層65の厚さの1/2より大きくしてもよい。また、図7に示されるように、第1樹脂絶縁層71とコア基板72との間に樹脂絶縁層73を配置してもよい。そして、凹み部74の深さ(即ち、凹み部74を埋める導体75の厚さ)を第1樹脂絶縁層71の厚さよりも大きくし、凹み部74の底部が樹脂絶縁層73内に到達するようにしてもよい。
However, as shown in FIG. 6, the
・上記実施形態では、凹み部33を埋める導体34、即ち、第2導体部32の一部を構成する導体34の最大径が、第2導体部32の最大径よりも小さくなっていた。しかし、導体34の最大径を、第2導体部32の最大径と等しくしてもよいし、第2導体部32の最大径よりも大きくしてもよい。
In the above embodiment, the maximum diameter of the
・上記実施形態では、ビア孔24,25の形成に用いられるレーザをUV−YAGレーザ(紫外線レーザ)とし、凹み部33の形成に用いられるレーザをCO2レーザとしていた。即ち、上記実施形態では、ビア孔24,25の形成に用いられるレーザと凹み部33の形成に用いられるレーザとが、互いに異なる種類のレーザであった。しかし、ビア孔24,25の形成に用いられるレーザと凹み部33の形成に用いられるレーザとを同じ種類のレーザ(例えばUV−YAGレーザ)としてもよい。
In the above embodiment, the laser used for forming the via holes 24 and 25 is a UV-YAG laser (ultraviolet laser), and the laser used for forming the
・上記実施形態では、ビア孔形成工程と凹み部形成工程とを同時に行っていたが、ビア孔形成工程後に凹み部形成工程を行ってもよいし、凹み部形成工程後にビア孔形成工程を行ってもよい。 In the above embodiment, the via hole forming step and the recessed portion forming step are performed simultaneously. However, the recessed portion forming step may be performed after the via hole forming step, or the via hole forming step is performed after the recessed portion forming step. May be.
・上記実施形態のビア導体形成工程では、フィルドビア導体26の形成と同時に、凹み部33内に第2導体部32の一部を構成する導体34を形成していた。しかし、フィルドビア導体26の形成後に導体34を形成してもよいし、導体34の形成後にフィルドビア導体26を形成してもよい。また、ビア導体形成工程においてフィルドビア導体26のみを形成し、ビア導体形成工程後の導体層形成工程において、第1導体部31及び第2導体部32の形成と同時に、凹み部33内に導体34を形成してもよい。
In the via conductor forming process of the above embodiment, the
・上記実施形態の多層配線基板10は、2層の樹脂絶縁層21,22を積層することによって構成されていたが、3層以上の樹脂絶縁層を積層することによって構成されていてもよい。
-Although the
・上記実施形態の多層配線基板10は、コア基板11の主面12のみにビルドアップ層20を有するビルドアップ多層配線基板であった。しかし、コア基板の主面及び裏面の両方にそれぞれビルドアップ層を有するビルドアップ多層配線基板や、コア基板を含まずに形成されたコアレス配線基板などを、本発明の多層配線基板として適用してもよい。
The
次に、前述した実施形態によって把握される技術的思想を以下に列挙する。 Next, the technical ideas grasped by the embodiment described above are listed below.
(1)上記手段1において、前記凹み部の最大径は、前記ビア導体の最大径以上であることを特徴とする多層配線基板。 (1) In the above means 1, the multilayer wiring board is characterized in that the maximum diameter of the recess is equal to or larger than the maximum diameter of the via conductor.
(2)上記手段1において、前記第2導体部の一部を構成する導体の最大径は、前記第2導体部の最大径よりも小さいことを特徴とする多層配線基板。 (2) The multilayer wiring board according to the above means 1, wherein the maximum diameter of the conductor constituting a part of the second conductor portion is smaller than the maximum diameter of the second conductor portion.
(3)上記手段1において、前記第2導体部の一部を構成する導体の厚さは、前記第2導体部の厚さよりも小さいことを特徴とする多層配線基板。 (3) In the above means 1, the multilayer wiring board characterized in that the thickness of the conductor constituting a part of the second conductor portion is smaller than the thickness of the second conductor portion.
(4)上記手段1において、前記第2導体部の一部を構成する導体は、めっき層であることを特徴とする多層配線基板。 (4) The multilayer wiring board according to the above means 1, wherein the conductor constituting a part of the second conductor portion is a plating layer.
(5)上記手段1において、前記ビア導体はフィルドビア導体であることを特徴とする多層配線基板。 (5) In the above means 1, the via conductor is a filled via conductor.
(6)上記手段2において、前記ビア導体形成工程では、前記ビア孔の内面に対するめっきを行うことにより、前記ビア導体を形成することを特徴とする多層配線基板の製造方法。 (6) In the above means 2, in the via conductor forming step, the via conductor is formed by plating the inner surface of the via hole.
10…多層配線基板
16…導体層としての主面側導体層
21,65,71…樹脂絶縁層としての第1樹脂絶縁層
22…樹脂絶縁層としての第2樹脂絶縁層
24…ビア孔
26,27…ビア導体としてのフィルドビア導体
30…導体層
31…第1導体部
32,62…第2導体部
33,64,74…凹み部
34,63,75…第2導体部の一部を構成する導体
41…導体層としての端子パッド
73…樹脂絶縁層
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記複数の樹脂絶縁層は、第1樹脂絶縁層と、前記第1樹脂絶縁層上に積層されるとともに前記第1樹脂絶縁層に隣接する第2樹脂絶縁層とを有し、
前記第1樹脂絶縁層と前記第2樹脂絶縁層との間に形成される前記導体層は、第1導体部及び第2導体部からなり、
前記第1導体部の直下に、前記第1樹脂絶縁層に形成された前記ビア導体が存在する一方、前記第2導体部の直下には、前記第1樹脂絶縁層に形成された前記ビア導体が存在しておらず、
前記第1樹脂絶縁層の表面において前記第2導体部が配置される領域に凹み部が形成され、
前記凹み部が、前記第2導体部の一部を構成する導体によって埋められており、
前記第2導体部の厚さが、前記第1導体部の厚さよりも厚くなっており、
前記第2導体部の直上に、前記第2樹脂絶縁層に形成された前記ビア導体が存在する
ことを特徴とする多層配線基板。 A multilayer wiring board having a structure in which a plurality of resin insulation layers and a plurality of conductor layers are alternately laminated, wherein the plurality of conductor layers are connected by via conductors formed in the resin insulation layer; ,
The plurality of resin insulation layers include a first resin insulation layer, and a second resin insulation layer laminated on the first resin insulation layer and adjacent to the first resin insulation layer,
The conductor layer formed between the first resin insulation layer and the second resin insulation layer comprises a first conductor portion and a second conductor portion,
The via conductor formed in the first resin insulating layer is present directly below the first conductor portion, while the via conductor formed in the first resin insulating layer is directly below the second conductor portion. Does not exist,
A recess is formed in a region where the second conductor portion is disposed on the surface of the first resin insulating layer,
The recessed portion is filled with a conductor constituting a part of the second conductor portion;
The thickness of the second conductor portion is thicker than the thickness of the first conductor portion,
The multilayer wiring board, wherein the via conductor formed in the second resin insulating layer exists immediately above the second conductor portion.
前記第1樹脂絶縁層に対してレーザ加工を行い、前記第1樹脂絶縁層を貫通するビア孔を形成するビア孔形成工程と、
前記ビア孔形成工程後、前記ビア孔内に前記ビア導体を形成するビア導体形成工程と、
前記第1樹脂絶縁層に対してレーザ加工を行い、前記第1樹脂絶縁層の表面において前記第2導体部が配置される領域に凹み部を形成する凹み部形成工程と、
前記第1樹脂絶縁層の表面上に前記第1導体部及び前記第2導体部を形成する導体層形成工程と
を含み、
前記導体層形成工程が終了した時点で、前記凹み部に前記第2導体部の一部を構成する導体が形成されることにより、前記第2導体部が前記第1導体部よりも厚くなる
ことを特徴とする多層配線基板の製造方法。 A method for producing the multilayer wiring board according to any one of claims 1 to 3,
A via hole forming step of performing laser processing on the first resin insulating layer and forming a via hole penetrating the first resin insulating layer;
A via conductor forming step of forming the via conductor in the via hole after the via hole forming step;
A recess forming step of performing laser processing on the first resin insulating layer and forming a recess in a region where the second conductor portion is disposed on a surface of the first resin insulating layer;
A conductor layer forming step of forming the first conductor portion and the second conductor portion on the surface of the first resin insulation layer,
When the conductor layer forming step is completed, the second conductor portion becomes thicker than the first conductor portion by forming a conductor constituting a part of the second conductor portion in the recessed portion. A manufacturing method of a multilayer wiring board characterized by the above.
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