JP5648841B2

JP5648841B2 - Ｓｖｈ付き多層配線基板

Info

Publication number: JP5648841B2
Application number: JP2010218901A
Authority: JP
Inventors: 洋別井; 康之越川; 北口　勝也; 勝也北口; 雅広加藤
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd; Showa Denko Materials Co Ltd; Resonac Corp
Current assignee: Resonac Corp
Priority date: 2010-09-29
Filing date: 2010-09-29
Publication date: 2015-01-07
Anticipated expiration: 2030-09-29
Also published as: JP2012074577A

Description

本発明は、ＳＶＨ（ＳｕｒｆａｃｅＶｉａｈｏｌｅ）付きの多層配線基板に関するものであり、詳細には、配線基板同士を貼り合せて構成する高周波対応のＳＶＨ付きの多層配線基板に関するものである。

近年の表面実装技術の進展により、多層配線基板の高密度化が進んでいる。高密度化に対応するための多層配線基板の構造としては、外層から途中の内層まで到るように形成したＳＶＨによって層間を接続する構造が多用されてきている。

このようなＳＶＨを有する多層配線基板としては、微細な外層回路及びパッドを形成するため、スルーホールを有する一対の配線基板同士を、接着樹脂を用いて貼り合わせ、接着樹脂をスルーホールや外層の配線パターン間隙に充填するものがある（特許文献１）。

また、高周波への適応と高密度化とを両立しかつ安価な多層配線基板を得ることを目的として、両面に電源層を設けた高周波信号用の第１の配線基板を、接着樹脂を用いて、高密度配線を有する２枚の第２の配線基板で挟み込むように貼り合せた多層配線基板が知られている（特許文献２）。

特公平８−２８５７６号公報特開２００５−１１６８１１号公報

しかしながら、引用文献１は、この多層配線基板では、各配線基板の貼り合せ面側に接着樹脂を配置して配線基板同士を貼り合わせる際に、接着樹脂がスルーホールから流れ出ることにより、スルーホール内と配線基板の外層の配線パターン間隙に樹脂を充填する。このため、接着樹脂を外層側に流れ出すためのスルーホールの配置を適正化する必要がある。また、接着樹脂として高周波対応のポリイミドを用いる場合は、接着樹脂のフロー性が不十分なため、スルーホール内や外層の配線パターン間隙への充填性を考慮して、スルーホールの配置を検討する必要があることに加え、配線基板の外層側にも樹脂シートを配置する必要がある。

また、特許文献２は、高周波信号用の高速配線基板と高密度配線を有する高密度配線基板とを、層間距離精度を要しない電源・グランド層を貼り合せ面として、接着樹脂で貼り合わせることで高周波に対応するものであり、高速配線基板及び高密度配線基板のそれぞれの層間接続は、スルーホールに導電性樹脂を充填して行う。このため、フロー性が不十分な高周波対応の接着樹脂を用いる場合でも、特許文献１のように、スルーホール内への接着樹脂の充填性を考慮する必要がない。しかしながら、貼り合せ前にスルーホール内に穴埋めを行う必要があり、通常のめっきによるスルーホール形成に比べて工数が増える問題がある。

本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、それぞれにスルーホールを有する一対の配線基板同士を、接着樹脂を用いて貼り合わせてＳＶＨ付き多層配線基板を構成する場合において、接着樹脂によるスルーホールの充填性を確保することにより、高周波への対応と高密度化を図ることが可能でかつ工数低減可能なＳＶＨ付き多層配線基板を提供することを目的とする。

即ち本発明は、以下の特徴を有する。
（１）絶縁層を介して設けられた複数層の配線パターンと前記絶縁層及び配線パターンを貫通するスルーホールとを有する一対の配線基板が、接着樹脂を介して配置される多層配線基板において、前記一対の配線基板のそれぞれの接着樹脂側の貼り合せ面には、信号回路を有さず、前記接着樹脂が一対の配線基板のスルーホール内に多層配線基板の表面に到るまで充填されたＳＶＨと、前記接着樹脂がスルーホール内に充填されたＳＶＨ上に形成される接続パッドと、前記ＳＶＨ付き多層配線基板の全体を貫通し貫通穴及び貫通スルーホールめっきを有する貫通スルーホールとを備え、前記接続パッドが前記貫通スルーホールめっきにより形成されるＳＶＨ付き多層配線基板。
（２）上記（１）において、一対の配線基板の絶縁層にはポリオレフィン系樹脂又はシアネート系樹脂を用い、前記一対の配線基板の貼り合せに用いる接着樹脂にはエポキシ系樹脂を用いるＳＶＨ付き多層配線基板。
（３）上記（１）または（２）において、一対の配線基板の絶縁層に用いるポリオレフィン系樹脂又はシアネート系樹脂が比誘電率３．８以下または誘電正接０．００５以下であり、エポキシ系樹脂のフロー性が２６％以上であるＳＶＨ付き多層配線基板。
（４）上記（１）から（３）の何れかにおいて、接着樹脂は一対の配線基板同士の間隙を確保するための補強材を含むＳＶＨ付き多層配線基板。
（５）上記（１）から（４）の何れかにおいて、一対の配線基板のスルーホールの位置が、平面視で重複しないように配置されたＳＶＨ付き多層配線基板。

本発明によれば、それぞれにスルーホールを有する一対の配線基板同士を、接着樹脂を用いて貼り合わせてＳＶＨ付き多層配線基板を構成する場合において、接着樹脂によるスルーホールの充填性を確保することにより、高周波への対応と高密度化を図ることが可能でかつ工数低減可能なＳＶＨ付き多層配線基板を提供することができる。

本発明のＳＶＨ付き多層配線基板の製造方法の一部を表すフロー図である。本発明のＳＶＨ付き多層配線基板の製造方法の一部を表すフロー図である。本発明のＳＶＨ付き多層配線基板の製造方法の一部を表すフロー図である。本発明のＳＶＨ付き多層配線基板を表す断面図である。

本発明のＳＶＨ付き多層配線基板の一例を図４を用いて説明する。本発明のＳＶＨ付き多層配線基板１３は、図４に示すように、絶縁層１を介して設けられた複数層の配線パターン３と、前記絶縁層１及び配線パターン３を貫通するスルーホール７と、を有する一対の配線基板Ａ９及び配線基板Ｂ１０が、接着樹脂１２を介して配置され、前記一対のそれぞれの配線基板Ａ９及びＢ１０の接着樹脂１２側の貼り合せ面には信号回路を有しないものである。

本発明における一対の配線基板Ａ、Ｂは、絶縁層を介して設けられた複数層の配線パターンと、前記絶縁層及び配線パターンを貫通するスルーホールとを有し、後述する接着樹脂を介して貼り合わせられることにより一体化され、一つのＳＶＨ付き多層配線基板を形成するものである。一対の配線基板のそれぞれは、同一の配線基板である必要はなく、それぞれ所望の配線パターン、層数、厚さ等を有するものでもよく、所望の材料、製法等を用いて形成したものでもよい。

本発明における絶縁層は、一対のそれぞれの配線基板Ａ、Ｂにおいて、配線パターン同士を電気的に絶縁するものであり、高周波対応の一般の配線基板に用いるものを使用することができる。なお、高周波対応とは、絶縁層に用いる樹脂の比誘電率が３．８以下または誘電正接が０．００５以下であることをいい、このような絶縁層を形成する材料としては、ポリオレフィン系樹脂又はシアネート系樹脂をガラスクロス等の補強材に含浸させたものが挙げられる。このような絶縁層用の材料としては、ＦＸ−２（日立化成工業株式会社製、商品名）が挙げられる。

本発明における配線パターンは、信号回路、電源回路、グランド等の何れの導体も含むものであり、絶縁層を介して複数層設けられる。一般の多層配線基板の製造方法と同様に形成することができ、例えば、絶縁層上に設けられた銅箔や銅めっき上に感光性のレジストを形成し、セミアディティブ法やサブトラクト法等を用いて形成できる。

本発明のスルーホールは、配線パターンの層間を電気的に接続するものであり、絶縁層及び配線パターンを貫通して設けられる。つまり、一対の配線基板のそれぞれの厚さ方向全体を貫通して設けられる。一対の配線基板のスルーホールの位置は、平面視で重複しないように配置されるのが望ましい。このように、スルーホールを配置することにより、一対の配線基板のそれぞれが、互いに相手の配線基板のスルーホールを塞ぐ形になるため、後述する接着樹脂のフロー性を向上させることができ、スルーホール内に接着樹脂を充填し易くすることができる。

本発明の接着樹脂は、一対の配線基板同士を接着することで、この接着樹脂を介して一対の配線基板が配置され、一体化したＳＶＨ付き多層配線基板を形成するものである。一般の多層配線基板の多層化のために用いられる接着樹脂を用いることができるが、一対の配線基板を一体化してＳＶＨ付き多層配線基板を形成したときに、接着樹脂が、一対の配線基板のそれぞれに設けられたスルーホール内に、多層配線基板の表面に到るまで充填されるよう、十分なフロー性を備える必要がある。これにより、一対の配線基板同士を貼り合わせる前に、予めぞれぞれの配線基板のスルーホール中に穴埋め樹脂等を充填しておく必要がないため、工数低減を図ることができる。また、接着樹脂がスルーホール内に充填されることによって、この上にめっき等を行って回路形成すれば、配線基板のスルーホール上には、接続パッドを形成することができるので、高密度化を図ることができる。なお、十分なフロー性とは、ＪＩＳ規格Ｃ６５２１に準じて、１００±０．３ｍｍ角の試験片を秤量し、次いで予め１７０℃±３℃に調整したプレス機に試験片を入れ１．３７±０．１４ＭＰａの圧力で２０分間加圧した後、流れ出た樹脂を取り除き、再び試験片を秤量した結果、流れ出た樹脂質量の割合が加圧前の試験片の２６％以上であることをいう。このような接着樹脂として、エポキシ系樹脂が挙げられる。一対の配線基板同士を一体化した際に、貼り合わせ面に位置する一対の配線基板の配線パターン同士が接触しないよう、一対の配線基板同士の間隙を確保するためのガラスクロス等の補強材を含むものが望ましい。このような補強材入りの接着樹脂として、エポキシ系樹脂を用いたプリプレグであるＥ−６７９Ｆ（日立化成工業株式会社製、商品名）が挙げられる。

本発明の一対の配線基板のそれぞれの接着樹脂側の貼り合せ面には、信号回路を有しない。これにより、信号回路が接着樹脂に覆われることがないので、接着樹脂として、仮にフロー性はよいが、高周波に対応していないエポキシ系樹脂を用いたプリプレグを用いても、高周波特性に与える影響を抑制できる。このため、接着樹脂によるスルーホールの充填性を確保しつつ、高周波への対応を図ることが可能になる。

以下、図１〜図４に基づいて、本発明の実施例を説明するが、本発明は本実施例に限定されない。

（実施例１）
図１（１）、（２）に示すように、高周波対応のポリオレフィン系樹脂を用いたプリレグであるＦＸ−２（日立化成工業株式会社製、商品名）を絶縁層１として用い、この両面に銅箔２を積層した銅張り積層板１８を準備した。次に、この銅張積層板１８の銅箔２を回路加工して配線パターン３を形成し、２枚の内層基板１９を作製した。

次に、図１（３）に示すように、必要な配線パターン３の層数に応じて、絶縁樹脂４として、高周波対応のポリオレフィン系樹脂を用いたプリプレグＦＸ−２（日立化成工業株式会社製、商品名）を、２枚の内層基板１９の間に設置し、加熱、加圧を行い、成形して積層基板２０を得た。

次に、図１（４）、（５）に示すように、積層基板２０に貫通穴５を設け、スルーホールめっき６を３０μｍ行い、スルーホール７を形成した。なお、スルーホール７の直径は０．１５ｍｍ、０．２０ｍｍ、０．２５ｍｍｍの３種とし、各２，０００穴を設けた。その後、配線パターン３を、接着樹脂１２側の貼り合せ面のみに形成し、配線基板Ａ９を得た。ここで、この接着樹脂１２側の貼り合せ面に形成した配線パターン３には、信号回路を含まないようにした。また、図示しないが、配線基板Ａ９と同様にして配線基板Ｂ１０を得た。

次に、図２（６）に示すように、配線基板Ａ９及び同様に作製した配線基板Ｂ１０の信号回路を含まない配線パターン３を形成した面が向かい合うように配置した。さらに、各配線基板Ａ９、Ｂ１０の貼り合せ面の間に、接着樹脂１２として、高周波未対応のエポキシ系樹脂を用いたプリプレグであるＥ−６７９Ｆ（日立化成工業株式会社製、商品名）（樹脂分５６％、フロー性２６％、厚み０．１ｍｍ）を２枚配置し、加熱・加圧を行い、貼り合せて、多層配線基板１３を作製した。この段階で、各配線基板Ａ９、Ｂ１０のスルーホール７について、接着樹脂１２の充填性を確認した。なお、確認は目視で行い、多層配線基板１３の表面に到るまで充填されたスルーホール７の穴数の割合（充填率）により評価した。

次に、図２（７）に示すように、多層配線基板１３の全体を貫通する貫通穴１４を開け、図３（８）に示すように、貫通スルーホールめっき１５を行って貫通スルーホール１６を形成した。次に、図３（９）に示すように、配線基板Ａ９、Ｂ１０のスルーホール７の直上に位置する接続パッド２１を含む配線パターン３を、多層配線基板１３の両面に形成した。

次に、図４（１０）に示すように、必要な箇所に、ソルダーレジスト１７を形成した。

（実施例２）
配線基板Ａ９とＢ１０の貼り合せ面の間に、高周波未対応のエポキシ系樹脂を用いたプリプレグであるＥ−６７９Ｆ（日立化成工業株式会社製、商品名）（樹脂分６０％、フロー性３５％、厚み０．１ｍｍ）を２枚設置すること以外は、実施例１と同様である。

（実施例３）
配線基板Ａ９とＢ１０の貼り合わせ面の間に、高周波未対応のエポキシ系樹脂を用いたプリプレグであるＥ−６７９Ｆ（日立化成工業株式会社製、商品名）（樹脂分５６％、フロー性２６％、厚み０．１ｍｍ）を３枚設置すること以外は、実施例１と同様である。

（比較例）
配線基板Ａ９とＢ１０の貼り合せ面の間に、高周波対応のポリオレフィン系樹脂を用いたプリプレグであるＦＸ−２（日立化成工業株式会社製、商品名）（樹脂分６０％、フロー性１３％、厚み０．１ｍｍ）を２枚使用すること以外は、実施例１と同様である。次に、比較例で作製した高周波対応材の接着樹脂１２として用いた多層配線基板１３について、接着樹脂１２が多層配線基板３の表面に到るまで充填されるスルーホール７の穴数の割合（充填率）を確認した。

上記の実施例１〜３及び比較例に対して、多層配線基板１３の表面まで接着樹脂１２が充填されるスルーホール７の穴数の割合（充填率）の観察は、直径０．１５ｍｍ、０．２０ｍｍ、０．２５ｍｍの３種のスルーホール７の各２，０００穴について、目視で観察した。

表１に、実施例１〜３及び比較例の結果をまとめて示す。表１を見ると、実施例１〜実施例３は、直径０．１５ｍｍ、０．２０ｍｍ、０．２５ｍｍの３種のスルーホール７の各２，０００穴について、充填率１００％で接着樹脂１２が多層配線基板１３の表面まで到達している。また、比較例は、実施例１〜３に比べ、直系０．１５ｍｍ、０．２０ｍｍ、０．２５ｍｍの３種のスルーホール径の全てについて、接着樹脂１２が多層配線基板１３の表面まで到達していないスルーホール７が存在し、充填率が低い結果となった。

１：絶縁層
２：銅箔
３：配線パターン
４：絶縁樹脂
５：貫通穴
６：スルーホールめっき
７：スルーホール
８：スルーホールパッド
９：配線基板Ａ
１０：配線基板Ｂ
１２：接着樹脂
１３：多層配線基板
１４：貫通スルーホール
１５：貫通スルーホールめっき
１６：貫通スルーホール
１７：ソルダーレジスト
１８：銅張り積層板
１９：内層基板
２０：積層基板
２１：接続パッド

Claims

絶縁層を介して設けられた複数層の配線パターンと前記絶縁層及び配線パターンを貫通するスルーホールとを有する一対の配線基板が、接着樹脂を介して配置されるＳＶＨ付き多層配線基板において、
前記一対の配線基板のそれぞれの接着樹脂側の貼り合せ面には、信号回路を有さず、
前記接着樹脂が一対の配線基板のスルーホール内に多層配線基板の表面に到るまで充填されたＳＶＨと、前記接着樹脂がスルーホール内に充填されたＳＶＨ上に形成される接続パッドと、前記ＳＶＨ付き多層配線基板の全体を貫通し貫通穴及び貫通スルーホールめっきを有する貫通スルーホールとを備え、
前記接続パッドが前記貫通スルーホールめっきにより形成されるＳＶＨ付き多層配線基板。
請求項１において、一対の配線基板の絶縁層にはポリオレフィン系樹脂又はシアネート系樹脂を用い、前記一対の配線基板の貼り合せに用いる接着樹脂にはエポキシ系樹脂を用いるＳＶＨ付き多層配線基板。
請求項１または２において、一対の配線基板の絶縁層に用いるポリオレフィン系樹脂又はシアネート系樹脂が比誘電率３．８以下または誘電正接０．００５以下であり、エポキシ系樹脂のフロー性が２６％以上であるＳＶＨ付き多層配線基板。
請求項１から３の何れかにおいて、接着樹脂は一対の配線基板同士の間隙を確保するための補強材を含むＳＶＨ付き多層配線基板。
請求項１から４の何れかにおいて、一対の配線基板のスルーホールの位置が、平面視で重複しないように配置されたＳＶＨ付き多層配線基板。