JP6082233B2 - 配線板及びその製造方法 - Google Patents
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Description
さらに、電子部品の周囲に流れ出た接着材と、層間絶縁層との熱膨張係数(CTE)差によって、熱履歴によるクラックが生じる場合がある。
第1絶縁層と、
前記第1絶縁層上に形成されている第1導体パターンと、
前記第1絶縁層上及び前記第1導体パターン上に設けられた第2絶縁層と、
前記第1絶縁層上に配置され、第3絶縁層と前記第3絶縁層上の第2導体パターンとを有する配線構造体と、
前記第2絶縁層上に形成されている第3導体パターンと、
前記第2絶縁層の内部に形成され、前記第1導体パターンと前記第3導体パターンとを接続するビア導体と、を備え、
前記配線構造体は、接着層を介して前記第1絶縁層に固定されており、
前記配線構造体において、前記接着層の存在する領域には、第1の導電体層が形成されるとともに、当該接着層及び前記第1の導電体層を囲むように、第2の導電体層が形成され、
前記第1の導電体層及び前記第2の導電体層と、前記第1絶縁層との間には、前記接着層の一部が介在している、
ことを特徴とする。
第1絶縁層と、
前記第1絶縁層上に形成されている第1導体パターンと、
前記第1絶縁層上及び前記第1導体パターン上に設けられた第2絶縁層と、
前記第1絶縁層上に配置され、第3絶縁層と前記第3絶縁層上の第2導体パターンとを有する配線構造体と、
前記第2絶縁層上に形成されている第3導体パターンと、
前記第2絶縁層の内部に形成され、前記第1導体パターンと前記第3導体パターンとを接続するビア導体と、を備え、
前記配線構造体は、接着層を介して前記第1絶縁層に固定されており、
前記配線構造体において、前記接着層の存在する領域には、第1の導電体層が形成されるとともに、当該接着層及び前記第1の導電体層を囲むように、第2の導電体層が形成され、
前記第2の導電体層の厚さは、前記第1の導電体層の厚さよりも大きい、
ことを特徴とする。
前記接着層の熱膨張係数は、前記第1絶縁層の熱膨張係数よりも高い、ことが好ましい。
前記第3導体パターンの上表面と前記第2ビア導体の上表面とは、同一の平面上に位置する、ことが好ましい。
第1絶縁層上に第1導体パターンを形成することと、
前記第1絶縁層上及び前記第1導体パターン上に第2絶縁層を形成することと、
前記第2絶縁層の内部にビア導体を形成することと、
前記第2絶縁層上に第3導体パターンを形成することと、
第3絶縁層と、前記第3絶縁層上の第2導体パターンと、前記第1絶縁層上の所定位置に位置止めする位置止めパターンとしての第1の導電体層及び第2の導電体層と、を含む配線構造体を形成することと、
前記第1絶縁層上に、前記配線構造体を接着層を介して載置することと、を備え、
前記位置止めパターンとしての前記第2の導電体層は、前記接着層及び前記第1の導電体層を囲むように設け、
前記第1の導電体層及び前記第2の導電体層と、前記第1絶縁層との間に、前記接着層の一部を介在させる、
ことを特徴とする。
本実施形態に係る配線板100は、例えば図1A、図1Bに示されるような多層プリント配線板である。本実施形態の配線板100は、コア基板を有するビルドアップ多層積層配線板である。ただし、本発明に係る配線板は、コア基板を有するビルドアップ多層積層配線板には限定されず、例えば両面リジッド配線板、フレキシブル配線板又はフレックスリジッド配線板であってもよい。また、配線板100において、本発明の技術思想の範囲において、導体層及び絶縁層の寸法、層数等は、任意に変更することができる。
即ち、図1A、図1B、図2Aを参照して、本実施形態では、第2の導電体層31は、平坦とされ、かつ、互いに同じ厚さに形成されている。第1の導電体層131は、矩形枠状の全体部位で同じ厚さとされている。また、第2の導電体層31は、第1の導電体層131よりも厚く形成されている。第1及び第2の導電体層131、31によって、接着層120cの高さが均一となるとともに、接着層120cが、例えばガラス転移点以上に加熱され、流動しているときに、その樹脂流れが抑制される。これにより、配線構造体10が例えば10〜20μm程度に薄く形成された場合に、この配線構造体10を層間絶縁層26a上に固定するための接着材が流動し、配線構造体10が所定の配設位置から位置ずれすることが防止される。
詳しくは、導体パターン111は、MPU50とDRAM51との間の信号の伝送に使用され、MPU50及びDRAM51への電源の供給には使用されない。MPU50、DRAM51の電源端子Vddは、主配線板200内のスタックビア80(図3参照)に電気的に接続され、外部の直流電源から電源が供給される。MPU50、DRAM51のグランド端子Gndは、主配線板200内の別のスタックビアを介してグランドに接続される。
配線構造体10は、例えば図4に示すようなプロセスで製造される。
図4のステップS11では、図5Aに示されるように、支持板(支持材)1001を準備する。支持板1001は、例えば表面の平坦なガラスからなる。そして、支持板1001上に、接着層1002を形成する。
まず、図6のステップS21では、図7Aに示されるように、補強材に樹脂が含浸されてなるコア基板20を準備する。コア基板20の第1面F1上及び第2面F2上には銅箔20aがラミネートにより形成されている。コア基板20の厚さは、例えば0.4〜0.7mmである。補強材としては、例えばガラスクロス、アラミド繊維、ガラス繊維などが使用できる。樹脂としては、例えばエポキシ樹脂、BT(ビスマレイミドトリアジン)樹脂などが使用できる。さらに、樹脂中には、水酸化物からなる粒子が含有されている。水酸化物としては、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化バリウム等の金属水酸化物が挙げられる。水酸化物は熱で分解されることで水が生成する。このため、水酸化物は、コア基板を構成する材料から熱を奪うことが可能であると考えられる。すなわち、コア基板が水酸化物を含むことで、レーザでの加工性が向上すると推測される。
次に、銅箔20aの表面に、NaOH(10g/l)、NaClO2 (40g/l)、Na3 PO4 (6g/l)を含む水溶液を施し、黒化浴(酸化浴)による黒化処理を施す。
上記実施形態では、配線構造体10は上から2層目の層間絶縁層33aに形成され、配線構造体10に上方で接続されるビア導体38cと導体層37cとは、上から1層目の層間絶縁層39aに形成されていた(図1B参照)。これに対し、本変形例1では、図8に示されるように、配線構造体10と、配線構造体10に上方で接続されるビア導体73bと導体層37bとは、同じ層間絶縁層(図8では、層間絶縁層39a)内に形成されている。これ以外の構成及び各構成要素の寸法は、上記実施形態と同様である。また、配線板100の製造プロセスについても、配線構造体10と、配線構造体10に上方で接続されるビア導体73bと導体層37bとを、同じ層間絶縁層内に形成する点以外は上記実施形態と同様である。
本変形例2では、図9、図10に示すように、配線板100において、主配線板202と、上述した第1実施形態における配線構造体10と、層間絶縁層39a上に形成された電気配線55とを使用する。配線構造体10上では、半田ボールを設けることなく、電気配線55上に設けた半田ボール43aで外部の半導体チップ(図示せず)と電気的に接続する。これ以外の構成及び機能は、第1実施形態(図2Aの形態)と同様であるので、対応する箇所には対応する符号を付して詳細な説明を省略する。
上記第1実施形態では、図1A、図1B、図2A、図2Bに示されるように、配線構造体10は、層間絶縁層26a上に配置され、層間絶縁層33aを構成する絶縁材で配線構造体10の周辺が埋め込まれた構造を有していた。これに対して、本第2実施形態では、図11A、図11B、図12、図13に示されるように、配線構造体10は、層間絶縁層33aを所定領域で貫通して形成された開口部45内に収容配置されている。
このような形態においても、配線構造体10は、接着層120cを介して、矩形枠状の第2の導電体層31によって、層間絶縁層26a上の所定位置(開口部45内の所定位置)に位置止めされ、固定される。
配線構造体10は、例えば第1実施形態と同様に、図4に示すようなプロセスによって製造される。
配線板100は、第1実施形態の図6のプロセスフローにおいて、ステップS24まで(本実施形態では、図14のステップS34まで)は、第1実施形態と同様に配線板を製造する。即ち、図7A〜図7Hまでは、第1実施形態と同様にして製造されるので、説明を省略する。
上記実施形態では、開口部45の底面には、平板状の導体プレーン34が形成され、配線構造体10の接着層120cは、導体プレーン34を含む開口部45(座繰り部45a)の底面に接着され、これにより、配線構造体10は、開口部45内部に搭載されていた。しかしこれに限られず、図16を参照して、本変形例3のように、導体プレーン34が形成されていなくともよい。これ以外の構成及び各構成要素の寸法は、開口部45が上から2層目の層間絶縁層33aに形成されていることを含め、上記実施形態と同様である。また、配線板100の製造プロセスについても、導体プレーン34を形成しない点以外は上記実施形態と同様である。このように開口部45が上から2層目の層間絶縁層33aに形成されていることにより、上記実施形態と同様に、最上層の層間絶縁層39aによって、配線板100の上表面に生じうる小さな陥没の影響が低減され、半田ボール43aの高さが均一化されるようになる。
上記実施形態では、開口部45の底面には、導体プレーン34が形成され、配線構造体10の接着層120cは、導体プレーン34を含む開口部45の底面に接着され、これにより、配線構造体10は、開口部45内部に搭載されていた。しかしこれに限られず、図17を参照して、本変形例4のように、導体プレーン34は、配線板100の製造工程で、開口部45の内部においてエッチングなどによってその一部が除去されていてもよい。これ以外の構成及び各構成要素の寸法は、開口部45が上から2層目の層間絶縁層33aに形成されていることを含め、上記実施形態と同様である。また、配線板100の製造プロセスについても、導体プレーン34が、開口部45の内部でエッチングなどによって一部除去される点以外は上記実施形態と同様である。このように開口部45が上から2層目の層間絶縁層33aに形成されていることにより、上記実施形態と同様に、最上層の層間絶縁層39aによって、配線板100の上表面に生じうる小さな陥没の影響が低減され、半田ボール43aの高さが均一化されるようになる。
上記実施形態では、開口部45の底面には、導体プレーン34が形成され、配線構造体10の接着層120cは、導体プレーン34を含む開口部45の底面に接着され、これにより、配線構造体10は、開口部45内部に搭載されていた。そして、導体プレーン34は、隣接する導体層31aとは電気的に分離されていた。しかしこれに限られず、図18を参照して、本変形例5のように、導体プレーン34は、隣接するビア導体(導体層)32aと電気的に接続されていてもよい。これ以外の構成及び各構成要素の寸法は、開口部45の底面に導体プレーン34が形成され、配線構造体10の接着層120cが導体プレーン34を含む開口部45の底面に接着されることにより、配線構造体10が開口部45内部に搭載されている点を含め、上記実施形態と同様である。また、配線板100の製造プロセスについても、導体プレーン34を隣接するビア導体(導体層)32aと一体形成する点以外は上記実施形態と同様である。
上記変形例5において、図19A、図19Bに示されるように、導体プレーン34に、下層の樹脂層から発生するガスの抜け道となる貫通孔34aを形成することもできる。本変形例6では、図19Bを参照して、貫通孔34aは、導体プレーン34に4つ形成されており、それぞれ、配線構造体10の搭載領域以外の、導体プレーン34の4つの隅部近傍に配置されている。また、この場合、配線構造体10の平面視でみた場合の表面積は、主配線板200の平面視でみた場合を1とすると、0.01〜0.5とすることがよい。このような面積比率とすることにより、半導体素子(ダイ)間に配線(導体パターン111)を形成するための領域を確保しながら、製造工程で発生するガスの影響を少なくでき、得られる配線板100の表面を平坦にすることができる。
本変形例7では、図20に示すように、配線板100において、主配線板200と、上述した第1実施形態における配線構造体10と、層間絶縁層39a上に形成された電気配線55とを使用する。配線構造体10上では、半田ボールを設けることなく、電気配線55上に設けた半田ボール43aで外部の半導体チップ(図示せず)と電気的に接続する。さらに、配線構造体10は、層間絶縁層39aに形成された開口部45内に収容配置されている。これ以外の構成及び機能は、第2実施形態及び変形例2(図9)と同様であり、対応する箇所には対応する符号を付して詳細な説明を省略する。
本変形例8では、図21に示すように、配線板100において、上記第1、2実施形態又はその変形例で使用した配線構造体10を、主配線板200の最上層の絶縁層46から2番目の絶縁層46aに形成された開口部45内に埋め込むとともに、当該絶縁層46a上に配設されたICチップ61に対する専用の配線構造体10として使用する。
20 コア基板
20a 銅箔
21、34a 貫通孔
22、27a、27b 無電解めっき膜
23 ビア導体
23a、28a、28b 電解めっき膜
24a、24b、29a、29b、31a、31b、35a、35b、35c、37b、37c、37d 導体層
25a、25b、25e、26a、26b、33a、33b、39a、39b 層間絶縁層
26c、26d バイアホール用開口部
30a、30b、32a、32b、36a、36b、38c、38d、73b ビア導体
31 第2の導電体層
34 導体プレーン
38a、38b、45 開口部
40a、40b ソルダーレジスト層
41a、41b ニッケルめっき層
42a、42b 金めっき層
43a、43b 半田ボール
45a 座繰り部
46、46a 絶縁層
47 層間絶縁層
50 MPU(マイクロプロセッサ)
50a、51a パッド
51 DRAM(ダイナミックラム)
55 電気配線
55a、55b 端子
60 マザーボード基板
61 ICチップ
70 アンダーフィル樹脂
80 スタックビア
100 配線板
101 積層部
110、120 絶縁層
111 導体層(導体パターン)
111a、111b 導体膜
120a ビア導体
120b、120c 接着層
131 第1の導電体層
132a 導体層
200 主配線板
301a、305a、307c 金属層
1001、1003 支持板
1002 接着層
1301a 金属層
2000 パッケージ基板
B1、B2 ビルドアップ部
D1、D2、D3、Da、Db、Dc、Dd 直径
F1 第1面
F2 第2面
Gnd グランド端子
Vdd 電源端子
Claims (13)
- 第1絶縁層と、
前記第1絶縁層上に形成されている第1導体パターンと、
前記第1絶縁層上及び前記第1導体パターン上に設けられた第2絶縁層と、
前記第1絶縁層上に配置され、第3絶縁層と前記第3絶縁層上の第2導体パターンとを有する配線構造体と、
前記第2絶縁層上に形成されている第3導体パターンと、
前記第2絶縁層の内部に形成され、前記第1導体パターンと前記第3導体パターンとを接続するビア導体と、を備え、
前記配線構造体は、接着層を介して前記第1絶縁層に固定されており、
前記配線構造体において、前記接着層の存在する領域には、第1の導電体層が形成されるとともに、当該接着層及び前記第1の導電体層を囲むように、第2の導電体層が形成され、
前記第1の導電体層及び前記第2の導電体層と、前記第1絶縁層との間には、前記接着層の一部が介在している、
ことを特徴とする配線板。 - 前記第2の導電体層の厚さは、前記第1の導電体層の厚さよりも大きい、ことを特徴とする請求項1に記載の配線板。
- 第1絶縁層と、
前記第1絶縁層上に形成されている第1導体パターンと、
前記第1絶縁層上及び前記第1導体パターン上に設けられた第2絶縁層と、
前記第1絶縁層上に配置され、第3絶縁層と前記第3絶縁層上の第2導体パターンとを有する配線構造体と、
前記第2絶縁層上に形成されている第3導体パターンと、
前記第2絶縁層の内部に形成され、前記第1導体パターンと前記第3導体パターンとを接続するビア導体と、を備え、
前記配線構造体は、接着層を介して前記第1絶縁層に固定されており、
前記配線構造体において、前記接着層の存在する領域には、第1の導電体層が形成されるとともに、当該接着層及び前記第1の導電体層を囲むように、第2の導電体層が形成され、
前記第2の導電体層の厚さは、前記第1の導電体層の厚さよりも大きい、
ことを特徴とする配線板。 - 前記接着層の熱膨張係数は、前記第1絶縁層の熱膨張係数よりも高い、ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の配線板。
- 前記第2導体パターンの幅は、前記第1導体パターンの幅よりも小さい、ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の配線板。
- 隣接する前記第2導体パターン同士の間隔は、隣接する第1導体パターン同士の間隔よりも小さい、ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の配線板。
- 前記配線構造体上に形成された第2ビア導体を備え、
前記第3導体パターンの上表面と、前記第2ビア導体の上表面とは、同一の平面上に位置する、ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の配線板。 - 前記第3絶縁層上に形成され、前記第2導体パターンを覆う第4絶縁層と、前記第2導体パターンに接続された第3ビア導体と、を有する基板をさらに備える、ことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の配線板。
- 前記第3導体パターンを覆うように第5絶縁層が設けられ、前記第5絶縁層上には第1半導体素子と第2半導体素子とを実装する実装パッドが設けられている、ことを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の配線板。
- 前記実装パッドは、前記第2導体パターンに接続されている第1パッドと、前記第3導体パターンに接続されている第2パッドと、を備え、前記第1パッド同士のピッチは前記第2パッド同士のピッチよりも小さい、ことを特徴とする請求項9に記載の配線板。
- 前記第2導体パターンは、前記第1半導体素子と前記第2半導体素子とを接続する信号線である、ことを特徴とする請求項9又は10に記載の配線板。
- 前記第2導体パターンのL/S(ラインスペース)が1μm/1μm〜5μm/5μmである、ことを特徴とする請求項1乃至11のいずれか1項に記載の配線板。
- 第1絶縁層上に第1導体パターンを形成することと、
前記第1絶縁層上及び前記第1導体パターン上に第2絶縁層を形成することと、
前記第2絶縁層の内部にビア導体を形成することと、
前記第2絶縁層上に第3導体パターンを形成することと、
第3絶縁層と、前記第3絶縁層上の第2導体パターンと、前記第1絶縁層上の所定位置に位置止めする位置止めパターンとしての第1の導電体層及び第2の導電体層と、を含む配線構造体を形成することと、
前記第1絶縁層上に、前記配線構造体を接着層を介して載置することと、を備え、
前記位置止めパターンとしての前記第2の導電体層は、前記接着層及び前記第1の導電体層を囲むように設け、
前記第1の導電体層及び前記第2の導電体層と、前記第1絶縁層との間に、前記接着層の一部を介在させる、
ことを特徴とする配線板の製造方法。
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