KR102104185B1 - 다층 배선판 및 그의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

표층 회로 및 내층 회로가 형성된 표층 회로 기판과, 내층 회로가 형성된 내층 회로 기판과, 상기 표층 회로 기판 또는 상기 내층 회로 기판을 관통하며, 상기 표층 회로와 내층 회로 또는 내층 회로끼리를 접속하는 비관통 비아와, 전체 판 두께 방향을 관통하는 관통 스루홀을 갖고, 상기 비관통 비아에 대응하는 판 두께 방향의 위치의 내층 회로 기판에, 내층 회로가 배치되는 다층 배선판 및 그의 제조 방법.

Description

다층 배선판 및 그의 제조 방법
본 발명은 다층 배선판에 관한 것이고, 특히 배선의 자유도가 높아지고, 배선 수용성이 높은, 고주파에 대응이 가능한 다층 배선판이다.
근년 전자 기기의 고기능화에 수반하여, 고주파 대응이나 배선의 수용량 향상이 요구되고 있다. 이와 같은 요구에 대하여 다층 배선판에서는, 고주파 대응 기재의 채용이나 고다층화로 대응하는 것이 일반적이다.
다층 배선판의 제조 방법으로는, 내층 회로를 갖는 복수의 회로 기판을 적층하고, 최외층인 표층 구리박의 불필요한 부분을 에칭 제거하여 형성하는 방법과, 필요한 부분에 구리 도금하여 형성하는 방법 등이 있다.
또한, 복수의 회로 기판을 적층 접착하는 방법으로서는, 복수의 회로 기판과 절연층이 되는 프리프레그 등을 위치 정렬핀을 사용하여 교대로 겹쳐, 가열, 가압하여 적층하는 핀 라미네이션법과, 내층 회로를 형성한 회로 기판 상에 접착제 부착 구리박을 겹쳐 적층 일체화한 후, 구리박의 불필요한 부분을 에칭 제거하여 회로 형성을 행하고, 이것을 반복하는 빌드업법이 있다.
또한, 내층의 배선을 접속하는 방법으로서는, 관통 구멍을 뚫어 스루홀로서 접속하는 방법, 비관통 구멍을 뚫어 비관통 비아로서 접속하는 방법(특허문헌 1)이 있다.
일본 특허 공고 평09-162550호 공보
그런데, 근년 전자 기기의 고속화가 진행되어, 배선판 내를 흐르는 전기 신호는 단시간에 보다 많은 정보를 전달하기 위해서, 주파수가 점점 높아지고 있다. 고주파 대응의 배선판 설계에서는, 도체 손실과 유전 손실을 고려할 필요가 있으며, 도체 손실을 저감시키기 위해서는 신호선의 도체를 굵게 하는 것이 유효하고, 유전 손실을 저감시키기 위해서는 사용하는 기재나 프리프레그 등 신호선 주위에 배치되는 재료의 비유전율이나 유전 정접을 낮추는 것이 유효하지만, 고밀도화한 배선판에서는, 대응할 수 있는 신호선의 도체폭에 제한이 있다.
또한, 고속화에 대한 요구에 더하여 배선판의 신호 배선 증가에 대한 대응도 필요해지고 있다. 신호 배선의 증가 대응에는 배선층을 나누어 다층화하는 방법을 생각할 수 있지만, 판 두께의 제한이 있어 고다층화는 곤란한 케이스가 많다.
또한, 관통 구멍에 의한 스루홀을 사용하여 판 두께 방향의 접속을 형성하는 방법에서는, 관통 구멍을 뚫기 위해서, 관통 구멍과 접속시키는 배선층 이외의 다른 층에서는 관통 구멍을 피해서 배선할 필요가 있다. 이 때문에, 배선의 수용량을 확보하기 위해 다층화함으로써, 판 두께의 제한을 초과해버리는 문제가 있다. 또한, 다층화함으로써 두꺼운 판 두께가 되어, 관통 구멍의 구멍 위치 정밀도나 도금성이 저하되는 등, 드릴 직경의 축소화가 필요한 협소 피치에는 대응할 수 없는 문제가 있다. 또한, 관통 구멍이 많은 기판에서는, 배선폭이나 배선 거리도 제한되는 점에서, 특히 고속 신호가 필요한 고주파 대응 배선에서는, 배선의 설계 자유도도 적어져, 충분한 전기 특성을 얻을 수 없는 경우가 있다.
본 발명은 배선의 자유도가 높아지고, 배선 수용성이 높은, 고주파에 대응할 수 있는 다층 배선판을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 이하에 관한 것이다.
(1) 표층 회로 및 내층 회로가 형성된 표층 회로 기판과, 내층 회로가 형성된 내층 회로 기판과, 상기 표층 회로 기판 또는 상기 내층 회로 기판을 관통하며, 상기 표층 회로와 내층 회로 또는 내층 회로끼리를 접속하는 비관통 비아와, 전체 판 두께 방향을 관통하는 관통 스루홀을 갖고, 상기 비관통 비아에 대응하는 판 두께 방향의 위치의 내층 회로 기판에, 내층 회로가 배치되는 다층 배선판.
(2) 상기 비관통 비아에 접속하는 내층 회로와, 상기 비관통 비아에 대응하는 판 두께 방향의 위치의 내층 회로 기판에 배치된 내층 회로가, 다른 배선폭을 갖는 항 1에 기재된 다층 배선판.
(3) 상기 내층 회로의 적어도 일부가 절연 피복 와이어로 형성되는 항 1 또는 2에 기재된 다층 배선판.
(4) 항 1 내지 3 중 어느 1항의 다층 배선판의 제조 방법으로서, 표층 회로 및 내층 회로가 형성된 표층 회로 기판과, 내층 회로가 형성된 내층 회로 기판과, 상기 표층 회로 기판 또는 상기 내층 회로 기판을 관통하며, 상기 표층 회로와 내층 회로 또는 내층 회로끼리를 접속하는 비관통 비아를 갖고, 상기 비관통 비아에 대응하는 판 두께 방향의 위치의 내층 회로 기판에, 내층 회로가 배치되는 유닛 기판 A 및 C를 형성함과 함께, 내층 회로가 형성된 내층 회로 기판을 갖고, 상기 비관통 비아에 대응하는 판 두께 방향의 위치의 내층 회로 기판에, 내층 회로가 배치되는 유닛 기판 B를 형성하는 공정 (a)와, 상기 유닛 기판 A, B, C를, 이 순서로 판 두께 방향으로 적층하는 공정 (b)를 갖는 다층 배선판의 제조 방법.
본 발명에 따르면, 막힌 구멍과 관통 구멍을 가짐으로써, 배선의 자유도가 높아지고, 배선 수용성이 높은, 고주파에 대응할 수 있는 다층 배선판을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태의 다층 배선판의 개략 단면도를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시 형태의 다층 배선판의 제조 공정의 개요를 나타낸다.
(다층 배선판)
본 발명의 다층 배선판의 일 실시 형태를, 도 1을 사용하여 설명한다. 본 실시 형태의 다층 배선판은, 먼저, 표층 회로(12) 및 내층 회로(2)가 형성된 표층 회로 기판(1a)을 갖고 있다. 표층 회로(12)는 다층 배선판으로서의 최표층에 배치되는 회로이며, 표면 회로 기판(1a)은 다층 배선판으로서의 최표층에 배치되는 회로 기판이다. 표면 회로 기판(1a)은, 양면 동장 적층판의 양면 구리박에 대하여 회로 가공하여 얻어지는, 절연층(기재(18))의 양면에 회로를 형성한 회로 기판이다. 이 때문에, 한쪽 면에 표층 회로(12)를 가짐과 함께, 다른 쪽 면에는 내층 회로(2)를 갖고 있다.
본 실시 형태의 다층 배선판은, 내층 회로가 형성된 내층 회로 기판을 갖고 있다. 내층 회로 기판이란, 다층 배선판으로서의 내층에 배치되는 회로 기판이다. 내층 회로 기판은, 양면 동장 적층판의 양면 구리박에 대하여 회로 가공하여 얻어지는, 절연층의 양면에 회로를 형성한 회로 기판이다. 이 때문에, 양면에 내층 회로를 갖고 있다.
본 실시 형태의 다층 배선판은, 표층 회로 기판 또는 상기 내층 회로 기판을 관통하며, 표층 회로와 내층 회로 또는 내층 회로끼리를 접속하는 비관통 비아를 갖고 있다. 즉, 도 1에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태의 다층 배선판은, 비관통 비아로서, 표층 회로 기판(1a)만을 관통하며, 표층 회로(12)와 그 이면의 내층 회로(2)만을 접속하는 SVH(surface via hole)(7), 표층 회로 기판(1a)과 내층 회로 기판(1b)의 양쪽을 관통하며, 표층 회로(12)와 그 이면의 내층 회로(2)보다도 내층에 위치하는 내층 회로(3, 4, 5)를 접속하는 IVH(interstitial via hole)(8)를 갖고 있다. 도 1에서는 도시하지 않지만, 내층 회로 기판(1b)만을 관통하며, 내층 회로(2, 3, 4, 5)끼리만을 접속하는 BVH(blind via hole)를 가져도 된다. 내층 회로(2, 3, 4, 5)끼리를 접속하는 BVH에는, 또한 동일한 내층 회로 기판(1b)의 표리 내층 회로를 접속하는 것, 당해 내층 회로 기판(1b)의 내층 회로와, 다른 내층 회로 기판(1b)의 내층 회로를 접속하는 것이 있다.
비관통 비아는 비관통의 층간 접속 구멍을 말하며, 다른 배선층의 회로를 전기적으로 접속하는 것이다. 비관통 구멍을 레이저 가공, 드릴 가공 등에 의해 형성한 후, 도금 등에 의해 도전성을 부여함으로써 형성할 수 있다.
본 실시 형태의 다층 배선판은, 전체 판 두께 방향을 관통하는 관통 스루홀을 갖고 있다. 관통 스루홀은 전체 판 두께 방향을 관통한 층간 접속 구멍을 말하며, 다른 배선층의 회로를 전기적으로 접속하는 것이다. 관통 구멍을 레이저 가공, 드릴 가공 등에 의해 형성한 후, 도금 등에 의해 도전성을 부여함으로써 형성할 수 있다.
본 실시 형태의 다층 배선판은, 상기 비관통 비아에 대응하는 판 두께 방향의 위치의 내층 회로 기판에, 내층 회로가 배치된다. 비관통 비아에 대응하는 판 두께 방향의 위치란, 비관통 비아 대신에 관통 스루홀을 형성했다고 하면, 관통 스루홀이 형성되는 위치를 말한다. 본 실시 형태의 다층 배선판은, 이 위치를 포함하도록, 비관통 비아가 형성된 내층 회로 기판 이외의 내층 회로 기판에 내층 회로가 배치된다.
(작용 효과)
본 실시 형태의 다층 배선판에 의하면, 내층 회로는, 비관통 비아의 대응하는 판 두께 방향의 내층 회로 기판 상에도 배치되기 때문에, 관통 스루홀을 사용하여 층간 접속을 형성하는 경우에는 회로를 배치할 수 없었던 내층 회로 기판의 영역에도 내층 회로를 배치할 수 있으므로, 배선 수용량을 향상시킬 수 있다. 이에 의해, 배선의 자유도가 높아지고, 배선폭이나 배선 거리의 제한도 작아지는 점에서, 특히 고속 신호가 필요한 고주파 대응 배선에서는, 배선의 설계 자유도가 커져서, 충분한 전기 특성을 얻을 수 있게 된다. 따라서, 배선의 자유도가 높아지고, 배선 수용성이 높은, 고주파에 대응할 수 있는 다층 배선판을 제공하는 것이 가능해진다.
(변형예 1)
비관통 비아에 접속하는 내층 회로와, 비관통 비아에 대응하는 판 두께 방향의 위치의 내층 회로 기판에 배치된 내층 회로가, 다른 배선폭을 가져도 된다. 예를 들어, 도 1에 도시한 바와 같이, SVH(7)와 접속된 내층 회로(2)의 배선폭보다도, SVH(7)에 대응하는 위치의 보다 내층측에 배치된 내층 회로(3)는, 배선폭이 넓은 신호선이지만, 이렇게 배선폭을 굵게 하면, 고주파에 대응할 수 있다. 한편, 예를 들어 도 1에 도시한 바와 같이, SVH(7)와 접속된 내층 회로(2)의 배선폭보다도, SVH(7)에 대응하는 위치의 보다 내층측에 배치된 내층 회로(4)는, 배선폭이 좁은 신호선이지만, 이렇게 배선폭을 가늘게 하면, 고밀도화에 대응할 수 있어, 배선의 고수용화가 도모된다. 이에 의해, 배선 수용성이 높은, 고주파에 대응할 수 있는 다층 배선판을 제공할 수 있다.
(변형예 2)
내층 회로의 적어도 일부가 절연 피복 와이어(도시하지 않음)로 형성되어도 된다. 내층 회로를 절연 피복 와이어로 형성함으로써, 동일한 배선층에서 절연 피복 와이어를 교차시킴으로써 다층 배선할 수 있으므로, 배선 수용량이 더욱 향상된다.
(다층 배선판의 제조 방법)
본 발명의 다층 배선판의 제조 방법의 일 실시 형태를, 도 2를 사용하여 설명한다. 본 실시 형태의 다층 배선판의 제조 방법은, 먼저 도 2의 (a)에 나타내는 바와 같이, 표층 회로(12) 및 내층 회로(2)가 형성된 표층 회로 기판(1a)과, 내층 회로(3, 4, 5)가 형성된 내층 회로 기판(1b)과, 표층 회로 기판(1a) 또는 내층 회로 기판(1b)을 관통하며, 표층 회로(12)와 내층 회로(2) 또는 내층 회로(3, 4, 5)끼리를 접속하는 비관통 비아(7, 8)를 갖고, 상기 비관통 비아(7, 8)에 대응하는 판 두께 방향의 위치의 내층 회로 기판(1b)에, 내층 회로(3)가 배치되는 유닛 기판 A15 및 C17을 형성함과 함께, 내층 회로(4, 5)가 형성된 내층 회로 기판(1b)을 갖고, 상기 비관통 비아(7, 8)에 대응하는 판 두께 방향의 위치의 내층 회로 기판(1b)에, 내층 회로(4, 5)가 배치되는 유닛 기판 B16을 형성하는 공정 (a)를 갖고 있다.
이어서, 공정 (a)에서 제작한 유닛 기판 A, B, C를, 이 순서로 판 두께 방향으로 적층하는 공정 (b)를 갖고 있다.
이어서, 도시하지 않지만, 적층 후의 다층 배선판의 전체 판 두께 방향을 관통하는 관통 구멍을 형성하고, 스루홀 도금을 행하여 관통 스루홀을 형성한 후, 관통 스루홀 내에 구멍 매립 수지를 충전하고, 관통 스루홀의 입구에 덮개 도금을 행하고, 이 덮개 도금을 포함하는 다층 배선판의 표층의 구리 도금에 대하여 회로 가공을 행하여, 표층 회로를 형성하는 공정을 갖고 있다.
(작용 효과)
본 실시 형태의 다층 배선판의 제조 방법에 의하면, 비관통 비아나 관통 스루홀을 갖는 유닛 기판 A, B, C로 나누어 유닛화하고, 이들을 적층하여 일체화하므로, 적층 일체화 후의 다층 배선판에는, SVH, IVH, BVH라는 각종 비관통 비아를 원하는 위치에 설치할 수 있다. 이 때문에, 관통 스루홀을 사용하여 층간 접속을 형성하는 경우에는 회로를 배치할 수 없었던 내층 회로 기판의 영역에도 내층 회로를 배치할 수 있으므로, 배선 수용량을 향상시킬 수 있다. 이에 의해, 배선의 자유도가 높아지고, 배선폭이나 배선 거리의 제한도 작아지는 점에서, 특히 고속 신호가 필요한 고주파 대응 배선에서는, 배선의 설계 자유도가 커지고, 충분한 전기 특성을 얻어지게 된다. 따라서, 배선의 자유도가 높아지고, 배선 수용성이 높은, 고주파에 대응할 수 있는 다층 배선판을 제공하는 것이 가능해진다.
실시예
도 1, 도 2는, 본 발명의 다층 배선판을 유닛화하여 제작한 일례이다. 도 1에 도시한 바와 같이, SVH(7)에 대응하는 판 두께 방향의 위치에도 내층 회로(3, 4, 5)를 배치하여 배선 수용량을 향상시키고, 또한 다른 배선폭으로 한 점에서, 굵은 배선폭으로 고속 신호에 대응시키고, 가는 배선폭으로 배선 수용량을 향상시켰다. 도 2의 (a)에 나타내는 바와 같이, 유닛 기판 A15, C17은, 다층화한 후에 SVH(7)와 IVH(8)를 직경 0.25mm의 드릴로 구멍을 뚫어, 구리 도금(11)(무전해 구리 도금, 두께 30㎛)을 형성한 후에 불필요한 부분을 에칭 제거한 기판이다. 도 2의 (b)에 나타내는 바와 같이, 별도로 다층화까지 제작한 유닛 기판 B16과 적층 일체화한 후, 직경 0.25mm의 드릴로 관통 구멍(9)을 뚫어, 구리 도금(11)(무전해 구리 도금, 두께 30㎛)을 형성한 후에 불필요한 부분을 에칭 제거하고, 관통 스루홀(9)의 구멍 내를 구멍 매립 수지(10)로 구멍 매립한 후에, 구리 도금(11)(무전해 구리 도금, 두께 30㎛)으로 덮개 도금(11)을 형성한 후에 불필요한 부분을 에칭 제거하고, 도 1의 다층 배선판을 형성하였다.
이상과 같이 하여, SVH를 가지고, SVH에 대응하는 판 두께 방향의 위치에 내층 회로를 배치함으로써, 배선의 자유도가 높고 배선 수용성이 높은, 고주파에 대응할 수 있는 다층 배선판이 얻어졌다.
1… 회로 형성한 동장 적층판 또는 회로 기판
1a… 표층 회로 기판
1b… 내층 회로 기판
2… (SVH와 접속된) 내층 회로
3… (SVH에 대응하는 위치에 배치된) 내층 회로: 배선폭이 넓은 신호선
4… (SVH에 대응하는 위치에 배치된) 내층 회로: 배선폭이 좁은 신호선
5… (SVH에 대응하는 위치에 배치된) 내층 회로: 그라운드
6… 다층화 접착 프리프레그 또는 프리프레그층
7… 비관통 비아 또는 SVH: 표층만을 관통하며, 표면 회로와 바로 아래의 내층 회로만을 접속
8… 비관통 비아 또는 IVH: 표층 회로와 바로 아래 이외의 내층 회로와의 접속 있음
9… 관통 구멍 또는 관통 스루홀
10… 구멍 매립 수지
11… 덮개 도금 또는 구리 도금
12… 표층 회로
15… 유닛 기판 A
16… 유닛 기판 B
17… 유닛 기판 C
18… 기재 또는 절연층

Claims (5)

  1. 표층 회로 및 내층 회로가 형성된 표층 회로 기판과, 내층 회로가 형성된 내층 회로 기판과, 상기 표층 회로 기판 및 상기 내층 회로 기판을 관통하며, 상기 표층 회로와 내층 회로 또는 내층 회로끼리를 접속하는 비관통 비아와, 전체 판 두께 방향을 관통하는 관통 스루홀을 갖고,
    상기 비관통 비아에 대응하는 판 두께 방향의 위치의 내층 회로 기판에, 내층 회로가 배치되고,
    상기 비관통 비아에 접속하는 내층 회로와, 상기 비관통 비아에 대응하는 판 두께 방향의 위치의 내층 회로 기판에 배치된 내층 회로가, 다른 배선폭을 가지고 있으며,
    상기 비관통 비아에 접속하는 내층 회로의 배선폭보다 좁은 배선폭을 갖는 상기 비관통비아에 대응하는 판 두께 방향의 위치의 내층 회로 기판에 배치된 내층회로와 상기 비관통 비아에 접속하는 내층 회로의 배선폭보다 넓은 배선폭을 갖는 상기 비관통비아에 대응하는 판 두께 방향의 위치의 내층 회로 기판에 배치된 내층회로를 가지는 다층 배선판.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 내층 회로의 적어도 일부가 절연 피복 와이어로 형성되는 다층 배선판.
  4. 제1항에 기재된 다층 배선판의 제조 방법으로서,
    표층 회로 및 내층 회로가 형성된 표층 회로 기판과, 내층 회로가 형성된 내층 회로 기판과, 상기 표층 회로 기판 및 상기 내층 회로 기판을 관통하며, 상기 표층 회로와 내층 회로 또는 내층 회로끼리를 접속하는 비관통 비아를 갖고, 상기 비관통 비아에 대응하는 판 두께 방향의 위치의 내층 회로 기판에, 내층 회로가 배치되는 유닛 기판 A 및 C를 형성함과 함께, 내층 회로가 형성된 내층 회로 기판을 갖고, 상기 비관통 비아에 대응하는 판 두께 방향의 위치의 내층 회로 기판에, 내층 회로가 배치되는 유닛 기판 B를 형성하는 공정 (a)와,
    상기 유닛 기판 A, B, C를, 이 순서로 판 두께 방향으로 적층하는 공정 (b)
    를 갖는 다층 배선판의 제조 방법.
  5. 제3항에 기재된 다층 배선판의 제조 방법으로서,
    표층 회로 및 내층 회로가 형성된 표층 회로 기판과, 내층 회로가 형성된 내층 회로 기판과, 상기 표층 회로 기판 및 상기 내층 회로 기판을 관통하며, 상기 표층 회로와 내층 회로 또는 내층 회로끼리를 접속하는 비관통 비아를 갖고, 상기 비관통 비아에 대응하는 판 두께 방향의 위치의 내층 회로 기판에, 내층 회로가 배치되는 유닛 기판 A 및 C를 형성함과 함께, 내층 회로가 형성된 내층 회로 기판을 갖고, 상기 비관통 비아에 대응하는 판 두께 방향의 위치의 내층 회로 기판에, 내층 회로가 배치되는 유닛 기판 B를 형성하는 공정 (a)와,
    상기 유닛 기판 A, B, C를, 이 순서로 판 두께 방향으로 적층하는 공정 (b)
    를 갖는 다층 배선판의 제조 방법.
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