JP2009016806A - 埋め込みパターン基板及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】同一の絶縁厚みを有する露出パターン基板に比して向上した剛性を有することができ、従来の厚い基板を対象としたロール移送装備を用いるために、装備から要求される所定厚みをキャリア−絶縁層の結合体を使用することにより満足させることができる埋め込みパターン基板を提供する。
【解決手段】本発明に係る埋め込みパターン基板は、絶縁板と、絶縁板の一面に埋め込まれ形成される第１パターンと、第１パターンから所定の絶縁厚みで離隔され、絶縁板の他面に埋め込まれ形成される第２パターンと、第１パターン及び第２パターンとを電気的に接続させるビアと、を備えることを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は埋め込みパターン基板に関する。

近年ますます電子機器は高性能化及び小型化され、これに伴って半導体チップの端子数は著しく増加し、これにより信号伝達速度を向上させるためにフリップチップボールグリッドアレイ（ＦＣ−ＢＧＡ：flip chip ball grid array）パッケージに用いられるコア基板の厚みが薄くなってきている。コア基板の薄い厚みは、ループインダクタンス（loop inductance）を小くさせ、ループインダクタンスが小さくなると、信号伝達速度が向上できる。従来には銅薄積層板（copper clad laminate、以下、'ＣＣＬ'という）から形成されたコア基板などを使用した。一方、薄くなったコア基板は、パッケージ製造過程で行われるリフロー工程などで熱膨張係数（ＣＴＥ： coefficient of thermal expansion、 ）の差から誘発される変形を防止できないという限界がある。また、薄い基板を製造する工程にてロール（roll）を用いる移送工程を採用する場合、薄い基板が反ってロールに基板が巻き込まれる現象が発生するおそれがある。

前述した従来技術の問題点に鑑み、本発明は、絶縁層の両面にパターンを埋め込むことにより、所定の絶縁厚みを維持しながらも高い剛性を有する基板を提供することを目的とする。また、本発明の他の目的は、キャリア−絶縁板の結合体の状態で移送工程を行うことにより、従来のロール移送装備を用いた移送工程から要求される所定厚みを満足させる基板製造方法を提供することにある。

本発明の一実施形態によれば、絶縁板と、絶縁板の一面に埋め込まれ形成される第１パターンと、所定の絶縁厚みを隔てて絶縁板の他面に埋め込まれ形成される第２パターンと、第１パターンと第２パターンとを電気的に接続させるビアと、を備える埋め込みパターン基板が提供される。

絶縁厚みは２０μｍ以上〜４０μｍ以下の値を有し、第１パターン及び第２パターンが絶縁板に埋め込まれる深さは５μｍ以上〜４０μｍ以下である。

第１パターン及び第２パターンが絶縁板に埋め込まれる深さが１０μｍ以下である場合、絶縁厚みは１０μｍ以上であることがよい。

第１パターン及び第２パターンが絶縁板に埋め込まれる深さが１０μｍを超過する場合、絶縁厚みは２０μｍ以上であることがよい。

また、本発明の他の実施形態によれば、第１キャリアの一面に第１パターンを、第２キャリアの一面に第２パターンを形成する段階と、第１パターン及び第２パターンが絶縁板に埋め込まれるように、第１キャリア及び第２キャリアを絶縁板に圧着してキャリア−絶縁板の結合体を形成する段階と、ロールを用いてキャリア−絶縁板の結合体を移送する段階と、第１キャリア及び第２キャリアを除去する段階と、を含む埋め込みパターン基板の製造方法において、キャリア−絶縁板の結合体の厚みは４００μｍ以上〜８００μｍ以下であることを特徴とする埋め込みパターン基板の製造方法が提供される。

本実施例によれば、埋め込みパターン基板の剛性は同じ絶縁厚みを有する露出パターン基板の剛性より大きい。従って、後続するパッケージ製造工程での変形を防止できる強度を具備しながらも、薄い厚みの基板を形成することができる。従って、従来のＣＣＬなどを使用したコア基板構造を省略できるパッケージの製造が可能である。

一方、埋め込みパターン基板の製造過程に含まれる移送工程は、ロールを用いて行うことができる。既存の厚い基板を対象としたロール移送装備を用いて厚みが薄い基板などを移送すると、ロールに移送体が巻き込まれて損傷される恐れがあるため、移送体に所定厚み以上を有することが要求される。

本発明の一実施例によれば、キャリアを絶縁板に付着したキャリア−絶縁板の結合体状態で移送工程を行うことにより損傷を防止できるようになる。一例として、キャリア−絶縁板の結合体の厚みが４００μｍ以上であれば、従来の厚い基板を対象としたロール移送装備を使用できるという長所がある。

本発明の好ましい実施例に係る埋め込みパターン基板は、同じ絶縁厚みを有する露出パターン基板に比べ、向上された剛性を有することができる。また、従来の厚い基板を対象としたロール設備に要求される所定厚みを、キャリア−絶縁層結合体を使用することにより満足させることができる。

以下、本発明に係る埋め込みパターン基板及びその製造方法の好ましい実施例を添付図面に基づいて詳しく説明する。しかし、これは本発明を特定の実施形態に限定するものではなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれる全ての変換、均等物ないし代替物を含むものとして理解されるべきである。本発明の説明において、係る公知技術に対する具体的な説明が本発明の要旨をかえって不明にすると判断される場合、その詳しい説明を省略する。

また、添付図面を参照して説明することにおいて、同一かつ対応する構成要素は同一の図面番号を付し、これに対する重複される説明は省略する。

図１は、本発明の第１実施例に係る埋め込みパターン基板の斜視図及び断面図である。図１を参照すると、絶縁板１００、第１パターン１１０、第２パターン１２０、ビア１３０、埋め込みパターン基板１４０が示されている。

第１パターン１１０が埋め込まれる深さはＡ１であり、幅はＢである。第２パターン１２０が埋め込まれる深さはＡ２であり、第２パターン１２０の幅は第１パターン１１０の幅Ｂと同じである。第１パターン１１０と第２パターン１２０とが離隔される距離である絶縁厚みはＤであり、埋め込みパターン基板１４０の厚みはＣで表示されている。

前述した各値は埋め込みパターン基板１４０の用途と機能に応じて変えられる。第１パターン１１０及び第２パターン１２０の配線間隔も変えられる。

パッケージのデザインルールに応じて、第１パターン１１０及び第２パターン１２０が絶縁板１００に埋め込まれる深さＡ１、Ａ２を５μｍ以上〜４０μｍ以下に維持できる。

第１パターン１１０及び第２パターン１２０は、その全てが絶縁板１００に埋め込まれてもよく、この場合、埋め込まれる深さを５μｍ以上に維持することによりパターン間の電気的接続の信頼性を確保することができる。

また、第１パターン１１０及び第２パターン１２０を絶縁板１００に埋め込む工程で用いられる力を一定水準以下に維持するために、埋め込まれる深さを４０μｍ以下に維持することが要求され得る。

第１パターン１１０の幅のＢは、数マイクロ単位範囲でデザインルールに応じて選択することができる。第２パターン１２０の幅は第１パターン１１０の幅Ｂに対応する。

この場合、第１パターン１１０及び第２パターン１２０の間のインピーダンスをデザインルールから要求される水準に維持するために、絶縁厚みＤも２０μｍ以上〜４０μｍ以下の範囲で維持してもよい。

絶縁厚みＤを２０μｍ以上に維持すれば、第１パターンと第２パターンとの間のインピーダンスを基板のデザインルールから要求される水準に確保できる。

絶縁厚みが４０μｍであって、第１パターン及び第２パターンの埋め込まれる深さＡ１、Ａ２がそれぞれ３０μｍ以上になると、埋め込みパターン基板の厚みが１００μｍ以上になって、厚い形状を有することになる。

一方、第１パターン１１０及び第２パターン１２０が絶縁板１００に埋め込まれる深さが１０μｍ以下である場合、後続する工程で要求される物理的な剛性を満足させるためには、絶縁厚みが１０μｍ以上に維持されることが要求され得る。

一方、第１パターン１１０及び第２パターン１２０が絶縁板１００に埋め込まれる深さが１０μｍを超過する場合、第１パターン１１０及び第２パターン１２０を埋め込む工程の安全性確保のために、絶縁厚みを２０μｍ以上に設定することが要求され得る。

従来技術に係るコア基板は８００μｍ内外の厚みを有する。これに比べて、本実施例に係る埋め込みパターン基板１４０の厚みは、４０μｍの絶縁厚み及びそれぞれ４０μｍのパターンが埋め込まれる深さを有する場合にも全体埋め込みパターン基板１４０の厚みは１２０μｍに過ぎない。

ビア１３０は第１パターン１１０と第２パターン１２０とを電気的に接続させる。ビアは第１パターン１１０または第２パターン１２０と同じ物質からなってもよい。ビアの形成工程は図３及び図４を参照して後述する。

図２は、同一の絶縁厚みを有する突出パターン基板と埋め込みパターン基板との断面図である。図２を参照すると、突出パターン基板２１０及び埋め込みパターン基板２２０が示されている。

図２の（ａ）に示すように、突出パターン基板２１０は絶縁板２１１の両面に突出されているパターン２１２を備える。突出されたパターン２１２の幅は１５μｍであり、パターン２１２が突出された高さも１５μｍである。

この場合、絶縁板２１１の厚み３０μｍが絶縁板２１１の両面に形成されたパターン２１２間の絶縁厚みとなり、突出パターン基板２１０の全体厚みは６０μｍとなる。

一方、図２の（ｂ）に示すように、埋め込みパターン基板２２０では、パターン２２２が絶縁板２２１の両面に埋め込まれている。埋め込まれたパターン２２２の幅は１５μｍで、図２の（ａ）に示されているパターン２１２と同様である。パターン２２２が絶縁板２２１に埋め込まれる深さは１５μｍである。

図２の二つの基板２１０、２２０のうち、埋め込みパターン基板２２０の方が剛性 が優れる。従って、同一の絶縁厚みを維持しながらも、基板を含むパッケージ製造工程から要求される剛性を満足させるには埋め込みパターン基板２２０の方がより有利である。

図３は本発明の第２実施例に係る埋め込みパターン基板の製造方法の工程図であり、図４は本発明の第２実施例に係る埋め込みパターン基板の製造方法のフローチャートである。図３及び図４を参照すると、絶縁板１００、第１パターン１１０、第２パターン１２０、ビア１３０、３５２、３６２、第１キャリア３１０、第２キャリア３２０、第１絶縁層３３０、第２絶縁層３４０、第３キャリア３５０、第３パターン３５１、第４キャリア３６０、第４パターン３６１、キャリア−絶縁板結合体３７０、ロール３８０が示されている。

図３の（ａ）及び（ｂ）に示すように、段階Ｓ４１０で、パターンが形成されているキャリアを絶縁板に圧着してキャリア−絶縁板の結合体を形成する。

本実施例で、第１キャリア３１０はメタルキャリアである。第１パターン１１０は第１キャリア３１０の一面に金属などの伝導性物質をメッキすることにより形成されることができる。

一方、第１キャリア３１０はガラス（glass）またはポリマー（polymer）からなることもでき、第１キャリア３１０の構成物質に応じて第１パターン１１０を形成する方法も異なる。一例として、第１キャリア３１０がガラスからなった場合、シード層を予め形成し、セミアディティブ（semi additive）工程を用いることが可能である。

第２キャリア３２０及び第２パターン１２０は第１キャリア３１０及び第１パターン１１０と同様な方法で形成されることができる。

一面にパターン１１０、１２０が形成されているキャリア３１０、３２０を絶縁板１００に圧着してキャリア−絶縁板の結合体３７０形成する。第１パターン１１０及び第２パターン１２０は絶縁板１００に埋め込まれる。

図３の（ｂ）に示すように、段階Ｓ４２０で、ロールを用いてキャリア−絶縁板の結合体を移送する。キャリア−絶縁板の結合体３７０はロール３８０により後続工程が行われる装置に移送される。

本実施例において、移送工程での損傷を防止し、従来の厚い基板を対象としたロール移送装備を活用するためには、キャリア−絶縁板の結合体３７０の厚みが４００μｍ以上に維持される必要がある。

前述したように、埋め込みパターン基板１４０の厚みは数十μｍに過ぎないので、キャリアの厚みを相対的に厚くしてロール移送工程から要求される厚みを満足させることが可能である。

図３の（ｃ）に示すように、段階Ｓ４３０で、キャリアを除去する。本実施例において、第１キャリア３１０及び第２キャリア３２０はメタルキャリアである。移送工程の後、エッチング工程を行い第１キャリア３１０及び第２キャリア３２０を除去する。

この段階は、第１パターン１１０及び第２パターン１２０が絶縁板１００に埋め込まれているため、エッチング工程を行っても突出パターンでは発生するアンダーカット（ｕｎｄｅｒ-ｃｕｔ）などの問題が発生しないという点に特徴がある。

図３の（ｄ）に示すように、段階Ｓ４４０で、絶縁板にビアを形成する。ビアは第１パターン１１０及び第２パターン１２０を電気的に接続する。レーザー加工などを用いてビアホールを形成し、ビアホールにメッキ工程などで金属などの伝導性物質を充填する。

図３の（ｅ）に示すように、段階Ｓ４５０で、絶縁層を積層する。第１絶縁層３３０及び第２絶縁層３４０は埋め込みパターン基板１４０の両面に形成され、第１パターン１１０及び第２パターン１２０をカバーする。

本実施例ではフィルム形態の絶縁物質を用いて絶縁層を積層する工程を示したが、液状の絶縁物質を塗布することにより絶縁層を形成することも可能である。第１絶縁層３３０及び第２絶縁層３４０は絶縁板１００と同じ物質からなることができる。

図３の（ｆ）及び（ｇ）に示すように、段階Ｓ４６０で、キャリアを用いて追加的にパターンを形成する。一面に第３パターン３５１が形成されている第３キャリア３５０と、一面に第４パターン３６１が形成されている第４キャリア３６０とを絶縁層に圧着して追加的にパターンを形成することができる。

この工程は、図３の（ａ）に示した工程を繰り返すことにより行われることができる。図３の（ｆ）に示されているキャリア３５０、３６０及びパターン３５１、３６１は、図３の（ａ）に示されているキャリア３１０、３２０及びパターン１１０、１２０と同様または類似した工程で形成することができる。

図３の（ｈ）に示すように、段階Ｓ４７０で、絶縁層にビアを形成する。ビア３５２，３６２は、図３の（ｄ）に示したビア形成方法と類似した方法で形成することができる。

図３の（ｆ）ないし（ｈ）に示す工程を繰り返して多層基板を積層することができる。追加的に基板を積層することにおいて、必ずしもパターンが埋め込まれている形態の基板が積層される必要はなく、絶縁層上にパターンを形成する工程を用いることもできる。

前述した実施例以外の多くの実施例が本発明の特許請求の範囲内に存在する。

以上、本発明の実施例を中心に本発明を説明したが、本発明が属する技術分野の通常の知識を有する者であれば、本発明の本質的な特性から脱しない範囲内で本発明を多様に変形できることを理解できよう。従って、開示された実施例は限定的観点ではなく説明的観点から見るべきである。本発明の範囲は前述した説明ではなく特許請求の範囲に示されており、それと同等な範囲内の全ての相違点は本発明に含まれるものとして解釈されるべきである。

本発明の第１実施例に係る埋め込みパターン基板の斜視図及び断面図である。 同じ絶縁厚みを有する突出パターン基板と埋め込みパターン基板の断面図である。 本発明の第２実施例に係る埋め込みパターン基板製造方法の工程図である。 本発明の第２実施例に係る埋め込みパターン基板製造方法のフローチャートである。

符号の説明

１００ 絶縁板
１１０ 第１パターン
１２０ 第２パターン
１３０ ビア
１４０ 埋め込みパターン基板
３１０ 第１キャリア
３２０ 第２キャリア
３３０ 第１絶縁層
３４０ 第２絶縁層
３５０ 第３キャリア
３５１ 第３パターン
３６０ 第４キャリア
３６１ 第４パターン
３７０ キャリア−絶縁板結合体
３８０ ロール

Claims (6)

1. 絶縁板と、
   前記絶縁板の一面に埋め込まれ形成される第１パターンと、
   前記第１パターンと所定の絶縁厚みを隔てて前記絶縁板の他面に埋め込まれ形成される第２パターンと、
   前記第１パターンと前記第２パターンとを電気的に接続させるビアと、
   を備える埋め込みパターン基板。
2. 前記絶縁厚みは、２０μｍ以上〜４０μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の埋め込みパターン基板。
3. 前記第１パターン及び前記第２パターンが前記絶縁板に埋め込まれる深さは、５μｍ以上〜４０μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の埋め込みパターン基板。
4. 前記第１パターン及び前記第２パターンが前記絶縁板に埋め込まれる深さが１０μｍ以下である場合、
   前記絶縁厚みは１０μｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載の埋め込みパターン基板。
5. 前記第１パターン及び前記第２パターンが前記絶縁板に埋め込まれる深さが１０μｍを超過する場合、
   前記絶縁厚みは２０μｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載の埋め込みパターン基板。
6. 埋め込みパターン基板を製造する方法において、
   第１キャリアの一面に第１パターンを、第２キャリアの一面に第２パターンを形成する段階と、
   前記第１パターン及び第２パターンが絶縁板に埋め込まれるように、前記第１キャリア及び第２キャリアを前記絶縁板に圧着してキャリア−絶縁板の結合体を形成する段階と、
   ロールを用いて前記キャリア−絶縁板の結合体を移送する段階と、
   前記第１キャリア及び前記第２キャリアを除去する段階と、
   を含む埋め込みパターン基板の製造方法であって、
   前記キャリア−絶縁板の結合体の厚みが、４００μｍ以上〜８００μｍ以下であることを特徴とする埋め込みパターン基板の製造方法。