JP2021129021A - 配線基板 - Google Patents

Abstract

【課題】配線基板の品質向上及び／又は小型化。【解決手段】実施形態の配線基板１は、複数の貫通孔を有する絶縁層３と、絶縁層３を介して対向する２つの導体層４と、２つの導体層４を接続する複数の層間接続導体５と、複数の貫通孔のうちの一部の貫通孔２２の内壁を覆う非導電性樹脂６と、を含んでいる。複数の層間接続導体５は、複数の貫通孔のうちの一部の貫通孔２２以外の貫通孔２１にめっき膜によってそれぞれ形成されている少なくとも２つの第１層間接続導体５１と、一部の貫通孔２２にめっき膜によって形成されている少なくとも２つの第２層間接続導体５２とを含み、第２層間接続導体５２同士の最小間隔は、第１層間接続導体５１同士の最小間隔よりも小さい。【選択図】図１

Description

本発明は配線基板に関する。

特許文献１には、ガラス繊維を含む絶縁層と、この絶縁層を貫通するスルーホールの内周面にそれぞれ形成された複数のスルーホール導体とを含む多層配線基板が開示されている。

特願２００３−１４２８２６号公報

特許文献１に開示の多層配線基板では、最も近接する２つのスルーホール導体又は所定値以下の間隔で近接する２つのスルーホール導体は、マイグレーションによるショートを抑制すべく、ガラス繊維の延在方向に沿って並ばないように配置される。多層配線基板のパターン設計において、スルーホール導体の配置に関する設計自由度が低いと考えられる。多層配線基板において所望の電気的特性が得られなかったり、所望のサイズの多層配線基板が得られなかったりする場合があると考えられる。

本発明の配線基板は、複数の貫通孔を有する絶縁層と、前記絶縁層を介して対向する２つの導体層と、前記２つの導体層を接続する複数の層間接続導体と、前記複数の貫通孔のうちの一部の貫通孔の内壁を覆う非導電性樹脂と、を含んでいる。そして、前記複数の層間接続導体は、前記複数の貫通孔のうちの前記一部の貫通孔以外の貫通孔にめっき膜によってそれぞれ形成されている少なくとも２つの第１層間接続導体と、前記一部の貫通孔にめっき膜によって形成されている少なくとも２つの第２層間接続導体とを含み、前記第２層間接続導体同士の最小間隔は、前記第１層間接続導体同士の最小間隔よりも小さい。

本発明の実施形態によれば、導体層同士を接続する導体間の絶縁信頼性が高く、しかも所望の電気的特性及びサイズを有する配線基板を提供できることがある。

本発明の一実施形態の配線基板の一例を示す断面図。 図１の配線基板のII部の拡大図。 本発明の一実施形態の配線基板の一例を示す平面図。 一実施形態の配線基板の製造工程における第２貫通孔の形成後の状態を示す断面図。 一実施形態の配線基板の製造工程における非導電性樹脂による第２貫通孔の充填後の状態を示す断面図。 一実施形態の配線基板の製造工程における第１及び第３の貫通孔の形成後の状態を示す断面図。 一実施形態の配線基板の製造工程における各層間接続導体の形成後の状態を示す断面図。 一実施形態の配線基板の製造工程における充填剤による各層間接続導体の充填後の状態を示す断面図。 一実施形態の配線基板の製造工程における導体層の形成後の状態を示す断面図。 一実施形態の配線基板の製造工程における導体層のパターニング後の状態を示す断面図。 本発明の他の実施形態の配線基板の一例を示す断面図。 本発明の他の実施形態の配線基板の他の例を示す断面図。 本発明の他の実施形態の配線器のさらに他の例を示す断面図。

本発明の一実施形態の配線基板が図面を参照しながら説明される。図１は、一実施形態の配線基板の一例である配線基板１を示す断面図であり、図２には、図１のII部の拡大図が示されている。図３には配線基板１の一部の平面図が示されている。図１の断面図は、図３のＩ−Ｉ線での断面の一例を示している。

図１〜図３に示されるように、本実施形態の配線基板１は、複数の貫通孔（第１貫通孔２１及び第２貫通孔２２）を有する絶縁層３と、絶縁層３を介して対向する２つの導体層４と、２つの導体層４を互いに接続する複数の層間接続導体５と、を有している。複数の層間接続導体５は、第１層間接続導体５１と第２層間接続導体５２とを含んでいる。図１の例の配線基板１において、複数の層間接続導体５のそれぞれは、絶縁層３を挟む導体層４同士を接続するスルーホール導体である。本実施形態の配線基板１は、さらに、複数の貫通孔のうちの一部の貫通孔である第２貫通孔２２の内壁を覆う非導電性樹脂６を含んでいる。第１層間接続導体５１は、複数の貫通孔のうちの第２貫通孔２２以外の貫通孔である第１貫通孔２１内にめっき膜によって形成されている。第１貫通孔２１は第１層間接続導体５１を内包している。複数の層間接続導体５は、少なくとも２つの第１層間接続導体５１及び少なくとも２つの第２層間接続導体５２を含んでいる。

第２層間接続導体５２は、第２貫通孔２２内にめっき膜によって形成されている。第２貫通孔２２は第２層間接続導体５２を内包している。第２層間接続導体５２は、第２貫通孔２２において、非導電性樹脂６よりも内周側に形成されている。従って、第２層間接続導体５２と第２貫通孔２２の内壁との間には、非導電性樹脂６が介在している。換言すると、配線基板１は、絶縁層３及び非導電性樹脂６を貫通している第３貫通孔２３を含んでおり、第３貫通孔２３の内壁は、第２層間接続導体５２によって覆われている。第３貫通孔２３は第２層間接続導体５２を内包し、第２貫通孔２２は第３貫通孔２３を内包している。

すなわち、第２貫通孔２２の内部には、最も外周側に非導電性樹脂６による絶縁性の膜が形成されており、非導電性樹脂６を貫通する第３貫通孔２３の内壁面上に第２層間接続導体５２が形成されている。このような構造によって、第２層間接続導体５２と、絶縁層３を介した周囲の導電体との接触が、非導電性樹脂６によって防がれる。例えば、各層間接続導体の形成時における第２貫通孔２２から絶縁層３内へのめっき液の浸透が防止されると考えられる。また、配線基板１の使用時における絶縁層３内での導電性物質のマイグレーションなどによる第２層間接続導体５２とその周囲の各層間接続導体との短絡が防止されると考えられる。配線基板１では、第２層間接続導体５２は、その周囲の各層間接続導体（第１層間接続導体５１及び第２層間接続導体５２）と近接して配置され得る。

図１には、配線基板１における、第１層間接続導体５１同士の最小間隔Ｇ１１、第１層間接続導体５１と第２層間接続導体５２との最小間隔Ｇ１２、及び、第２層間接続導体５２同士の最小間隔Ｇ２２が、それぞれ示されている。図１に示されるように、配線基板１では、第２層間接続導体５２同士の最小間隔Ｇ２２は、第１層間接続導体５１同士の最小間隔Ｇ１１よりも小さい。従って、第２層間接続導体５２を適度に用いることによって、二つの導体層４を接続する複数の層間接続導体５を互いに近接させて、及び／又は密集させて配置することができる。例えば、第２層間接続導体５２を、製造上の制約などの範囲内で可能な限り近接させて配置することによって、配線基板１のサイズの小型化に寄与することができる。

また、第２層間接続導体５２と第１層間接続導体５１とが隣接する場合でも、少なくとも第２層間接続導体５２から生じるマイグレーションなどによる導電体の形成は、非導電性樹脂６によって防がれる。従って、第１層間接続導体５１と第２層間接続導体５２との最小間隔Ｇ１２は、第２層間接続導体５２同士の最小間隔Ｇ２２と同じであってもよい。しかし、第１層間接続導体５１からはマイグレーションなどが生じる場合があるので、図１に示されるように、第１層間接続導体５１と第２層間接続導体５２との最小間隔Ｇ１２の方が、第２層間接続導体５２同士の最小間隔Ｇ２２よりも大きいことが好ましいこともある。すなわち、第２層間接続導体５２同士の最小間隔Ｇ２２は、第１層間接続導体５１と第２層間接続導体５２との最小間隔Ｇ１２と同じであってもよく、最小間隔Ｇ２２が最小間隔Ｇ１２よりも小さくてもよい。

また、第１層間接続導体５１と第２層間接続導体５２との最小間隔Ｇ１２は、少なくとも第２層間接続導体５２からのマイグレーションなどの発生が防がれるので、第１層間接続導体５１同士の最小間隔Ｇ１１よりも小さくてもよい。

本実施形態では、最も近接する２つのスルーホール導体（第１及び／又は第２層間接続導体５１、５２）の配置に関して、前述した特許文献１のような、絶縁層に含まれるガラス繊維の延在方向に対する制約がない。すなわち、第２層間接続導体５２と、その周囲の各層間接続導体との短絡が第２層間接続導体５２を覆う非導電性樹脂６によって防がれるため、各層間接続導体同士の位置関係とは独立して、層間接続導体同士の短絡が防がれる。例えば絶縁層３が図１の例のように繊維状の補強材３１を含んでいる場合でも、最も近接する複数の層間接続導体５を繊維の延在方向に沿って配置することができる。複数の層間接続導体５の配置に関する設計自由度が高いと考えられる。従って本実施形態によれば、絶縁性に関する信頼性の高い配線基板の小型化、及び、所望の電気的特性を実現し易いと考えられる。

絶縁層３は、任意の絶縁性樹脂によって形成される。絶縁性樹脂としては、エポキシ樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂（ＢＴ樹脂）又はフェノール樹脂などが例示される。これら絶縁性樹脂を用いて形成される絶縁層３は、シリカなどの無機フィラーを含んでいてもよい。前述したように、図１の例では、絶縁層３は補強材３１を含んでいる。補強材３１は繊維によって構成されている。補強材３１を構成する繊維としては、ガラス繊維やアラミド繊維などが例示されるが、補強材３１を構成する繊維の材料は、これらに限定されない。

また、図１では補強材３１が模式的に示されているが、図２に具体的に示されるように、補強材３１を構成する繊維は、経糸３１１と緯糸３１２とを含んでいる。第１貫通孔２１及び第２貫通孔２２は、補強材３１を構成する繊維（経糸３１１及び緯糸３１２）を分断している。図２において補強材３１は、経糸３１１と緯糸３１２とが織られた織布の形態を有している。しかし、繊維によって構成される補強材３１は、繊維が織られずに布状にされた不織布であってもよい。

第１層間接続導体５１及び第２層間接続導体５２それぞれは、金属膜５０１と、金属膜５０１上に形成されためっき膜５０２とを含んでいる。金属膜５０１は、めっき膜５０２が電解めっきによって形成される場合の給電層及び／又はシード層として機能する。金属膜５０１は、例えば、無電解めっき又はスパッタリングなどで形成される。めっき膜５０２の形成方法としては電解めっきが例示される。しかし、各層間接続導体５１、５２は、無電解めっきによって形成された、金属膜５０１又はめっき膜５０２だけを含んでいてもよい。各層間接続導体５１、５２を構成する材料としては、銅やニッケルなどが主に例示されるが、各層間接続導体５１、５２の材料は、これらに限定されない。

各層間接続導体５１、５２を形成する際のめっき工程では、各層間接続導体５１、５２を形成するための第１貫通孔２１及び第２貫通孔２２の内部がめっき液に晒され、その内壁面に銅などの金属が析出する。この際、めっき液が、各貫通孔２１、２２の内壁面から絶縁層３の内部に浸透することがある。特に、図２に示されるように、絶縁層３が繊維を含む補強材３１を含んでいる場合、その繊維と樹脂との界面に沿って、めっき液Ｌが絶縁層３の内部に浸透し易い。図２の例のように、繊維（経糸３１１又は緯糸３１２）の端面（各貫通孔２１、２２による切断面）が各貫通孔２１、２２の内壁面に露出していると、めっき液Ｌが絶縁層３内に一層浸透し易い。めっき液Ｌが補強材３１の繊維に沿って絶縁層３内に浸透すると、絶縁層３内においても補強材３１の繊維に沿って金属が析出される。そのような金属の析出は、前述した特許文献１に開示の多層配線基板において近接するスルーホール導体同士を短絡させることがある。また、特許文献１の多層配線基板の使用時においても、各スルーホール導体を構成する金属から、隣接するスルーホール導体に向かって進行するマイグレーションが時間の経過に伴って生じることがある。この場合も、近接するスルーホール導体同士の短絡が生じることがある。

しかし本実施形態では、第２層間接続導体５２と第２貫通孔２２の内壁との間には、非導電性樹脂６が介在している。従って、第２貫通孔２２から絶縁層３の内部へのめっき液の浸透や、各第２層間接続導体５２を構成する金属（金属膜５０１及びめっき膜５０２）からのマイグレーションの進行が防がれる。

また、第１貫通孔２１から絶縁層３の内部にめっき液が浸透し、絶縁層３内にめっき金属が析出されても、そのめっき金属と第２層間接続導体５２との接触は非導電性樹脂６によって防がれる。同様に、万一、第１層間接続導体５１から第２層間接続導体５２へと向かうマイグレーションが進行しても、マイグレーションによって移動する金属と第２層間接続導体５２との接触が非導電性樹脂６によって防がれる。

すなわち、第１貫通孔２１から絶縁層３内に浸透しためっき液が第２層間接続導体５２に達し得るほど第２層間接続導体５２と第１層間接続導体５１とが近接していても、それら２つの層間接続導体同士の間で短絡は生じ難い。また、第１層間接続導体５１からマイグレーションによって移動する金属が第２層間接続導体５２に達し得るほど第２層間接続導体５２と第１層間接続導体５１とが近接していても、それら２つの層間接続導体同士の間で短絡は生じ難い。当然ながら、第２層間接続導体５２同士の間でも、絶縁層３内へのめっき液の浸透やマイグレーションに基づく短絡は生じ難い。第２層間接続導体５２同士においては、一方の第２層間接続導体５２を囲む非導電性樹脂６に万一クラックやピンホールが存在しても、他方の第２層間接続導体５２を囲む非導電性樹脂６によって第２層間接続導体５２同士の短絡が防がれる。

配線基板１において、隣接する層間接続導体間の短絡防止だけの観点では、複数の層間接続導体５の全てが第２層間接続導体５２であることが好ましいかもしれない。しかし、個々の非導電性樹脂６が適切に設けられていれば、一の第２層間接続導体５２と、その周囲の各層間接続導体５１、５２との短絡は略防がれ得る。一方、全ての第２貫通孔２２の内壁面を適切に非導電性樹脂６で覆うことは、その数に応じて配線基板１の材料コスト及び／又は製造コストを押し上げることがある。従って本実施形態の配線基板１では、第１層間接続導体５１と第２層間接続導体５２とが混在している。

そして本実施形態では、非導電性樹脂６に囲まれる第２層間接続導体５２同士の最小間隔Ｇ２２は、第１層間接続導体５１同士の最小間隔Ｇ１１よりも小さい（狭い）。また、第２層間接続導体５２同士の最小間隔Ｇ２２は、第１層間接続導体５１と第２層間接続導体５２との最小間隔Ｇ１２と同じか又は最小間隔Ｇ１２よりも小さく（狭く）てもよい。さらに、第１層間接続導体５１と第２層間接続導体５２との最小間隔Ｇ１２は、第１層間接続導体５１同士の最小間隔Ｇ１１よりも小さく（狭く）てもよい。

例えば、複数の層間接続導体５の配置において、所望の電気的特性の実現や小型化などのために一定の間隔以下での配置が求められる２つの層間接続導体５では、少なくともその一方が、好ましくはその両方が第２層間接続導体５２となるように形成される。また、例えば一定の間隔以下での配置が求められない２つの層間接続導体５では、その両方が第１層間接続導体５１となるように形成される。このように本実施形態の配線基板１によれば、第１層間接続導体５１と第２層間接続導体５２とを適宜に配置することによって、複数の層間接続導体５同士の短絡を防ぎつつ、配線基板１の小型化及び所望の電気的特性の実現をなし得ることがある。

第２層間接続導体５２同士の最小間隔Ｇ２２は、例えば、１５０μｍ以上、３００μｍ以下である。第１層間接続導体５１と第２層間接続導体５２との最小間隔Ｇ１２は、例えば、２５０μｍ以上、４００μｍ以下である。また、第１層間接続導体５１同士の最小間隔Ｇ１１は、例えば、４００μｍよりも大きい。このような最小間隔を有するように、第１及び第２の層間接続導体５１、５２を配置することによって、複数の層間接続導体５同士の短絡を防ぎつつ、配線基板１の小型化及び所望の電気的特性の実現をなし得ることがある。

なお、第２層間接続導体５２と第１層間接続導体５１との最小間隔Ｇ１２は、第３貫通孔２３の内壁と第１貫通孔２１の内壁との最小間隔である。第２層間接続導体５２同士の最小間隔Ｇ２２は、第３貫通孔２３の内壁同士の最小間隔であり、第１層間接続導体５１同士の最小間隔Ｇ１１は第１貫通孔２１の内壁同士の最小間隔である。

図２の例では、第３貫通孔２３の内径Ｄ３と第１貫通孔２１の内径Ｄ１とが略等しい。第１貫通孔２１及び第３貫通孔２３をレーザー加工又はドリル加工などで穿孔する場合、貫通孔の種類に応じたレーザー光のスポット径やドリル径の変更を要さずに効率よく第１及び第３の貫通孔２１、２３を形成することができる。第１貫通孔２１の内径Ｄ１及び第３貫通孔２３の内径Ｄ３は、例えば、６０μｍ以上、３００μｍ以下である。

一方、第２貫通孔２２の内径Ｄ２は、第３貫通孔２３の内径Ｄ３及び第１貫通孔２１の内径Ｄ１それぞれよりも大きい。そのため、第２層間接続導体５２と第２貫通孔２２の内壁との間に、非導電性樹脂６からなる絶縁性の膜を形成することができる。

なお、便宜上「内径」という用語が用いられるが、第１〜第３の貫通孔２１〜２３並びにこれらに内包される第１及び第２の層間接続導体５１、５２の平面形状（絶縁層３の厚さ方向と垂直な平面での断面形状）は円形に限定されない。第１〜第３の貫通孔２１〜２３の「内径」は、各貫通孔の平面形状における外周上の２点間の最大距離である。

非導電性樹脂６は、絶縁性を有する任意の樹脂である。非導電性樹脂６は、例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、又はフェノール樹脂などである。非導電性樹脂６は、磁性体粒子等の無機粒子を含んでいてもよい。しかし、非導電性樹脂６は、絶縁性を有し、第２貫通孔２２の内壁面を覆うことができて各第２層間接続導体５２とその周囲の各層間接続導体５１、５２との短絡を抑制し得るものであれば、これらの樹脂に限定されない。

第２貫通孔２２の内壁面と第３貫通孔２３の内壁面との間隔、すなわち、これら両貫通孔の間に非導電性樹脂６によって形成される絶縁性の膜の厚さＴは、例えば、５０μｍ以上、１２５μｍ以下である。非導電性樹脂６からなる絶縁性の膜がこのような範囲の厚さを有していると、各第２層間接続導体５２とその周囲の各層間接続導体５１、５２との短絡を効果的に防止することができ、且つ、配線基板１のサイズへの影響も少ないと考えられる。

図１〜図３の例の配線基板１では、第１層間接続導体５１及び第２層間接続導体５２は筒状の形態を有している。すなわち、第１層間接続導体５１及び第２層間接続導体５２それぞれは、銅などのめっき金属からなる筒状体の内側に中空部分を有している。図１〜図３の例では、第１層間接続導体５１及び第２層間接続導体５２それぞれの中空部が充填剤７で充填されている。第１及び第２の層間接続導体５１、５２の中空部が充填剤７で充填されているので、後述の他の実施形態のように配線基板１が多層配線基板の一部として用いられる場合に、各層間接続導体５１、５２の真上にビア導体を形成することができる。

充填剤７の材料は、各層間接続導体５１、５２の中空部を満たし得るものであれば特に限定されない。充填剤７は非導電性であっても導電性であってもよい。充填剤７は、例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、及びフェノール樹脂などの絶縁性樹脂である。また、充填剤７は、銀粒子などの導電性粒子とエポキシ樹脂などとを含む導電性ペースト又は導電性インクであってもよい。なお、本実施形態において、各層間接続導体５１、５２は中空部を有さなくてもよい。すなわち、銅などのめっき膜によって、第１貫通孔２１又は第３貫通孔２３の全体を埋め込む第１層間接続導体５１及び／又は第２層間接続導体５２が形成されていてもよい。

充填剤７が絶縁性樹脂である場合、非導電性樹脂６と充填剤７とが互いに同じ樹脂材料を主成分として含んでいてもよい。例えば、非導電性樹脂６及び充填剤７は、いずれもエポキシ樹脂であってもよい。非導電性樹脂６と充填剤７とが互いに同じ樹脂材料を含んでいると、非導電性樹脂６の熱膨張率と充填剤７の熱膨張率の差が小さいと考えられる。第２層間接続導体５２を挟む部材同士の間の熱膨張率の差が小さいため、第２層間接続導体５２に与える熱ストレスが比較的小さいと考えられる。第２層間接続導体５２のクラックなどの欠陥が生じ難いと考えられる。

非導電性樹脂６と充填剤７とが互いに異なる材料を主に含んでいる場合、非導電性樹脂６は、絶縁層３の熱膨張率と充填剤７の熱膨張率との間の熱膨張率を有していてもよい。その場合、非導電性樹脂６と絶縁層３との剥離が比較的少なく、しかも、第２層間接続導体５２に与える熱ストレスが比較的小さいと考えられる。

図２に示されるように、第１層間接続導体５１及び第２層間接続導体５２それぞれにおける絶縁層３の厚さ方向の両端部は、金属膜４１及びめっき膜４２によって覆われている。金属膜４１及びめっき膜４２は、各層間接続導体５１、５２に対する所謂蓋めっき膜である。金属膜４１及びめっき膜４２が形成されているので、後述するように配線基板１が多層配線基板の一部として用いられる場合に、各層間接続導体５１、５２と、その真上に形成されるビア導体とを電気的に接続し得ることがある。金属膜４１は、金属膜５０１と同様に無電解めっきやスパッタリングなどによって形成される。めっき膜４２は、めっき膜５０２と同様に、例えば電解めっきによって形成される。金属膜４１及びめっき膜４２は、例えば、銅又はニッケルなどの金属によって形成される。

図２に示されるように、配線基板１において絶縁層３を介して対向する２つの導体層４それぞれは５層構造を有している（図１では各導体層４の図示が簡略化されている）。すなわち、各導体層４は、金属箔４０、金属箔４０上の金属膜５０１、金属膜５０１上のめっき膜５０２、めっき膜５０２上の金属膜４１、そして金属膜４１上のめっき膜４２によって構成されている。金属膜５０１及びめっき膜５０２は、それぞれ、前述したように第１層間接続導体５１又は第２層間接続導体５２を構成する部分と、各導体層４を構成する部分とを含んでおり、これら２つの部分が一体的に形成されている。金属箔４０は、任意の金属からなり、例えば金属箔４０は銅箔やニッケル箔である。

なお、各導体層４の積層構造は、図２に示されるような５層構造に限定されず、任意の総数を有し得る。例えば、金属膜４１及びめっき膜４２は形成されなくてもよい。その場合、各導体層４は３層構造を有していてもよい。また金属箔４０が設けられなくてもよく、その場合、各導体層４は２層構造又は４層構造を有していてもよい。

図３に示されるように、導体層４は、第１層間接続導体５１又は第２層間接続導体５２にそれぞれ接続されている複数の導体パッド（スルーホールパッド）４ａを含んでいる。図示されていないが、各導体層４は、導体パッド４ａ以外にも、所望の導体パターンを含み得る。図３の例の中央部においてＩ−Ｉ線と直交する方向にならぶ２つの導体パッド４ａ同士が接続されている。このように、第２層間接続導体５２同士（及び／又は第２層間接続導体５２と第１層間接続導体５１）は、それぞれのスルーホールパッドを介して電気的に接続されていてもよい。図３の例では、２つの導体パッド４ａが接続されてなる導体パッドの中間部分（接続部分）がくびれている。例えば個々の導体パッド４ａが実装パッドを兼ねる場合、実装部品の位置ずれ防止などに関して好ましいことがある。

次に、図１の配線基板１の製造方法の一例が、図４Ａ〜図４Ｇを参照して説明される。

図４Ａに示されるように、配線基板１の絶縁層３となる絶縁層と、この絶縁層の両表面にそれぞれ積層された金属箔４０を含む出発基板１０が用意される。出発基板１０の絶縁層は、例えばエポキシ樹脂などの絶縁性樹脂を用いて形成されており、ガラス繊維などによって構成される補強材３１を含んでいる。

そして、出発基板１０を貫通する貫通孔（第２貫通孔２２）が穿孔される。第２貫通孔２２は、第２層間接続導体が形成されるべき所定の位置に形成される。第２貫通孔２２は、例えば、炭酸ガスレーザー光が照射されるレーザー加工、又はドリル加工などによって形成される。レーザー光のスポット径、又はドリル径は、形成される第２貫通孔２２が所定の内径Ｄ２を有するように選択される。

図４Ｂに示されるように、第２貫通孔２２の内部が、非導電性樹脂６で充填される。第２貫通孔２２の内壁面が非導電性樹脂６によって覆われる。例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、又はフェノール樹脂などが、絶縁層３の第１面３ａ側、及び第１面３ａ側と反対側の第２面３ｂ側のいずれか又は両方から注入される。必要に応じて、第１面３ａ側及び第２面３ｂ側のうちの一方から供給されたエポキシ樹脂などが、第２貫通孔２２を通じて他方から吸引されてもよい。非導電性樹脂６は、磁性体粒子等の無機粒子を含んでいてもよい。第２貫通孔２２内に注入された非導電性樹脂６は、必要に応じて加熱などによって固化される。

第２貫通孔２２に注入された非導電性樹脂６は、必要に応じて、絶縁層３の第１面３ａ側及び第２面３ｂ側それぞれの端面を化学機械研磨などの任意の方法で研磨される。非導電性樹脂６の両端面それぞれと、第１面３ａ上及び第２面３ｂ上それぞれの金属箔４０の表面とが、好ましくは略面一にされる。

図４Ｃに示されるように、第１貫通孔２１と第３貫通孔２３が穿孔される。第１貫通孔２１は第１層間接続導体が形成されるべき所定の位置に形成される。第３貫通孔２３は、第２層間接続導体が形成されるべき所定の位置、すなわち、第２貫通孔２２内の非導電性樹脂６を貫通する位置に形成される。非導電性樹脂６からなる筒状体が形成される。換言すると、第２貫通孔２２の内壁面を覆う膜体が第２貫通孔２２の内壁面に沿って形成される。

第１及び第３の貫通孔２１、２３は、第２貫通孔２２と同様に、例えば、炭酸ガスレーザー光によるレーザー加工、又はドリル加工などによって形成される。レーザー光のスポット径、又はドリル径は、形成される第１貫通孔２１が所定の内径Ｄ１を有するように、加えて、形成される第３貫通孔２３が所定の内径Ｄ３を有するように、選択される。第１貫通孔２１の内径Ｄ１と第３貫通孔２３の内径Ｄ３とが略同じになるように、スポット径やドリル径などが選択されてもよい。

図４Ｄに示されるように、第１層間接続導体５１及び第２層間接続導体５２が、第１貫通孔２１内及び第３貫通孔２３内にそれぞれ形成される。図４Ｄでは各層間接続導体５１、５２の図示が簡略化されているが、前述した金属膜５０１及びめっき膜５０２（図２参照）が、第１及び第３の貫通孔２１、２３それぞれの内壁面に形成される。金属膜５０１は、例えば、スパッタリングや無電解めっきによって形成される。また、めっき膜５０２は、例えば電解めっきによって形成される。金属膜５０１及びめっき膜５０２によって構成される第１及び第２の層間接続導体５１、５２は、例えば銅又はニッケルなどの金属によって形成される。第１貫通孔２１の内壁面又は第３貫通孔２３の内壁面に沿う筒状体の形態を有する第１層間接続導体５１及び第２層間接続導体５２が形成される。金属膜５０１及びめっき膜５０２は、絶縁層３の第１面３ａ及び第２面３ｂそれぞれの上（具体的には図４Ｃの金属箔４０の上）にも形成され、第１及び第２の面３ａ、３ｂそれぞれに、３層構造の金属層５００が形成される。

図４Ｅに示されるように、第１層間接続導体５１及び第２層間接続導体５２の内部（中空部）が充填剤７で充填される。例えば、エポキシ、アクリル又はフェノールなどの樹脂が、絶縁層３の第１面３ａ側及び第２面３ｂ側のいずれか又は両方から第１層間接続導体５１及び第２層間接続導体５２の内部に注入される。必要に応じて、第１面３ａ側及び第２面３ｂ側のうちの一方から供給されたエポキシ樹脂などが他方から吸引されてもよい。第１及び第２の層間接続導体５１、５２の内部に注入された充填剤７は、必要に応じて加熱などによって固化される。

充填剤７は、非導電性樹脂６に主成分として含まれる樹脂材料と略同じ樹脂材料を主成分として含んでいてもよい。また、エポキシ樹脂などの絶縁性樹脂の代わりに、例えば銀粒子などの導電性粒子を含む導電性ペーストが充填剤７として用いられてもよい。導電性ペーストで第１層間接続導体５１及び第２層間接続導体５２の内部が充填されてもよい。

必要に応じて、充填剤７における第１面３ａ側及び第２面３ｂ側それぞれの端面が、化学機械研磨などの任意の方法で研磨される。充填剤７の両端面それぞれと、第１面３ａ側及び第２面３ｂ側それぞれの金属層５００の表面とが、好ましくは略面一にされる。

図４Ｆに示されるように、絶縁層３の第１面３ａ上及び第２面３ｂ上に導体層４が形成される。具体的には、金属層５００上及び非導電性樹脂７上に前述した金属膜４１及びめっき膜４２（図２参照）が形成される。その結果、全部で５層構造の導体層４が形成される。第１及び第２の層間接続導体５１、５２それぞれには、所謂蓋めっき膜が形成される。金属膜４１は、例えばスパッタリング又は無電解めっきによって形成される。また、めっき膜４２は、例えば電解めっきに形成される。

図４Ｇに示されるように、導体層４が、所望の導体パターンを有するようにパターニングされる。例えば、適切な開口を有するエッチングマスクが各導体層４上に設けられ、導体層４の不要部分がウェットエッチングやドライエッチングによって除去される。その結果、図１に示される配線基板１が完成する。

図５Ａ〜図５Ｃを参照して、本発明の他の実施形態が説明される。

図５Ａには、他の実施形態の一例である配線基板１０１が示されている。図５Ａに示されるように、配線基板１０１は、一実施形態の配線基板１をコア基板として備える多層配線基板である。すなわち、配線基板１の厚さ方向に垂直な二つの主面のうちの一方である第１面１ａ上、及び第１面１ａと反対側の第２面１ｂ上それぞれにビルドアップ層が形成されている。第１面１ａ上には、絶縁層１３、絶縁層１３上に積層された導体層１５、並びに、絶縁層１３及び導体層１５の上に交互に積層された２つの絶縁層１４及び２つの導体層１６を含む第１ビルドアップ層１１が形成されている。第２面１ｂ上には、第１ビルドアップ層１１と同様に絶縁層１３、１４及び導体層１５、１６を含む第２ビルドアップ層１２が形成されている。

なお、本実施形態の配線基板（配線基板１０１並びに後述する配線基板１０２、１０３）の説明では、配線基板の厚さ方向においてコア基板（配線基板１）から遠い側は「上側」もしくは「上方」、又は単に「上」とも称され、コア基板に近い側は「下側」もしくは「下方」、又は単に「下」とも称される。さらに、各導体層及び各絶縁層において、コア基板と反対側を向く表面は「上面」とも称され、コア基板を向く表面は「下面」とも称される。

配線基板１０１では、さらに、第１ビルドアップ層１１及び第２ビルドアップ層１２それぞれの上に、ソルダーレジスト層１９が形成されている。ソルダーレジスト層１９には、第１及び第２のビルドアップ層１１、１２それぞれの最表層の導体層１６の一部を露出させる開口１９ａが設けられている。開口１９ａ内には、例えばはんだなどの導電性の材料を用いてバンプＢが形成されている。

また、第１及び第２のビルドアップ層１１、１２それぞれの絶縁層１３には、絶縁層１３を貫通するビア導体１７が形成されている。ビア導体１７は、絶縁層１３を挟む導体層４と導体層１５とを接続している。さらに、第１及び第２のビルドアップ層１１、１２それぞれの絶縁層１４には、絶縁層１４を貫通するビア導体１８が形成されている。ビア導体１８は、絶縁層１４を挟む導体層１６同士、又は絶縁層１４を挟む導体層１５と導体層１６とを接続している。

絶縁層１３及び絶縁層１４は、絶縁層３と同様に、任意の絶縁性樹脂によって形成される。絶縁性樹脂としては、エポキシ樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂（ＢＴ樹脂）又はフェノール樹脂などが例示される。絶縁層１３、１４は、シリカなどの無機フィラーを含んでいてもよく、ガラス繊維やアラミド繊維などによる織布状又は不織布状の補強材を含んでいてもよい。図５Ａの例では、絶縁層１３は補強材１３１を含んでいる。

導体層１５、１６は、導体層４と同様に、銅又はニッケルなどの任意の金属によって形成される。導体層１５、１６それぞれは、金属箔、無電解めっき膜若しくはスパッタリング膜、及び／又は電解めっき膜などを含む多層構造を有し得る。また、導体層１５、１６は、それぞれ、任意の導体パターンを含み得る。第１及び第２のビルドアップ層１１、１２それぞれの最表層の導体層１６は、外部の電子部品や配線基板などが接続される接続パッド１６ａを含んでいる。接続パッド１６ａを露出させるようにソルダーレジスト層１９に開口１９ａが設けられており、接続パッド１６ａ上にバンプＢが形成されている。

ビア導体１７、１８は、それぞれの上側の導体層１５又は導体層１６と一体的に形成されており、例えば無電解めっき膜及び電解めっき膜によって形成されている。図５Ａの例においてビア導体１７、１８は、各絶縁層に設けられた貫通孔を埋める所謂フィルドビア導体であるが、ビア導体１７、１８は所謂コンフォーマルビア導体であってもよい。図５Ａの例では、一部のビア導体１７、１８は、コア基板（配線基板１）のスルーホール導体（第１又は第２の層間接続導体５１、５２）上に積層されている。

第１及び第２のビルドアップ層１１、１２それぞれは、例えば、フィルム状のエポキシ樹脂などの積層による絶縁層の形成と、アディティブ法又はサブトラクティブ法などの任意の方法による導体層及びビア導体の形成とを繰り返すことによって形成され得る。

図５Ａの例のように、第１層間接続導体５１及び第２層間接続導体５２を含む配線基板１は、多層配線基板（配線基板１０１）のコア基板であってもよい。なお、コア基板として用いられる配線基板１の両面（第１面１ａ及び第２面１ｂ）それぞれには、３組よりも少ない又は３組よりも多い絶縁層及び導体層が積層されていてもよい。

図５Ｂには、本実施形態の他の例である配線基板１０２が示されている。図５Ｂに示されるように、配線基板１０２は、図５Ａの配線基板１０１と同様に、第１及び第２のビルドアップ層１１、１２を含む多層配線基板である。配線基板１０２は、各ビルドアップ層１１、１２の絶縁層１３に、第１ビア導体１７１及び第２ビア導体１７２を含んでいる点で、図５Ａの配線基板１０１と異なる。絶縁層１３内のビア導体１７２を除いて、配線基板１０２の構造は図５Ａの配線基板１０１の構造と同様であるため、同様の構成要素についての説明は省略される。

配線基板１０２は、各ビルドアップ層１１、１２内の絶縁層１３に、第１ビア導体１７１及び第２ビア導体１７２を含む複数のビア導体を含んでいる。複数のビア導体は、絶縁層１３を介して対向する２つの導体層（導体層４及び導体層１５）を互いに接続する層間接続導体である。第２ビア導体１７２は、絶縁層１３が有する複数の貫通孔のうちの一部である第５貫通孔２５内にめっき膜によって形成されている。第１ビア導体１７１は、絶縁層１３内の第５貫通孔２５以外の貫通孔である第４貫通孔２４内にめっき膜によって形成されている。配線基板１０２は、各絶縁層１３において、それぞれ複数の第１ビア導体１７１及び第２ビア導体１７２を含んでいる。

配線基板１０２は、さらに、第５貫通孔２５の内壁を覆う非導電性樹脂６０を含んでいる。非導電性樹脂６０は、図１の非導電性樹脂６と同様に、例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、又はフェノール樹脂などであるが、非導電性樹脂６０はこれらの樹脂に限定されない。

第２ビア導体１７２は、第５貫通孔２５において、非導電性樹脂６０よりも内周側に形成されている。従って、第２ビア導体１７２と第５貫通孔２５の内壁との間には、非導電性樹脂６０が介在している。そのため、第２ビア導体１７２と、絶縁層１３を介した周囲の導電体との接触が、非導電性樹脂６０によって防がれる。例えば、第２ビア導体１７２とその周囲の各ビア導体１７１、１７２との短絡が防止されると考えられる。

そのため、配線基板１０２では、第２ビア導体１７２同士の最小間隔は、第１ビア導体１７１同士の最小間隔よりも小さい。従って、第２ビア導体１７２を適度に用いることによって、絶縁層１３において複数のビア導体を互いに近接させて、及び／又は、密集させて配置することができる。

また、配線基板１０２では、第２ビア導体１７２同士の最小間隔は、第１ビア導体１７１と第２ビア導体１７２との最小間隔と同じであってもよく、第１ビア導体１７１と第２ビア導体１７２との最小間隔よりも小さくてもよい。さらに、第１ビア導体１７１と第２ビア導体１７２との最小間隔は、第１ビア導体１７１同士の最小間隔よりも小さくてもよい。

なお、第５貫通孔２５において非導電性樹脂６０よりも内周側に形成される第２ビア導体１７２は、例えば、一実施形態の配線基板１の第２層間接続導体５２の形成と同様の方法で形成され得る。すなわち、レーザー光などの照射による第５貫通孔２５の形成、非導電性樹脂６０による第５貫通孔２５の充填、非導電性樹脂６０への貫通孔の形成、及び、その貫通孔内への無電解めっき膜及び電解めっき膜の形成を経ることによって第２ビア導体１７２が形成され得る。第２ビア導体１７２は、第１ビア導体１７１と共に、導体層１５の形成と同時に形成され得る。第１ビア導体１７１及び第２ビア導体１７２は、所謂フィルドビア導体である。

図５Ｂのように、非導電性樹脂６０によって周囲の層間接続導体（第１及び第２のビア導体１７１、１７２）との短絡を防止され得る第２層間接続導体（第２ビア導体１７２）は、多層配線基板のビルドアップ層内の絶縁層に含まれていてもよい。なお、図５Ｂの配線基板１０２では、コア基板である配線基板１に、非導電性樹脂によって短絡を防止される層間接続導体は形成されていなくてもよい。また、非導電性樹脂によって短絡を防止される層間接続導体（ビア導体）は、絶縁層１４内に形成されていてもよい。

図５Ｃには、本実施形態のさらに他の例である配線基板１０３が示されている。図５Ｃに示されるように、配線基板１０３は、図５Ａの配線基板１０１と同様に、第１及び第２のビルドアップ層１１、１２を含む多層配線基板である。配線基板１０３は、多層構造のコア基板１ｘを含んでいる点で、図５Ａの配線基板１０１と異なる。コア基板１ｘの構造を除いて、配線基板１０３の構造は図５Ａの配線基板１０１の構造と同様であるため、同様の構成要素についての説明は省略される。

図５Ｃに示されるように、コア基板１ｘは、２つの導体層４に加えて、２つの導体層１ｄ、及び各導体層の間にそれぞれ介在する３つの絶縁層１ｃを含んでいる。３つの絶縁層１ｃは、図５Ａの配線基板１０１の絶縁層３と同様に、エポキシ樹脂などの任意の絶縁性樹脂によって形成され、シリカなどの無機フィラーを含んでいてもよい。３つの絶縁層１ｃは、それぞれ、ガラス繊維などで構成される織布状又は不織布状の補強材３１を含んでいる。各導体層１ｄは、導体層４と同様に、銅などの任意の金属からなる金属箔及びめっき膜によって形成されていて任意の導体パターンを含んでいる。コア基板１ｘは、例えば、導体層１ｄを両面に備える中央の絶縁層１ｃの両面それぞれに、上下の絶縁層１ｃを構成するプリプレグ及び導体層４を構成する金属箔が一括して積層されることによって形成された積層基板である。

図５Ｃの配線基板１０３において、第１及び第２の層間接続導体５１、５２は、３つの絶縁層１ｃを一括して貫通し、３つの絶縁層１ｃを介して対向する２つの導体層４同士を接続している。配線基板１０３においても、第２層間接続導体５２は、非導電性樹脂６によって側周面を囲まれており、第２層間接続導体５２と、その周囲の層間接続導体との短絡が非導電性樹脂６によって防がれる。このように、第１層間接続導体５１及び第２層間接続導体５２は、複数の絶縁層を貫通していてもよく、コア基板１ｘのような積層基板において設けられていてもよい。

なお、図５Ｃの配線基板１０３のコア基板１ｘは、４つよりも多い導体層と、それら各導体層の間に介在する全部で３つ以上の絶縁層を含んでいてもよい。また、コア基板１ｘは、第１及び第２の面１ａ、１ｂ上にビルドアップ層１１、１２を備えずに、コア基板１ｘ単独で任意の電子機器に用いられてもよい。

実施形態の配線基板は、各図面に例示される構造、並びに、本明細書において例示された構造、形状、及び材料を備えるものに限定されない。例えば、第２層間接続導体５２はが複数設けられていなくてもよい。

１、１０１、１０２、１０３ 配線基板
２１ 第１貫通孔
２２ 第２貫通孔
２３ 第３貫通孔
３ 絶縁層
３１ 補強材
４ 導体層
５ 複数の層間接続導体（スルーホール導体）
５１ 第１層間接続導体
５２ 第２層間接続導体
６、６０ 非導電性樹脂
７ 充填剤
Ｇ１１ 第１層間接続導体同士の最小間隔
Ｇ１２ 第１層間接続導体と第２層間接続導体との最小間隔
Ｇ２２ 第２層間接続導体同士の最小間隔

Claims (10)

1. 複数の貫通孔を有する絶縁層と、
   前記絶縁層を介して対向する２つの導体層と、
   前記２つの導体層を接続する複数の層間接続導体と、
   前記複数の貫通孔のうちの一部の貫通孔の内壁を覆う非導電性樹脂と、
   を含む配線基板であって、
   前記複数の層間接続導体は、前記複数の貫通孔のうちの前記一部の貫通孔以外の貫通孔にめっき膜によってそれぞれ形成されている少なくとも２つの第１層間接続導体と、前記一部の貫通孔にめっき膜によって形成されている少なくとも２つの第２層間接続導体とを含み、
   前記第２層間接続導体同士の最小間隔は、前記第１層間接続導体同士の最小間隔よりも小さい。
2. 請求項１記載の配線基板であって、前記第２層間接続導体同士の最小間隔は、１５０μｍ以上、３００μｍ以下である。
3. 請求項１記載の配線基板であって、前記第２層間接続導体同士の最小間隔は、前記第１層間接続導体と前記第２層間接続導体との最小間隔と同じか、前記第１層間接続導体と前記第２層間接続導体との最小間隔よりも小さい。
4. 請求項３記載の配線基板であって、前記第１層間接続導体と前記第２層間接続導体との最小間隔は、２５０μｍ以上、４００μｍ以下である。
5. 請求項１記載の配線基板であって、前記絶縁層は繊維によって構成される補強材を含んでいる。
6. 請求項５記載の配線基板であって、前記第２層間接続導体を内包する前記一部の貫通孔が前記繊維を分断している。
7. 請求項１記載の配線基板であって、前記第２層間接続導体を内包する前記一部の貫通孔の内径は、前記第１層間接続導体を内包する前記貫通孔の内径よりも大きい。
8. 請求項１記載の配線基板であって、
   前記絶縁層及び前記非導電性樹脂を貫通していて前記第２層間接続導体によって内壁を覆われている貫通孔をさらに含み、
   前記非導電性樹脂を貫通する前記貫通孔の内径と、前記第１層間接続導体を内包する前記貫通孔の内径とが略等しい。
9. 請求項１記載の配線基板であって、
   前記第１層間接続導体及び前記第２層間接続導体は筒状の形態を有し、
   前記第１層間接続導体及び前記第２層間接続導体それぞれの中空部が非導電性の充填剤で充填されている。
10. 請求項９記載の配線基板であって、前記非導電性樹脂と前記充填剤とが互いに同じ樹脂材料を主成分として含んでいる。

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