JP2020155694A - 両面配線基板 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、はんだ広がりの対策を講じると共に、一方の面側配線の外部接続端子と他方の面側配線の外部接続端子の外部と接続する接点の部分を一方の面側にのみ備えた両面配線基板であって、接点の部分の反対側にも接点の部分と同じ構造体を有し、基板の厚さ方向において同一構造となる外部接続端子を形成することで、接続信頼性の悪化を防止した両面配線基板を提供する。【解決手段】 絶縁性基材の両面に銅層を積層した両面銅張積層基板より形成された両面配線基板の一方の面側配線の外部接続端子と他方の面側配線の外部接続端子が、外部機器と接続する接点の部分を、一方の面側、他方の面側のいずれかにのみ備え、２つの外部接続端子の接点の部分が、接点の部分が存在する両面配線基板の表面と絶縁性基材を介して対向した面側の銅層と底部が接続し、且つ絶縁性基材を貫通した銅めっき層で構成され、接点の部分の接点面が、窪み形状、或いは凹部形状を備えている両面配線基板。【選択図】 図１

Description

本発明は、両面配線基板のどちらかの面側のみに外部接続端子の接点の部分を備える両面配線基板に関する。

両面に配線を備え、片方の面側のみに外部接続端子の接点の部分を備えた両面配線基板は、例えば特許文献１に記載されたＢＧＡ用の両面配線基板がある。
このＢＧＡ用の両面配線基板は、一方の面に外部接続端子としてはんだ接続をする金属面が所定のピッチで並んで形成されている。
更に、はんだ接続をする金属面に接続された配線は、貫通した導通穴によって、搭載する半導体素子と電気的な接続を行なう、他方の面側に設けられている配線と導通する構造になっている。

この外部接続端子は、はんだ等によって他の機器等に電気的な接続を行うが、接続時にはんだが広がって隣の配線とつながるショート不良を起こす場合がある。近年では半導体パッケージが小さくなり、配線間隔も狭くなっていることから、このショート不良を起こしやすくなっている。

特開２００３−１３３４６６号公報

この様な状況の中、本発明は、はんだ広がりの対策を講じると共に、一方の面側配線の外部接続端子と他方の面側配線の外部接続端子の外部と接続する接点の部分を一方の面側にのみ備えた両面配線基板であって、接点の部分の反対側にも接点の部分と同じ構造体を有し、基板の厚さ方向において同一構造となる外部接続端子を形成することで、接続信頼性の悪化を防止した両面配線基板を提供する。

本発明の第１の発明は、絶縁性基材の両面に銅層を積層した両面銅張積層基板より形成された両面配線基板であって、その両面配線基板の一方の面側配線の外部接続端子と他方の面側配線の外部接続端子が、外部機器と接続する接点の部分を前記一方の面側、他方の面側のいずれかにのみ備え、それら２つの外部接続端子の接点の部分が、その接点の部分が存在する両面配線基板の表面と絶縁性基材を介して対向した面側の前記銅層と底部が接続し、且つ前記絶縁性基材を貫通した銅めっき層で構成され、前記接点の部分の接点面が、窪み形状、或いは凹部形状を備えていることを特徴とする両面配線基板である。

本発明の第２の発明は、第１の発明における接点の部分が存在する両面配線基板の表面配線の外部接続端子の底部が、非導通の銅層であり、その接点の部分が存在する両面配線基板の表面と絶縁性基材を介して対向した面の表面配線の外部接続端子の底部が、前記対向した面の表面配線と電気的に連結していることを特徴とする両面配線基板である。

本発明は、外部接続端子の接点の部分の接点面が、窪み形状、或いは凹部形状を備えているため、接続時に用いたはんだが、その窪み形状、或いは凹部形状に留まることで、はんだが広がって漏れ出る事を防止して配線間の短絡を防止する効果を有している。

また、外部接続端子の接点の部分が配置される面の表面配線における外部接続端子の底部は、非導通の独立した底部として、接点の部分が設けられている表面と、絶縁性基材を介して対向した面側の銅層を用いて形成されており、一方の面側配線の外部接続端子と他方の面側配線の外部接続端子の２種の外部接続端子は、厚さ方向で同じ構造を有するので、他の基板と積層する場合であっても空間が生じず、傾き等が発生せず、この基板を使用する電子機器の信頼性を維持し、工業上顕著な効果を奏する。

本発明の両面配線基板に係る図で、（１）は一方の面側に２つの外部接続端子の接点の部分を備える実施態様で、（２）は平面図、（３）はａ−ａ線における外部接続端子を示す断面図である。 本発明に係る両面配線基板における外部接続端子の断面図で、（１）は外部接続端子の接点の部分の接点面に凹部形状を備えている場合、（２）は外部接続端子の接点の部分の接点面に窪みを備えている場合である。 本発明に係る両面配線基板において、表面配線との接続態様を示す図で、（１）は接点面に窪みを有する一方の面側配線の外部接続端子と一方の面側配線との接続態様を示す断面図で、（２）は接点面に窪みを有する他方の面側配線の外部接続端子と他方の面側配線との接続態様を示す断面図である。 本発明の両面配線基板の実施態様に係る製造工程フローの説明図で、外部接続端子の部分の断面で示している。

＜両面配線基板＞
先ず、本発明に係る両面配線基板について説明する。
本発明の両面配線基板の実施態様の一例は、図１に示すように、一方の面側（表面と称す場合もある）配線１０の外部接続端子１１と、他方の面側（裏面と称す場合もある）配線２０の外部接続端子２１は、外部と接続する接点の部分１２、２２を一方の面側（図１（３）参照）または他方の面側（図示せず）にのみ備え、その２つの外部接続端子１１、２１は、基板の厚さ方向において同一構造で備えられている両面配線基板である。

又、図２に示すように、一方の面側の外部接続端子１１、２１（図示せず）の各接点の部分１２、２２（図示せず）は、その接点面Ｃが、凹部形状Ａ（図２（１）参照）又は窪み形状Ｂ（図２（２）参照）に調整されているのが特徴である。
さらに一方の面側の外部接続端子１１のダミー底部１３ｄが、銅層として他方の面側に独立して存在している。なお、２つの外部接続端子の接点の部分が他方の面側にのみ設けられている場合には、他方の面側の外部接続端子２１のダミー底部が、銅層として一方の面側に独立して存在している形態になっている。

さらに、一方の面側配線、または他方の面側配線と、一方の面側に設けられた２つの外部接続端子との接続態様を、接点面が窪み形状Ｂを有する場合について説明する。図３（１）、（２）にその断面図を示す。
図３（１）の一方の面側配線１０と接続している外部接続端子１１は、一方の面側に、窪みＢを有する接点の部分１２を持ち、他方の面側には、他方の面側配線とは電気的に独立したダミー底部１３ｄを備えている構造となっている。
また、他方の面側配線の一方の面側に接点の部分２２を持つ外部接続端子２１は、他方の面側で、他方の面側配線２０と接続した底部２３を備えている。

図１は本発明の両面配線基板に係る図で、（１）は一方の面側に２つの外部接続端子の接点の部分を備える実施態様で、（２）は平面図、（３）はａ−ａ線における外部接続端子を示す断面図である。
１は絶縁性基材、２は一方の面側銅層（表面側銅層）、３は他方の面側銅層（裏面側銅層）、４は両面配線基板、１０は一方の面側配線（表面側配線）、１１は一方の面側配線の外部接続端子、１２は接点の部分、１３ｄはダミー底部、２０は他方の面側配線、２１は他方の面側配線の外部接続端子、２２は接点の部分、１００は本実施態様に係る両面配線基板である。

また、本発明の両面配線基板の他の実施態様は、外部と接続する接点の部分を一方の面側にのみ備えた仕様として持つが、他方の面側の有底穴の底部を接点部分として使用することも可能である。

＜本発明に係る両面配線基板の製造方法＞
本発明の両面配線基板の実施態様の一例は、図４に示す以下の（１）〜（１０）に示す工程フローにより製造することができる。

先ず、絶縁性基材１０１の両面に銅層１０２、１０３を備えた両面銅張積層基板１０４を準備する［工程（１）］。

次に、その準備した両面銅張積層基板の両面に第１のレジスト層を形成し、その一方の面側のレジスト層を、他方の面側の銅層を底部とする有底穴を形成するための開口部１１３を備えた第１のレジストマスク１１１とする。また、他方の面側の第１のレジスト層を、その有底穴の底部を形成する位置を覆う第１のレジストマスク１１２とする［工程（２）］。

この有底穴の位置に、一方の面側配線の外部接続端子と他方の面側配線の外部接続端子の２種の外部接続端子を形成するために以下の工程を実施する。
先ず、一方の面側の第１のレジストマスクの有底穴を形成するために設けた開口部１１３から露出した銅層１０２を、エッチング加工により除去する［工程（３）］。

その後、一方の面側に形成した第１のレジストマスク１１１をブラスト加工用マスクとして、一方の面側からブラスト加工を行い、有底穴を形成するための開口部１１３から覗く絶縁性基材１０１を除去して他方の面側の銅層１０３を露出させる。
この加工により、他方の面側の銅層１０３を底部とする有底穴１３０が形成される［工程（４）］。

次に、両面に形成した第１のレジストマスク１１１、１１２を除去する［工程（５）］。

第１のレジストマスクを除去した後の銅層１０２、１０３の表面上に、銅めっき処理を実施し、有底穴１３０の底部の銅層１０３と電気的に接続し、且つ有底穴を充填して導通有底穴１３１とする銅めっき層１４１と、両銅層１０２、１０３の表面に配線の一部となり、且つ外部接続端子の接点の部分ともなる銅めっき層１４０を形成する。なお、この銅めっき層１４０は、銅層１０２、１０３と共に表面配線、裏面配線を形成するに足る厚みを有し、且つ、中央に窪み形状、或いは凹部形状を備える接点の部分を形成するのに足る厚みを設けた銅めっき層である［工程（６）］。
なお、必要に応じて配線の高さとして要求されている厚みになるよう、両面の銅層とその上の銅めっき層の厚さを必要な厚さに減らす研磨などの加工を行なっても良く、さらに、この工程後、外部接続端子の接点の部分となる位置の表面に、窪み形状或いは凹部形状を設ける加工を行なっても良い。

銅めっき処理後、両面に第２のレジスト層を形成する。
一方の面側の第２のレジスト層は、一方の面側の外部接続端子の接点の部分と接続する所定の配線パターンを備え、他方の面側の外部接続端子の接点の部分を独立パターンとした第２のレジストマスク１２１を形成する。
また、他方の面側の第２のレジスト層は、２種類の外部接続端子となる銅めっき層が充填された有底穴１３１の底部を覆い、一方の面側の外部接続端子の底部は独立パターンとし、他方の面側の外部接続端子の底部は他方の面側配線と接続したパターンとして第２のレジストマスク１２２を形成する［工程（７）］。

第２のレジストマスク１２１、１２２に沿って、銅めっき層１４０、銅層１０２、１０３にエッチング加工を行うことで、一方の面側（表面側）は、所定のパターンで表面配線１０（銅層１０２と銅めっき層１４０で構成）を形成すると共に、その表面配線の外部接続端子１１を構成する接点の部分１２と連結した表面配線１０として形成し、さらに、他方の面側配線の外部接続端子２１の接点の部分２２を、表面配線とは独立に銅層１０２と銅めっき層１４０で構成した。
また、他方の面側（裏面側）は、所定のパターンで裏面配線２０を形成すると共に、外部接続端子１１の他方の面側（裏面側）は、裏面配線とは独立した銅層１０３と銅めっき層１４０からなる底部１５０として形成した。さらに、他方の面側（裏面側）の外部接続端子２１を構成する有底穴の底部は、裏面配線２０と連結して一部となる銅層１０３と銅めっき層１４０で構成される底部２５０として形成した［工程（８）］。

次に、両面に設けた第２のレジストマスク１２１、１２２を除去することで、一方の面側の外部接続端子１１と他方の面側の外部接続端子２１が、外部と接続する接点の部分１２、２２を一方の面側にのみ備え、一方の面側の外部接続端子１１と他方の面側の外部接続端子２１の接点の部分は、他方の面の銅層１０３と銅めっき層１４０を底部１５０、２５０とするめっき層の有底導通穴で構成する［工程（９）］。

２つの外部接続端子１１、２１は、基板の厚さ方向において同一構造である両面配線基板１００が得られる［工程（１０）］。

Ａ 凹部形状
Ｂ 窪み形状
Ｃ 接点面
１、１０１ 絶縁性基材
２ 一方の面側銅層（表面側銅層）
３ 他方の面側銅層（裏面側銅層）
４、１００ 両面配線基板
１０ 一方の面側配線（表面配線）
１１ （一方の面側配線の）外部接続端子
１２ （一方の面側配線外部接続端子の）接点の部分
１３ｄ、１５０ （一方の面側配線外部接続端子の）ダミー底部
２０ 他方の面側配線（裏面配線）
２１ （他方の面側配線の）外部接続端子
２２ （他方の面側配線外部接続端子の）接点の部分
２３、２５０ （他方の面側配線外部接続端子の）底部
１０２ 一方の面側（表面側）銅層
１０３ 他方の面側（裏面側）銅層
１０４ 両面銅張積層基板
１１１、１１２ 第１のレジストマスク
１１３ 開口部
１２１、１２２ 第２のレジストマスク
１３０ （他方の面側銅層を底部とする）有底穴
１３１ （銅めっき層で充填された）導通有底穴
１４０ 銅めっき層
１４１ （有底穴に充填された）銅めっき層

Claims (2)

1. 絶縁性基材の両面に銅層を積層した両面銅張積層基板より形成された両面配線基板であって、
   前記両面配線基板の一方の面側配線の外部接続端子と他方の面側配線の外部接続端子が、外部機器と接続する接点の部分を前記一方の面側、他方の面側のいずれかにのみ備え、
   前記２つの外部接続端子の接点の部分が、前記接点の部分が存在する両面配線基板の表面と絶縁性基材を介して対向した面側の前記銅層と底部が接続し、且つ前記絶縁性基材を貫通した銅めっき層で構成され、
   前記接点の部分の接点面が、窪み形状、或いは凹部形状を備えていることを特徴とする両面配線基板。
2. 前記接点の部分が存在する両面配線基板の表面配線の外部接続端子の底部が、非導通の銅層であり、
   前記接点の部分が存在する両面配線基板の表面と絶縁性基材を介して対向した面の表面配線の外部接続端子の底部が、前記対向した面の表面配線と電気的に連結していることを特徴とする請求項１に記載の両面配線基板。

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