JP2022015758A - Wiring board - Google Patents

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Isao Ono
外茂也 台蔵
Tomoya Taizo
曜志 澤田
Yoji Sawada
和彦 倉信
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Abstract

To provide a wiring board having high reliability.SOLUTION: A wiring board 10 includes resin insulation layers 101, a plurality of conductor pads 102p formed on the resin insulation layers 101, a coating insulation layer 103 coating the resin insulation layers 101 and the conductor pads 102p, and a plurality of metal posts 104 which are connected onto each of the plurality of conductor pads 102p and project from the coating insulation layer 103. The plurality of metal posts 104 include first metal posts 104f and second metal posts 104s having diameters larger than those of the first metal posts 104f, heights to the surface of the coating insulation layer 103 of the first metal posts 104f and the second metal posts 104s are substantially equal to each other, and a thickness of the conductor pad 102pf connected with the first metal posts 104f is thicker than a thickness of the conductor pad 102ps connected with the second metal post 104s.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は配線基板に関する。 The present invention relates to a wiring board.

特許文献1には、配線層上に形成され、ソルダーレジスト層から突出する金属ポストを複数有する配線基板が開示されている。複数の金属ポストの夫々が接続されている配線層は同じ厚さに形成されている。 Patent Document 1 discloses a wiring board formed on a wiring layer and having a plurality of metal posts protruding from a solder resist layer. The wiring layer to which each of the plurality of metal posts is connected is formed to have the same thickness.

特開2016-18806号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-18806

特許文献1の配線基板において、より小径の金属ポストが配線層上に形成される場合には、金属ポストの径に対する高さの割合が増大し、金属ポストの有する剛性が低下するものと考えられる。金属ポストにかかる外力に対する物理的な耐性が低く、接続部分の剥離などの不良が発生する虞があると考えられる。 In the wiring substrate of Patent Document 1, when a metal post having a smaller diameter is formed on the wiring layer, it is considered that the ratio of the height to the diameter of the metal post increases and the rigidity of the metal post decreases. .. It is considered that the physical resistance to the external force applied to the metal post is low, and there is a possibility that defects such as peeling of the connection portion may occur.

本発明の配線基板は、樹脂絶縁層と、前記樹脂絶縁層上に形成される複数の導体パッドと、前記樹脂絶縁層及び前記導体パッドを被覆する被覆絶縁層と、前記複数の導体パッドの夫々の上に接続され前記被覆絶縁層から突出する複数の金属ポストと、を備えている。前記複数の金属ポストは、第1の金属ポストと第1の金属ポストよりも大径の第2の金属ポストとを含み、前記第1の金属ポスト及び前記第2の金属ポストの前記被覆絶縁層の表面に対する高さは略等しく、前記第1の金属ポストが接続されている前記導体パッドの厚さは、前記第2の金属ポストが接続されている前記導体パッドの厚さよりも大きい。 The wiring board of the present invention includes a resin insulating layer, a plurality of conductor pads formed on the resin insulating layer, a coated insulating layer covering the resin insulating layer and the conductor pad, and the plurality of conductor pads, respectively. It comprises a plurality of metal posts, which are connected on top of and project from the coated insulating layer. The plurality of metal posts include a first metal post and a second metal post having a diameter larger than that of the first metal post, and the first metal post and the covering insulating layer of the second metal post. The height with respect to the surface of the metal post is substantially equal, and the thickness of the conductor pad to which the first metal post is connected is larger than the thickness of the conductor pad to which the second metal post is connected.

本発明の実施形態によれば、比較的小径の金属ポストであっても、外力に対する物理的な耐性の高い構造が提供され得る。金属ポストと導体パッドとの接続部分における剥離などの不良の発生が抑制され得る、信頼性の高い配線基板を提供することができる。 According to an embodiment of the present invention, even a metal post having a relatively small diameter can provide a structure having high physical resistance to an external force. It is possible to provide a highly reliable wiring board capable of suppressing the occurrence of defects such as peeling at the connection portion between the metal post and the conductor pad.

本発明の一実施形態の配線基板の一例を部分的に示す断面図。FIG. 6 is a cross-sectional view partially showing an example of a wiring board according to an embodiment of the present invention. 図1の配線基板の断面図の部分拡大図。A partially enlarged view of a cross-sectional view of the wiring board of FIG. 図2に示される配線基板の異なる例を示す断面図。FIG. 2 is a cross-sectional view showing a different example of the wiring board shown in FIG. 本発明の一実施形態の配線基板の製造方法を示す断面図。The cross-sectional view which shows the manufacturing method of the wiring board of one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態の配線基板の製造方法を示す断面図。The cross-sectional view which shows the manufacturing method of the wiring board of one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態の配線基板の製造方法を示す断面図。The cross-sectional view which shows the manufacturing method of the wiring board of one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態の配線基板の製造方法を示す断面図。The cross-sectional view which shows the manufacturing method of the wiring board of one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態の配線基板の製造方法を示す断面図。The cross-sectional view which shows the manufacturing method of the wiring board of one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態の配線基板の製造方法を示す断面図。The cross-sectional view which shows the manufacturing method of the wiring board of one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態の配線基板の製造方法を示す断面図。The cross-sectional view which shows the manufacturing method of the wiring board of one Embodiment of this invention.

次に、図面を参照しながら本発明の一実施形態である配線基板について説明する。なお、以下、参照される図面においては、各構成要素の寸法の正確な比率を示すことは意図されておらず、理解され易いように本発明の特徴が強調されて描かれている。図1には、本実施形態の配線基板の一例である配線基板10の断面が部分的に示されている。配線基板10は、交互に積層される絶縁層及び導体層で形成されており、図1にはその一部の樹脂絶縁層101、被覆絶縁層103及び導体層102が示されている。図示される配線基板10の片方の面Fは、半導体素子などの外部の電子部品が搭載される部品搭載面として形成されている。図1に示される、配線基板10の部品搭載面Fは、被覆絶縁層103、及び、被覆絶縁層103のから突出する金属ポスト104の表面から構成されている。 Next, a wiring board according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings referred to below, it is not intended to show the exact ratio of the dimensions of each component, and the features of the present invention are emphasized for easy understanding. FIG. 1 partially shows a cross section of a wiring board 10 which is an example of the wiring board of the present embodiment. The wiring board 10 is formed of an insulating layer and a conductor layer that are alternately laminated, and FIG. 1 shows a part of the resin insulating layer 101, the coated insulating layer 103, and the conductor layer 102. One surface F of the illustrated wiring board 10 is formed as a component mounting surface on which an external electronic component such as a semiconductor element is mounted. The component mounting surface F of the wiring board 10 shown in FIG. 1 is composed of the surface of the coated insulating layer 103 and the surface of the metal post 104 protruding from the coated insulating layer 103.

なお、本実施形態の配線基板10の説明では、配線基板10を構成する各要素の部品搭載面F側、すなわち紙面における上側を「上側」又は単に「上」と称し、反対側を「下側」又は単に「下」と称する。従って、各要素における上側の端部は「上端」とも称され、下側の端部は「下端」とも称される。 In the description of the wiring board 10 of the present embodiment, the component mounting surface F side of each element constituting the wiring board 10, that is, the upper side on the paper surface is referred to as "upper side" or simply "upper side", and the opposite side is referred to as "lower side". Or simply referred to as "below". Therefore, the upper end of each element is also referred to as the "upper end" and the lower end is also referred to as the "lower end".

図1では、配線基板10が有する複数の樹脂絶縁層101及び導体層102のうち、部品搭載面F側の3層が図示されている。実施形態の配線基板10が有する樹脂絶縁層101及び導体層102の層数は特に限定されず、適宜増減され得る。配線基板10がより多くの導体層を含むことにより、配線基板10の平面サイズを大きくすることなく、より規模が大きく複雑な電気回路が配線基板10内に形成され得る。 In FIG. 1, among a plurality of resin insulating layers 101 and conductor layers 102 included in the wiring board 10, three layers on the component mounting surface F side are shown. The number of layers of the resin insulating layer 101 and the conductor layer 102 included in the wiring board 10 of the embodiment is not particularly limited and may be increased or decreased as appropriate. By including the wiring board 10 in a larger number of conductor layers, a larger scale and complicated electric circuit can be formed in the wiring board 10 without increasing the planar size of the wiring board 10.

樹脂絶縁層101に接する導体層102は、任意の導体パターンを有している。導体層102は、樹脂絶縁層101を貫通して形成されているビア導体112を介して樹脂絶縁層101の反対側の導体層102と電気的に接続される。図示の例では、各ビア導体112は部品搭載面Fから反対側に向かって縮径するテーパー形状を有しているが、ビア導体112の形状はこれに限定されない。部品搭載面Fに向かって縮径する形状であってもよく、また、樹脂絶縁層101の厚さ方向において同径で導体層102に対して略直交する円柱形状に形成されてもよい。なお、便宜上、「縮径」という文言が用いられているが、ビア導体112の開口形状は必ずしも円形に限定されない。「縮径」は、単に、ビア導体112の水平断面における外周上の最長の2点間の距離が小さくなることを意味している。 The conductor layer 102 in contact with the resin insulating layer 101 has an arbitrary conductor pattern. The conductor layer 102 is electrically connected to the conductor layer 102 on the opposite side of the resin insulating layer 101 via a via conductor 112 formed through the resin insulating layer 101. In the illustrated example, each via conductor 112 has a tapered shape in which the diameter is reduced from the component mounting surface F toward the opposite side, but the shape of the via conductor 112 is not limited to this. The diameter may be reduced toward the component mounting surface F, or the resin insulating layer 101 may be formed in a cylindrical shape having the same diameter in the thickness direction and substantially orthogonal to the conductor layer 102. For convenience, the word "reduced diameter" is used, but the opening shape of the via conductor 112 is not necessarily limited to a circular shape. "Reduced diameter" simply means that the distance between the longest two points on the outer circumference in the horizontal cross section of the via conductor 112 is reduced.

図示される3層の導体層102のうち最も部品搭載面Fの近くに形成される導体層102は、導体パッド102pを含んでいる。導体パッド102pは、その上に形成される金属ポスト104を介して、半導体素子などの外部の電子部品が有する接続用のパッドと電気的に接続される。金属ポスト104は、導体パッド102p及び樹脂絶縁層101の表面上を覆うように形成されている被覆絶縁層103から部品搭載面F側に突出している。 The conductor layer 102 formed closest to the component mounting surface F among the three conductor layers 102 shown includes the conductor pad 102p. The conductor pad 102p is electrically connected to a connection pad of an external electronic component such as a semiconductor element via a metal post 104 formed on the conductor pad 102p. The metal post 104 projects from the coated insulating layer 103 formed so as to cover the surfaces of the conductor pad 102p and the resin insulating layer 101 toward the component mounting surface F side.

本実施形態の配線基板10が有する複数の金属ポスト104は、径の大きさの異なる金属ポスト104f、104sを含んでいる。具体的には、比較的小径の第1の金属ポスト104fと、第1の金属ポスト104fよりも大径の第2の金属ポスト104sを含んでいる。第1及び第2の金属ポスト104f、104sは、被覆絶縁層103に対して略等しい高さを有している。そして、第1の金属ポスト104fは複数の導体パッド102pのうち比較的厚さが大きい導体パッド102pfに接続されており、第2の金属ポスト104sは比較的厚さの小さい導体パッド102psに接続されている。なお、ここで「小径」及び「大径」との用語における「径」は、金属ポスト104の下端における外周上の最長の2点間距離を意味している。従って「小径」又は「大径」の語は、対比された2つの金属ポスト104の下端における外周上の最長の2点間距離が、比較上小さい又は大きいことを意味している。 The plurality of metal posts 104 included in the wiring board 10 of the present embodiment include metal posts 104f and 104s having different diameters. Specifically, it includes a first metal post 104f having a relatively small diameter and a second metal post 104s having a diameter larger than that of the first metal post 104f. The first and second metal posts 104f, 104s have substantially the same height with respect to the covering insulating layer 103. The first metal post 104f is connected to the conductor pad 102pf having a relatively large thickness among the plurality of conductor pads 102p, and the second metal post 104s is connected to the conductor pad 102ps having a relatively small thickness. ing. Here, the term "diameter" in the terms "small diameter" and "large diameter" means the longest distance between two points on the outer circumference at the lower end of the metal post 104. Therefore, the terms "small diameter" or "large diameter" mean that the longest distance between two points on the outer circumference at the lower ends of the two contrasted metal posts 104 is comparatively small or large.

上述のように、比較的小径の第1の金属ポスト104fが接続されている導体パッド102pfの厚さが比較的大きいことで、金属ポスト104fの下端の径に対する高さ(配線基板10の厚さ方向における長さ)の比率が過大になることが抑制される。すなわち、金属ポスト104fが細長の形状を有することによる物理的脆弱化が回避され、比較的高い剛性を有する金属ポスト104fが提供され得る。 As described above, since the thickness of the conductor pad 102pf to which the first metal post 104f having a relatively small diameter is connected is relatively large, the height with respect to the diameter of the lower end of the metal post 104f (thickness of the wiring board 10). It is suppressed that the ratio of length) in the direction becomes excessive. That is, physical weakening due to the elongated shape of the metal post 104f can be avoided, and the metal post 104f having relatively high rigidity can be provided.

なお、図示の例では、金属ポスト104は、部品搭載面F側(上端側)から導体パッド102側(下端側)へ向かうに従って径が拡大する形状を有している。特に、第1の金属ポスト104fがこのような形状を有することで、さらに、104fの剛性が良好に確保され得る。金属ポスト104fと導体パッド102pfとの接続部において比較的広い接続面が確保され、信頼性の高い良好な接続を得ることが可能となる。 In the illustrated example, the metal post 104 has a shape in which the diameter increases from the component mounting surface F side (upper end side) toward the conductor pad 102 side (lower end side). In particular, when the first metal post 104f has such a shape, the rigidity of 104f can be further ensured satisfactorily. A relatively wide connection surface is secured at the connection portion between the metal post 104f and the conductor pad 102pf, and it is possible to obtain a highly reliable and good connection.

配線基板10の樹脂絶縁層101は、エポキシ樹脂等の任意の絶縁性樹脂を用いて形成される。ポリイミド樹脂、BT樹脂(ビスマレイミド-トリアジン樹脂)、ポリフェニレンエーテル樹脂、フェノール樹脂等も用いられ得る。樹脂絶縁層101はシリカなどの無機フィラーを含んでいてもよい。図示される例の配線基板10においては、樹脂絶縁層101は芯材を含んでいないが、必要に応じてガラス繊維やアラミド繊維などの芯材を含んでもよい。芯材を含むことで配線基板10の強度が向上し得る。複数の樹脂絶縁層101は、夫々異なる材料で構成されてもよく、全てが同じ材料で形成されてもよい。 The resin insulating layer 101 of the wiring board 10 is formed by using an arbitrary insulating resin such as an epoxy resin. Polyimide resin, BT resin (bismaleimide-triazine resin), polyphenylene ether resin, phenol resin and the like can also be used. The resin insulating layer 101 may contain an inorganic filler such as silica. In the wiring board 10 of the illustrated example, the resin insulating layer 101 does not contain a core material, but may contain a core material such as glass fiber or aramid fiber if necessary. The strength of the wiring board 10 can be improved by including the core material. The plurality of resin insulating layers 101 may be made of different materials, or all of them may be made of the same material.

導体層102は、銅やニッケルなど、適切な導電性を有する任意の材料を用いて形成され得る。導体層102は、例えば、金属膜層(好ましくは無電解銅めっき膜層)もしくは電解めっき膜層(好ましくは電解銅めっき膜層)、又はこれらの組み合わせによって形成される。図示の例では、金属膜層102n及び電解めっき膜層102eの2層構造で形成されている。しかし、配線基板10を構成する各導体層102の構成は、図1に例示される多層構造に限定されない。導体層102は、例えば、金属箔層、金属膜層、及び電解めっき膜層の3層構造で構成されてもよい。 The conductor layer 102 can be formed using any material having appropriate conductivity, such as copper or nickel. The conductor layer 102 is formed, for example, by a metal film layer (preferably an electrolytic copper plating film layer) or an electrolytic plating film layer (preferably an electrolytic copper plating film layer), or a combination thereof. In the illustrated example, it is formed by a two-layer structure of a metal film layer 102n and an electrolytic plating film layer 102e. However, the configuration of each conductor layer 102 constituting the wiring board 10 is not limited to the multilayer structure exemplified in FIG. 1. The conductor layer 102 may be composed of, for example, a three-layer structure of a metal foil layer, a metal film layer, and an electrolytic plating film layer.

ビア導体112は、図1に示されるように、導体層102を構成している金属膜層102n及び電解めっき膜層102eと一体的に形成され得る。ビア導体112は導通用孔112h内を充填するいわゆるフィルドビアであり、導通用孔112h内の底面及び側面を被覆する金属膜層と電解めっき膜層とで構成されている。 As shown in FIG. 1, the via conductor 112 may be integrally formed with the metal film layer 102n and the electrolytic plating film layer 102e constituting the conductor layer 102. The via conductor 112 is a so-called filled via that fills the inside of the conduction hole 112h, and is composed of a metal film layer and an electrolytic plating film layer that cover the bottom surface and the side surface in the conduction hole 112h.

被覆絶縁層103は任意の絶縁性の樹脂材料を用いて形成される。被覆絶縁層103は、例えば、感光性のポリイミド樹脂やエポキシ樹脂等を用いて形成される。被覆絶縁層103は、導体パッド102pと、導体パッド102p上に形成される金属ポスト104の側面の一部と、複数の導体パッド102pの間に露出する樹脂絶縁層101の表面とを覆っている。被覆絶縁層103はソルダーレジスト層であり得る。 The coating insulating layer 103 is formed by using an arbitrary insulating resin material. The coating insulating layer 103 is formed by using, for example, a photosensitive polyimide resin, an epoxy resin, or the like. The coating insulating layer 103 covers the conductor pad 102p, a part of the side surface of the metal post 104 formed on the conductor pad 102p, and the surface of the resin insulating layer 101 exposed between the plurality of conductor pads 102p. .. The coated insulating layer 103 can be a solder resist layer.

金属ポスト104は、例えば、銅、又は、ニッケルを用いて形成される。金属ポスト104は、詳しくは後述するように、導体パッド102p上に任意の金属材料の電解めっきが施されることで形成され得る。金属ポスト104が、導体パッド102pが含む金属と同種の金属材料を含むことで、導体パッド102pと金属ポスト104との接続性が向上することがある。例えば、導体パッド102pが無電解銅めっき膜層及び電解銅めっき膜層で構成されている場合には、金属ポスト104も電解銅めっき膜層又は無電解銅めっき膜層で構成されていることが好ましい。金属ポスト104の上端には、図示しない保護層が形成されてもよい。例えば、Ni/Sn、Ni/Pd/Auなどからなる保護層が設けられる。保護層はNi/Au、又はSnにより形成されてもよい。OSP膜が形成されてもよい。 The metal post 104 is formed using, for example, copper or nickel. The metal post 104 can be formed by electroplating an arbitrary metal material on the conductor pad 102p, as will be described in detail later. When the metal post 104 contains a metal material of the same type as the metal contained in the conductor pad 102p, the connectivity between the conductor pad 102p and the metal post 104 may be improved. For example, when the conductor pad 102p is composed of the electrolytic copper plating film layer and the electrolytic copper plating film layer, the metal post 104 may also be composed of the electrolytic copper plating film layer or the electrolytic copper plating film layer. preferable. A protective layer (not shown) may be formed on the upper end of the metal post 104. For example, a protective layer made of Ni / Sn, Ni / Pd / Au, or the like is provided. The protective layer may be formed of Ni / Au or Sn. An OSP film may be formed.

図2は、図1における一点鎖線で囲まれる領域IIの拡大図である。図示されるように、第1の金属ポスト104fの径は、第2の金属ポスト104sの径よりも小さい。これらのサイズが異なる第1の金属ポスト104fと第2の金属ポスト104sとは、被覆絶縁層103に対して略等しい高さを有している。そして、第1の金属ポスト104fが接続している導体パッド102pfの厚さ(樹脂絶縁層101の表面からの高さ)fH2は、第2の導体パッド102psの厚さsH2よりも大きい。すなわち、比較的小径の第1の金属ポスト104fが有する高さfH1は、比較的大径の第2の金属ポスト104sが有する高さsH1よりも小さい。 FIG. 2 is an enlarged view of the region II surrounded by the alternate long and short dash line in FIG. As shown, the diameter of the first metal post 104f is smaller than the diameter of the second metal post 104s. The first metal post 104f and the second metal post 104s having different sizes have substantially the same height with respect to the covering insulating layer 103. The thickness fH2 of the conductor pad 102pf to which the first metal post 104f is connected (height from the surface of the resin insulating layer 101) fH2 is larger than the thickness sH2 of the second conductor pad 102ps. That is, the height fH1 of the first metal post 104f having a relatively small diameter is smaller than the height sH1 of the second metal post 104s having a relatively large diameter.

上述のように、径の小さい第1の金属ポスト104fにおいて高さfH1が比較的小さいことで、第1の金属ポスト104fは高い剛性を有し得る。部品搭載面Fへの電子部品の搭載時などにかかり得る外力に対する物理的耐性が高まり、第1の金属ポスト104fと導体パッド102pfとの接続部における剥離や破壊などの不良の発生が抑制され得る。具体的には、第1の金属ポスト104fの高さfH1の、第1の金属ポスト104fの基端側の径104fdに対する比率は、1.5以上、且つ、3.5以下であることが好ましい。導体パッド102pfは、その上に接続される金属ポスト104fの径104fdの寸法、及び、金属ポスト104fが有するべき高さfH1の寸法に応じた厚さfH2を有するように形成される。 As described above, the height fH1 of the first metal post 104f having a small diameter is relatively small, so that the first metal post 104f can have high rigidity. Physical resistance to external forces that may be applied when electronic components are mounted on the component mounting surface F is enhanced, and the occurrence of defects such as peeling and breakage at the connection portion between the first metal post 104f and the conductor pad 102pf can be suppressed. .. Specifically, the ratio of the height fH1 of the first metal post 104f to the diameter 104fd on the proximal end side of the first metal post 104f is preferably 1.5 or more and 3.5 or less. .. The conductor pad 102pf is formed so as to have a thickness fH2 corresponding to the dimension of the diameter 104fd of the metal post 104f connected on the conductor pad 102pf and the dimension of the height fH1 that the metal post 104f should have.

図示の例においては、金属ポスト104f、104sは導体パッド102pf、102psに向かって径が拡大する形状を有している。すなわち、金属ポスト104f、104sの導体パッド102pf、102psと接続している下端(基端)側の径は、その反対側(上端側)の径よりも大きい。このような形状を有することで、金属ポスト104f、104sと導体パッド102pf、102psとの接続信頼性が向上することがある。特に、径が比較的小さい第1の金属ポスト104fは、隣接する金属ポスト104fに対して比較的狭い中心間距離(ピッチ)を有することがある。このような場合においても、上端側において、隣接する金属ポスト104fに対する比較的広い離間距離(ギャップ)が確保され得る。上端側での隣接する金属ポスト104f同士の短絡が抑制されながらも、基端側での導体パッド102pfとの接続信頼性が向上し得る。この短絡抑制及び接続信頼性の観点から、金属ポスト104fの上端側の面の面積の、基端側の面の面積に対する比率は、0.75以上、且つ、0.95以下であることが好ましい。しかしながら、金属ポスト104f、104sの形状は、これに限定されない。金属ポスト104f、104sは基端側から上端側にかけて略同径の円柱状に形成されてもよい。 In the illustrated example, the metal posts 104f and 104s have a shape whose diameter increases toward the conductor pads 102pf and 102ps. That is, the diameter on the lower end (base end) side connected to the conductor pads 102pf and 102ps of the metal posts 104f and 104s is larger than the diameter on the opposite side (upper end side). Having such a shape may improve the connection reliability between the metal posts 104f and 104s and the conductor pads 102pf and 102ps. In particular, the first metal post 104f, which has a relatively small diameter, may have a relatively narrow center-to-center distance (pitch) with respect to the adjacent metal post 104f. Even in such a case, a relatively wide separation distance (gap) with respect to the adjacent metal post 104f can be secured on the upper end side. While the short circuit between the adjacent metal posts 104f on the upper end side is suppressed, the connection reliability with the conductor pad 102pf on the proximal end side can be improved. From the viewpoint of short-circuit suppression and connection reliability, the ratio of the area of the surface on the upper end side of the metal post 104f to the area of the surface on the proximal end side is preferably 0.75 or more and 0.95 or less. .. However, the shapes of the metal posts 104f and 104s are not limited to this. The metal posts 104f and 104s may be formed in a columnar shape having substantially the same diameter from the base end side to the upper end side.

図3には、導体パッド102pが図2に示される構造と異なる構造を有する例が示されている。図示の例では、導体パッド102pf、102psの金属ポスト104f、104sと接続する側(上側)の面は、上側に向かって隆起している。すなわち、導体パッド102pf、102psの上側の面は、金属ポスト104f、104s側に向かって凸になるように湾曲している。導体パッド102pf、102psの、金属ポスト104f、104sとの接続面が湾曲することで広い接続面積が確保され得る。なお、金属ポスト104f、104sの上端側の面も、導体パッド102pf、102psの隆起形状に伴って隆起してもよい。金属ポスト104f、104sの上端面の隆起によって金属ポスト104と電子部品などの接続パッドとの間での接続信頼性が向上し得る。 FIG. 3 shows an example in which the conductor pad 102p has a structure different from the structure shown in FIG. In the illustrated example, the surface on the side (upper side) connected to the metal posts 104f and 104s of the conductor pads 102pf and 102ps is raised toward the upper side. That is, the upper surface of the conductor pads 102pf and 102ps is curved so as to be convex toward the metal posts 104f and 104s. A wide connection area can be secured by bending the connection surface of the conductor pads 102pf and 102ps with the metal posts 104f and 104s. The upper end surface of the metal posts 104f and 104s may also be raised along with the raised shape of the conductor pads 102pf and 102ps. The ridges on the upper ends of the metal posts 104f, 104s can improve the reliability of connection between the metal posts 104 and connection pads such as electronic components.

図3に示されるように、被覆絶縁層103と金属ポスト104f、104sとの密着性の観点から、金属ポスト104f、104sの表面(特に被覆絶縁層103に被覆される面)は粗面に形成されていることが望ましい。また、導体パッド102pの表面も同様に粗面化されていることで、被覆絶縁層103と導体パッド102pとの密着性も向上し得る。例えば、金属ポスト104f、104s及び導体パッド102pの表面には共通の粗面化処理が施され、金属ポスト104f、104s及び導体パッド102pの被覆絶縁層103に被覆される面は、略等しい表面粗さを有する粗面に形成され得る。 As shown in FIG. 3, from the viewpoint of adhesion between the coated insulating layer 103 and the metal posts 104f and 104s, the surface of the metal posts 104f and 104s (particularly the surface covered by the coated insulating layer 103) is formed as a rough surface. It is desirable that it is done. Further, since the surface of the conductor pad 102p is similarly roughened, the adhesion between the covering insulating layer 103 and the conductor pad 102p can be improved. For example, the surfaces of the metal posts 104f, 104s and the conductor pad 102p are subjected to a common roughening treatment, and the surfaces of the metal posts 104f, 104s and the conductor pad 102p covered with the covering insulating layer 103 have substantially the same surface roughness. It can be formed on a rough surface with a metal.

以下に、図1に示される配線基板10を製造する方法が、図4A~4Gを参照しながら説明される。図4A~4Gにおいては、図1と同様に、配線基板10の全体は図示されず、金属ポスト104が形成される部品搭載面F側の部分的な断面のみが図示される。なお、以下の説明においても、各要素において、配線基板10の部品搭載面F側(紙面における上側)を「上」又は「上側」と称し、「外側」又は単に「外」とも称する。 Hereinafter, a method for manufacturing the wiring board 10 shown in FIG. 1 will be described with reference to FIGS. 4A to 4G. In FIGS. 4A to 4G, as in FIG. 1, the entire wiring board 10 is not shown, and only a partial cross section on the component mounting surface F side on which the metal post 104 is formed is shown. In the following description, in each element, the component mounting surface F side (upper side on the paper surface) of the wiring board 10 is referred to as "upper" or "upper side", and is also referred to as "outer side" or simply "outer side".

先ず、図4Aに示されるように、最外の樹脂絶縁層101の積層までが完了した配線基板10pが準備される。配線基板10pは、複数の絶縁層及び導体層が積層されるビルドアップ方式による一般的な配線基板の製造方法により製造される。 First, as shown in FIG. 4A, a wiring board 10p in which the outermost resin insulating layer 101 has been laminated is prepared. The wiring board 10p is manufactured by a general method for manufacturing a wiring board by a build-up method in which a plurality of insulating layers and conductor layers are laminated.

次に、図4Bに示されるように、配線基板10pの最外の樹脂絶縁層101の、ビア導体112の形成箇所に対応する位置に、最外の樹脂絶縁層101を貫通する導通用孔112hが形成される。導通用孔112hは、例えば炭酸ガスレーザー、又は、YAGレーザーなどのレーザー光の照射によって穿孔される。そして、導通用孔112hの内側及び樹脂絶縁層101の表面の全体に亘って、例えば無電解銅めっき膜層である金属膜層102nが形成される。 Next, as shown in FIG. 4B, the conduction hole 112h penetrating the outermost resin insulating layer 101 at a position corresponding to the formation portion of the via conductor 112 of the outermost resin insulating layer 101 of the wiring board 10p. Is formed. The conduction hole 112h is drilled by irradiation with a laser beam such as a carbon dioxide laser or a YAG laser. Then, for example, a metal film layer 102n, which is an electroless copper plating film layer, is formed over the inside of the conduction hole 112h and the entire surface of the resin insulating layer 101.

続いて、金属膜層102n上に電解めっき用のめっきレジスト102rが形成される。めっきレジスト102rは、例えば、アクリル樹脂などを含むドライフィルムレジストを用いて形成される。めっきレジスト102rは、配線基板10の最外の導体層102が有するべき、導体パッド102pを含む導体パターンに応じた、開口102rhを有するように形成される。開口102rhは、適切な開口パターンを有するマスクを用いた露光及び現像によるフォトリソグラフィを用いて形成され得る。 Subsequently, a plating resist 102r for electrolytic plating is formed on the metal film layer 102n. The plating resist 102r is formed by using, for example, a dry film resist containing an acrylic resin or the like. The plating resist 102r is formed so as to have an opening 102rh corresponding to the conductor pattern including the conductor pad 102p, which the outermost conductor layer 102 of the wiring board 10 should have. The aperture 102rh can be formed using photolithography by exposure and development with a mask having a suitable aperture pattern.

次に、図4Cに示されるように、金属膜層102nを給電層として用いた電解めっきにより、樹脂絶縁層101の導通用孔112hの内部、及び、めっきレジスト102rの開口102rhの内部が充填される。ビア導体112、及び、導体パッド102pf、102psが形成される。導体パッド102pf、102psは、その上に形成される金属ポスト104の径のサイズによって、異なる厚さに形成される。具体的には、その上に径の小さい第1の金属ポスト104fが形成される導体パッド102pfは、その上に径の大きい第2の金属ポスト104sが形成される導体パッド102psよりも厚く形成される。 Next, as shown in FIG. 4C, the inside of the conduction hole 112h of the resin insulating layer 101 and the inside of the opening 102rh of the plating resist 102r are filled by electrolytic plating using the metal film layer 102n as a feeding layer. To. The via conductor 112 and the conductor pads 102 pf and 102 ps are formed. The conductor pads 102pf and 102ps are formed to have different thicknesses depending on the size of the diameter of the metal post 104 formed on the conductor pads 102pf and 102ps. Specifically, the conductor pad 102pf on which the first metal post 104f having a small diameter is formed is formed thicker than the conductor pad 102ps on which the second metal post 104s having a large diameter is formed. Ru.

この導体パッド102pf、102psの厚さの差異の程度は、導体パッド102pf、102psと一体的に形成され得るビア導体112のサイズ、すなわち、導通用孔112hの寸法に影響され得る。また、導体パッド102pf用の開口102rhと導体パッド102ps用の開口102rhとの寸法の差異、すなわち、導体パッドの102pfと導体パッド102psとの平面方向における寸法の差異にも影響され得る。従って、導体パッド102pf、102psが有するべき厚さに応じて、導通用孔112hの寸法、及び、開口102rhの寸法が調整され得る。また、これらの影響を考慮して、電解めっきの条件(温度、電流密度、めっき時間など)が適切に調整されることにより、異なる厚さを有する導体パッド102pf、102psが形成され得る。図示の例では、導体パッド102pf、102psの上側の表面は平坦に形成されている。電解めっきの条件により上側に向かって隆起する導体パッド102pf、102psを得ることも可能である。導体パッド102pf、102psの形成後にはめっきレジスト102rは除去される。 The degree of the difference in thickness between the conductor pads 102 pf and 102 ps can be influenced by the size of the via conductor 112 that can be integrally formed with the conductor pads 102 pf and 102 ps, that is, the size of the conduction hole 112h. Further, the difference in dimensions between the opening 102rh for the conductor pad 102pf and the opening 102rh for the conductor pad 102ps, that is, the difference in the dimensions in the plane direction between the conductor pad 102pf and the conductor pad 102ps may also be affected. Therefore, the dimensions of the conduction hole 112h and the dimensions of the opening 102rh can be adjusted according to the thickness that the conductor pads 102pf and 102ps should have. Further, by appropriately adjusting the electroplating conditions (temperature, current density, plating time, etc.) in consideration of these influences, conductor pads 102 pf and 102 ps having different thicknesses can be formed. In the illustrated example, the upper surface of the conductor pads 102pf and 102ps is formed flat. It is also possible to obtain conductor pads 102 pf and 102 ps that rise upward depending on the conditions of electroplating. After the conductor pads 102pf and 102ps are formed, the plating resist 102r is removed.

次に、図4Dに示されるように、めっきレジスト102rの除去により露出する金属膜層102n上及び導体パッド102pf、102ps上に、金属ポスト104形成用のレジスト層104rが形成される。レジスト層104rは、例えば、アクリル樹脂などを含む感光性のドライフィルムレジストを用いて形成される。レジスト層104rには、金属ポスト104形成用の開口104rhが形成される。開口104rhの形成には、フォトリソグラフィが用いられる。フォトリソグラフィにおけるフォトマスクの開口形状により、導体パッド102pf上には比較的小径の開口104rhfが形成され、導体パッド102ps上には比較的大径の開口104rhsが形成される。露光条件によっては、上側から下側に向かって径の拡大する形状の開口104rhf、104rhsが形成され得る。 Next, as shown in FIG. 4D, a resist layer 104r for forming a metal post 104 is formed on the metal film layer 102n exposed by removing the plating resist 102r and on the conductor pads 102pf and 102ps. The resist layer 104r is formed by using a photosensitive dry film resist containing, for example, an acrylic resin. An opening 104rh for forming the metal post 104 is formed in the resist layer 104r. Photolithography is used to form the opening 104rh. Due to the opening shape of the photomask in photolithography, a relatively small-diameter opening 104rhf is formed on the conductor pad 102ps, and a relatively large-diameter opening 104rhs is formed on the conductor pad 102ps. Depending on the exposure conditions, openings 104rhf and 104rhs having a shape whose diameter increases from the upper side to the lower side can be formed.

続いて、レジスト層104rの開口104rhf、104rhsの内面に、金属膜層102nを給電層として利用する電解めっきが施されることにより、金属ポスト104f、104sが形成される。金属ポスト104f、104sの形成に用いられる電解めっきは、例えば、電解銅めっき、又は、電解ニッケルめっきである。電解めっきによって形成されるめっき層は、導体パッド102pf、102psの表面から上方に向かって、いわゆるボトムアップで成長する。 Subsequently, the inner surfaces of the openings 104rhf and 104rhs of the resist layer 104r are subjected to electrolytic plating using the metal film layer 102n as a feeding layer to form metal posts 104f and 104s. The electrolytic plating used for forming the metal posts 104f and 104s is, for example, electrolytic copper plating or electrolytic nickel plating. The plating layer formed by electroplating grows upward from the surface of the conductor pads 102 pf, 102 ps in a so-called bottom-up manner.

開口104rh内の所望の位置まで充填した状態で電解めっきは終了し、金属ポスト104f、104sの形成が完了する。この状態において、金属ポスト104fの上端面と金属ポスト104sの上端面とは、樹脂絶縁層101の表面に対して略等しい高さに形成されている。なお、金属ポスト104f、104sの上側の面(上端面)の形状は、導体パッド102pf、102psの金属ポスト104f、104sと接する表面の形状、及び、電解めっきの条件などにより変化し得る。金属ポスト104f、104sの上端面には、必要に応じて、Ni/Sn、Au、Ni/Au、又はNi/Pd/Au、などからなる表面保護膜(図示せず)が形成され得る。 Electroplating is completed with the metal posts 104f filled to a desired position in the opening 104rh, and the formation of the metal posts 104f and 104s is completed. In this state, the upper end surface of the metal post 104f and the upper end surface of the metal post 104s are formed at substantially the same height with respect to the surface of the resin insulating layer 101. The shape of the upper surface (upper end surface) of the metal posts 104f and 104s may change depending on the shape of the surface of the conductor pads 102pf and 102ps in contact with the metal posts 104f and 104s, the conditions of electrolytic plating, and the like. A surface protective film (not shown) made of Ni / Sn, Au, Ni / Au, Ni / Pd / Au, or the like may be formed on the upper end surfaces of the metal posts 104f, 104s, if necessary.

次に、図4Eに示されるように、レジスト層104rが除去される。レジスト層104rの除去によって露出する金属膜層102nはエッチングにより除去される。導体パッド102pf、102ps及び金属ポスト104f、104sが完全に露出すると共に、複数の導体パッド102pf、102psの間から樹脂絶縁層101の表面が露出する。露出した金属ポスト104f、104s及び導体パッド102pf、102psの表面には、必要に応じて共通の粗面化処理が施され得る。 Next, as shown in FIG. 4E, the resist layer 104r is removed. The metal film layer 102n exposed by removing the resist layer 104r is removed by etching. The conductor pads 102 pf, 102 ps and the metal posts 104 f, 104 s are completely exposed, and the surface of the resin insulating layer 101 is exposed from between the plurality of conductor pads 102 pf, 102 ps. The surfaces of the exposed metal posts 104f, 104s and the conductor pads 102pf, 102ps may be subjected to a common roughening treatment, if necessary.

次いで、図4Fに示されるように、複数の導体パッド102pf、102psの間から露出する樹脂絶縁層101の表面、導体パッド102pf、102ps、及び金属ポスト104f、104sを被覆するように、被覆絶縁層103が形成される。被覆絶縁層103は、導体パッド102pf、102ps及び金属ポスト104f、104sを完全に被覆する。これにより、金属ポスト104f、104sは被覆絶縁層103に埋没した状態となる。 Next, as shown in FIG. 4F, the coated insulating layer so as to cover the surface of the resin insulating layer 101 exposed from between the plurality of conductor pads 102 pf, 102 ps, the conductor pads 102 pf, 102 ps, and the metal posts 104 f, 104 s. 103 is formed. The coated insulating layer 103 completely covers the conductor pads 102 pf, 102 ps and the metal posts 104 f, 104 s. As a result, the metal posts 104f and 104s are buried in the covering insulating layer 103.

次いで、図4Gに示されるように、被覆絶縁層103の厚さ方向における一部分が除去され、金属ポスト104f、104sの一部が被覆絶縁層103から露出する。金属ポスト104f、104sが被覆絶縁層103から上側に突出する状態となる。被覆絶縁層103の厚さ方向における部分的な除去には、例えば、CF4又はCF4+O2によるプラズマエッチングなどのドライプロセスが用いられ得る。また、ブラスト処理により被覆絶縁層103の厚さ方向の一部が除去されて金属ポスト104f、104sの露出が行われてもよい。以上の工程により、図1に示される配線基板10が完成する。金属ポスト104f、104sの被覆絶縁層103から露出する部分には、耐熱性プリフラックスなどからなる表面保護膜(図示せず)が形成されてよい。 Then, as shown in FIG. 4G, a part of the covering insulating layer 103 in the thickness direction is removed, and a part of the metal posts 104f and 104s is exposed from the covering insulating layer 103. The metal posts 104f and 104s are in a state of protruding upward from the covering insulating layer 103. A dry process such as plasma etching with CF 4 or CF 4 + O 2 can be used for partial removal of the coating insulating layer 103 in the thickness direction. Further, the metal posts 104f and 104s may be exposed by removing a part of the covering insulating layer 103 in the thickness direction by the blast treatment. By the above steps, the wiring board 10 shown in FIG. 1 is completed. A surface protective film (not shown) made of a heat-resistant preflux or the like may be formed on a portion of the metal posts 104f, 104s exposed from the covering insulating layer 103.

実施形態の配線基板10の製造においては、図4Cに示される導体パッド102pの形成に続くめっきレジスト102rの除去後に、上述の工程とは異なる工程を経て配線基板10が製造されてもよい。例えば、金属膜層102n上にレジスト層104rが形成されずに、めっきレジスト102rの除去に続いて、導体パッド102pf、102psの間から露出する金属膜層102nも除去される。金属膜層102nの除去により露出する樹脂絶縁層101の表面及び導体パッド102pf、102ps上に被覆絶縁層103が形成される。 In the production of the wiring board 10 of the embodiment, after the plating resist 102r is removed following the formation of the conductor pad 102p shown in FIG. 4C, the wiring board 10 may be manufactured through a process different from the above-mentioned process. For example, the resist layer 104r is not formed on the metal film layer 102n, and following the removal of the plating resist 102r, the metal film layer 102n exposed between the conductor pads 102pf and 102ps is also removed. The coated insulating layer 103 is formed on the surface of the resin insulating layer 101 exposed by the removal of the metal film layer 102n and on the conductor pads 102 pf and 102 ps.

例えばソルダーレジストとなる被覆絶縁層103は、樹脂絶縁層101の表面及び導体パッド102pf、102psを被覆する。そして被覆絶縁層103に導体パッド102pf、102psを露出させる開口が露光及び現像により形成される。この際、レジスト層104rに開口104rhf、104rhsが形成される場合と同様に、導体パッド102pf上には比較的径の小さい開口が形成され、導体パッド102ps上には比較的径の大きい開口が形成される。次いで、被覆絶縁層103に形成された開口内に無電解めっきにより金属ポスト104f、104sが形成される。この場合、金属ポスト104f、104sの形成においては、無電解めっきに先行して、開口内にめっき析出用の触媒層が形成され得る。触媒層には、例えば、パラジウム(Pd)、金(Au)、白金(Pt)、又はルテニウム(Ru)などの金属が用いられ得る。金属ポスト104f、104sの形成に次いで、被覆絶縁層103の厚さ方向の一部が除去される。金属ポスト104f、104sが部分的に被覆絶縁層103から露出し、上側に突出する。配線基板10の形成が完了する。 For example, the coated insulating layer 103 serving as a solder resist covers the surface of the resin insulating layer 101 and the conductor pads 102 pf and 102 ps. Then, an opening for exposing the conductor pads 102 pf and 102 ps is formed in the coated insulating layer 103 by exposure and development. At this time, as in the case where the openings 104rhf and 104rhs are formed in the resist layer 104r, a relatively small diameter opening is formed on the conductor pad 102pf, and a relatively large diameter opening is formed on the conductor pad 102ps. Will be done. Next, the metal posts 104f and 104s are formed by electroless plating in the openings formed in the covering insulating layer 103. In this case, in the formation of the metal posts 104f and 104s, a catalyst layer for plating precipitation may be formed in the opening prior to electroless plating. For the catalyst layer, for example, a metal such as palladium (Pd), gold (Au), platinum (Pt), or ruthenium (Ru) can be used. Following the formation of the metal posts 104f, 104s, a part of the covering insulating layer 103 in the thickness direction is removed. The metal posts 104f, 104s are partially exposed from the covering insulating layer 103 and project upward. The formation of the wiring board 10 is completed.

実施形態の配線基板は、各図面に例示される構造や、本明細書において例示された構造や材料を備えるものに限定されない。例えば、部品搭載面Fに最も近い導体層102には、導体パッド102pの他にも異なる導体パターンが含まれ得る。また、実施形態の配線基板の製造方法は、各図面を参照して説明された方法に限定されず、その条件や順序などは適宜変更され得る。現に製造される配線基板の構造に応じて、一部の工程が省略されてもよく、別の工程が追加されてもよい。 The wiring board of the embodiment is not limited to the structure exemplified in each drawing and the one provided with the structure and the material exemplified in the present specification. For example, the conductor layer 102 closest to the component mounting surface F may include a different conductor pattern in addition to the conductor pad 102p. Further, the method for manufacturing the wiring board of the embodiment is not limited to the method described with reference to each drawing, and the conditions and order thereof may be appropriately changed. Depending on the structure of the wiring board actually manufactured, some steps may be omitted or another step may be added.

101 樹脂絶縁層
102 導体層
102p、102pf、102ps 導体パッド
103 被覆絶縁層
104 金属ポスト
104f 第1の金属ポスト
104s 第2の金属ポスト
112 ビア導体
102n 金属膜層
102e 電解めっき膜層
102r めっきレジスト
104r レジスト層
fH1、sH1 高さ
fH2、sH2 厚さ
101 Resin Insulation Layer 102 Conductor Layer 102p, 102pf, 102ps Conductor Pad 103 Coated Insulation Layer 104 Metal Post 104f First Metal Post 104s Second Metal Post 112 Via Conductor 102n Metal Film Layer 102e Electrolytic Plating Film Layer 102r Plating Resist 104r Resist Layer fH1, sH1 Height fH2, sH2 Thickness

Claims (9)

樹脂絶縁層と、前記樹脂絶縁層上に形成される複数の導体パッドと、前記樹脂絶縁層及び前記導体パッドを被覆する被覆絶縁層と、前記複数の導体パッドの夫々の上に接続され前記被覆絶縁層から突出する複数の金属ポストと、を備える配線基板であって、
前記複数の金属ポストは、第1の金属ポストと第1の金属ポストよりも大径の第2の金属ポストとを含み、
前記第1の金属ポストが接続されている前記導体パッドの厚さは、前記第2の金属ポストが接続されている前記導体パッドの厚さよりも大きい。
A resin insulating layer, a plurality of conductor pads formed on the resin insulating layer, a coated insulating layer covering the resin insulating layer and the conductor pad, and the coating connected on each of the plurality of conductor pads. A wiring board comprising a plurality of metal posts protruding from an insulating layer.
The plurality of metal posts include a first metal post and a second metal post having a diameter larger than that of the first metal post.
The thickness of the conductor pad to which the first metal post is connected is larger than the thickness of the conductor pad to which the second metal post is connected.
請求項1記載の配線基板であって、前記第1の金属ポスト及び前記第2の金属ポストの前記被覆絶縁層の表面に対する高さは略等しい。 In the wiring board according to claim 1, the heights of the first metal post and the second metal post with respect to the surface of the coated insulating layer are substantially the same. 請求項1記載の配線基板であって、前記第1の金属ポストの高さの前記第1の金属ポストの下端側の径に対する比率は、1.5以上、且つ、3.5以下である。 In the wiring board according to claim 1, the ratio of the height of the first metal post to the diameter of the lower end side of the first metal post is 1.5 or more and 3.5 or less. 請求項1記載の配線基板であって、前記第1の金属ポストの上端面の面積は、前記第1の金属ポストの下端面の面積よりも小さい。 In the wiring board according to claim 1, the area of the upper end surface of the first metal post is smaller than the area of the lower end surface of the first metal post. 請求項4記載の配線基板であって、前記第1の金属ポストの上端面の面積の、前記第1の金属ポストの下端面の面積に対する比率は、0.75以上、且つ、0.95以下である。 The ratio of the area of the upper end surface of the first metal post to the area of the lower end surface of the first metal post in the wiring board according to claim 4 is 0.75 or more and 0.95 or less. Is. 請求項1記載の配線基板であって、前記導体パッドと前記金属ポストとは、同種の金属材料を含んでいる。 The wiring board according to claim 1, wherein the conductor pad and the metal post contain the same kind of metal material. 請求項1記載の配線基板であって、前記導体パッドの前記金属ポストと接続する面は、前記金属ポスト側へ向かって隆起している。 The surface of the wiring board according to claim 1, which is connected to the metal post of the conductor pad, is raised toward the metal post side. 請求項1記載の配線基板であって、前記金属ポストの前記被覆絶縁層によって被覆される面は、粗面に形成されている。 The surface of the wiring board according to claim 1 covered by the covering insulating layer of the metal post is formed as a rough surface. 請求項8記載の配線基板であって、前記金属ポストの前記被覆絶縁層によって被覆される面と、前記導体パッドの前記被覆絶縁層によって被覆される面とは、略等しい表面粗さを有する粗面に形成されている。 In the wiring board according to claim 8, the surface of the metal post covered by the coated insulating layer and the surface of the conductor pad covered by the coated insulating layer have substantially the same surface roughness. It is formed on the surface.
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