JP2017063102A - プリント配線板およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】開口を有するプリント配線板の信頼性の向上。
【解決手段】実施形態のプリント配線板１は、中心部に開口１０ａを有する絶縁層１１を含み、第１面１０Ｆおよび第１面１０Ｆ側と反対側の第２面１０Ｓを有する第１回路基板１０と、第３面２０Ｔおよび第３面２０Ｔと反対側の第４面２０Ｆを有する第２回路基板２０とを備えている。第２回路基板２０は、第３面２０Ｔに電子部品の実装エリアＭを有し、第１回路基板１０の第１面１０Ｆ上に積層されていて、第１回路基板１０の開口１０ａ内に実装エリアＭを露出するように形成されている。そして、第１回路基板１０は、開口１０ａの周囲に第１面１０Ｆと第２面１０Ｓを貫通する導体ポスト１２をさらに含み、導体ポスト１２の側面には、導体ポスト１２の中心部の材料よりも軟質な金属材料からなる被膜１２ｂが形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、開口の周囲に導体ポストを有するプリント配線板、およびその製造方法に関する。

特許文献１には、半導体素子が搭載されるベース基板と、この半導体素子を収納するキャビティ部を有するキャビティ基板とを含むパッケージ基板が開示されている。キャビティ部の周囲には、ベース基板とキャビティ基板とを接続すると共に、このパッケージ基板と他のパッケージ基板とを接続するカッパーポストが形成されている。ベース基板とキャビティ基板とは接着剤で接合され、その接着剤がカッパーポストの周囲に回り込んでキャビティ基板と接合されている。

特開２０１５−６０９１２号公報

特許文献１のパッケージ基板のようにキャビティ部を有する配線板では、キャビティ部は薄いため、比較的強度が低いと考えられる。さらに、半導体素子の動作に伴う発熱によりキャビティ部付近では温度変化が生じ易いと推察される。そのため、周囲の温度変化や半導体素子の動作に伴って配線板に反りが生じ易いと考えられる。配線板に反りが生じると、ベース基板とキャビティ基板との接着剤による接合部、および、キャビティ基板とカッパーポストとの間が剥離することがあると考えられる。また、ベース基板のキャビティ部付近にクラックが生じることがあると考えられる。

本発明のプリント配線板は、中心部に開口を有する絶縁層を含み、第１面および第１面側と反対側の第２面を有する第１回路基板と、第３面および前記第３面と反対側の第４面を有すると共に、第３面に電子部品の実装エリアを有し、前記第１回路基板の第１面上に積層されていて、前記第１回路基板の前記開口内に前記実装エリアを露出する第２回路基板と、を備えている。そして、前記第１回路基板は、前記開口の周囲に第１面と第２面を貫通する導体ポストをさらに含み、前記導体ポストの側面には、前記導体ポストの中心部の材料よりも軟質な金属材料からなる被膜が形成されている。

本発明のプリント配線板の製造方法は、ベース板上に第１面と前記第１面とは反対面の第２面を有する絶縁層を含む第１回路基板を形成することと、前記絶縁層の前記支持板側と反対側の第２面から枠状の溝を形成することと、前記枠状の溝および前記溝に囲まれた前記絶縁層を被覆するように剥離膜を形成することと、前記絶縁層の第２面上および前記剥離膜上に第２回路基板を形成することと、前記ベース板を除去することと、前記絶縁層の第２面側に前記枠状の溝を露出させることと、前記絶縁層のうちの前記溝で囲まれている部分を剥離することにより開口を形成することと、前記剥離膜を除去することにより前記第２回路基板の一部を実装エリアとして前記開口内に露出させることと、を含んでいる。そして、前記第１回路基板は、中心部に開口を有し、前記開口の周囲に前記絶縁層の第１面と第２面を貫通する導体ポストをさらに含み、前記導体ポストの側面には、前記導体ポストの材料よりも軟質な金属材料からなる被膜が形成されている。

本発明の実施形態によれば、第１回路基板に導体ポストが形成されている。その導体ポストの側壁には、中心部の導体ピンよりも軟質な金属材料からなる被膜が形成されている。導体ポストの中心部と外周の被膜との密着性は向上していると考えられる。絶縁層との間に熱膨張率差があっても、被膜により応力を吸収し得ると考えられる。その結果、プリント配線板の反りや、導体ポストと絶縁層との間および第１回路基板と第２回路基板との間の剥離力が抑制され易いと考えられる。

本発明の一実施形態のプリント配線板の断面図。 図１に示されるプリント配線板の平面図。 本発明の一実施形態のプリント配線板の製造方法の一例を示す図。 本発明の一実施形態のプリント配線板の製造方法の一例を示す図。 本発明の一実施形態のプリント配線板の製造方法の一例を示す図。 本発明の一実施形態のプリント配線板の製造方法の一例を示す図。 本発明の一実施形態のプリント配線板の製造方法の一例を示す図。 本発明の一実施形態のプリント配線板の製造方法の一例を示す図。 本発明の一実施形態のプリント配線板の製造方法の一例を示す図。 本発明の一実施形態のプリント配線板の製造方法の一例を示す図。 本発明の一実施形態のプリント配線板の製造方法の一例を示す図。 本発明の一実施形態のプリント配線板の製造方法の一例を示す図。 本発明の一実施形態のプリント配線板の製造方法の一例を示す図。 本発明の一実施形態のプリント配線板の製造方法の一例を示す図。 本発明の一実施形態のプリント配線板の製造方法の一例を示す図。 図１のプリント配線板の変形例を示す断面図。 本発明の他の実施形態のプリント配線板の例を示す断面図。

つぎに、本発明の一実施形態のプリント配線板が図面を参照しながら説明される。実施形態のプリント配線板１は、図１に示されるように、中心部に開口１０ａを有する絶縁層１１を含み、第１面１０Ｆおよび第１面１０Ｆ側と反対側の第２面１０Ｓを有する第１回路基板１０と、第３面２０Ｔおよび第３面２０Ｔと反対側の第４面２０Ｆを有する第２回路基板２０とを備えている。なお、第１回路基板１０の第１面１０Ｆおよび第２面１０Ｓは、絶縁層１１の第１面および第２面と、それぞれ一致する。また、第２回路基板２０の第４面２０Ｆはビルドアップ配線層２５の最外層の導体層２６ｄの露出面である。第２回路基板２０は、第３面２０Ｔに電子部品の実装エリアＭを有し、第１回路基板１０の第１面１０Ｆ上に積層されていて、第１回路基板１０の開口１０ａ内に実装エリアＭを露出するように形成されている。そして、第１回路基板１０は、開口１０ａの周囲に第１面１０Ｆと第２面１０Ｓを貫通する導体ポスト１２をさらに含み、導体ポスト１２の側面には、導体ポスト１２の中心部１２ａの材料よりも軟質な金属材料からなる被膜１２ｂが形成されている。

実施形態では、第１回路基板１０が、中心部に開口１０ａを有し、その周囲に第１面１０Ｆと第２面１０Ｓとを貫通する導体ポスト１２を有している。そして、その導体ポスト１２の側面に中心部１２ａの材料よりも軟質な金属材料からなる被膜１２ｂが形成されていることに特徴がある。すなわち、導体ポスト１２は、導体ピン１２ａと、導体ピン１２ａの周囲の被膜１２ｂとを有している。導体ピン１２ａは、たとえば、１００ｍｍ以上で、２００ｍｍ以下の太さの銅ワイヤを、８０ｍｍから１８０ｍｍ程度の長さに切断することにより形成される。被膜１２ｂは、たとえばスズめっき膜である。すなわち、「導体ポスト１２の中心部の金属材料よりも軟質な材料」は、この例では、導体ピン１２ａの材料である銅よりも柔らかい材料であるスズ（Ｓｎ）などの被膜１２ｂを意味している。このような軟質な材料としては、低融点材料が挙げられるが、これには限定されない。被膜１２ｂの材料は、中心部の材料よりも応力を吸収しやすい材料であればよい。この被膜１２ｂの形成により、絶縁層１１に反りの応力が働いても、その応力が吸収されやすいと考えられる。また、導体ポスト１２と絶縁層１１との間の熱膨張率差に基づく応力がかかっても、その熱歪みによる応力が吸収されやすいと考えられる。

このような導体ポスト１２は、導体ピン１２ａの周囲に、たとえばバレルメッキなどにより被膜１２ｂを設けることにより形成される。導体ピン１２ａは、前述のように、たとえば銅ワイヤなどの所望の太さのワイヤを所望の長さに切断することにより得られる。このように導体ピン１２ａの材料には、好ましくは銅が用いられる。銅は小さい電気抵抗を有し、かつ、安価であるからである。しかし、導体ピン１２ａの材料は銅に限定されない。銅を含む材料など、被膜１２ｂよりも高い融点を有し、かつ、電気抵抗の小さい材料が用いられ得る。この導体ピン１２ａの周囲全体に、被膜１２ｂが形成されると、被膜１２ｂは端面（切断面）にも形成される。しかし、必ずしも端面まで被膜１２ｂが形成される必要はない。たとえば、銅ワイヤの状態でその表面（側面）のみに被膜１２ｂが形成されていてもよい。この場合、切断面には被膜１２ｂは形成されない。しかし、後述される製造方法で示されるように、この導体ポスト１２の一端面を第１パッド１３または金属膜８１（図３Ｃ参照）に融着することによりプリント配線板１が製造される場合には、導体ポスト１２の一端面は、低融点材料で被覆されていることが好ましい。一方、たとえば導電性接着剤により、第１パッド１３または金属膜８１上に導体ポスト１２が立てられてもよい。この場合は、端面まで軟質な金属材料で被膜１２ｂが形成されていなくてもよい。逆に、後述される第２回路基板２０がこの上に積層され、導体ポスト１２が第２回路基板２０のビア導体と接続される場合には、軟質な金属材料はない方が好ましい。この場合は、後述されるように、研磨により被膜１２ｂは除去されることもある。

この被膜１２ｂは、めっきによらなくても、柔らかい金属材料をワイヤ１２ａの周囲に被覆することにより形成されてもよい。厚い被膜１２ｂが形成されやすい。被膜１２ｂが厚いほど、応力が吸収されやすい。しかし、被膜１２ｂが厚くなり過ぎると、導体ピン１２ａとの密着性が低下する。また、被膜１２ｂがめっきで形成される場合には時間がかかりコストアップになる。そのため、被膜１２ｂは、１μｍ以上、１０μｍ以下の厚さに形成される。さらに好ましくは、被膜１２ｂの厚さは、３μｍ以上、８μｍ以下である。また、この導体ポスト１２は、開口１０ａの周囲に２列に形成されるとは限らず、１列または３列以上の導体ポスト１２が形成されてもよい。また、複数列に形成される場合に、各導体ポスト１２の太さが同じである必要はない。電源、グランド用の導体ポストは太く、信号用の導体ポスト１２は細く形成されてもよい。

前述のように、導体ポスト１２は、第２回路基板２０の第１ビア導体２２と接続される場合には、端面に被膜１２ｂを有しない方が好ましい。そのため、製造方法の一例が後述されるように、絶縁層１１および導体ポスト１２の平坦化の際に、導体ポスト１２の端面も研磨することにより、被膜１２ｂが除去される。なお、その反対面の端面は、図１に示される例では、第１パッド１３に接続されている。その第１パッド１３の、導体ポスト１２との接続面と反対面（裏面）が露出している。この第１パッド１３の裏面は第１回路基板１０の第２面１０Ｓから凹んでいる。

絶縁層１１は、たとえば、シリカなどの無機フィラーを含むエポキシなどの絶縁性の樹脂材料で形成される。絶縁層１１は、好ましくは、ガラス繊維などの補強材を含まない樹脂材料で形成される。絶縁層１１の形成時に樹脂材料が十分に流動し、ボイドなどを多く生ずることなく第１および第２導体ポストが適切に覆われると考えられる。絶縁層１１は、好ましくは、モールド成形用のモールド樹脂で形成される。

絶縁層１１の中心部側には、第１回路基板１０の第１面１０Ｆから第２面１０Ｓを貫通する開口１０ａが形成されている。この開口１０ａと第２回路基板２０の第３面に形成される凹部２１ａとで、キャビティＣが形成されている。凹部２１ａは、後述される製造方法の関係で形成されているが、無くても構わない。要は、絶縁層１１の開口１０ａと第１樹脂絶縁層２１の露出面を底面としてキャビティＣが形成されている。キャビティＣの底面が実装エリアＭとなり得る。キャビティＣの深さは、たとえば、キャビティＣ内に配置される電子部品の厚さなどに応じて決定され、絶縁層１１の厚さの選択などにより調整され得る。

第１樹脂絶縁層２１は、たとえば、エポキシなどの樹脂材料により形成される。第１樹脂絶縁層２１は、好ましくは、図１に示されるように、補強材２１ｂに含浸された樹脂材料で形成される。補強材２１ｂとしては、ガラス繊維が例示される。補強材２１ｂにより機械的強度が高められる。そのため、プリント配線板１に反りが生じたり、キャビティＣの周囲に応力が生じたりしても、クラックが生じ難いと考えられる。しかし、第１樹脂絶縁層２１は、補強材を含まないエポキシなどの樹脂材料で形成されていてもよい。

第１樹脂絶縁層２１には、第１樹脂絶縁層２１を貫通する第１ビア導体２２と第３ビア導体２３とが形成されている。第１ビア導体２２は凹部２１ａ以外の領域に形成されている。導体ポスト１２の第１回路基板１０の第１面１０Ｆ側の端面は、第１ビア導体２２の第１回路基板１０側の端面と介在物を間に挟むことなく直接接続されている。すなわち、導体ポスト１２の周囲に形成されている被膜１２ｂも除去されている。導体ピン１２ａに直接第１ビア導体２２が接続されている。それにより、たとえば銅からなる同じ材料同士が接続されている。第１回路基板１０と第２回路基板２０とが、より強固に接合していると考えられる。

実施形態のプリント配線板１では、第２回路基板２０は、第１樹脂絶縁層２１を含むビルドアップ配線層２５を含んでいる。ビルドアップ配線層２５は、第１回路基板１０の第１面１０Ｆ上に積層されている。ビルドアップ配線層２５には導体層と樹脂絶縁層とが交互に積層されている。図１の例では、ビルドアップ配線層２５は、導体層２６ａ〜２６ｄのそれぞれと、第１樹脂絶縁層２１および層間樹脂絶縁層２７ａ〜２７ｃのそれぞれとが交互に積層されて形成されている。層間樹脂絶縁層２７ａ〜２７ｃそれぞれに、層間樹脂絶縁層２７ａ〜２７ｃをそれぞれ貫通する第２ビア導体２８ａ〜２８ｃが形成されている。ビルドアップ配線層２５は、図１に示される例では、４層構造のビルドアップ配線層２５で、４層の導体層２６ａ〜２６ｄで形成されているが、３層以下または５層以上の導体層を含んでいてもよい。たとえば、第１樹脂絶縁層２１および第１樹脂絶縁層２１上の導体層２６ａだけが形成されていてもよい。

図１の例では、第２回路基板２０の第４面２０Ｆ上にソルダーレジスト層２９が形成されている。ソルダーレジスト層２９は、導体層２６ｄの第２回路基板２０の第４面２０Ｆ側の面の一部を露出する複数の開口２９ａを有している。導体層２６ｄの開口２９ａ内の露出面は第２パッド２６ｄ１である。

層間樹脂絶縁層２７ａ〜２７ｃの材料は特に限定されないが、たとえばフィラーが混入されたエポキシ樹脂などで形成される。好ましくは、補強材を含まない樹脂材料が用いられる。ファインピッチの導体パターンを有する導体層２６ｂ〜２６ｄが容易に形成され得る。

第１および第３ビア導体２２、２３の第１回路基板１０側と反対側の端面は導体層２６ａに接続されており、導体層２６ａを介して第２ビア導体２８ａに接続されている。第２ビア導体２８ａ〜２８ｃは、平面視で互いに重なる位置に形成され、所謂スタックビアを形成している。第２ビア導体２８ｃの第２回路基板２０の第４面２０Ｆ側の端面は導体層２６ｄに接続されている。それにより、第１ビア導体２２は、第２ビア導体２８ａ〜２８ｃを介して第２パッド２６ｄ１と接続されている。第２パッド２６ｄ１は、たとえば、外部のマザーボードなどに接続される。たとえば、第１パッド１３に接続される外部の電子部品などが、第２パッド２６ｄ１側の外部のマザーボードなどと短い経路で電気的に接続され得る。

第３ビア導体２３は実装エリアＭに形成されている。第３ビア導体２３の端面は実装エリアＭに露出している。第３ビア導体２３の実装エリアＭへの露出面により、図示されない電子部品との接続パッドが形成されている。キャビティＣ内に配置される電子部品の電極などが、第３ビア導体２３の露出面に接続され得る。キャビティＣに配置される電子部品は、たとえば、半導体素子、受動素子、再配線層を有するインターポーザ、再配線層を有する半導体素子、ＷＬＰ（Wafer Level Package）などである。

第１ビア導体２２、第２ビア導体２８ａ〜２８ｃ、および第３ビア導体２３は、いずれも、第２回路基板２０の第４面２０Ｆ側から第３面２０Ｔ側に向かって先細りとなるテーパー形状に形成されている。

図２に平面図が示されるように、第１回路基板１０の開口１０ａは、四角形の平面形状に形成されている。従って、第１樹脂絶縁層２１の凹部２１ａも四角形の平面形状に形成され、キャビティＣの平面形状も四角形になり得る。開口１０ａ、凹部２１ａ、およびキャビティＣの形状は、これに限定されず、四角形以外の多角形や円形などであってもよい。

一実施形態のプリント配線板の製造方法が、図３Ａ〜３Ｍを参照して説明される。

図３Ａに示されるように、たとえば、ベース板８０および金属膜８１が用意される。ベース板８０には、たとえば、プリプレグなどからなる樹脂絶縁板または銅などの金属板が用いられる。金属膜８１は、たとえば、キャリア銅箔付き銅箔と言われるように、キャリア銅箔８１ａに貼り付けられる。このキャリア銅箔８１ａがベース板８０の両面に接合されている。キャリア銅箔８１ａと金属膜８１とは、たとえば、外周付近の余白部において接着剤により接合されている。キャリア銅箔８１ａと金属膜８１とは、熱可塑性の接着剤（図示せず）により全面において接合されてもよい。金属膜８１は、たとえば、３μｍ以上、８μｍ以下の厚さを有している。キャリア銅箔８１ａとベース板８０との接合は、ベース板８０がプリプレグの場合には、加熱、加圧により接合される。しかし、接着剤などにより接合されてもよい。

図３Ａ〜３Ｋには、ベース板８０の両側の面にプリント配線板１が形成される例が示されている。しかし、ベース板８０の一方の面だけにプリント配線板１が形成されてもよい。なお、図３Ｂ〜３Ｋが参照される以下の説明では、ベース板８０の他面側（図の下側）についての説明は省略されている。図３Ｂ〜３Ｋ中のベース板８０の他面側の符号も適宜省略されている。

図３Ｂに示されるように、第１パッド１３が形成される。たとえば図示されていないめっきレジストマスクが金属膜８１上に全面に形成され、第１パッド１３の形成場所のみに開口が形成される。そして、レジストマスクの開口の形成領域に、金属膜８１をシード層とし、たとえば銅の電解めっきにより第１パッド１３が形成される。その後、レジストマスクが除去されることにより、図３Ｂに示される構造になる。なお、第１パッド１３の厚さは、１０μｍ以上で、２５μｍ以下程度である。

次に、導体ポスト１２が形成される。導体ポスト１２は、導体ピン１２ａの周囲に、導体ピン１２ａよりも軟質の金属材料からなる被膜１２ｂを形成することにより得られる。導体ピン１２ａは、たとえば前述の太さの銅ワイヤを前述の長さに切断することにより得られる。そして、導体ポスト１２は、たとえばバレルメッキなどの方法により、導体ピン１２ａの周囲全面にスズめっき被膜が設けられることにより形成される。この被膜１２ｂの材料はＳｎに限定されず、たとえばＳｎ／Ｐｂ、Ｎｉ／Ａｕ、Ｎｉ／Ｐｄ／Ａｕなどでもよい。また、被膜１２ｂの形成方法はバレルメッキに限定されない。軟質な材料からなる金属被膜が形成されればよい。ワイヤの状態で被膜１２ｂが形成され、その後に切断されてもよい。

その後、図３Ｃに示されるように、導体ポスト１２が、第１パッド１３に接合される。この導体ポスト１２の第１パッド１３への接合は、導体ポスト１２を１個ずつ第１パッド１３上に立て、リフローすることによりＳｎを融着することにより行われる。このリフローは、被膜１２ｂを溶融するが導体ピン１２ａを溶融しない温度にて行われる。導体ポスト１２を立てる方法としては、第１パッドの位置に開口を備えたマスクを用いることもできる。しかし、融着ではなくて、導電性接着剤により接合されてもよい。特に、導体ピン１２ａの側面だけに被膜１２ｂが形成されている場合には、導電性接着剤により接合されることが好ましい。側面だけに被膜１２ｂを有する導体ピン１２ａは、たとえば電解めっきを表面に施された金属ワイヤを所望の長さに切断することにより得られる。

図３Ｄに示されるように、導体ポスト１２を被覆するように金属膜８１上に絶縁層１１が形成される。たとえば、フィルム状の樹脂材料を導体ポスト１２上に積層し、加熱および加圧することにより絶縁層１１が形成される。樹脂材料には、たとえば、ガラス繊維などの補強材を含まないエポキシ樹脂、好ましくは、流動性の良好なモールド成形用の樹脂が用いられる。

図３Ｅに示されるように、絶縁層１１のベース板８０と反対側の表面が、たとえば、バフ研磨などにより研磨される。この研磨は、導体ポスト１２の導体ピン１２ａの端面が露出するように行われる。すなわち、導体ポスト１２の端面に形成されている被膜１２ｂも除去される。その結果、導体ポスト１２の高さにバラツキがあっても、この研磨により導体ポスト１２の端面が平坦化される。また、この表面に形成される第１ビア導体２２（図１参照）との接続がより確実で堅固になる。さらに、絶縁層１１の第１面、すなわち第１回路基板１０の第１面１０Ｆと、導体ポスト１２の端面とがほぼ面一になる。図３Ｅまでの工程を経ることにより、ベース板８０上に、第１面１０Ｆおよび第１面１０Ｆとは反対面の第２面１０Ｓを有する第１回路基板１０が形成される。第１回路基板１０は、たとえば、１００μｍ以上、２００μｍ以下の厚さに形成される。導体ポスト１２および第１パッド１３の合計の高さは、第１回路基板１０の厚さとほぼ同じ長さ（金属膜８１からの高さ）を有している。

図３Ｆに示されるように、絶縁層１１に、ベース板８０側と反対側の第１面１０Ｆから第２面１０Ｓに至る枠状の溝１０ｃが形成される。すなわち、金属膜８１まで達する溝１０ｃが形成される。溝１０ｃは、第１回路基板１０の開口の形成領域の外周に形成される。溝１０ｃは、たとえば、レーザ光の照射により形成される。溝１０ｃはドリル加工などの他の方法で形成されてもよい。なお、後述の第１回路基板１０の開口の形成時に、溝１０ｃに囲まれている部分１１ａ（図３Ｍ参照）と周囲の絶縁層１１との分離が可能であれば、溝１０ｃは第２面１０Ｓに至っていなくてもよい。

図３Ｇに示されるように、枠状の溝１０ｃおよび絶縁層１１の溝１０ｃに囲まれた部分を被覆するように剥離膜８３が設けられる。たとえば、フィルム状の固定材８４が絶縁層１１上に積層され、固定材８４上に剥離膜８３が積層される。固定材８４の一部が溝１０ｃ内へ入り込むように、剥離膜８３が絶縁層１１側にプレスされてもよい。剥離膜８３は、絶縁層１１の溝１０ｃで囲まれた部分の剥離を容易にする。また、剥離膜８３は、固定材８４と共に、後述の第１樹脂絶縁層２１（図３Ｈ参照）の形成において第１樹脂絶縁層２１の樹脂材料の溝１０ｃへの侵入を防止する。また、剥離膜８３は、後述の第３ビア導体２３（図１参照）用の貫通孔の形成に用いられるレーザ光のストッパとなり得る。図３Ｇに示される例では、枠状の溝１０ｃの外縁内の領域とほぼ同じ大きさの剥離膜８３が設けられている。剥離膜８３としては、金属箔が例示され、好ましくは銅箔が用いられる。

固定材８４は、剥離膜８３と分離可能に密着し、絶縁層１１とも良好に密着する材料で構成されている。図３Ｇに示されるように、固定材８４の一部が溝１０ｃ内へ入り込んでもよい。溝１０ｃ内への第１樹脂絶縁層２１（図３Ｈ参照）の樹脂材料の侵入が確実に防止されると考えられる。固定材８４の材料としては、ポリイミド樹脂が例示される。離型剤などに用いられる材料やシリコーンゴムなどが含まれていてもよい。固定材８４はペースト状の状態でマスクなどを用いて塗布されてもよい。

つぎに、絶縁層１１の第１面１１Ｆ上および剥離膜８３上に、第２回路基板２０（図１参照）が形成される。

図３Ｈに示されるように、絶縁層１１の第１面、すなわち第１回路基板１０の第１面１０Ｆ上および剥離膜８３上に第１樹脂絶縁層２１が形成される。たとえば、ガラス繊維などの補強材２１ｂを含むプリプレグが第１回路基板１０の第１面１０Ｆ上および剥離膜８３上に積層され、加熱および加圧される。図３Ｈに示されるように、銅箔２６ａ１が第１樹脂絶縁層２１上に積層されてもよい。

図３Ｉに示されるように、第１樹脂絶縁層２１上に導体層２６ａが形成される。また、第１樹脂絶縁層２１を貫通して導体ポスト１２に接続される第１ビア導体２２が形成され、剥離膜８３上に第３ビア導体２３が形成される。たとえば、第１樹脂絶縁層２１の第１および第３のビア導体２２、２３の形成位置に、レーザ光の照射により第１樹脂絶縁層２１を貫通する貫通孔がそれぞれ形成される。すなわち、第１ビア導体２２が接続される導体ポスト１２上、および剥離膜８３上で、図示しない電子部品の電極に対応する部分に、貫通孔が形成される。そして、貫通孔内、および第１樹脂絶縁層２１上（銅箔２６ａ１が積層されている場合は銅箔２６ａ１上）に、無電解めっきやスパッタリングなどにより金属膜（図示せず）が形成される。この金属膜をシード層として、セミアディティブ法により導体層２６ａ、第１および第３のビア導体２２、２３が形成される。第１ビア導体２２は、貫通孔内に露出する導体ポスト１２の端面上に形成される。第１ビア導体２２は、図３Ｉに示されるように、導体ポスト１２に直接接続されている。図示されていないが、導体層２６ａは、シード層として用いられた金属膜を含んでいる。導体層２６ａは銅箔２６ａ１を含んでいてもよい。電解めっきによる導体層２６ａの形成後、図示しない金属膜および銅箔２６ａ１はエッチングにより除去される。

次に、図３Ｊに示されるように、第１樹脂絶縁層２１および導体層２６ａ上に、層間樹脂絶縁層２７ａが、たとえば、フィルム状の樹脂材料の積層、加熱および加圧により形成される。そして、第１樹脂絶縁層２１上に導体層２６ａと第２ビア導体２３を形成したのと同様の方法で、層間樹脂絶縁層２７ａ上に導体層２６ｂが形成される。また、層間樹脂絶縁層２７ａを貫通し、導体層２６ａと導体層２６ｂとを接続する第２ビア導体２８ａが形成される。

さらに、図１に示される例では、ビルドアップ配線層２５が４層構造であるため、層間樹脂絶縁層２７ａおよび導体層２６ｂ上に、層間樹脂絶縁層２７ｂ、導体層２６ｃ、層間樹脂絶縁層２７ｃ、および導体層２６ｄが順に形成される。また、層間樹脂絶縁層２７ｂ、２７ｃをそれぞれ貫通する第２ビア導体２８ｂ、２８ｃが形成される。層間樹脂絶縁層２７ｂ、２７ｃは、層間樹脂絶縁層２７ａと同様の方法で、導体層２６ｃ、２６ｄは、導体層２６ｂと同様の方法で、第２ビア導体２８ｂ、２８ｃは第２ビア導体２８ａと同様の方法で、それぞれ形成され得る。それにより、第１回路基板１０の第１面１０Ｆ上に第２回路基板２０が形成される。

層間樹脂絶縁層２７ａ〜２７ｃは、たとえば、１０μｍ以上、１００μｍ以下の厚さにそれぞれ形成される。導体層２６ａ〜２６ｄ、第１および第３ビア導体２２、２３、ならびに第２ビア導体２８ａ〜２８ｃの材料は特に限定されないが、好ましくは銅が用いられ、電解めっきにより形成される。導体層２６ａ〜２６ｄは、たとえば、１０μｍ以上、２５μｍ以下の厚さに、それぞれ形成される。

図３Ｊに示される例では、第２回路基板２０の第４面（導体層２６ｄの表面）２０Ｆ上にソルダーレジスト層２９が形成されている。たとえば、第４面２０Ｆ上への感光性のエポキシ樹脂層の形成、露光および現像により、開口２９ａを有するソルダーレジスト層２９が形成される。感光性のエポキシ樹脂は無機フィラーを含んでいてもよい。

図３Ｋに示されるように、金属膜８１とベース板８０とが分離される。たとえば、キャリア銅箔８１ａと金属膜８１とが接合されている余白部の接合箇所が切除されることにより、金属膜８１とキャリア銅箔８１ａとが分離される。熱可塑性の接着剤が用いられている場合は、加熱状態で金属膜８１とキャリア銅箔８１ａとが引き離される。キャリア銅箔８１ａはベース板８０に接合されたまま金属膜８１と分離される。ベース板８０との分離により第１回路基板１０の第２面１０Ｓ上に金属膜８１が露出する。このベース板８０の除去により、２個のプリント配線板の組立体が得られるが、以後の図面ではその一方のみが示される。

図３Ｌに示されるように、金属膜８１がエッチングなどにより除去される。その結果、枠状の溝１０ｃが、第１回路基板１０の第２面１０Ｓ側に露出する。なお、金属膜８１の除去により露出する第１パッド１３の表面が、金属膜８１のオーバーエッチングにより、第１回路基板１０の第２面１０Ｓよりも凹んでもよい。金属膜８１の薄い膜でも残存すると、導体ポスト１２間がショートするので、オーバーエッチングされることが好ましい。

その後、図３Ｍに示されるように、絶縁層１１のうちの枠状の溝１０ｃで囲まれている除去部分１１ａが剥離膜８３から剥離され、第１回路基板１０から除去される。たとえば、溝１０ｃで囲まれている除去部分１１ａが、真空吸着や接着などにより治工具などに固定される。この治工具などを引き上げることにより溝１０ｃで囲まれている除去部分１１ａが剥離膜８３から剥離される。図３Ｍに示されるように、好ましくは、固定材８４も剥離膜８３から剥離され、絶縁層１１の除去部分１１ａと共に除去される。第１回路基板１０に開口１０ａが形成される。開口１０ａに剥離膜８３が露出している。

開口１０ａに露出している剥離膜８３が、たとえばエッチングにより除去される。固定材８４が剥離膜８３上に残存している場合は、好ましくは、剥離膜８３と共に固定材８４の残存物が除去される。図１に示される一実施形態のプリント配線板１が完成する。剥離膜８３の除去により、開口１０ａの下の第１樹脂絶縁層２１に凹部２１ａが形成される。開口１０ａおよび凹部２１ａからなるキャビティＣが形成されている。キャビティＣの底面には、第３ビア導体２３の端面が露出し、電子部品の接続パッドが形成されている。第２回路基板２０の一部が、電子部品の実装エリアＭとして開口１０ａ内に露出している。第１および第２導体ポスト１２、１３の第１回路基板１０の第２面１０Ｓ側の端面が、剥離膜８３の除去時にエッチングされて第２面１０Ｓよりも凹んでいる。

４層より少ない導体層を有する第２回路基板２０が形成される場合は、導体層２６ｂ〜２６ｄおよび層間樹脂絶縁層２７ａ〜２７ｃのいずれか１組または全部が省略される。４層より多い導体層を有する第２回路基板２０が形成される場合は、層数に応じて、層間樹脂絶縁層２７ａおよび導体層２６ｂの形成と同様の方法で、層間樹脂絶縁層および導体層の形成が繰り返される。

第１樹脂絶縁層２１は、図３Ｈに示される例では補強材を含むプリプレグの積層により形成されているが、第１樹脂絶縁層２１の形成方法は、これに限定されない。第１樹脂絶縁層２１は、図４に示されるように、第１回路基板１０の絶縁層１１と同様の材料で補強材などを含まない絶縁樹脂層２４により形成されてもよい。たとえばモールド樹脂のフィルム状のエポキシ樹脂などを第１回路基板１０の第１面１０Ｆ上などに積層し、加熱および加圧することにより、第１回路基板１０の絶縁層１１と同様に形成されてもよい。この場合、ファインピッチの導体パターンが形成され得るように、好ましくは、絶縁樹脂層２４上に銅箔を積層することなく導体層が形成される。なお、図４に示されるプリント配線板１ａでは、この絶縁樹脂層２４が図１に示される例と異なるだけなので、図１と同じ部分には同じ符号が付され、その説明は省略される。

このような絶縁樹脂層２４が第２回路基板２０の第１回路基板１０と接する面に形成されることにより、第１回路基板１０との密着性が向上する。第１回路基板１０に開口が形成され、上下で不均一な構成になっていても、同様の樹脂絶縁層により接続されることにより、反りなどに対する信頼性が向上すると考えられる。

図５は本発明の他の実施形態を示す図１と同様の断面図である。このプリント配線板１ｂは、導体ポスト１２の第１回路基板１０の第２面１０Ｓ側に第１パッドが形成されないで、導体ポスト１２の端面が直接露出している。この導体ポスト１２の端面には、被膜１２ｂが露出している。この被膜１２ｂの露出面は第１回路基板１０の第２面１０Ｓとほぼ面一である。この被膜１２ｂが前述のように、スズなどの低融点材料で形成されていれば、導体ポスト１２の酸化を防止することができる。被膜１２ｂが保護膜として寄与する。また、この導体ポスト１２に外部の配線基板または電子部品などが接続される場合、低融点のハンダ材で接続されるので、被膜１２ｂの残存は好ましい。なお、被膜１２ｂが露出する場合、第１回路基板１０の第２面１０Ｓとほぼ面一になる。導体ポスト１２の構造以外は図１に示される実施形態と同じであり、図１と同じ部分には同じ符号が付され、その説明は省略される。

このような構造のプリント配線板１ｂは、前述の図１に示されるプリント配線板１の製造工程の図３Ｂの工程をなくするだけで、後は同様の工程を行うことにより製造される。すなわち、図３Ｃの工程で、金属膜８１上に直接導体ポスト１２が、被膜の融着または接着などにより立てられる。その後は前述の各工程と同様に行うことにより製造される。なお、前述の図３Ｋの工程で、金属膜８１をエッチングにより除去する際に、スズなどの被膜１２ｂもエッチングし得るエッチング液を用いれば、端面の被膜１２ｂを除去することができる。さらにオーバエッチングをすれば、図１に示されるように、第１回路基板１０の第１面１０Ｆから導体ポスト１２の端面を凹ませることもできる。

１、１ａ、１ｂ プリント配線板
１０ 第１回路基板
１０Ｆ 第１面
１０Ｓ 第２面
１０ａ 開口
１０ｃ 枠状の溝
１１ 絶縁層
１２ 導体ポスト
１３ 第１パッド
２０ 第２回路基板
２０Ｔ 第３面
２０Ｆ 第４面
２１ 第１樹脂絶縁層
２２ 第１ビア導体
２３ 第３ビア導体
２５ ビルドアップ配線層
２６ａ〜２６ｄ 導体層
２６ｄ１ 第２パッド
２７ａ〜２７ｃ 層間樹脂絶縁層
２８ａ〜２８ｃ 第２ビア導体
２９ ソルダーレジスト層
８０ ベース板
８１ 金属膜
８３ 剥離膜
８４ 固定材
Ｍ 実装エリア
Ｃ キャビティ

Claims (15)

1. 中心部に開口を有する絶縁層を含み、第１面および第１面側と反対側の第２面を有する第１回路基板と、
   第３面および前記第３面と反対側の第４面を有すると共に、第３面に電子部品の実装エリアを有し、前記第１回路基板の第１面上に積層されていて、前記第１回路基板の前記開口内に前記実装エリアを露出する第２回路基板と、
   を備えるプリント配線板であって、
   前記第１回路基板は、前記開口の周囲に第１面と第２面を貫通する導体ポストをさらに含み、前記導体ポストの側面には、前記導体ポストの中心部の材料よりも軟質な金属材料からなる被膜が形成されている。
2. 請求項１記載のプリント配線板であって、前記導体ポストの中心部の材料が銅を含む材料であり、前記軟質な金属材料が錫を含む材料である。
3. 請求項１記載のプリント配線板であって、前記導体ポストの前記絶縁層の第１面側の端面は、前記被膜を有しないで、前記絶縁層の第１面とほぼ面一である。
4. 請求項１記載のプリント配線板であって、前記第２回路基板が、前記第１回路基板の第１面に面する第１樹脂絶縁層および前記第１樹脂絶縁層以外の層間樹脂絶縁層と、導体層とを交互に積層することにより形成されるビルドアップ配線層と、前記第１樹脂絶縁層を貫通して形成される第１ビア導体および第３ビア導体と、前記層間樹脂絶縁層を貫通して形成される第２ビア導体とをさらに含み、前記導体ポストが前記第１ビア導体と直接接続されている。
5. 請求項４記載のプリント配線板であって、前記第１ビア導体が前記ビルドアップ配線層の層間樹脂絶縁層に形成される第２ビア導体を介して、前記第２回路基板の第４面に露出して形成される第２パッドと接続されている。
6. 請求項４記載のプリント配線板であって、前記第２回路基板の前記第１樹脂絶縁層が、補強材入りの樹脂絶縁層からなり、前記第１回路基板の前記絶縁層は補強材を含まない材料で形成されている。
7. 請求項６記載のプリント配線板であって、前記第２回路基板の前記層間樹脂絶縁層は補強材を含まない樹脂絶縁層から形成されている。
8. 請求項４記載のプリント配線板であって、前記第２回路基板の前記第１樹脂絶縁層に形成された第３ビア導体が前記実装エリア内に露出している。
9. 請求項１記載のプリント配線板であって、前記第１回路基板の前記絶縁層がモールド樹脂により形成されている。
10. 請求項１記載のプリント配線板であって、前記第１回路基板の第２面側に露出する前記導体ポストの端面が、前記被膜により覆われて、前記第２面とほぼ面一である。
11. ベース板上に第１面と前記第１面とは反対面の第２面を有する絶縁層を含む第１回路基板を形成することと、
    前記絶縁層の前記ベース板側と反対側の第１面から枠状の溝を形成することと、
    前記枠状の溝および前記溝に囲まれた前記絶縁層を被覆するように剥離膜を形成することと、
    前記絶縁層の第１面上および前記剥離膜上に第２回路基板を形成することと、
    前記ベース板を除去することと、
    前記絶縁層の第２面側に前記枠状の溝を露出させることと、
    前記絶縁層のうちの前記溝で囲まれている部分を剥離することにより開口を形成することと、
    前記剥離膜を除去することにより前記第２回路基板の一部を実装エリアとして前記開口内に露出させることと、
    を含むプリント配線板の製造方法であって、
    前記第１回路基板は、中心部に開口を有し、前記開口の周囲に前記絶縁層の第１面と第２面を貫通する導体ポストをさらに含み、前記導体ポストの側面には、前記導体ポストの材料よりも軟質な金属材料からなる被膜が形成されている。
12. 請求項１１記載のプリント配線板の製造方法であって、前記第１回路基板の形成は、
    ベース板上に金属膜を形成することと、
    導体ピンの周囲に前記被膜を形成することで導体ポストを形成することと、
    前記金属膜上に前記導体ポストを接合することと、
    前記導体ポストを被覆するように前記金属膜上に絶縁層を形成することと、
    前記絶縁層の表面を研磨することで前記導体ポストの前記導体ピンの端面を露出させて平坦化することと、
    をさらに含んでいる。
13. 請求項１１記載のプリント配線板の製造方法であって、前記第２回路基板の形成は、
    前記絶縁層の第１面上に第１樹脂絶縁層および導体層を形成することと、
    前記第１樹脂絶縁層を貫通して前記導体ポストと前記導体層とを接続する第１ビア導体をそれぞれ形成することと
    前記第１樹脂絶縁層および前記導体層上に、層間樹脂絶縁層および導体層の組を１組以上交互に積層することと、
    前記層間樹脂絶縁層を貫通して前記層間樹脂絶縁層の両面の導体層を接続する第２ビア導体を形成することと、
    をさらに含んでいる。
14. 請求項１３記載のプリント配線板の製造方法であって、前記第２回路基板に形成される第１ビア導体は、前記絶縁層の平坦化後に、前記導体ポストの露出する前記導体ピンに直接接続するように形成されている。
15. 請求項１２記載のプリント配線板の製造方法であって、前記金属膜上に前記導体ポストを接合することは、前記被膜を溶融するが前記導体ピンを溶融しない温度にて行われる。

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