JP6826241B1

JP6826241B1 - Ｉｖｈ多層基板及びその製造方法

Info

Publication number: JP6826241B1
Application number: JP2020545753A
Authority: JP
Inventors: 茂名屋; 啓司原田; 高木　剛; 剛高木
Original assignee: Meiko Co Ltd
Current assignee: Meiko Co Ltd
Priority date: 2020-03-31
Filing date: 2020-03-31
Publication date: 2021-02-03
Anticipated expiration: 2040-03-31
Also published as: WO2021199336A1; JPWO2021199336A1

Abstract

ＩＶＨ多層基板(1)は、複数の導電層(2)が絶縁層(3)を介して積層されている多層体(4)と、多層体(4)の一方の側の表面から他方の側の裏面に向けて延びるブラインドビアホール(5)と、ブラインドビアホール(5)の壁面に形成されているめっき膜(7)と、めっき膜(7)の内側に充填されている充填材(8)と、充填材(8)で形成されていてブラインドビアホール(5)の先端よりも多層体(4)の裏面側に突出している突起(8a)と、突起(8a)を覆ってブラインドビアホール(5)の先端から多層体(4)の裏面に向けて配されているソルダレジスト(9)とを備えている。

Description

本発明は、ＩＶＨ（インタースティシャルビアホール）を備えた多層基板に関する。

ＩＶＨ多層基板は、ＩＶＨすなわちプリント配線板を貫通していない孔であって複数の導体層の層間を接続するためのめっきされた孔を有する多層基板として知られている（例えば特許文献１参照）。なお、ＩＶＨには外層に設けられるブラインドビアホールと、内層に設けられるベリードビアホールとがある。

特開平１１−３１５２５８号公報

しかしながら、特許文献１が掲げる課題のように銅張積層板１枚ごとにめっきスルーホールを形成して、これらを積層することは、樹脂はみ出しの影響により積層に際し工夫が必要になってしまう。このように、多層基板に関しては積層の精度の高さも求められている。さらに、基板であるがゆえ、表面の平滑性も求められている。

本発明は、上記従来技術を考慮したものであり、積層精度が高く併せて表面の平滑性も図ることができるＩＶＨ多層基板及びその製造方法を提供することを目的とする。

前記目的を達成するため、本発明では、複数の導電層が絶縁層を介して積層されている多層体と、該多層体の一方の側の表面から他方の側の裏面に向けて延びるブラインドビアホールと、該ブラインドビアホールの壁面に形成されているめっき膜と、該めっき膜の内側に充填されている充填材と、該充填材で形成されていて前記ブラインドビアホールの先端よりも前記多層体の裏面側に突出している突起と、該突起を覆って前記ブラインドビアホールの先端から前記多層体の裏面に向けて配されているソルダレジストとを備えたことを特徴とするＩＶＨ多層基板を提供する。

好ましくは、前記導電層は前記多層体の表裏面に配されている外層及び該外層以外の内層を有し、前記絶縁層を介して対向する位置にある前記内層のうち、導体パターンが形成されている部分に対向する部分は非導体部として前記内層を形成する前記導電層が形成されていない。

また、本発明では、前記多層体を貫通するスルーホールを形成し、該スルーホールの内側にめっき処理を施し、さらにその内側に前記充填材を充填し、前記多層体の裏面側からエッチング処理を施して前記突起を形成することを特徴とするＩＶＨ多層基板の製造方法も提供する。

本発明によれば、ブラインドビアホールの先端から突起が突出しているので、突起側に配されているソルダレジストが多層体裏面に対して極端に凹んでしまうことを防止できる。したがってこの部分における半田の残留を防止できる。また、この突起により絶縁層のコーナーを保護することができる。

また、非導体部を設けることで、積層プレスされるプリプレグを導体パターンの隙間に入りやすくすることができ、生産性が向上する。

また、エッチング処理にてブラインドビアホールを形成するので、ドリル等で機械的に形成するよりも精度よく且つ基板割れが起こることを抑制できる。

本発明に係るＩＶＨ多層基板の概略断面図である。本発明に係るＩＶＨ多層基板の製造方法の説明図である。本発明に係るＩＶＨ多層基板の製造方法の説明図である。本発明に係るＩＶＨ多層基板の製造方法の説明図である。本発明に係るＩＶＨ多層基板の製造方法の説明図である。本発明に係るＩＶＨ多層基板の製造方法の説明図である。本発明に係るＩＶＨ多層基板の製造方法の説明図である。本発明に係るＩＶＨ多層基板の製造方法の説明図である。

図１に示すように、本発明に係るＩＶＨ多層基板１は、複数の導電層２が絶縁層３を介して積層されている多層体４を主な構造体として有している。図では導電層２が４層形成された４層基板を示している。なお、導電層２は多層体４の表裏面に配されている外層２ａ及びこの外層以外の内層２ｂを有している。多層体４には少なくとも一つのブラインドビアホール５が形成されている。ブラインドビアホール５は、多層体４の一方の側の表面から他方の側の裏面に向けて延びている。このブラインドビアホール５は、プリント配線板の外層２ａと内層２ｂとの層間を接続するための孔であり、多層体４の途中で孔の先端が塞がっており、貫通していない形状の孔のことをいう。なお、「ブラインドビアホール」は「ブラインドスルーホール」と称されることもある。多層体４にはブラインドビアホール５の他に、その表裏面を貫通するスルーホール６が設けられていてもよい。

ブラインドビアホール５やスルーホール６の内壁の壁面には、めっき７膜が形成されている。このめっき膜７はめっき処理にて形成されるので、多層体４の表裏面にも形成されている。そして、めっき膜７の内側には、充填材８が充填されている。充填材８としては、例えば銅粉フィラー入りのエポキシ樹脂を用いることができる。ブラインドビアホール５に充填されている充填材８は、ブラインドビアホール５の先端よりも多層体４の裏面側（図の下側）に向けて突出して突起（ピラー）８ａとなっている。すなわち、この突起８ａはブラインドビアホール５の先端から突出しているのでその周りにめっき膜７は存在せず、露出されている。突起８ａは、ソルダレジスト９により覆われている。すなわち、ソルダレジスト９はブラインドビアホール５の先端から多層体４の裏面に向けて配されている。なお、ソルダレジスト９の露出面を除く多層体４の表裏面にはめっき処理による蓋めっき１２が形成されている。

このように、ブラインドビアホール５の先端から突起８ａが突出しているので、突起８ａ側に配されているソルダレジスト９が多層体４の裏面に対して極端に凹んでしまうことを防止できる（突起８ａが杭のような役割を果たしてソルダレジスト９の露出面の沈み込みを防止する）。したがってこの部分で半田リフローを行った際における半田の残留を防止できる（半田ボールの発生を抑制できる）。換言すれば、ＩＶＨ多層基板１としてその表面の平滑性の向上を図ることができる。

また、この突起８ａが形成されていることによって、ブラインドビアホール５の内壁を構成する絶縁層３（図では上から３段目の絶縁層３）と突起８ａとの間に非常に狭小（具体的にはめっき膜７の厚み）な間隙を形成できる。このため、この部分に例えば後述するエッチング処理をする際に、エッチング液の流れが間隙方面には少なくなり、流量も小さくできる。したがって、絶縁層３のコーナー部分へのエッチング液による負担を軽減でき、結果的にこのコーナー部分を保護することができる。この効果は、突起８ａが絶縁層３よりも多層体４の裏面側に突出している場合にはさらに顕著となる。

また、任意の内層２ｂには導体パターン１０が形成されている（図では下側の内層２ｂ）。そして、この内層２ｂに対して絶縁層３（図では上から２段目の絶縁層３）を介して対向する位置にある内層２ｂ（図では上側の内層２ｂ）には、非導体部１１が形成されている。この非導体部１１は、導体パターン１０が形成されている部分に対向する部分に形成されている。非導体部１１には、内層２ｂを形成する導電層２が形成されていないため、絶縁層３（図では上から１段目の絶縁層３）がむき出しとなっている。

このように、非導体部１１を設けることで、積層プレスにより絶縁層３（図では上から２段目の絶縁層３）の原材料であるプリプレグは平らな表面を有する絶縁層３（図では上から１段目の絶縁層３）に押圧されるので、導体パターン１０の隙間に入りやすくなり、生産性が向上する。

以下、本発明に係るＩＶＨ多層基板１の製造方法を順番に説明する。まずは図２に示すように、多層体４を形成するための絶縁層３を複数用意する。図２では３層の絶縁層３を示していて、上下の２層についてはすでに絶縁層３は硬化している。これら上下の絶縁層３については、その両面に導電層２が形成されている。上下の絶縁層３については銅張積層板を用いてもよいし、通常の基板製造プロセスを用いて形成してもよい。この導電層２のうち、内層２ｂとなる部分には、一方に導体パターン１０を、他方に非導体部１１を形成しておく。導体パターン１０や非導体部１１は表面の銅箔をエッチング処理により除去して形成される。上下の絶縁層３に挟まれた中間の絶縁層３はプリプレグとして用意しておく。

次に、図３に示すように、積層プレスにより上述した絶縁層３を圧着させる。このとき、中間のプリプレグからなる絶縁層３は導体パターン１０の隙間に入り込んでいく。上述したように、非導体部１１により、この隙間に入り込む充填性は良好である。積層プレスは基準穴にガイドピンを挿して行うような一般的なピンラミネーション技術を適用可能である。やがて中間の絶縁層３も硬化する。これにより、多層体４が形成される。

次に、図４に示すように、多層体４に対してスルーホール６を形成する。このスルーホール６は、一般的なＮＣドリル加工により穿設される。そして、図５に示すように、無電解銅めっきや電解銅めっきの処理により多層体４の表面及びスルーホール６の内表面にめっき膜７を形成する。そして、図６に示すように、スルーホール６内であってめっき膜７の内側に銅ペースト等の樹脂からなる充填材８を充填する。そしてさらに図７に示すように、銅めっき処理により蓋めっき１２を形成する。

そして、図８に示すように、多層体４の裏面側からエッチング処理を施してスルーホール６の裏面側に空洞１３を形成する。この空洞１３は、エッチング処理により除去されたスルーホール６の一方の端部側にある蓋めっき１２、めっき膜７（多層体４の裏面）、外層２ａ、めっき膜７（スルーホール６内表面）を除去することにより形成される。これにより、スルーホール６は多層体４の内部で先端を有するブラインドビアホール５として形成されることになる。なお、エッチング処理による除去部分は、上述したものの限定されず、ブラインドビアホール５の先端をどの位置に配するかで定まるものである。このとき、充填材８の材質を適宜選択することでエッチング速度を緩やかにし、突起８ａとしてブラインドビアホール５の先端から突出してもよい。あるいは、エッチング処理速度を部分的に調整することで、突起８ａを設けてもよい。このように、エッチング処理にてブラインドビアホール５を形成するので、ドリル等で機械的に形成するよりも精度よく且つ基板割れが起こることを抑制できる。また、ここまでの流れにおいて、多層体４を形成してからスルーホール６を形成しているので、絶縁層３の１枚ごとにスルーホールを形成してから積層するよりも積層精度が向上する。

突起８ａを形成した後、空洞１３にソルダレジスト９を充填する。これにより、図１に示すような本発明に係るＩＶＨ多層基板が製造される。

１：ＩＶＨ多層基板、２：導電層、２ａ：外層、２ｂ：内層、３：絶縁層、４：多層体、５：ブラインドビアホール、６：スルーホール、７：めっき膜、８：充填材、８ａ：突起、９：ソルダレジスト、１０：導体パターン、１１：非導体部、１２：蓋めっき、１３：空洞

Claims

複数の導電層が絶縁層を介して積層されている多層体と、
該多層体の一方の側の表面から他方の側の裏面に向けて延びるブラインドビアホールと、
該ブラインドビアホールの壁面に形成されているめっき膜と、
該めっき膜の内側に充填されている充填材と、
該充填材で形成されていて前記ブラインドビアホールの先端よりも前記多層体の裏面側に突出している突起と、
該突起を覆って前記ブラインドビアホールの先端から前記多層体の裏面に向けて配されているソルダレジストとを備え、
前記ソルダレジストは前記多層体の裏面側のみにて露出する露出面を有し、且つ前記多層体内に充填されていて、
前記突起は前記露出面の凹みを防止するものであることを特徴とするＩＶＨ多層基板。
前記導電層は前記多層体の表裏面に配されている外層及び該外層以外の内層を有し、
前記絶縁層を介して対向する位置にある前記内層のうち、導体パターンが形成されている部分に対向する部分は非導体部として前記内層を形成する前記導電層が形成されていないことを特徴とする請求項１に記載のＩＶＨ多層基板。
請求項１に記載のＩＶＨ多層基板の製造方法であって、
前記多層体を貫通するスルーホールを形成し、該スルーホールの内側にめっき処理を施し、さらにその内側に前記充填材を充填し、前記多層体の裏面側からエッチング処理を施して前記突起を形成することを特徴とするＩＶＨ多層基板の製造方法。