JP4282161B2

JP4282161B2 - 多層プリント配線板及び多層プリント配線板の製造方法

Info

Publication number: JP4282161B2
Application number: JP18920899A
Authority: JP
Inventors: 浩司関根
Original assignee: Ibiden Co Ltd
Current assignee: Ibiden Co Ltd
Priority date: 1999-07-02
Filing date: 1999-07-02
Publication date: 2009-06-17
Anticipated expiration: 2019-07-02
Also published as: JP2001015912A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
ＩＣチップなどの電子部品を載置するパッケージ基板に用い得る多層プリント配線板に関し、特にコア基板に層間樹脂絶縁層をビルドアップしてなる多層プリント配線板及び多層プリント配線板の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ビルドアップ多層プリント配線板は、例えば、特開平９−１３００５０号に開示される方法にて製造されている。
すなわち、スルーホールを形成したコア基板の上に層間樹脂絶縁層を積層し、該層間樹脂絶縁層の上に回路パターンを形成する。これを繰り返すことにより、ビルドアップ多層プリント配線板が得られる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
現在、コア基板にスルーホールを形成する際に、ドリルにより通孔を穿設している。このため、通孔の径として、３００μｍが最小限界であり、スルーホールの密度をドリル径で決定される値以上高めることができなかった。このため、コア基板にレーザにより通孔を穿設する方法が検討されているが、コア基板は１mm程度の厚みがあるため、微細な通孔を形成することは難しかった。
【０００４】
一方、パッケージ基板として用いられる多層プリント配線板では、ＩＣチップに発生する熱を効率良く発散させる必要がある。ここで、多層プリント配線板は、１mm程度の積層樹脂板からなるコア基板に、数１０μｍの層間樹脂絶縁層及び配線層を積層してなる。このため、多層プリント配線板の厚みとしては、コア基板が大半を占めることになる。即ち、コア基板が、多層プリント配線板の厚みを厚くし、熱伝導性を下げさせる原因となっていた。
【０００５】
本発明は上述した課題を解決するためなされたものであり、その目的とするところは、スルーホールの配設密度を高め得ると共に、厚みを薄くできる多層プリント配線板及び該多層プリント配線板の製造方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するため、請求項１の多層プリント配線板では、
１対の最外層の心材を備える樹脂基板の間に、層間樹脂絶縁層をビルドアップ配置してなり、
前記層間樹脂絶縁層には、導体回路及びビアが形成され、
前記１対の最外層の樹脂基板は、反りの発生する方向を相互に異ならしめ積層されていることを技術的特徴とする。
【０００８】
請求項２は、前記最外層の心材を備える樹脂基板の表面に、当該心材を備える樹脂基板上のパッドを被覆しないように開口を設けてソルダーレジストを配設したことを技術的特徴とする。
【０００９】
請求項３は、少なくとも以下の（Ａ）〜（Ｄ）の工程を備えることを特徴とする多層プリント配線板の製造方法にある：
（Ａ）最外層となる心材を備える樹脂基板の上層に、樹脂絶縁層となる樹脂フィルムを貼る工程；
（Ｂ）前記樹脂フィルムに、レーザで非貫通孔を形成する工程；
（Ｃ）前記樹脂絶縁層の非貫通孔に導体を形成してバイアホールとする工程；
（Ｄ）前記樹脂絶縁層の上に、前記心材を備える樹脂基板と反りの発生する方向を相互に異ならしめ最外層となる第２の心材を備える樹脂基板を貼る工程。
【００１０】
請求項４は、少なくとも以下の（Ａ）〜（Ｆ）の工程を備えることを特徴とする多層プリント配線板の製造方法：
（Ａ）最外層となる第１の心材を備える樹脂基板の上層に、樹脂絶縁層となる樹脂フィルムを貼る工程；
（Ｂ）前記樹脂フィルムに、レーザで非貫通孔を形成する工程；
（Ｃ）前記樹脂絶縁層の非貫通孔に導体を形成してバイアホールとする工程；
（Ｄ）前記樹脂絶縁層の上に、前記第１の心材を備える樹脂基板と反りの発生する方向を相互に異ならしめ最外層となる第２の心材を備える樹脂基板を貼る工程；
（Ｅ）前記第２の心材を備える樹脂基板にレーザで非貫通孔を形成する工程；
（Ｆ）前記第２の心材を備える樹脂基板の非貫通孔に導体を形成してバイアホールとする工程。
【００１１】
請求項１の多層プリント配線板及び請求項３，４の多層プリント配線板の製造方法では、複数のコア基板（心材を備える樹脂基板）を用いて多層プリント配線板の強度を保つため、コア基板を薄く形成することが可能となり、多層プリント配線板の厚みを減らすことができる。また、コア基板の厚みを半分以下にできるため、従来のコア基板と比較してレーザにより穿設する通孔の深さが半分以下になる。従って、レーザにより容易に微細な非貫通孔を穿設でき、小径のスルーホールを形成することが可能になるので、多層プリント配線板の集積度を高めることができる。更に、コア基板が多層になるので、コア基板を構成する樹脂間の金属層で配線を取り回すことができ、多層プリント配線板の層数を削減することができる。
【００１２】
請求項１の多層プリント配線板では、複数のコア基板（心材を備える樹脂基板）を、反りの発生する方向を相互に異ならしめ積層してあるため、多層プリント配線板に反りを発生させることを防ぎ得る。
【００１３】
請求項２の多層プリント配線板では、最外層にコア基板（心材を備える樹脂基板）を配置し、コア基板に直接パッドを配設するため、層間樹脂絶縁層上にパッドを配設するのと比較し、コア基板にパッドを強度に接合させれる。従って、ソルダーレジストでパッドの一部を押さえることが不要となり、ソルダーレジスト層をコア基板上のパッドを被覆しないように開口を設けて配設できる。このため、ソルダーレジストの開口よりもパッドを小径にでき、多層プリント配線板の高集積化を実現できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態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プリント配線板の構成について、断面図を示す図５（Ｂ）を参照して説明する。
図５（Ｂ）に示すように、多層プリント配線板９０では、下層用コア基板１０にスルーホール２０及びランド２１が形成されている。更に、下層用コア基板１０上には、ビルドアップ配線層８０Ａが形成されている。ビルドアップ配線層８０Ａは、導体回路３６とビア３４が形成された層間樹脂絶縁層２４、導体回路４６とビア４４が形成された層間樹脂絶縁層３８と、その上層のランド５６とビア５４が形成された上層用コア基板５０から成る。更に表面及び裏面には、ソルダーレジスト層２６，６６が形成されている。該ソルダーレジスト層２６、６６の非貫通孔２６ａ、６６ａを介して、ランド２１，５６に半田バンプ７０が形成されている。
【００１５】
本実施形態の多層プリント配線板９０においては、下層用コア基板１０に、層間樹脂絶縁層２４，３８及び上層用コア基板５０がビルドアップして形成されている。即ち、複数のコア基板１０、５０を用いて多層プリント配線板の強度を保つため、コア基板を薄く形成することが可能となり、多層プリント配線板の厚みを薄くすることができる。従って、熱伝導性を高めることができる。また、薄いコア基板１０、５０を用いるため、レーザにより容易に微細な非貫通孔１０ａ、５０ａを穿設でき、小径のスルーホール１４、バイアホール５４を形成することが可能になるので、多層プリント配線板の集積度を高めることができる。
【００１６】
本実施形態の多層プリント配線板９０においては、上層用コア基板５０と下層用コア基板１０とを反りの発生する方向を相互に異ならしめるように積層してある。具体的には、下層用コア基板１０は図５（Ｂ）中の右端及び左端の上方へ反る向きに配置され、上層用コア基板５０は図中の、手前側の端部及び奥側の端部が下方へ反る向きに配置されている。これにより、厚さの薄いコア基板５０、１０を用いて、多層プリント配線板９０に反りが発生することを防いでいる。
【００１７】
更に、本実施形態の多層プリント配線板では、最外層にコア基板１０、５０を配置し、コア基板にパッド２１、５６を直接配設する。このため、従来技術のビルドアップ式多層プリント配線板のように層間樹脂絶縁層上にパッドを配設するのと比較し、コア基板にパッドを強度に接合させ得る。即ち、層間樹脂絶縁層は、熱収縮によって大きく動くのに対して、コア基板は、熱収縮の際にも大きく動くことがない。従って、図５（Ｂ）中のソルダーレジスト６６の開口６６ａの平面図である図５（Ａ）に示すように、ソルダーレジスト２６、６６でパッド２１，５６を押さえることが不要となり、パッド２１，５６を被覆しないように開口２６ａ、６６ａを配設できる。このため、ソルダーレジストの開口２６ａ、６６ａよりもパッド２１，５１を小径にでき、多層プリント配線板の高集積化を実現している。
【００１８】
ひき続き、上述した多層プリント配線板の製造方法について、図１〜図５を参照して説明する。
（１）絶縁樹脂からなる下層用コア基板１０を出発材料とする（図１の工程（Ａ））。ここで、コア基板としては、ガラスクロス又アライミドクロス等の心材にエポキシ、ＢＴ（ビスマレイミドトリアジン）、ポリイミド、オレフィンを浸漬してなるものを用いる。
【００１９】
（２）まず、この下層用コア基板１０にレーザで通孔１０ａを形成する（工程（Ｂ））。そして、下層用コア基板１０を無電解銅めっき水溶液に浸漬して、該下層用コア基板１０の表面に無電解銅めっき膜１２を析出することで、スルーホール１４を形成する。（工程（Ｃ））。
【００２０】
（３）さらにその上に、所定パターンのレジスト１６をドライフィルム又は液体レジストを塗布して形成する。（工程（Ｄ））。
【００２１】
（４）次いで、レジスト非形成部分に電解銅めっきを施し、電界銅めっき膜１８を形成する（工程（Ｅ））。
【００２２】
（５）その後、レジスト１６を除去してから、レジスト１６下の無電解銅めっき膜１８をライトエッチングで除去し、ランド２１を形成する（工程（Ｆ））。そして、銅または銀等の金属ペースト２２をスルーホール１４に充填する（図２の工程（Ｇ））。ここでは、金属ペーストを充填しているが、樹脂をソルダーレジスト４内に充填することも可能である。
【００２３】
（６）次に、下層用コア基板１０の上面に層間樹脂絶縁層２４を形成する。そして下面にソルダーレジスト層２６を形成する（工程（Ｈ））。層間樹脂絶縁層２４には、エポキシ、ＢＴ、ポリイミド、オレフィンなどの熱硬化性樹脂あるいは、熱硬化性樹脂と熱可遂性樹脂との混合物から成るフィルムを張り付ける。また、ソルダーレジスト層２６には、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。更に、これら樹脂をフィルムにしたものを用いることもできる。
【００２４】
（７）そして、層間樹脂絶縁層２４を熱硬化した後にレーザで非貫通孔２４ａを形成する（工程（Ｉ））。
【００２５】
（８）次に、層間樹脂絶縁層２４の上に無電解銅めっきを施し、無電解銅めっき膜２８を形成する（工程（Ｊ））。
【００２６】
（９）さらにその上に、所定パターンのレジスト３０をドライフィルム又は液体レジストを塗布して形成する（工程（Ｋ））。
【００２７】
（１０）引き続き、レジスト非形成部分に電解銅めっきを施し、電界銅めっき膜３２を形成する（工程（Ｌ））。そして、レジスト３０を溶剤で除去してから、レジスト３０下の無電解銅めっき膜２８をライトエッチングで除去し、ビア３４と導体回路３６を形成する（図３の工程（Ｍ））。
【００２８】
（１１）さらに、その上に層間樹脂絶縁層３８を形成する（工程（Ｎ））。
【００２９】
（１２）更に、前述（７）〜（１０）の工程を繰り返し、層間樹脂絶縁層３８上に無電解銅めっき膜４８及び電解銅めっき膜４２からなるビア４４と導体回路４６とを形成する（工程（Ｏ））。
【００３０】
（１３）その後、該層間樹脂絶縁層３８上にＢステージ状態（半硬化状態）の上層用コア基板５０を貼りつける（工程（Ｐ））。このコア基板は、下層用コア基板１０と同じものでも異なるものでもよい。なお、上層用コア基板５０は、下層用コア基板１０の反りの発生する方向と相互に異なるように貼り付ける。これにより多層プリント配線板に反りを発生させることを防ぐことができる。
【００３１】
（１４）そして、上層用コア基板５０にＣＯ₂レーザ、ＹＡＧレーザ、エキシマレーザ、又はＵＶレーザで非貫通孔５０ａを形成する（工程（Ｑ））。
【００３２】
（１５）その後、上層用コア基板５０の上に無電解銅めっきを施し、無電解銅めっき膜５８を形成する（図４の工程（Ｒ））。
【００３３】
（１６）更に、（９）〜（１０）のの工程を繰り返し、上層用コア基板５０上に電解銅めっき膜５９を設け、無電解銅めっき膜５８及び電解銅めっき膜５９から成るビア５４、ランド５６を形成する（工程（Ｓ））。
【００３４】
（１７）次に、ビア６０内に金属ペースト６０を充填する。そして、上層用コア基板５０上にソルダーレジスト層６６を形成する（工程（Ｔ））。
【００３５】
（１８）その後、ランド２１，５１を露出させるよう、ソルダーレジスト層２６、６６にレーザで非貫通孔２６ａ、６６ａを形成する（工程（Ｕ））。なお、この例では、ソルダーレジスト層２６を形成した後、ビルドアップ層２４、３８を形成した。この代わりに、最後にソルダーレジスト層２６，６６を形成する場合には、非貫通孔２６ａ、６６ａをフォトリソグラフィーで穿設してもよい。
【００３６】
（１９）そして、ソルダーレジスト層２６，６６の非貫通孔２６ａ、６６ａに、半田ペーストを印刷し、リフローすることにより、半田バンプ７０を形成する（図５（Ｂ）参照）。
【００３７】
（第２実施形態）
第１実施形態とほぼ同様であるが、図１の工程（Ｂ）に示すように下層用コア基板１０にレーザで通孔を形成した後に、銅または銀等の金属ペースト２２を通孔に充填する。（図６の工程（Ａ））。次に、下層用コア基板１０を無電解銅めっき水溶液に浸漬して、該下層用コア基板１０の表面に無電解銅めっき膜１２を形成する（工程（Ｂ））。その後、下層用コア基板１０の両面をパターン状にエッチングする（工程（Ｃ））。以後の工程は、第１実施形態と同様である。
【００３８】
（第３実施形態）
第１実施形態とほぼ同様であるが、金属ペーストを充填する代わりに、電解銅めっき１８をレジスト非形成部分及びスルーホール１４内に充填する（工程（Ｄ））。以後の工程は、第１実施形態と同様である。
【００３９】
（第４実施形態）
第４実施形態では、層間樹脂絶縁層１２４，１３８が形成された下層用コア基板１１０と、スルーホール２１４及びランド２２１が形成された上層用コア基板１５０とを別々に製造する（工程（Ｅ））。その後、下層用コア基板１１０に上層用コア基板１５０を貼り付ける。（工程（Ｆ））。
【００４０】
上述した実施形態では、コア基板を２枚用いたが、３枚以上用いることも可能であり、各コア基板間に層間樹脂絶縁層を設けることができる。また、上述した実施形態では、最外層にコア基板を配設させたが、コア基板の外側に更に層間樹脂絶縁層を積層し、最外層の層間樹脂絶縁層上にソルダーレジスト層を設けることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る多層プリント配線板の製造工程図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る多層プリント配線板の製造工程図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る多層プリント配線板の製造工程図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る多層プリント配線板の製造工程図である。
【図５】図５（Ａ）は、本発明の第１実施形態に係る多層プリント配線板のソルダーレジスト開口部の平面図であり、図５（Ｂ）は、断面図である。
【図６】図６（Ａ）、図６（Ｂ）及び図６（Ｃ）は、本発明の第２実施形態に係る多層プリント配線板の製造工程図であり、また、図６（Ｄ）は、本発明の第３実施形態に係る多層プリント配線板の製造工程図であり、図６（Ｅ）及び図６（Ｆ）は本発明の第４実施形態に係る多層プリント配線板の製造工程図である。
【符号の説明】
１０下層用コア基板
１４スルーホール
２１ランド
２４層間樹脂絶縁層
２６ソルダーレジスト層
２６ａ非貫通孔
３４ビア
３６導体回路
３８層間樹脂絶縁層
４４ビア
４６導体回路
５０上層用コア基板
５４ビア
５６ランド
６６ａ非貫通孔
７０半田バンプ
８０Ａビルドアップ配線層
１１０下層用コア基板
１１４スルーホール
１２１導体回路
１２４層間樹脂絶縁層
１３８層間樹脂絶縁層
１５０上層用コア基板
２１４スルーホール
２２１導体回路

Claims

１対の最外層の心材を備える樹脂基板の間に、層間樹脂絶縁層をビルドアップ配置してなり、
前記層間樹脂絶縁層には、導体回路及びビアが形成され、
前記１対の最外層の樹脂基板は、反りの発生する方向を相互に異ならしめ積層されていることを特徴とする多層プリント配線板。
前記最外層の心材を備える樹脂基板の表面に、当該心材を備える樹脂基板上のパッドを被覆しないように開口を設けてソルダーレジストを配設したことを特徴とする請求項１に記載の多層プリント配線板。
少なくとも以下の（Ａ）〜（Ｄ）の工程を備えることを特徴とする多層プリント配線板の製造方法：
（Ａ）最外層となる心材を備える樹脂基板の上層に、樹脂絶縁層となる樹脂フィルムを貼る工程；
（Ｂ）前記樹脂フィルムに、レーザで非貫通孔を形成する工程；
（Ｃ）前記樹脂絶縁層の非貫通孔に導体を形成してバイアホールとする工程；
（Ｄ）前記樹脂絶縁層の上に、前記心材を備える樹脂基板と反りの発生する方向を相互に異ならしめ最外層となる第２の心材を備える樹脂基板を貼る工程。
少なくとも以下の（Ａ）〜（Ｆ）の工程を備えることを特徴とする多層プリント配線板の製造方法：
（Ａ）最外層となる第１の心材を備える樹脂基板の上層に、樹脂絶縁層となる樹脂フィルムを貼る工程；
（Ｂ）前記樹脂フィルムに、レーザで非貫通孔を形成する工程；
（Ｃ）前記樹脂絶縁層の非貫通孔に導体を形成してバイアホールとする工程；
（Ｄ）前記樹脂絶縁層の上に、前記第１の心材を備える樹脂基板と反りの発生する方向を相互に異ならしめ最外層となる第２の心材を備える樹脂基板を貼る工程；
（Ｅ）前記第２の心材を備える樹脂基板にレーザで非貫通孔を形成する工程；
（Ｆ）前記第２の心材を備える樹脂基板の非貫通孔に導体を形成してバイアホールとする工程。