WO2009119680A1 - プリント配線板及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
しかしながら、コア基板に形成されるスルーホールの微細化が難しいことに起因して、PKG基板の配線の高密度化が図れないといった問題がある。また、こうしたコア基板の存在により、PKG基板全体の厚みが増加し、上記のような薄型化・小型化の要求に応えられていないという問題もある。
(2)ビルドアップ層の周囲から所定の部分を除去し、ビルドアップ層と支持基板それぞれに金属箔が残るように、支持基板とビルドアップ層とを剥離させる工程
(3)ビルドアップ層に残された金属箔をエッチングし、BGAパッドを形成する工程
さらに、前記第1及び第2のプリント配線板においては、前記樹脂絶縁層の第1面上に積層され、第2導体回路形成用の第2凹部が第1面側に形成されるとともに、第2ビア導体用の第2開口部が形成された、少なくとも1層の第2樹脂絶縁層と;前記第2凹部に形成されている第2導体回路と;前記第2開口部に形成され、前記第2導体回路と、前記第1導体回路とを層間接続する第2ビア導体と;をさらに備え、前記第2導体回路の側面は、前記部品搭載用パッド側に向かって先細りの形状を有していることが好ましい。
また、前記第1導体回路のライン/スペース比は、前記第3導体回路のライン/スペース比よりも小さいことが好ましい。
図1Aは、本発明の第1実施形態に係るプリント配線板100と、前記プリント配線板100を構成する積層部20Lと、半田部材(半田バンプ)46Lと、ソルダレジスト30L等の位置関係を示す図である。
プリント配線板100は、(a)複数の絶縁層21Ljで形成された積層部20Lと、(b)積層部20Lを構成する樹脂絶縁層のうち、最外層の+Z方向側表面に形成されたパッド42Lと、(c)積層部20Lの-Z方向側表面上に形成されたソルダレジスト30Lとを備えている。
ここで、導体回路22L1の側面は、パッド42L側に向かってテーパしている。すなわち、下方(-Z方向)に向かうに連れて導体回路22L1の幅が広くなっており、図1Bに示すように、導体回路22L1のうち第1凹部の開口部分に相当する幅tが最も広くなっている。なお、このとき、導体回路22L1の+Z方向側の辺(上辺)は、弧状となっている。
さらに、最上層を構成する樹脂絶縁層21L1の直下に位置する樹脂絶縁層21L2及び、その樹脂絶縁層21L2の内部に形成されたビア導体24L1を介して導体回路22L1に接続される22L2に関しても上記と同様の構成を有する(図1A、図1B参照)。
プリント配線板100の製造に際しては、まず、支持部材SMを用意する(図2A参照)。支持部材SMは、絶縁部材10と、絶縁部材10の両面に形成されている導体層FU及びFLとからなる。導体層FU及びFLは、約数μmから数十μm程度の厚みの金属箔である。
また、支持部材SMとしては、市販されている両面銅張積層板や片面銅張積層板を使用することもできる。このような市販品としては、例えばMCL-E679 FGR(日立化成工業(株)社製)等が挙げられる。なお、支持部材SMとして金属板を使用することもできる。
また、樹脂絶縁層21U3及び21L3として感光性樹脂を使用した場合には、露光・現像を行い、上記と同様にして、ビア導体用開口部21UO3及び21LO3を形成すればよい。
ついで、無電解めっき膜26UP及び26LP上に、それぞれレジストパターンRU2及びRL2を形成する(図4D参照)。その後、レジストパターンを形成していない部分に電解めっき膜を形成し、ビア導体用開口部を電解めっきにより充填する。
図4Fには、21U5及び21L5が最外層となっている場合を示す。上記最外層に、レーザーを用いてビアホールを形成し、上記と同様に、めっきレジストによる被覆とレーザーによるパターニングを行った後に、グランドパターンとなる電極を形成する。その後、めっきレジストを除去し、パッド28U及び28Lを形成する。
この後、マスクを用いて露光・現像を行い、導体回路の一部を露出させる、開口部51UO及び51LOを、ソルダレジスト30U及び30Lにそれぞれ形成する(図5参照)。
なお、ソルダレジストに設けられる開口部は、ビア導体の表面及びそのビア導体と接続している導体回路(ビアランド)の一部を露出するように形成してもよい。この場合にも、ソルダレジストの開口部により露出された導体の部分がパッドとして機能する。
さらに、本願発明のように最外層の樹脂絶縁層の内部に埋め込まれる導体回路の上辺を弧状にすることで、そのような効果が一層得られやすくなる。
なお、片面に導体層が形成されている支持部材を用いて、上述した手順に従い、ビルドアップ部を支持部材の片面に形成し、多層プリント配線板を製造することもできる。
次に、本願発明の第2実施形態を図7Aに示す。
図7Aにおいては、プリント配線板100Aは、(a’)複数の絶縁層21Aj(j=1~5)で形成された積層部20Aと、(b’)電子部品搭載用のパッド42Aと、(c’)積層部20Aの-Z方向側表面上に形成されたソルダレジスト30Aと、(d’)積層部20Aの+Z方向側表面上に形成されたソルダレジスト30Bとを備えている。なお、ソルダレジスト30A及び30Bは省略されていてもよい。
また、上記パッド42Aは、積層部20Aの最外の樹脂絶縁層21A1の第2面(+Z方向側表面)側に設けられた第2凹部の内部に設けられている。そして、このパッド42A上には保護膜が形成されている。この保護膜の表面は、樹脂絶縁層21A1の第2面と略同一平面上に位置する(図7B参照)。
なお、クロムに代えて、支持部材10Aを構成する金属をエッチングするエッチング液によってエッチングされるが、エッチング速度が著しく遅い金属を使用してもよい。
また、金属層P1として、Au-Niの複合層を形成することとしてもよい。こうした金属層P1は、後述する部品実装用のパッドの酸化を抑制する保護膜として機能するとともに、半田の濡れ性を高める効果を有するものである。
引き続き、部品実装用パッド42Aの上に半田部材(半田バンプ)50Aを形成し(図9D参照)、プリント配線板100Aを製造する(図10参照)。
すなわち、第2実施形態の多層プリント配線板100Aは、パッド42Aが最外の樹脂絶縁層21A1の内部に形成されている。さらに、パッド42Aの表面には保護膜が形成されており、この保護膜と最外の樹脂絶縁層21A1とで構成される表面は略平面である。このため、ソルダレジスト30Bを形成しない場合には、アンダーフィル樹脂の充填性を向上させることができる。さらに、保護膜と最外の樹脂絶縁層21A1とで構成される表面は略平面であるため、半田部材の高さを統一させることが容易となり、電子部品の実装性が向上する。
ここで、樹脂絶縁層21A3は、導体回路22A2と樹脂絶縁層21A2とで構成される略平面上にそれぞれ形成されているため、平坦で厚みも均一なものとなる。その結果、特性インピーダンスを効果的に整合でき、信号の伝搬を安定化させることが容易となる。
(1)母材BS
支持部材SMとして、厚み0.4mmのガラスエポキシ板の両面に、厚み18μmの銅箔FU及びFLが張られている両面銅張積層板(SM)(商品番号:MCL-E679 FGR 日立化成株式会社製)を使用した(図2A参照)。
次に、銅箔と両面銅張積層板とが各端部から20mm内側の位置で接合されるように、超音波接合装置のホーンをセットし、下記の条件で銅張積層板と銅箔を接合した(図2B参照)。
ホーンの振動数:f=28kHz/sec
ホーンの銅箔に対する圧力:p=約0~12kgf
ホーンの銅箔に対する送り速度:v=約10mm/sec
固定部分は、金属箔の端部からその中心部に向かって20mm内側の位置とし、両者の固定幅は、2mmの幅とした。
(2-1)埋め込み配線の形成
以上のようにして製造した母材BSの両面に、ビルドアップ配線用層間フィルム(ABFシリーズ、味の素ファインテクノ株式会社製)を貼り付け、約170℃で180分間熱硬化し、樹脂絶縁層(最上層の樹脂絶縁層)を形成した(図3A参照)。
次いで、炭酸ガスレーザーを用いて、波長10.4μm、ビーム径4.0mm、シングルモード、パルス幅8.0μ秒、1~3ショットの条件で、ビア導体用の開口部を形成した(図3B参照)。
次に、ビルドアップ配線用層間フィルム(ABFシリーズ、味の素ファインテクノ株式会社製)を、この上に貼り付け、約170℃で180分間熱硬化し、樹脂絶縁層21U3を形成した(図4A参照)。
そして、炭酸ガスレーザーを用いて、波長10.4μm、ビーム径4.0mm、シングルモード、パルス幅8.0μ秒、1ショットの条件で、ビア導体用の開口部を形成した(図4B参照)。
そして、樹脂絶縁層の形成から、導体回路及びビア導体の形成までの工程を2回繰り返し、積層体BU2及びBL2を形成した(図4F参照)。
その状態で、塩化第二銅を主成分とするエッチング液を用いてエッチングし、エッチングレジストが形成されていない部分の銅箔を除去することでパッド42Lを形成した。
この実施例1では、最外層の導体回路の側面が傾斜していて、そのエッジ部分が緩やかな鈍角となっていた。このため、半田バンプを介してプリント配線板上に実装された半導体素子が、例えば、発熱し、これに伴って最外層の樹脂絶縁層に生じた内部応力が導体回路のエッジ部分に集中するとしても、その内部応力は緩やかなエッジ部分により緩和された。その結果、導体回路のエッジ部分を基点として、樹脂絶縁層にクラックが生じることが効果的に抑制された。
ここでは、第2実施形態に記載のプリント配線板100A(図10参照)を製造した。
すなわち、絶縁部材10A上に先にパッド42Aを形成し(図8A~8D参照)、その後、支持部材上に第1実施形態と同様の手順でビルドアップ部及びソルダレジストを形成した。
導体回路用の第1凹部、及びビア導体用の開口部をインプリントにより形成することとした以外は、実施例1と同様にして、プリント配線板100Aを製造した。
Claims (15)
- 第1面側に設けられた第1導体回路用の第1凹部と、第1ビア導体用の第1開口部とを有する樹脂絶縁層と;
前記第1凹部に形成されている第1導体回路と;
前記樹脂絶縁層において前記第1面と反対側に位置する第2面上に形成されていて、電子部品を搭載するための部品搭載用パッドと;
前記開口部に形成されており、前記部品搭載用パッドと前記第1導体回路とを接続する第1ビア導体と;を備えるプリント配線板であって、
前記第1導体回路の側面は、前記部品搭載用パッド側に向かって先細りの形状を有していることを特徴とするプリント配線板。 - 第1面側に設けられた第1導体回路用の第1凹部と、前記第1面と反対側に位置する第2面側に設けられた部品搭載用パッド用のパッド形成凹部と、第1ビア導体用の第1開口部とを有する樹脂絶縁層と;
前記第1凹部に形成されている第1導体回路と;
前記パッド形成凹部に形成されている部品搭載用パッドと;
前記開口部に形成されており、前記部品搭載用パッドと前記第1導体回路とを接続する第1ビア導体と;を備えるプリント配線板であって、
前記第1導体回路の側面は、前記部品搭載用パッド側に向かって先細りの形状を有していることを特徴とするプリント配線板。 - 前記パッドの表面には保護膜が形成されていることを特徴とする、請求項2に記載のプリント配線板。
- 前記保護膜は前記樹脂絶縁層の第2面と略同一平面上に位置する表面を有することを特徴とする、請求項3に記載のプリント配線板。
- 前記第1導体回路の上辺が弧状をなしていることを特徴とする、請求項1又は2に記載のプリント配線板。
- 前記第1導体回路の表面は、前記樹脂絶縁層の第1面と略同一平面上に位置する、請求項1又は2に記載のプリント配線板。
- 前記樹脂絶縁層の第1面上に積層され、第2導体回路形成用の第2凹部が第1面側に形成されるとともに、第2ビア導体用の第2開口部が形成された、少なくとも1層の第2樹脂絶縁層と;
前記第2凹部に形成されている第2導体回路と;
前記第2開口部に形成され、前記第2導体回路と、前記第1導体回路とを層間接続する第2ビア導体と;をさらに備え、
前記第2導体回路の側面は、前記部品搭載用パッド側に向かって先細りの形状を有していることを特徴とする、請求項1又は2に記載のプリント配線板。 - 前記第2樹脂絶縁層の第1面上に積層され、第3ビア導体用の第3開口部が形成された第3樹脂絶縁層と;
前記第3樹脂絶縁層の第1面上に形成された第3導体回路と;
前記第3開口部に形成され、前記第3導体回路と、前記第2導体回路とを層間接続する第3ビア導体と;をさらに備える、請求項7に記載のプリント配線板。 - 前記第1導体回路のライン/スペース比は、前記第3導体回路のライン/スペース比よりも小さいことを特徴とする、請求項8に記載のプリント配線板。
- 前記第1凹部及び前記第1開口部を形成する前記樹脂絶縁層の表面は粗化されていることを特徴とする、請求項1~9のいずれかに記載のプリント配線板。
- 最外の樹脂絶縁層である、第1樹脂絶縁層の第2面側に、電子部品搭載用パッドとなる導体部を形成する工程と;
前記第1樹脂絶縁層を貫通する第1ビア導体用の第1開口部を形成するとともに、前記第1樹脂絶縁層の第1面側に第1導体回路用の第1凹部を形成する工程と;
前記導体部に向かって先細りの形状を有する側面を有する第1導体回路を、その表面が前記第1樹脂絶縁層の第1面と略同一平面上に露出するように前記第1凹部内に形成する工程と;
前記第1開口部に、前記第1導体回路と前記導体部とを電気的に接続する第1ビア導体を形成する工程と;
を有するプリント配線板の製造方法。 - 前記第1凹部及び前記第1開口部がレーザーによって形成される工程をさらに有することを特徴とする、請求項11に記載のプリント配線板の製造方法。
- 前記第1凹部及び前記第1開口部をレーザーによって形成する工程において、前記第1凹部はエキシマレーザーによって形成され、前記第1開口部は炭酸ガスレーザーによって形成されることを特徴とする、請求項12に記載のプリント配線板の製造方法。
- 前記第1樹脂絶縁層の第1面に、少なくとも1層の第2樹脂絶縁層を積層する工程と;
前記第2樹脂絶縁層を貫通する第2ビア導体用の第2開口部を形成するとともに、前記第2樹脂絶縁層の第1面側に第2導体回路用の第2凹部を形成する工程と;
前記導体部に向かって先細りの形状を有する側面を有する第2導体回路を、その表面が前記第2樹脂絶縁層の第1面と略同一平面上に露出するように、前記第2凹部内に形成する工程と;
前記第2開口部に、前記第1導体回路と前記第2導体回路とを電気的に接続する第2ビア導体を形成する工程と;
をさらに備えることを特徴とする、請求項11に記載のプリント配線板の製造方法。 - 前記第2樹脂絶縁層の第1面に、少なくとも1層の第3樹脂絶縁層を積層する工程と;
前記第3樹脂絶縁層を貫通する第3ビア導体用の第3開口部を形成する工程と;
前記第3樹脂絶縁層の第1面上に第3導体回路を形成する工程と;
前記第3開口部に、前記第3導体回路と前記第2導体回路とを層間接続する第3ビア導体を形成する工程と;
をさらに備えることを特徴とする、請求項14に記載のプリント配線板の製造方法。
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