JP2023160444A - 配線基板及び配線基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】２種類の電子部品の接続信頼性の高い配線基板の提供。
【解決手段】実施形態の配線基板は、本実施形態の配線基板１は、第１面１０ａと、第１面１０ａと反対側の第２面１０ｂとを有する基板部１０の第２面１０ｂ上にビルドアップ部２０が積層されている。基板部１０の第１面１０ａに形成された第１導体層１２はＢＧＡとされる接続パッド１５に形成されている。基板部１０の第２面１０ｂには第２導体層１３が形成されており、基板部１０を貫通して形成されたスルーホール導体１４を介して第１導体層１２と接続されている。基板部１０には、ビルドアップ部２０の一部が露出するように開口１６が形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、配線基板及び配線基板の製造方法に関する。

特許文献１には、スルーホール導体（ビア導体）を有するコア基板を備えた配線板（多層積層配線板）が開示されている。配線板の一方の表面に形成されている導体パッドははんだボールを介してマザーボードに接続されている。配線板の他方の表面に形成されている導体パッド上には第１半導体素子及び第２半導体素子が実装配置されてパッケージ基板を構成している。第１半導体素子と第２半導体素子は、局所ブリッジからなる微細配線構造の副配線板を配線基板の表面又は内層に形成することにより電気的に接続されている。副配線板の導体パターンは、Ｌ／Ｓ（ライン／スペース）が１μｍ／１μｍ～５μｍ／５μｍになるように形成されている。また、一方の面側に配置されるマザーボードと他方の面側に配置される第２半導体素子とは、コア基板のスルーホール導体を介して電気的に接続されている。

特開２０１３－２１４５７８号公報

特許文献１に開示されている配線板においては、第１半導体素子を搭載する導体パッドと第２半導体素子を搭載する導体パッドとは副配線板の比較的高密度な配線パターンを介して接続されている。また、第１半導体素子を搭載する導体パッド及び第２半導体素子を搭載する導体パッドは、マザーボードと接続される導体パッドと反対側の面に形成されており、比較的厚さの大きいコア基板を貫通して形成され得るスルーホール導体を介して接続されている。第１半導体素子と第２半導体素子とを接続する導体パターン、及び、第２半導体素子とマザーボードとを接続する導体パターンの引き回しの自由度が低いと考えられる。

本発明の配線基板は、接続パッドを含む第１導体層が形成された第１面、及び前記第１面と反対面で第２導体層が形成された第２面を備え、前記第１面と前記第２面との間を貫通して前記第１導体層と前記第２導体層とを接続するスルーホール導体を有する基板部と、樹脂絶縁層と導体層との交互の積層構造を有すると共に、前記樹脂絶縁層を挟む前記導体層を接続するビア導体を有し、前記基板部の前記第２面に対向する第３面、及び前記第３面と反対側の第４面を備え、前記第２面上に形成されたビルドアップ部と、を備えている。そして、前記基板部は、前記第１面及び前記第２面の間を貫通し、前記ビルドアップ部の前記第３面の一部を露出させる開口を有しており、前記ビルドアップ部は前記第４面に形成された第１部品搭載パッド、及び前記第３面において前記開口により露出する位置に形成された第２部品搭載パッドを有しており、前記第１部品搭載パッド及び前記第２部品搭載パッドは、前記ビルドアップ部のフルスタック構造のビア導体を介して互いに接続されており、前記第２部品搭載パッドと前記接続パッドとは、前記ビルドアップ部の前記導体層及び前記スルーホール導体を介して接続されている。

本発明の配線基板の製造方法は、第１面及び前記第１面と反対側の第２面を有し、樹脂と補強部材を含む絶縁基板を準備することと、前記絶縁基板の前記第１面に接続パッドを含む第１導体層を、前記第２面にダミーパターンを含む第２導体層を、前記出発基板を貫通して前記第１導体層と前記第２導体層とを接続するスルーホール導体を、それぞれ形成することによって基板部とすることと、前記第２面に対向する第３面及び前記第３面と反対側の第４面を備え、樹脂絶縁層と導体層との交互の積層構造を有すると共に、前記樹脂絶縁層を挟む前記導体層を接続するビア導体を有するビルドアップ部を前記基板部の前記第２面に形成することと、前記基板部の一部を除去することによって前記ダミーパターンを露出させる開口を前記基板部に形成し、前記ビルドアップ部の前記第３面を底面とするキャビティを形成することと、前記ダミーパターンを除去することと、を含んでいる。そして、前記ビルドアップ部の前記第４面に第１部品搭載パッドが形成されており、前記第３面であって前記キャビティ内に露出する位置に第２部品搭載パッドが形成されており、前記第１部品搭載パッドと前記第２部品搭載パッドとが前記ビルドアップ部に形成されるフルスタックビア構造の前記ビア導体を介して接続されており、前記第２部品搭載パッドが前記ビルドアップ部の導体層及び前記スルーホール導体を介して前記接続パッドと接続されている。

本発明の実施形態によれば、第１部品搭載パッドと第２部品搭載パッドとが、ビルドアップ部の第４面と第３面に形成され、ビルドアップ部の積層される層の配線及びフルスタック構造のビア導体によって接続されている。すなわち、第１部品搭載パッドに搭載され得る第１の電子部品と第２部品搭載パッドに搭載され得る第２の電子部品とは配線基板のビルドアップ部の縦方向に接続される。従って配線基板の配線ルールを緩やかにし得ると考えられる。

本発明の一実施形態の、配線基板の一例を示す断面図。 本発明の一実施形態の、配線基板の変形例を示す断面図。 本発明の一実施形態の、配線基板の製造工程の一例を示す断面図。 本発明の一実施形態の、配線基板の製造工程の一例を示す断面図。 本発明の一実施形態の、配線基板の製造工程の一例を示す断面図。 本発明の一実施形態の、配線基板の製造工程の一例を示す断面図。 本発明の一実施形態の、配線基板の製造工程の一例を示す断面図。 本発明の一実施形態の、配線基板の製造工程の一例を示す断面図。 本発明の一実施形態の、配線基板の製造工程の一例を示す断面図。 本発明の一実施形態の、配線基板の製造工程の一例を示す断面図。 本発明の一実施形態の、配線基板の製造工程の一例を示す断面図。

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。なお、以下、参照される図面においては、各構成要素の正確な比率を示すことは意図されておらず、本発明の特徴が理解され易いように描かれている。図１には、一実施形態の配線基板が有し得る構造の一例として、配線基板１の断面図が示されている。

図１に示されるように、本実施形態の配線基板１は、第１面１０ａと、第１面１０ａと反対側の第２面１０ｂとを有する基板部１０の第２面１０ｂ上にビルドアップ部２０が積層されている。基板部１０の第１面１０ａに形成された第１導体層１２はＢＧＡとされる接続パッド１５を有するパターンに形成されている。基板部１０の第２面１０ｂには第２導体層１３が形成されており、絶縁基板１１を貫通して形成されたスルーホール導体１４を介して第１導体層１２と接続されている。基板部１０には、ビルドアップ部２０の一部が露出するように開口１６が形成されている。

ビルドアップ部２０は、樹脂絶縁層２１と導体層２２とが交互に積層されて形成されている。各樹脂絶縁層２１を挟んだ導体層２２は樹脂絶縁層２１を貫通して形成されたビア導体２３を介して接続される。ビルドアップ部２０は基板部１０の第２面１０ｂと対向する第３面２０ａと、第３面２０ａと反対側の第４面２０ｂとを有している。第４面２０ｂに形成される導体層２２は第１部品搭載パッド２４として形成され、第３面２０ａにはビア導体２３の底面からなる第２部品搭載パッド２５が形成されている。第２部品搭載パッド２５は基板部１０の開口１６に露出している。

樹脂絶縁層２１と導体層２２の積層数は、必要な回路構成に応じて定められる。図１に示される例の配線基板１では、ビルドアップ部２０は５層の樹脂絶縁層２１と５層の導体層２２とを含んでいる。

樹脂絶縁層２１は、任意の絶縁性樹脂によって形成され得る。樹脂絶縁層２１に含まれ得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。樹脂絶縁層２１は、無機フィラーを含んでいてもよい。各樹脂絶縁層に含まれ得る無機フィラーとしては、シリカ（ＳｉＯ₂）、アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）、又はムライトなどからなる微粒子が例示される。

導体層２２、及び、ビア導体２３は、銅又はニッケルなどの任意の金属を用いて形成される。導体層２２は、例えば、銅箔などの金属箔、及び／又は、めっき若しくはスパッタリングなどで形成される金属膜によって構成され得る。ビア導体２３もめっき又はスパッタリングなどにより形成される。導体層２２及びビア導体２３は、図１では単層構造で示されているが、２層以上の金属層を有する多層構造を有し得る。例えば、樹脂絶縁層２１の表面上に形成されている導体層２２は、金属箔（好ましくは銅箔）、無電解めっき膜（好ましくは無電解銅めっき膜）、及び電解めっき膜（好ましくは電解銅めっき膜）を含む構造を有し得る。

ビルドアップ部２０では、樹脂絶縁層２１を介して隣接する導体層（樹脂絶縁層２１を挟んだ導体層２２同士）を接続するビア導体２３が樹脂絶縁層２１を貫通して形成されている。各導体層２２はこのビア導体２３を介して縦方向に接続される。そして、ビルドアップ部２０の第４面２０ｂに形成された第１部品搭載パッド２４と第３面２０ａに形成された第２部品搭載パッド２５とが各樹脂絶縁層２１に形成されたフルスタック構造のビア導体２３１を介して接続されている。フルスタックビア構造とは積層される全ての樹脂絶縁層２１のビア導体２３が同列で縦方向にスタックされる構造を意味する。フルスタック構造のビア導体２３１を利用することにより、回路の高密度化と薄型化を達成でき、さらに設計自由度の大幅な向上を図り得る。

第１部品搭載パッド２４及び第２部品搭載パッド２５は、任意の導電性の接続要素（例えば、はんだ）を介して、外部の電子部品Ｄ１（Ｄ１１、Ｄ１２）及びＤ２が備える接続パッドに接続され得る。このように、ビルドアップ部２０の第４面２０ｂに形成された第１部品搭載パッド２４及び第３面２０ａに形成された第２部品搭載パッド２５は、配線基板１と配線基板１に搭載され得る外部の電子部品との接続を担う部品搭載パッドとして機能し得る。

図１に示される例では、第１の電子部品Ｄ１として２個有する例が示されているが、第１の電子部品Ｄ１の数は限定されず、１個でもよく、２個より多くてもよい。配線基板１に搭載され得る電子部品Ｄ１（Ｄ１１、Ｄ１２）、Ｄ２としては、例えば、半導体集積回路装置やトランジスタなどの能動部品のような電子部品が例示される。図示される例において、第１の電子部品Ｄ１１、Ｄ１２は、例えば、論理回路を組み込んだロジックチップなどの集積回路、又は、ＭＰＵ（Micro Processor Unit）などの処理装置であり、第２の電子部品Ｄ２は、例えば、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）、ＨＢＭ（High Bandwidth Memory）などのメモリ素子などであり得る。すなわち、配線基板１は、その使用において、ビルドアップ部２０の２つの面（第３面２０ａ及び第４面２０ｂ）にそれぞれ電子部品が搭載されて、ビルドアップ部２０を介して縦方向に接続される、ＭＣＭ（Multi-Chip Module）の形態を有し得る。

実施形態では、第１部品搭載パッド２４に搭載し得る第１の電子部品Ｄ１１、Ｄ１２と第２部品搭載パッド２５に搭載し得る第２の電子部品Ｄ２がビルドアップ部２０の厚さ方向、すなわち縦方向に導体層２２及びビア導体２３を介して接続され、第２の電子部品Ｄ２の出力はビルドアップ部２０の配線（導体層２２とビア導体２３）及び基板部１０のスルーホール導体１４を介して、ＢＧＡとされる接続パッド１５に接続される構造になっている。

すなわち、前述の引用文献１に示されるように、例えば第１の電子部品Ｄ１（Ｄ１１）として、マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）のチップが用いられ、第２の電子部品Ｄ２として、ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）が実装配置される場合、第１の電子部品Ｄ１と第２の電子部品Ｄ２は横方向に並べて配置されて接続される。そして、第２の電子部品Ｄ２からの出力がビルドアップ部を介して取り出される。この場合、電子部品の高機能及び高集積化に伴い、電子部品の端子は非常に狭ピッチで小さくなってきている。そのため、引用文献１では、局所ブリッジからなる微細配線構造の副配線板を配線基板の表面又は内層に形成することによって両電子部品の接続が行われている。この非常に微細配線構造を有する配線基板の配線ルール（Ｌ／Ｓ）が１μｍ／１μｍから５μｍ／５μｍとする必要がある。さらなる微細化も求められており、製造工程で非常に扱いにくく、歩留まりや信頼性が低下するという問題がある。

本実施形態では、この第１の電子部品Ｄ１と第２の電子部品Ｄ２との接続を配線基板１の縦方向の配線を介して接続する構造にしている。その結果、配線の幅Ｌと間隔Ｓの配線ルールＬ／Ｓを５μｍ／５μｍより大きく、８μｍ／８μｍ以下で形成することができる。そのため、さらにパッドが高密度化しても、製造工程も容易になると共に、製造歩留りが大幅に向上すると考えられる。

絶縁基板１１は、樹脂と補強部材と無機粒子を含んでいる。コア基板の代りをするため、補強材や無機粒子を含み、厚さも厚く形成されている。樹脂の例としては、前述の樹脂絶縁層２１と同様のエポキシ樹脂、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。補強部材の例としては、ガラスクロス、ガラス繊維、アラミド繊維などが例示される。無機粒子（フィラー）も前述の樹脂絶縁層２１と同様のシリカ（ＳｉＯ₂）、アルミナ、又はムライトなどからなる微粒子が用いられ得る。これらの補強部材や無機粒子が添加されることによって、コア基板の存在しないコアレス基板であっても機械的強度や剛性を向上させることができる。その結果、本実施形態の配線基板の反りは小さい。また、ヒートサイクルに対しても反りは小さい。この基板部１０の第１面１０ａと第１面１０ａと反対側の第２面１０ｂには、それぞれ第１導体層１２と第２導体層１３が形成されている。また、第１導体層１２と第２導体層１３は、基板部１０に形成された貫通孔内に埋め込まれたスルーホール導体１４によって接続されている。

基板部１０の厚さ（第１面１０ａと第２面１０ｂとの距離）Ｈ１とビルドアップ部２０の厚さ（第３面２０ａと第４面２０ｂとの距離）Ｈ２との比Ｈ１／Ｈ２は、０．７５以上、２．４以下であることが好ましい。基板部１０は補強部材を有するため、基板部１０の面内の強度や剛性は高い。しかしながら、基板部１０の厚さ方向における熱膨張係数は大きいので、ヒートサイクルで基板部１０の厚さ方向の伸縮は大きい。従って、比Ｈ１／Ｈ２が大きくなりすぎると、基板部１０の厚さ方向の伸縮により、基板部１０とビルドアップ部２０の接点における基板部１０の開口のコーナー部１６ｃからビルドアップ部２０にクラックが入りやすくなる場合があると考えられる。従って、比Ｈ１／Ｈ２は２．４以下と小さいことが好ましい。

一方、基板部１０の厚さが薄すぎると、配線基板１の強度や剛性が低下する。従って、ヒートサイクルで配線基板１は凸の反りと凹の反りを繰り返しやすい。反りに起因するストレスがコーナー部１６ｃに集中すると予想される。従って、比Ｈ１／Ｈ２が小さすぎると、反りによりコーナー部１６ｃからビルドアップ部２０にクラックが発生しやすい場合があると考えられる。それ故比Ｈ１／Ｈ２は０．７５以上と大きいことが好ましい。

第１導体層１２及び第２導体層１３は銅箔などの金属箔、無電解めっき膜、電解めっき膜などによって形成され得る。スルーホール導体１４は、銅又はニッケルなどの任意の金属を用いて無電解めっき及び電解めっきなどによって形成され得る。無電解めっき及び電解めっきに代えて、スパッタリングや真空蒸着などで形成される金属膜によって構成されてもよい。第１導体層１２、第２導体層１３、スルーホール導体１４などは、図１では単層構造で示されているが、前述のように、２以上の金属層を有する多層構造を有し得る。

第１導体層１２で形成された接続パッドは、はんだボールを形成してマザーボードなどに直接実装し得るようにすることもできる。この接続パッド１５の平面的な配置は図示されていないが、開口１６の周囲で、均等にマトリクス状に形成され得る。すなわち、接続パッド１５は、例えば任意の電気機器のマザーボードなどの外部要素に配線基板１自体が実装される場合に、外部要素に接続されるＢＧＡタイプのパッドであり得る。接続パッド１５は、任意の基板、電気部品、又は機構部品などと接続され得る。この基板部１０の第１面１０ａには接続パッド１５を露出させる開口を有するソルダーレジスト層１８が形成され得る。

基板部１０には、電子部品収容用の開口１６が形成されている。この開口１６は後述する製造方法で示されるように、基板部１０の第２面１０ｂ上にビルドアップ部２０が形成された後にビルドアップ部２０の第２部品搭載パッド２５が露出するように基板部１０の一部が除去されることで形成される。従って、開口１６が形成されることによって基板部１０とビルドアップ部２０の第３面２０ａとでキャビティＲＣが形成される。このようにキャビティＲＣが形成されることによって第２部品搭載パッド２５に搭載される第２の電子部品Ｄ２が配線基板１から出っ張ることなくキャビティＲＣ内に収容され、マザーボードなどへの配線基板１の実装を容易にし得る。

一方、例えばコア基板の両面にビルドアップ部２０が形成されれば、コア基板の両面がほぼ対称になるため、凹部が形成されてもストレスがかかりにくい。しかし、本実施形態では、基板部１０の一方の面のみにビルドアップ部２０が形成されるコアレス基板であるので、キャビティＲＣの角部１６ｃ（図１参照）にストレスが集中しやすい。従って、そのようなストレスを回避する構造にすることが好ましい。

図２には、図１の配線基板１の変形例である配線基板１ａが示されており、図１で示されたキャビティＲＣの角部１６ｃにおける基板部１０とビルドアップ部２０との接合面に、凹部１６ｒが形成されることが例示される。凹部１６ｒは開口１６のビルドアップ部２０側端部から開口１６と反対側のビルドアップ部２０の樹脂絶縁層２１の一部が除去されることで形成されている。従って、凹部１６ｒはキャビティＲＣとつながっている。このような凹部１６ｒが形成されることにより、基板部１０の開口１６の内壁面におけるビルドアップ部２０側の端部がビルドアップ部２０と直接接触せず離間する構造になる。そのため、高い剛性を有する基板部１０の最もストレスのかかりやすい基板部１０のコーナー部１６ｃとビルドアップ部２０の樹脂絶縁層２１とが接合しない。その結果、熱収縮に起因する応力がコーナー部１６ｃに集中しても、コーナー部１６ｃからビルドアップ部２０にストレスが至らないと考えられる。このような凹部１６ｒの形成は、後述される本実施形態の製造方法において説明されるが、例えばダミーパターン１３１（図３Ｃ参照）を長く形成しておくことにより形成され得る。

キャビティＲＣは、基板部１０の第１面１０ａからビルドアップ部２０の第３面２０ａにかけて形成されている。そのため、ビルドアップ部２０の第３面２０ａ（厳密には、第３面２０ａのダミーパターン１３１が除去されて露出する樹脂絶縁層２１と第２部品搭載パッド２５の面）がキャビティＲＣの底面になっている。キャビティＲＣは、前述のように、配線基板１に搭載される第２の電子部品Ｄ２を収容する凹部を構成し、その底部には、第２の電子部品Ｄ２と接続され得る第２部品搭載パッド２５が配置されている。

なお、図示される例においては、キャビティＲＣの側面は、配線基板１の厚さ方向に平行に（すなわち、キャビティＲＣの底面に対して垂直に）形成されている。しかし、キャビティＲＣの側面は、底面に向ってキャビティＲＣの開口形状が小さくなるようなテーパー面であってもよい。キャビティＲＣの側面がこのようなテーパー面である場合、キャビティＲＣの、基板部１０の第１面１０ａにおける開口面積は、底面側よりも大きくなる。従って、キャビティＲＣへの外部の第２の電子部品Ｄ２の配置作業が容易となることがある。

図示されていないが、第１部品搭載パッド２４、第２部品搭載パッド２５、及び、接続パッド１５の露出面には保護膜が形成されていてもよい。このような保護膜は、例えば、Ｎｉ／Ａｕ、Ｎｉ／Ｐｄ／Ａｕ、又はＳｎなどの複数又は単一の金属めっき膜であってよく、また、ＯＳＰ膜であってもよい。なお、キャビティＲＣの開口形状やビルドアップ部２０が備える樹脂絶縁層２１及び導体層２２の積層数、並びに第１部品実装パッド２４、第２部品実装パッド２５、及び接続パッド１５の数や配列パターンは、図１に示される例に限定されない。また、図１に示されるように、ビルドアップ部２０の第４面２０ｂ上に第１部品搭載パッド２４を露出させる開口を備えるソルダーレジスト層１８が形成されていてもよい。さらに、基板部１０の第１面１０ａにも、図１に示されるように、接続パッド１５を露出させる開口を備えるソルダーレジスト層１８が形成されていてもよい。

本実施形態によれば、互いに電気的に接続される第１部品搭載パッド２４及び第２部品搭載パッド２５がビルドアップ部２０の第４面２０ｂと第３面２０ａに形成されていることで、第１部品搭載パッド２４と第２部品搭載パッド２５との接続は、ビルドアップ部２０を構成する導体層２２と、フルスタック構造のビア導体２３１を介して配線基板１の縦方向に接続されている。その結果、ビルドアップ部２０内における比較的広範囲の導体層が使用され得る。例えば、第１部品搭載パッド２４及び第２部品搭載パッド２５がビルドアップ部２０の両面に形成され、引用文献１のように、一方の面の近傍の限定された領域の導体層（例えば、ビルドアップ部２０の第４面２０ｂの近傍の導体層）のみによって接続される場合と比較して、第１部品搭載パッド２４及び第２部品搭載パッド２５の接続に用いられる経路（導体回路）の引き回しの自由度が高まり得る。

特に、第１部品搭載パッド２４と第２部品搭載パッド２５とを接続する導体回路の引き回しの自由度が比較的高いことにより、配線基板１に搭載される複数の電子部品同士の接続に比較的微細な配線が必要とされない場合がある。第１部品搭載パッド２４と第２部品搭載パッド２５とが、比較的緩やかな配線ルールに従って形成された信頼性の高い導体回路によって接続される場合があると考えられる。

具体的には、ビルドアップ部２０に含まれる導体層２２は、Ｌ／Ｓ（配線幅／配線間距離）が５μｍ／５μｍより大きく、８μｍ／８μｍ以下の配線ルールに従って形成されている。また、ビルドアップ部２０に含まれるビア導体２３１は４０μｍ以上、７５μｍ以下のピッチを有するように形成されている。

実施形態の配線基板１においては、第２部品搭載パッド２５と接続パッド１５とは電気的に接続されている。具体的には、第２部品搭載パッド２５と接続パッド１５とは、ビルドアップ部２０の配線（導体層２２とビア導体２３）及び基板部１０に形成されたスルーホール導体１４を介して接続されている。

第２部品搭載パッド２５と接続パッド１５とを接続する導体回路は、配線基板の厚さ方向を貫通する必要はなく、ビルドアップ部２０の第３面２０ａ寄りの導体層２２、及び、基板部１０を構成する導体（第１及び第２導体層１２、１３、及びスルーホール導体１４）を介して接続されている。よって、第２部品搭載パッド２５に搭載され得る電子部品と、接続パッド１５に接続され得る任意の外部要素（例えば、マザーボード）との間での信号は、比較的短い経路によって伝送されることが可能となり、搬送される信号に見合った特性の導体回路が形成される場合があると考えられる。

次に、配線基板の製造方法が、図１の配線基板１を例に用いて図３Ａ～図３Ｉを参照して説明される。先ず、図３Ａに示されるように、第１面１０ａ及び第２面１０ｂを有する絶縁基板１１が準備される。絶縁基板１１は、前述のように補強部材や無機粒子を含む樹脂絶縁層からなっている。図３Ａに示されるように、絶縁基板１１の両面に銅箔などからなる金属箔１３ａが貼り付けられている。すなわち両面銅張基板が準備される。

図３Ｂに示されるように、両面銅張基板である樹脂板１１に例えばＣＯ₂レーザが照射されることによって、貫通孔１７が形成される。レーザ光の照射に代えてドリル加工によってもよい。図３Ｂでは、樹脂板１１の両面から貫通孔１７が形成されているが、一方の面から貫通させてもよい。

その後、図３Ｃに示されるように、貫通孔１７の内壁及び両面銅張基板の上面に、例えば無電解めっき膜が形成され、この無電解めっき膜の上に、この無電解めっき膜を給電層として用いて電解めっき膜が形成される。この無電解めっき膜及び電解めっき膜には、例えば銅めっき膜が用いられる。その結果、貫通孔１７の内部を覆う柱状のスルーホール導体１４が形成される。また、樹脂板１１の第１面１０ａに第１導体層１２、第２面１０ｂに第２導体層１３が形成される。第１導体層１２及び第２導体層１３は、セミアディティブ法又はサブトラクティブ法によってパターン形成され得る。第１導体層１２は接続パッド１５に、第２導体層１３には、配線層の他に、基板部１０に開口１６を形成する際のストッパとし得るダミーパターン１３１が形成される。これにより、基板部１０が得られる。

次いで、図３Ｄに示されるように、基板部１０の第２面１０ｂ及び第２導体層１３上には、ビルドアップ部２０を構成する第１層目の樹脂絶縁層２１が加熱プレスにより形成される。この樹脂絶縁層２１は熱硬化タイプである。樹脂絶縁層２１は、エポキシ樹脂とシリカ（ＳｉＯ₂）などの無機粒子を含んでいる。樹脂絶縁層２１は、さらにガラスクロスなどの補強部材を含んでもよい。なお、基板部１０の第２面１０ｂ側においてビルドアップ部２０が形成される工程では、基板部１０の第１面１０ａ側はＰＥＴなどの保護板ＰＲが設置されることにより適宜保護され得る。

次いで図３Ｅに示されるように、基板部１０の第２面１０ｂ及び第２導体層１３上に形成された樹脂絶縁層２１に第２導体層１３に至るビア導体２３用の開口が形成される。この開口は、例えばレーザ光の照射によって形成され得る。図示されていないが、この開口によって露出するダミーパターン１３１上に金属膜を形成することができる。この金属膜は第２部品搭載パッド２５（図１参照）の一部として機能する。この金属膜は、導体層２２として用いられる金属、例えば銅以外の金属で形成される。金属膜は第２部品搭載パッド２５の酸化を防止する。金属膜としては、金、パラジウム、スズなどが例示される。この金属膜と次で述べるビア導体２３との間にニッケル膜を形成することもできる。

続いて、前述の開口内を充填するビア導体２３が形成され、樹脂絶縁層２１の上にビルドアップ部２０の第１層目の導体層２２が形成される。このビア導体２３及び導体層２２は、例えば無電解めっき及び電解めっきにより形成され得る。導体層２２は例えばセミアディティブ法によって任意の導体パターンに形成され得る。

次いで、図３Ｆに示されるように、ビルドアップ部２０の第１層目の樹脂絶縁層２１及び第１層目の導体層２２の上に第１層目の樹脂絶縁層２１及び導体層２２と同様の方法で必要な層数になるまで樹脂絶縁層２１と導体層２２及びビア導体２３が積層される。その結果、ビルドアップ部２０が形成され、最外面に第１部品搭載パッド２４が露出する。この導体層２２の配線ルールは、前述のように、Ｌ／Ｓが５μｍ／５μｍより大きく、８μｍ／８μｍ以下程度に形成される。また、スタックビア構造のビア導体２３１は、例えば４０μｍピッチで形成される。

次いで、図３Ｇに示されるように、ビルドアップ部２０の最外面である第４面２０ｂ上に第１部品搭載パッド２４を露出させる開口を備えるソルダーレジスト層１８が形成される。基板部１０の第１面１０ａ及び第１導体層１２上には、保護板ＰＲが除去された後に、接続パッド１５を露出させる開口を備えるソルダーレジスト層１８が形成される。ソルダーレジスト層１８は熱硬化タイプのエポキシ樹脂で形成されている。

図３Ｈに示されるように、基板部１０に開口１６が形成される。この開口１６は、ソルダーレジスト層１８を介してレーザ光を絶縁基板１１に照射することにより、絶縁基板１１の一部が蒸発して除去される。このレーザ光の照射による絶縁基板１１の除去では、除去予定領域の全体にレーザ光のスポットを順次移動しながら、除去予定領域の全面に照射することによって、開口１６が形成され、ダミーパターン１３１が露出する。なお、開口１６はレーザ光ではなくルータで形成されてもよい。

次いで、ダミーパターン１３１をエッチング除去することによって、図３Ｉに示されるように、基板部１０の開口１６とビルドアップ部２０の第３面２０ａとでキャビティＲＣが形成される。ダミーパターン１３１のビルドアップ部２０側のビア導体２３の底面には、図３Ｅのビア導体２３を形成する前に形成した図示しない金属膜がダミーパターン１３１と異なる金属で設けられている。従って、ダミーパターン１３１をエッチングする際にこの金属膜をエッチングしないエッチング液を用いることによって、ダミーパターン１３１のみを除去し、ビア導体２３の底面を露出させることができる。その結果、キャビティＲＣの底面にはビルドアップ部２０の第２部品搭載パッド２５が露出する。

開口１６を形成する別の方法として、絶縁基板１１において除去されるべき領域（除去予定領域）の外周にレーザ光のスポットを順次移動しながら照射することによって、除去予定領域の外周に溝を形成し、平面視において枠状にダミーパターンを露出させる。その状態でエッチング液に浸漬することによって、ダミーパターン１３１がエッチングされる。その結果、除去予定領域の外周より内側の絶縁基板１１が周囲から分離され得る。ビルドアップ部２０の第３面２０ａを構成する樹脂絶縁層２１とその樹脂絶縁層２１に形成されたビア導体２３が開口１６内に露出する。又は基板部１０の第２導体層１３が形成された後に、基板部１０の除去予定領域に、剥離膜を形成しておいて、前述の除去予定領域の周囲をレーザ光によって溝を形成した後に機械的に除去予定領域の内側の部分を除去することもできる。剥離膜は樹脂絶縁層２１と比較的弱い力で接合し、容易に分離され得る粘着テープなどが用いられ得る。

前述の図２に示されるように、キャビティＲＣを構成する開口１６の内壁におけるビルドアップ部２０側の端部が直接ビルドアップ部２０と接しない構造にする場合は、このダミーパターン１３１を基板部１０の除去予定領域よりも若干大きく形成しておく。そうすることにより、ダミーパターン１３１をエッチング除去する際に、除去予定領域の延在方向の外側における、絶縁基板１１とビルドアップ部２０の樹脂絶縁層２１との間に介在するダミーパターン１３１もエッチングされて除去され、凹部１６ｒが形成される。

第１部品搭載パッド２４と第２部品搭載パッド２５は、ビルドアップ部２０の導体層２２及びビア導体２３を介して接続されるように、各要素が形成される。また、第２部品搭載パッド２５と接続パッド１５とは、ビルドアップ部２０の導体層２２及びビア導体２３と、スルーホール導体１４とを介して接続されるように、各要素が形成される。

キャビティＲＣの形成後、好ましくは、キャビティＲＣ内に残り得る絶縁基板１１などの残渣が酸素プラズマや溶剤を用いて除去される。また、第１部品搭載パッド２４、第２部品搭載パッド２５、及び接続パッド１５に、保護膜が形成されてもよい。例えば、Ｎｉ／Ａｕ、Ｎｉ／Ｐｄ／Ａｕ、又はＳｎなどからなる保護膜がめっきにより形成され得る。液状の有機材内への浸漬や有機材の吹付けなどによりＯＳＰが形成されてもよい。以上の工程を経ることによって、図１に示される本実施形態の一例である配線基板１が完成する。

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及び材料を備えるものに限定されない。例えば、ビルドアップ部２０は任意の数の導体層及び樹脂絶縁層を有していてもよい。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てよい。現に製造される配線板の構造に応じて、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。

１、１ａ 配線基板
１０ 基板部
１０ａ 第１面
１０ｂ 第２面
１１ 絶縁基板
１２ 第１導体層
１３ 第２導体層
１４ スルーホール導体
１５ 接続パッド
１６ 開口
１６ｃ コーナー部
１６ｒ 凹部
２０ ビルドアップ部
２０ａ 第３面
２０ｂ 第４面
２１ 樹脂絶縁層
２２ 導体層
２３ ビア導体
２３１ フルスタック構造のビア導体
２４ 第１部品搭載パッド
２５ 第２部品搭載パッド
ＲＣ キャビティ
Ｄ１ 第１の電子部品
Ｄ２ 第２の電子部品

Claims (8)

1. 接続パッドを含む第１導体層が形成された第１面、及び前記第１面と反対面で第２導体層が形成された第２面を備え、前記第１面と前記第２面との間を貫通して前記第１導体層と前記第２導体層とを接続するスルーホール導体を有する基板部と、
   樹脂絶縁層と導体層との交互の積層構造を有すると共に、前記樹脂絶縁層を挟む前記導体層を接続するビア導体を有し、前記基板部の前記第２面に対向する第３面、及び前記第３面と反対側の第４面を備え、前記第２面上に形成されたビルドアップ部と、
   を備える配線基板であって、
   前記基板部は、前記第１面及び前記第２面の間を貫通し、前記ビルドアップ部の前記第３面の一部を露出させる開口を有しており、
   前記ビルドアップ部は前記第４面に形成された第１部品搭載パッド、及び前記第３面において前記開口により露出する位置に形成された第２部品搭載パッドを有しており、
   前記第１部品搭載パッド及び前記第２部品搭載パッドは、前記ビルドアップ部のフルスタック構造のビア導体を介して互いに接続されており、
   前記第２部品搭載パッドと前記接続パッドとは、前記ビルドアップ部の前記導体層及び前記スルーホール導体を介して接続されている。
2. 請求項１記載の配線基板であって、前記第１部品搭載パッドと前記第２部品搭載パッドとを電気的に接続する前記ビルドアップ部の前記導体層の配線ルールが線幅をＬ、線間隔をＳとしてＬ／Ｓ＝５μｍ／５μｍより大きく、８μｍ／８μｍ以下である。
3. 請求項１記載の配線基板であって、前記フルスタック構造のビア導体は４０μｍ以上、７５μｍ以下のピッチで形成されている。
4. 請求項１記載の配線基板であって、前記開口の前記ビルドアップ部側の端部が前記ビルドアップ部の前記第３面と離間している。
5. 請求項１記載の配線基板であって、前記基板部の厚さＨ１と前記ビルドアップ部の厚さＨ２との比Ｈ１／Ｈ２が０．７５以上、２．４以下である。
6. 第１面及び前記第１面と反対側の第２面を有し、樹脂と補強部材を含む絶縁基板を準備することと、
   前記絶縁基板の前記第１面に接続パッドを含む第１導体層を形成すること、前記第２面にダミーパターンを含む第２導体層を形成すること、及び前記出発基板を貫通して前記第１導体層と前記第２導体層とを接続するスルーホール導体を形成することによって基板部を形成することと、
   前記第２面に対向する第３面及び前記第３面と反対側の第４面を備え、樹脂絶縁層と導体層との交互の積層構造を有すると共に、前記樹脂絶縁層を挟む前記導体層を接続するビア導体を有するビルドアップ部を、前記基板部の前記第２面側に形成することと、
   前記基板部の一部を除去することによって前記ダミーパターンを露出させる開口を前記基板部に形成することと、
   前記ダミーパターンを除去することにより前記第３面を底面とするキャビティを形成することと、
   を含む配線基板の製造方法であって、
   前記ビルドアップ部の前記第４面に第１部品搭載パッドが形成されており、前記第３面であって前記キャビティ内に露出する位置に第２部品搭載パッドが形成されており、前記第１部品搭載パッドと前記第２部品搭載パッドとが前記ビルドアップ部に形成されるフルスタックビア構造の前記ビア導体を介して接続されており、
   前記第２部品搭載パッドが前記ビルドアップ部の導体層及び前記スルーホール導体を介して前記接続パッドと接続されている。
7. 請求項６記載の配線基板の製造方法であって、前記第１部品搭載パッドと前記第２部品搭載パッドとを接続する前記ビルドアップ部の前記導体層の配線ルールが線幅をＬ、線間隔をＳとしてＬ／Ｓが５μｍ／５μｍより大きく、８μｍ／８μｍ以下に形成されている。
8. 請求項６記載の配線基板の製造方法であって、前記フルスタック構造のビア導体は４０μｍ以上、７５μｍ以下のピッチで形成されている。

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