JP5808055B2

JP5808055B2 - 配線基板

Info

Publication number: JP5808055B2
Application number: JP2012037219A
Authority: JP
Inventors: 聖司児玉
Original assignee: 京セラサーキットソリューションズ株式会社
Priority date: 2012-02-23
Filing date: 2012-02-23
Publication date: 2015-11-10
Anticipated expiration: 2032-02-23
Also published as: JP2013172138A

Description

本発明は、半導体素子を搭載する多層配線基板に関するものである。

近年、携帯型の音楽プレーヤーや通信機器に代表される電子機器の高機能化が進む中、それらに使用される配線基板にも高密度配線化が要求されている。このような高密度な配線基板には、周知のビルドアップ法により形成されたものがある。ビルドアップ法とは、表面に導体層が形成された下層の絶縁層の上に上層の絶縁層と導体層とを交互に積層することにより高密度な配線基板を得る方法である。

このような配線基板は、例えば上下両表面にコア用の導体層が形成されたコア基板の上下両面に絶縁層と導体層とが交互に複数層同数ずつ積層されるとともに、最表層の絶縁層と導体層とを被覆するようにソルダーレジスト層が形成されている。ソルダーレジスト層は最表層の導体層の一部を露出させる開口部を有しており、ソルダーレジスト層の開口部から露出する上主面側の導体層の一部は半導体素子と接続するための半導体素子接続パッドを形成している。そして、この半導体素子接続パッドと半導体素子の電極とが、半導体素子接続パッド上にあらかじめリフロー処理により被着された半田バンプを介して接続される。また、ソルダーレジスト層の開口部から露出する下主面側の導体層の一部は外部回路基板と接続するための外部接続パッドを形成している。

上述のコア基板には複数のスルーホールが形成されており、コア基板の表面およびスルーホール内にはめっき金属から成るコア用の導体層が被着されている。また、コア基板の上下両面に積層される各絶縁層には複数のビアホールが形成されており、各絶縁層の表面およびビアホール内にはめっき金属から成る導体層が被着されている。コア基板および絶縁層を挟んで上下に位置する導体層同士は、先述のスルーホールあるいはビアホールを介して電気的に接続されており、これによって、それぞれ対応する半導体素子接続パッドと外部接続パッドとが電気的に接続される。なお、各絶縁層上に被着された導体層は、ビアホール上に位置するビアランドと、開口縁がビアランドを一定間隔を隔てて囲繞する開口部を備えた導体パターンとを有している。ここで、ビアランドと開口縁との間隔は、配線基板内の全ての導体パターンにおいて同一の大きさに形成されている。

ところで、上述のビルドアップ法により形成された配線基板は、積層された絶縁層毎に絶縁層上に被着された導体層の占有面積比率が異なる場合がある。このため、例えば半導体素子接続パッドの上に半田バンプを被着するためのリフロー処理時の熱変動において、各絶縁層上の導体層の伸縮による熱応力に差が生じる場合がある。特に、コア基板を挟んで対称となる位置に積層された絶縁層の表面における導体層の占有面積比率の差が大きく異なると、これら導体層間における熱応力の差が大きくなるため配線基板に大きな反りが生じる恐れがある。このように配線基板に大きな反りが生じていると半導体素子接続パッド上に形成される半田バンプの高さが不均一となる。したがって、半導体素子の電極を半田バンプの上に安定的に載置して溶着することができず、半導体素子接続パッドと半導体素子の電極との接続が不十分となってしまう恐れがある。このため、従来の配線基板においては、各絶縁層上に被着された導体層における導体パターンに複数の調整用孔を設けることでコア基板を挟んで対称となる位置に積層された絶縁層の表面における導体層の占有面積比率の差が小さくなるように調整を行なっていた。

しかしながら、配線の高密度化によりビアホールが非常に高密度に配設されてくると、導体パターンの中に上述の調整用孔を形成するための十分なスペースが確保できない場合が発生する。このような場合、コア基板を挟んで対称となる位置に積層された絶縁層の表面における導体層の占有面積比率の差を十分に小さくすることができずに配線基板の反りが大きくなってしまう場合があった。

平２−２０３５８８号公報

本発明は、配線基板において、絶縁層上の導体層に形成された導体パターンの中に面積占有率を調整するための調整用孔を設けることが困難な場合であっても、コア基板を挟んで対称となる位置に積層された絶縁層の表面における導体層の占有面積比率の差が小さくなるように調整することが可能であり、それにより、配線基板に生じる反りを抑制することができる配線基板を提供することを課題とする。

本発明における配線基板は、コア基板の上下両面に、複数のビアホールを有する絶縁層と、絶縁層の表面およびビアホール内に被着されためっき金属から成る導体層とを、交互に複数層同数ずつ積層して成り、導体層のそれぞれが、ビアホール上に位置するビアランドと、開口縁がビアランドを一定の間隔を隔てて囲繞する開口部を備えた導体パターンとを有する配線基板であって、コア基板を挟んで対称となる位置に積層された絶縁層の表面における導体層の占有面積比率の差が１０％以下となるように、少なくとも一部の導体パターンにおける間隔が他の導体パターンにおける間隔と異なっていることを特徴とするものである。

本発明の配線基板によれば、コア基板を挟んで対称となる位置に積層された絶縁層の表面における導体層の占有面積比率の差が１０％以下となるように、少なくとも一部の導体パターンにおけるビアランドと開口部の開口縁との間隔が他の導体パターンにおける間隔と異なって形成されている。このように、ビアランドと開口部の開口縁との間隔の差を利用することで、絶縁層の表面における導体層の占有面積比率を調整することができる。これにより、絶縁層上の導体層に形成された導体パターンの中に面積占有率を調整するための調整用孔を設けることが困難な場合であっても、コア基板を挟んで対称となる位置に積層された絶縁層の表面における導体層の占有面積比率の差を１０％以下の小さいものにすることが可能となり、配線基板に生じる反りを抑制することができる配線基板を提供することができる。

図１は、本発明の配線基板の実施の形態の一例を示す概略断面図である。図２は、図１の示す配線基板の内部を示す要部拡大平面図である。（ａ）、（ｂ）は、本発明の配線基板の特定層の実施形態の一例を示す要部拡大平面図である。図４は、本発明の配線基板の実施形態の別の例を示す要部拡大平面図である。

次に、本発明の配線基板の実施形態の一例を図１〜図３を基にして詳細に説明する。

図１に本例の配線基板２０の概略断面図を示す。配線基板２０は、コア基板１と、コア基板１の上下両面に形成されたコア用の導体層２との表面に、絶縁層３ａ〜３ｄが２層ずつ積層されているとともに、各絶縁層３ａ〜３ｄの表面には導体層４ａ〜４ｄが形成されている。導体層４ａ〜４ｄのうち、最上層および最下層の導体層４ａ、４ｄは、その一部が半導体素子接続パッド５、外部接続パッド６を形成している。更に、最上層および最下層の絶縁層３ａ、３ｄの表面には、半導体素子接続パッド５および外部接続パッド６を露出させる開口部７ａ、７ｂを有するソルダーレジスト層７が形成されている。

コア基板１は、例えばガラスクロスにエポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂等の熱硬化性樹脂を含浸させた電気絶縁材料から成り、直径が１００〜３００μｍ程度のスルーホール８が複数形成されている。スルーホール８の側壁にはめっき法などによりスルーホール導体８Ａが形成されており、コア基板１の上下両面のコア用の導体層２がスルーホール導体８Ａを介して電気的に接続されている。コア基板１の厚みは５０〜８００μｍ程度である。

絶縁層３ａ〜３ｄは、例えばエポキシ樹脂やポリイミド樹脂などの熱硬化性樹脂を含有する電気絶縁材料からなり、その上面から下面にかけて貫通するビアホール９が複数形成されている。ビアホール９は、各絶縁層３ａ〜３ｄに例えばレーザ加工を施すことにより複数形成されており、直径は３０〜１００μｍ程度である。

各絶縁層３ａ〜３ｄ上に被着された導体層４ａ〜４ｄは、例えば銅めっきからなり、厚みが１０〜２０μｍ程度である。また各ビアホール９には、導体層４ａ〜４ｄを構成する導体の一部がビア導体９Ａとして充填されており、それにより絶縁層３ａ〜３ｄの上下の導体層４ａ〜４ｄ間の導通をとっている。そして、これらのビア導体９Ａおよび導体層４ａ〜４ｄを介して最上層の絶縁層３ａ表面の半導体素子接続パッド５と、最下層の絶縁層３ｄ表面の外部接続パッド６とが電気的に接続されている。

ソルダーレジスト層７はエポキシ樹脂やポリイミド樹脂などの熱硬化性樹脂を含有する電気絶縁材料からなり、配線基板２０を半導体素子、あるいは回路基板に接続するときのリフロー処理時の熱から、絶縁層３ａ〜３ｄと導体層４ａ〜４ｄとを保護するために被覆される。最上層の絶縁層３ａ表面に設けられたソルダーレジスト層７には、導体層４ａの一部を半導体素子の電極と接続される半導体素子パッド５として露出させる開口部７ａが形成されており、最下層の絶縁層３ｄ表面に設けられたソルダーレジスト層７には、導体層４ｄの一部を外部回路基板の電極と接続される外部接続パッド６として露出させる開口部７ｂが形成されている。

ところで、図２に示すように、各導体層４ａ〜４ｄは、ビアホール９上に位置するビアランド１０と、開口縁がビアランド１０を一定の間隔Ｄを隔てて囲繞する開口部１１ａを備えた導体パターン１１とを有している。また、絶縁層４ａ〜４ｄの少なくとも一部は、ビアランド１０から延びる配線パターン１２を有している。ビアランド１０は、ビア導体９Ａと電気的に接続するための接続部を提供するためのものであり、その一部にはそれよりも外側の層のビア導体９Ａが接続されたり、あるいは同一層の配線パターン１２が接続されたりしている。ビアランド１０は、直径が９５〜１２０μｍ程度である。導体パターン１１は、各導体層４ａ〜４ｄにおける複数個のビア導体９Ａを包含する領域に対応して形成されており、接地用や電源用の導体として機能する。導体パターン１１における開口部１１ａの開口縁とビアランド１０との間隔Ｄは５０から１００μｍ程度である。また配線パターン１２は、幅が１０〜５０μｍ程度の帯状であり、信号用の導体として機能する。

そして本発明の配線基板２０においては、図３（ａ），（ｂ）に示すように、少なくとも一部の導体パターン１１における開口部１１ａの開口縁とビアランド１０との間隔Ｄ１は、コア基板１を挟んで対称となる位置に積層された絶縁層３ａ〜３ｄの表面における導体層４ａ〜４ｄの占有面積比率の差が１０％以下となるように、他の導体パターン１１における間隔Ｄ２と異なるように形成されている。このように、ビアランド１０と開口部１１ａの開口縁との間隔Ｄの差を利用することで、絶縁層３ａ〜３ｄの表面における導体層４ａ〜４ｄの占有面積比率を調整することができる。これにより、絶縁層３ａ〜３ｄ上の導体層４ａ〜４ｄに形成された導体パターン１１の中に面積占有率を調整するための調整用孔を設けることが困難な場合であっても、コア基板１を挟んで対称となる位置に積層された絶縁層３ａ〜３ｄの表面における導体層４ａ〜４ｄの占有面積比率の差を１０％以下の小さいものにすることが可能となり、配線基板２０に生じる反りを抑制することができる配線基板２０を提供することができる。

なお、本発明は、上述した実施形態例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば、種々の変更は可能である。例えば図４に示すように、導体層４ａ〜４ｄにおける同一の層に形成された導体パターン１１の一部において、開口部１１ａの開口縁とビアランド１０との間隔Ｄ１を、コア基板１を挟んで対称となる位置に積層された絶縁層３ａ〜３ｄの表面における導体層４ａ〜４ｄの占有面積比率の差が１０％以下となるように、他の導体パターン１１における間隔Ｄ２と異なるように形成してもよい。

１、コア基板
３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ絶縁層
４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ導体層
１０ビアランド
１１導体パターン
１１ａ開口部
２０配線基板
Ｄ、Ｄ１、Ｄ２間隔

Claims

コア基板の上下両面に、複数のビアホールを有する絶縁層と、該絶縁層の表面および前記ビアホール内に被着されためっき金属から成る導体層とを、交互に複数層同数ずつ積層して成り、前記導体層のそれぞれが、前記ビアホール上に位置するビアランドと、開口縁が前記ビアランドを一定の間隔を隔てて囲繞する開口部を備えた導体パターンとを有する配線基板であって、前記コア基板を挟んで対称となる位置に積層された前記絶縁層の表面における前記導体層の占有面積比率の差が１０％以下となるように、少なくとも一部の前記導体パターンにおける前記間隔が他の導体パターンにおける前記間隔と異なっていることを特徴とする配線基板。