JP3854510B2 - 配線基板 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、配線基板に関し、特に筒状のスルーホール導体とこれに接続する充填ビア導体とを有する配線基板に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、内側絶縁層の厚さ方向に貫通するスルーホール内に筒状のスルーホール導体が形成され、さらに内側絶縁層の外側に積層された外側絶縁層の厚さ方向に貫通するビアホール内に充填ビア導体が形成された配線基板が知られている。なお、スルーホール導体の貫通孔内には樹脂充填体が形成されており、さらに、スルーホール導体と充填ビア導体とを接続するために、樹脂充填体及びスルーホール導体を覆うように蓋メッキ層が形成されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、樹脂の熱膨張率は、金属の熱膨張率よりも大きい。従って、配線基板では、スルーホール導体内の貫通孔内に充填された樹脂充填体の熱膨張率が、スルーホール導体の熱膨張率よりも大きいために、配線基板の温度が高くなると樹脂充填体の方がスルーホール導体よりも伸びる。一方、配線基板の温度が下がると逆に樹脂充填体の方がスルーホール導体よりも大きく縮む。このため、樹脂充填体及びスルーホール導体を覆うように形成されている蓋メッキ層に応力がかかり、スルーホール導体と樹脂充填体との境界付近で蓋メッキ層が破断してしまうことがあった。
本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであって、蓋メッキ層のうち、特に応力が集中し易いスルーホール導体と樹脂充填体との境界付近を補強し、蓋メッキ層の破断を防止できる配線基板を提供する。
【0004】
【課題を解決するための手段、作用及び効果】
その解決手段は、1または複数の内側絶縁層を、その厚さ方向に貫通するスルーホールと、上記スルーホールの内壁面に形成され、内部に貫通孔を有する筒状のスルーホール導体と、上記スルーホール導体内の上記貫通孔内に充填された樹脂充填体と、上記樹脂充填体を覆うと共に、上記スルーホール導体と接続する蓋メッキ層と、上記内側絶縁層の外側に積層された外側絶縁層と、上記スルーホールと同軸であり、上記外側絶縁層の厚さ方向に貫通するビアホールと、上記ビアホール内に充填され、上記蓋メッキ層と接続する充填ビア導体と、を備える配線基板であって、上記ビアホールのうち上記蓋メッキ層側の内径が、上記スルーホールの内径以上であり、上記蓋メッキ層のうち上記スルーホール導体と上記樹脂充填体との境界に位置する境界部が、上記充填ビア導体の底部によって覆われてなる配線基板を要旨とする。
【0005】
本発明の配線基板は、ビアホールをスルーホールと同軸に形成し、このビアホールのうち蓋メッキ層側の内径をスルーホールの内径以上にしている。これにより、蓋メッキ層のうち、特に応力が集中し易いスルーホール導体と樹脂充填体との境界付近が、充填ビア導体に覆われて補強されるので、本発明の配線基板は、蓋メッキ層の破断を防止できる。
なお、内側絶縁層としては、例えば、ガラスエポキシ複合材料など、ガラス織布に樹脂を含浸させたガラス−樹脂複合材料を1層または複数層積層したものや、このガラス−樹脂複合材料の層に樹脂絶縁層を積層したものなどが挙げられる。
【0006】
他の解決手段は、1または複数の内側絶縁層を、その厚さ方向に貫通するスルーホールと、上記スルーホールの内壁面に形成され、内部に貫通孔を有する筒状のスルーホール導体と、上記スルーホール導体内の上記貫通孔内に充填された樹脂充填体と、上記樹脂充填体を覆うと共に、上記スルーホール導体と接続する蓋メッキ層と、上記内側絶縁層の外側に積層された外側絶縁層と、上記外側絶縁層の厚さ方向に貫通するビアホールと、上記ビアホール内に充填され、上記蓋メッキ層と接続する充填ビア導体と、を備える配線基板であって、上記ビアホールは、上記スルーホールを上記外側絶縁層側に延ばした仮想スルーホール領域を内部に含み、上記蓋メッキ層のうち上記スルーホール導体と上記樹脂充填体との境界に位置する境界部が、上記充填ビア導体の底部によって覆われてなる配線基板を要旨とする。
【0007】
本発明の配線基板は、ビアホールが、スルーホールを外側絶縁層側に延ばした仮想スルーホール領域を内部に含んでいる。これにより、蓋メッキ層のうち、特に応力が集中し易いスルーホール導体と樹脂充填体との境界付近が、充填ビア導体に覆われて補強されるので、本発明の配線基板は、蓋メッキ層の破断を防止できる。
【0008】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態を、図面を参照しつつ説明する。図1に示す配線基板100は、コア基板110(内側絶縁層)、コア主面110b側に積層された樹脂絶縁層120(外側絶縁層)、及びソルダーレジスト層130を有する。さらに、図示しないが、コア裏面側にも同様に、樹脂絶縁層、及びソルダーレジスト層が積層されている。
コア基板110は、厚さ800μmのガラス−エポキシ樹脂複合材料からなり、この厚さ方向を貫通する内径D1=100μmのスルーホール111が多数形成されている。さらに、スルーホール111内とコア主面110b及び図示しないコア裏面のうちスルーホール111の周縁部とには、厚さ18μmの円筒状のスルーホール導体112が形成されている。さらに、スルーホール導体112の貫通孔112b内には樹脂充填体113が充填されている。
【0009】
コア基板110と樹脂絶縁層120との層間には、樹脂充填体113を覆いつつスルーホール導体112と接続する、厚さ15μmの蓋メッキ層115が形成されている。樹脂絶縁層120は、厚さ30μmのエポキシ樹脂からなり、多数のビアホール121が形成されている。さらに、ビアホール121内には、蓋メッキ層115と接続する充填ビアホール導体122が形成されている。さらに、樹脂絶縁層120とソルダーレジスト層130との層間には、充填ビアホール導体122と接続する配線層132が形成されている。さらに、ソルダーレジスト層130には、貫通孔131が形成されており、配線層132の一部を露出させてパッド132bを形成している。配線基板100には、このパッド132bを利用して、図示しないICチップ等が搭載される。
【0010】
さらに、本実施形態の配線基板100では、図1に示すように、ビアホール121は、その中心軸がスルーホール111の中心軸Cに一致するように形成されている。さらに、ビアホール121の底面121bの直径D2を、スルーホール111の内径D1(=100μm)以上の大きさである120μmとしている。従って、ビアホール121は、スルーホール111を樹脂絶縁層120側(図1中上方)に延長した仮想スルーホール領域E1を内部に含む。これにより、本実施形態の配線基板100では、蓋メッキ層115のうちスルーホール導体112と樹脂充填体113との境界付近である境界部115bが、充填ビア導体122の底部122bによって覆われる。なお、コア裏面側にも蓋メッキ層、ビアホール導体等が、コア主面110b側と同様に形成されている。
【0011】
ところで、配線基板100では、エポキシ樹脂からなる樹脂充填体113の熱膨張率が約40ppm、銅からなるのスルーホール導体112の熱膨張率が約18ppmとなっている。従って、樹脂充填体113の熱膨張率がスルーホール導体112の熱膨張率よりも2倍以上大きいために、配線基板100の温度が上下すると、樹脂充填体113がスルーホール導体112に比べて大きく伸縮する。このため、蓋メッキ層115に応力がかかり、特にスルーホール導体112と樹脂充填体113との境界付近に応力が集中する。
しかしながら、本実施形態の配線基板100では、蓋メッキ層115のうちスルーホール導体112と樹脂充填体113との境界付近である境界部115bが、充填ビア導体122に覆われて補強されているので、蓋メッキ層115の破断を防止することができる。さらに、本実施形態の配線基板100は、蓋メッキ層115と非充填ビア導体122との接触面積が大きいので、電気特性が良好となる。さらに、たとえ蓋メッキ層115が破断したとしても、スルーホール導体112、蓋メッキ層115、及び充填ビア導体122の導通を確保することができる。
【0012】
このような配線基板100は、次のようにして製造する。なお、ここではコア裏面側についての説明を省略するが、コア裏面側についてもコア主面110b側と同時に形成するものとする。
ガラス−エポキシ樹脂複合材料からなり、両面に銅箔を張り付けた、厚さ約1.0mmのコア基板110を用意する。そして、コア基板100の所定の位置に、ドリルまたはレーザによって、これを貫通する多数のスルーホール111を穿孔する。その後、公知の無電解Cuメッキ、及び電解Cuメッキによって、スルーホール111内にスルーホール導体112を形成する。次いで、スルーホール導体112の貫通孔112b内に樹脂ペーストを印刷充填して熱硬化させ、コア主面110bを研磨して樹脂充填体113を形成する。次に、例えば、サブトラクティブ法など公知の無電解Cuメッキ、電解Cuメッキ、及びエッチング手法によって、コア主面110b上に、樹脂充填体113を覆いつつスルーホール導体112と接続するような、直径200μm、厚さ15μmの蓋メッキ層115を形成する。
【0013】
次いで、コア主面110b及び蓋メッキ層115上に、ビアホール121を有する樹脂絶縁層120を形成する。具体的には、未硬化感光性樹脂を貼り付け、フォトリソグラフィ技術により、露光・現像・硬化させて、ビアホール121を有する樹脂絶縁層120を形成する。ここで、ビアホール121はスルーホール111と同軸に且つ、蓋メッキ層115に近づくにつれて内径が小さくなるテーパ状に形成する。なお、ビアホール121の底面121bの直径D2を120μmとした。その後、例えば、セミアディティブ法など公知の無電解Cuメッキ、電解Cuメッキ及びエッチング手法によって、ビアホール121内に充填ビアホール導体122を形成し、樹脂絶縁層120の主面120bに配線層132を形成する。次いで、ソルダーレジスト層130を積層し、露光・現像して所定の位置に貫通孔131を形成する。これにより、配線層132の一部が貫通孔131から露出して、パッド132bが形成される。このようにして、配線基板100が完成する。
【0014】
(変形形態)
次に、実施形態の変形形態である配線基板200について、図面を参照しつつ説明する。上述した実施形態の配線基板100では、ビアホール121とスルーホール111とを同軸に形成した。これに対し、本変形形態の配線基板200は、ビアホールをスルーホールと同軸に形成しない点で異なるが、その他の部分についてはほぼ同様である。従って、実施形態と異なる部分を中心に説明し、同様な部分については、説明を省略または簡略化する。
図2に示す配線基板200は、実施形態の配線基板100と同様に、コア基板210(内側絶縁層)、コア主面210b側に積層された樹脂絶縁層220(外側絶縁層)、及びソルダーレジスト層230を有する。さらに、図示しないが、コア裏面側にも同様に、樹脂絶縁層、及びソルダーレジスト層が積層されている。
【0015】
コア基板210には、実施形態の配線基板100と同様に、厚さ方向を貫通する内径100μmのスルーホール211、スルーホール導体212、及び樹脂充填体213が形成されている。コア基板210と樹脂絶縁層220との層間には、実施形態の配線基板100と同様に、蓋メッキ層215が形成されている。樹脂絶縁層220には、実施形態の配線基板100と異なるビアホール221及び充填ビアホール導体222が形成されている。さらに、実施形態の配線基板100と同様に、配線層232、パッド232bが形成されている。
【0016】
但し、本変形形態の配線基板200は、実施形態の配線基板100と異なり、図2に示すように、ビアホール221とスルーホール211とは同軸に形成されていない。しかしながら、本変形形態の配線基板200は、ビアホール221が、スルーホール211を樹脂絶縁層220側(図2中上方)に延ばした仮想スルーホール領域E2を内部に含んでいる。これにより、蓋メッキ層215のうちスルーホール導体212と樹脂充填体213との境界付近である境界部215bが、充填ビア導体222に覆われて補強されるので、本変形形態の配線基板200においても、蓋メッキ層215の破断を防止することができる。
さらに、本変形形態の配線基板200は、蓋メッキ層215と充填ビア導体222との接続部分が実施形態の配線基板100よりも大きいので、さらに電気特性が良好となる。
【0017】
以上において、本発明を実施形態及び変形形態に即して説明したが、本発明は上記実施形態等に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることはいうまでもない。
例えば、実施形態及び変形形態では、内側絶縁層を1層のコア基板110,210として、これらを貫通するスルーホール111,211を形成したが、内側絶縁層を複数の絶縁層として、この複数の絶縁層を貫通するスルーホールを形成しても良い。
また、実施形態及び変形形態では、コア基板110,210の両面に樹脂絶縁層120,220、充填ビア導体122,222等を形成したが、コア基板110,210の主面110b,210b側のみに形成しても良い。
【0018】
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施形態にかかる配線基板100の要部を示す部分断面図である。
【図2】 変形形態にかかる配線基板200の要部を示す部分断面図である。
【符号の説明】
100,200 配線基板
110,210 コア基板(内側絶縁層)
111,211 スルーホール
112,212 スルーホール導体
112b,212b 貫通孔
113,213 樹脂充填体
115,215 蓋メッキ層
120,220 樹脂絶縁層(外側絶縁層)
121,221 ビアホール
122,222 充填ビア導体
D1 スルーホール111の内径
D2 ビアホール121の底面121bの直径(ビアホールのうち蓋メッキ層側の内径)
E1,E2 仮想スルーホール領域
Claims (2)
- 1または複数の内側絶縁層を、その厚さ方向に貫通するスルーホールと、
上記スルーホールの内壁面に形成され、内部に貫通孔を有する筒状のスルーホール導体と、
上記スルーホール導体内の上記貫通孔内に充填された樹脂充填体と、
上記樹脂充填体を覆うと共に、上記スルーホール導体と接続する蓋メッキ層と、
上記内側絶縁層の外側に積層された外側絶縁層と、
上記スルーホールと同軸であり、上記外側絶縁層の厚さ方向に貫通するビアホールと、
上記ビアホール内に充填され、上記蓋メッキ層と接続する充填ビア導体と、
を備える配線基板であって、
上記ビアホールのうち上記蓋メッキ層側の内径が、上記スルーホールの内径以上であり、
上記蓋メッキ層のうち上記スルーホール導体と上記樹脂充填体との境界に位置する境界部が、上記充填ビア導体の底部によって覆われてなる
配線基板。 - 1または複数の内側絶縁層を、その厚さ方向に貫通するスルーホールと、
上記スルーホールの内壁面に形成され、内部に貫通孔を有する筒状のスルーホール導体と、
上記スルーホール導体内の上記貫通孔内に充填された樹脂充填体と、
上記樹脂充填体を覆うと共に、上記スルーホール導体と接続する蓋メッキ層と、
上記内側絶縁層の外側に積層された外側絶縁層と、
上記外側絶縁層の厚さ方向に貫通するビアホールと、
上記ビアホール内に充填され、上記蓋メッキ層と接続する充填ビア導体と、
を備える配線基板であって、
上記ビアホールは、上記スルーホールを上記外側絶縁層側に延ばした仮想スルーホール領域を内部に含み、
上記蓋メッキ層のうち上記スルーホール導体と上記樹脂充填体との境界に位置する境界部が、上記充填ビア導体の底部によって覆われてなる
配線基板。
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