JP6226167B2 - 多層配線板 - Google Patents

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Description

本発明は、多層配線板に関するものであり、特には、表面実装型部品を実装する多層配線板に関する。
近年、電子機器の高機能化に伴い、多層配線板にも配線密度の向上とともに、配線収容量の増加が強く要求されてきている。この要求を満足するために、多層配線板においては、配線幅の細線化や、配線層数の増加による高多層化で、配線収容量を増加させてきている。
また、配線収容量の増加の要求に応える多層配線板として、配線パターンを絶縁被覆ワイヤで形成したマルチワイヤ配線板がある（特許文献１）。このマルチワイヤ配線板によれば、絶縁被覆ワイヤで形成した配線パターンを用いるので、同一配線層内での交差配線が可能になり、配線層数を増加させずに配線収容量を増加させることができる。
一方、多層配線板に実装される表面実装型部品においては、狭ピッチ化が進行してきている。この狭ピッチ化に対応するため、多層配線板の表面実装パッドの直下に層間導通穴を形成し、これを介して、内層回路に接続する多層配線板（特許文献２）や、表面実装パッドから引き出し配線するファンアウト配線を内層に設けて、層間導通穴へ接続させる多層配線板（特許文献３）が用いられている。
また、表面実装型部品を実装する一方の基板面から内層まで形成された相対的に穴径の大きい大穴径部と、内層から他方の基板面まで形成された相対的に穴径の小さい小穴径部とからなる層間導通穴を備えた多層配線板が考案されている（特許文献４）。
特開２０１０−０４５２８４号公報 特開平５−１１０２６０号公報 特開平１１−２８９０２５号公報 特開２０１１−１９８８２７号公報
上述したとおり、近年では、増加する配線収容量に対応することに加えて、表面実装型部品の狭ピッチ化にも対応する必要が生じている。
しかしながら、特許文献１のマルチワイヤ配線板では、配線収容量については対応可能なものの、例えば、接続端子が０．５ｍｍピッチ以下の狭ピッチな表面実装型部品に対応が難しいという問題がある。つまり、マルチワイヤ配線板では、配線パターンを絶縁被覆ワイヤで形成するため、銅箔やめっきをエッチングすること等により配線を形成する一般の多層配線板に比べ、配線幅や層間導通穴の微細化が難しい。このため、接続端子が０．５ｍｍピッチ以下の狭ピッチな表面実装型部品に対応するには、多層配線板の表面実装パッドの直下に形成する層間導通穴も０．５ｍｍピッチ以下となるため、層間導通穴の形成が困難になる。
また、特許文献２、３の多層配線板では、表面実装型部品の狭ピッチ化への対応やファンアウト配線の形成には有利となるものの、配線層当りの配線収容量が不足する問題がある。つまり、表面実装型部品の狭ピッチ化に伴い、表面実装パッド直下の層間導通穴間に配置される配線の配線幅を細くする必要がある一方で、表面実装型部品が実装された多層配線板をマザーボード等の他の基板に接続するためには、ファンアウトされた配線について、ピッチ変換やインピーダンス整合等を行う必要があり、そのためには、配線幅を確保する必要がある。この結果、配線層当りの配線収容量が低下し、配線層をさらに多層化する必要が生じるため、高アスペクト比（高板厚で小径穴）のドリル穴明とめっき形成が必要となり、層間導通穴の形成が困難となる問題がある。特に、狭ピッチの連続した穴が多数配置されるＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｌｌａｙ）部品等の実装を行う場合は、層間導通穴が狭ピッチでかつファンアウトされる配線量が多いため、ピッチ変換やインピーダンス整合等のための配線層数が増加し、層間導通穴が高アスペクト比化する問題がある。
特許文献４の多層配線板では、多層配線板の表面実装型部品を実装する側が、反対側よりも、相対的に穴径の大きい穴径大部となっている。このため、例えば、表面実装型部品の接続端子のピッチが０．５ｍｍ以下の狭ピッチな表面実装型部品の場合は（以下、単に「狭ピッチ」ということがある。）、多層配線板の表面実装型部品を実装する側の穴径大部でさえも、直径０．２ｍｍ以下の小径のドリルでの加工となり、これと反対側の穴径はさらに小径のドリルでの加工となるため、高アスペクト比（高板厚で小径穴）のドリル穴明とめっき形成が必要となり、層間導通穴の形成が困難となる問題がある。
このように、配線収容量の増加に対応するため、配線層の多層化が必要であることに加え、表面実装型部品の狭ピッチ化に対応するために、表面実装パッドの直下に配置される層間導通穴ピッチの狭小化が必要となる。層間導通穴ピッチを狭小化すると、配線幅の制限から、配線層当りの配線収容量が減少して、さらに高多層化が必要になり、板厚も厚くなるために、層間導通穴の形成においては、穴明加工及びめっき付きまわり性に問題が生じていた。
本発明は、上記を鑑みてなされたものであり、狭ピッチな表面実装型部品の実装を可能とし、且つ配線収容量を増加させた多層配線板を提供することを目的とする。
本発明は、以下に関する。
１． 表面実装型部品を実装する実装面側に、２層以上の金属箔配線を有する第１の金属箔配線層を配置し、前記実装面の反対側に、絶縁被覆ワイヤを有するワイヤ配線層を配置した多層配線板であって、前記第１の金属箔配線層の表面の金属箔配線を、前記第１の金属箔配線層の内層の金属箔配線又はワイヤ配線層の絶縁被覆ワイヤと電気的に接続する層間導通穴を備え、前記層間導通穴の穴径が、同一の層間導通穴において多層配線板の板厚方向で異なり、前記層間導通穴が、多層配線板の前記実装面側に配置された第１の金属箔配線層に小径穴部を、前記実装面の反対側に配置されたワイヤ配線層に大径穴部を備える多層配線板。
２． 項１において、第１の金属箔配線層の表面の金属箔配線を、前記第１の金属箔配線層の内層の金属箔配線又はワイヤ配線層の絶縁被覆ワイヤと電気的に接続する層間導通穴が、貫通導通穴と非貫通導通穴の両者である多層配線板。
３． 項１又は２において、貫通導通穴の小径穴部と非貫通導通穴とが、交互に配置される多層配線板。
４． 項１から３の何れかにおいて、非貫通導通穴と貫通導通穴との間隙に配置される金属箔配線又は絶縁被覆ワイヤの本数と、前記貫通導通穴と前記貫通導通穴との間隙に配置される金属箔配線又は絶縁被覆ワイヤの本数とが、異なる多層配線板。
５． 項１から４の何れかにおいて、非貫通導通穴と貫通導通穴との間隙に配置される金属箔配線の幅又は絶縁被覆ワイヤの直径と、貫通導通穴と貫通導通穴との間隙に配置される金属箔配線の幅又は絶縁被覆ワイヤの直径とが、異なる多層配線板。
６． 項１から５の何れかにおいて、ワイヤ配線層の実装面側の反対側に、第２の金属箔配線層を配置した多層配線板。
７． 項６において、ワイヤ配線層の実装面側に配置された第１の金属箔配線層の多層化接着に用いられるプリプレグと、第２の金属箔配線層の多層化接着に用いられるプリプレグとが異なる種類である多層配線板。
本発明によれば、狭ピッチな表面実装型部品の実装を可能とし、且つ配線収容量を増加させた多層配線板を提供することができる。
本発明の第１の実施形態の多層配線板の構造の概略を表す。 本発明の実施例１の多層配線板の第１の金属箔配線層の構造の概略を表す。 本発明の実施例１の多層配線板のワイヤ配線層の構造の概略を表す。 本発明の実施例１の多層配線板の第１の金属箔配線層とワイヤ配線層を組み合わせた構造の概略を表す。 本発明の実施例１の多層配線板の構造の概略を表す。 本発明の第２の実施形態の多層配線板の構造の概略を表す。 本発明の実施例２の多層配線板の（ａ）第１の金属箔配線層及び（ｂ）第２の金属箔配線層の構造の概略を表す。 本発明の実施例２の多層配線板の第１の金属箔配線層とワイヤ配線層と第２の金属箔配線層を組み合わせた構造の概略を表す。 本発明の実施例２の多層配線板の構造の概略を表す。
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態の多層配線板の構造の概略を表す。本実施の形態の多層配線板は、表面実装型部品を実装する実装面５側に、２層以上の金属箔配線２を有する第１の金属箔配線層１を配置し、前記実装面５の反対側に、絶縁被覆ワイヤ１０を有するワイヤ配線層６を配置した多層配線板であって、前記第１の金属箔配線層１の表面の金属箔配線２ａを、前記第１の金属箔配線層１の内層の金属箔配線２ｂ又はワイヤ配線層６の絶縁被覆ワイヤ１０と電気的に接続する層間導通穴（貫通導通穴１４及び非貫通導通穴４）を備え、前記層間導通穴（貫通導通穴１４）の穴径が、多層配線板の板厚方向で異なる多層配線板である。
表面実装型部品とは、多層配線板に設けた部品取付け用の穴に、部品の電極を挿入して取付けるものではなく、多層配線基板の表面に設けられた電極上にはんだ付け等で直接搭載される部品である。表面実装型部品としては、ＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）、ＣＳＰ（Ｃｈｉｐ Ｓｉｚｅ Ｐａｃｋａｇｅ）、ＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）、ＭＣＭ（Ｍｕｌｔｉ Ｃｈｉｐ Ｍｏｄｕｌｅ）等の多機能化された表面実装型部品等が挙げられる。また、実装面とは、表面実装型部品が実装される側の多層配線板の表面をいう。
金属箔配線とは、金属箔やめっきをエッチング等して形成される配線をいう。金属箔及びめっきは、多層配線板に一般的に用いられるものを使用できる。金属箔としては、銅箔、アルミニウム箔、ニッケル箔、はんだ箔等が挙げられ、めっきとしては、銅めっき、ニッケルめっき、金めっき、銀めっき等が挙げられる。また、金属箔配線層とは、絶縁層と、この絶縁層上に金属箔配線で形成された配線を有する配線層をいい、絶縁層上には金属箔配線だけを有し、絶縁被覆ワイヤを有しない配線層をいう。例えば、多層配線板に一般的に用いられる、絶縁樹脂上に金属箔を貼り合せた金属箔張り積層板の金属箔やその上に形成されためっきをエッチングすることにより形成できる。金属箔配線層は、絶縁層を介して複数枚積層することで、多層化することができる。また、貫通導通穴や非貫通導通穴を形成することにより、層間導通穴を形成することができる。
絶縁被覆ワイヤとは、導体となるワイヤを絶縁樹脂等で絶縁被覆したワイヤをいう。ワイヤとしては、銅が一般的に用いられる。なお、ワイヤ径とは、ワイヤを被覆する絶縁樹脂を除くワイヤのみの直径をいう。また、ワイヤ配線層とは、絶縁層と、この絶縁層上に絶縁被覆ワイヤで形成された配線を有する配線層をいい、両面又は片面に絶縁層を介してシールド層等の金属箔配線を積層一体化したものを含む。例えば、布線装置を用いて、絶縁層である接着層上に絶縁被覆ワイヤを布線し、さらに、この片面又は両面に、絶縁層を介してシールド層となる金属箔を積層一体化した後、シールド層となる金属箔をエッチングすることで形成できる。ワイヤ配線層は、絶縁層を介して複数枚積層することで、多層化することができる。また、貫通導通穴や非貫通導通穴を形成することにより、層間導通穴を形成することができる。
層間導通穴とは、異なる金属箔配線層の金属箔配線同士、又は金属箔配線層の金属箔配線とワイヤ配線層のワイヤ、又は異なるワイヤ配線層のワイヤ同士を電気的に接続するもので、多層配線板に設けた貫通穴又は非貫通穴に導体を形成し、配線層間を電気的に接続したものをいう。貫通導通穴とは、多層配線板を貫通する穴に導体を形成して、配線層間を電気的に接続する層間導通穴をいい、非貫通導通穴とは、多層配線板を貫通しない穴に導体を形成して、配線層間を電気的に接続する層間導通穴をいう。例えば、ドリルやレーザを用いて、貫通穴又は非貫通穴を開けた後、この貫通穴又は非貫通穴の内部に、めっきや導電樹脂を形成することによって、配線層間を電気的に導通させることにより形成することができる。
層間導通穴の穴径が、多層配線板の板厚方向で異なるとは、同一の層間導通穴の穴径が、多層配線板の板厚方向で、異なることをいう。例えば、貫通導通穴又は非貫通導通穴の穴径が、多層配線板の実装面側（第１の金属箔配線層側）と実装面の反対側（ワイヤ配線層側）で異なる場合が挙げられる。このように、板厚方向で穴径が異なる層間導通穴は、貫通導通穴であれば、例えば、まず、多層配線板の実装面側から小径のドリルで、板厚方向の途中まで非貫通穴を形成し、次に、この非貫通穴と繋がるように、多層配線板の実装面の反対側から、非貫通穴より大径のドリルで板厚方向の途中まで穴加工して貫通穴を形成し、その後、この貫通穴にめっき等で導体を形成する方法が挙げられる。非貫通導通穴であれば、例えば、まず、ワイヤ配線層と積層一体化する前の第１の金属箔配線層に対して、実装面側から、小径のドリルで、第１の金属箔配線層の板厚方向の途中まで非貫通穴を形成し、次に、この非貫通穴と繋がるように、第１の金属箔配線層の実装面の反対側から非貫通穴より大径のドリルで板厚方向の途中まで穴加工して貫通穴を形成し、次に、この貫通穴にめっき等で導体を形成し、その後、この貫通導通穴を塞ぐように、第１の金属箔配線層とワイヤ配線層を積層一体化する方法が挙げられる。
図１に示すように、本実施の形態によれば、貫通導通穴１４と非貫通導通穴４の層間導通穴を有し、且つ金属箔配線層１とワイヤ配線層６を組み合わせることにより、第１金属箔配線層１の実装面側に形成される表層の金属箔配線２ａによって、狭ピッチ部品実装を可能とし、且つ貫通導通穴１４と非貫通導通穴４によって、第１の金属箔配線層１とワイヤ配線層６が接続され、ワイヤ配線層６によって、配線収容量を増加させた多層配線板を提供することができる。
即ち、図１に示すように、表面実装型部品を実装する実装面に第１の金属箔配線層１を、その反対側にワイヤ配線層６を配置して組み合わせることにより、まず、実装面側の第１の金属箔配線層１では、微細な配線パターンを形成でき、微細な貫通導通穴１４及び非貫通導通穴４を形成することができる。このため、０．５ｍｍ以下の狭ピッチな層間導通穴の形成や、層間導通穴間を通したファンアウト配線の配置も可能であり、狭ピッチな表面実装型部品の実装にも対応できる。
また、図１に示すように、実装面側の反対側のワイヤ配線層６では、絶縁被覆ワイヤ１０で形成した配線パターンを用いるので、インピーダンス整合に必要なワイヤ径の絶縁被覆ワイヤを用いて、同一配線層内での交差配線が可能になり、導体抵抗を確保しつつ、配線層当りの配線収容量を増加させることができる。このため、表面実装型部品を実装した多層配線板を、マザーボード等の他の基板に接続するため、ファンアウトされた配線について、ピッチ変換やインピーダンス整合等を行っても、配線層当りの配線収容量を確保することができる。
また、図１に示すように、貫通導通穴１４の穴径が、多層配線板の板厚方向で異なっているので、狭ピッチな層間導通穴が必要な多層配線板の実装面側に、穴径の小さい小径穴部２０を配置することができ、この場合は、０．５ｍｍ以下の狭ピッチな層間導通穴を形成することが容易になる。また、多層配線板の実装面の反対側に、穴径の大きい大径穴部２１を配置することができ、この場合には、多層配線板の板厚が厚くても、アスペクト比の増加を抑制することができ、層間導通穴の形成が容易となる。
以上の通り、本実施の形態に多層配線板によれば、配線層を高多層化する必要がなく、層間導通穴を比較的低アスペクト比化することができるので、ドリル穴明やめっき形成が容易になり、０．５ｍｍ以下の狭ピッチな表面実装型部品の実装を可能とし、且つ配線収容量を増加させた多層配線板を提供することができる。
図１に示すように、層間導通穴が、多層配線板の実装面側に配置された第１の金属箔配線層１側に小径穴部２０を、前記実装面の反対側に配置されたワイヤ配線層６側に大径穴部２１を備えるのが望ましい。狭ピッチな層間導通穴が必要な多層配線板の実装面側に、穴径の小さい小径穴部２０を配置するので、０．５ｍｍ以下の狭ピッチな層間導通穴を形成することが容易になる。また、多層配線板の実装面の反対側に、穴径の大きい大径穴部２１を配置するので、多層配線板の板厚が厚くても、アスペクト比の増加を抑制することができ、層間導通穴の形成が容易となる。
図１に示すように、第１の金属箔配線層１側が小径穴部２０でワイヤ配線層６側が大径穴部２１である貫通導通穴１４と、第１の金属箔配線層１側に設けられた非貫通導通穴４とを有するのが望ましい。これにより、貫通導通穴１４の径が小径となる板厚方向の領域（第１の金属箔配線層１側）では、貫通導通穴１４と貫通導通穴１４との間隙に、非貫通導通穴４を配置することができ、これらの層間導通のための非貫通導通穴４と貫通導通穴１４の密度（単位面積当りの穴数）を向上できる。また、貫通導通穴１４の径が大径となる板厚方向の領域（ワイヤ配線層６側）では、貫通導通穴１４のアスペクト比が低下するので、多層配線基板の板厚が厚くても、貫通導通穴１４内へのめっき析出性を確保できる。
図１に示すように、貫通導通穴１４の小径穴部２０と非貫通導通穴４とが、交互に隣り合わせて配置されるのが望ましい。このように、貫通導通穴１４の小径穴部２０と非貫通導通穴４とを隣り合わせに配置すると、貫通導通穴１４の穴径は多層配線板の板厚方向で異なるので、図１に示すように、貫通導通穴１４のピッチに比べて、非貫通導通穴４と貫通導通穴１４の配置間隔（ピッチ）を狭めることができ、層間導通穴を高密度化できる。このため、層間導通穴の直上に表面実装パッドを形成すれば、０．５ｍｍピッチ以下の狭ピッチな表面実装型部品の実装にも対応できる。
図１に示すように、非貫通導通穴４と貫通導通穴１４との間隙に配置される金属箔配線２の本数と、貫通導通穴１４と貫通導通穴１４との間隙に配置される絶縁被覆ワイヤ１０の本数とが、異なるのが望ましい。第１の金属箔配線層１の表面に、狭ピッチな表面実装用パッドを形成し、第１の金属箔配線層１の非貫通導通穴４と貫通導通穴１４との間隙に、内層の金属箔配線２ｂを所定の本数だけ配置してファンアウトする場合でも、ワイヤ配線層６の貫通導通穴１４と貫通導通穴１４との間隙に配置された絶縁被覆ワイヤ１０によって、インピーダンス整合やピッチ変換を行うことが容易になり、配線収容量を向上できる。
また図１に示すように、非貫通導通穴４と貫通導通穴１４との間隙に配置される金属箔配線２の幅と、貫通導通穴１４と貫通導通穴１４との間隙に配置される絶縁被覆ワイヤ１０の直径が、異なるのが望ましい。第１の金属箔配線層１の表面に、狭ピッチな表面実装用パッドを形成し、第１の金属箔配線層１の非貫通導通穴４と貫通導通穴１４との間隙に、内層の微細な幅の金属箔配線２ｂを配置してファンアウトする場合でも、ワイヤ配線層６の貫通導通穴１４と貫通導通穴１４との間隙に配置された絶縁被覆ワイヤ１０によって、インピーダンス整合やピッチ変換を行うことが容易になり、配線収容量を向上できる。
（第２の実施形態）
図６は、第２の実施形態の多層配線板の構造の概略を示す。本実施の形態の多層配線板は、表面実装型部品を実装する実装面５側に、２層以上の金属箔配線２を有する第１の金属箔配線層１を配置し、前記実装面５の反対側に、絶縁被覆ワイヤ１０を有するワイヤ配線層６を配置し、さらに、前記ワイヤ配線層６の実装面側の反対側に、第２の金属箔配線層１７を配置した多層配線板であって、前記第１の金属箔配線層１の表面の金属箔配線２ａを、前記第１の金属箔配線層１の内層の金属箔配線２ｂ又はワイヤ配線層６の絶縁被覆ワイヤ１０と電気的に接続する層間導通穴（貫通導通穴１４及び非貫通導通穴４）を備え、前記層間導通穴（貫通導通穴１４）の穴径が、多層配線板の板厚方向で異なる多層配線板である。
図６に示すように、本実施の形態の多層配線板によれば、上記第１の実施形態と同様に、貫通導通穴１４と非貫通導通穴４を有し、且つ第１の金属箔配線層１とワイヤ配線層６を組み合わせることにより、第１の金属箔配線層１の実装面側に形成される表面の金属箔配線２ａによって、狭ピッチ部品実装とファンアウトを可能とし、且つ貫通導通穴１４と非貫通導通穴４によって、第１の金属箔配線層１とワイヤ配線層６が接続され、ワイヤ配線層６によって、ファンアウト後の配線のインピーダス整合やピッチ変換に必要な配線収容量を確保可能な多層配線板を提供することができる。
また、このように、狭ピッチ部品実装と配線収容量の確保を可能にするため、図１に示すように、第１の金属箔配線層１と、ワイヤ配線層６とを、多層化接着層１３（プリプレグ層）を用いて積層一体化する方法が考えられる。その結果、第１の金属箔配線層１とワイヤ配線層６の積層の際に、材料の硬化収縮率の差等によって、反りを生じる場合がある。しかし、図６に示すように、本実施の形態によれば、ワイヤ配線層６を挟み込むように、第１の金属箔配線層１と第２の金属箔配線層１７が配置されるので、積層一体化を行っても、多層配線板の両側に配置された第１の金属額配線層１と第２の金属箔配線層１７が、反りの応力を打ち消し合うので、反り量を抑制可能な多層配線板を提供することができる。
ワイヤ配線層の実装面側に配置された第１の金属箔配線層の多層化接着に用いられるプリプレグと、第２の金属箔配線層の多層化接着に用いられるプリプレグとが異なる種類であるのが望ましい。これにより、硬化収縮率の差を調整することができ、両側に配置された第１の金属箔配線層と第２の金属箔配線層が、反りの応力を打ち消し合う効果がより向上する。
図６に示すように、ワイヤ配線層６を挟むようにして、第１の金属箔配線層１と第２の金属箔配線層１７を配置し、第１の金属箔配線層１の金属箔配線２と第２の金属箔配線層１７の金属箔配線１８は同じ層数が望ましい。これにより、多層配線板の板厚方向の構成を同じになるので、反り量を小さくできる。
（実施例１）
図２〜図５を用いて、本発明の多層配線板の実施例１を説明する。図２は、本発明の実施例１の多層配線板に用いる第１の金属箔配線層１の概略を示す。第１の金属箔配線層１の準備は、まず、板厚０．１ｍｍで、厚さ１８μｍの銅箔を有するポリイミド基材ＭＣＬ−Ｉ−６７１（日立化成株式会社製、商品名。「ＭＣＬ」は登録商標。）の銅張り積層板に、ライン幅７０μｍで０．５ｍｍピッチ間に１本配線となる回路（金属箔配線２）を回路形成した。次に、多層化接着層であるポリイミドプリプレグＧＩＡ−６７１Ｎ（日立化成株式会社製、商品名）を用いて多層化積層し、板厚０．９ｍｍとなる内層の金属箔配線２ｂが１０層（全体の金属箔配線２が１２層）の第１の金属箔配線層１を形成した。次に、１．０ｍｍピッチで直径０．１５ｍｍのドリルで穴明を行い、無電解銅めっき（厚さ２０μｍ）して必要な内層パターン（内層の金属箔配線２ｂ）と接続させ、表面実装面側とは逆面となる表層（金属箔配線２ｃ）を回路形成し、第１の金属箔配線層１となるＡ基板１を１枚作製した。
一方、図３の符号７に示すように、板厚０．１ｍｍで、厚さ３５μｍの銅箔を有するポリイミド基材１９であるＭＣＬ−Ｉ−６７１（日立化成株式会社製、商品名）の銅張り積層板に回路形成した。次に、ポリイミドプリプレグＧＩＡ−６７１Ｎ（日立化成株式会社製、商品名）でアンダーレイ層８を積層形成し、布線用接着シート９をラミネートした。次に、この布線用接着シート９上に、ワイヤ径０．０８ｍｍの絶縁被覆ワイヤである絶縁電線ＨＡＷ（日立化成株式会社製、商品名）を、１．０ｍｍピッチ間に、７ｍｉｌｓ（１ｍｉｌは、約２５μｍ）ピッチ（間隔）で、３本の絶縁被覆ワイヤ１０を布線して固定した。次に、オーバーレイ１１となるポリイミドプリプレグＧＩＡ−６７１Ｎ（日立化成株式会社製、商品名）とシールド層となる銅箔１２を積層した。次に、シールド層となる銅箔１２を回路形成し、個別のワイヤ配線層７であるＢ基板７を４枚作製した。Ｂ基板７は、１枚につき、絶縁被覆ワイヤ１０を２層と、シールド層を４層有しており、Ｂ基板７の厚みは、それぞれ１枚が、０．６ｍｍである。
図４に示すように、第１の金属箔配線層１であるＡ基板１と、個別のワイヤ配線層７であるＢ基板７の４枚を、多層化接着層としてポリイミドプリプレグＧＩＡ−６７１Ｎ（日立化成株式会社製、商品名）を用いて多層化接着して一体化させ、第１の金属箔配線層１とワイヤ配線層６を有する多層配線板を形成した。この多層配線板の厚みは、３．８ｍｍである。次に、Ａ基板１に形成した１．０ｍｍピッチのスルーホール（非貫通導通穴４）間に、０．５ｍｍＸＹ方向にずらして、Ｂ基板７と接続用のスルーホール（貫通導通穴の小径穴部２０）を、１．０ｍｍピッチで、刃長２．８ｍｍ、直径０．１５ｍｍのドリルで、実装面である第１の金属箔配線層１の表面から、多層配線板内の１．４ｍｍの深さまで穴明した。次に、多層配線板を反転して、内層の金属箔配線２ｂと位置合わせした後に、先に実装面から穴明した直径０．１５ｍｍのドリル穴と貫通するように、刃長４．８ｍｍ、直径０．２５ｍｍのドリルで、実装面の反対側であるワイヤ配線層６の表面から、多層配線板内の２．６ｍｍの深さまで穴明を行った。これにより、図５に示すように、実装面側に直径０．１５ｍｍドリル穴（小径穴部２０）と、実装面の反対側に直径０．２５ｍｍドリル穴（大径穴部２１）を有する段付スルーホール（小径穴部２０と大径穴部２１とを有する貫通導通穴１４）を形成した。次に、無電解銅めっき（厚さ２０μｍ）を行い、必要な絶縁被覆ワイヤ１０のワイヤ（図示しない。）と内層の金属箔配線２ｂとを接続させ、スルーホール（貫通導通穴１４）を形成した。次に、スルーホール（貫通導通穴１４）を穴埋め樹脂１６で樹脂埋め充填して完全硬化させた後、無電解銅めっき（厚さ１５μｍ）で蓋めっきし、表面の金属箔配線２ａをエッチングで形成した。
従来、金属箔配線層単体（金属箔配線層のみの多層配線板）では、層間導通穴のピッチが０．５ｍｍの場合、層間導通穴の直径が０．１５ｍｍ、配線幅７０μｍの回路形成で、層間導通穴間に１本の配線収容量となる。このため、実装する表面実装型部品が接続端子ピッチ０．５ｍｍのＢＧＡの場合、実装に必要な表面実装パッドの直下の層間導通穴数によっては、必要な配線収容量を得るために、多層配線板の板厚が厚くなり過ぎてしまう。この結果、穴明加工ではドリル折損や位置ずれが有り、めっき形成では高アスペクト比（板厚／穴径）のため、めっき付性で問題を生じる。このため、板厚の増加を抑制するために、配線収容量を減らす必要がある、狭ピッチな表面実装型部品への対応が難しかった。一方、ワイヤ配線層単体（金属箔配線層と合体しないマルチワイヤ配線板）では、絶縁被覆ワイヤのワイヤ径とほぼ同等の０．１５ｍｍのドリル穴明が必要となるため、絶縁被覆ワイヤのワイヤとドリル穴明の加工位置精度の裕度がなく、このために、表面実装パッドに、直接、接続端子が０．５ｍｍピッチの表面実装型部品を実装することは困難であった。これに対して、本実施例では、表面実装パッドに、直接、接続端子が０．５ｍｍピッチの表面実装型部品の実装を可能とし、且つ配線収容量を増加させることができた。
以上のようにして、接続端子が０．５ｍｍピッチの表面実装型部品の実装を可能とし、且つ配線収容量を増加させた多層配線板を形成できた。この多層配線板は、第１の金属箔配線層（Ａ基板）が、表面実装パッドの直下に配置された０．５ｍｍピッチの層間導通穴と、この層間導通穴の一つであって、実装面側に直径０．１５ｍｍドリル穴と実装面の反対側に直径０．２５ｍｍドリル穴の段付スルーホール（小径穴部と大径穴部とを有する貫通導通穴）を有し、内層エッチング回路層（内層の金属箔配線）が０．５ｍｍピッチの層間導通穴間に１本の配線で、配線層数が１０層（同一配線層内で配線の交差は無し。）とし、板厚０．９ｍｍである。また、ワイヤ配線層は、絶縁被覆ワイヤを１．０ｍｍピッチの層間導通穴間に３本配線で、配線層数が８層（同一配線層内で絶縁被覆ワイヤの交差が有り。）であり、板厚が２．４ｍｍ（個別のワイヤ配線層は、厚さ０．６ｍｍ）である。
（比較例１）
実施例１と同様にして、図２に示すように、第１の金属箔配線層１となるＡ基板１を１枚作製した。Ａ基板１の厚みは、０．９ｍｍである。
次に、実施例１の個別のワイヤ配線層（Ｂ基板）と同じ配線収容量となるように設計した金属箔配線層を４枚作製した。このＢ基板としての金属箔配線層は、１枚毎に、５層の金属箔配線とシールド６層が必要であり、厚みは、それぞれ１枚が、１．１ｍｍと、実施例１の個別のワイヤ配線層（Ｂ基板）に比べて厚くなった。
次に、実施例１と同様にして、Ａ基板１の１枚と、上記で準備したＢ基板として金属箔配線層の４枚を、多層化接着して一体化させ、金属箔配線層だけを有する多層配線板を形成した。この多層配線板の厚みは、５．８ｍｍであり、実施例１の多層配線板に比べて厚くなった。
次に、実施例１と同様にして、Ａ基板１に形成した１．０ｍｍピッチのスルーホール（非貫通導通穴）間に、０．５ｍｍＸＹ方向にずらして、スルーホール（貫通導通穴の小径穴部）を、１．０ｍｍピッチで、刃長２．８ｍｍ、直径０．１５ｍｍのドリルで、実装面である第１の金属箔配線層（Ａ基板）の表面から、多層配線板内の１．４ｍｍの深さまで穴明した。
次に、多層配線板を反転して、内層の金属箔配線と位置合わせした後に、先に実装面から穴明した直径０．１５ｍｍのドリル穴と貫通するように、刃長４．８ｍｍ、直径０．２５ｍｍのドリルで、実装面の反対側の表面から、多層配線板内の４．６ｍｍの深さまで穴明を行った。これにより、実装面側に直径０．１５ｍｍドリル穴（小径穴部）と、実装面の反対側に直径０．２５ｍｍドリル穴（大径穴部）を有する段付スルーホール（小径穴部と大径穴部とを有する貫通導通穴）を形成した。この後は、実施例１と同様にして、多層配線板を作製した。
この多層配線板は、穴明加工ではドリル折損や位置ずれが有り、めっき形成では高アスペクト比（板厚／穴径）のため、めっき付性が悪かった。このため、配線収容量を減らす必要があり、狭ピッチな表面実装型部品への対応が難しかった。
（比較例２）
実施例１の第１の金属箔配線層（Ａ基板）と同じ配線収容量となるように設計したワイヤ配線層を１枚作製した。また、実施例と同様にして、１．０ｍｍピッチで直径０．１５ｍｍのドリルで穴明を行い、無電解銅めっき（厚さ２０μｍ）して必要な内層パターン（内層の絶縁被覆ワイヤ）と接続させた。このＡ基板としてのワイヤ配線層の絶縁被覆ワイヤは２層、シールド層は４層であり、板厚は、０．６ｍｍである。
次に、実施例１と同様にして、ワイヤ配線層（Ｂ基板）を作製し、上記で準備したＡ基板としてのワイヤ配線層を、多層化接着して一体化させ、ワイヤ配線層だけを有する多層配線板を形成した。この多層配線板の厚みは、３．５ｍｍであり、実施例１の多層配線板に比べて薄くなった。
次に、実施例１と同様にして、Ａ基板としてのワイヤ配線層に形成した１．０ｍｍピッチのスルーホール（非貫通導通穴）間に、０．５ｍｍＸＹ方向にずらして、スルーホール（貫通導通穴の小径穴部）を、１．０ｍｍピッチで、刃長２．８ｍｍ、直径０．１５ｍｍのドリルで、実装面であるＡ基板としてのワイヤ配線層の表面から、多層配線板内の１．４ｍｍの深さまで穴明した。
次に、多層配線板を反転して、内層の絶縁被覆ワイヤと位置合わせした後に、先に実装面から穴明した直径０．１５ｍｍのドリル穴と貫通するように、刃長４．８ｍｍ、直径０．２５ｍｍのドリルで、実装面の反対側の表面から、多層配線板内の２．３ｍｍの深さまで穴明を行った。これにより、実装面側に直径０．１５ｍｍドリル穴（小径穴部）と、実装面の反対側に直径０．２５ｍｍドリル穴（大径穴部）を有する段付スルーホール（小径穴部と大径穴部とを有する貫通導通穴）を形成した。この後は、実施例１と同様にして、多層配線板を作製した。
この多層配線板は、層間導通穴が０．５ｍｍピッチであるために、ドリル径が０．１５ｍｍの小径になることから、絶縁被覆ワイヤのワイヤ径が０．０８ｍｍに対して、貫通導通穴を穴明する時の位置合わせが難しく、また、スルーホールめっきとワイヤの接続信頼性を確保できなかった。このため、ワイヤ配線層単体では、０．５ｍｍの層間導通穴ピッチへの対応が難しかった。
（比較例３）
実施例１と同様にして、第１の金属箔配線層となるＡ基板を１枚作製した。Ａ基板の厚みは、０．９ｍｍである。次に、実施例１と同様にして、個別のワイヤ配線層であるＢ基板を４枚作製した。Ｂ基板の厚みは、それぞれ０．６ｍｍである。次に、実施例と同様にして、Ａ基板を１枚とＢ基板を４枚を多層化接着して一体化させ、第１の金属箔配線層とワイヤ配線層を有する多層配線板を形成した。この多層配線板の厚みは、３．８ｍｍである。
次に、実施例１と同様にして、Ａ基板に形成した１．０ｍｍピッチのスルーホール（非貫通接続穴）間に、０．５ｍｍＸＹ方向にずらして、Ｂ基板と接続用のスルーホール（貫通接続穴の小径穴部）を、１．０ｍｍピッチで、刃長２．８ｍｍ、直径０．１５ｍｍのドリルで、実装面である第１の金属箔配線層の表面から多層配線板内の２．０ｍｍまで穴明した。
次に、多層配線板を反転して、内層の金属箔配線と位置合わせした後に、先に実装面から穴明した直径０．１５ｍｍのドリル穴と貫通するように、刃長４．８ｍｍ、直径０．１５ｍｍのドリルで、実装面の反対側であるワイヤ配線層の表面から、多層配線板内の２．０ｍｍの位置まで穴明を行った。つまり、実施例１とは異なり、実装面である第１の金属箔配線層の表面からの穴明に用いるドリルの直径が、実装面の反対側であるワイヤ配線層６の表面からの穴明に用いるドリルの直径と同じとした。これにより、実装面側から実装面の反対側まで、直径０．１５ｍｍドリル穴を有するストレートなスルーホール（貫通接続穴）を形成した。この後は、実施例１と同様にして、多層配線板を作製した。
この多層配線板は、穴明加工ではドリル折損や位置ずれが有り、めっき形成では高アスペクト比（板厚／穴径）のため、めっき付性が悪かった。このため、配線収容量を減らす必要があり、狭ピッチな表面実装型部品への対応が難しかった。
（実施例２）
図７〜図９を用いて、本発明の多層配線板の実施例２を説明する。図７ａは、本発明の実施例２の多層配線板の実装面側に配置する第１の金属箔配線層１の概略を示す。第１の金属箔配線層１は、次のように作製した。まず、板厚０．０６ｍｍで、厚さ１８μｍの銅箔を用いたポリイミド基材ＭＣＬ−Ｉ−６７１（日立化成株式会社製、商品名）の銅張り積層板に、ライン幅７０μｍで０．５ｍｍピッチ間に１本配線となる回路（金属箔配線２ａ）を回路形成した。次に、多層化接着層としてポリイミドプリプレグＧＩＡ−６７１Ｎ（日立化成株式会社製、商品名）を用いて多層化積層し、厚さ０．９ｍｍで、内層として金属箔配線２ｂを８層有する第１の金属箔配線層１を形成した。次に、この第１の金属箔配線層１に対して、１．０ｍｍピッチで直径０．１５ｍｍのドリルで穴明を行い、無電解銅めっき（厚さ２０μｍ）して必要な内層パターン（内層の金属箔配線２ｂ）と接続させ、表面実装面５とは逆面となる表層（金属箔配線２ｃ）を回路形成し、第１の金属箔配線層１となるＡ基板１を１枚作製した。
図７ｂは、本発明の多層配線板の実装面の反対側に配置する第２の金属箔配線層１７の概略を示す。第２の金属箔配線層１７は、次のように作製した。まず、板厚０．０６ｍｍで、厚さ１８μｍの銅箔を用いたポリイミド基材ＭＣＬ−Ｉ−６７１（日立化成株式会社製、商品名）の銅張り積層板に、ライン幅７０μｍで０．５ｍｍピッチ間に１本配線となる回路（金属箔配線１８）を回路形成した。次に、多層化接着層として、ポリイミドプリプレグＧＩＡ−６７１Ｎ（日立化成株式会社製、商品名）を用いて多層化積層し、厚さ０．６ｍｍで、内層として金属箔配線１８ｂを８層有する第２の金属箔配線層１７を形成した。次に、ワイヤ配線層６と積層する表層（金属箔配線１８ｃ）を回路形成し、第２の金属箔配線層１７となるＣ基板１７を作製した。
一方、図８に示す多層配線板の中のワイヤ配線層６は、以下のように作製した。まず、板厚０．１ｍｍで、厚さ３５μｍの銅箔を用いたポリイミド基材の銅張り積層板に回路形成し、ポリイミドプリプレグＧＩＡ−６７１Ｎ（日立化成株式会社製、商品名）でアンダーレイ層８を積層形成し、布線用接着シート９をラミネートした。次に、ワイヤ径０．０８の絶縁被覆ワイヤである絶縁電線ＨＡＷ（日立化成株式会社製、商品名）を、１．０ｍｍピッチ間に、７ｍｉｌｓ（１ｍｉｌは、約２５μｍ）ピッチ（間隔）で、３本の絶縁被覆ワイヤ１０を布線して固定した。次に、オーバーレイ１１となるポリイミドプリプレグＧＩＡ−６７１Ｎ（日立化成株式会社製、商品名）とシールド層となる銅箔１２を積層した。次に、シールド層となる銅箔１２を回路形成し、個別のワイヤ配線層７であるＢ基板７を３枚作製した。Ｂ基板７は、それぞれ、絶縁被覆ワイヤ１０を２層と、シールド層（金属箔配線）を２層有しており、Ｂ基板７の厚みは、それぞれ、０．６ｍｍである。
図９に示すように、第１の金属箔配線層１であるＡ基板１と、個別のワイヤ配線層７であるＢ基板７の３枚と、第２の金属箔配線層１７のＣ基板１７を、多層化接着層１３として、ポリイミドプリプレグＧＩＡ−６７１Ｎ（日立化成株式会社製、商品名）を用いて多層化接着して一体化させ、第１の金属箔配線層１とワイヤ配線層６を有する多層配線板と第２にの金属箔配線層１７を有する多層配線板を形成した。この多層配線板の厚みは、３．８ｍｍである。次に、Ａ基板１で形成した１．０ｍｍピッチのスルーホール（非貫通導通穴４）間に、０．５ｍｍＸＹ方向にずらして、Ｂ基板７と接続用のスルーホール（貫通導通穴１４の小径穴部２０）を、１．０ｍｍピッチで、刃長２．８ｍｍ、直径０．１５ｍｍのドリルで、実装面である第１の金属箔配線層１の表面から多層配線板内の深さ１．４ｍｍまで穴明した。次に、多層配線板を反転して、内層の金属箔配線２ｂと位置合わせした後に、先に実装面から穴明した直径０．１５ｍｍのドリル穴と貫通するように、刃長４．８ｍｍ、直径０．２５ｍｍのドリルで、実装面の反対側である第２の金属箔配線層１７の表面から、多層配線板内の深さ２．６ｍｍの位置まで穴明を行った。これにより、実装面側に直径０．１５ｍｍドリル穴（小径穴部２０）と、実装面の反対側に直径０．２５ｍｍドリル穴（大径穴部２１）を有する段付スルーホール（小径穴部２０と大径穴部２１とを有する貫通導通穴１４）を形成した。次に、無電解銅めっき（厚さ２０μｍ）を行い、必要な絶縁被覆ワイヤ１０のワイヤ（図示しない。）と内層の金属箔配線２ｂとを接続させ、スルーホール（貫通導通穴１４）を形成した。次に、スルーホール（貫通導通穴１４）を穴埋め樹脂１６で樹脂埋め充填して完全硬化させた後、無電解銅めっき（厚さ１５μｍ）で蓋めっきし、表面の金属箔配線２ａ，１８ｃをエッチングで形成した。
実施例１の第１の金属箔配線層とワイヤ配線層を積層一体化した多層配線板では、板厚方向の層構成が対称構造でないために若干の反りが発生した。これに対して、本実施例２では、第１の金属箔配線層とワイヤ配線層と第２の金属箔配線層を積層一体化する多層配線板であり、板厚方向の層構成が対称構造となるために、反りが抑えられ、多層配線板の製造と０．５ｍｍピッチ部品実装を、実施例１よりも容易に行うことができた。
以上のようにして、接続端子が０．５ｍｍピッチの表面実装型部品の実装を可能とし、且つ配線収容量を増加させ、反りが抑えられた多層配線板を形成することができた。この多層配線板は、第１の金属箔配線層（Ａ基板）が、表面実装パッドの直下に配置された０．５ｍｍピッチの層間導通穴と、この層間導通穴の一つであって、実装面側に直径０．１５ｍｍドリル穴と実装面の反対側に直径０．２５ｍｍドリル穴の段付スルーホール（小径穴部と大径穴部とを有する貫通導通穴）を有し、内層エッチング回路層（内層の金属箔配線）が、０．５ｍｍピッチの層間導通穴間に１本の配線で、配線層数が１０層（同一配線層内で配線の交差は無し。）とし、板厚３．８ｍｍである。また、ワイヤ配線層は、絶縁被覆ワイヤを１．０ｍｍピッチの層間導通穴間に３本配線で、配線層数が６層（同一配線層内で絶縁被覆ワイヤの交差が有り。）である。
１…第１の金属箔配線層又はＡ基板
２…金属箔配線
２ａ…（実装面側の表層の）金属箔配線又は表面実装パッド
２ｂ…（内層の）金属箔配線
２ｃ…（実装面の反対側の表層の）金属箔配線
４…非貫通導通穴
５…部品実装面
６…ワイヤ配線層
７…（個別の）ワイヤ配線層又はＢ基板
８…アンダーレイ層（プリプレグ層）
９…布線用接着シート
１０…絶縁被覆ワイヤ
１１…オーバーレイ（プリプレグ層）
１２…銅箔又はシールド層
１３…多層化接着層（プリプレグ層）
１４…貫通導通穴
１５…蓋めっき
１６…穴埋め樹脂
１７…第２の金属箔配線層又はＣ基板
１８…金属箔配線
１８ａ…表層の金属箔配線
１８ｂ…（内層の）金属箔配線
１８ｃ…（実装面の反対側の表層の）金属箔配線
１９…基材
２０…貫通導通穴の小径穴部
２１…貫通導通穴の大径穴部
２２…実装面の反対側

Claims (7)

  1. 表面実装型部品を実装する実装面側に、２層以上の金属箔配線を有する第１の金属箔配線層を配置し、前記実装面の反対側に、絶縁被覆ワイヤを有するワイヤ配線層を配置した多層配線板であって、
    前記第１の金属箔配線層の表面の金属箔配線を、前記第１の金属箔配線層の内層の金属箔配線又はワイヤ配線層の絶縁被覆ワイヤと電気的に接続する層間導通穴を備え、
    前記層間導通穴の穴径が、同一の層間導通穴において多層配線板の板厚方向で異なり、
    前記層間導通穴が、多層配線板の前記実装面側に配置された第１の金属箔配線層に小径穴部を、前記実装面の反対側に配置されたワイヤ配線層に大径穴部を備える多層配線板。
  2. 請求項１において、
    層間導通穴として、第１の金属箔配線層側が小径穴部でワイヤ配線層側が太径穴部である貫通導通穴と、第１の金属箔配線層側に設けられた非貫通導通穴と、を有する多層配線板。
  3. 請求項１又は２において、
    貫通導通穴の小径穴部と非貫通導通穴とが、交互に配置される多層配線板。
  4. 請求項１から３の何れかにおいて、
    非貫通導通穴と貫通導通穴との間隙に配置される金属箔配線の本数と、前記貫通導通穴と前記貫通導通穴との間隙に配置される絶縁被覆ワイヤの本数とが、異なる多層配線板。
  5. 請求項１から４の何れかにおいて、
    非貫通導通穴と貫通導通穴との間隙に配置される金属箔配線の幅と、貫通導通穴と貫通導通穴との間隙に配置される絶縁被覆ワイヤの直径とが、異なる多層配線板。
  6. 請求項１から５の何れかにおいて、
    ワイヤ配線層の実装面側の反対側に、第２の金属箔配線層を配置した多層配線板。
  7. 請求項６において、
    ワイヤ配線層の実装面側に配置された第１の金属箔配線層の多層化接着に用いられるプリプレグと、第２の金属箔配線層の多層化接着に用いられるプリプレグとが異なる種類である多層配線板。
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