JP4197070B2 - 多層ビルドアップ配線板 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、コア基板の両面に層間樹脂絶縁層と導体層とを交互に積層してなる多層ビルドアップ配線板に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
多層ビルドアップ配線板は、100〜1000μm程度のガラスクロスからなるコア基板の上に、導体層と層間樹脂絶縁層とが交互に積層されてなる。導体層は、主に電解又は無電解めっきにより形成される。各層間樹脂絶縁層上の導体層は、バイアホールを介して接続される。該導体層としては、バイアホールの受け皿となる円形又は多角形のランドと、信号線(配線パターン)と、電源層又はグランド層として用いられるベタ層等からなる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来技術の多層ビルドアップ配線板においては、配線パターンの厚みの厚い部分と薄い部分とが発生し、抵抗が均一にならないため、電気信号の伝搬に悪影響を与えていた。更に、配線パターン(厚み平均15μm)の上層に形成される層間樹脂絶縁層(30μm)の厚みが不均一となり、電気特性を一定にできないため、性能を高めることが困難であった。
【0004】
この原因を本発明者が研究したところ、配線パターンの配置される密度により層間樹脂絶縁層の厚みにばらつきが生じていることが判明した。例えば、配線密度が高い部分で、厚みが薄く、密度が低い(回りに信号線がない部分)ところで、厚くなることがある。また、反対に、配線密度が高い部分で、厚みが厚く、密度が低いところで、薄くなることもある。
【0005】
この事実から、第1に、めっき厚によりばらつきが生じているものと考えられる。即ち、配線密度の低い箇所では、電解めっきの際に電界が集中して厚みが厚くなり、反対に、配線密度の高い箇所では、電界が分散するため、信号線の厚みが薄くなるものと考えられる。
【0006】
更に、第2の理由として、エッチング液の液回りよって、配線パターンの厚みにばらつきが発生しているものと考えられる。現在、より高い性能を得るため、セミアディティブ法により多層ビルドアップ配線板が主に形成される。該セミアディティブ法においては、層間樹脂絶縁層に均一に無電解めっき膜を施した後、レジストパターンを形成し、該無電解めっき膜を介して通電して、レジストの非形成部に電解めっき膜を形成することで導体層を形成する。ここで、電解めっき膜を形成した後、レジストを剥離してから、レジスト下の無電解めっき膜をライトエッチングにより除去する。しかし、このライトエッチングにおいて、配線密度が高い部分では、エッチング液の液回りが悪く配線パターンの厚みが厚くなり、反対に、密度が低いところでは、液回りが良すぎて、配線パターンの厚み薄くなると共に、線幅も狭くなることがある。
【0007】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的は、配線パターン及び層間樹脂絶縁層の厚みの均質性に優れる多層ビルドアップ配線板を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項1は、層間樹脂絶縁層とセミアディティブ法により形成する導体層とを交互に積層してなる多層ビルドアップ配線板において、
前記導体層を構成する配線パターンの回りにダミー導体を配設し、
該ダミー導体とダミー導体との交差部にフィレットを形成したことを技術的特徴とする。
【0009】
また、請求項2は、層間樹脂絶縁層とセミアディティブ法により形成する導体層とを交互に積層してなる多層ビルドアップ配線板において、
前記導体層を構成する複数本の配線パターンの回りにダミー導体を配設し、
該ダミー導体とダミー導体との交差部にフィレットを形成したことを技術的特徴とする。
【0010】
請求項5は、層間樹脂絶縁層とセミアディティブ法により形成する導体層とを交互に積層してなる多層ビルドアップ配線板において、
前記導体層を構成する孤立ランドの回りにダミー導体を配設し、
該ダミー導体とダミー導体との交差部にフィレットを形成したことを技術的特徴とする。
【0013】
請求項1及び2の発明では、配線パターンの回りにダミー導体を配設しているので、導体層を電解めっきにより形成する際に、電界の集中が発生せず、配線パターンを所定の厚みに形成することができる。このため、孤立している配線パターンと、密集部分の配線パターンとを均一な厚みに形成することが可能になり、更に、該配線パターン上層の層間樹脂絶縁層の厚みを均一にできるので、多層ビルドアップ配線板の電気特性を高めることができる。なお、本発明でいる、配線パターン、ダミー導体は、いわゆるコア基板上に形成されなくてもよいことを、念のため付記しておく。
【0014】
請求項3の発明では、ダミー導体の幅を配線パターンの最小の幅の1〜3倍にしてあるため、電界の集中が発生せず、配線パターン及びダミー導体を所定の厚みに形成することができる。
【0015】
請求項4の発明では、ダミー導体と配線パターンとの間隔を、配線パターンの最小の幅の1〜3倍にしてあるため、電界の集中が発生せず、配線パターン及びダミー導体を所定の厚みに形成することができる。
【0016】
請求項5の発明では、孤立ランドの回りにダミー導体を配設してあるため、導体層を電解めっきにより形成する際に、電界の集中が発生せず、孤立ランドを所定の厚みに形成することができる。このため、孤立しているランドと、密集部分のランドとを均一な厚みに形成することが可能になり、多層ビルドアップ配線板の電気特性を高めることができる。
【0017】
請求項6の発明では、孤立ランドの回りをダミー導体で囲んであるため、孤立ランドが外部からのノイズ等の影響を受けるのを軽減できる。
【0018】
請求項7の発明では、ダミー導体の幅を、ランドの径の1/6〜3倍にしてあるため、電界の集中が発生せず、ランド及びダミー導体を所定の厚みに形成することができる。
【0019】
請求項8の発明では、ダミー導体と孤立ランドとの最小間隔を、ランド径の1/6〜3倍にしてあるため、電界の集中が発生せず、ランド及びダミー導体を所定の厚みに形成することができる。
【0020】
請求項1、2、5の発明では、ダミー導体とダミー導体との交差部にフィレットを形成してあるため、ダミー導体相互を適正に接続することができる。
【0021】
請求項10の発明では、ダミー導体とダミー導体との交差部であって、直角又は鋭角部分にフィレットを形成してあるため、直角及び鋭角部分がなくなり、角部に起因する応力集中によるクラックが発生しない。
【0022】
本発明では、上記層間樹脂絶縁層として無電解めっき用接着剤を用いることが望ましい。この無電解めっき用接着剤は、硬化処理された酸あるいは酸化剤に可溶性の耐熱性樹脂粒子が、酸あるいは酸化剤に難溶性の未硬化の耐熱性樹脂中に分散されてなるものが最適である。
酸、酸化剤で処理することにより、耐熱性樹脂粒子が溶解除去されて、表面に蛸つぼ状のアンカーからなる粗化面を形成できる。
【0023】
上記無電解めっき用接着剤において、特に硬化処理された前記耐熱性樹脂粒子としては、▲1▼平均粒径が10μm以下の耐熱性樹脂粉末、▲2▼平均粒径が2μm以下の耐熱性樹脂粉末を凝集させた凝集粒子、▲3▼平均粒径が2〜10μmの耐熱性粉末樹脂粉末と平均粒径が2μm以下の耐熱性樹脂粉末との混合物、▲4▼平均粒径が2〜10μmの耐熱性樹脂粉末の表面に平均粒径が2μm以下の耐熱性樹脂粉末または無機粉末のいずれか少なくとも1種を付着させてなる疑似粒子、▲5▼平均粒径が0.1〜0.8μmの耐熱性粉末樹脂粉末と平均粒径が0.8μmを越え、2μm未満の耐熱性樹脂粉末との混合物、▲6▼平均粒径が0.1〜1.0μmの耐熱性粉末樹脂粉末を用いることが望ましい。これらは、より複雑なアンカーを形成できるからである。
【0024】
粗化面の深さは、Rmax=0.01〜20μmがよい。密着性を確保するためである。特にセミアディティブ法では、0.1〜5μmがよい。密着性を確保しつつ、無電解めっき膜を除去できるからである。
【0025】
前記酸あるいは酸化剤に難溶牲の耐熱性樹脂としては、「熱硬化性樹脂および熱可塑性樹脂からなる樹脂複合体」又は「感光性樹脂および熱可塑性樹脂からなる樹脂複合体」からなることが望ましい。前者については耐熱性が高く、後者についてはバイアホール用の開口をフォトリソグラフィーにより形成できるからである。
【0026】
前記熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂などを使用できる。また、感光化する場合は、メタクリル酸やアクリル酸などと熱硬化基をアクリル化反応させる。特にエポキシ樹脂のアクリレートが最適である。
エポキシ樹脂としては、フェノールノボラック型、クレゾールノボラック型、などのノボラック型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン変成した脂環式エポキシ樹脂などを使用することができる。
【0027】
熱可塑性樹脂としては、ポリエーテルスルフォン(PES)、ポリスルフォン(PSF)、ポリフェニレンスルフォン(PPS)、ポリフェニレンサルファイド(PPES)、ポリフェニルエーテル(PPE)、ポリエーテルイミド(PI)などを使用できる。
熱硬化性樹脂(感光性樹脂)と熱可塑性樹脂の混合割合は、熱硬化性樹脂(感光性樹脂)/熱可塑性樹脂=95/5〜50/50がよい。耐熱性を損なうことなく、高い靭性値を確保できるからである。
【0028】
前記耐熱性樹脂粒子の混合重量比は、耐熱性樹脂マトリックスの固形分に対して5〜50重量%、望ましくは10〜40重量%がよい。
耐熱性樹脂粒子は、アミノ樹脂(メラミン樹脂、尿素樹脂、グアナミン樹脂)、エポキシ樹脂などがよい。
なお、接着剤は、組成の異なる2層により構成してもよい。
【0029】
なお、多層ビルドアップ配線板の表面に付加するソルダーレジスト層としては、種々の樹脂を使用でき、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールA型エポキシ樹脂のアクリレート、ノボラック型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂のアクリレートをアミン系硬化剤やイミダゾール硬化剤などで硬化させた樹脂を使用できる。
【0030】
一方、このようなソルダーレジスト層は、剛直骨格を持つ樹脂で構成されるので剥離が生じることがある。このため、補強層を設けることでソルダーレジスト層の剥離を防止することもできる。
【0031】
ここで、上記ノボラック型エポキシ樹脂のアクリレートとしては、フェノールノボラックやクレゾールノボラックのグリシジルエーテルを、アクリル酸やメタクリル酸などと反応させたエポキシ樹脂などを用いることができる。
【0032】
上記イミダゾール硬化剤は、25℃で液状であることが望ましい。液状であれば均一混合できるからである。
このような液状イミダゾール硬化剤としては、1-ベンジル−2-メチルイミダゾール(品名:1B2MZ )、1-シアノエチル−2-エチル−4-メチルイミダゾール(品名:2E4MZ-CN)、4-メチル−2-エチルイミダゾール(品名:2E4MZ )を用いることができる。
【0033】
このイミダゾール硬化剤の添加量は、上記ソルダーレジスト組成物の総固形分に対して1〜10重量%とすることが望ましい。この理由は、添加量がこの範囲内にあれば均一混合がしやすいからである。
【0034】
上記ソルダーレジストの硬化前組成物は、溶媒としてグリコールエーテル系の溶剤を使用することが望ましい。
このような組成物を用いたソルダーレジスト層は、遊離酸が発生せず、銅パッド表面を酸化させない。また、人体に対する有害性も少ない。
【0035】
このようなグリコールエーテル系溶媒としては、下記構造式のもの、特に望ましくは、ジエチレングリコールジメチルエーテル(DMDG)およびトリエチレングリコールジメチルエーテル(DMTG)から選ばれるいずれか少なくとも1種を用いる。これらの溶剤は、30〜50℃程度の加温により反応開始剤であるベンゾフェノンやミヒラーケトンを完全に溶解させることができるからである。
CH3 O - (CH2 CH2 O) n −CH3 (n=1〜5)
このグリコールエーテル系の溶媒は、ソルダーレジスト組成物の全重量に対して10〜70wt%がよい。
【0036】
以上説明したようなソルダーレジスト組成物には、その他に、各種消泡剤やレベリング剤、耐熱性や耐塩基性の改善と可撓性付与のために熱硬化性樹脂、解像度改善のために感光性モノマーなどを添加することができる。
例えば、レベリング剤としてはアクリル酸エステルの重合体からなるものがよい。また、開始剤としては、チバガイギー製のイルガキュアI907、光増感剤としては日本化薬製のDETX−Sがよい。
さらに、ソルダーレジスト組成物には、色素や顔料を添加してもよい。配線パターンを隠蔽できるからである。この色素としてはフタロシアニングリーンを用いることが望ましい。
【0037】
添加成分としての上記熱硬化性樹脂としては、ビスフェノール型エポキシ樹脂を用いることができる。このビスフェノール型エポキシ樹脂には、ビスフェノールA型エポキシ樹脂とビスフェノールF型エポキシ樹脂があり、耐塩基性を重視する場合には前者が、低粘度化が要求される場合(塗布性を重視する場合)には後者がよい。
【0038】
添加成分としての上記感光性モノマーとしては、多価アクリル系モノマーを用いることができる。多価アクリル系モノマーは、解像度を向上させることができるからである。例えば、多価アクリル系モノマーとして、日本化薬製のDPE−6A、共栄社化学製のR−604を用いることができる。
また、これらのソルダーレジスト組成物は、25℃で0.5〜10Pa・s、より望ましくは1〜10Pa・sがよい。ロールコータで塗布しやすい粘度だからである。
【0039】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態に係る多層ビルドアップ配線板及びその製造方法について図を参照して説明する。
先ず、本発明の第1実施形態に係る多層ビルドアップ配線板10の構成について、図6(T)、図7及び図8を参照して説明する。
図6(T)は、ICチップ搭載前の多層プリント配線板10の断面図を示し、図7は、図6(T)に示す多層プリント配線板10にICチップ90を載置し、ドータボード94へ取り付けた状態を示している。
【0040】
図7に示すように多層ビルドアップ配線板10では、コア基板30内にスルーホール36が形成され、該コア基板30の両面には導体回路34が形成されている。また、該コア基板30の上には、下層側層間樹脂絶縁層50が配設され、下層側層間樹脂絶縁層50には、バイアホール60、配線パターン58S、ランド58R、及び、ダミー導体58Dからなる導体層の形成されている。該下層層間樹脂絶縁層50の上には、上層層間樹脂絶縁層150が配置され、層間樹脂絶縁層150には、バイアホール160、信号線158S及びダミー導体158Dからなる導体層が形成されている。
【0041】
多層ビルドアップ配線板10の上面側には、ICチップ90のランド92へ接続するための半田バンプ76Uが配設されている。半田バンプ76Uはバイアホール160及びバイアホール60を介してスルーホール36へ接続されている。一方、下面側には、ドーターボード94のランド96に接続するための半田バンプ76Dが配設されている。該半田バンプ76Dは、バイアホール160及びバイアホール60を介してスルーホール36へ接続されている。
【0042】
図7のX−X横断面、即ち、下層層間樹脂絶縁層50の表面に形成された導体層の平面図を図8に示す。図8のE−E断面が図7に相当する。図8に示すように層間樹脂絶縁層50上には、導体層として、配線パターン58Sと、ランド58Rと、孤立ランド58RS、ダミー導体58D、ダミー導体58DSとが形成されている。
【0043】
図中で、Aで囲んだ部位を拡大して図9(A)に示す。本実施形態では、孤立した配線パターン58Sの回りにダミー導体58Dを配設してある。一方、図8中のBで囲んだ部位を拡大して図9(B)に示す。ここでは、3本の配線パターン58Sの回りにダミー導体58Dを配設してある。本実施形態の多層ビルドアップ配線板では、配線パターン58Sの回りにダミー導体58Dを配設しているので、後述するように導体層を電解めっきにより形成する際に、電界の集中が発生せず、また、後述するライトエッチングにおいてオーバエッチングにならず、配線パターン58Sを所定の厚み(15μm)及び幅(37μm)に形成することができる。また、孤立している信号線と、密集部分の信号線とを均一な厚みに形成することが可能になるので、該信号線上層の層間樹脂絶縁層150の厚みを均一にでき、多層ビルドアップ配線板の電気特性を高めることができる。
【0044】
なお、ダミー導体58Dの幅は、配線パターン58Sの最小幅(37μm)の1〜3倍(37〜111μm)にしてある。かかる幅であれば、配線パターン58S及びダミー導体58Dに電界の集中が発生せず、当該信号線及びダミー導体を所定の厚みに形成することができる。一方、ダミー導体58Dと配線パターン58Sとの最小間隔D1を、信号線38の1〜3倍(37〜111μm)にしてある。このため、電界の集中が発生せず、配線パターン及びダミー導体を所定の厚みに形成することができる。
【0045】
図8中のCで囲んだ部位を拡大して図10(C)に示す。孤立ランド58RSは、ダミー導体58DSで囲まれている。本実施形態の多層ビルドアップ配線板では、孤立ランド58RSを囲むようにダミー導体58DSを配設しているので、後述するように導体層を電解めっきにより形成する際に、電界の集中が発生せず、また、後述するライトエッチングにおいてオーバエッチングにならず、孤立ランド58RSを所定の厚み(15μm)及び径(133μm)に形成することができる。このため、孤立しているランド58DSと、密集部分のランド58Dとを均一な厚みに形成することが可能になり、更に、該配線パターン上層の層間樹脂絶縁層150の厚みを均一にできるので、多層ビルドアップ配線板の電気特性を高めることができる。
【0046】
なお、孤立ランド58RSの回りのダミー導体58DSの最小幅は、ランド径(133μm)の1/6〜3倍(22〜399μm)にしてあるため、電界の集中が発生せず、ランド及びダミー導体を所定の厚みに形成することができる。また、ダミー導体58DSと孤立ランドと58RSの最小間隔D2を、ランド径の1/6〜3倍(22〜399μm)にしてあるため、電界の集中が発生せず、ランド及びダミー導体を所定の厚みに形成することができる。更に、孤立ランド58RSの回りをダミー導体58DSで囲んであるため、孤立ランド58RSが外部からのノイズ等の影響を受けるのを軽減できる。
【0047】
図10(C’)は、図10(C)に示す孤立ランドとは異なる孤立ランドを示している。図10(C’)に示す例では、ダミー導体58DSが、バイアホール60に接続され、コア基板30側(図7参照)のアースラインへと接続されている。この例では、ダミー導体58DSがアースに接続されているため、孤立ランド58RSが外部からのノイズ等の影響を受けるのを防ぐことができる。
【0048】
図8中のDで囲んだ部位を拡大して図11に示す。本実施形態の多層ビルドアップ配線板10では、ダミー導体58Dとダミー導体58Dとの交差部であって、直角部にフィレットF2が、鋭角部分にフィレットF1を形成してある。このため、ダミー導体相互を適正に接続することができる。また、直角及び鋭角部分がなくなり、角部に起因する応力集中によるクラックが発生することがない。即ち、導体層の一部に角部があると、ヒートサイクルにおいて熱応力が集中し、係る角部を起点として層間樹脂絶縁層にクラックが発生することがあるが、本実施形態の多層ビルドアップ配線板においては、係るクラックの発生を防止できる。
【0049】
図12(E)は、配線パターン58Sと孤立ランド58RSとが近接している場合を示している。係る場合には、配線パターン58S及び孤立ランド58RSを共にダミー導体58Dで囲むことができる。一方、図12(F)は、配線パターン58Sの近傍に電源層用のプレーン層58Hが存在している場合を示している。係る場合には、特に配線パターン58Sとプレーン層58Hとの間に、ダミー導体を配置する必要はない。
【0050】
引き続き、上述した第1実施形態に係る多層多層ビルドアップ配線板の製造方法について図を参照して説明する。
ここでは、第1実施形態の多層多層ビルドアップ配線板の製造方法に用いるA.無電解めっき用接着剤、B.層間樹脂絶縁剤、C.樹脂充填剤、D.ソルダーレジスト組成物の組成について説明する。
【0051】
A.無電解めっき用接着剤調製用の原料組成物(上層用接着剤)
〔樹脂組成物▲1▼〕
クレゾールノボラック型エポキシ樹脂(日本化薬製、分子量2500)の25%アクリル化物を80wt%の濃度でDMDGに溶解させた樹脂液を35重量部、感光性モノマー(東亜合成製、アロニックスM315 )3.15重量部、消泡剤(サンノプコ製、S−65)0.5 重量部、NMP 3.6重量部を攪拌混合して得た。
【0052】
〔樹脂組成物▲2▼〕
ポリエーテルスルフォン(PES)12重量部、エポキシ樹脂粒子(三洋化成製、ポリマーポール)の平均粒径 1.0μmのものを 7.2重量部、平均粒径 0.5μmのものを3.09重量部、を混合した後、さらにNMP30重量部を添加し、ビーズミルで攪拌混合して得た。
【0053】
〔硬化剤組成物▲3▼〕
イミダゾール硬化剤(四国化成製、2E4MZ-CN)2重量部、光開始剤(チバガイギー製、イルガキュア I−907 )2重量部、光増感剤(日本化薬製、DETX-S)0.2 重量部、NMP 1.5重量部を攪拌混合して得た。
【0054】
B.層間樹脂絶縁剤調製用の原料組成物(下層用接着剤)
〔樹脂組成物▲1▼〕
クレゾールノボラック型エポキシ樹脂(日本化薬製、分子量2500)の25%アクリル化物を80wt%の濃度でDMDGに溶解させた樹脂液を35重量部、感光性モノマー(東亜合成製、アロニックスM315 )4重量部、消泡剤(サンノプコ製、S−65)0.5 重量部、NMP 3.6重量部を攪拌混合して得た。
【0055】
〔樹脂組成物▲2▼〕
ポリエーテルスルフォン(PES)12重量部、エポキシ樹脂粒子(三洋化成製、ポリマーポール)の平均粒径 0.5μmのものを 14.49重量部、を混合した後、さらにNMP30重量部を添加し、ビーズミルで攪拌混合して得た。
【0056】
〔硬化剤組成物▲3▼〕
イミダゾール硬化剤(四国化成製、2E4MZ-CN)2重量部、光開始剤(チバガイギー製、イルガキュア I−907 )2重量部、光増感剤(日本化薬製、DETX-S)0.2 重量部、NMP1.5 重量部を攪拌混合して得た。
【0057】
C.樹脂充填剤調製用の原料組成物
〔樹脂組成物▲1▼〕
ビスフェノールF型エポキシモノマー(油化シェル製、分子量310 、YL983U) 100重量部、表面にシランカップリング剤がコーティングされた平均粒径 1.6μmのSiO2 球状粒子(アドマテック製、CRS 1101−CE、ここで、最大粒子の大きさは後述する内層銅パターンの厚み(15μm)以下とする) 170重量部、レベリング剤(サンノプコ製、ペレノールS4)1.5 重量部を攪拌混合することにより、その混合物の粘度を23±1℃で45,000〜49,000cps に調整して得た。
〔硬化剤組成物▲2▼〕
イミダゾール硬化剤(四国化成製、2E4MZ-CN)6.5 重量部。
【0058】
D.ソルダーレジスト組成物
DMDGに溶解させた60重量%のクレゾールノボラック型エポキシ樹脂(日本化薬製)のエポキシ基50%をアクリル化した感光性付与のオリゴマー(分子量4000)を 46.67g、メチルエチルケトンに溶解させた80重量%のビスフェノールA型エポキシ樹脂(油化シェル製、エピコート1001)15.0g、イミダゾール硬化剤(四国化成製、2E4MZ-CN)1.6 g、感光性モノマーである多価アクリルモノマー(日本化薬製、R604 )3g、同じく多価アクリルモノマー(共栄社化学製、DPE6A ) 1.5g、分散系消泡剤(サンノプコ社製、S−65)0.71gを混合し、さらにこの混合物に対して光開始剤としてのベンゾフェノン(関東化学製)を2g、光増感剤としてのミヒラーケトン(関東化学製)を 0.2g加えて、粘度を25℃で 2.0Pa・sに調整したソルダーレジスト組成物を得た。
なお、粘度測定は、B型粘度計(東京計器、 DVL-B型)で 60rpmの場合はローターNo.4、6rpm の場合はローターNo.3によった。
【0059】
引き続き、本発明の第1実施形態に係る多層ビルドアップ配線板の製造工程について図1乃至図7を参照して説明する。この第1実施形態では、多層ビルドアップ配線板をセミアディティブ方により形成する。
【0060】
(1)図1(A)に示すように厚さ1mmのガラスエポキシ樹脂またはBT(ビスマレイミドトリアジン)樹脂からなる基板30の両面に18μmの銅箔32がラミネートされている銅張積層板30Aを出発材料とした。まず、この銅張積層板30Aをドリル削孔し、無電解めっき処理を施してスルーホール36を形成し(図1(B))、パターン状にエッチングすることにより導体回路34を配設することで、図1(C)に示すコア基板30を形成する。
【0061】
(2) 導体回路34およびスルーホール36を形成した基板30を水洗いし、乾燥した後、酸化浴(黒化浴)として、NaOH(10g/l),NaClO 2 (40g/l),Na3 PO4 (6g/l)、還元浴として、NaOH(10g/l),NaBH4 (6g/l)を用いた酸化−還元処理により、導体回路34およびスルーホール36の表面に粗化層38を設けた(図1(D)参照)。
【0062】
(3) Cの樹脂充填剤調製用の原料組成物を混合混練して樹脂充填剤を得た。
【0063】
(4) 前記(3) で得た樹脂充填剤40を、調製後24時間以内に基板30の両面にロールコータを用いて塗布することにより、導体回路34及び導体回路34の間、及び、スルーホール36内に充填し、70℃,20分間で乾燥させ、他方の面についても同様にして導体回路34及び導体回路34の間、あるいはスルーホール36内に樹脂充填剤40を充填し、70℃,20分間で加熱乾燥させた(図2(E)参照)。
【0064】
(5) 前記(4) の処理を終えた基板30の片面を、#600 のベルト研磨紙(三共理化学製)を用いたベルトサンダー研磨により、導体回路34の表面やスルーホール36のランド36a表面に樹脂充填剤40が残らないように研磨し、次いで、前記ベルトサンダー研磨による傷を取り除くためのバフ研磨を行った。このような一連の研磨を基板の他方の面についても同様に行った(図2(F)参照)。
次いで、100 ℃で1時間、120 ℃で3時間、 150℃で1時間、 180℃で7時間の加熱処理を行って樹脂充填剤40を硬化した。
【0065】
このようにして、スルーホール36等に充填された樹脂充填剤40の表層部および導体回路34上面の粗化層38を除去して基板30両面を平滑化した上で、樹脂充填剤40と導体回路34の側面とが粗化層38を介して強固に密着し、またスルーホール36の内壁面と樹脂充填剤40とが粗化層38を介して強固に密着した配線基板を得た。即ち、この工程により、樹脂充填剤40の表面と導体回路34の表面が同一平面となる。
【0066】
(6) 導体回路34を形成した基板30にアルカリ脱脂してソフトエッチングして、次いで、塩化パラジウムと有機酸からなる触媒溶液で処理して、Pd触媒を付与し、この触媒を活性化した後、硫酸銅3.2×10−2mol/l、硫酸ニッケル3.9×10−3mol/l、錯化剤5.4×10−2mol/l、次亜りん酸ナトリウム3.3×10−1mol/l、ホウ酸5.0×10−1mol/l、界面活性剤(日信化学工業製、サーフィール465)0.1g/l、PH=9からなる無電解めっき液に浸積し、浸漬1分後に、4秒当たり1回に割合で縦、および、横振動させて、導体回路34、スルーホール36のランド36a及びバイアホールの底部60aの表面にCu−Ni−Pからなる針状合金の被覆層と粗化層42を設けた(図2(G)参照)。
【0067】
さらに、ホウフっ化スズ0.1mol/l、チオ尿素1.0mol/l、温度35℃、PH=1.2の条件でCu−Sn置換反応させ、粗化層の表面に厚さ0.3μmSn層(図示せず)を設けた。
【0068】
(7) Bの層間樹脂絶縁剤調製用の原料組成物を攪拌混合し、粘度1.5 Pa・sに調整して層間樹脂絶縁剤(下層用)を得た。
次いで、Aの無電解めっき用接着剤調製用の原料組成物を攪拌混合し、粘度7Pa・sに調整して無電解めっき用接着剤溶液(上層用)を得た。
【0069】
(8) 前記(6) の基板の両面に、前記(7) で得られた粘度 1.5Pa・sの層間樹脂絶縁剤(下層用)44を調製後24時間以内にロールコータで塗布し、水平状態で20分間放置してから、60℃で30分の乾燥(プリベーク)を行い、次いで、前記(7) で得られた粘度7Pa・sの感光性の接着剤溶液(上層用)46を調製後24時間以内に塗布し、水平状態で20分間放置してから、60℃で30分の乾燥(プリベーク)を行い、厚さ35μmの接着剤層50αを形成した(図2(H)参照)。
【0070】
(9) 前記(8) で接着剤層を形成した基板30の両面に、85μmφの黒円が印刷されたフォトマスクフィルム(図示せず)を密着させ、超高圧水銀灯により 500mJ/cm2 で露光した。これをDMTG溶液でスプレー現像し、さらに、当該基板30を超高圧水銀灯により3000mJ/cm2 で露光し、100 ℃で1時間、120 ℃で1時間、その後 150℃で3時間の加熱処理(ポストベーク)をすることにより、フォトマスクフィルムに相当する寸法精度に優れた85μmφの開口(バイアホール形成用開口)48を有する厚さ35μmの層間樹脂絶縁層(2層構造)50を形成した(図3(I)参照)。なお、バイアホールとなる開口48には、スズめっき層(図示せず)を部分的に露出させた。
【0071】
(10)開口48が形成された基板30を、クロム酸に19分間浸漬し、層間樹脂絶縁層50の表面に存在するエポキシ樹脂粒子を溶解除去することにより、当該層間樹脂絶縁層50の表面を粗化し(図3(J)参照)、その後、中和溶液(シプレイ社製)に浸漬してから水洗いした。
【0072】
(11)前記(10)の行程で表面を粗化した基盤30の表面に、パラジウム触媒(アトテック製)を付与することにより、層間樹脂絶縁層50の表面に触媒核を付ける。その後、以下に示す組成の無電解銅めっき水溶液中に基板30を浸漬して、全体に厚さ0.6μmの無電解めっき膜52を形成する(図3(K)参照)。
〔無電解めっき水溶液〕
EDTA 150 g/l
硫酸銅 20 g/l
HCHO 30 ml/l
NaOH 40 g/l
α、α’−ビピリジル 80 mg/l
PEG 0.1 g/l
〔無電解めっき条件〕
70℃の液温度で30分
【0073】
(12)前記(11)で形成した無電解銅めっき膜52上に市販の感光性ドライフィルム54αを張り付け、所定のパターン53aの描かれたマスク53を載置して、100 mJ/cm2 で露光した後(図3(L))、0.8 %炭酸ナトリウムで現像処理し、厚さ15μmのめっきレジスト54を設けた(図4(M)参照)。
【0074】
(13)ついで、無電解銅めっき膜52を介して電流を流すことで、レジスト非形成部分に以下の条件で電解銅めっきを施し、厚さ15μmの電解銅めっき膜56を形成した(図4(N)参照)。
〔電解めっき水溶液〕
硫酸 180 g/l
硫酸銅 80 g/l
添加剤(アトテックジャパン製、カパラシドGL)
1 ml/l
〔電解めっき条件〕
電流密度 1A/dm2
時間 30分
温度 室温
【0075】
ここで、無電解銅めっき膜52の上に電解銅めっき膜56を形成することで、導体層及びバイアホール60を形成する。この導体層として、図8を参照して上述したように配線パターン58Sと、ランド58Rと、孤立ランド58RSと、ダミー導体58Dと、ダミー導体58DSとが形成されている(図4(O)中、配線パターン58S、ランド58R、ダミー導体58Dのみ示す)。ここで、本実施形態では、孤立している配線パターン58S及び孤立ランド58RSの回りに、ダミー導体58D、58DSを配置しているため、上記電解めっきにおいて、電界の集中が発生せず、配線パターン58S、ランド58R及び孤立ランド58RSを均一の厚みに形成することができる。
【0076】
(14)先ず、めっきレジスト54を5%KOHで剥離除去しする。その後、めっきレジスト下の無電解めっき膜52を硫酸と過酸化水素の混合液でエッチング処理(ライトエッチング)して溶解除去し、上述したように無電解銅めっき膜52と電解銅めっき膜56からなる厚さ15μmの導体層及びバイアホール60を形成した(図4(O))。
【0077】
無電解めっき膜52をライトエッチングにより除去する際に、本実施形態では、孤立している配線パターン58Sの回りに、ダミー導体58Dを配置しているため、エッチング液の液回りが均一となり、配線パターン58Sを均一の厚み(15μm)及び幅(37μm)に形成することができる。
【0078】
(15)(6) と同様の処理を行い、配線パターン58S、ダミー導体58D、ランド58R及びバイアホール60の表面にCu-Ni-P からなる粗化面62を形成し、さらにその表面にSn置換を行った(図5(P)参照)。
【0079】
(16)(7) 〜(15)の工程を繰り返すことにより、さらに上層の層間樹脂絶縁層150及びバイアホール160、信号線158S、ダミー導体158Dを形成することで、多層ビルドアップ配線板を完成する(図5(Q)参照)。なお、この上層の導体回路を形成する工程においては、Sn置換は行わなかった。
【0080】
(17)そして、上述した多層ビルドアップ配線板にはんだバンプを形成する。前記(16)で得られた基板30両面に、上記D.にて説明したソルダーレジスト組成物70αを45μmの厚さで塗布する。次いで、70℃で20分間、70℃で30分間の乾燥処理を行った後、円パターン(マスクパターン)が描画された厚さ5mmのフォトマスクフィルム(図示せず)を密着させて載置し、1000mJ/cm2 の紫外線で露光し、DMTG現像処理する。そしてさらに、80℃で1時間、 100℃で1時間、 120℃で1時間、 150℃で3時間の条件で加熱処理し、はんだパッド部分(バイアホールとそのランド部分を含む)に開口(開口径 200μm)71を有するソルダーレジスト層(厚み20μm)70を形成する(図5(R)参照)。
【0081】
(18)次に、塩化ニッケル2.31×10−1mol/l、次亜リン酸ナトリウム2.8 ×10−1mol/l、クエン酸ナトリウム1.85×10−1mol/l、からなるpH=4.5の無電解ニッケルめっき液に該基板30を20分間浸漬して、開口部71に厚さ5μmのニッケルめっき層72を形成した。さらに、その基板を、シアン化金カリウム4.1 ×10−2mol/l、塩化アンモニウム1.87×10−1mol/l、クエン酸ナトリウム1.16×10−1mol/l、次亜リン酸ナトリウム1.7 ×10−1mol/lからなる無電解金めっき液に80℃の条件で7分20秒間浸漬して、ニッケルめっき層上に厚さ0.03μmの金めっき層74を形成することで、バイアホール160に半田パッド75を形成する(図6(S)参照)。その後、ソルダーレジスト70の補強層78を被覆する。
【0082】
(19)そして、ソルダーレジスト層70の開口部71に、半田ペーストを印刷して 200℃でリフローすることにより、半田バンプ(半田体)76U、76Dを形成し、多層ビルドアップ配線板10を完成した(図6(T)参照)。
【0083】
完成した多層プリント配線板10の半田バンプ76Uに、ICチップ90のパッド92が対応するように載置し、リフローを行いICチップ90を搭載する。その後、このICチップ90を搭載した多層プリント配線板10を、ドータボード94側のバンプ96に対応するように載置してリフローを行い、ドータボード94へ取り付ける。(図7参照)。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1(A)、図1(B)、図1(C)、図1(D)は、本発明の第1実施形態に係る多層ビルドアップ配線板の製造工程図である。
【図2】図2(E)、図2(F)、図2(G)、図2(H)は、本発明の第1実施形態に係る多層ビルドアップ配線板の製造工程図である。
【図3】図3(I)、図3(J)、図3(K)、図3(L)は、本発明の第1実施形態に係る多層ビルドアップ配線板の製造工程図である。
【図4】図4(M)、図4(N)、図4(O)は、本発明の第1実施形態に係る多層ビルドアップ配線板の製造工程図である。
【図5】図5(P)、図5(Q)、図5(R)は、本発明の第1実施形態に係る多層ビルドアップ配線板の製造工程図である。
【図6】図6(S)、図6(T)本発明の第1実施形態に係る多層ビルドアップ配線板の断面図である。
【図7】本発明の第1実施形態に係る多層ビルドアップ配線板の断面図である。
【図8】図8は、図7のX−X横断面図である。
【図9】図9(A)は、図8中のA部拡大図であり、図9(B)は、図8中のB部拡大図である。
【図10】図10(C)は、図8中のC部拡大図であり、図10(C’)は、孤立ランドの拡大図である。
【図11】図11は、図8中のD部の拡大図である。
【図12】図12(E)及び図12(F)は、信号線及びダミー導体の拡大図である。
【符号の説明】
30 コア基板
36 バイアホール
50 層間樹脂絶縁層
58 導体回路
58S 配線パターン
58R ランド
58RS 孤立ランド
58D ダミー導体
58DS、ダミー導体
60 バイアホール
150 層間樹脂絶縁層
160 バイアホール
Claims (10)
- 層間樹脂絶縁層とセミアディティブ法により形成する導体層とを交互に積層してなる多層ビルドアップ配線板において、
前記導体層を構成する配線パターンの回りにダミー導体を配設し、
該ダミー導体とダミー導体との交差部にフィレットを形成したことを特徴とする多層ビルドアップ配線板。 - 層間樹脂絶縁層とセミアディティブ法により形成する導体層とを交互に積層してなる多層ビルドアップ配線板において、
前記導体層を構成する複数本の配線パターンの回りにダミー導体を配設し、
該ダミー導体とダミー導体との交差部にフィレットを形成したことを特徴とする多層ビルドアップ配線板。 - 前記ダミー導体の幅を、前記配線パターンの最小の幅の1〜3倍にしたことを特徴とする請求項1又は2のパッケージ基板。
- 前記ダミー導体と前記配線パターンとの間隔を、前記配線パターンの最小の幅の1〜3倍にしたことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1に記載のパッケージ基板。
- 層間樹脂絶縁層とセミアディティブ法により形成する導体層とを交互に積層してなる多層ビルドアップ配線板において、
前記導体層を構成する孤立ランドの回りにダミー導体を配設し、
該ダミー導体とダミー導体との交差部にフィレットを形成したことを特徴とする多層ビルドアップ配線板。 - 前記孤立ランドの回りをダミー導体で囲んだことを特徴とする請求項5の多層ビルドアップ配線板。
- 前記ダミー導体の最小の幅を、前記孤立ランドの径の1/6〜3倍にしたことを特徴とする請求項5又は6の多層ビルドアップ配線板。
- 前記ダミー導体と前記孤立ランドとの最小間隔を、当該孤立ランドの径の1/6〜3倍にしたことを特徴とする請求項5〜7のいずれか1に記載の多層ビルドアップ配線板。
- 前記孤立ランドの回りを囲んだダミー導体をアースラインへ接続したことを特徴とする請求項6の多層ビルドアップ配線板。
- 前記ダミー導体とダミー導体との交差部であって、直角又は鋭角部分にフィレットを形成したことを特徴とする請求項1〜請求項9のいずれか1の多層ビルドアップ配線板。
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