KR102043733B1

KR102043733B1 - 다층 배선 기판

Info

Publication number: KR102043733B1
Application number: KR1020147031223A
Authority: KR
Inventors: 마사히로 카토; 야스유키 코시카와; 히로시 와다
Original assignee: 히타치가세이가부시끼가이샤
Priority date: 2012-05-10
Filing date: 2013-05-09
Publication date: 2019-11-12
Also published as: WO2013168761A1; KR20150008090A; US10085336B2; US20150136447A1; TWI587758B; JP2013254952A; TW201352094A

Abstract

다층 배선 기판은, 절연층의 한쪽에 그라운드 패턴을, 다른쪽에 스트립 라인을 배치한 코어재와, 이 코어재의 스트립 라인 상에 배치한 프리프레그와, 이 프리프레그 상에 배치한 그라운드 패턴을 구비하는 스트립 구조를 갖는다. 이 다층 배선 기판에서는, 코어재가 고주파 대응 기재로 형성되며, 프리프레그가 범용 기재로 형성된다.

Description

다층 배선 기판{MULTILAYER WIRING BOARD}

본 발명은, 다층 배선 기판에 관한 것으로, 특히 고주파에 적용할 수 있는 다층 배선 기판에 관한 것이다.

종래의 다층 배선 기판의 대부분은, 1㎓보다 낮은 동작 주파수에서 이용되고 있었다. 그러나 최근, 전자 기기로 처리하는 정보량의 증대에 수반하여, 시스템의 소형화와 집적화에 의한 정보 처리 능력의 향상, 나아가 정보 처리 속도의 고속화(동작 주파수의 고주파화)가 진행하고 있다. 이러한 동향에 따라, 전자 기기에서 사용되는 다층 배선 기판에는, 소형화, 고밀도 배선, 고다층화, 및 고주파 대응(저 전송 손실)이 요망되고 있다.

특히 고주파 대응에 관해서는, 1㎓ 이상(특히 1∼3㎓ 정도)의 동작 주파수에서의 전송 손실이 작은 것이 요구되고 있다. 이러한 요구에 응하기 위해, 다층 배선 기판의 절연층용 재료로 고주파 대응 기재를 이용하고 있지만, 고주파 대응 기재를 이용하는 것에 따른 비용 상승 등의 과제가 있다.

그래서 특허문헌 1에는, 최외층에 고주파 대응 기재의 코어재를 이용하고, 내층에 범용 기재를 이용하는 것에 의해, 비교적 저렴하게 고주파 대응을 행한 다층 배선 기판이 개시되어 있다.

특허문헌 1 : 일본 특개 평6-005998호 공보

그러나 고주파 대응 기재는, 범용 기재에 비해, 비용이 높을 뿐 아니라, 전식성(電食性)이 뒤떨어지는 경향이 있다. 이 때문에, 특허문헌 1처럼, 고주파 대응 기재와 범용 기재를 이용하는 다층 배선 기판에서는, 비용 상승을 억제할 수 있어도, 전식성이 악화할 가능성이 있다. 또한, 특허문헌 1처럼, 고주파 신호 라인을 최외층에만 마련하는 경우뿐 아니라, 내층에도 마련할 필요가 있는 경우도 있다.

본 발명은, 고주파 특성과 전식성을 유지하면서, 비교적 저렴하고, 게다가 층 구성의 자유도가 큰 다층 배선 기판을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 다층 배선 기판은, 절연층, 절연층의 한쪽에 배치되는 제 1 그라운드 패턴 및 절연층의 다른쪽에 배치되는 스트립 라인을 갖는 코어재와, 코어재의 스트립 라인 상에 배치되는 프리프레그와, 프리프레그 상에 배치되는 제 2 그라운드 패턴을 구비하고 있다. 이 다층 배선 기판에서는, 코어재의 절연층이 고주파 대응 기재를 포함하여 구성되며, 프리프레그가 범용 기재를 포함하여 구성된다.

여기서 사용하는 「고주파」란, 동작 주파수가 1㎓ 이상의 주파수를 의미하며, 한정되지 않지만, 특히 1∼3㎓ 정도인 주파수를 의미한다. 또한, 「저주파」란, 동작 주파수가 1㎓ 미만의 주파수를 의미한다. 또, 이하의 기재에서도 마찬가지이다.

상기 다층 배선 기판에 있어서, 스트립 라인의 저면은, 고주파 대응 기재를 포함하여 구성되는 절연층측에 위치해도 된다.

상기 다층 배선 기판에 있어서, 스트립 라인이 프리프레그측을 향해 볼록 형상이어도 된다.

상기 다층 배선 기판에 있어서, 스트립 라인의 저면의 표면 조도(粗度)가 스트립 라인의 표면의 표면 조도보다 커도 된다.

상기 다층 배선 기판에 있어서, 스트립 라인의 저면과 절연층의 접촉 면적은, 스트립 라인의 표면과 프리프레그의 접촉 면적과 동등 이상이어도 된다.

상기 다층 배선 기판에 있어서, 코어재와 프리프레그의 두께 비가 1대4∼5대1 사이의 어느 것이어도 된다. 또한, 상기 다층 배선 기판에 있어서, 스트립 라인의 라인 폭과 두께의 비가 1대1∼15대1 사이의 어느 것이어도 된다.

상기 다층 배선 기판에 있어서, 고주파 대응 기재는, 비유전율(比誘電率)이 4.00 미만이고, 또, 유전정접(誘電正接)이 0.0100 미만의 기재여도 된다. 또한, 상기 다층 배선 기판에 있어서, 범용 기재는, 경화 후의 비유전율이 4.20 이상이고, 또, 유전정접이 0.0130 이상이 되는 기재여도 된다.

상기 다층 배선 기판은, 코어재, 프리프레그 및 제 2 그라운드 패턴을 관통하는 스루홀을 더 구비하고 있어도 된다.

본 발명에 따르면, 고주파 특성 및 전식성을 유지하면서, 비교적 저렴한 다층 배선 기판을 제공할 수 있다.

[도 1] 본 발명의 다층 배선 기판의 실시형태의 일 예를 나타내는 단면 모식도이다.
[도 2] 본 발명의 다층 배선 기판의 실시형태의 일 예의 제조 방법을 나타내는 단면 모식도이다.
[도 3] 본 발명의 다층 배선 기판의 실시형태의 일 예의 제조 방법을 나타내는 단면 모식도이다.
[도 4] 본 발명의 다층 배선 기판의 실시형태의 일 예의 제조 방법을 나타내는 단면 모식도이다.
[도 5] 본 발명의 다층 배선 기판의 실시형태의 다른 예를 나타내는 단면 모식도이다.
[도 6] 비교예 1의 다층 배선 기판을 나타내는 단면 모식도이다.
[도 7] 비교예 2의 다층 배선 기판을 나타내는 단면 모식도이다.

본 발명의 다층 배선 기판의 실시형태의 일 예를 도 1에 나타낸다. 본 실시형태의 다층 배선 기판(1)은, 절연층(9), 절연층(9)의 한쪽에 배치되는 그라운드 패턴(2), 절연층(9)의 다른쪽에 배치되는 스트립 라인(3)을 갖는 코어재(4)와, 이 코어재(4)의 스트립 라인(3) 상에 배치한 프리프레그(5)와, 이 프리프레그(5) 상에 배치한 다른 그라운드 패턴(2)을 구비하는 스트립 구조(6)를 갖고 있다. 다층 배선 기판(1)에서는, 코어재(4)의 절연층(9)이 고주파 대응 기재로 형성되며, 프리프레그(5)가 범용 기재로 형성된다.

본 실시형태의 다층 배선 기판은, 고주파 특성, 저가격 및 전식성이 요구되는 분야 전반에 이용할 수 있는데, 특히, CIS(CMOS Image Sensor, CMOS : Complementary Metal-Oxide Semiconductor)용 PRB(Probe Card : 반도체 검사 지그용 탐침 부착 기판), 또는, 전자 부품 검사용 소켓 보드 등에 이용되면, 더 효과를 발휘하므로 바람직하다. 본 실시형태에서, 「고주파 특성」이란, 1㎓ 이상의 동작 주파수에서의 전송 손실이 낮아지는 특성인 것을 말하며, 한정되지 않지만, 특히 1㎓∼3㎓ 정도의 동작 주파수에서의 전송 손실이 낮아지는 특성을 말한다. 따라서, 고주파 특성이 향상된다란, 고주파에서의 전송 손실이 저하하는 것을 말한다.

스트립 구조란, 스트립 라인을, 절연층을 개재하여, 그라운드 패턴으로 양면으로부터 사이에 끼운 배선 구조를 말한다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 일 실시형태에 따른 스트립 구조(6)에서는, 절연층(9)의 표리 중 한쪽에 그라운드 패턴(2)이, 다른쪽에 스트립 라인(3)이 배치되고, 스트립 라인(3) 상에 프리프레그(5)를 개재하여 다른 그라운드 패턴(2)이 배치된다. 또, 본 실시형태에서는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 가장 아래쪽에 위치하는 스트립 구조(6)의 그라운드 패턴(2) 밑에는, 절연층(9)을 통해, 도체 패턴으로서 저주파 신호 라인(7)이 배치되어 있어, 마이크로 스트립 구조(16)를 구성하고 있다. 이 마이크로 스트립 구조(16)의 도체 패턴으로서, 저주파 신호 라인(7) 대신에, 스트립 라인(3) 또는 고주파 신호 라인(3)을 배치해도 된다. 여기서, 마이크로 스트립 구조(16)란, 스트립 라인(3)의 한쪽 면에만, 절연층(9)을 통해, 그라운드 패턴(2)을 배치한 배선 구조를 말한다.

코어재란, 절연층의 양면에 금속박을 붙여 맞춘 금속박 부착 적층판을 출발 재료로 하여 형성되고, 금속박 또는 도금 등을 패턴 형성하는 것에 의해, 절연층의 한쪽에 그라운드 패턴을, 다른쪽에 스트립 라인을 형성한 것을 말한다. 코어재를 형성하는 금속박 부착 적층판의 절연층에는, 고주파 대응 기재가 사용되며, 금속박으로서는, 절연층과 접착하는 매트면(Matte Surface)의 표면 조도를 작게 한 것 등이 이용된다. 금속박으로서는, 일반적인 다층 배선 기판의 제조에 이용되는 동박(銅箔), 알루미늄박, 또는 니켈박 등을 이용할 수 있는데, 입수 및 가공하기 쉬운 점에서, 동박이 바람직하다. 또한, 마찬가지 이유에서, 금속박 부착 적층판으로서는, 동박 부착 적층판이 바람직하다.

기재란, 절연층을 형성하기 위한 재료인 것을 말하며, 보강재에 절연 수지를 함침시켜 경화시킨 것, 또는, 보강재를 갖지 않는 절연 수지를 경화시킨 것을 들 수 있다. 또한, 고주파 대응 기재란, 비유전율이 4.00 미만이고, 또, 유전정접이 0.0100 미만인 기재를 말하는데, 입수하기 쉬운 점에서, 비유전율이 3.30∼3.90이고, 또, 유전정접이 0.0020∼0.0070인 기재가 바람직하며, 고주파 특성이 더 뛰어나다는 점에서, 비유전율이 3.30∼3.50이고, 또, 유전정접이 0.0020∼0.0030인 기재가 더 바람직하다. 여기서, 비유전율 및 유전정접의 값은, 모두 트리플레이트 스트립 라인 공진기법(IPC-TM-650 2.5.5.5)에 의해 측정한 1㎓에서의 값이며, 이하, 마찬가지이다. 고주파 대응 기재로서는, 보강재인 유리 섬유에 절연 수지를 함침시켜 반경화시킨 GFA-2, HE679G, FX-2, FX-3, LX-67Y, LZ-71G(모두 히타치가세이 가부시키가이샤제, 상품명), MEGTRON4, MEGTRON6(모두 파나소닉 가부시키가이샤제, 상품명), N4000-13, N4000-13SI(모두 PARK ELECTROCHEMICAL사제, 상품명) 등을 이용할 수 있다. 또한, 이 고주파 대응 기재와 금속박을 이용한 금속박 부착 적층판으로서는, MCL-FX-2, MCL-LX-67Y, MCL-LZ-71G(모두 히타치가세이 가부시키가이샤제, 상품명, 「MCL」은 등록상표), MEGTRON4, MEGTRON6(모두 파나소닉 가부시키가이샤제, 상품명), N4000-13, N4000-13SI(모두 PARK ELECTROCHEMICAL사제, 상품명) 등을 이용할 수 있다. 그라운드 패턴 및 스트립 라인의 패턴 형성은, 서브트랙트법 등으로 행할 수 있다.

프리프레그란, 보강재에 절연 수지를 함침시켜, 반경화 상태로 한 시트 모양의 것, 또는, 이 반경화 상태의 시트 모양의 것을 이용하여, 가열 가압에 따른 적층 일체화 등으로 경화 형성한 절연층을 말한다. 본 실시형태에서 이용하는 프리프레그는, 범용 기재로 형성된다. 범용 기재란, 경화 후의 비유전율이 4.20 이상이고, 또, 유전정접이 0.0130 이상이 되는 기재를 말한다. 범용 기재의 보강재로서는, 종이, 또는, 유리 섬유 혹은 아라미드 섬유 등을 이용한 직포 혹은 부직포를 이용할 수 있다. 또한, 절연 수지로서는, 에폭시 수지, 폴리이미드 수지, 또는, 페놀 수지 등의 열경화성 수지를 사용할 수 있다. 이러한 범용 기재로는, 예를 들면, 에폭시계로서는, FR-4재(Flame Retardant Type 4), 또는, FR-5재(Flame Retardant Type 5)를 들 수 있으며, 폴리이미드계로는, GPY재를 들 수 있다. 또한, 유리 에폭시 다층 재료(ANSI FR-4 그레이드품)로 시판되는 에폭시계 범용 기재로서는, GEA-679, GEA-67, E-67, E-679, E-679F, BE-67G, 또는, E-75G(모두 히타치가세이 가부시키가이샤제, 상품명) 등을 들 수 있다. 또한, 폴리이미드 다층 재료(ANSI GPY 그레이드품)로 시판되는 폴리이미드계 범용 기재로서는, I-671(히타치가세이 가부시키가이샤제, 상품명) 등을 들 수 있다.

그라운드 패턴이란, 스트립 라인을 적성(適性)으로 안정된 특성 임피던스 값을 실현하도록 하고, 또한 저 노이즈화 하는 작용을 갖는 도체 패턴이다. 일반적으로, 베타 모양의 패턴으로 형성되며, 절연층을 개재하여, 스트립 라인을 상하 양측으로부터 사이에 두도록 배치된다. 본 실시형태에서는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 그라운드 패턴(2, 2)은, 프리프레그(절연층)(5) 및 절연층(9)(또는 기재(9))을 개재하여, 스트립 라인(3)을 상하 양측으로부터 사이에 두도록 배치된다.

스트립 라인이란, 고주파로 동작하는 신호를 전하는 도체 패턴으로, 고주파 신호 라인이라고도 한다. 또한, 스트립 라인은, 스트립 구조에 있어서, 그라운드 패턴에 끼워진 절연층의 내부에 배치된다. 본 실시형태에서는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 스트립 구조(6)에서, 그라운드 패턴(2)에 끼워진 프리프레그(절연층)(5)와 절연층(9)(또는 기재(9)) 사이, 즉 절연층의 내부에 배치된다.

본 실시형태에서는, 상술한 바와 같이, 코어재가 고주파 대응 기재로 형성되고, 프리프레그가 범용 기재로 형성된다. 코어재를 구성하는 금속박은, 매트면을 코어재의 절연층측을 향해 적층하기 때문에, 금속박 또는 도금을 패턴 형성하여 형성되는 단면(斷面)이 거의 사각형인 스트립 라인은, 그 저면, 즉 금속박의 매트면이, 코어재의 절연층측에 배치된다. 매트면이란, 반대 면이 되는 샤이니면(Shiny Surface)보다 요철이 큰 쪽의 면을 말한다. 이 때문에, 코어재가 고주파 대응 기재로 형성되는 것에 의해, 더 고주파 특성에 영향을 주는 스트립 라인의 저면, 즉 요철이 크고 또 전송로가 길어지는 면이, 고주파 대응 기재인 코어재측에 배치되게 된다. 또한, 스트립 라인 상에 배치되는 프리프레그가 범용 기재로 형성되는 것에 의해, 고주파 특성에의 영향이 작은 스트립 라인의 표면측(금속박의 샤이니면측)이 고주파 대응 기재에 비해 저렴한 범용 기재가 된다. 또, 여기서 말하는 「표면」이란, 코어재의 절연층측에 배치되는 저면에 대향하는 측의 면인 것을 말하며, 측면은 포함하지 않는다. 범용 기재는, 고주파 대응 기재에 비해, 기재가 얇아도, 스트립 라인 등의 도체 패턴에 대한 매립성이 양호하고, 그 결과, 전식성도 뛰어나다. 따라서, 코어재가 고주파 대응 기재로 형성되고, 프리프레그가 범용 기재로 형성되는 것에 의해, 고주파 특성과 전식성을 유지하고, 또 비용을 억제 가능한 다층 배선 기판을 제공하는 것이 가능해진다. 또, 스트립 라인 상에는 범용 기재의 프리프레그를 배치하므로, 고주파 신호 라인을 내층에 마련할 수 있다. 따라서, 다층 배선 기판으로서의 층 구성의 자유도를 확대하는 것도 가능해진다.

또한, 상술한 다층 배선 기판에서는, 스트립 구조의 스트립 라인의 저면이, 고주파 대응 기재측에 위치해 있다. 스트립 라인의 저면이란, 스트립 라인의 절연층측(코어재)의 면인 것을 말한다. 코어재를 구성하는 금속박은, 매트면을 절연층측을 향해 적층하기 때문에, 금속박 또는 도금을 패턴 형성하여 형성되는 스트립 라인은, 그 저면, 즉 금속박의 매트면이, 코어재의 절연층측에 배치된다. 이 때문에, 더 고주파 특성에 영향을 주는 스트립 라인의 저면, 즉 요철(표면 조도)이 크고 또 전송로가 긴 면이, 고주파 대응 기재인 코어재측에 배치되게 되어, 고주파 특성을 개선할 수 있다.

스트립 라인은, 프리프레그측으로 볼록 형상인 것이 바람직하다. 이에 의해, 코어재로서 고주파 대응 기재를 사용하고, 절연층의 양면에 적층된 금속박 또는 도금을 서브트랙트법 등에 의해 패턴 형성하는 것만으로, 고주파 특성이 뛰어난 스트립 라인을 용이하게 형성할 수 있다. 또한, 코어재의 금속박은, 매트면을 절연층측을 향해 배치하므로, 필연적으로, 스트립 라인의 저면(금속박의 매트면)이, 코어재의 절연층측(고주파 대응 기재측)에 위치하게 된다.

스트립 라인의 저면의 표면 조도는, 스트립 라인의 표면의 표면 조도보다 큰 것이 바람직하다. 이에 의해, 스트립 라인의 저면과 고주파 대응 기재인 코어재의 절연층의 접촉 면적을, 스트립 라인의 표면과 범용 기재인 프리프레그의 접촉 면적보다 크게 할 수 있으므로, 스트립 라인의 고주파 특성이 고주파 대응 기재인 코어재의 영향을 한층 더 받기 때문에, 다층 배선 기판의 고주파 특성을 개선할 수 있다. 또, 「표면 조도」란, JIS B 0601-1998에서 규정되는 10점 평균 조도 Rz를 이용하여 나타내는 조도이다. 코어재로서 고주파 대응 기재를 이용한 동박 부착 적층판의 경우, 일반적으로 동박의 매트면이 코어재측에 배치된다. 이 때문에, 동박을 이용하여 패턴 형성하는 것에 의해, 스트립 라인을 형성한 경우, 스트립 라인의 저면의 표면 조도는, 동박의 매트면의 표면 조도(두께 12∼70㎛의 표준박이, Rz로서, 6.5∼23㎛)인 것이 일반적이다. 또한, 스트립 라인의 표면의 표면 조도는, 동박의 샤이니면의 표면 조도(두께 12∼70㎛의 표준박이, Rz로서, 1.0∼2.3㎛)이지만, 일반적으로는, 프리프레그와의 접착 강도를 증가시키기 위해, 산화구리 처리 또는 에칭 등에 의한 표면 거침화(粗化) 처리가 행해진다. 이 때문에, 스트립 라인의 표면 및 측면의 표면 조도는, Rz로서, 2∼4㎛가 되는 것이 일반적이다.

스트립 라인의 저면과 코어재의 절연층의 접촉 면적이, 스트립 라인의 표면과 프리프레그의 접촉 면적과 동등 이상인 것이 바람직하다. 이에 의해, 스트립 라인의 고주파 특성이 고주파 대응 기재인 코어재의 영향을 한층 더 받기 때문에, 다층 배선 기판의 고주파 특성을 개선할 수 있다.

코어재와 프리프레그의 두께 비가, 1:4∼5:1(1대4∼5대1) 사이의 어느 것인 것이 바람직하다. 다층 배선 기판에서는, 금속박을 제외한 코어재의 두께가 0.06∼0.3㎜, 금속박이나 도금을 패턴 형성하여 형성한 스트립 라인의 두께가 3∼30㎛인 경우가 많기 때문에, 적층 일체화 등에 의해 경화 형성한 후의 프리프레그의 두께가 0.06∼0.24㎜이면, 프리프레그에 의한 스트립 라인의 매립이 충분해져, 전식성이 확보 가능해진다.

스트립 라인의 라인 폭과 두께의 비가, 1:1∼15:1(1대1∼15대1) 사이의 어느 것인 것이 바람직하다. 다층 배선 기판에서는, 프리프레그에 의한 매립성을 고려하면, 스트립 라인의 두께가 3∼30㎛인 경우가 많기 때문에, 폭이 30∼500㎛이면, 서브트랙트법 등에 의한 패턴 형성이 용이해진다. 이에 의해, 스트립 라인의 단면 형상이, 정방형보다 세로가 길어지는 경우가 없으므로, 프리프레그에 의한 스트립 라인의 매립이 충분해져, 전식성이 확보 가능해진다.

다음으로, 본 발명의 다층 배선 기판의 실시형태의 일 예의 제조 방법을 설명한다.

우선, 도 2 (a)에 나타내는 바와 같이, 절연층(9)인 고주파 대응 기재의 양면에 금속박(8)을 적층한 금속박 부착 적층판(10)을 준비한다. 이어서, 도 2 (b)에 나타내는 바와 같이, 이 금속박 부착 적층판(10)의 금속박(8)을 패턴 형성하고, 절연층(9)의 한쪽에 그라운드 패턴(2)을, 다른쪽에 스트립 라인(3) 또는 저주파 신호 라인(7)을 형성하여, 코어재(4)를 제작한다. 코어재(4)에는 필요에 따라 스루홀(도시하지 않음)에 의한 층간 접속을 형성해도 된다. 그 경우는, 스루홀 내 및 표면의 금속박(8) 상에 도금이 형성되므로, 패턴 형성은 도금과 금속박(8)에 대해 행한다.

다음으로, 도 3에 나타내는 바와 같이, 절연층(9)이 고주파 대응 기재로 형성된 코어재(4)를 양측으로부터 사이에 두도록, 코어재(4)와 범용 기재로 형성된 프리프레그(5)를 번갈아 배치하고, 프리프레그(5)의 외측에는, 동박(8)을 배치한다. 이때, 동박(8) 대신에, 다른 코어재(4) 또는 다층 배선 기판(1)을 배치해도 된다. 이와 같이 각 부재를 배치한 후, 가열 가압 프레스 등에 의해 일체 성형하여, 도 4에 나타내는 적층체(11)를 얻는다. 필요에 따라, 관통 구멍에 의한 스루홀 또는 비관통 구멍에 의한 비아홀에 의한 층간 접속을 형성해도 된다. 그 경우는, 스루홀 또는 비아홀 내 및 표면의 금속박(8) 상에 도금(도시하지 않음)이 형성된다. 또한, 필요에 따라, 금속박(8) 또는 도금에 대해, 서브트랙트법 등에 의해 패턴 형성을 행한다. 또, 필요에 따라, 솔더 레지스트, 심볼 마크, 또는, 보호 도금(니켈-금 도금 등)을 형성한다. 이상에 의해, 도 1에 나타내는 다층 배선 기판(1)이 제작된다.

여기서, 본 발명의 다층 배선 기판의 실시형태의 다른 예를 도 5에 나타낸다. 본 실시형태의 다른 예에 따른 다층 배선 기판(21)은, 절연층(9), 절연층(9)의 한쪽에 배치된 그라운드 패턴(2), 및, 절연층(9)의 다른쪽에 배치된 스트립 라인(3)을 갖는 코어재(4)와, 이 코어재(4)의 스트립 라인(3) 상에 배치한 프리프레그(5)와, 이 프리프레그(5) 상에 배치한 다른 그라운드 패턴(2)을 구비하는 스트립 구조(6)를 갖는다. 이 다층 배선 기판(21)에서는, 코어재(4)의 절연층(9)이 고주파 대응 기재로 형성되며, 프리프레그(5)가 범용 기재로 형성된다. 또한, 다층 배선 기판(21)을 관통하는 관통 구멍(12) 내에 스루홀 도금(13)이 형성되는 것에 의해, 스루홀(14)이 형성된다. 최외층에는, 스루홀(14)과 접속하는 스루홀 랜드(15) 및 이 스루홀 랜드(15)와 접속하도록, 저주파 신호 라인(7) 또는 풋프린트(7)가 배치된다. 내층에는 스트립 라인(3) 또는 고주파 신호 라인(3), 혹은 저주파 신호 라인(7)이 배치되며, 스루홀 랜드(15)와 스루홀 도금(13)이 접속하는 것에 의해, 스루홀(14)과 전기적으로 접속된다. 또, 본 실시형태에서는, 마이크로 스트립 구조(16)의 도체 패턴으로서 저주파 신호 라인(7)을 배치했지만, 그 대신에, 스트립 라인(3) 또는 고주파 신호 라인(3)을 배치해도 된다.

이처럼, 최외층에는 저주파 신호 라인(7)을 배치하고, 내층에는 스트립 라인(3) 또는 고주파 신호 라인(3), 혹은 저주파 신호 라인(7)을 배치하는 것에 의해, 다층 배선 기판(21)에서는, 임피던스 제어가 용이하게 이루어져, 더 고주파 특성의 유지가 용이하게 된다. 즉, 다층 배선 기판(21)을 관통하는 스루홀(14)을 형성하면, 최외층에서는 동박(8) 상에 스루홀 도금(13)이 형성되므로, 에칭 등에 의해 패턴 형성할 때의 도체 두께가, 동박(8)만의 경우에 비해, 두꺼울 뿐 아니라, 편차도 크다. 이 때문에, 임피던스 제어의 경우에 영향이 큰 라인 폭의 정밀도가 저하하는 경향이 있다. 한편, 내층에서는, 동박에 대해서만 패턴 형성하면 되기 때문에, 최외층에 비해 도체의 두께가 얇고, 게다가 두께의 정밀도가 좋다. 이 때문에, 다층 배선 기판(21)에서는, 임피던스 제어의 경우에 중요한 라인 폭의 정밀도를 높일 수 있다. 따라서, 더 고주파 특성의 유지가 용이하게 이루어진다.

실시예

이하, 실시예를 들어 본 발명을 더 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이하의 실시예로 한정되는 것은 아니다.

우선, 도 2 (a)에 나타내는 바와 같이, 고주파 대응 기재를 이용한 양면 동박 부착 적층판(10)으로서, MCL-FX-2(히타치가세이 가부시키가이샤제, 상품명, 판 두께 0.1㎜, 「MCL」은 등록상표)를 준비했다. 이 양면 동박 부착 적층판(10)은, 동박으로서, 두께 18㎛의 일반 동박(매트면의 표면 조도가 Rz로서 7∼11㎛, 샤이니면이 Rz로서 1.0∼2.3㎛)을 사용하고 있으며, 동박의 매트면을 절연층측을 향해 적층되어 있다. 다음으로, 도 2 (b)에 나타내는 바와 같이, 이 양면 동박 부착 적층판(10)의 동박(두께 18㎛)을, 서브트랙티브법을 이용하여 패턴 형성하고, 한쪽 면에 그라운드 패턴(2)을, 다른쪽 면에 스트립 라인(3)이 되는 고주파 신호 라인(라인 폭 100㎛, 라인 길이 125㎜) 및 전식성 평가용의 빗살 무늬 패턴(라인 폭 90㎛, 라인 간극 90㎛, 도시하지 않음)을 형성함으로써 코어재(4)를 제작했다.

다음으로, 이 코어재(4)의 그라운드 패턴(2), 스트립 라인(3) 및 전식성 평가용 빗살 무늬 패턴의 각 패턴의 표면(동박의 샤이니면)에, 프리프레그와의 접착 강도를 증가시키기 위한 거침화 처리를 행했다. 거침화 처리는, MB100(맥더미드사제, 상품명)을 이용하여, 에칭량 2㎛의 조건으로 처리를 행했다. 이때의 스트립 라인(3)을 포함하는 패턴의 표면 조도는, Rz로서, 2∼4㎛이었다.

다음으로, 도 3에 나타내는 바와 같이, 범용 기재 프리프레그(5)로서, GEA-679(히타치가세이 가부시키가이샤제, 상품명, 두께 0.06㎜)를 4매 준비했다. 3매의 각 코어재(4)의 양측을 사이에 두도록, 코어재(4)를 1매와 프리프레그(5)를 1매를 번갈아 배치하고, 또 다층 배선 기판의 최외층이 되는 도체 패턴 형성용의 동박(8)(두께 18㎛)을 배치했다. 그 후, 190℃, 2시간의 조건으로, 가열ㆍ가압 프레스에 의해 일체 성형하여, 도 4에 나타내는 적층체(11)를 얻었다.

다음으로, 도 4의 적층체(11)에 대해, 도 5에 나타내는 바와 같이, 내층에 배치된 코어재(4)의 스트립 라인(3) 및 빗살 무늬 패턴(도시하지 않음)과 전기적으로 접속하도록, 스루홀용 관통 구멍(12)을 형성하고, 그 후, 이 관통 구멍(12)과 동박(8) 상에 스루홀 도금(13)(두께 30㎛의 전기 구리 도금)을 행하여, 스루홀(14)을 형성했다. 그 후, 동박(8)과 구리 도금을 구비한 도체를, 서브트랙티브법을 이용해서 패턴 형성하여, 도 5에 나타내는 바와 같이, 최외층에, 고주파 특성 및 전식성을 측정하기 위한 풋프린트(7) 및 스루홀 랜드(15)를 형성한 다층 배선 기판(21)을 얻었다.

(비교예 1)

이어서, 도 6에 나타내는 바와 같이, 범용 기재를 이용한 양면 동박 부착 적층판(109)으로서, MCL-E679(히타치가세이 가부시키가이샤제, 상품명, 판 두께 0.1㎜, 「MCL」은 등록상표)를 준비하여, 실시예와 마찬가지로 해서, 코어재(104)를 제작했다. 다음으로, 고주파 대응 기재의 프리프레그(105)로서, GFA-2(히타치가세이 가부시키가이샤제, 상품명, 두께 0.06㎜)를 준비하여, 실시예와 마찬가지로, 3매의 각 코어재의 양측을 사이에 두도록, 코어재를 1매와 프리프레그를 1매를 번갈아 배치하고, 또 다층 배선 기판의 최외층이 되는 도체 패턴 형성용 동박(두께 18㎛)을 배치하며, 실시예와 마찬가지로 하여, 가열ㆍ가압 프레스에 의해 일체 성형 해서, 적층체를 얻었다. 그 후, 실시예와 마찬가지로 하여, 도 6의 다층 배선 기판(101)을 얻었다.

(비교예 2)

또한, 도 7에 나타내는 바와 같이, 고주파 대응 기재를 이용한 양면 동박 부착 적층판(209)으로서, MCL-FX-2(히타치가세이 가부시키가이샤제, 상품명, 판 두께 0.1㎜, 「MCL」은 등록상표)를 준비해서, 실시예와 마찬가지로 하여, 코어재(204)를 준비했다. 다음으로, 고주파 대응 기재의 프리프레그(205)로서, GFA-2(히타치가세이 가부시키가이샤제, 상품명, 두께 0.06㎜)를 준비하여, 실시예와 마찬가지로, 3매의 각 코어재의 양측을 사이에 두도록, 코어재를 1매와 프리프레그를 1매를 번갈아 배치하며, 또 다층 배선 기판의 최외층이 되는 도체 패턴 형성용의 동박(두께 18㎛)을 배치하고, 실시예와 마찬가지로 하여, 가열ㆍ가압 프레스에 의해 일체 성형해서, 적층체를 얻었다. 그 후, 실시예와 마찬가지로 하여, 도 7의 다층 배선 기판(201)을 얻었다.

실시예 및 비교예 1, 2의 다층 배선 기판의 스트립 라인에 대해, Network Analyzer(Agilent Technologies사제, 상품명)을 사용하여, 각 코어재의 스트립 라인의 전송 손실을 구했다.

또, 실시예 및 비교예 1, 2의 다층 배선 기판의 빗살 무늬 패턴(전식성 평가 패턴)에 대해, 온도 85℃, 상대 습도 85%의 항온항습조 내에서, 100V의 직류 전압을 인가하여, 500시간 후의 절연 저항을 측정함으로써, 전식성을 평가했다.

표 1에, 실시예 및 비교예 1, 2의 다층 배선 기판의 스트립 라인에 대해, 1∼3㎓의 주파수(Frequency)에서의 전송 손실을 측정한 결과를 나타낸다. 실시예의 스트립 라인의 전송 손실(Transmisson loss)은, 비교예 1의 스트립 라인에 비해 전송 손실이 낮아, 양호한 고주파 특성을 나타냈다. 또한, 실시예의 스트립 라인의 전송 손실은, 비교예 2의 스트립 라인에 비해 전송 손실은 약간 뒤떨어지는 정도이고, 한편, 실시예의 다층 배선 기판의 제조 비용은, 비교예 2에 비해 대폭으로 저감할 수 있어, 코스트 퍼포먼스가 뛰어난 결과를 얻었다.

표 2에, 실시예 및 비교예 1, 2의 다층 배선 기판의 전식성 평가 패턴에 대해, 온도 85℃, 상대 습도 85%의 항온항습조 내에서, 직류 100V의 전압을 인가하여, 500시간 후의 절연 저항을 측정한 결과를 나타낸다. 또, 절연 저항 측정은, Ultra Megohmmeter SM-8220(토아DKK 가부시키가이샤제, 상품명)을 사용하여, 인가 전압 100V, 인가 시간 60초로 했다. 또한, 실시예, 비교예 1, 2 모두, 측정한 전식성 평가 패턴의 N수는 5이며, 최대, 최소, 평균을 나타냈다. 이 결과, 실시예에서의 500시간 처리 후의 절연 저항의 변화율(저하율)은, 비교예 1, 2보다 현저히 작아, 열화가 적은 경향이 나타났다.

본 발명은, 다층 배선 기판, 특히 고주파 용도로 이용하는 다층 배선 기판에 적용할 수 있다.

1, 21...다층 배선 기판 2...그라운드 패턴
3...스트립 라인 또는 고주파 신호 라인 4...코어재
5...프리프레그 6...스트립 구조
9...절연층 14…스루홀
16...마이크로 스트립 구조

Claims

절연층, 상기 절연층의 한쪽에 배치되는 제 1 그라운드 패턴, 및, 상기 절연층의 다른쪽에 배치되는 스트립 라인을 갖는 코어재와,
상기 코어재의 상기 스트립 라인 상에 배치되는 프리프레그와,
상기 프리프레그 상에 배치되는 제 2 그라운드 패턴을 구비하며,
상기 코어재의 상기 절연층이 고주파 대응 기재를 포함하여 구성되고, 상기 프리프레그가 범용 기재를 포함하여 구성되며,
상기 스트립 라인의 저면의 표면 조도가 상기 스트립 라인의 표면의 표면 조도보다 크고, 상기 스트립 라인의 라인 폭과 두께의 비가 1대1∼15대1 사이의 어느 것이며, 상기 스트립 라인의 라인 폭이 30㎛∼500㎛이고 또 상기 스트립 라인의 두께가 3㎛∼30㎛인 다층 배선 기판.
청구항 1에 있어서,
상기 스트립 라인의 저면은, 상기 고주파 대응 기재를 포함하여 구성되는 상기 절연층측에 위치하는 다층 배선 기판.
청구항 1 또는 2에 있어서,
상기 스트립 라인이 상기 프리프레그측을 향해 볼록 형상인 다층 배선 기판.
청구항 1 또는 2에 있어서,
상기 스트립 라인의 저면과 상기 절연층의 접촉 면적은, 상기 스트립 라인의 표면과 상기 프리프레그의 접촉 면적과 동등 이상인 다층 배선 기판.
청구항 1 또는 2에 있어서,
상기 코어재와 상기 프리프레그의 두께 비가 1대4∼5대1 사이의 어느 것인 다층 배선 기판.
청구항 1 또는 2에 있어서,
상기 고주파 대응 기재는, 비유전율(比誘電率)이 4.00 미만이고, 또, 유전정접이 0.0100 미만의 기재인 다층 배선 기판.
청구항 1 또는 2에 있어서,
상기 범용 기재는, 경화 후의 비유전율이 4.20 이상이고, 또, 유전정접이 0.0130 이상이 되는 기재인 다층 배선 기판.
청구항 1 또는 2에 있어서,
상기 코어재, 상기 프리프레그 및 상기 제 2 그라운드 패턴을 관통하는 스루홀을 더 구비하는 다층 배선 기판.
삭제
삭제