JP4944246B2 - プリント配線板及びその製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、配線密度が高い場合においても、充分な線間絶縁性を確保しつつ、且つ充分な平坦性も得られるプリント配線基板及びその製造方法に関する。
近年、電子機器は高機能化が進む一方で小型化・薄型化の要請が強くなっている。これに伴って、ICチップやLSI等の電子部品では高密度集積化が急速に進んでいるため、これらの電子部品を搭載するプリント配線基板においては、多層プリント板化し、同時に配線密度を上げることが要求されている。配線密度が高くなると、当然のことながら、配線のライン/スペース(L/S)が縮小する。
配線のライン/スペース(L/S)が縮小すると、配線のアスペクト比が高くなり、多層プリント板の配線を樹脂絶縁層上に形成した場合には、特にビアにおいて樹脂絶縁層との密着性が低下するという問題が生じる。こうした配線と樹脂絶縁層との充分な密着性という問題に対処するために、多層プリント板の配線密度向上においては、例えば、特許第3629375号の公報(特許文献1)に開示された技術(以下、従来技術という。)が提案されている。
この従来技術は、配線パターンをビアと一体として同一の樹脂絶縁層の内部に埋め込むものであり、樹脂絶縁層に対する配線の充分な密着性を確保するという点では、優れたものである。
一方、多層プリント板においては、例えば電子部品の発熱によって樹脂絶縁層が膨張し、部分的に湾曲を生じる等の問題がある。このため樹脂自体の熱膨張係数を低下させ変形を防ぐため、通常、シリカ、アルミナ、ジルコニア等の酸化物の無機粒子が充てん剤(フィラー)として含有されている。このような無機粒子はその充てん率を高めるため、径のより小さいものが利用される傾向にある。
特許第3629375号公報
しかし、樹脂絶縁層の内部に配線を埋め込む場合、層間絶縁性を確保しプリント配線板の信頼性を高める上でも、樹脂絶縁層を平坦に形成することは最も基本となる。こうした、樹脂絶縁層の平坦性は、製造時における絶縁樹脂の流動性に左右される。例えば、上記従来技術の図6(b)において、下層パターンの形成された、すなわち凹凸を有するコア基板上に樹脂絶縁層を形成する際、樹脂の流動性が低下していると、隣接する下層パターン配線間において、絶縁層表面上の凹みが生じ平坦性が失われる。そのような平坦ではない層間材に対して上記発明の通り、埋め込み配線(上層パターン)を形成した場合、正常な溝(トレンチ)が形成されず、層間絶縁性が低下しショートする可能性が高い。
樹脂絶縁層の流動性は上記充填材に依存しており、無機粒子の径のより小さいものでは樹脂絶縁層の流動性が低下する。また、上記のように層間材の熱膨張係数を効果的に低下させるためには充てん率を引き上げることになるので、層間絶縁性は低下する。
一方、配線のライン/スペース(L/S)の縮小に伴い、配線間の絶縁性の確保も重要な課題の1つとして挙げられる。上記従来技術のように、配線が層間絶縁層の内部に埋め込まれている場合、こうした配線間の絶縁性もやはり、樹脂絶縁層に含有される無機粒子に影響される。
すなわち、絶縁層を形成するための樹脂に充填材の径の大きいものを利用することで樹脂自体の比面積が小さくなり流動性を上げることができるので平坦な樹脂絶縁層を形成することができる。しかしながら、このような樹脂絶縁層に形成された上層埋め込み配線の溝の表面では、充填材と樹脂の間にすきまができたり、充填材の脱落した穴が生じたりするので、上部パターン配線を形成する導電物質がこのような領域に充てんされると線間絶縁性を損ない、ショートしやすくなる。
また、前記のように穴が多く凸凹した溝に作られた配線パターンは、表皮効果により電気特性が悪化し、高周波特性に悪影響を及ぼす。また充填材の径が大きくなると充てん率が低下するので、樹脂の熱膨張による変形が大きくなりプリント配線板の信頼性が低下する。
よって、高密度電子回路に必要とされる良好なライン/スペース(L/S)で構成され、かつ優れた線間絶縁性と層間絶縁性を有し、また熱への耐性にも考慮された多層プリント板に対する需要に応えるため、上記の複合的な問題を解決する製造方法とその製品が必要とされている。
本発明は、以上のような事情を鑑みてなされたものである。
すなわち、本発明は、第1の観点からすると、絶縁材と;前記絶縁材上に形成されている第1導体回路と;前記絶縁材上及び前記第1導体回路上に形成され、前記第1導体回路間を絶縁する第1絶縁層と、当該第1絶縁層上に形成されて第2導体回路用の凹部を有する第2絶縁層と、ビア導体用の開口部と、を備える基材を含まない樹脂絶縁層と;前記凹部内に形成されている第2導体回路と;前記開口部に形成され、前記第1導体回路と前記第2導体回路とを接続するビア導体と;を備え、前記第1絶縁層は第1無機粒子を含有し、前記第2絶縁層は前記第1無機粒子よりも粒子径の小さい第2無機粒子を含有し、第1絶縁層を構成する前記第1無機粒子以外の部分と第2絶縁層を構成する前記第2無機粒子以外の部分とは同一の樹脂で形成されていることを特徴とするプリント配線板である。
ここで、前記凹部内に形成された第2導体回路の表面は、前記樹脂絶縁層の表面と同一平面上に位置することが好ましい。また、前記第1絶縁層の厚みは前記第1導体回路の厚みよりも大きいことが好ましく、前記第2絶縁層の厚みは前記第2導体回路の厚みよりも大きいことが好ましい。
前記第2絶縁層における前記第2無機粒子の含有量は、前記第2絶縁層を形成する樹脂の総重量の10〜70重量%であることが好ましく、前記第1無機粒子及び前記第2無機粒子は、無機酸化物、炭化物、無機窒化物、無機塩及びケイ酸塩からなる群から選ばれる、少なくとも1種以上の化合物であることが好ましい。さらに、前記第1無機粒子及び前記第2無機粒子は、表面改質剤でコーティングされていることが好ましい。
本発明は、第2の観点からすると、絶縁材の表面に第1導体回路を形成する工程と;
第1無機粒子を含有する第1絶縁層と、前記第1層上に形成され、前記第1無機粒子よりも平均粒子径の小さい第2無機粒子を含有する第2絶縁層とを備え樹脂絶縁層を、前記絶縁材上及び前記第1導体回路上に形成する工程と;前記樹脂絶縁層を貫通するビア導体用の開口部を形成するとともに、前記第2絶縁層に第2導体回路用の凹部を形成する工程と;前記凹部内に第2導体回路を形成する工程と;前記開口部内に、前記第1導体回路と前記第2導体回路とを接続するビア導体を形成する工程と;を備え、前記第1絶縁層及び第2絶縁層は基材を含まず、かつ、前記第1絶縁層を構成する前記第1無機粒以外の部分と前記第2絶縁層を構成する前記第2無機粒子以外の部分とは、同一の樹脂で形成されている、ことを特徴とするプリント配線板の製造方法である。
ここで、前記第2絶縁層の厚みよりも前記凹部の深さが浅くなるように当該凹部を形成することが好ましい。また、前記開口部及び前記凹部はレーザにより形成されることが好ましく、前記凹部はエキシマレーザ又はUVレーザにより形成され、前記開口部は炭酸ガスレーザにより形成されることが好ましい。さらに、前記樹脂絶縁層の表面と、前記第2導体回路の表面とが同一平面となるように、前記第2導体回路を形成することが好ましい。
本発明は、第3の観点からすると、絶縁材と;前記絶縁材上に形成されている第1導体回路と;前記絶縁材上及び前記第1導体回路上に形成され、前記第1導体回路間を絶縁する第1絶縁層と、当該第1絶縁層上に形成されて第2導体回路用の凹部を有する第2絶縁層と、ビア導体用の開口部とを備える樹脂絶縁層と;前記凹部内に形成されている第2導体回路と;前記開口部に形成され、前記第1導体回路と前記第2導体回路とを接続するビア導体と;を備え、前記第1絶縁層は第1無機粒子を含有し、かつ基材を含まず、前記第2絶縁層は、実質的に樹脂のみからなり、前記第1絶縁層を構成する前記第1無機粒子以外の部分と前記第2絶縁層とは同一の樹脂で形成されていることを特徴とするプリント配線板である。
本発明は、第4の観点からすると、絶縁材の表面に第1導体回路を形成する工程と;
第1無機粒子を含有する第1絶縁層と、前記第1絶縁層上に形成され、実質的に樹脂のみからなる第2絶縁層とを備え絶縁層を、前記絶縁材上及び前記第1導体回路上に形成する工程と;前記樹脂絶縁層を貫通するビア導体用の開口部を形成するとともに、前記第2絶縁層に第2導体回路用の凹部を形成する工程と;前記凹部内に第2導体回路を形成する工程と;前記開口部内に、前記第1導体回路と前記第2導体回路とを接続するビア導体を形成する工程と;を備え、前記第1絶縁層及び第2絶縁層は基材を含まず、かつ、前記第1絶縁層を構成する前記第1無機粒子以外の部分と第2絶縁層とを同一の樹脂で形成されている、ことを特徴とするプリント配線板の製造方法である。
本発明は、第5の観点からすると、第1面側に第1凹部が設けられるとともに、第2面側に第2凹部が設けられた少なくとも1つの樹脂絶縁層と;前記第1凹部に形成された部品搭載用パッドと;前記第2凹部に形成された導体回路と;前記部品搭載用パッドと、前記導体回路とを層間導通させるビア導体と;を備え、前記樹脂絶縁層は、前記部品搭載用パッド間を絶縁する第1絶縁層と;前記導体回路間を絶縁する第2絶縁層と;前記ビア導体が形成されるビア導体用開口部と;を備え、前記第1絶縁層は第1無機粒子を含有し、前記第2絶縁層は前記第1無機粒子よりも粒子径の小さい第2無機粒子を含有し、前記第1絶縁層及び第2絶縁層は基材を含まず、かつ、前記第1絶縁層を構成する前記第1無機粒子以外の部分と、前記第2絶縁層を構成する前記第2無機粒子以外の部分とは同一の樹脂で形成されていることを特徴とするプリント配線板である。
本発明は、第6の観点からすると、支持部材の第1面上に部品搭載用パッドを形成する工程と;第1無機粒子を含有する第1絶縁層と、前記第1絶縁層上に形成される、前記第1無機粒子よりも平均粒子径の小さい第2無機粒子を含有する、第2絶縁層とを備える絶縁層を、前記支持部材上及び前記部品搭載用パッド上に形成する工程と;前記第1絶縁層と前記第2絶縁層とを貫通するビア導体用の開口部を形成するとともに、前記第2絶縁層に第2導体回路用の凹部を形成する工程と;前記凹部内に第2導体回路を形成する導体回路形成工程と;前記開口部内に、前記第1導体層と前記第2導体回路とを接続するビア導体を形成するビア導体形成工程と;を備え、前記第1絶縁層及び第2絶縁層は基材を含まず、かつ、前記第1絶縁層を構成する前記第1無機粒子以外の部分と、前記第2絶縁層を構成する前記第2無機粒子以外の部分とは同一の樹脂で形成されていることを特徴とするプリント配線板の製造方法である。
本発明は、第7の観点からすると、第1面に第1凹部が設けられるとともに、第2面に第2凹部が設けられた少なくとも1つの樹脂絶縁層と;前記第1凹部に形成された部品搭載用パッドと;前記第2凹部に形成された導体回路と;前記部品搭載用パッドと、前記導体回路とを層間導通させるビア導体と;を備え、前記樹脂絶縁層は、前記部品搭載用パッド間を絶縁する第1絶縁層と;前記導体回路間を絶縁する第2絶縁層と;前記ビア導体が形成されるビア導体用開口部と;を備え、前記第1絶縁層は第1無機粒子を含有し、前記第2絶縁層は実質的に樹脂のみからなっており、前記第1絶縁層は基材を含まず、かつ、前記第1絶縁層を構成する前記第1無機粒子以外の部分と、前記第2絶縁層とは同一の樹脂で形成されていることを特徴とするプリント配線板である。
本発明は、第8の観点からすると、支持部材の第1面上に部品搭載用パッドを形成する工程と;第1無機粒子を含有する第1絶縁層と、当該第1絶縁層上に形成され、実質的に樹脂のみからなる第2絶縁層とを備える樹脂絶縁層を、前記支持部材上及び前記部品搭載用パッド上に形成する工程と;前記第1絶縁層と前記第2絶縁層とを貫通するビア導体用の開口部を形成するとともに、前記第2絶縁層に導体回路用の凹部を形成する工程と;
前記凹部内に第2導体回路を形成する工程と;前記開口部内に、前記部品搭載用パッドと前記導体回路とを接続するビア導体を形成する工程と;を備え、前記第1絶縁層は基材を含まず、かつ、前記第1絶縁層と前記第2絶縁層を構成する前記無機粒子以外の部分とは同一の樹脂で形成されていることを特徴とするプリント配線板の製造方法である。
以上のような構成とすることによって、平坦性に優れたプリント配線板を製造することができる。
図1は、本発明の第1実施形態に係るプリント配線板の構成を概略的に示す、断面図である。 図2Aは、第1実施形態に係るプリント配線板の製造工程を示す工程図(その1)である。 図2Bは、第1実施形態に係るプリント配線板の製造工程を示す工程図(その2)である。 図2Cは、第1実施形態に係るプリント配線板の製造工程を示す工程図(その3)である。 図2Dは、第1実施形態に係るプリント配線板の製造工程を示す工程図(その4)である。
図2Eは、第1実施形態に係るプリント配線板の製造工程を示す工程図(その5)である。 図2Fは、第1実施形態に係るプリント配線板の製造工程を示す工程図(その6)である。 図3Aは、第1実施形態に係るプリント配線板の製造工程を示す工程図(その7)である。 図3Bは、第1実施形態に係るプリント配線板の製造工程を示す工程図(その8)である。 図3Cは、第1実施形態に係るプリント配線板の製造工程を示す工程図(その9)である。
図4Aは、第1実施形態に係るプリント配線板の製造工程を示す工程図(その10)である。 図4Bは、図4Aの一部を拡大した図である。 図5Aは、第1実施形態に係るプリント配線板の製造工程を示す工程図(その11)である。 図5Bは、第1実施形態に係るプリント配線板の製造工程を示す工程図(その12)である。 図5Cは、第1実施形態に係るプリント配線板の製造工程を示す工程図(その13)である。
図6Aは、第1実施形態に係るプリント配線板の製造工程を示す工程図(その14)である。 図6Bは、第1実施形態に係るプリント配線板の製造工程を示す工程図(その15)である。 図6Cは、第1実施形態に係るプリント配線板の製造工程を示す工程図(その16)である。 図7Aは、第1実施形態に係るプリント配線板の製造工程を示す工程図(その17)である。 図7Bは、第1実施形態に係るプリント配線板の構成を示す断面図である。
図8は、本発明の第2実施形態に係るプリント配線板の構成を示す断面図である。 図9Aは、第2実施形態に係るプリント配線板の製造工程を示す工程図(その1)である。 図9Bは、第2実施形態に係るプリント配線板の製造工程を示す工程図(その2)である。 図9Cは、第2実施形態に係るプリント配線板の製造工程を示す工程図(その3)である。 図9Dは、第2実施形態に係るプリント配線板の製造工程を示す工程図(その4)である。 図9Eは、図9Dの一部を拡大した図である。
図10Aは、第2実施形態に係るプリント配線板の製造工程を示す工程図(その5)である。 図10Bは、第2実施形態に係るプリント配線板の製造工程を示す工程図(その6)である。 図11Aは、第2実施形態に係るプリント配線板の製造工程を示す工程図(その7)である。 図11Bは、第2実施形態に係るプリント配線板の製造工程を示す工程図(その8)である。
図12は、本発明の第3実施形態に係るプリント配線板の構成を概略的に示す、断面図である。 図13Aは、第3実施形態に係るプリント配線板の製造工程を示す工程図(その1)である。 図13Bは、第3実施形態に係るプリント配線板の製造工程を示す工程図(その2)である。 図13Cは、第3実施形態に係るプリント配線板の製造工程を示す工程図(その3)である。 図13Dは、第3実施形態に係るプリント配線板の製造工程を示す工程図(その4)である。
図14Aは、第3実施形態に係るプリント配線板の製造工程を示す工程図(その5)である。 図14Bは、図14Aの一部を拡大した図である。 図14Cは、第3実施形態に係るプリント配線板の製造工程を示す工程図(その6)である。 図14Dは、第3実施形態に係るプリント配線板の製造工程を示す工程図(その7)である。
図14Eは、第3実施形態に係るプリント配線板の製造工程を示す工程図(その8)である。 図14Fは、第3実施形態に係るプリント配線板の製造工程を示す工程図(その9)である。 図15Aは、第3実施形態に係るプリント配線板の製造工程を示す工程図(その10)である。 図15Bは、第3実施形態に係るプリント配線板の製造工程を示す工程図(その11)である。
図15Cは、第3実施形態に係るプリント配線板の製造工程を示す工程図(その12)である。 図15Dは、第3実施形態に係るプリント配線板の製造工程を示す工程図(その13)である。 図16Aは、第3実施形態に係るプリント配線板の製造工程を示す工程図(その14)である。 図16Bは、第3実施形態に係るプリント配線板の製造工程を示す工程図(その15)である。 図16Cは、第3実施形態に係るプリント配線板の製造工程を示す工程図(その16)である。 図16Dは、第3実施形態に係るプリント配線板の製造工程を示す工程図(その17)である。
図17は、第4実施形態に係るプリント配線板の構成を示す断面図である。 図18Aは、第4実施形態に係るプリント配線板の製造工程を示す工程図(その1)である。 図18Bは、図18Aの一部の一部を拡大した図である。
図19Aは、比較例のプリント配線板の導体回路と樹脂絶縁層との断面図である。 図19Bは、比較例のプリント配線板の断面図を拡大した電子顕微鏡写真である。 図20Aは、実施例1のプリント配線板の導体回路と樹脂絶縁層との断面図を拡大した電子顕微鏡写真である。 図20Bは、実施例1のプリント配線板の導体回路と樹脂絶縁層との断面図を拡大した電子顕微鏡写真である。
以下、本発明に係るプリント配線板の例を、図1〜20を参照しつつ、第1〜第4実施形態として詳細に説明する。なお、以下の説明及び図面においては、同一又は同等の要素については同一符号を付し、重複する説明を省略する。
[第1実施形態]
まず、第1実施形態について説明する。図1は、本発明の第1実施形態に係るプリント配線板100の構成を示しており、前記プリント配線板100を構成するコア基板10と、積層部20U,20Lと、ソルダレジスト30U,30Lと、半田部材(半田バンプ)50U,50Lと位置関係を示している。
以下、プリント配線板100について詳細に説明する。
図1に示すように、プリント配線板100は、(a)コア基板10と、(b)コア基板10の+Z方向側に形成された積層部20Uと、(c)積層部20Uを構成する樹脂絶縁層のうち、最外層の+Z方向側表面(第1面)に形成され、パッド部分を含む導体回路16U上に設けられた半田部材50Uと、(d)積層部20Uの+Z方向側表面上に形成されたソルダレジスト30Uと、(e)コア基板10の−Z方向側に形成された積層部20Lと、(f)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(第2面)に形成されたパッド部分を含む導体回路16L上に設けられた半田部材50Lと、(g)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。
前記コア基板10は、(i)「絶縁材」としての絶縁部材10Sと、(ii)絶縁部材10Sの+Z方向側表面に形成された導体回路12Uと、(iii)絶縁部材10Sの−Z方向側表面に形成された導体回路12Lとを備えている。
前記積層部20Uは、(i)コア基板10の+Z方向側に形成された樹脂絶縁層22Uと、(ii)樹脂絶縁層22Uの+Z方向側表面に形成された導体回路14Uと、(iii)導体回路12Uと導体回路14Uとを、電気的に接続するビア導体14Uとを備えている。
図1に示されるように、前記樹脂絶縁層22Uは単一の樹脂で形成されたものではなく、異なる粒子径の無機粒子を含有する2種類の樹脂絶縁層22U及び22Uで形成されている。すなわち、コア基板10の+Z方向側表面上に、粒子径の大きい無機粒子を含む樹脂絶縁層22U(第1絶縁層)が形成され、この樹脂絶縁層22Uの+Z方向側表面に、22Uに含まれる無機粒子よりも粒子径の小さい無機粒子を含む樹脂絶縁層22U(第2絶縁層)が形成されている。
積層部20Uは、更に、(iv)樹脂絶縁層22U及び導体回路14Uの+Z方向側表面に形成された樹脂絶縁層24Uと、(v)樹脂絶縁層24Uの+Z方向側表面に形成された導体回路16Uと、(iii)導体回路14Uと導体回路16Uとを、電気的に接続するビア導体16Uとを備えている。
前記積層部20Lは、積層方向が−Z方向であることを除いて、上述した積層部20Uと同様に構成されている。このため、積層部20Uの構成要素と対応する積層部20Lの構成要素には、末尾を「L」とする符号を用いることにより、末尾が「U」とした積層部20Uの構成要素と区別するようにしている。
なお、導体回路12U,14U,16Uの形状及びビア導体14U,16Uの形成位置と、導体回路12L,14L,16Lの形状及びビア導体14L,16Lの形成位置とは、一般に異なる。
また、樹脂絶縁層22U(22L)と樹脂絶縁層24U(24L)との間に、樹脂絶縁層、導体回路及びビア導体からなる配線層を1以上設けるようにすることもできる。
図1に示すように、本第1実施形態では、導体回路14U,16Uは、樹脂絶縁層22U,24Uの+Z方向側表面(第1面)と略平面を有するように、その内部に埋め込まれた構成としているが、さらに多くの配線層を形成する場合には、その一部の配線層においては、樹脂絶縁層の+Z方向側表面(第1面)上に形成された構成としてもよい。
また、本第1実施形態では、導体回路14L,16Lは、樹脂絶縁層22L,24Lの−Z方向側表面と略平面を有するように、その内部に埋め込まれた構成としているが、さらに多くの配線層を形成する場合には、その一部の配線層においては、各樹脂絶縁層の−Z方向側表面上に形成された構成としてもよい。
さらに多くの配線層を形成する場合には、上述したような埋め込み配線形成法(LPP法)の他、セミアディティブ法、サブトラクティブ法のいずれの方法によって形成してもよく、これらの方法を組み合わせてもよいことは無論である。
次に、第1実施形態のプリント配線板100の製造について、両面に導体層が形成されている支持部材を使用する場合を例に挙げて説明する。
プリント配線板100の製造に際しては、まず、支持部材BSを用意する(図2A参照)。支持部材BSは、絶縁部材10Sと、絶縁部材10S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。
絶縁部材10Sとしては、例えば、ガラス基材ビスマレイミド−トリアジン樹脂含浸積層板、ガラス基材ポリフェニレンエーテル樹脂含浸積層板、ガラス基材ポリイミド樹脂含浸積層板、片面が粗化された銅箔をポリテトラフルオロエチレン等のフッ素樹脂基板に熱圧着したフッ素樹脂銅張積層板、セラミック積層板等を挙げることができる。
また、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BSとして金属板を使用することもできる。
まず、上記の絶縁部材10Sに、ドリルを用いて導通接続のための貫通孔19を開ける(図2B参照)。この貫通孔の径は、約0.15〜約0.30μmとすることが好ましく、約0.18〜0.25μmとすることがさらに好ましい。
次に、上記のように形成した貫通孔19の内壁をデスミアし、無電解めっき、電解めっきの順でめっきを行い、無電解めっき膜上に電解めっき膜を形成する。例えば、下記の表1に示すめっき浴を使用し、浴温60〜80℃で15〜45分間浸漬するという条件で行うと、薄い無電解めっき膜を形成することができる。
次に、例えば、下記の表2に示す浴を用い、電流密度0.5〜2A/dm、通電時間15〜45分、浴温を20〜40℃という条件の下で電解めっきを行い、厚い電解めっき膜を形成することができる(図2C参照)。この結果、導体膜FUP,FLPが形成される。
なお、図2Cにおいては、導体膜FUP,FLPを1層として表している。
上記の電解めっき浴に使用する添加剤としては、例えば、カパラシドGL(アトテックジャパン製)等を挙げることができる。
以上のようにして無電解めっき膜と電解めっき膜とからなる導体層を形成した絶縁部材10Sを、水洗・乾燥した後、上記の貫通孔19内に充填する樹脂と貫通孔内壁に形成されるめっき膜との密着性を高めるために、粗化処理を行う(図2D参照)。例えば、下記の表3に示す組成の酸化浴及び還元浴を用いた黒化処理によって、粗化を行うことができる。
次に、黒化処理しためっき膜の+Z方向側表面に、メタルマスクMを載せ、その後、例えば、シリカ粒子/ビスフェノールF型エポキシ樹脂/レベリング剤/硬化剤=150〜200/75〜125/1〜2/5〜8(重量比)からなる充填材を調製し、スキージを用いて貫通孔に充填し、乾燥、硬化させる(図2E参照)。
次いで、メタルマスクMを取り除き、スルーホールからはみ出してめっき膜上にかかっている充填材を、研磨によって削り、めっき膜と略平面とする。こうした充填剤の除去は、ベルトサンダー研磨、バフ研磨等によって行うことができる。
引き続き、充填樹脂11の研磨表面を含めてめっき層を形成するためにデスミアを行い、無電解めっきによってめっき膜を形成した後に、電解めっきによって電解めっき膜を形成する(図2F参照)。導体膜12UP,12LPが形成される。
図2Fの段階における無電解めっきは、上記のようにして平坦性を確保した支持部材の表面に触媒を付与し、常法に従って行うことができる。例えば、パラジウム触媒(アトテック社製)を付与し、無電解銅めっきを施すことにより、厚さ0.1〜0.5μmの無電解めっき膜を形成することができる。引き続き、上述した条件の下で電解めっきを行うことにより、厚さ5〜25μmの電解めっき膜を無電解めっき膜上に設けることができる。
図2Fにおいても、導体膜12UP,12LPを1層として表している。
引き続き、サブトラクティブ法で絶縁部材10Sの両面に、導体回路12U,12L及び樹脂充填材11を覆う導体回路を同時に形成する(図3A〜図3C参照)。
すなわち、めっき膜の表面に感光性のドライフィルムをラミネートし、パターンが描画されたフォトマスクフイルムをこのドライフィルム上に載置して露光し、その後、現像液で現像してエッチングレジストRU,RLを形成する(図3A参照)。
ここで使用するフォトマスクとしては、ガラス製のものが好ましい。上記のようにドライフィルムをラミネートし、フォトマスクを載置した後に、例えば、80〜120mJ/cmで露光を行い、0.5〜1.0%の炭酸ナトリウム水溶液を用いて現像処理をすると、厚さ約10〜約20μmのエッチングレジストを形成することができる(図3A参照)。
次に、図3Bに示すように、エッチングレジストが形成されていない部分をエッチングすることにより、導体回路及び充填材を覆う貫通孔被覆導体層部分が形成された部材とすることができる。
ここで、エッチング液としては、例えば、硫酸−過酸化水素混合液、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウムその他の過硫酸塩水溶液、塩化第二鉄水溶液、塩化第二銅水溶液等を挙げることができる。
エッチングレジストを形成していない部分のめっき膜を、例えば、上記の硫酸−過酸化水素混合液を用いたエッチングによって除去し、上記エッチングレジストを5%水酸化カリウム水溶液で除去することにより、導体回路及び貫通孔用被覆導体層(以下、単に「導体回路」とも呼ぶ)が形成される。ここで貫通孔用被覆導体層とは充填材を覆う導体層を言う(図3C参照)。こうして、コア基板10が製造される。
なお、上記のように形成した導体回路12U,12Lと、貫通孔被覆導体層の表面を粗化面とすることもできる。この際には、例えば、イミダゾール銅錯体を含むエッチング液を使用することができ、メックエッチボンド(メック社製)等の市販のエッチング液を用いることもできる。
次に、上述のようにして形成した導体回路12U及びエッチングによって露出した絶縁部材10Sの各+Z方向側表面を覆うように樹脂絶縁層22Uを形成する。この樹脂絶縁層22Uは、第1無機粒子IPを含有する樹脂よりなる第1絶縁層22Uと、第1絶縁層22Uの+Z方向側表面上に形成され、かつ第1無機粒子IPよりも平均粒径の小さな第2無機粒子IPを含有する樹脂よりなる第2絶縁層22Uとを有する。(図4A、図4B参照)。
また、上記導体回路12L及びエッチングによって露出した支持部材10S−Z方向側表面にも、同様にして、上記の第1絶縁層22U及び第2絶縁層22Uと同様の第1絶縁層22L及び第2絶縁層22Lを形成する。こうして、樹脂絶縁層22U,22Lが形成される(図4A、図4B参照)。
この樹脂絶縁層22Uは、第1絶縁層、第2絶縁層を順にコア基板10の上にラミネートして形成してもよく、予め、第1絶縁層と第2絶縁層とを合わせて1枚のシートとしておき、これをコア基板10の上にラミネートして形成してもよい。
例えば、圧力約0.5〜0.9MPa、温度80〜120℃、時間15〜45秒の条件で積層し、その後、約160〜200℃で、15〜45分間熱硬化させることによって、樹脂絶縁層22Uを形成することができる。
第1絶縁層22U(22L)に含有される第1無機粒子IPは、平均粒径が0.2〜3μmであることが好ましく、平均粒径が0.3〜0.7μmであることがさらに好ましい。第1無機粒子IPの平均粒径が0.2μm未満の場合は、第1絶縁層22U(22L)を形成する樹脂の流動性が低下し、導体回路12U(12L)間への充填性が低下する可能性がある。一方、第1無機粒子IPの平均粒径が3μmを超える場合は、樹脂絶縁層22U(22L)の表面の平坦性が低下する可能性があり、導体回路14U(14L)の間隔が特に微細なものである場合、導体回路14U(14L)の厚みばらつきが大きくなる可能性があることによる。
第2絶縁層22U(22L)に含有される第2無機粒子IPは、平均粒径が0.01〜0.03μmであることが好ましく、平均粒径が0.015〜0.025μmであることがさらに好ましい。ここで、第2無機粒子IPの平均粒径が0.01μm未満の場合は、樹脂絶縁層中における第2無機粒子の分散性が低下し、樹脂絶縁層22U(22L)の熱膨張係数を均一にすることが困難となる可能性がある。一方、第2無機粒子IPの平均粒径が0.03μmを超える場合は、後述するように、レーザにより導体回路14U(14L)用凹部を第2絶縁層22U(22L)に形成した際の第2無機粒子IPの脱落によって生じる凹凸形状が顕著になり、表皮効果による電気特性の低下の要因となるため、好ましくない。
また、第1絶縁層22U(22L)を形成する樹脂中の第1無機粒子IPの含有量は、第1絶縁層を形成する樹脂の総重量の10〜70重量%であることが好ましく、40〜60重量%であることがより好ましい。第1無機粒子IPの含有量が10重量%未満の場合、第1絶縁層22U(22L)を形成する樹脂の熱膨張係数が増大してしまい、導体回路12U(12L)と第1絶縁層22U(22L)との間で剥離が起こり易くなる。加えて、第1絶縁層22U(22L)を形成する樹脂の流動性が低下し、導体回路間への充填性が低下することになり、その結果、樹脂絶縁層の厚みばらつきが大きくなる可能性があることによる。
一方、第1無機粒子IPの含有量が70重量%を超えると、過剰量の第1無機粒子IPの存在により、樹脂絶縁層22Uを形成する第1絶縁層22Uと導体回路12Uとの密着が妨げられ易くなり、その結果、例えば、半田リフローの際に第1絶縁層22Uと導体回路12Uとの界面で剥離を生じさせる原因となる。さらに、例えば、後述するビア導体用の開口部の底部に無機粒子が押しのけられずに残存し、これによって層間接続性の低下が起こり得るからである。
第2絶縁層22U(22L)を形成する樹脂中の第2無機粒子IPの含有量は、第2絶縁層を形成する樹脂の総重量の10〜70重量%であることが好ましく、40〜60重量%であることがより好ましい。第2無機粒子IPの含有量が10重量%未満の場合、第2絶縁層22U(22L)を形成する樹脂の熱膨張係数が増大してしまい、導体回路14U(14L)と第2絶縁層22U(22L)との間で剥離が生じ易くなる。
一方、第2無機粒子IPの含有量が70重量%を超えると、過剰なアンカーが形成されることとなり、電気特性に優れる配線形状を形成することが難しくなる。
第1絶縁層22U(22L)、第2絶縁層22U(22L)を構成する樹脂としては、熱硬化性樹脂、感光性樹脂、熱硬化性樹脂の一部に感光性基が付与された樹脂や、これらと熱可塑性樹脂とを含む樹脂複合体等から選択される。第1絶縁層22U(22L)、及び第2絶縁層22U(22L)を構成する樹脂(無機粒子以外の部分)は、同一のものであってもよいし、異種のものであってもよいが、第1絶縁層と第2絶縁層との接着性の面から、同一の樹脂を用いるのが好ましい。
また、第1絶縁層22U(22L)の厚みは、上述した導体回路12U(12L)間を絶縁できる厚みであればよく、導体回路12U(12L)の厚みよりも大きいことが好ましい。具体的には、第1絶縁層22U(22L)の厚みは約20〜30μmであることが好ましい。なお、第1絶縁層22U(22L)のうち、導体回路12U(12L)間に入り込んだ部分が、平面的上で隣接する導体回路間を絶縁することとなる。
第2絶縁層22U(22L)の厚みは、導体回路14U(14L)間を絶縁できる厚みであればよく、導体回路14U(14L)の厚みよりも大きいことが好ましい。具体的には、約10〜20μmであることが好ましい。上記第2絶縁層22U(22L)には、後述する方法で導体回路形成用の凹部が形成されるが、ここで形成される凹部間の樹脂が、平面的上で隣接する導体回路間を絶縁することとなる。
この樹脂絶縁層22U,22Lとしては、例えば、複数枚の層間絶縁用フィルムやプリプレグその他の半硬化樹脂シートを使用することができる。プロセスの簡略化の点から、複数枚の層間絶縁用フィルム等が接合されている1枚のフィルムを使用することが、さらに好ましい。また、未硬化の液体樹脂を、上述した金属箔上にスクリーン印刷することによって樹脂絶縁層を形成してもよい。
なお、樹脂絶縁層22U,22Lは、例えば、第1絶縁層を形成する層間絶縁用フィルム、及び第2絶縁を形成する層間絶縁用フィルムを別途基板上に貼り付けることで形成してもよい。

次に、図5Aに示すように、層間接続用のビア導体用の開口部15UVO,15LVOを所望の数で形成する(以下、この工程を第1のレーザ加工と呼ぶ)。これらの開口部の形成に使用できるレーザとしては、炭酸ガスレーザ、エキシマレーザ、YAGレーザ、UVレーザ等を挙げることができる。なお、レーザで開口部を形成する場合には、PET(ポリエチレンテレフタレート)フィルム等の保護フィルムを使用してもよい。
引き続き、図5Aに示すように、UVレーザ又はエキシマレーザを用いる第2のレーザ加工を行い、導体回路用の第1凹部15UO及び15LOを形成する。
この第2のレーザ加工を行った後に、上記のビア導体用開口部15UVO,15LVOの底部に残っている樹脂の残渣を、除去することが好ましい。これによって、後に形成されるビア導体と後に形成されるパッドとの接続信頼性を向上させることができる。
また、上記の導体回路用の凹部15UO及び15LO並びにビア導体用開口部15UVO,15LVOを形成した後に、この部材を過マンガン酸溶液に浸漬し、樹脂絶縁層22U,22Lの表面を粗化してもよい。
次に、図5Bに示すように、ビア導体用開口部15UVO,15LVO及び第1凹部15UO及び15LOを含む樹脂絶縁層22U,22Lの表面を覆うように、無電解めっき膜(無電解銅めっき膜)と無電解めっき膜上に形成された電解めっき膜(電解銅めっき膜)とからなるめっき層14UP,14LPを形成する。
次に、上記のめっき層14UP,14LPを、樹脂絶縁層22U,22Lの表面が露出するまで研磨し、樹脂絶縁層22Uに埋込まれたビア導体14U及び導体回路14U、並びに樹脂絶縁層22Lに埋込まれたビア導体14L及び導体回路14Lを形成する(図5C参照)。ここで使用する研磨の手法としては、例えば、化学機械研磨(Chemical Mechanical Polishing、CMP)やバフ研磨等を挙げることができる。
バフ研磨を行う場合には、例えば、#400,600,800のいずれかの番手のバフを使用することが好ましく、#600を使用することがさらに好ましい。
これにより、導体回路14U、及び、導体回路14Uと導体回路12Uとを接続するビア導体14U、並びに導体回路14L、及び、導体回路14Lと導体回路12Lとを接続するビア導体14Lが形成される。
次に、上述したように形成した樹脂絶縁層22U及び導体回路14Uの表面を覆うように、樹脂絶縁層24Uを形成するとともに、樹脂絶縁層22L及び導体回路14Lの表面を覆うように樹脂絶縁層24Lを形成する(図6A参照)。
その後、これらの樹脂絶縁層24U,24Lに、上述した第1のレーザ加工及び第2のレーザ加工と同様の加工を行い、層間接続用のビア導体用開口部17UVO,17LVO、及び、導体回路用開口部17UO,17LOを形成する(図6B参照)。
ビア導体用開口部17UVO,17LVOの形成は、炭酸ガスレーザ、エキシマレーザ及びYAGレーザからなる群から選ばれるいずれかのレーザを用いて行うことができる。また、導体回路用開口部17UO,17LOの形成は、UVレーザ又はエキシマレーザを用いて行うことができる。
樹脂絶縁層24U、24Lは、例えば、ABF(味の素ファインテクノ株式会社製)等のビルドアップ配線用層間フィルムを支持部材に貼り付け、約150〜200℃で150〜210分間熱硬化してラミネートし、形成することができる。なお、樹脂絶縁層24U、24L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17UVO17LVO及び導体回路用開口部17UO,17LOを形成すればよい。
引き続き、樹脂絶縁層24U、24Lの表面に触媒核を形成し、上述したものと同様の条件で無電解めっき及び電解めっきを行い、めっき膜を形成する。次いで、上記と同様にして研磨を行う。こうして、積層部20U,20Lが形成される(図6C参照)。
引き続き、積層部20U,20Lの表面にソルダレジスト30U、30Lをそれぞれ形成する。こうしたソルダレジスト30U及び30Lは、例えば、市販のソルダレジスト組成物を塗布し、乾燥処理して形成することができる。
次いで、マスクを用いて露光・現像を行い、フォトリソグラフィにより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7A参照)。
ここで、ソルダレジストに形成した開口部51UO及び51LOによって露出される導体回路16U及び16Lがパッドとして機能し、そのパッド上に、はんだペーストを印刷するか、又は、半田ボールを搭載し、その後リフローすることにより半田部材(半田バンプ)50U,50U及び50L,50Lを形成する(図7B参照)この結果、これらの半田部材50U及び50Lを介して、このプリント配線板は他の基板と電気的に接続されることとなる。
以上説明したように、上記の本第1実施形態の多層プリント配線板100によれば、導体回路12U(12L)と導体回路14U(14L)とが埋め込まれる樹脂絶縁層22U(22L)を、粒径の異なる無機粒子を含有する樹脂で形成することにより、樹脂絶縁層22U(22L)の形成後に形成される第2導体回路としての導体回路14U(14L)の周囲に、相対的に粒径の小さい無機粒子を含有する樹脂絶縁層(第2絶縁層)22U(22L)を配置することが可能となる。
このため、例えば、粒径の小さい無機粒子を含有する樹脂絶縁層22U(22L)に、レーザを用いて導体回路形成用凹部15UO(15LO)を形成したときに、無機粒子が樹脂中から脱落したとしても、形成された凹部表面の凹凸は小さいものとなる。
一方、相対的に大きな粒径の無機粒子を含む樹脂で形成された樹脂絶縁層(第1絶縁層)22U(22L)は、比表面積が小さくなり、それに伴って樹脂の流動性が向上する。その結果、樹脂絶縁層22U(22L)を、第1導体回路としての導体回路12U(12L)間に隙間なく充填させることが可能となり、また、平坦な層間絶縁層22U(22L)の形成が容易となる。この結果、層間絶縁層の厚みを薄くしても埋め込み配線を形成でき、優れた層間絶縁性が確保される。
さらに、レーザによって形成した凹部の表面に凹凸が少なければ、その凹部に形成される配線の表面形状も凹凸の少ないものとなり、これによって表皮効果における信号伝搬の悪化が抑制される。例えば、無機粒子等の充填材(フィラー)と樹脂等の絶縁物質との隙間に導電物質が入り込んだり、上記のように無機粒子が抜け落ちてできた空間にめっき、工程で導電物質が入りこんだりすると、線間絶縁性が低下する。しかし、上記のように絶縁層を構成することで、線間絶縁性の低下を抑制することができ、この結果、ライン/スペース(L/S)比が小さく、ピッチ間隔が狭くなった場合にも、優れた線間絶縁性が確保される。
[第2実施形態]
次に、第2実施形態について説明する。図8は、本発明の第2実施形態に係るプリント配線板100Aの構成を示しており、前記プリント配線板100Aを構成するコア基板10と、積層部20AU,20ALと、ソルダレジスト30U,30Lと、半田部材(半田バンプ)50U,50Lとの位置関係を示している。
以下、プリント配線板100Aについて詳細に説明する。
図8に示すように、プリント配線板100Aは、(a)コア基板10と、(b)コア基板10の+Z方向側に形成された積層部20AUと、(c)積層部20AUを構成する樹脂絶縁層のうち、最外層の+Z方向側表面(第1面)に形成されたパッド部分を含む導体回路16AU上に設けられた半田部材50Uと、(d)積層部20AUの+Z方向側表面上に形成されたソルダレジスト30Uと、(e)コア基板10の−Z方向側に形成された積層部20ALと、(f)積層部20ALを構成する樹脂絶縁層のうち、最外層の−Z方向側表面(第2面)に形成されたパッド部分を含む導体回路16AL上に設けられた半田部材50Lと、(g)積層部20AL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。
すなわち、本第2実施形態のプリント配線板100Aは、上述した第1実施形態のプリント配線板100と比べて、積層部20Uに代えて積層部20AUを備える点、及び、積層部20Lに代えて積層部20ALを備える点のみが異なっている。以下、これらの相違点に主に着目して、説明する。
前記積層部20AUは、(i)コア基板10の+Z方向側に形成された「絶縁材」としての樹脂絶縁層22AUと、(ii)樹脂絶縁層22AUの+Z方向側表面に形成された導体回路14AUと、(iii)導体回路12Uと導体回路14AUとを、電気的に接続するビア導体14AUとを備えている。
積層部20Uは、更に、(iv)樹脂絶縁層22AU及び導体回路14AUの+Z方向側表面に形成された樹脂絶縁層24AUと、(v)樹脂絶縁層24AUの+Z方向側表面に形成された導体回路(パッド部分を含む)16AUと、(iii)導体回路14AUと導体回路16AUとを、電気的に接続するビア導体16AUとを備えている。
図8に示されるように、前記樹脂絶縁層24AUは単一の樹脂絶縁層で形成されたものではなく、2種類の樹脂絶縁層24AU及び24AUで形成されている。すなわち、樹脂絶縁層22AUの+Z方向側表面に、上述した樹脂絶縁層22Uの場合と同様の粒子径の無機粒子を含む樹脂絶縁層24AU(第1絶縁層)が形成され、この樹脂絶縁層24AUの+Z方向側表面に、実質的に無機粒子が含まれていない樹脂絶縁層24AU(第2絶縁層)が形成されている。
前記積層部20ALは、積層方向が−Z方向であることを除いて、上述した積層部20AUと同様に構成されている。このため、積層部20AUの構成要素と対応する積層部20ALの構成要素には、末尾を「L」とする符号を用いることとし、末尾が「U」とした積層部20AUの構成要素と対応関係を明確にしている。
なお、導体回路12U,14AU,16AUの形状及びビア導体14AU,16AUの形成位置と、導体回路12L,14AL,16ALの形状及びビア導体14AL,16ALの形成位置とは、プリント基板平面座標(XY座標)上において一般に一致しない。
また、第1実施形態における樹脂絶縁層22U(22L)と樹脂絶縁層24U(24L)の間の場合と同様に、樹脂絶縁層22AU(22AL)と樹脂絶縁層24AU(24AL)との間に、樹脂絶縁層、導体回路及びビア導体からなる配線層を1以上設けるようにすることもできる。
図8に示すように、本第2実施形態では、導体回路16AUは、樹脂絶縁層24AUの+Z方向側表面(第1面)と略平面を有するように、その内部に埋め込まれた構成としているが、さらに多くの配線層を形成する場合には、その一部の配線層においては、樹脂絶縁層の+Z方向側表面(第1面)上に形成された構成としてもよい。
また、本第2実施形態では、導体回路16ALは、樹脂絶縁層24ALの−Z方向側表面と略平面を有するように、その内部に埋め込まれた構成としているが、さらに多くの配線層を形成する場合には、その一部の配線層においては、各樹脂絶縁層の−Z方向側表面上に形成された構成としてもよい。
次に、第2実施形態のプリント配線板100Aの製造について、両面に導体層が形成されている支持部材を使用する場合を例に挙げて説明する。
プリント配線板100の製造に際しては、まず、上述した第1実施形態の場合と同様に、支持部材BSを出発材として、コア基板10を製造する(図2A〜図3C参照)。
次に、上述のようにして形成した導体回路12U及びエッチングによって露出した支持部材10Sの各+Z方向側表面を覆うように、例えば、樹脂絶縁層用フィルム(味の素ファインテクノ社製、ABF)を用いて樹脂絶縁層22AUを形成する。また、導体回路12L及びエッチングによって露出した支持部材10Sの各―Z方向側表面にも、同様にして、樹脂絶縁層22ALを形成する(図9A参照)。
かかる樹脂絶縁層22AU,22ALの形成は、上述した22U,22Uの場合と同様の条件で行うことができる。
次いで、上記第1実施態様における開口部17UVO,17UVOの場合と同様の条件で、層間接続用ビア14AUを形成するための開口部15AUO,15ALOを形成する(図9B参照)。これらの開口部の形成には、レーザを使用することができ、例えば、COレーザを使用することができる。
引き続き、上述したと同様の条件で、樹脂絶縁層22AUの+Z方向側表面に、セミアディティブ法又はサブトラクティブ法によりビア導体14AU、並びに導体回路14AUを形成する。14AL、並びに14ALも同様に形成する(図9C参照)。
次いで、第1実施形態における第1絶縁層22U,22Lの層間絶縁用と同様の層間絶縁用フィルム、及び、実質的に無機粒子が含まれていない層間絶縁用フィルムが一体となっているフィルムを用いて、導体回路14AUの+Z方向側表面及び導体回路14ALの−Z方向側表面に、第1絶縁層24AU,第2絶縁層24AU、及び、第1絶縁層24AL,第2絶縁層24ALを形成する。こうして樹脂絶縁層24AU,24ALが形成される(図9D及び図9E参照)。
ここで、第1絶縁層24AU(24AL)の厚みは、導体回路16AU(16AL)間への良好な充填性を確保するといった観点から、導体回路16AU(16AL)の厚みよりも大きいことが好ましい。具体的には、上述した第1実施形態の第1絶縁層22U(22L)の場合と同様に、約10〜20μmであることが好ましい。上記第2絶縁層24AU(24AL)には、後述する方法で導体回路形成用の凹部が形成されるが、ここで形成される凹部間の樹脂が、平面上で隣接する導体回路間を絶縁することなる。
この樹脂絶縁層24AU,24ALとしては、上述した第1実施形態における樹脂絶縁層22U,22Lの場合と同様に、例えば、複数枚の層間絶縁用フィルムやプリプレグその他の半硬化樹脂シートを使用することができる。また、第1実施形態の場合と同様に、プロセスの簡略化の点から、複数枚の層間絶縁用フィルム等が接合されている1枚のフィルムを使用することが好ましい。
この後、上記のように形成した樹脂絶縁層24AUの+Z方向側表面、及び24ALの−Z方向側表面に、層間接続用のビア導体用開口部15AUVO,15ALVO及び導体回路用開口部15AUO,15ALOを形成し、無電解めっき及び電解めっきによるめっき膜の形成及び研磨を、上述した第1実施態様における樹脂絶縁層22U,22L関する場合と同様にして行う(図10及び10B参照)。
なお、後述するソルダレジストが形成される樹脂絶縁層(最外層:本第2実施形態においては、樹脂絶縁層24AU,24AL)に形成された導体回路16AU,16ALの一部は、半田部材50U,50Lのパッドともなる。
次に、樹脂絶縁層24AU上(+Z方向側表面)にソルダレジスト30Uを、樹脂絶縁層24AL上(−Z方向側表面)にソルダレジスト30Lを、それぞれ形成する(図11A参照)。そして、このソルダレジスト30U及び30L内に、導体回路16AU,16ALにおける部品実装用パッドを部分的に露出させる開口部51UO,51LOを形成する(図11A参照)。
引き続き、露出された部品実装用パッド上に半田部材(半田バンプ)50U,50Lを形成し、プリント配線板100Aを製造する(図11B参照)。
上記の第2実施形態の多層プリント配線板100Aによれば、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。
なお、第2実施形態では、上述した第1積層部のうち、埋め込み配線を有する導体層を1層としたが、この層数は特に限定されない。また、積層部を構成する全ての導体層を埋め込み配線により構成してもよく、セミアディティブ法による配線を有する層と混在するようにしてもよい。
[第3実施形態]
次に、第3実施形態について説明する。図12は、本発明の第3実施形態に係るプリント配線板100Bの構成を示しており、前記プリント配線板100Bを構成する積層部20B、ソルダレジスト30B,30B、半田部材50B,52B等の位置関係を示している。
以下、プリント配線板100Bについて詳細に説明する。
図12に示すように、プリント配線板100Bは、(a)積層部20Bと、(b)積層部20Bの樹脂絶縁層のうち、最外層の−Z方向側表面(第1面)に形成された部品搭載用パッド(以下、単に「パッド」という)12B上に設けられた半田部材50Bと、(c)積層部20Bの−Z方向側表面上に形成されたソルダレジスト30Bと、(d)積層部20Bを構成する樹脂絶縁層のうち、最外層の+Z方向側表面(第2面)に形成されたパッド52Bと、(g)積層部20B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。
前記積層部20Bは、(i)パッド12Bと、(ii)パッド12Bが−Z方向側表面(第1面)に埋め込まれた樹脂絶縁層22Bと、(iii)樹脂絶縁層22Bの+Z方向側表面(第2面)に形成された導体回路14Bと、(iv)パッド12Bと導体回路14Bとを、電気的に接続するビア導体14Bとを備えている。
積層部20Bは、更に、(v)樹脂絶縁層22B及び導体回路14Bの+Z方向側表面に形成された樹脂絶縁層24Bと、(v)樹脂絶縁層24Bの+Z方向側表面に形成された導体回路16Bと、(iii)導体回路14Bと導体回路16Bとを、電気的に接続するビア導体16Bとを備えている。
図12に示されるように、前記導体12Bは単一の金属で形成されたものではなく、2種類の金属層12B及び12Bで形成されている。これらの金属層12B及び12Bの組成等については、後述する。
また、前記樹脂絶縁層22Bは単一の絶縁樹脂絶縁層で形成されたものではなく、上述した第1実施形態における樹脂絶縁層22Uと同様に、2種類の樹脂絶縁層22B及び22Bで形成されている。すなわち、樹脂絶縁層22Bでは、−Z方向側に、上述した樹脂絶縁層22Uの場合と同様の粒子径の第1無機粒子IPを含む樹脂絶縁層22B(第1絶縁層)が形成され、この樹脂絶縁層22Bの+Z方向側表面に、上述した樹脂絶縁層22Uの場合と同様の粒子径の第2無機粒子IPを含む樹脂絶縁層22B(第2絶縁層)が形成されている。
また、第1実施形態における樹脂絶縁層22U(22L)と樹脂絶縁層24U(24L)の間の場合と同様に、樹脂絶縁層22Bと樹脂絶縁層24Bとの間に、樹脂絶縁層、導体回路及びビア導体からなる配線層を1以上設けるようにすることもできる。
図12に示すように、本第3実施形態では、導体回路14Bは、樹脂絶縁層22Bの+Z方向側表面と略平面を有するように、その内部に埋め込まれた構成としているが、さらに多くの配線層を形成する場合には、セミアディティブ法、サブトラクティブ法を用いてもよい。
次に、本第3実施形態のプリント配線板100Bの製造について、説明する。
プリント配線板100Bの製造に際しては、まず、例えば、銅板等の金属板10B上に、複数の異なる金属で構成されるシード層11Bを形成する(図13A参照)。例えば、銅板の第1面(+Z方向側表面)に、まず、クロム層を形成し、このクロム層の第1面に、銅の層を形成し、シード層11Bとする。上記のシード層11Bの形成には、無電解めっき、スパッタリング、蒸着等の方法を用いることができる。
なお、金属板10B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ても、エッチング速度が著しく遅い金属であれば、クロムに代えて使用してもよい。
次いで、シード層11Bを形成した後に、シード層11Bの+Z方向側表面にレジストパターンR1Bを形成する(図13B参照)。そして、このレジストパターンR1Bから露出されたシード層11Bの表面に金属層12Bを形成する。
この金属層12Bは、シード層11B表面から+Z方向に向かって、金(Au)めっき膜、パラジウム(Pd)めっき膜、及びニッケル(Ni)めっき膜を有するものとして形成することができる。これらのめっき膜は、例えば、電解めっきにより形成される。
また、金属層12B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12B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。
次いで、この金属層12B上に、例えば、銅よりなる金属層12Bを、例えば、電解めっきにより形成する(図13C参照)。この金属層12Bの−Z方向側表面上に半田部材50Bが形成されることになる。この後、周知の方法に従ってレジストを除去(図13D参照)する。こうしてパッド12Bが形成される。
次に、上述のようにして形成したパッド12B及びシード層11Bの各+Z方向側表面を覆うように、樹脂絶縁層22Bを形成する。この樹脂絶縁層22Bは、第1無機粒子IPを含有する樹脂よりなる第1絶縁層22Bと、この第1絶縁層の+Z方向側表面上に形成されて第1無機粒子IPよりも平均粒径の小さな第2無機粒子IPを含有する樹脂よりなる第2絶縁層22Bとを有する(図14A、図14B参照)。
第1絶縁層22Bは、上述した第1実施形態の第1絶縁層22U(22L)と同様に構成される。また、第2絶縁層22Bは、上述した第1実施形態の第1絶縁層22U(22L)と同様に構成される。
次に、図14Cに示すように、層間接続用のビア導体用の開口部15BVOを所望の数で形成する。これらの開口部の形成に使用できるレーザとしては、炭酸ガスレーザ、エキシマレーザ、YAGレーザ、UVレーザ等を挙げることができる。なお、レーザで開口部を形成する場合には、PET(ポリエチレンテレフタレート)フィルム等の保護フィルムを使用してもよい。
引き続き、図14Dに示すように、UVレーザ又はエキシマレーザを用いる第2のレーザ加工を行い、導体回路用の凹部15BOを形成する。
この第2のレーザ加工を行った後に、上記のビア導体用開口部15BVOの底部に残っている樹脂の残渣を、除去することが好ましい。これによって、後に形成されるビア導体とパッドとの接続信頼性を向上させることができる。
また、上記の導体回路用の凹部15BOを形成した後に、めっき効率を高めるためこの部材を過マンガン酸溶液に浸漬し、樹脂絶縁層22B及び22Bの表面を粗化してもよい。
次に、例えば、上述した14UP(14LP)と同様の条件でめっき処理を行い、図14Eに示すように、ビア導体用開口部15BVO及び凹部15BOを含む樹脂絶縁層22Bの表面を覆うように、無電解めっき膜(無電解銅めっき膜)と無電解めっき膜上に形成された電解めっき膜(電解銅めっき膜)とからなるめっき層14PBを形成する。
次に、上記のめっき層14PBを、樹脂絶縁層22Bの表面が露出するまで研磨し、樹脂絶縁層22Bに埋込まれたビア導体14B及び導体回路14Bを形成する(図14F参照)。ここで使用する研磨の手法としては、例えば、化学機械研磨(Chemical Mechanical Polishing、CMP)やバフ研磨等を挙げることができる。これにより、導体回路14B、及び、導体回路14Bとパッド12Bとを接続するビア導体14Bが形成される。
次に、上述したように形成した樹脂絶縁層22B及び導体回路14Bの表面を覆うように樹脂絶縁層24Bを形成する(図15A参照)。その後、これらの樹脂絶縁層24Bに、上述した第1のレーザ加工と同様の加工を行い、層間接続用のビア導体用開口部17BVOを形成する(図15B参照)。ここで、樹脂絶縁層24Bの表面は、粗化されていることが好ましい。こうした粗化は、上述した第1実施形態の場合と同様にして行うことができる。
ここで、ビア導体用開口部17BVOの形成は、炭酸ガスレーザ、エキシマレーザ及びYAGレーザからなる群から選ばれるいずれかのレーザを用いて行うことができる。
また、樹脂絶縁層24Bは、例えば、ABF(味の素ファインテクノ株式会社製)を上記と同様の条件でラミネートして形成することができる。なお、樹脂絶縁層24B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17BVOを形成すればよい。
引き続き、樹脂絶縁層24Bの表面に触媒核を形成し、無電解めっきによりめっき膜16PBを形成する。ついで、無電解めっき膜16PB上に、めっきレジストR2Bを形成する(図15C参照)。
次に、めっきレジストR2B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。引き続き、めっきレジストを除去した後、さらにそのめっきレジスト下の無電解めっき膜をエッチングにより除去し、導体回路16B、及び、導体回路16Bと導体回路14Bとを接続するビア導体16Bを形成する(図15D参照)。
ここで、導体回路16Bの表面は、粗化されていることが好ましい。こうした粗化は、上述した第1実施形態の場合と同様にして行うことができる。
この結果、シード層11Bの+Z方向側表面上に積層部20Bが形成される。
次に、エッチング等により金属板10Bを除去する(図16A参照)。その際、金属板10Bを構成する銅のエッチングは、シード層11Bを構成するクロム層で止まる。
次いで、上述したシード層11Bの除去を行う(図16B参照)。例えば、絶縁部材の−Z方向側表面に、表面側からクロム層、銅層の順番でシード層11Bが形成されている場合には、まず、クロム層、次いで銅層の順番で、シード層11Bの除去を行う。この場合、クロム層は、クロム層をエッチングするが銅層をエッチングしないエッチング液を用いて除去し、次に、シード層を構成する銅層をエッチングするエッチング液で銅層を除去する。これによって、パッド12Bにおいて保護膜としての機能を果たす金属膜12Bが樹脂絶縁層22Bの第1面(−Z方向側表面)に露出する(図16B参照)。このとき、樹脂絶縁層22Bの第1面と金属膜12Bの露出表面とは略同一平面上に位置する。
シード層11Bを除去した後、樹脂絶縁層22B上(+Z方向側表面)にソルダレジスト30Bを、上記パッド12Bが形成されている樹脂絶縁層22B上(−Z方向側表面)にソルダレジスト30Bを、それぞれ形成する。そして、ソルダレジスト30B内に、導体パターン16Bの一部を露出させる開口53BOを形成するとともに、ソルダレジスト30B内に、パッド12Bを部分的に露出させる開口部51BOを形成する(図16C参照)。
引き続き、パッド12Bの上に半田部材(半田バンプ)50Bを形成するとともに、導体回路16B上に半田めっき膜52Bを形成する(図16D参照)。図16Dにおいては、半田めっき膜52B及び52Bからなる52Bは、二層として表しているが、一層で形成してもよく、層数は特に制限されない。
こうして、プリント配線板100Bが製造される。
以上説明したように、上記の本第3実施形態の多層プリント配線板100Bは、樹脂絶縁層22Bの形成前に形成されるパッド12Bの周囲に相対的に粒径の大きい無機粒子を含有する樹脂絶縁層(第1絶縁層)22B、及び樹脂絶縁層22Bの形成後に形成される第2導体回路としての導体回路14Bの周囲に、相対的に粒径の小さい無機粒子を含有する樹脂絶縁層(第2絶縁層)22Bを配置することが可能になる。
このため、例えば、粒径の大きい第1絶縁層22Bは、比表面積が小さくなり、それに伴って樹脂の流動性が向上する。その結果、樹脂絶縁層22Bを、第1導体回路としての導体回路12B間に隙間なく充填させることが可能となり、平坦な層間絶縁層22Bの形成が容易となる。この結果、優れた層間絶縁性が確保される。
一方、粒径の小さい無機粒子を含有する樹脂絶縁層22Bに、レーザを用いて導体回路形成用凹部15BOを形成したときに、無機粒子が樹脂中から脱落したとしても、形成された凹部表面の凹凸が小さいものとなる。
さらに、レーザによって形成した凹部の表面に凹凸が少なければ、その凹部に形成される配線の表面形状も凹凸の少ないものとなり、これによって表皮効果における信号伝搬の悪化が抑制される。例えば、無機粒子等の充填材(フィラー)と樹脂等の絶縁物質との隙間に導電物質が入り込んだり、上記のように無機粒子が抜け落ちてできた空間にめっき工程で導電物質が入りこんだりすると、線間絶縁性が低下する。しかし、上記のように絶縁層を構成することで、線間絶縁性の低下を抑制することができ、この結果、ライン/スペース(L/S)比が小さく、ピッチ間隔が狭くなった場合にも、優れた線間絶縁性が確保される。
[第4実施形態]
次に、第4実施形態について説明する。図17は、本発明の第4実施形態に係るプリント配線板100Cの構成を示しており、前記プリント配線板100Cを構成する積層部20C、ソルダレジスト30B,30B、半田部材50B,52B等の位置関係を示している。
以下、プリント配線板100Cについて詳細に説明する。
図17に示すように、プリント配線板100Cは、上述した第3実施形態のプリント配線板100B(図12参照)と比べて、積層部20Bに代えて積層部20Cを備える点のみが異なっている。
そして、積層部20Cは、積層部20Bと比べて、樹脂絶縁層22Bに代えて、樹脂絶縁層22Cを備える点のみが異なっている。さらに樹脂絶縁層22Cは第2絶縁層22Bに代えて、第2絶縁層22Cを備える点のみが異なっている。この第2絶縁層22Cは、上述した第2実施形態の樹脂絶縁層24AU(24AL)と同様に、実質的に無機粒子が含まれていない樹脂から形成されている。
また、第3実施形態における樹脂絶縁層22Bと樹脂絶縁層24Bとの間の場合と同様に、樹脂絶縁層22Cと樹脂絶縁層24Bとの間に、樹脂絶縁層、導体回路及びビア導体からなる配線層を1以上設けるようにすることもできる。
次に、本第4実施形態のプリント配線板100Cの製造について、説明する。
このプリント配線板100Cに際しては、金属板10Bへのシード層11Bの形成から、パッド12Bの形成までを、第3実施形態の場合と同様に行う(図13A〜図13D参照)。
引き続き、上述のようにして形成したパッド12B及びシード11Bの各+Z方向側表面を覆うように、第1無機粒子IPを含有する絶縁性の樹脂を用いて第1絶縁層22Bを形成する。次いで、この第1絶縁層の+Z方向側表面上、無機粒子を実質的に含まない絶縁性の樹脂を用いて、第2絶縁層22Cを形成する(図18A、図18B参照)。この結果、樹脂絶縁層22Cが形成される。
以後、層間接続用のビア導体用の開口部15BVOの形成から、半田部材50B及び52Bの形成を、第3実施形態の場合と同様に行う(図14A〜図16D参照)。こうして、プリント配線板100Cが製造される。
上記の第4実施形態の多層プリント配線板100Cによれば、第3実施形態と同様の効果を得ることができる。
なお、上述した第4実施形態においても、第3実施形態と同様、積層部のうち、埋め込み配線を有する導体層を2層としたが、この層数は特に限定されない。すなわち、積層部を構成する全ての導体層を埋め込み配線により構成してもよい。このとき、セミアディティブ法による配線は形成されない。
また、第3実施形態における樹脂絶縁層22Bと樹脂絶縁層24Bとの間の場合と同様に、樹脂絶縁層22Cと樹脂絶縁層24Bとの間に、樹脂絶縁層、導体回路及びビア導体からなる配線層を1以上設けるようにすることもできる。
(実施例1)
(1)樹脂充填材の調製
ビスフェノールF型エポキシモノマー(油化シェル社製、分子量=310、YL983U)100重量部、表面にシランカップリング剤がコーティングされたSiO球状粒子(アドテック社製、CRS 1101−CE、平均粒子径1.6μm、最大粒子の直径が15μm以下)170重量部及びレベリング剤(サンノプコ社製 ペレノールS4)1.5重量部を容器にとり、室温で攪拌混合することにより、その粘度が23±1℃で45〜49Pa・sの樹脂充填材を調製した。
なお、硬化剤として、イミダゾール硬化剤(四国化成社製、2E4MZ−CN)6.5重量部を用いた。
(2)多層プリント配線板の製造
支持部材BSとして、厚み0.8mm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BS(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、図2Bに示すように、この銅張積層板をドリル削孔し、内径約0.20μmのスルーホール導体用の貫通孔19を形成した。
次に、下記表4に示すめっき浴に、浴温70℃で30分間、貫通孔19を形成した銅張り積層板を浸漬し、銅箔FU及びFLと貫通孔19の内壁表面とに無電解銅めっき膜を形成した。
ついで、表5に示すめっき浴を用い、1.0A/dm、通電時間30分、浴温を30℃という条件で電解銅めっき処理を行い、無電解銅めっき膜と無電解銅めっき膜上の電解銅めっき膜とからなるスルーホール導体THを含む導体層FUP及びFLPを形成した。
*:カパラシドGL(アトテックジャパン製)
そして、図2Dに示すように、スルーホール導体THを形成した基板を水洗いし、乾燥した後、NaOH(10g/L)、NaClO(40g/L)、NaPO(6g/L)を含む水溶液を黒化浴(酸化浴)とする黒化処理、及びNaOH(10g/L)、NaBH(6g/L)を含む水溶液を還元浴とする還元処理を行い、スルーホール導体THの表面を粗化面とした(図2D参照)。
次に、図2Eに示すように、スルーホール導体THの内部に、上記(1)に記載した樹脂充填材11を下記の方法で充填した。
すなわち、まず、スキージを用いてスルーホール導体TH内に樹脂充填材11を押し込み、100℃、20分の条件で乾燥させた。続いて、基板の片面を、♯600のベルト研磨紙(三共理化学社製)を用いたベルトサンダー研磨により、電解銅めっき膜上に樹脂充填材11が残らないように研磨し、次いで、上記ベルトサンダー研磨による傷を取り除くためのバフ研磨を行った。このような一連の研磨を基板の他方の面についても同様に行った。
次いで、100℃で1時間、120℃で3時間、150℃で1時間、180℃で7時間の加熱処理を行って樹脂充填材層を形成した。
次に、図2Fに示すように、電解銅めっき膜FUP及びFLPと樹脂充填材11の両表面上に、上述した各めっき浴を用いて同様の条件の下でめっき処理を行い、無電解銅めっき膜と電解銅めっき膜とからなる導体層12UP,12LPを形成した。
ついで、感光性のドライフィルムをラミネートし、ガラス製のフォトマスクを載置し、100mJ/cmで露光後、0.75%の炭酸ナトリウム水溶液を用いて現像処理を行って、厚さ約15μmのエッチングレジストを形成した。次に、硫酸−過酸化水素混合液を用いて、エッチングレジストを形成していない部分をエッチングし、次いで、エッチングレジストを5%水酸化カリウム水溶液で除去して、導体回路12U,12Lと貫通孔被覆導体層とを形成した(図3A〜3C参照)。
次に、上記基板を水洗、酸性脱脂した後、ソフトエッチングし、次いで、エッチング液を基板の両面にスプレーで吹き付けて、導体回路12U,12L(樹脂充填材11を覆う導体回路部分を含む)の表面を、イミダゾール銅(II)錯体10重量部、グリコール酸7重量部、及び、塩化カリウム5重量部を含むエッチング液(メック社製、メックエッチボンド)を用いてエッチングすることにより、導体回路12U,12Lの全表面(スルーホール導体THのランド表面を含む)を粗化面とした(図示せず)。
次いで、樹脂絶縁層を形成する樹脂シートとして、以下のものを準備した。すなわち、第1絶縁層の厚みが約25μm、第2絶縁層の厚みが約15μm、第1無機粒子IPの平均粒径が0.5μm(粒径の上限は3.0μm)、第2無機粒子IPの平均粒径が0.02μm(粒径の上限は0.03μm)である樹脂シートを準備した。
次いで、上記の樹脂シートをコア基板に10の両面に、圧力0.7MPa、温度100℃、時間30秒の条件で積層し、その後180℃で30分間熱硬化させた。
次いで、上記第2絶縁層に、炭酸ガスレーザを用いて、ビア導体用の開口部を形成した(図5A参照)。ここで使用した炭酸ガスレーザは、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ショットの条件で使用した(図5A参照)。
次に、エキシマレーザを用いて、波長308nm又は355nmの条件で、導体回路用の凹部を形成した(図5A参照)。
引き続き、市販のめっき浴を用いて無電解銅めっきを行い、厚み約0.3〜1μmの無電解銅めっき膜を形成した。次いで、この無電解銅めっき膜を給電層として電解銅めっきを行い、樹脂絶縁層の表面に10〜30μmの厚みの電解銅めっき膜を形成した(図5B参照)。
以上のようにして樹脂絶縁層上に形成しためっき膜(無電解銅めっき膜及び電解銅めっき膜)を上述したバフ研磨により研磨し、樹脂絶縁層の表面を露出させて平坦化した(図5C参照)。このとき、バフの番手としては#600を使用した。
これにより、ビア導体14U及び14L並びに内層導体回路14U及び14Lを形成した。なお、ここで形成した内層導体回路14U及び14Lのライン/スペース(L/S)は約5μm/5μmであった。
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、22U及び14U並びに22L及び14Lの表面に貼り付け、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6A参照)。
次いで、炭酸ガスレーザを用いて、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6B参照)。引き続き、エキシマレーザを用いて、波長308nm又は355nmの条件で、導体回路用の凹部を形成する。その後、上記ビア底のデスミアを行った。
次いで、基板の表面にパラジウム触媒(アトテック製)を付与することにより、開口部及び凹部を含む樹脂絶縁層の表面に触媒核を付ける。そして、上述したと同様の条件で、厚み約0.3〜1μmの無電解銅めっき膜を形成した。この無電解銅めっき膜を給電層として電解銅めっきにより、樹脂絶縁層の表面に厚み約20μmの電解銅めっき膜を形成した。
この後、樹脂絶縁層のめっき膜(無電解銅めっき膜及び電解銅めっき膜)を、#600番手を用いたバフ研磨により研磨し、樹脂絶縁層の表面を露出させて平坦化した(図6C参照)。
以上のようにして、ビア導体16U及び内層導体回路16Uを形成した(図6C参照)。なお、ここで形成した内層導体回路16のライン/スペース(L/S)は約5μm/5μmであった。
その後、最上層の樹脂絶縁層24U及び導体回路16U上に、市販のソルダレジスト組成物を約30μmの厚さで塗布し、70℃で20分間、70℃で30分間の条件で乾燥処理を行い、ソルダレジスト層30Uを形成した。次いで、それらのソルダレジスト層30U上にマスクを重ね、フォトリソグラフィによって開口部51UOを形成した。この開口部に半田バンプ50Uを形成した。
支持部材10の反対側には、同様の手順で、ビア導体16L及び内層導体回路16Lを形成し、ソルダレジスト30Lを形成した。ソルダレジス30L上にマスクを重ね、フォトリソグラフィによって開口部51LOを形成し、この開口部に半田バンプ50Lを形成した。
(実施例2)
ここでは、第2実施形態に記載のプリント配線板100A(図8参照)を、以下の2点を除いて、実施例1と同様の手順で製造した。まず、支持部材BS上に、上述したABFを用いて樹脂絶縁層を形成し、セミアディティブ法によって導体回路を形成した(図9A〜9C参照)。その後、第1実施例と同様にして樹脂絶縁層を形成し、実施例1の(7)と同様の手順でビア導体及び導体回路を形成した(図9D〜10B参照)。
(比較例)
実施例1の(6)で用いた樹脂シートに代えて、樹脂中に含有される無機フィラーの平均粒径が1.0μm、上限が5.0μm、厚み約50μmという層間絶縁層用フィルム(味の素ファインテクノ(株)社製、ABFシリーズ)を用いた以外は、実施例1と同様にしてプリント配線板を製造した。
(評価)
上記実施例及び比較例において、導体回路用の凹部形状を電子顕微鏡で観察した。結果を図19A〜20Bに示す。
比較例のプリント配線板では、図19Aに示すように、凹部を形成する樹脂絶縁層の表面に大きな凹凸が確認できた。そして、図19Bに白抜きの矢印で示したように、導体回路間に存在する無機粒子の周囲(樹脂絶縁層と無機粒子との間の隙間)、及び無機粒子が脱落した箇所へめっきが入り込んでいることも確認できた。これにより、比較例においては、表皮効果による電気特性の低下や、線間絶縁性の低下も考えられる。加えて、この比較例においては、樹脂絶縁層の表面が粒子の外形に起因する凹凸を有することも確認された。これによれば、層間絶縁性の低下が考えられる。
一方、実施例1で製造したプリント配線板の走査型電子顕微鏡(SEM)画像により、配線形状等を観察した。その結果を図20Aに示す。図20Aから明らかなように、無機粒子に起因する大きな凹凸は認められなかった。このことは、本発明の方法で製造されたプリント配線板では、無機粒子等の微粒子と樹脂などの絶縁物質との隙間に導電物質が入り込んだり、微粒子が抜け落ちてできた穴に導電物質が入りこんだりすることによる線間絶縁性の低下を防ぐことが可能になったことを示す。
また、無機粒子の粒径が小さくなることで、形成されるトレンチ配線の断面形状がシャープなものとなった。その結果、表皮効果における電気特性(信号伝搬)の悪化を抑制することができる。また、樹脂絶縁性の表面のうねりもなく、平坦であることが確認できた。
さらに、実施例2のプリント配線板においても図20Bで示すように、凹部を形成する樹脂絶縁層の表面には殆ど凹凸は認められなかった。その結果、実施例1と同様の効果が得られることが確認できた。
以上のように、本発明に係るプリント配線板は、薄型のプリント配線板として有用であり、装置の小型化を図るために用いるのに適している。
さらに、本発明に係るプリント配線板の製造方法は、樹脂絶縁層の平坦性を担保し、表皮効果における電気特性(信号伝搬)の悪化を抑制しつつ、歩留まりよく製造するのに適している。

Claims (18)

  1. 絶縁材と;
    前記絶縁材上に形成されている第1導体回路と;
    前記絶縁材上及び前記第1導体回路上に形成され、前記第1導体回路間を絶縁する第1絶縁層と、当該第1絶縁層上に形成されて第2導体回路用の凹部を有する第2絶縁層と、ビア導体用の開口部と、を備える基材を含まない樹脂絶縁層と;
    前記凹部内に形成されている第2導体回路と;
    前記開口部に形成され、前記第1導体回路と前記第2導体回路とを接続するビア導体と;を備え、
    前記第1絶縁層は第1無機粒子を含有し、
    前記第2絶縁層は前記第1無機粒子よりも粒子径の小さい第2無機粒子を含有し、
    第1絶縁層を構成する前記第1無機粒子以外の部分と第2絶縁層を構成する前記第2無機粒子以外の部分とは同一の樹脂で形成されている
    ことを特徴とするプリント配線板。
  2. 前記凹部内に形成された第2導体回路の表面は、前記樹脂絶縁層の表面と同一平面上に位置することを特徴とする、請求項1に記載のプリント配線板。
  3. 前記第1絶縁層の厚みは前記第1導体回路の厚みよりも大きいことを特徴とする、請求項1に記載のプリント配線板。
  4. 前記第2絶縁層の厚みは前記第2導体回路の厚みよりも大きいことを特徴とする、請求項1に記載のプリント配線板。
  5. 前記第2無機粒子の含有量は、前記第2絶縁層を形成する樹脂の総重量の10〜70重量%である、ことを特徴とする、請求項1に記載のプリント配線板。
  6. 前記第1無機粒子及び前記第2無機粒子は、表面改質剤でコーティングされていることを特徴とする、請求項1に記載のプリント配線板。
  7. 前記第1無機粒子及び前記第2無機粒子は、無機酸化物、炭化物、無機窒化物、無機塩及びケイ酸塩からなる群から選ばれる、少なくとも1種以上の化合物であることを特徴とする、請求項6に記載のプリント配線板。
  8. 絶縁材の表面に第1導体回路を形成する工程と;
    第1無機粒子を含有する第1絶縁層と、前記第1層上に形成され、前記第1無機粒子よりも平均粒子径の小さい第2無機粒子を含有する第2絶縁層とを備え樹脂絶縁層を、前記絶縁材上及び前記第1導体回路上に形成する工程と;
    前記樹脂絶縁層を貫通するビア導体用の開口部を形成するとともに、前記第2絶縁層に第2導体回路用の凹部を形成する工程と;
    前記凹部内に第2導体回路を形成する工程と;
    前記開口部内に、前記第1導体回路と前記第2導体回路とを接続するビア導体を形成する工程と;
    を備え、
    前記第1絶縁層及び第2絶縁層は基材を含まず、かつ、前記第1絶縁層を構成する前記第1無機粒以外の部分と前記第2絶縁層を構成する前記第2無機粒子以外の部分とは、同一の樹脂で形成されている、ことを特徴とするプリント配線板の製造方法。
  9. 前記第2絶縁層の厚みよりも前記凹部の深さが浅くなるように当該凹部を形成することを特徴とする、請求項8に記載のプリント配線板の製造方法。
  10. 前記開口部及び前記凹部はレーザにより形成されることを特徴とする、請求項8に記載のプリント配線板の製造方法。
  11. 前記樹脂絶縁層の表面と、前記第2導体回路の表面とが同一平面となるように、前記第2導体回路を形成することを特徴とする、請求項8に記載のプリント配線板の製造方法。
  12. 前記樹脂絶縁層の表面と、前記第2導体回路の表面とが同一平面となるように、前記第2導体回路を形成することを特徴とする、請求項8に記載のプリント配線板の製造方法。
  13. 絶縁材と;
    前記絶縁材上に形成されている第1導体回路と;
    前記絶縁材上及び前記第1導体回路上に形成され、前記第1導体回路間を絶縁する第1絶縁層と、当該第1絶縁層上に形成されて第2導体回路用の凹部を有する第2絶縁層と、ビア導体用の開口部とを備える樹脂絶縁層と;
    前記凹部内に形成されている第2導体回路と;
    前記開口部に形成され、前記第1導体回路と前記第2導体回路とを接続するビア導体と;を備え、
    前記第1絶縁層は第1無機粒子を含有し、かつ基材を含まず、
    前記第2絶縁層は、実質的に樹脂のみからなり、
    前記第1絶縁層を構成する前記第1無機粒子以外の部分と前記第2絶縁層とは同一の樹脂で形成されている、
    ことを特徴とするプリント配線板。
  14. 絶縁材の表面に第1導体回路を形成する工程と;
    第1無機粒子を含有する第1絶縁層と、前記第1絶縁層上に形成され、実質的に樹脂のみからなる第2絶縁層とを備え絶縁層を、前記絶縁材上及び前記第1導体回路上に形成する工程と;
    前記樹脂絶縁層を貫通するビア導体用の開口部を形成するとともに、前記第2絶縁層に第2導体回路用の凹部を形成する工程と;
    前記凹部内に第2導体回路を形成する工程と;
    前記開口部内に、前記第1導体回路と前記第2導体回路とを接続するビア導体を形成する工程と;
    を備え、
    前記第1絶縁層及び第2絶縁層は基材を含まず、かつ、前記第1絶縁層を構成する前記第1無機粒子以外の部分と第2絶縁層とを同一の樹脂で形成されている、ことを特徴とするプリント配線板の製造方法。
  15. 第1面側に第1凹部が設けられるとともに、第2面側に第2凹部が設けられた少なくとも1つの樹脂絶縁層と;
    前記第1凹部に形成された部品搭載用パッドと;
    前記第2凹部に形成された導体回路と;
    前記部品搭載用パッドと、前記導体回路とを層間導通させるビア導体と;を備え、
    前記樹脂絶縁層は、
    前記部品搭載用パッド間を絶縁する第1絶縁層と;
    前記導体回路間を絶縁する第2絶縁層と;
    前記ビア導体が形成されるビア導体用開口部と;を備え、
    前記第1絶縁層は第1無機粒子を含有し、前記第2絶縁層は前記第1無機粒子よりも粒子径の小さい第2無機粒子を含有し、
    前記第1絶縁層及び第2絶縁層は基材を含まず、かつ、前記第1絶縁層を構成する前記第1無機粒子以外の部分と、前記第2絶縁層を構成する前記第2無機粒子以外の部分とは同一の樹脂で形成されている、
    ことを特徴とするプリント配線板。
  16. 支持部材の第1面上に部品搭載用パッドを形成する工程と;
    第1無機粒子を含有する第1絶縁層と、前記第1絶縁層上に形成される、前記第1無機粒子よりも平均粒子径の小さい第2無機粒子を含有する、第2絶縁層とを備える絶縁層を、前記支持部材上及び前記部品搭載用パッド上に形成する工程と;
    前記第1絶縁層と前記第2絶縁層とを貫通するビア導体用の開口部を形成するとともに、前記第2絶縁層に第2導体回路用の凹部を形成する工程と;
    前記凹部内に第2導体回路を形成する導体回路形成工程と;
    前記開口部内に、前記第1導体層と前記第2導体回路とを接続するビア導体を形成するビア導体形成工程と;
    を備え、
    前記第1絶縁層及び第2絶縁層は基材を含まず、かつ、前記第1絶縁層を構成する前記第1無機粒子以外の部分と、前記第2絶縁層を構成する前記第2無機粒子以外の部分とは同一の樹脂で形成されている、ことを特徴とするプリント配線板の製造方法。
  17. 第1面に第1凹部が設けられるとともに、第2面に第2凹部が設けられた少なくとも1つの樹脂絶縁層と;
    前記第1凹部に形成された部品搭載用パッドと;
    前記第2凹部に形成された導体回路と;
    前記部品搭載用パッドと、前記導体回路とを層間導通させるビア導体と;を備え、
    前記樹脂絶縁層は、
    前記部品搭載用パッド間を絶縁する第1絶縁層と;
    前記導体回路間を絶縁する第2絶縁層と;
    前記ビア導体が形成されるビア導体用開口部と;を備え、
    前記第1絶縁層は第1無機粒子を含有し、前記第2絶縁層は実質的に樹脂のみからなっており、
    前記第1絶縁層は基材を含まず、かつ、前記第1絶縁層を構成する前記第1無機粒子以外の部分と、前記第2絶縁層とは同一の樹脂で形成されている
    ことを特徴とするプリント配線板。
  18. 支持部材の第1面上に部品搭載用パッドを形成する工程と;
    第1無機粒子を含有する第1絶縁層と、当該第1絶縁層上に形成され、実質的に樹脂のみからなる第2絶縁層とを備える樹脂絶縁層を、前記支持部材上及び前記部品搭載用パッド上に形成する工程と;
    前記第1絶縁層と前記第2絶縁層とを貫通するビア導体用の開口部を形成するとともに、前記第2絶縁層に導体回路用の凹部を形成する工程と;
    前記凹部内に第2導体回路を形成する工程と;
    前記開口部内に、前記部品搭載用パッドと前記導体回路とを接続するビア導体を形成する工程と;
    を備え、前記第1絶縁層は基材を含まず、かつ、前記第1絶縁層と前記第2絶縁層を構成する前記無機粒子以外の部分とは同一の樹脂で形成されていることを特徴とするプリント配線板の製造方法。
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