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JP2013211518A - 多層配線基板およびその製造方法 - Google Patents

多層配線基板およびその製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】スルーホールの内部を埋め込むための専用の工程を追加することなく、スルーホールの直上にビア導体を形成することを可能とする
【解決手段】少なくとも1層の絶縁層と少なくとも1層の導体層とを積層して構成されるビルドアップ層3およびビルドアップ層4と、ビルドアップ層3,4を上面および下面で支持する支持基板21とを備え、支持基板21の上面側から下面側に向かう方向に延びて形成されるスルーホール24と、スルーホール24の内周面に形成されるスルーホール導体25と、スルーホール24の上面側の開口部241を覆うように形成され、スルーホール導体25と電気的に接続される導体層22と、スルーホール24の下面側の開口部242を覆わず、開口部242の周囲に形成され、スルーホール導体25と電気的に接続される導体層23とを備えることを特徴とする多層配線基板1。
【選択図】図1

Description

本発明は、複数の絶縁層と複数の導体層とを交互に積層して構成される多層配線基板およびその製造方法に関する。
支持基板の両面に、絶縁層と導体層とを交互に積層したビルドアップ層を形成する多層配線基板が知られている。このような多層配線基板では、支持基板を貫通するスルーホールを形成するとともにスルーホールの内周面に導体層を形成することにより、支持基板の上面側に形成されたビルドアップ層と、下面側に形成されたビルドアップ層との間を電気的に接続する。
そして従来、スルーホールの内周面に導体層を形成した後に、この導体層の内周側に形成されている貫通孔内に絶縁樹脂を埋め込み、絶縁樹脂を埋め込んだ後のスルーホールの開口部を導体層で塞ぐ技術が知られている(例えば、特許文献1を参照)。この技術により、スルーホールの開口部を塞ぐ導体層を介して、スルーホールの直上にビア導体を形成することができるため、微細な配線パターンの形成が可能となる。
特開2008−270769号公報
しかし、上記特許文献1に記載の技術では、支持基板を貫通するスルーホール内に絶縁樹脂を埋め込むための専用の工程を必要とするという問題があった。
本発明は、こうした問題に鑑みてなされたものであり、スルーホールの内部を埋め込むための専用の工程を追加することなく、スルーホールの直上にビア導体を形成することを可能とする技術を提供することを目的とする。
上記目的を達成するためになされた第1発明は、少なくとも1層の絶縁層と少なくとも1層の導体層とを積層して構成される第1ビルドアップ層および第2ビルドアップ層と、第1ビルドアップ層および第2ビルドアップ層をそれぞれ上面および下面で支持する支持基板とを備える多層配線基板であって、支持基板の上面側から下面側に向かう方向に延びて形成されるスルーホールと、スルーホールの内周面に形成されるスルーホール導体と、スルーホールの一端側の開口部である一端側開口部を覆うように形成され、スルーホール導体と電気的に接続される被覆導体と、スルーホールの他端側の開口部であり、一端側開口部より大径に形成された他端側開口部を覆わず、他端側開口部の周囲に形成され、スルーホール導体と電気的に接続される非被覆導体とを備えることを特徴とする多層配線基板である。
このように構成された多層配線基板では、支持基板の上面側から下面側に向かう方向に延びてスルーホールが形成されており、且つ、スルーホール導体がスルーホールの内周面に形成されているため、スルーホール導体を介して、支持基板の上面側と下面側とを電気的に接続することが可能である。
そして、スルーホールの一端側開口部を覆うように形成された被覆導体と、スルーホールの他端側の開口部を覆わずに他端側開口部の周囲に形成された非被覆導体とがスルーホール導体と電気的に接続される。すなわち、支持基板の上面側に配置された被覆導体は、支持基板の下面側に配置された非被覆導体と電気的に接続されている。このため、被覆導体と非被覆導体を介して、支持基板の上面に形成されている第1ビルドアップ層と、支持基板の下面に形成されている第2ビルドアップ層とを電気的に接続することができる。
また被覆導体は、スルーホールの一端側開口部を覆うように形成されている。このため、被覆導体の上方に配置される導体層と被覆導体とを電気的に接続するために被覆導体上に形成されるビア導体を、被覆導体を介して、スルーホールの一端側開口部の直上に配置することができる。これにより、被覆導体の上方において微細な配線パターンの形成が可能となる。
さらに非被覆導体は、スルーホールの他端側の開口部を覆わずに他端側開口部の周囲に形成されている。このため、絶縁層を支持基板の下面に積層する工程において、支持基板の下面に積層される絶縁層によってスルーホールの内部を埋め込むことができる。これにより、スルーホールの内部を埋め込むための専用の工程を不要とすることができる。
また、第1発明の多層配線基板において、被覆導体を挟んでスルーホール導体とは反対側で被覆導体と電気的に接続されるビア導体は、被覆導体と接触する面の少なくとも一部が、一端側開口部と対向するように配置されるようにするとよい。
このように構成された多層配線基板では、ビア導体と一端側開口部との間の距離が短くなるために、第1ビルドアップ層内に微細な配線パターンの形成することができる。
また、第1発明の多層配線基板において、ビア導体は、被覆導体と接触する面の中心が、一端側開口部の中心と一致するようにするとよい。
このように構成された多層配線基板では、スルーホール導体からビア導体に到る電流経路を短くすることができ、ビア導体とスルーホール導体との間の電気抵抗を低減することができる。
また、上記目的を達成するためになされた第2発明は、少なくとも1層の絶縁層と少なくとも1層の導体層とを積層して構成される第1ビルドアップ層および第2ビルドアップ層と、第1ビルドアップ層および第2ビルドアップ層をそれぞれ上面および下面で支持する支持基板とを備える多層配線基板の製造方法であって、支持基板を構成する支持基板用絶縁層と、支持基板用絶縁層の上面の全面に亘って形成された第1導体層と、支持基板用絶縁層の下面の全面に亘って形成された第2導体層とを備えた基板に、第2導体層を貫通して支持基板用絶縁層の上面から下面に向かう方向に延びて第1導体層を貫通することなく第1導体層に到るスルーホールを形成する第1工程と、スルーホールの内周面に、第1導体層と第2導体層とを電気的に接続するスルーホール導体を形成する第2工程と、第2工程によりスルーホール導体が形成された後に、予め設定された配線パターンが形成されるように第1導体層および第2導体層をパターニングする第3工程と、第3工程により配線パターンが形成された後に、支持基板用絶縁層上に絶縁層を積層するとともに、スルーホール導体の内側及び第2導体層に形成された貫通孔を絶縁層の一部で充填する第4工程とを有することを特徴とする多層配線基板の製造方法である。
この製造方法は、発明の多層配線基板を製造する方法であり、当該方法を実行することで、発明の多層配線基板と同様の効果を得ることができる。
また、上記目的を達成するためになされた第3発明は、ベース基板上に、少なくとも1層の絶縁層と少なくとも1層の導体層とを予め設定された積層方向に沿って交互に積層した下部積層体を形成する工程と、下部積層体の最表層を構成する第3導体層上に中間絶縁層を積層し、さらに中間絶縁層上に第4導体層を積層する工程と、第4導体層を貫通し中間絶縁層内を積層方向に延びて第3導体層を貫通することなく第3導体層に到るスルーホールを形成する工程と、スルーホールの内周面に、第3導体層と第4導体層とを電気的に接続するスルーホール導体を形成する工程と、スルーホール導体が形成された後に、予め設定された配線パターンが形成されるように第4導体層をパターニングする工程と、配線パターンが形成された後に、中間絶縁層上に絶縁層を積層するとともに、スルーホール導体の内側及び第4導体層に形成された貫通孔を絶縁層の一部で充填する工程とを有することを特徴とする多層配線基板の製造方法である。
このように構成された第3発明の製造方法では、中間絶縁層上に絶縁層を積層することにより、スルーホールの内部を絶縁層で埋め込むことができる。これにより、スルーホールの内部を埋め込むための専用の工程を不要とすることができる。
また、スルーホールは、中間導体層を貫通することなく第3導体層に到るように形成されている。すなわち、スルーホールの一端側の開口部を第3導体層側の開口部とし、スルーホールの他端側の開口部を第4導体層側の開口部とした場合に、スルーホールにおける第3導体層側の開口部は、第3導体層で覆われている。このため、第3導体層を挟んでスルーホールとは反対側において第3導体層上に形成されるビア導体を、第3導体層を介して、スルーホールにおける第3導体層側の開口部の直上に配置することができる。
また、上記目的を達成するためになされた第4発明は、ベース基板上に、少なくとも1層の絶縁層と少なくとも1層の導体層とを予め設定された積層方向に沿って交互に積層した下部積層体を形成する工程と、下部積層体の最表層を構成する第3導体層上に中間絶縁層を積層する工程と、中間絶縁層内を積層方向に延びて第3導体層を貫通することなく第3導体層に到るスルーホールを形成する工程と、中間絶縁層上とスルーホールの内周面に金属層を積層することにより、中間絶縁層上に第4導体層を形成するとともに、スルーホールの内周面にスルーホール導体を形成する工程と、スルーホール導体が形成された後に、予め設定された配線パターンが形成されるように第4導体層をパターニングする工程と、配線パターンが形成された後に、中間絶縁層上に絶縁層を積層するとともに、スルーホール導体の内側を絶縁層の一部で充填する工程とを有することを特徴とする多層配線基板の製造方法である。
このように構成された第4発明の製造方法では、中間絶縁層上に絶縁層を積層することにより、スルーホールの内部を絶縁層で埋め込むことができる。これにより、スルーホールの内部を埋め込むための専用の工程を不要とすることができる。
また、スルーホールは、第3導体層を貫通することなく第3導体層に到るように形成されている。すなわち、スルーホールの一端側の開口部を第3導体層側の開口部とし、スルーホールの他端側の開口部を第4導体層側の開口部とした場合に、スルーホールにおける第3導体層側の開口部は、第3導体層で覆われている。このため、第3導体層を挟んでスルーホールとは反対側において第3導体層上に形成されるビア導体を、第3導体層を介して、スルーホールにおける第3導体層側の開口部の直上に配置することができる。
多層配線基板1の概略構成を示す断面図である。 多層配線基板1の製造工程を示す第1の断面図である。 多層配線基板1の製造工程を示す第2の断面図である。 多層配線基板1の製造工程を示す第3の断面図である。 多層配線基板1の製造工程を示す第4の断面図である。 多層配線基板1の製造工程を示す第5の断面図である。 多層配線基板1の製造工程を示す第6の断面図である。 多層配線基板1の製造工程を示す第7の断面図である。 多層配線基板101の概略構成を示す断面図である。 多層配線基板101の製造工程を示す第1の断面図である。 多層配線基板101の製造工程を示す第2の断面図である。 多層配線基板101の製造工程を示す第3の断面図である。 多層配線基板101の製造工程を示す第4の断面図である。 多層配線基板101の製造工程を示す第5の断面図である。 多層配線基板101の製造工程を示す第6の断面図である。 多層配線基板101の製造工程を示す第7の断面図である。 多層配線基板101の製造工程を示す第8の断面図である。 多層配線基板101の製造工程を示す第9の断面図である。 多層配線基板501の概略構成を示す断面図である。 第3実施形態の多層配線基板501の製造工程を示す第1の断面図である。 第3実施形態の多層配線基板501の製造工程を示す第2の断面図である。 第3実施形態の多層配線基板501の製造工程を示す第3の断面図である。 第3実施形態の多層配線基板501の製造工程を示す第4の断面図である。 第3実施形態の多層配線基板501の製造工程を示す第5の断面図である。 第3実施形態の多層配線基板501の製造工程を示す第6の断面図である。 第3実施形態の多層配線基板501の製造工程を示す第7の断面図である。
(第1実施形態)
以下に本発明の第1実施形態を図面とともに説明する。
本発明が適用された第1実施形態の多層配線基板1は、図1に示すように、支持層2とビルドアップ層3,4とを備え、支持層2の上面と下面のそれぞれにビルドアップ層3とビルドアップ層4を積層方向SDに沿って積層して構成される。
まず支持層2は、支持基板21と導体層22,23とを備える。支持基板21は、例えばガラス繊維にエポキシ樹脂を含侵させた板状部材であり、高い剛性を有する。導体層22および導体層23はそれぞれ、支持基板21の上面および下面に積層される。また支持基板21内には、支持基板21を貫通するスルーホール24が形成されている。そしてスルーホール24の内周面にスルーホール導体25が形成される。なおスルーホール24は、円錐台状に形成されており、上面側の開口部241よりも下面側の開口部242の方が、直径が長い。
また導体層22は、スルーホール24の上面側の開口部241を覆うように形成されている。なおスルーホール導体25は、スルーホール24の内周面だけではなく、スルーホール24の開口部241を覆うように形成されている。このため導体層22は、開口部241の全領域でスルーホール導体25と接しており、これにより、導体層22とスルーホール導体25とが電気的に接続される。
また導体層23は、スルーホール24の下面側の開口部242を覆わないようにして開口部242の周囲に形成されている。このため導体層23は、開口部242の開口端縁に沿ってスルーホール導体25と接しており、これにより、導体層23とスルーホール導体25とが電気的に接続される。また、スルーホール24の内周面に形成されたスルーホール導体25の更に内周側に形成される有底孔26内には、ビルドアップ層4を構成する絶縁層41(後述)が埋め込まれている。
次にビルドアップ層3は、絶縁層31,32と導体層33,34とビア導体35,36とソルダーレジスト層37とを備える。またビルドアップ層3は、絶縁層31,32と導体層33,34とが積層方向SDに沿って交互に積層されて構成されている。
そしてビア導体35,36はそれぞれ、絶縁層31,32内において積層方向SDに延びて形成される。これにより、導体層33が導体層22と電気的に接続されるとともに、導体層34が導体層33と電気的に接続される。なおビア導体35,36は、円錐台状に形成されており、その上面および下面は円形状である。そして、複数のビア導体35,36のうちの少なくとも一部は、その下面の中心と、スルーホール24の上面側の開口部241の中心とが積層方向SDに沿って対向するようにして配置される。
またビルドアップ層4は、絶縁層41,42と導体層43,44とビア導体45,46とソルダーレジスト層47とを備える。またビルドアップ層4は、絶縁層41,42と導体層43,44とが積層方向SDに沿って交互に積層されて構成されている。そしてビア導体45,46はそれぞれ、絶縁層41,42内において積層方向SDに延びて形成される。これにより、導体層43が導体層23と電気的に接続されるとともに、導体層44が導体層43と電気的に接続される。またソルダーレジスト層47は、絶縁層42上に積層されており、導体層44が配置されている領域に開口部470が形成される。
次に、本発明が適用された多層配線基板1の製造方法を説明する。
図2に示すように、まず、導体層51および導体層52(本実施形態では銅)がそれぞれ上面と下面に積層された支持基板21を用意する。そして、導体層52の表面上における所定の位置にレーザを照射することにより、図3に示すように、導体層52と支持基板21を貫通するスルーホール24を形成する。
さらに、スルーホール24の形成によりスルーホール24内に生成されたスミアを除去するための処理(デスミア処理)を行う。その後、無電解メッキと電気メッキを行うことにより、図4に示すように、導体層51上にメッキ層53(本実施形態では銅)を形成するとともに、スルーホール24の内周面上と導体層52上にメッキ層54(本実施形態では銅)を形成する。その後、サブトラクティブ法により、不要な導体層51,52およびメッキ層53,54を除去することにより、図5に示すように、所定の配線パターンを有する導体層22,23が形成される。したがって、所定の配線パターンを有するように積層された導体層51およびメッキ層53は導体層22に相当する。また、所定の配線パターンを有するように積層された導体層52およびメッキ層54は導体層23に相当する。また、スルーホール24の内周面上に形成されたメッキ層54はスルーホール導体25に相当する。
その後、支持基板21の両面のそれぞれについて、支持基板21上にフィルム状の樹脂材料(例えばエポキシ樹脂)を配置し、真空下において加圧加熱することにより樹脂材料を硬化させて絶縁層31,41を形成する。これにより、図6に示すように、支持基板21の上面と導体層22が絶縁層31に被覆された状態になる。また、支持基板21の下面と導体層23が絶縁層41に被覆された状態になることにより、有底孔26内に絶縁層41が埋め込まれた状態となる。
そして、絶縁層31,41の表面上における所定の位置にレーザを照射することにより、絶縁層31,41内に複数のビアホールを形成する。さらに、ビアホールの形成によりビアホール内に生成されたスミアを除去するための処理(デスミア処理)を行う。その後、無電解メッキを行うことにより、絶縁層31,41上に薄い無電解メッキ層(本実施形態では銅)を形成する。そして、無電解メッキ層上に、導体層33,43の配線パターンに対応する所定のレジストパターンを形成する。さらに、電気メッキを行うことにより、レジストに覆われていない領域にメッキ層(本実施形態では銅)を形成する。その後、不要な無電解メッキ層とレジストをエッチングにより除去する。これにより、図7に示すように、ビアホール内にビア導体35,45が形成されるとともに、所定の配線パターンを有する導体層33,43が形成される。
さらに、絶縁層31,41と導体層33,43とビア導体35,45の形成と同様の工程を用いることで、図8に示すように、絶縁層31,41上に、絶縁層32,42と導体層34,44とビア導体36,46を形成する。
そして、エポキシ樹脂等の有機樹脂材料で構成されたソルダーレジストを絶縁層32,42と導体層34,44を覆うように塗布した後に、このソルダーレジストをパターニングする。これにより、図1に示すように、導体層34,44が配置されている領域に開口部370,470を有するソルダーレジスト層37,47が絶縁層32,42上に形成される。
このように構成された多層配線基板1では、支持基板21の上面から下面に向かう方向に延びて貫通するスルーホール24が形成されており、且つ、スルーホール導体25がスルーホール24の内周面に形成されているため、スルーホール導体25を介して、支持基板21の上面と下面とを電気的に接続することが可能である。
そして、スルーホール24の上面側の開口部241を覆うように形成された導体層22と、スルーホール24の下面側の開口部242を覆わずに開口部242の周囲に形成された導体層23とがスルーホール導体25と電気的に接続される。すなわち、支持基板21の上面に配置された導体層22は、支持基板21の下面に配置された導体層23と電気的に接続されている。このため、導体層22と導体層23を介して、支持基板21の上面に形成されているビルドアップ層3と、支持基板21の下面に形成されているビルドアップ層4とを電気的に接続することができる。
また導体層22は、スルーホール24の上面側の開口部241を覆うように形成されている。このため、ビルドアップ層3内の導体層33と導体層22とを電気的に接続するためにビルドアップ層3の絶縁層31内に形成されるビア導体35を、導体層22を介して、スルーホール24の上面側の開口部241の直上に配置することができる。これにより、ビルドアップ層3の導体層33において微細な配線パターンの形成が可能となる。
さらに導体層23は、スルーホール24の下面側の開口部242を覆わずに開口部242の周囲に形成されている。このため、ビルドアップ層4を構成する絶縁層41を支持基板21の下面に積層する工程において、支持基板21の下面に積層される絶縁層41によってスルーホール24の内部を埋め込むことができる。これにより、スルーホール24の内部を埋め込むための専用の工程を不要とすることができる。
また多層配線基板1では、ビア導体35は、導体層22と接触する面の少なくとも一部が、スルーホール24の上面側の開口部241と対向するように配置されている。これにより、ビア導体35と開口部241との間の距離が短くなるために、ビルドアップ層3内に微細な配線パターンの形成することができる。
また多層配線基板1では、ビア導体35は、導体層22と接触する面の中心が、スルーホール24の上面側の開口部241の中心と一致するように配置されている。これにより、スルーホール導体25からビア導体35に到る電流経路を短くすることができ、ビア導体35とスルーホール導体25との間の電気抵抗を低減することができる。
以上説明した実施形態において、ビルドアップ層3は本発明における第1ビルドアップ層、ビルドアップ層4は本発明における第2ビルドアップ層、開口部241は本発明における一端側開口部、導体層22は本発明における被覆導体、開口部242は本発明における他端側開口部、導体層23は本発明における非被覆導体、ビア導体35は本発明におけるビア導体である。
また、支持基板21は本発明における支持基板用絶縁層、導体層51は本発明における第1導体層、導体層52は本発明における第2導体層である。
(第2実施形態)
以下に本発明の第2実施形態を図面とともに説明する。
本発明が適用された第2実施形態の多層配線基板101は、図9に示すように、支持層102とビルドアップ層103,104とを備え、支持層102の上面と下面のそれぞれにビルドアップ層103とビルドアップ層104を積層方向SDに沿って積層して構成される。
まず支持層102は、支持基板111と絶縁層112,113と導体層114,115,116,117とビア導体118,119とを備える。支持基板111は、例えばガラス繊維にエポキシ樹脂を含侵させた板状部材であり、高い剛性を有する。
そして、導体層114および導体層115はそれぞれ、支持基板111の上面および下面に積層される。また、絶縁層112,113はそれぞれ、導体層114,115上に積層される。さらに、導体層116,117はそれぞれ、絶縁層112,113上に積層される。
また支持基板111内には、支持基板111を貫通するスルーホール120が形成されている。そして、スルーホール120の内周面にスルーホール導体121が形成される。なおスルーホール120は、円錐台状に形成されており、上面側の開口部1201よりも下面側の開口部1202の方が、直径が長い。
そして、スルーホール120の上面側の開口部1201には、開口部1201を覆うように導体層114が形成されている。なおスルーホール導体121は、スルーホール120の内周面だけではなく、スルーホール120の開口部1201を覆うように形成されている。このため導体層114は、開口部1201の全領域でスルーホール導体121と接しており、これにより、導体層114とスルーホール導体121とが電気的に接続される。
また、スルーホール120の下面側の開口部1202には、開口部1202を覆わないようにして開口部1202の周囲に導体層115が形成されている。このため導体層115は、開口部1202の開口端縁に沿ってスルーホール導体121と接しており、これにより、導体層115とスルーホール導体121とが電気的に接続される。また、スルーホール120の内周面に形成されたスルーホール導体121の更に内周側に形成される有底孔122内には、絶縁層113が埋め込まれている。
そしてビア導体118,119はそれぞれ、絶縁層112,113内において積層方向SDに延びて形成される。これにより、導体層114が導体層116と電気的に接続されるとともに、導体層115が導体層117と電気的に接続される。なおビア導体118,119は、円錐台状に形成されており、その上面および下面は円形状である。そして、複数のビア導体118のうちの少なくとも一部は、その下面の中心と、スルーホール120の上面側の開口部1201の中心とが積層方向SDに沿って対向するようにして配置される。
また支持層102内には、支持基板111と絶縁層112,113を貫通するスルーホール123が形成されている。そして、スルーホール123の内周面にスルーホール導体124が形成される。なおスルーホール123は、円筒状に形成されており、上面側の開口部1231と下面側の開口部1232の直径は等しい。また、スルーホール123の内周面に形成されたスルーホール導体124の更に内周側に形成される貫通孔124内には、無機フィラーを含む樹脂126が埋め込まれる。
そして、スルーホール123の上面側の開口部1231には、開口部1231を覆うように導体層116が形成されている。また、スルーホール123の下面側の開口部1232には、開口部1232を覆うように導体層117が形成されている。このため導体層116,117はそれぞれ、開口部1231,1232の開口端縁に沿ってスルーホール導体124と接しており、これにより、導体層116,117とスルーホール導体124とが電気的に接続される。
次にビルドアップ層103は、絶縁層131,132と導体層133,134とビア導体135,136とソルダーレジスト層137とを備える。またビルドアップ層103は、絶縁層131,132と導体層133,134とが積層方向SDに沿って交互に積層されて構成されている。そしてビア導体135,136はそれぞれ、絶縁層131,132内において積層方向SDに延びて形成される。これにより、導体層133が導体層116と電気的に接続されるとともに、導体層134が導体層133と電気的に接続される。またソルダーレジスト層137は、絶縁層132上に積層されており、導体層134が配置されている領域に開口部1370が形成される。
またビルドアップ層104は、絶縁層141,142と導体層143,144とビア導体145,146とソルダーレジスト層147とを備える。またビルドアップ層104は、絶縁層141,142と導体層143,144とが積層方向SDに沿って交互に積層されて構成されている。そしてビア導体145,146はそれぞれ、絶縁層141,142内において積層方向SDに延びて形成される。これにより、導体層143が導体層117と電気的に接続されるとともに、導体層144が導体層143と電気的に接続される。またソルダーレジスト層147は、絶縁層142上に積層されており、導体層144が配置されている領域に開口部1470が形成される。
次に、本発明が適用された多層配線基板101の製造方法を説明する。
図10に示すように、まず、導体層151および導体層152(本実施形態では銅)がそれぞれ上面と下面に積層された支持基板111を用意する。そして、導体層152の表面上における所定の位置にレーザを照射することにより、図11に示すように、導体層152と支持基板111を貫通するスルーホール120を形成する。
さらに、スルーホール120の形成によりスルーホール120内に生成されたスミアを除去するための処理(デスミア処理)を行う。その後、無電解メッキと電気メッキを行うことにより、図12に示すように、導体層151上にメッキ層153(本実施形態では銅)を形成するとともに、スルーホール120の内周面上と導体層152上にメッキ層154(本実施形態では銅)を形成する。その後、サブトラクティブ法により、不要な導体層151,152およびメッキ層153,154を除去することにより、図13に示すように、所定の配線パターンを有する導体層114,115が形成される。したがって、所定の配線パターンを有するように積層された導体層151およびメッキ層153は導体層114に相当する。また、所定の配線パターンを有するように積層された導体層152およびメッキ層154は導体層115に相当する。また、スルーホール120の内周面上に形成されたメッキ層154はスルーホール導体121に相当する。
その後、支持基板111の両面のそれぞれについて、支持基板111上にフィルム状の樹脂材料(例えばエポキシ樹脂)を配置し、真空下において加圧加熱することにより樹脂材料を硬化させて絶縁層112,113を形成する。これにより、支持基板111の上面と導体層114が絶縁層112に被覆された状態になる。また、支持基板111の下面と導体層115が絶縁層113に被覆された状態になることにより、有底孔122内に絶縁層113が埋め込まれた状態となる。
そして、絶縁層112,113の表面上における所定の位置にレーザを照射することにより、図14に示すように、絶縁層112,113内に複数のビアホール155,156を形成する。さらに、ビアホール155,156の形成によりビアホール155,156内に生成されたスミアを除去するための処理(デスミア処理)を行う。その後、絶縁層112の表面上における所定の位置をドリルで打ち抜くことにより、支持基板111と絶縁層112,113を貫通するスルーホール123を形成する。
その後、無電解メッキを行うことにより、絶縁層112,113上とスルーホール123の内周面上に薄い無電解メッキ層(本実施形態では銅)を形成する。さらに、電気メッキを行うことにより、図15に示すように、絶縁層112,113上と、ビアホール155,156内と、スルーホール123の内周面上にメッキ層157(本実施形態では銅)を形成する。そして、スルーホール123の内周面上に形成されたメッキ層157の更に内周側に形成される貫通孔125内に、無機フィラーを含む樹脂126のペーストを充填し、このペーストを熱硬化させる。これにより、樹脂126が貫通孔125内に埋め込まれる。
次に、電気メッキを行うことにより、図16に示すように、メッキ層157上にメッキ層158(本実施形態では銅)を更に形成する。その後、サブトラクティブ法により、不要なメッキ層157,158を除去することにより、図17に示すように、所定の配線パターンを有する導体層116,117が形成される。
したがって、絶縁層112上において所定の配線パターンを有するように積層されたメッキ層157,158は導体層116に相当する。また、絶縁層113上において所定の配線パターンを有するように積層されたメッキ層157,158は導体層117に相当する。また、ビアホール155,156内に埋め込まれているメッキ層157はビア導体118,119に相当する。また、スルーホール123の内周面上に形成されたメッキ層157はスルーホール導体124に相当する。
その後、絶縁層112,113上にフィルム状の樹脂材料(例えばエポキシ樹脂)を配置し、真空下において加圧加熱することにより樹脂材料を硬化させて、図18に示すように、絶縁層131,141を形成する。これにより、絶縁層112,113と導体層116,117が絶縁層131,141に被覆された状態になる。
そして、絶縁層131,141の表面上における所定の位置にレーザを照射することにより、絶縁層131,141内に複数のビアホールを形成する。さらに、ビアホールの形成によりビアホール内に生成されたスミアを除去するための処理(デスミア処理)を行う。その後、無電解メッキを行うことにより、絶縁層131,141上に薄い無電解メッキ層(本実施形態では銅)を形成する。そして、無電解メッキ層上に、導体層133,143の配線パターンに対応する所定のレジストパターンを形成する。さらに、電気メッキを行うことにより、レジストに覆われていない領域にメッキ層(本実施形態では銅)を形成する。その後、不要な無電解メッキ層とレジストをエッチングにより除去する。これにより、ビアホール内にビア導体135,145が形成されるとともに、所定の配線パターンを有する導体層133,143が形成される。
さらに、絶縁層131,141と導体層133,143とビア導体135,145の形成と同様の工程を用いることで、絶縁層131,141上に、絶縁層132,142と導体層134,144とビア導体136,146を形成する。
そして、エポキシ樹脂等の有機樹脂材料で構成されたソルダーレジストを絶縁層132,142と導体層134,144を覆うように塗布した後に、このソルダーレジストをパターニングする。これにより、図9に示すように、導体層134,144が配置されている領域に開口部1370,1470を有するソルダーレジスト層137,147が絶縁層132,142上に形成される。
このように構成された多層配線基板101では、支持層102の上面側から下面側に向かう方向に延びてスルーホール120が形成されており、且つ、スルーホール導体121がスルーホール120の内周面に形成されているため、スルーホール導体121を介して、支持層102の上面側と下面側とを電気的に接続することが可能である。
そして、スルーホール120の上面側の開口部1201を覆うように形成された導体層114と、スルーホール120の下面側の開口部1202を覆わずに開口部1202の周囲に形成された導体層115とがスルーホール導体121と電気的に接続される。すなわち、支持基板111の上面に配置された導体層114は、支持基板111の下面に配置された導体層115と電気的に接続されている。このため、導体層114,115と、導体層114,115上に形成されたビア導体118,119とを介して、支持層102の上面に形成されているビルドアップ層103と、支持層102の下面に形成されているビルドアップ層104とを電気的に接続することができる。
また導体層114は、スルーホール120の上面側の開口部1201を覆うように形成されている。このため、支持層102の導体層116と導体層114とを電気的に接続するために支持層102の絶縁層112内に形成されるビア導体118を、導体層114を介して、スルーホール120の上面側の開口部1201の直上に配置することができる。これにより、支持層102の導体層116において微細な配線パターンの形成が可能となる。
さらに導体層115は、スルーホール120の下面側の開口部1202を覆わずに開口部1202の周囲に形成されている。このため、絶縁層113を支持基板111の下面に積層する工程において、支持基板111の下面に積層される絶縁層113によってスルーホール120の内部を埋め込むことができる。これにより、スルーホール120の内部を埋め込むための専用の工程を不要とすることができる。
以上説明した実施形態において、ビルドアップ層103は本発明における第1ビルドアップ層、ビルドアップ層104は本発明における第2ビルドアップ層、支持層102は本発明における支持基板、開口部1201は本発明における一端側開口部、導体層114は本発明における被覆導体、開口部1202は本発明における他端側開口部、導体層115は本発明における非被覆導体である。
また、支持基板111は本発明における支持基板用絶縁層、導体層151は本発明における第1導体層、導体層152は本発明における第2導体層である。
(第3実施形態)
以下に本発明の第3実施形態を図面とともに説明する。
本発明が適用された第3実施形態の多層配線基板501は、図19に示すように、複数層(本実施形態では5層)の導体層511,512,513,514,515と、導体層511〜515より1層少ない層数(本実施形態では4層)の絶縁層521,522,523,524とが積層方向SDに沿って交互に積層されて構成される。
そして、多層配線基板501を構成する絶縁層521,522,524内にはそれぞれ、積層方向SDに延びて形成されるビア導体531,532,534が設けられる。これにより、導体層511,512,514はそれぞれ、導体層512,513,515と電気的に接続される。
なおビア導体531は、円錐台状に形成されている。そしてビア導体531において、導体層511に接する面の直径は、導体層512に接する面の直径よりも短い。
同様にビア導体532は、円錐台状に形成されている。そしてビア導体532において、導体層512に接する面の直径は、導体層513に接する面の直径よりも短い。さらにビア導体534は、円錐台状に形成されている。そしてビア導体534において、導体層514に接する面の直径は、導体層515に接する面の直径よりも短い。
また絶縁層523内には、導体層513と導体層514とを接続するためのスルーホール5230が形成されている。そしてスルーホール5230の内周面にスルーホール導体533が形成される。なおスルーホール5230は、円錐台状に形成されており、導体層513側の開口部5231よりも導体層514側の開口部5232の方が、直径が長い。
また導体層513は、スルーホール5230の導体層513側の開口部5231を覆うように形成されている。なおスルーホール導体533は、スルーホール5230の内周面だけではなく、スルーホール5230の開口部5231を覆うように形成されている。このため導体層513は、開口部5231の全領域でスルーホール導体533と接しており、これにより、導体層513とスルーホール導体533とが電気的に接続される。
また導体層514は、スルーホール5230の導体層514側の開口部5232を覆わないようにして開口部5232の周囲に形成されている。このため導体層514は、開口部5232の開口端縁に沿ってスルーホール導体533と接しており、これにより、導体層514とスルーホール導体533とが電気的に接続される。また、スルーホール5230の内周面に形成されたスルーホール導体533の更に内周側に形成される有底孔5233内には、絶縁層524が埋め込まれている。
さらに、絶縁層521を挟んで絶縁層522とは反対側において絶縁層521を覆うようにソルダーレジスト層541が積層されるとともに、絶縁層524を挟んで絶縁層523とは反対側において絶縁層524を覆うようにソルダーレジスト層542が積層される。なお、ソルダーレジスト層541,542はそれぞれ、導体層511,515が配置されている領域に開口部5410,5420が形成される。
次に、本発明が適用された多層配線基板501の製造方法を説明する。
図20に示すように、まず、導体層561(本実施形態では銅)が両面に積層された支持基板560を用意する。支持基板560は、例えばガラス繊維にエポキシ樹脂を含侵させた板状部材であり、高い剛性を有する。
そして、支持基板560の両面のそれぞれについて、導体層561上に、接着剤層であるプリプレグ562を介して剥離シート563を配置した状態で、例えば真空熱プレスにより剥離シート563を支持基板560に対して圧着することにより、剥離シート563を積層する。剥離シート563は、金属層5631(本実施形態では銅)と金属層5632(本実施形態では銅)とを積層して構成されている。なお、金属層5631と金属層5632との間には金属メッキ(例えばCrメッキ)が施されているため、金属層5631と金属層5632は互いに剥離可能な状態で積層されている。
次に、支持基板560の両面のそれぞれについて、剥離シート563上に、感光性のドライフィルムを積層し、その後に露光および現像し、さらにエッチングを行うことにより、剥離シート563の外周部分を除去する。その後、剥離シート563上のドライフィルムをエッチングにより除去する。
また、支持基板560の両面のそれぞれについて、剥離シート563上にフィルム状の樹脂材料(例えばエポキシ樹脂)を配置し、真空下において加圧加熱することにより樹脂材料を硬化させて絶縁層521を形成する。これにより、剥離シート563上と、剥離シート563が除去されている上記外周部分におけるプリプレグ562上とが、絶縁層521に被覆された状態になる。
そして、支持基板560の両面のそれぞれについて、絶縁層521の表面上における所定の位置にレーザを照射することにより、絶縁層521内に複数のビアホール571を形成する。さらに、ビアホール571の形成によりビアホール571内に生成されたスミアを除去するための処理(デスミア処理)を行う。その後、無電解メッキを行うことにより、絶縁層521上に薄い無電解メッキ層(本実施形態では銅)を形成する。そして、無電解メッキ層上に、導体層512の配線パターンに対応する所定のレジストパターンを形成する。さらに、電気メッキを行うことにより、レジストに覆われていない領域にメッキ層(本実施形態では銅)を形成する。その後、不要な無電解メッキ層とレジストをエッチングにより除去する。これにより、ビアホール571内にビア導体531が形成されるとともに、所定の配線パターンを有する導体層512が形成される。
さらに、絶縁層521と導体層512とビア導体531の形成と同様の工程を用いることで、絶縁層521上に、絶縁層522と導体層513とビア導体532を形成する。
次に、絶縁層521の形成と同様の工程を用いることで、絶縁層522上に絶縁層523を形成する。その後、絶縁層523上に導体層5141を形成する。
そして、導体層5141の表面上における所定の位置にレーザを照射することにより、図21に示すように、導体層5141を貫通して導体層513に到るスルーホール5230を形成する。
さらに、スルーホール5230の形成によりスルーホール5230内に生成されたスミアを除去するための処理(デスミア処理)を行う。その後、無電解メッキと電気メッキを行うことにより、図22に示すように、導体層5141上に導体層5142(本実施形態では銅)を形成するとともに、スルーホール5230の内周面上と導体層513上に導体層5142(本実施形態では銅)を形成する。その後、サブトラクティブ法により、不要な導体層5141,5142を除去することにより、図23に示すように、所定の配線パターンを有する導体層514が形成される。したがって、所定の配線パターンを有するように積層された導体層5141および導体層5142は導体層514に相当する。また、スルーホール5230の内周面上に形成された導体層5142はスルーホール導体533に相当する。
その後、絶縁層521の形成と同様の工程を用いることで、図24に示すように、絶縁層523上に絶縁層524を形成する。これにより、有底孔5233内に絶縁層524が埋め込まれた状態となる。
さらに、導体層512とビア導体531の形成と同様の工程を用いることで、図25に示すように、絶縁層524内にビア導体534を形成するとともに、絶縁層524上に導体層515を形成する。
そして、エポキシ樹脂等の有機樹脂材料で構成されたソルダーレジストを絶縁層524と導体層515を覆うように塗布した後に、このソルダーレジストをパターニングする。これにより、導体層515が配置されている領域に開口部5420を有するソルダーレジスト層542が絶縁層524上に形成される。
次に、上記の工程によって支持基板560上に剥離シート563と導体層512〜515と絶縁層521〜524等が積層された積層体502を、剥離シート563の外周縁より僅かに内側を通過し且つ積層方向SDに平行な切断線CLに沿って切断する。これにより、積層体502の外周部分が除去され、剥離シート563の外周部の端面が露出する。このため、剥離シート563の外周部の端面から、金属層5631と金属層5632とを剥離することが可能となる。
そして、金属層5631を金属層5632から剥離することにより、図26に示すように、金属層5632上に導体層512〜515および絶縁層521〜524等が積層された積層体503を、支持基板560から分離する。これにより、2個の積層体503を得ることができる。
さらに、積層体503の金属層5632上に、感光性のドライフィルムを積層し、その後に露光および現像し、さらにエッチングを行うことにより、図19に示すように、導体層511が形成される。
そして、エポキシ樹脂等の有機樹脂材料で構成されたソルダーレジストを絶縁層521と導体層511を覆うように塗布した後に、このソルダーレジストをパターニングする。これにより、導体層511が配置されている領域に開口部5410を有するソルダーレジスト層541が絶縁層521上に形成され、多層配線基板501を得ることができる。
このように構成された多層配線基板501の製造方法では、まず、支持基板560上に、絶縁層521,522と導体層512,513とを積層方向SDに沿って交互に積層したビルドアップ層を形成する。そして、このビルドアップ層の最表層を構成する導体層513上に絶縁層523を積層し、さらに絶縁層523上に導体層5141を積層する。その後、導体層5141を貫通し絶縁層523内を積層方向SDに延びて導体層513を貫通することなく導体層513に到るスルーホール5230を形成し、さらに、スルーホール5230の内周面に、導体層513と導体層5141とを電気的に接続するスルーホール導体533を形成する。そして、スルーホール導体533が形成された後に、予め設定された配線パターンが形成されるように導体層5141をパターニングし、その後、絶縁層523上に絶縁層524を積層するとともに、スルーホール導体533の内側及び導体層5141に形成された貫通孔を絶縁層524の一部で充填する。
このように、絶縁層523上に絶縁層524を積層することにより、スルーホール5230の内部を絶縁層524で埋め込むことができる。これにより、スルーホール5230の内部を埋め込むための専用の工程を不要とすることができる。
また、スルーホール5230は、導体層513を貫通することなく導体層513に到るように形成されている。すなわち、スルーホール5230の開口部5231は、導体層513で覆われている。このため、ビア導体532を、導体層513を介して、スルーホール5230の開口部5231の直上に配置することができる。
以上説明した実施形態において、支持基板560は本発明におけるベース基板、絶縁層521,522と導体層512,513とを交互に積層した積層体は本発明における下部積層体、導体層513は本発明における第3導体層、絶縁層523は本発明における中間絶縁層、導体層5141は本発明における第4導体層、絶縁層524は本発明における中間絶縁層上の絶縁層である。
(第4実施形態)
以下に本発明の第4実施形態を説明する。なお第4実施形態では、第3実施形態と異なる部分を説明する。
第4実施形態の多層配線基板501は、製造方法が変更された点以外は第3実施形態と同じである。
次に、第4実施形態の多層配線基板501の製造方法を説明する。
まず、絶縁層522上に絶縁層523を形成する工程までは第3実施形態と同じである。
そして、絶縁層523を形成した後に、絶縁層523の表面上における所定の位置にレーザを照射することにより、導体層513に到るスルーホール5230を形成する。
さらに、スルーホール5230の形成によりスルーホール5230内に生成されたスミアを除去するための処理(デスミア処理)を行う。その後、無電解メッキと電気メッキを行うことにより、絶縁層523上に導体層514(本実施形態では銅)を形成するとともに、スルーホール5230の内周面上と導体層513上に導体層514を形成する。その後、サブトラクティブ法により、不要な導体層514を除去することにより、所定の配線パターンを有する導体層514が形成される。なお、スルーホール5230の内周面上に形成された導体層514はスルーホール導体533に相当する。
その後、絶縁層521の形成と同様の工程を用いることで、絶縁層523上に絶縁層524を形成する。これにより、有底孔5233内に絶縁層524が埋め込まれた状態となる。
その後の工程は、第3実施形態と同じである。
このように構成された多層配線基板501の製造方法では、まず、支持基板560上に、絶縁層521,522と導体層512,513とを積層方向SDに沿って交互に積層したビルドアップ層を形成する。そして、このビルドアップ層の最表層を構成する導体層513上に絶縁層523を積層する。その後、絶縁層523内を積層方向SDに延びて導体層513を貫通することなく導体層513に到るスルーホール5230を形成し、さらに、絶縁層523上とスルーホール5230の内周面に導体層を積層することにより、絶縁層523上に導体層514を形成するとともに、スルーホール5230の内周面にスルーホール導体533を形成する。そして、スルーホール導体533が形成された後に、予め設定された配線パターンが形成されるように導体層514をパターニングし、その後、絶縁層523上に絶縁層524を積層するとともに、スルーホール導体533の内側を絶縁層524の一部で充填する。
このように、絶縁層523上に絶縁層524を積層することにより、スルーホール5230の内部を絶縁層524で埋め込むことができる。これにより、スルーホール5230の内部を埋め込むための専用の工程を不要とすることができる。
また、スルーホール5230は、導体層513を貫通することなく導体層513に到るように形成されている。すなわち、スルーホール5230の開口部5231は、導体層513で覆われている。このため、ビア導体532を、導体層513を介して、スルーホール5230の開口部5231の直上に配置することができる。
以上説明した実施形態において、支持基板560は本発明におけるベース基板、絶縁層521,522と導体層512,513とを交互に積層した積層体は本発明における下部積層体、導体層513は本発明における第3導体層、絶縁層523は本発明における中間絶縁層、導体層514は本発明における第4導体層、絶縁層524は本発明における中間絶縁層上の絶縁層である。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採ることができる。
1,101,501…多層配線基板、2,102…支持層、3,4,103,104…ビルドアップ層、21,111,560…支持基板、22,23,33,34,43,44,51,52,114,115,116,117,133,134,143,144,151,152,511,512,513,514,515…導体層、24,120,123,5230…スルーホール、25,121,124,533…スルーホール導体、31,32,41,42,112,113,131,132,141,142,521,522,523,524…絶縁層、35,36,45,46,118,119,135,136,145,146,531,532,534…ビア導体、241,242,1201,1202,5231,5232…開口部

Claims (6)

  1. 少なくとも1層の絶縁層と少なくとも1層の導体層とを積層して構成される第1ビルドアップ層および第2ビルドアップ層と、前記第1ビルドアップ層および前記第2ビルドアップ層をそれぞれ上面および下面で支持する支持基板とを備える多層配線基板であって、
    前記支持基板の上面側から下面側に向かう方向に延びて形成されるスルーホールと、
    前記スルーホールの内周面に形成されるスルーホール導体と、
    前記スルーホールの一端側の開口部である一端側開口部を覆うように形成され、前記スルーホール導体と電気的に接続される被覆導体と、
    前記スルーホールの他端側の開口部であり、前記一端側開口部より大径に形成された他端側開口部を覆わず、前記他端側開口部の周囲に形成され、前記スルーホール導体と電気的に接続される非被覆導体とを備える
    ことを特徴とする多層配線基板。
  2. 前記被覆導体を挟んで前記スルーホール導体とは反対側で前記被覆導体と電気的に接続されるビア導体は、前記被覆導体と接触する面の少なくとも一部が、前記一端側開口部と対向するように配置される
    ことを特徴とする請求項1に記載の多層配線基板。
  3. 前記ビア導体は、前記被覆導体と接触する面の中心が、前記一端側開口部の中心と一致する
    ことを特徴とする請求項2に記載の多層配線基板。
  4. 少なくとも1層の絶縁層と少なくとも1層の導体層とを積層して構成される第1ビルドアップ層および第2ビルドアップ層と、前記第1ビルドアップ層および前記第2ビルドアップ層をそれぞれ上面および下面で支持する支持基板とを備える多層配線基板の製造方法であって、
    前記支持基板を構成する支持基板用絶縁層と、前記支持基板用絶縁層の上面の全面に亘って形成された第1導体層と、前記支持基板用絶縁層の下面の全面に亘って形成された第2導体層とを備えた基板に、前記第2導体層を貫通して前記支持基板用絶縁層の上面から下面に向かう方向に延びて前記第1導体層を貫通することなく前記第1導体層に到るスルーホールを形成する第1工程と、
    前記スルーホールの内周面に、前記第1導体層と前記第2導体層とを電気的に接続するスルーホール導体を形成する第2工程と、
    前記第2工程により前記スルーホール導体が形成された後に、予め設定された配線パターンが形成されるように前記第1導体層および前記第2導体層をパターニングする第3工程と、
    前記第3工程により前記配線パターンが形成された後に、前記支持基板用絶縁層上に絶縁層を積層するとともに、前記スルーホール導体の内側及び前記第2導体層に形成された貫通孔を前記絶縁層の一部で充填する第4工程とを有する
    ことを特徴とする多層配線基板の製造方法。
  5. ベース基板上に、少なくとも1層の絶縁層と少なくとも1層の導体層とを予め設定された積層方向に沿って交互に積層した下部積層体を形成する工程と、
    前記下部積層体の最表層を構成する第3導体層上に中間絶縁層を積層し、さらに前記中間絶縁層上に第4導体層を積層する工程と、
    前記第4導体層を貫通し前記中間絶縁層内を前記積層方向に延びて前記第3導体層を貫通することなく前記第3導体層に到るスルーホールを形成する工程と、
    前記スルーホールの内周面に、前記第3導体層と前記第4導体層とを電気的に接続するスルーホール導体を形成する工程と、
    前記スルーホール導体が形成された後に、予め設定された配線パターンが形成されるように前記第4導体層をパターニングする工程と、
    前記配線パターンが形成された後に、前記中間絶縁層上に絶縁層を積層するとともに、前記スルーホール導体の内側及び前記第4導体層に形成された貫通孔を該絶縁層の一部で充填する工程とを有する
    ことを特徴とする多層配線基板の製造方法。
  6. ベース基板上に、少なくとも1層の絶縁層と少なくとも1層の導体層とを予め設定された積層方向に沿って交互に積層した下部積層体を形成する工程と、
    前記下部積層体の最表層を構成する第3導体層上に中間絶縁層を積層する工程と、
    前記中間絶縁層内を前記積層方向に延びて前記第3導体層を貫通することなく前記第3導体層に到るスルーホールを形成する工程と、
    前記中間絶縁層上と前記スルーホールの内周面に金属層を積層することにより、前記中間絶縁層上に第4導体層を形成するとともに、前記スルーホールの内周面にスルーホール導体を形成する工程と、
    前記スルーホール導体が形成された後に、予め設定された配線パターンが形成されるように前記第4導体層をパターニングする工程と、
    前記配線パターンが形成された後に、前記中間絶縁層上に絶縁層を積層するとともに、前記スルーホール導体の内側を該絶縁層の一部で充填する工程とを有する
    ことを特徴とする多層配線基板の製造方法。
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