JP2017069485A - プリント配線板およびその製造方法 - Google Patents

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輝幸 石原
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武馬 足立
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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、絶縁層11の中心部に開口10aを有する第1回路基板10と、第1回路基板10の第1面10F上に積層されており、第1回路基板10の開口10a内に露出されている実装エリアMを有する第3面20Tを有する第2回路基板20と、を備えている。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列を少なくとも2列有していて、第1回路基板10の周縁部に最も近い導体ポスト列に形成されている第1導体ポスト12の幅は、より内周側の導体ポスト列のいずれかに形成されている第2導体ポスト13の幅よりも大きい。【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。
特開2015−60912号公報
特許文献1のようにキャビティ部を有するパッケージ基板では、パッケージ基板の一面側と、その反対側の他面側とが非対称な構造になり易い。また、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。そのため、周囲の温度変化に伴って基板に反りが生じ易いと考えられる。基板に反りが生じると、他のパッケージ基板などに接続されているカッパーポストには、引っ張りまたは圧縮方向の力が加わると考えられる。単体のパッケージ基板に反りが生じたときの各部の変位量は、パッケージ基板の周縁部側ほど大きいと考えられる。従って、他のパッケージ基板に接続されている状態で反りが生じた場合にカッパーポストに加わる力は、パッケージ基板の周縁部側ほど大きくなると推定される。周縁部のカッパーポストには、中央部側のカッパーポストよりも、他の基板との接続部の剥離やカッパーポスト自体のクラックが生じ易いと考えられる。
本発明のプリント配線板は、第1面および前記第1面側と反対側の第2面を有する絶縁層の中心部に開口を有する第1回路基板と、前記第1回路基板の第1面上に積層されており、前記第1回路基板の前記開口内に露出されている実装エリアを有する第3面および前記第3面と反対側の第4面を有する第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列を少なくとも2列有していて、前記第1回路基板の周縁部に最も近い導体ポスト列に形成されている第1導体ポストの幅は、より内周側の前記導体ポスト列のいずれかに形成されている第2導体ポストの幅よりも大きい。
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面および前記第1面とは反対面の第2面を有する絶縁層を有する第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設けることと、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、を含んでいる。そして、導体ポストが、前記第1回路基板の第1面と第2面を貫通し、前記開口の周囲に少なくとも2列の導体ポスト列に形成され、前記第1回路基板の周縁部に最も近い導体ポスト列に形成される第1導体ポストの幅は、より内周側の前記導体ポスト列のいずれかに形成される第2導体ポストの幅よりも大きい。
本発明の実施形態によれば、プリント配線板の周縁部側の導体ポストの強度が高まると考えられる。プリント配線板に反りが生じ、周縁部側の導体ポストに比較的大きな力が加わっても、接続部分やその近傍の部分にクラックや剥離が生じ難いと考えられる。プリント配線板の接続信頼性が向上すると考えられる。
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。 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他の例を示す図。 一実施形態のプリント配線板の導体ポストの配置の他の例を示す平面図。 一実施形態のプリント配線板の導体ポストの配置の他の例を示す平面図。 一実施形態のプリント配線板の導体ポストの配置の他の例を示す平面図。 一実施形態のプリント配線板の導体ポストの配置の他の例を示す平面図。 一実施形態のプリント配線板の第1回路基板の第2面の他の例を示す図。 一実施形態のプリント配線板の凹部の内壁の形状の他の例を示す拡大図。 図7に示されるプリント配線板の製造方法の一例を示す図。 一実施形態のプリント配線板の第1ビア導体の他の例を示す拡大図。 一実施形態のプリント配線板の第1ビア導体の他の例を示す拡大図。
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、第1面11Fおよび第1面11F側と反対側の第2面11Sを有する絶縁層11の中心部に開口10a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。絶縁層11の第1面11Fおよび第2面11Sは、それぞれ第1回路基板10の第1面10Fおよび第2面10Sを構成している。第2回路基板20は、第1回路基板10の第1面10F上に積層されている。第2回路基板20は、第3面20T側に電子部品(図示せず)の実装エリアMを有している。実装エリアMは第1回路基板10の開口10a内に露出されている。図2に示されるように、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列12L、13Lを有している(図2のI−I線での断面図が図1に示されている)。導体ポスト列12L、13Lのうちで第1回路基板10の周縁部に近い側の導体ポスト列12L(図1および図2の例では周縁部に最も近い列)には、第1導体ポスト12が形成されている。第1導体ポスト12の幅は、導体ポスト列12Lよりも内周側の導体ポスト列13Lに形成されている第2導体ポスト13の幅よりも大きい。
実施形態では、幅(導体ポストの断面形状が円形であれば直径)の大きい第1導体ポスト12が、プリント配線板1の周縁部に最も近い導体ポスト列12Lに形成されている。幅の大きい第1導体ポスト12は、第1導体ポスト12よりも小さい幅で形成されている第2導体ポスト13よりも強度が高いと考えられる。プリント配線板1に反りが生じ、そしてプリント配線板1の周縁部に近い第1導体ポスト12に第2導体ポスト13より大きな力が加わっても、外部の配線板との接続部分やその近傍の部分にクラックが生じ難いと考えられる。また、第1導体ポスト12の端面に外部の配線板などが接続される場合、両者の接続面積は大きいと考えられる。従って接合強度は高いと考えられる。プリント配線板1の反りにより周縁部に近い第1導体ポスト12と外部の配線板との接続部に比較的大きな力が加わっても、接続部分の界面剥離や破断は生じ難いと考えられる。実施形態のプリント配線板1の接続信頼性は高いと推定される。
実施形態のプリント配線板1は、後述のように、3列以上の導体ポスト列を有していてもよい。その場合、3列以上の導体ポスト列のうち第1回路基板10の周縁部に最も近い導体ポスト列、すなわち、最外周の導体ポスト列に形成される第1導体ポスト12は、好ましくは、各導体ポスト列の導体ポストのうちで最も大きい幅に形成される。プリント配線板1に反りが生じたときに最も大きな力を受けると推定される導体ポストが最も高い強度を有すると考えられる。プリント配線板1の接続信頼性が効果的に高められると考えられる。
第1および第2導体ポスト12、13の「幅」は、各導体ポストの平面形状(第1および第2導体ポスト12、13の伸長方向と垂直な断面の形状)における外周上の任意の2点間の最長距離である。たとえば、円形の平面形状の導体ポストの「幅」は直径の長さである。たとえば、多角形の平面形状の導体ポストの「幅」は最長の対角線の長さである。第1回路基板10に形成される導体ポストは、円形や多角形に限定されず、任意の平面形状に形成され得る。第1導体ポスト12の幅は、たとえば、130μm以上、180μm以下である。第2導体ポスト13の幅は、たとえば、80μm以上、130μm以下である。
図1に示されるように、第1および第2導体ポスト12、13は、たとえば銅などの金属からなる柱状の導電体であり、伸長方向においてほぼ同一の幅で形成されている。たとえば、第1および第2導体ポスト12、13が伸長方向と垂直方向に切断されると、伸長方向のどの部分においても、ほぼ同一の断面が得られる。すなわち、図1の例では、第1および第2導体ポスト12、13は、第2回路基板20の第3面20Tと平行な面による断面(以下、この断面は水平断面とも称される)の形状が第1回路基板10の第1面10Fから第2面10Sまでほぼ同一となるように形成されている。加えて、第1および第2導体ポスト12、13の水平断面の幅は、第1回路基板10の第1面10Fから第2面10Sまで、ほぼ同一である。第1および第2導体ポスト12、13は、側面を絶縁層11に覆われている。第1および第2導体ポスト12、13の第1回路基板10の第1面10F側の端面は、絶縁層11から露出していて第1面10Fとほぼ面一である。第1回路基板10と第2回路基板20との密着性が良好であると考えられる。
絶縁層11は、たとえば、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。
本実施形態では、第1および第2導体ポスト12、13は、第1回路基板10の第2面10S側に露出されている第1パッド12aおよび第2パッド13aを有している。第1および第2パッド12a、13aは、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への露出面を含んでいる。第1パッド12aの幅は第2パッド13aの幅よりも大きい。第1および第2パッド12a、13aの「幅」は、各パッドの外周上の任意の2点間の最長距離である。たとえば、円形のパッドの「幅」は直径の長さである。第1および第2パッド12a、13aには、図示されない外部の配線板や電子部品が接続され得る。プリント配線板1に反りが生じると、外周側の第1パッド12aには、第2パッド13aよりも大きな力が外部の配線板との間に加わると推定される。しかし、第1パッド12aの面積は第2パッド13aの面積よりも大きいため、接続部分の界面剥離などが生じ難いと考えられる。また、面積の大きい第1パッド12aは、外部の電子部品の電源またはグランド用の比較的大きな電極との接続にも適していると考えられる。
第1および第2パッド12a、13aは、第1回路基板10の第2面10Sから凹んでいる。第1および第2パッド12a、13aに、はんだなどを用いて外部の配線板などが接続される場合、はんだの過剰な流動が抑制され得る。隣接するパッド間でのはんだショートなどが防止され得る。しかし、第1および第2パッド12a、13aと第2面10Sとは面一であってもよい。
第2回路基板20は、第1樹脂絶縁層21を有している。第1樹脂絶縁層21は、第2回路基板20の第3面20T側に形成されている。第1樹脂絶縁層21は、第1回路基板10の第1面10F上に形成されている。
第1樹脂絶縁層21の第1回路基板10側には、開口10aに対応する領域に凹部21aが形成されている。凹部21aにより開口10aの底部が構成されている。開口10aと凹部21aとで、図示されない電子部品が配置されるキャビティ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、23が形成されている。第1ビア導体22は実装エリアM以外の領域に形成され、第1ビア導体23は実装エリアM内に形成されている。第1ビア導体23の第2回路基板20の第3面20T側の端面は実装エリアMに露出している。一方、第1ビア導体22の第2回路基板20の第3面20T側の端面は、実装エリアMに露出せずに、第1回路基板10に覆われている。プリント配線板1では、第3面20T側の第1ビア導体22の端面は、第1および第2導体ポスト12、13の第1回路基板10の第1面10F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。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。図1には示されていないが、第1ビア導体22と接続されていない第1および第2導体ポスト12、13があってもよい。また、第1導体ポスト12または第2導体ポスト13のいずれにも接続されていない第1ビア導体22があってもよい。
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層25を含んでいる。ビルドアップ層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。ビルドアップ層25は、3つ以下または5つ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。なお、図1などには、凹部21aの明示のために、第1樹脂絶縁層21が層間樹脂絶縁層27a〜27cよりも厚く描かれているが、通常は、第1樹脂絶縁層21は層間樹脂絶縁層27a〜27cとほぼ同じ厚さである。しかし、第1樹脂絶縁層21は、層間樹脂絶縁層27a〜27cよりも厚くてもよく、または、薄くてもよい。
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3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、23は、第2ビア導体28a〜28cを介して第3パッド26d1と接続されている。第3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および第2パッド12a、13aに接続される外部の電子部品などが、第3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。
実装エリアMには、第1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1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、23、および、第2ビア導体28a〜28cは、いずれも、第2回路基板20の第4面20F側から第3面20T側に向かって細くなるテーパー形状に形成されている。
図2に示されるように、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1は、開口10aの周囲に2列の導体ポスト列12L、13Lを有しており、外周側の導体ポスト列12Lに第1導体ポスト12が形成されている。図2の例では、導体ポスト列12Lはプリント配線板1の周縁部に最も近い最外周の導体ポスト列である。導体ポスト列12Lよりも内周側の導体ポスト列13Lに、第1導体ポスト12の幅より小さい幅で第2導体ポスト13が形成されている。
第1導体ポスト12は、好ましくは、電源またはグランドに電気的に接続される。幅の大きい第1導体ポスト12は、導体抵抗の小さい良好な電源またはグランド用の経路となり得る。一方、第1導体ポスト12よりもキャビティC側に形成されている第2導体ポスト13は、たとえば、信号線に電気的に接続される。この信号線がキャビティC内に配置される電子部品に接続される場合、第2導体ポスト13とキャビティCとが比較的近接しているため、キャビティC内の電子部品に送受される信号の伝送遅延が小さいと推定される。キャビティC内の電子部品を含む電気回路の良好な特性が得られると考えられる。
一実施形態のプリント配線板の製造方法が、図3A〜3O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には、たとえば、キャリア銅箔81bと銅箔81aとで構成されるキャリア銅箔付き銅箔81cが用いられる。キャリア銅箔付き銅箔81cの銅箔81aが金属膜81として用いられる。図3Aの例では、キャリア銅箔付き銅箔81cは、ベース板80の両面に接合されている。キャリア銅箔81bと銅箔81a(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81b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。
図3A〜3M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〜3Mが参照される以下の説明では、ベース板80の他面80B側についての説明は省略されている。図3B〜3M中のベース板80の他面80B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および第2導体ポスト12、13形成用のレジストマスク82が金属膜81上に形成される。レジストマスク82には、第1導体ポスト12形成用の開口82a1と第2導体ポスト13形成用の開口82a2とが設けられる。図3Cに示されるように、レジストマスク82の開口82a1および82a2は、第1回路基板の開口の形成領域10bの周囲に、それぞれ列を形成するように設けられる。第1導体ポスト12形成用の開口82a1は、第2導体ポスト形成用の開口82a2よりも外周側に、かつ開口82a2の幅よりも大きな幅に形成される。レジストマスク82は、たとえば、100μm以上、250μm以下の厚さに形成される。
レジストマスク82の開口82a1および82a2に、第1導体ポスト12および第2導体ポスト13が、金属膜81をシード層とする銅の電解めっきによりそれぞれ形成される。その後、レジストマスク82が除去される。図3Dに示されるように、第1回路基板の開口の形成領域10bの周囲に、2列の導体ポスト列が形成される。2列の導体ポスト列のうち外周側の導体ポスト列に形成される第1導体ポスト12の幅は、内周側の導体ポスト列に形成される第2導体ポスト13の幅よりも大きい。第1および第2導体ポスト12、13の端面や側面は、ソフトエッチングなどにより粗化されてもよい。
なお、本実施形態では、第1回路基板の開口の形成領域10bに導体ポストは形成されていないが、形成領域10bに導体ポストが形成されてもよい。導体ポストを形成することによって、第1回路基板の中央部にかかる応力による反り等のリスクが抑制されると考えられる。なお、その場合は、図3Bに示される工程で、第1回路基板の開口の形成領域10b内においても、レジストマスク82に開口が設けられる。
図3Eに示されるように、第1および第2導体ポスト12、13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第1および第2導体ポスト12、13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3F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、第1および第2導体ポスト12、13の端面が露出するように行われる。第1および第2導体ポスト12、13それぞれの高さにばらつきがあっても、この研磨により第1および第2導体ポスト12、13それぞれの端面が平坦化される。また、絶縁層11の第1面11Fと、第1および第2導体ポスト12、13の端面とがほぼ面一になる。図3Fまでの工程を経ることにより、ベース板80上に、第1面11Fおよび第1面11Fとは反対面の第2面11Sを有する絶縁層を有する第1回路基板10が形成される。第1および第2導体ポスト12、13は、第1回路基板10の第1面10Fと第2面10Sを貫通している。第1回路基板10は、たとえば、120μm以上、180μm以下の厚さに形成される。第1および第2導体ポスト12、13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3G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11Fから枠状の溝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。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3O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11Sまで至っていなくてもよい。溝10cは、たとえば、レーザー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。
図3H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樹脂絶縁層の形成において第1樹脂絶縁層の樹脂材料の溝10cへの侵入を防止する。また、剥離膜83は、後述の第1ビア導体23(図3J参照)の形成に用いられるレーザー光のストッパとなり得る。図3Hに示される例では、枠状の溝10Cの外縁10c1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3H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3L参照)が形成される。
図3Iに示されるように、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3L参照)となる第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絶縁層11の第1面11F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3I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3J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を貫通して第1導体ポスト12および第2導体ポスト13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1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ビア導体22、23の形成位置に、レーザー光の照射により第1樹脂絶縁層21を貫通する貫通孔22a、23aがそれぞれ形成される。貫通孔22a、23a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ビア導体22、23が形成される。第1ビア導体22は、貫通孔22a内に露出する第1および第2導体ポスト12、13の端面上に形成される。第1ビア導体22は、図3Jに示されるように、第1導体ポスト12または第2導体ポスト13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。導体層26aに含まれずに露出する金属膜およびその下の銅箔26a1はエッチングにより除去される。
図3K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、第1ビア導体22、23を形成したのと同様の方法で、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。
図3Lに示されるように、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3Lに示される例では、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3M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81b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81b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81bとが引き離される。そして、ベース板80との分離により第1回路基板10の第2面10S上に露出する金属膜81が、エッチングなどにより除去される。前述の図3Gの工程で、金属膜81まで達する枠状の溝10cが形成されている場合は、金属膜81の除去により、図3Nに示されるように、枠状の溝10cが、絶縁層11の第2面11S側に露出する。なお、図3Nおよび図3Oには、図3M中の下側のプリント配線板だけが示されている。金属膜81の除去時のオーバーエッチングにより、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、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。
絶縁層11のうちの枠状の溝10cで囲まれている部分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で囲まれている部分11aが剥離膜83から剥離される。図3O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。第1樹脂絶縁層21に、開口10aの底部を構成する凹部21aが形成されている。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。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。実装エリアMに第1ビア導体23の端面が露出し、この露出面によって電子部品の接続パッドが形成されている。第1回路基板10の周縁部に最も近い列に形成されている第1導体ポスト12の幅は、より内周側の列に形成されている第2導体ポスト13の幅よりも大きい。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側の端面は、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組または全部の形成が省略される。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3I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、補強材などを含まないフィルム状のエポキシ樹脂などを絶縁層11の第1面11F上などに積層することにより形成されてもよい。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、第1樹脂絶縁層21上に銅箔を積層することなく導体層が形成される。
一実施形態のプリント配線板1では、図2に示されるように、第1および第2導体ポスト12、13は、導体ポスト列12L、13Lそれぞれにおいて、互いに同じピッチで配置されている。しかし、たとえば、第2導体ポスト13は、第1導体ポスト12よりも小さいピッチで配置されてもよい。図5Aには、その一例が示されている。
図5Aに示されるプリント配線板1aでは、第2導体ポスト13は、第1導体ポスト12の配置ピッチp1よりも小さいピッチp2で配置されている。それにより、第1導体ポスト12よりも多い数の第2導体ポスト13が形成されている。多くの信号線を含むプリント配線板1aが形成され得る。図5Aの例では、第1導体ポスト12の幅w1と第2導体ポスト13の幅w2との差分よりも、第2導体ポスト13のピッチp2と第1導体ポスト12のピッチp1との差分の方が大きくされている。すなわち、第2導体ポスト13同士の間隔g2も、第1導体ポスト12同士の間隔g1より小さくされている。第1および第2導体ポスト12、13の幅w1、w2の差分だけピッチが小さくされる場合と比べて、より多くの第2導体ポスト13が配置され得る。
図5B〜5Dには、3列の導体ポスト列を含んでいる、実施形態のプリント配線板の他の例が示されている。
図5Bに示されるプリント配線板1bでは、導体ポスト列12L、13Lに加えて、導体ポスト列14Lが形成されている。導体ポスト列14Lには、第3導体ポスト14が形成されている。第1回路基板10の周縁部に最も近い導体ポスト列12Lに形成されている第1導体ポスト12の幅は、第2導体ポスト13および第3導体ポスト14のいずれの幅よりも大きい。すなわち、第1回路基板10に含まれる導体ポストのうちで最も大きい幅を有する導体ポストが、第1導体ポスト12として最外周の導体ポスト列12Lに形成されている。プリント配線板1の反りにより最も大きな力を受けると推定される最外周の導体ポストの強度は、より内周側の導体ポストの強度よりも高いと考えられる。プリント配線板1の接続信頼性は高いと考えられる。
図5Cに示されるプリント配線板1cでは、最外周および最外周に隣接する周の導体ポスト列12L1、12L2に第1導体ポスト12が形成されている。第1導体ポスト12は、最内周の導体ポスト列13Lに形成されている第2導体ポスト13よりも大きな幅に形成されている。すなわち、外周側の複数の導体ポスト列の導体ポストが、互いにほぼ同じ幅に、かつ、第1回路基板10に形成される導体ポストの幅のうちで最も大きな幅に形成されている。換言すると、第1回路基板10に形成される導体ポストのうちで最大幅を有する導体ポストが外周側の複数の導体ポスト列に形成されている。たとえば、プリント配線板が大きくなると、反りの発生時に、プリント配線板の周縁部に形成されている導体ポストに加わる力は大きくなると推定される。そのような場合には、最外周の導体ポスト列だけでなく、最外周の列に隣接する導体ポスト列の導体ポストの幅も大きくすることが好ましいと考えられる。最外周の導体ポストの強度が補完されると考えられるからである。プリント配線板の接続信頼性がより高められると推定される。
図5Dに示されるプリント配線板1dでは、3列の導体ポスト列12L、15Lおよび13Lが形成されている。第1回路基板10の周縁部の最も近く、すなわち最外周の導体ポスト列12Lに第1導体ポスト12が形成され、最内周の導体ポスト列13Lに、第2導体ポスト13が形成されている。そして、真ん中の導体ポスト列15Lに、第1導体ポスト12および第2導体ポスト13が交互に形成されている。換言すると、第1導体ポスト12および第2導体ポスト13は、それぞれジグザグに、所謂千鳥配置で形成されている。そして、千鳥配置の第1導体ポスト12のうちの内周側と、千鳥配置の第2導体ポスト13のうちの外周側とが同一の導体ポスト列15L上に形成されている。交互に配置された第1導体ポスト12と第2導体ポスト13とにより導体ポスト列15Lが形成されている。プリント配線板1dにおいても、最外周の導体ポスト列12Lには、第1回路基板10に含まれる導体ポストのうちで最も大きな幅を有する第1導体ポスト12が形成されている。プリント配線板1dの信頼性が高いと考えられる。
図5A〜5Dに示される一実施形態の他の例のプリント配線板1a〜1dが形成される場合は、図3Bに示されるレジストマスク82に、プリント配線板1a〜1dに形成される第1〜第3導体ポスト12〜14に応じた開口が設けられればよい。いずれの場合も、レジストマスク82に列を成すように設けられる開口のうち最も大きな幅を有する開口は、好ましくは、最外周の列に設けられる。それにより、第1回路基板10の周縁部に最も近い導体ポスト列に、第1回路基板10に含まれる導体ポストのうちで最も大きな幅を有する第1導体ポスト12が形成され得る。
図1に示されるプリント配線板1では、第1および第2導体ポスト12、13の端面が第1回路基板10の第2面10S側に露出している。しかし、図6に示されるように、絶縁層11に埋め込まれている埋め込み配線層16が第2面10Sに形成されていてもよい。図6に示される例では、埋め込み配線層16の露出面により、第1パッド12bおよび第2パッド13bが形成されている。第1および第2パッド12b、13bは、それぞれ、第1および第2導体ポスト12、13の幅よりも大きな幅を有している。第1および第2パッド12b、13bに接続される外部の電子部品などとの接続面積が大きい。それにより強固な接続が得られると考えられる。
埋め込み配線層16は、たとえば、図3Bに示される工程で、第1および第2導体ポスト12、13形成用のレジストマスクとは別のレジストマスクを用いることにより形成され得る。すなわち、レジストマスク82の形成前に、埋め込み配線層16形成用のレジストマスク(図示せず)が金属膜81上に形成される。この埋め込み配線層16形成用のレジストマスクの第1および第2導体ポスト12、13の形成位置に対応する位置には、第1および第2パッド12b、13b形成用の開口が設けられる。図6に示される埋め込み配線層16が形成される場合は、第1および第2パッド12b、13b形成用の開口は、図3Bに示されるレジストマスク82の開口82a1、82a2よりも大きく設けられる。
埋め込み配線層16形成用のレジストマスクの開口内に、電解めっきにより、たとえば銅などによる導電体層が形成される。この導電体層上に開口82a1、82a2を有する第1および第2導体ポスト12、13形成用のレジストマスク82が形成される。図3Bに示される工程と同様の方法で、導体ポスト12、13が形成される。なお、埋め込み配線層16形成用のレジストマスクは、レジストマスク82の形成前に除去されるか、第1および第2導体ポスト12、13の形成後にレジストマスク82と共に除去される。埋め込み配線層16形成用のレジストマスクの開口内に形成される導電体層は、前述の図3Eに示される工程で、第1および第2導体ポスト12、13と共に、絶縁層11に周囲を覆われる。そして、図3Nに示される工程で金属膜81が除去されることにより導電体層の一面が絶縁層11の第2面11Sに露出する。以上により、絶縁層11に埋め込まれて一面が露出している埋め込み配線層16が形成される。図6に示されるように、埋め込み配線層16の露出面は、第1回路基板10の第2面10Sから凹んでいてもよい。
図7には、図1において一点鎖線で囲まれているVII部の変形例が拡大して示されている。キャビティCの内壁のうちの第1樹脂絶縁層21内の部分は、第1回路基板10内の部分よりも凹んでいる。すなわち、平面視において、第1樹脂絶縁層21の凹部21aは第1回路基板10の開口10aよりも大きく形成されている。第1回路基板10と第2回路基板20との熱膨張率の違いなどにより生じ得る応力が、コーナー部C1〜C3に分散されると考えられる。
キャビティCの内壁の第1樹脂絶縁層21内の部分の凹みは、たとえば、図8に示されるように、枠状の溝10cに囲まれる部分よりも大きい剥離膜83aを用いることにより形成され得る。図8には、前述の図3Iに示される工程中のプリント配線板の剥離膜の周辺部分が拡大して示されている。剥離膜83aは、枠状の溝10cの左右それぞれの溝の外側まで達するように設けられている。固定材84も剥離膜83aの大きさに応じた範囲に積層されている。図8に示される状態から、絶縁層11の溝10cに囲まれた部分11aと、固定材84および剥離膜83aとが、前述の方法と同様の方法で除去される。溝10cよりも外側の剥離膜83aおよび固定材84の除去部分がキャビティ5の内壁の凹みとなり得る。
図9Aに示されるように、幅広の第1導体ポスト12と接続される第1ビア導体222は、第2導体ポスト13と接続される第1ビア導体223よりも大きな幅に形成されてもよい。第1導体ポスト12と第1ビア導体222とが、広い接続面で直接接続されるので、キャビティC付近の第1回路基板10と第2回路基板との接合強度がいっそう高まると考えられる。
図9Bに示されるように、幅広の第1導体ポスト12には、複数の第1ビア導体224が接続されてもよい。複数の第1ビア導体224のうちの一方に断線などの故障が生じても、他方のビア導体により第1導体ポスト12と第2回路基板20内の導体層26aとの接続が維持される。プリント配線板1の接続信頼性がさらに高まると考えられる。
なお、図9Aおよび図9Bに例示される第1ビア導体222〜224は、図3Jに示される工程で、第1ビア導体222〜224に応じて貫通孔22aを適宜形成することにより形成され得る。
1、1a、1b、1c、1d 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
11F 第1面
11S 第2面
12 第1導体ポスト
12a、12b 第1パッド
12L、12L1、12L2 導体ポスト列
13 第2導体ポスト
13a、13b 第2パッド
13L 導体ポスト列
20 第2回路基板
20T 第3面
20F 第4面
21 第1樹脂絶縁層
22、23 第1ビア導体
25 ビルドアップ層
26a〜26d 導体層
26d1 第3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
82 レジストマスク
83 剥離膜
84 固定材
M 実装エリア
C キャビティ

Claims (17)

  1. 第1面および前記第1面側と反対側の第2面を有する絶縁層の中心部に開口を有する第1回路基板と、
    前記第1回路基板の第1面上に積層されており、前記第1回路基板の前記開口内に露出されている実装エリアを有する第3面および前記第3面と反対側の第4面を有する第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列を少なくとも2列有していて、
    前記第1回路基板の周縁部に最も近い導体ポスト列に形成されている第1導体ポストの幅は、より内周側の前記導体ポスト列のいずれかに形成されている第2導体ポストの幅よりも大きい。
  2. 請求項1記載のプリント配線板であって、前記第1導体ポストは、前記少なくとも2列の導体ポスト列のうち最も大きい幅で形成されている。
  3. 請求項1記載のプリント配線板であって、前記第1導体ポストは、電源またはグランドに電気的に接続され、前記第2導体ポストは、信号線に電気的に接続される。
  4. 請求項1記載のプリント配線板であって、前記第1導体ポストおよび前記第2導体ポストは、それぞれ、前記第1回路基板の第2面側に露出されている第1パッドおよび第2パッドを有しており、前記第1パッドの幅が前記第2パッドの幅よりも大きい。
  5. 請求項1記載のプリント配線板であって、前記第2導体ポストの配置ピッチは、前記第1導体ポストの配置ピッチよりも小さい。
  6. 請求項1記載のプリント配線板であって、前記少なくとも2列の導体ポスト列の前記第1面側の端面が前記第1回路基板の第1面とほぼ面一である。
  7. 請求項1記載のプリント配線板であって、前記第1および第2導体ポストは前記第1回路基板の第1面と第2面を貫通し、前記第2回路基板の第3面に平行な面による前記第1および第2導体ポストの断面の形状は、前記第1面から第2面までほぼ同一である。
  8. 請求項7記載のプリント配線板であって、前記第1および第2導体ポストの前記断面の幅は、前記第1回路基板の第1面から第2面までほぼ同一である。
  9. 請求項1記載のプリント配線板であって、前記第2回路基板は、さらに、第3面側に形成される第1樹脂絶縁層および前記第1樹脂絶縁層を貫通する複数の第1ビア導体を有しており、前記複数の第1ビア導体の一部は前記実装エリアに露出し、前記複数の第1ビア導体のうちの前記実装エリアに露出していない他の一部または全部は前記少なくとも2列の導体ポスト列の導体ポストと直接接続されている。
  10. 請求項9記載のプリント配線板であって、前記第2回路基板は、導体層および樹脂絶縁層を交互に積層してなるビルドアップ層を含み、前記ビルドアップ層は、前記第1樹脂絶縁層を含むと共に、前記第1樹脂絶縁層以外の前記樹脂絶縁層として少なくとも1つの層間樹脂絶縁層を含んでおり、前記第1ビア導体は、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3パッドと接続されている。
  11. 請求項9記載のプリント配線板であって、前記第1樹脂絶縁層が、補強材を含む樹脂絶縁層からなり、前記絶縁層は補強材を含まない材料で形成されている。
  12. 請求項11記載のプリント配線板であって、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。
  13. 請求項1記載のプリント配線板であって、前記第1回路基板の絶縁層がモールド樹脂からなる。
  14. ベース板上に、第1面および前記第1面とは反対面の第2面を有する絶縁層を有する第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設けることと、
    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、
    導体ポストが、前記第1回路基板の第1面と第2面を貫通し、前記開口の周囲に少なくとも2列の導体ポスト列に形成され、
    前記第1回路基板の周縁部に最も近い導体ポスト列に形成される第1導体ポストの幅は、より内周側の前記導体ポスト列のいずれかに形成される第2導体ポストの幅よりも大きい。
  15. 請求項14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面上および前記剥離膜上に前記第2回路基板となる第1樹脂絶縁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第1導体ポストおよび第2導体ポストに接続される第1ビア導体を形成することと、
    前記第1樹脂絶縁層上に、層間樹脂絶縁層を形成することと、
    前記層間樹脂絶縁層を貫通して前記第1ビア導体と接続される第2ビア導体を形成することと
    をさらに有している。
  16. 請求項15記載のプリント配線板の製造方法であって、前記第1ビア導体は、前記第1導体ポストまたは前記第2導体ポストに直接接続するように形成されている。
  17. 請求項14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設けることと、
    前記金属膜上に前記第1導体ポストおよび前記第2導体ポストを形成することと、
    前記第1および第2導体ポストを被覆するように前記金属膜上に前記絶縁層を形成することと、
    前記絶縁層の表面を研磨して前記第1導体ポストおよび第2導体ポストの端面を平坦化することと、
    をさらに含んでいる。
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