JP3955799B2 - 配線基板の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属板のコア材(芯材)を有するコア基板を用いた配線基板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複数の絶縁層とこれらの間に位置する複数の配線層とを含む多層構造の配線基板には、樹脂製または樹脂−ガラス製の絶縁性を有するコア基板が用いられている。しかし、配線基板の強度を高め且つ反りなどの変形を防ぐため、例えば銅合金からなる金属板を有するコア基板も活用されている。
かかる金属製のコア基板６０は、図６(Ａ)に示すように、銅合金からなり且つ厚み０．２５ｍｍの金属板６２と、その表面６３と裏面６４との間を貫通する貫通孔６５と、かかる貫通孔６５内に充填された合成樹脂からなる絶縁材６６などとからなる。上記金属板６２の表面６３および裏面６４には、合成樹脂からなる絶縁層６６ａ，６６ｂが個別に形成されている。
【０００３】
配線基板の放熱性や、使用電流値および基板強度を重視する場合には、比較的厚肉の金属板６２が使用される。しかしながら、図６(Ｂ)に示すように、かかる金属板６２の表面６３と裏面６４との間に貫通孔６５を穿孔する際、かかる貫通孔６５の軸方向の長さと内径との比(アスペクト比)が大きくなる。このため、ドリルなどによる貫通孔６５の正確な形成が困難になる、という問題があった。
一方、小型化および薄肉化に対応したり、内部を貫通するスルーホール導体におけるループインダクタンスの低減を重視する配線基板のコア基板６０においては、比較的薄肉の金属板６２が使用される。しかしながら、薄肉の金属板６２を有するコア基板６０を用いると、基板強度が低下する、という問題があった。
【０００４】
更に、図６(Ｃ)に示すように、コア基板６０の表面６７側のみ(片面)にビルドアップ層ＢＵを形成した配線基板７０は、以下のような構造を有する。
上記配線基板７０は、図６(Ｃ)に示すように、コア基板６０内の金属板６２の貫通孔６５内を、絶縁材６６を介して貫通するスルーホール７１内にスルーホール導体７２および充填樹脂７３を形成する。また、コア基板６０の表面６７と裏面６８とには、表面配線層７４と裏面配線層７５とが個別に形成される。更に、ビルドアップ層ＢＵは、樹脂からなる絶縁層７６，８２と、これらに間に形成した配線層８０，８６とを有し、配線層８０は、表面配線層７４とビア導体７８を介して接続され、配線層８０，８６間は、ビア導体８４により接続される。
【０００５】
図６(Ｃ)に示すように、絶縁層８２および配線層８６の上には、最上層の絶縁層(ソルダーレジスト層)８８が形成され、配線層８６上から立設する複数のハンダバンプ９２は、絶縁層８８を貫通し、その表面９０よりも高く突出している。また、図６(Ｃ)に示すように、コア基板６０の裏面６８および裏面配線層７５の下にも、絶縁層(ソルダーレジスト層)７９が形成され、その表面８１に開口する複数の開口部８３には、裏面配線層７５から延びた配線７７が位置している。
【０００６】
しかしながら、配線基板７０は、コア基板６０内の金属板６２が厚肉で貫通孔６５が長くなると、この内部に充填される絶縁材６６の量が増えるため、かかる貫通孔６５の真上および真下に位置するコア基板６０の表面６７や裏面６８に凹みが生じ、これらの上に形成される配線層７４などの平坦性が得られない、という問題がある。更に、貫通孔６５が長くなると、これを貫通するスルーホール導体７２のループインダクタンスが増加する、という問題がある。
加えて、ビルトアップ層ＢＵ側に樹脂が偏在し且つコア基板６０側に金属が偏在しているため、図６(Ｃ)中の一点鎖線で示すように、配線基板７０全体がビルドアップ層ＢＵ側に凹むような反りを生じ易くなる、という問題もあった。
【０００７】
【発明が解決すべき課題】
本発明は、以上において説明した従来の技術における問題点を解決し、貫通孔の穿孔が容易で且つ平坦な表面や裏面を有するコア基板を含み高い基板強度を有る配線基板の製造方法を提供する、ことを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
本発明は、上記課題を解決するため、コア基板に比較的薄肉の金属板を複数用いる、ことに着想して成されたものである。
【０００９】
即ち、本発明の配線基板の製造方法（請求項１）は、表面および裏面を有する平行な複数の金属板の間に絶縁シートを挿入し且つ絶縁層として密着する工程と、上記複数の金属板およびこれらの間に挟まれた上記絶縁層からなる積層体の厚み方向に沿って貫通孔を形成する工程と、上記積層体の表面および裏面に外層絶縁シートをそれぞれ積層し且つこれらを厚み方向に沿って押圧して密着すると共に、上記貫通孔に絶縁材を充填する工程と、を備えるコア基板の製造工程を含む、ことを特徴とする。
【００１０】
これによれば、複数の金属板に上記貫通孔を精度良く形成でき、且つかかる貫通孔に絶縁材を過不足なく充填できると共に、所要の強度を有するコア基板、およびこれを用いた所望の基板強度や平坦性を有し且つ電気的特性が安定し易い配線基板を確実に製造できる。
【００１１】
付言すると、上記複数の金属板の熱膨張率などの特性や厚みなどを相違させることにより、多層構造を有する配線基板の内部構造に起因する反りを抑制したり、解消することも容易な配線基板を製造することも可能である。
【００１２】
尚、前記金属板には、Ｃｕ−２．３wt％Ｆｅ−０．０３wt％Ｐ(１９４アロイ)などの銅合金、純銅、無酸素銅、Ｆｅ−４２wt％Ｎｉ(４２アロイ)やＦｅ−３６wt％Ｎｉ(インバー)などのＦｅ−Ｎｉ系合金、その他の鋼種、チタンやその合金、およびアルミニウムやその合金などからなる板が含まれる。
【００１３】
また、本発明には、前記各工程の後に、前記積層体の貫通孔内で且つ前記絶縁層、前記絶縁シートから形成された表面絶縁層、および裏面絶縁層を貫通するスルーホールおよびスルーホール導体を形成する工程を有する、配線基板の製造方法（請求項２）も含まれる。
【００１４】
これによる場合、複数の金属板の貫通孔の中心部に沿ってスルーホール導体を精度良く配置できるため、所要の基板強度を有し且つ上記スルーホール導体周りの絶縁性などの電気的特性に優れた配線基板を製造することが可能となる。
【００１５】
更に、本発明には、前記スルーホールは、前記コア基板における金属板の貫通孔の中心部、これらの間に位置する絶縁層、および前記絶縁シートから形成された表面・裏面絶縁層の厚み方向に沿って、ドリルまたはレーザ加工を行うことによって形成される、配線基板の製造方法（請求項３）も含まれる。
【００１６】
加えて、本発明には、前記各工程の後に、前記コア基板の表面および裏面に前記絶縁シートから形成された表面・裏面絶縁層の少なくとも一方の上方に、複数の絶縁層とこれらの間に位置する複数の配線層とからなるビルドッアップ層を形成する工程を有する、配線基板の製造方法（請求項４）も含まれる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下において、本発明の実施に好適な形態を図面と共に説明する。
図１(Ａ)は、本発明により得られるコア基板１の断面を示す。
コア基板１は、図１(Ａ)に示すように、一対(複数)の金属板(コア材)２，６と、これらの間に介在する絶縁層１０と、金属板２，６の表面３，７と裏面４，８との間を貫通する複数の貫通孔５と、かかる貫通孔５内に充填された絶縁材１０ａ，１０ｂと、金属板２の表面３に形成された表面絶縁層(外層絶縁層)９ａと、金属板６の裏面８に形成された裏面絶縁層(外層絶縁層)９ｂと、を有する。
上記金属板２，６は、Ｃｕ−２．３wt％Ｆｅ−０．０３wt％Ｐ(１９４アロイ)の銅合金からなり、その厚みは０．１ｍｍと従来に比べて比較的薄肉である。
【００１８】
また、上記貫通孔５は、断面円形で且つその内径は約０．３ｍｍであり、上記金属板２，６をパンチング、ドリル、またはエッチングして形成される。複数の貫通孔５，５は、図１(Ａ)に示すように、平面視で同じ位置に形成されている。
更に、上記絶縁層１０、絶縁材１０ａ，１０ｂ、表面絶縁層９ａ、および裏面絶縁層９ｂは、例えばエポキシ樹脂からなる。このうち、絶縁層１０および表面・裏面絶縁層９ａ，９ｂの厚みは、約２０〜４０μｍである。
即ち、図１(Ａ)に示すコア基板１は、その表面１１と裏面１２との間における全体の厚みが約０．３ｍｍであり、上記貫通孔５の加工性が向上する。
【００１９】
以上のようなコア基板１によれば、比較的薄肉の一対の金属板２，６、これらの間に配置した絶縁層１０、および上記金属板２，６の表面３・裏面８に形成された表面・裏面絶縁層９ａ，９ｂからなる積層構造であるため、従来のような単一の金属板６２を用いたコア基板６０に比べて強度が低下しない。また、比較的薄肉の金属板２，６には、内壁が平滑な貫通孔５が形成されているため、かかる貫通孔５，５内に絶縁材１０ａ，１０ｂが過不足なく充填される。しかも、貫通孔５，５に充填される絶縁材１０ａ，１０ｂの量が従来よりも減るため、その真上や真下のコア基板１の表面１１や裏面１２に凹みが生じにくくなり、これらの上方に追って形成される配線層や絶縁層を平坦にして形成することができる。
【００２０】
図１(Ｂ)は、前記コア基板１を用いた配線基板３６の断面を示す。
配線基板３６は、図１(Ｂ)に示すように、コア基板１と、その貫通孔５，５内に位置する絶縁材１０ａ，１０ｂの中心部などを貫通するスルーホール１３およびその内壁に沿ったスルーホール導体１４と、コア基板１の表面１１と裏面１２に個別に形成された表面配線層１６，裏面配線層１７と、を含む。尚、前記金属板２，６は、表面配線層１６や裏面配線層１７と図示しないビア導体を介して導通することにより、電源またはグランド層として使用することもできる。
上記スルーホール導体１４は、外径が約１５０μｍで且つ厚みが約２０μｍであり、その上・下端で表面配線層１６および裏面配線層１７と接続している。かかる表面配線層１６および裏面配線層１７は、所定パターンを有し且つ厚みが約１０〜４０μｍの銅メッキ膜からなる。
【００２１】
また、図１(Ｂ)に示すように、コア基板１の表面１１および表面配線層１６の上方には、絶縁層１８，２４およびこれらの間や表面に形成された配線層２２，２８からなるビルドアップ層ＢＵが形成されている。上記絶縁層１８，２４は、厚みが３０μｍでシリカフィラなどの無機フィラを含むエポキシ樹脂フィルムからなる。また、上記配線層２２，２８は、所定パターンを有し且つ厚みが上記同様の銅メッキ膜からなる。かかる配線層２２，２８間や表面配線層１６と配線層２２との間は、銅メッキからなるビア導体(フィルドビア)２０，２６を介して接続される。上記絶縁層２４および配線層２８の上には、厚みが２０μｍの絶縁層(ソルダーレジスト層)３０が形成される。
【００２２】
更に、図１(Ｂ)に示すように、上記配線層２８の適所からは、絶縁層３０を貫通し且つその表面である第１主面３４よりも高く複数のハンダバンプ３２が突出している。ハンダバンプ３２は、Ｓｎ−Ａｇ系、Ｐｂ−Ｓｎ系、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ｚｎ系など(本実施形態ではＳｎ−Ａｇ系)の低融点合金からなり、第１主面３４上に実装されるＩＣチップ(電子部品)３８の図示しない接続端子と個別に接続される。また、ハンダバンプ３２とＩＣチップ３８の接続端子とは、図示しないアンダーフィル材により埋設され且つ保護される。
【００２３】
一方、図１(Ｂ)に示すように、コア基板１の裏面１２および裏面配線層１７の下方(上方)には、前記同様の絶縁層(ソルダーレジスト層)１９が形成され、かかる絶縁層１９において第２主面２５側に開口する開口部２３の底面には、裏面配線層１７から延びた配線２１が位置する。かかる配線２１は、その表面にＮｉメッキおよびＡｕメッキが被覆され、図示しなマザーボードなどのプリント基板との接続端子として活用される。
【００２４】
以上のような配線基板３６では、コア基板１には比較的薄肉で一対の金属２，６が平行に配置されいるため、従来同様の基板強度を有すると共に、貫通孔５が精度良く形成されているため、その内部に絶縁材１０ａ，１０ｂを密にして充填され且つスルーホール導体１４の周囲を確実に絶縁できる。また、コア基板１の表面１１が平坦であるため、この上方に形成される表面配線層１６などや絶縁層１８などの平坦性も確保し易くなる。更に、比較的薄肉の金属２，６を含む薄いコア基板１をスルーホール導体１４が貫通しているため、従来の厚い１枚の金属板を用いる場合に比べ、かかるスルーホール導体１４の長さが数１０μｍほど短くなる。この結果、スルーホール導体１４を流れる電流によるループインダクタンスを低減して、電気的特性を安定させることができる。従って、従来と同様の強度を有し且つ軽量化も可能であり、内部配線などが平坦で電気的特性が安定し易い配線基板３６となる。
【００２５】
以下において、前記配線基板３６の製造方法について説明する。
図２は、本発明による配線基板３６の製造方法（請求項１）に関する。
図２(Ａ)は、前記銅合金からなり厚みが０．１ｍｍの一対の金属板２，６の裏面４と表面７との間に、厚みが６０μｍの絶縁シートＳを挿入し且つこれらの厚み方向に沿ってプレスして密着させた工程を示す。上記絶縁シートＳには、例えばエポキシ樹脂からなるドライタイプのフイルムが用いられる。
次に、図２(Ｂ)に示すように、金属板２，６および絶縁シートＳからなる積層体との厚み方向に沿って、ドリルまたはパンチングにより内径が０．３ｍｍの貫通孔５，ｈを複数形成する工程を行う。この際、金属板２，６は、それぞれの厚みが０．１ｍｍと薄肉であるため、これらを貫通する上記貫通孔５，ｈは、その位置精度が良く且つその内壁が比較的平滑な切削面または破断面となる。
【００２６】
次いで、図２(Ｃ)に示すように、複数の貫通孔５，ｈを有する金属板２，６および絶縁シートＳからなる積層体の表面３と裏面８とに、厚みが６０μｍの前記同様の外層絶縁シートＳ１，Ｓ２を個別に積層する。そして、図２(Ｃ)中の矢印で示すように、金属板２，６、絶縁シートＳ、および外層絶縁シートＳ１，Ｓ２を、厚み方向に沿ってホットプレスなどにより加熱しつつ押圧する工程を行う。
尚、かかる工程の後で、上記絶縁シートＳ，Ｓ１，Ｓ２を加熱して硬化させる公知の硬化(キュア)処理が施される。
その結果、図２(Ｄ)に示すように、上記絶縁シートＳ，Ｓ１，Ｓ２は、厚み方向で圧縮され、且つそれらの一部は金属板２，６の貫通孔５，５内に圧入して充填され、絶縁材１０ａ，１０ｂになる。同時に、上記絶縁シートＳ，Ｓ１，Ｓ２は、互いに一体に接続された絶縁層１０と表面・裏面絶縁層９ａ，９ｂとなって、図２(Ｄ)に示すように、金属板２，６を内蔵する前記コア基板１が得られる。
かかるコア基板１では、複数の貫通孔５に充填される絶縁材１０ａ，１０ｂが減るため、その真上や真下の表面１１および裏面１２に凹みが生じにくくなる。即ち、貫通孔５の長さが短く樹脂の硬化収縮が小さいため、凹みが少なくなる。
【００２７】
図３は、参考形態の配線基板３６の製造方法に関する。
図３(Ａ)は、前記銅合金からなり且つ前記と同じ厚みの金属板２，６に、平面視における表面３，７と裏面４，８との間の同じ位置に内径０．３ｍｍの貫通孔５を複数パンチングにより形成した工程を示す。かかる金属板２，６は、それぞれ比較的薄肉であるため、これらを貫通する上記貫通孔５は、その位置精度が良く且つその内壁が比較的平滑な打ち抜き面となる。
次に、図３(Ｂ)に示すように、貫通孔５が形成された金属板２，６の裏面４と表面７との間に、厚みが８０μｍの絶縁シートＳを挿入し、同図中の矢印で示すように、これらの厚み方向に沿ってホットプレスにより押圧する工程を行う。
【００２８】
その結果、図３(Ｃ)に示すように、絶縁シートＳは薄くなり、同時にその一部Ｓａ，Ｓｂは金属板２，６の貫通孔５，５内に圧入され且つこれらをほぼ満たす。これにより、金属板２，６および絶縁シートＳは、密着した積層体となる。
次いで、図３(Ｄ)に示すように、金属板２，６および絶縁シートＳからなる積層体の表面３と裏面８とに、厚みが４０μｍの前記同様の外層絶縁シートＳ１，Ｓ２を個別に積層する。そして、図３(Ｄ)中の矢印で示すように、金属板２，６、絶縁シートＳ、および外層絶縁シートＳ１，Ｓ２を、厚み方向に沿ってホットプレスにより加熱しつつ押圧する工程を行う。その後で、上記絶縁シートＳ，Ｓ１，Ｓ２を加熱して硬化させる公知の硬化(キュア)処理が施される。その結果、前記図１(Ａ)および２(Ｄ)に示したと同様なコア基板１を得ることができる。
【００２９】
本発明の前記製造方法により得られたコア基板１における金属板２，６の貫通孔５，５の中心部およびこれらの間に位置する絶縁層１０や上下の表面・裏面絶縁層９ａ，９ｂの厚み方向に沿って、ドリルまたはレーザ加工を行う。
その結果、図４(Ａ)に示すように、金属板２，６の貫通孔５，５の中心部に沿って、内径が約１５０μｍのスルーホール１３が形成される。
上記スルーホール１３の内壁とコア基板１の表面１１および裏面１２の全面とに、Ｐｄなどのメッキ触媒を被覆し且つ無電解銅メッキおよび電解銅メッキを施す。その結果、図４(Ｂ)に示すように、スルーホール１３の内壁に沿って厚みが約２０μｍでほぼ円筒形のスルーホール導体１４が形成されると共に、コア基板１の表面１１および裏面１２の全面に銅メッキ膜１１ａ，１２ａが形成される。
【００３０】
次に、図４(Ｃ)に示すように、上記スルーホール導体１４の内側に非導電性または導電性で且つ無機フィラを含む充填樹脂１５を充填する。また、上記充填樹脂１５の上・下端を銅メッキして蓋メッキする。
次いで、上記銅メッキ膜１１ａ，１２ａの上に、所定のパターンを有する図示しないエッチングレジストをそれぞれ形成し、かかるレジストの隙間から露出する銅メッキ膜１１ａ，１２ａを公知の方法によりエッチングする。
その結果、図４(Ｃ)に示すように、コア基板１の表面１１と裏面１２とには、上記パターンに倣った表面配線層１６と裏面配線層１７とが形成され、これらはスルーホール導体１４を介して互いに接続される。
【００３１】
これ以降は、コア基板１の表面１１および表面配線層１６の上方に、前記ビルドアップ層ＢＵを形成する絶縁層１８，２４、ソルダーレジスト層３０、配線層２２，２８、フィルドビア導体２０，２６を公知のビルドアップ工程(セミアディティブ法、フルアディティブ法、サブトラクティブ法、フィルム状樹脂材料のラミネートによる絶縁層の形成、フォトリソグラフィ技術など)により形成する。
また、前記ハンダバンプ３２を配線層２８上の適所に形成する。
【００３２】
更に、コア基板１の裏面１２および裏面配線層１７の上方(下方)に、前記ソルダーレジスト層１９を形成し、これにレーザ加工を施して前記開口部２３を形成し且つその底面に配線２１を露出させ、その表面に前記メッキを施す。
この結果、前記図１(Ｂ)に示した本発明の配線基板３６を得ることができる。
以上のような本発明の配線基板３６の製造方法によれば、前記コア基板１を用い且つ所要の基板強度および平坦度を有し電気的特性が安定し易い配線基板３６を確実に提供することができる。
尚、コア基板１の裏面１２および裏面配線層１７の上方にも、前記と同様なビルドアップ層ＢＵを対称に形成しても良い。
【００３３】
図５(Ａ)は、前記コア基板１の応用形態であるコア基板１ａの断面を示す。
コア基板１ａは、図５(Ａ)に示すように、前記銅合金からなり且つ互いに平行に配置された厚みが０．１２ｍｍの金属板２ａおよび厚みが０．０８ｍｍの金属板６ａと、これらの間に位置する前記と同じ絶縁層１０とを含む。
また、図５(Ａ)に示すように、上記金属板２ａ，６ａの表面３，７と裏面４，８との間で平面視で同じ位置を貫通する前記同様の複数の貫通孔５内には、前記と同じ絶縁材１０ａ，１０ｂが充填され、金属板２ａの表面３と金属板６ａの裏面８にも前記と同じ表面絶縁層９ａや裏面絶縁層９ｂが形成されている。かかるコア基板１ａも前記第１または第２の製造方法により得ることができる。
【００３４】
上記コア基板１ａによっても、前記同様の強度や平坦性などが得られる。しかも、コア基板１ａの表面１１寄りに相対的に厚肉の金属板２ａを配置しているため、当該コア基板１ａの表面１１の上にのみ(片面にのみ)前記ビルドアップ層ＢＵを形成した前記配線基板３６と同様な配線基板としても、当該ビルドアップ層ＢＵ側が凹むような反りをなくすか、抑制することも可能となる。
尚、同じ厚みの金属板２，６を用いた前記コア基板１においても、かかるコア基板１の表面１１寄りの金属板２の熱膨張率を、裏面１２寄りの金属板６の熱膨張率よりも大きいものを選定することによっても、上記反りを防止可能となる。
【００３５】
図５(Ｂ)は、本発明により得られる異なる形態のコア基板４０の断面を示す。
コア基板４０は、図５(Ｂ)に示すように、前記銅合金からなり且つ互いに平行に配置された厚みが０．０８ｍｍの金属板４１，４４，４７と、これらの間に配置された絶縁層５１，５２と、を含む。金属板４１，４４，４７には、表面４２，４５，４８と裏面４３，４６，４９との間を、平面視で同じ位置において複数の貫通孔５０が同軸心に貫通している。また、各貫通孔５０内には、前記同様の絶縁材が充填され、且つ最上層の金属板４１の表面４２と最下層の金属板４７の裏面４９には、表面絶縁層(外層絶縁層)５３と裏面絶縁層(外層絶縁層)５４とが個別に形成されている。かかるコア基板４０の表面５５と裏面５６との間における全体の厚みは、前記コア基板１，１ａの厚みとほぼ同様である。
以上のようなコア基板４０も前記製造方法により得ることができ、前記コア基板１と同様な効果が得られると共に、前記配線基板３６と同様な配線基板を形成することが可能である。
【００３６】
図５(Ｃ)は、上記コア基板４０の応用形態たるコア基板４０ａの断面を示す。
コア基板４０ａは、図５(Ｃ)に示すように、前記銅合金からなり互いに平行に配置された３枚の金属板４１ａ，４４，４７ａを含む。最上層の金属板４１ａの厚みは０．１０ｍｍ、中層の金属板４４の厚みは０．０８ｍｍ、最下層の金属板４７ａの厚みは０．０５ｍｍである。金属板４１ａ，４４，４７ａ間には、前記と同様の絶縁層５１，５２が位置し、これらの表面４２，４５，４８と裏面４３，４６，４９との間には、前記同様の貫通孔５０が形成される。
更に、最上層の金属板４１ａの表面４２と最下層の裏面４９には、前記と同じ表面絶縁層５３と裏面絶縁層５４とが個別に形成されている。
【００３７】
上記コア基板４０ａによっても、前記同様の強度や平坦性などが得られる。しかも、コア基板４０ａの表面５５寄りほどに相対的に厚肉の金属板４１ａを配置し且つ裏面５６寄りほどに相対的に薄肉の金属板４７ａを配置しているため、当該コア基板４０ａの表面５５の上にのみ(片面にのみ)前記ビルドアップ層ＢＵを形成した前記配線基板３６と同様な配線基板としても、かかるビルドアップ層ＢＵ側が凹むような反りをなくすか、抑制することも可能となる。
尚、同じ厚みの金属板４１，４４，４７を用いた前記コア基板４０においても、かかるコア基板４０の表面５５寄りの金属板４１の熱膨張率を、裏面５６寄りの金属板４７の熱膨張率よりも大きくし、且つ中層の金属板４４の熱膨張率をこれらの中間のものに選定することによっても、上記反りを防止可能となる。
【００３８】
本発明は、以上において説明した各形態に限定されるものではない。
各形態における金属板２，６などには、前記銅合金のほか、純銅、無酸素銅、Ｆｅ−４２wt％ＮｉやＦｅ−３６wt％ＮｉなどのＦｅ−Ｎｉ系合金、その他の鋼種、チタンやその合金、およびアルミニウムやその合金も適用可能である。且つ、コア基板１などには、４枚以上の金属板を併用することも可能である。
また、前記絶縁層１０などや表面・裏面絶縁層９ａ，９ｂなどになる絶縁材には、連続多孔質ＰＴＦＥにエポキシ樹脂を含浸した複合材のプリプレグなどを適用することも可能である。
更に、ビルドアップ層ＢＵの絶縁層１８などには、前記エポキシ樹脂を主成分とするもののほか、同様の耐熱性、パターン成形性等を有するポリイミド樹脂、ＢＴ樹脂、ＰＰＥ樹脂、あるいは、連続気孔を有するＰＴＦＥなど３次元網目構造のフッ素系樹脂にエポキシ樹脂などの樹脂を含浸させた樹脂−樹脂系の複合材料などを用いることもできる。尚、絶縁層の形成には、絶縁性の樹脂フィルムを熱圧着する方法のほか、液状の樹脂をロールコータにより塗布する方法を用いることもできる。尚また、絶縁層に混入するガラス布またはガラスフィラの組成は、Ｅガラス、Ｄガラス、Ｑガラス、Ｓガラスの何れか、またはこれらのうちの２種類以上を併用したものとしても良い。
【００３９】
また、表面配線層１６やビルドアップ層ＢＵの配線層２２などには、前記Ｃｕ(銅)の他、Ａｇ、Ｎｉ、Ｎｉ−Ａｕ系などにしても良く、あるいは、これら金属のメッキ層を用いず、導電性樹脂を塗布するなどの方法により形成しても良い。
更に、前記フィルドビア導体２０などに替えて、絶縁層１８などに形成するビアホール内部が完全に導体で埋まっていない逆円錐形状のコンフォーマルビア導体を用いることもできる。あるいは、各ビア導体の軸心をずらしつつ積み重ねるスタッガードの形態でも良いし、途中で平面方向に延びる配線層が介在する形態としても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】(Ａ)は本発明により得られるコア基板の１形態を示す断面図、(Ｂ)はかかるコア基板を用いた本発明により得られる配線基板を示す断面図。
【図２】(Ａ)〜(Ｄ)は本発明による配線基板の製造方法の各工程を示す概略図。
【図３】(Ａ)〜(Ｄ)は参考形態の製造方法の各工程を示す概略図。
【図４】(Ａ)〜(Ｃ)は上記製造方法の末尾の工程に続く各工程を示す概略図。
【図５】(Ａ)は図１(Ａ)のコア基板の応用形態を示す断面図、(Ｂ)は異なる形態のコア基板を示す断面図、(Ｃ)は(Ｂ)のコア基板の応用形態を示す断面図。
【図６】(Ａ)は従来のコア基板を示す断面図、(Ｂ)はこれに用いた金属板を示す断面図、(Ｃ)は(Ａ)のコア基板を用いた従来の配線基板を示す断面図。
【符号の説明】
１,１ａ，４０,４０ａ………………コア基板
２,２ａ,６,６ａ,４１,４４,４７…金属板
３，７，４２,４５,４８……………金属板の表面
４，８，４３,４６,４９……………金属板の裏面
５，５０………………………………貫通孔
９ａ，５３……………………………表面絶縁層(外層絶縁層)
９ｂ，５４……………………………裏面絶縁層(外層絶縁層)
１０，５１，５２……………………絶縁層
１０ａ，１０ｂ………………………絶縁材
１１，５５……………………………コア基板の表面
１２，５６……………………………コア基板の裏面
１６……………………………………表面配線層
１７……………………………………裏面配線層
１８，２４……………………………絶縁層
２２，２８……………………………配線層
３６……………………………………配線基板
ＢＵ……………………………………ビルドアップ層
Ｓ………………………………………絶縁シート
Ｓ１，Ｓ２……………………………外層絶縁シート
ｈ………………………………………貫通孔
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属板のコア材(芯材)を有するコア基板を用いた配線基板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複数の絶縁層とこれらの間に位置する複数の配線層とを含む多層構造の配線基板には、樹脂製または樹脂−ガラス製の絶縁性を有するコア基板が用いられている。しかし、配線基板の強度を高め且つ反りなどの変形を防ぐため、例えば銅合金からなる金属板を有するコア基板も活用されている。
かかる金属製のコア基板６０は、図６(Ａ)に示すように、銅合金からなり且つ厚み０．２５ｍｍの金属板６２と、その表面６３と裏面６４との間を貫通する貫通孔６５と、かかる貫通孔６５内に充填された合成樹脂からなる絶縁材６６などとからなる。上記金属板６２の表面６３および裏面６４には、合成樹脂からなる絶縁層６６ａ，６６ｂが個別に形成されている。
【０００３】
配線基板の放熱性や、使用電流値および基板強度を重視する場合には、比較的厚肉の金属板６２が使用される。しかしながら、図６(Ｂ)に示すように、かかる金属板６２の表面６３と裏面６４との間に貫通孔６５を穿孔する際、かかる貫通孔６５の軸方向の長さと内径との比(アスペクト比)が大きくなる。このため、ドリルなどによる貫通孔６５の正確な形成が困難になる、という問題があった。
一方、小型化および薄肉化に対応したり、内部を貫通するスルーホール導体におけるループインダクタンスの低減を重視する配線基板のコア基板６０においては、比較的薄肉の金属板６２が使用される。しかしながら、薄肉の金属板６２を有するコア基板６０を用いると、基板強度が低下する、という問題があった。
【０００４】
更に、図６(Ｃ)に示すように、コア基板６０の表面６７側のみ(片面)にビルドアップ層ＢＵを形成した配線基板７０は、以下のような構造を有する。
上記配線基板７０は、図６(Ｃ)に示すように、コア基板６０内の金属板６２の貫通孔６５内を、絶縁材６６を介して貫通するスルーホール７１内にスルーホール導体７２および充填樹脂７３を形成する。また、コア基板６０の表面６７と裏面６８とには、表面配線層７４と裏面配線層７５とが個別に形成される。更に、ビルドアップ層ＢＵは、樹脂からなる絶縁層７６，８２と、これらに間に形成した配線層８０，８６とを有し、配線層８０は、表面配線層７４とビア導体７８を介して接続され、配線層８０，８６間は、ビア導体８４により接続される。
【０００５】
図６(Ｃ)に示すように、絶縁層８２および配線層８６の上には、最上層の絶縁層(ソルダーレジスト層)８８が形成され、配線層８６上から立設する複数のハンダバンプ９２は、絶縁層８８を貫通し、その表面９０よりも高く突出している。また、図６(Ｃ)に示すように、コア基板６０の裏面６８および裏面配線層７５の下にも、絶縁層(ソルダーレジスト層)７９が形成され、その表面８１に開口する複数の開口部８３には、裏面配線層７５から延びた配線７７が位置している。
【０００６】
しかしながら、配線基板７０は、コア基板６０内の金属板６２が厚肉で貫通孔６５が長くなると、この内部に充填される絶縁材６６の量が増えるため、かかる貫通孔６５の真上および真下に位置するコア基板６０の表面６７や裏面６８に凹みが生じ、これらの上に形成される配線層７４などの平坦性が得られない、という問題がある。更に、貫通孔６５が長くなると、これを貫通するスルーホール導体７２のループインダクタンスが増加する、という問題がある。
加えて、ビルトアップ層ＢＵ側に樹脂が偏在し且つコア基板６０側に金属が偏在しているため、図６(Ｃ)中の一点鎖線で示すように、配線基板７０全体がビルドアップ層ＢＵ側に凹むような反りを生じ易くなる、という問題もあった。
【０００７】
【発明が解決すべき課題】
本発明は、以上において説明した従来の技術における問題点を解決し、貫通孔の穿孔が容易で且つ平坦な表面や裏面を有するコア基板を含み高い基板強度を有る配線基板の製造方法を提供する、ことを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
本発明は、上記課題を解決するため、コア基板に比較的薄肉の金属板を複数用いる、ことに着想して成されたものである。
【０００９】
即ち、本発明の配線基板の製造方法（請求項１）は、表面および裏面を有する平行な複数の金属板の間に絶縁シートを挿入し且つ絶縁層として密着する工程と、上記複数の金属板およびこれらの間に挟まれた上記絶縁層からなる積層体の厚み方向に沿って貫通孔を形成する工程と、上記積層体の表面および裏面に外層絶縁シートをそれぞれ積層し且つこれらを厚み方向に沿って押圧して密着すると共に、上記貫通孔に絶縁材を充填する工程と、を備えるコア基板の製造工程を含む、ことを特徴とする。
【００１０】
これによれば、複数の金属板に上記貫通孔を精度良く形成でき、且つかかる貫通孔に絶縁材を過不足なく充填できると共に、所要の強度を有するコア基板、およびこれを用いた所望の基板強度や平坦性を有し且つ電気的特性が安定し易い配線基板を確実に製造できる。
【００１１】
付言すると、上記複数の金属板の熱膨張率などの特性や厚みなどを相違させることにより、多層構造を有する配線基板の内部構造に起因する反りを抑制したり、解消することも容易な配線基板を製造することも可能である。
【００１２】
尚、前記金属板には、Ｃｕ−２．３wt％Ｆｅ−０．０３wt％Ｐ(１９４アロイ)などの銅合金、純銅、無酸素銅、Ｆｅ−４２wt％Ｎｉ(４２アロイ)やＦｅ−３６wt％Ｎｉ(インバー)などのＦｅ−Ｎｉ系合金、その他の鋼種、チタンやその合金、およびアルミニウムやその合金などからなる板が含まれる。
【００１３】
また、本発明には、前記各工程の後に、前記積層体の貫通孔内で且つ前記絶縁層、前記絶縁シートから形成された表面絶縁層、および裏面絶縁層を貫通するスルーホールおよびスルーホール導体を形成する工程を有する、配線基板の製造方法（請求項２）も含まれる。
【００１４】
これによる場合、複数の金属板の貫通孔の中心部に沿ってスルーホール導体を精度良く配置できるため、所要の基板強度を有し且つ上記スルーホール導体周りの絶縁性などの電気的特性に優れた配線基板を製造することが可能となる。
【００１５】
更に、本発明には、前記スルーホールは、前記コア基板における金属板の貫通孔の中心部、これらの間に位置する絶縁層、および前記絶縁シートから形成された表面・裏面絶縁層の厚み方向に沿って、ドリルまたはレーザ加工を行うことによって形成される、配線基板の製造方法（請求項３）も含まれる。
【００１６】
加えて、本発明には、前記各工程の後に、前記コア基板の表面および裏面に前記絶縁シートから形成された表面・裏面絶縁層の少なくとも一方の上方に、複数の絶縁層とこれらの間に位置する複数の配線層とからなるビルドッアップ層を形成する工程を有する、配線基板の製造方法（請求項４）も含まれる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下において、本発明の実施に好適な形態を図面と共に説明する。
図１(Ａ)は、本発明により得られるコア基板１の断面を示す。
コア基板１は、図１(Ａ)に示すように、一対(複数)の金属板(コア材)２，６と、これらの間に介在する絶縁層１０と、金属板２，６の表面３，７と裏面４，８との間を貫通する複数の貫通孔５と、かかる貫通孔５内に充填された絶縁材１０ａ，１０ｂと、金属板２の表面３に形成された表面絶縁層(外層絶縁層)９ａと、金属板６の裏面８に形成された裏面絶縁層(外層絶縁層)９ｂと、を有する。
上記金属板２，６は、Ｃｕ−２．３wt％Ｆｅ−０．０３wt％Ｐ(１９４アロイ)の銅合金からなり、その厚みは０．１ｍｍと従来に比べて比較的薄肉である。
【００１８】
また、上記貫通孔５は、断面円形で且つその内径は約０．３ｍｍであり、上記金属板２，６をパンチング、ドリル、またはエッチングして形成される。複数の貫通孔５，５は、図１(Ａ)に示すように、平面視で同じ位置に形成されている。
更に、上記絶縁層１０、絶縁材１０ａ，１０ｂ、表面絶縁層９ａ、および裏面絶縁層９ｂは、例えばエポキシ樹脂からなる。このうち、絶縁層１０および表面・裏面絶縁層９ａ，９ｂの厚みは、約２０〜４０μｍである。
即ち、図１(Ａ)に示すコア基板１は、その表面１１と裏面１２との間における全体の厚みが約０．３ｍｍであり、上記貫通孔５の加工性が向上する。
【００１９】
以上のようなコア基板１によれば、比較的薄肉の一対の金属板２，６、これらの間に配置した絶縁層１０、および上記金属板２，６の表面３・裏面８に形成された表面・裏面絶縁層９ａ，９ｂからなる積層構造であるため、従来のような単一の金属板６２を用いたコア基板６０に比べて強度が低下しない。また、比較的薄肉の金属板２，６には、内壁が平滑な貫通孔５が形成されているため、かかる貫通孔５，５内に絶縁材１０ａ，１０ｂが過不足なく充填される。しかも、貫通孔５，５に充填される絶縁材１０ａ，１０ｂの量が従来よりも減るため、その真上や真下のコア基板１の表面１１や裏面１２に凹みが生じにくくなり、これらの上方に追って形成される配線層や絶縁層を平坦にして形成することができる。
【００２０】
図１(Ｂ)は、前記コア基板１を用いた配線基板３６の断面を示す。
配線基板３６は、図１(Ｂ)に示すように、コア基板１と、その貫通孔５，５内に位置する絶縁材１０ａ，１０ｂの中心部などを貫通するスルーホール１３およびその内壁に沿ったスルーホール導体１４と、コア基板１の表面１１と裏面１２に個別に形成された表面配線層１６，裏面配線層１７と、を含む。尚、前記金属板２，６は、表面配線層１６や裏面配線層１７と図示しないビア導体を介して導通することにより、電源またはグランド層として使用することもできる。
上記スルーホール導体１４は、外径が約１５０μｍで且つ厚みが約２０μｍであり、その上・下端で表面配線層１６および裏面配線層１７と接続している。かかる表面配線層１６および裏面配線層１７は、所定パターンを有し且つ厚みが約１０〜４０μｍの銅メッキ膜からなる。
【００２１】
また、図１(Ｂ)に示すように、コア基板１の表面１１および表面配線層１６の上方には、絶縁層１８，２４およびこれらの間や表面に形成された配線層２２，２８からなるビルドアップ層ＢＵが形成されている。上記絶縁層１８，２４は、厚みが３０μｍでシリカフィラなどの無機フィラを含むエポキシ樹脂フィルムからなる。また、上記配線層２２，２８は、所定パターンを有し且つ厚みが上記同様の銅メッキ膜からなる。かかる配線層２２，２８間や表面配線層１６と配線層２２との間は、銅メッキからなるビア導体(フィルドビア)２０，２６を介して接続される。上記絶縁層２４および配線層２８の上には、厚みが２０μｍの絶縁層(ソルダーレジスト層)３０が形成される。
【００２２】
更に、図１(Ｂ)に示すように、上記配線層２８の適所からは、絶縁層３０を貫通し且つその表面である第１主面３４よりも高く複数のハンダバンプ３２が突出している。ハンダバンプ３２は、Ｓｎ−Ａｇ系、Ｐｂ−Ｓｎ系、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ｚｎ系など(本実施形態ではＳｎ−Ａｇ系)の低融点合金からなり、第１主面３４上に実装されるＩＣチップ(電子部品)３８の図示しない接続端子と個別に接続される。また、ハンダバンプ３２とＩＣチップ３８の接続端子とは、図示しないアンダーフィル材により埋設され且つ保護される。
【００２３】
一方、図１(Ｂ)に示すように、コア基板１の裏面１２および裏面配線層１７の下方(上方)には、前記同様の絶縁層(ソルダーレジスト層)１９が形成され、かかる絶縁層１９において第２主面２５側に開口する開口部２３の底面には、裏面配線層１７から延びた配線２１が位置する。かかる配線２１は、その表面にＮｉメッキおよびＡｕメッキが被覆され、図示しなマザーボードなどのプリント基板との接続端子として活用される。
【００２４】
以上のような配線基板３６では、コア基板１には比較的薄肉で一対の金属２，６が平行に配置されいるため、従来同様の基板強度を有すると共に、貫通孔５が精度良く形成されているため、その内部に絶縁材１０ａ，１０ｂを密にして充填され且つスルーホール導体１４の周囲を確実に絶縁できる。また、コア基板１の表面１１が平坦であるため、この上方に形成される表面配線層１６などや絶縁層１８などの平坦性も確保し易くなる。更に、比較的薄肉の金属２，６を含む薄いコア基板１をスルーホール導体１４が貫通しているため、従来の厚い１枚の金属板を用いる場合に比べ、かかるスルーホール導体１４の長さが数１０μｍほど短くなる。この結果、スルーホール導体１４を流れる電流によるループインダクタンスを低減して、電気的特性を安定させることができる。従って、従来と同様の強度を有し且つ軽量化も可能であり、内部配線などが平坦で電気的特性が安定し易い配線基板３６となる。
【００２５】
以下において、前記配線基板３６の製造方法について説明する。
図２は、本発明による配線基板３６の製造方法（請求項１）に関する。
図２(Ａ)は、前記銅合金からなり厚みが０．１ｍｍの一対の金属板２，６の裏面４と表面７との間に、厚みが６０μｍの絶縁シートＳを挿入し且つこれらの厚み方向に沿ってプレスして密着させた工程を示す。上記絶縁シートＳには、例えばエポキシ樹脂からなるドライタイプのフイルムが用いられる。
次に、図２(Ｂ)に示すように、金属板２，６および絶縁シートＳからなる積層体との厚み方向に沿って、ドリルまたはパンチングにより内径が０．３ｍｍの貫通孔５，ｈを複数形成する工程を行う。この際、金属板２，６は、それぞれの厚みが０．１ｍｍと薄肉であるため、これらを貫通する上記貫通孔５，ｈは、その位置精度が良く且つその内壁が比較的平滑な切削面または破断面となる。
【００２６】
次いで、図２(Ｃ)に示すように、複数の貫通孔５，ｈを有する金属板２，６および絶縁シートＳからなる積層体の表面３と裏面８とに、厚みが６０μｍの前記同様の外層絶縁シートＳ１，Ｓ２を個別に積層する。そして、図２(Ｃ)中の矢印で示すように、金属板２，６、絶縁シートＳ、および外層絶縁シートＳ１，Ｓ２を、厚み方向に沿ってホットプレスなどにより加熱しつつ押圧する工程を行う。
尚、かかる工程の後で、上記絶縁シートＳ，Ｓ１，Ｓ２を加熱して硬化させる公知の硬化(キュア)処理が施される。
その結果、図２(Ｄ)に示すように、上記絶縁シートＳ，Ｓ１，Ｓ２は、厚み方向で圧縮され、且つそれらの一部は金属板２，６の貫通孔５，５内に圧入して充填され、絶縁材１０ａ，１０ｂになる。同時に、上記絶縁シートＳ，Ｓ１，Ｓ２は、互いに一体に接続された絶縁層１０と表面・裏面絶縁層９ａ，９ｂとなって、図２(Ｄ)に示すように、金属板２，６を内蔵する前記コア基板１が得られる。
かかるコア基板１では、複数の貫通孔５に充填される絶縁材１０ａ，１０ｂが減るため、その真上や真下の表面１１および裏面１２に凹みが生じにくくなる。即ち、貫通孔５の長さが短く樹脂の硬化収縮が小さいため、凹みが少なくなる。
【００２７】
図３は、参考形態の配線基板３６の製造方法に関する。
図３(Ａ)は、前記銅合金からなり且つ前記と同じ厚みの金属板２，６に、平面視における表面３，７と裏面４，８との間の同じ位置に内径０．３ｍｍの貫通孔５を複数パンチングにより形成した工程を示す。かかる金属板２，６は、それぞれ比較的薄肉であるため、これらを貫通する上記貫通孔５は、その位置精度が良く且つその内壁が比較的平滑な打ち抜き面となる。
次に、図３(Ｂ)に示すように、貫通孔５が形成された金属板２，６の裏面４と表面７との間に、厚みが８０μｍの絶縁シートＳを挿入し、同図中の矢印で示すように、これらの厚み方向に沿ってホットプレスにより押圧する工程を行う。
【００２８】
その結果、図３(Ｃ)に示すように、絶縁シートＳは薄くなり、同時にその一部Ｓａ，Ｓｂは金属板２，６の貫通孔５，５内に圧入され且つこれらをほぼ満たす。これにより、金属板２，６および絶縁シートＳは、密着した積層体となる。
次いで、図３(Ｄ)に示すように、金属板２，６および絶縁シートＳからなる積層体の表面３と裏面８とに、厚みが４０μｍの前記同様の外層絶縁シートＳ１，Ｓ２を個別に積層する。そして、図３(Ｄ)中の矢印で示すように、金属板２，６、絶縁シートＳ、および外層絶縁シートＳ１，Ｓ２を、厚み方向に沿ってホットプレスにより加熱しつつ押圧する工程を行う。その後で、上記絶縁シートＳ，Ｓ１，Ｓ２を加熱して硬化させる公知の硬化(キュア)処理が施される。その結果、前記図１(Ａ)および２(Ｄ)に示したと同様なコア基板１を得ることができる。
【００２９】
本発明の前記製造方法により得られたコア基板１における金属板２，６の貫通孔５，５の中心部およびこれらの間に位置する絶縁層１０や上下の表面・裏面絶縁層９ａ，９ｂの厚み方向に沿って、ドリルまたはレーザ加工を行う。
その結果、図４(Ａ)に示すように、金属板２，６の貫通孔５，５の中心部に沿って、内径が約１５０μｍのスルーホール１３が形成される。
上記スルーホール１３の内壁とコア基板１の表面１１および裏面１２の全面とに、Ｐｄなどのメッキ触媒を被覆し且つ無電解銅メッキおよび電解銅メッキを施す。その結果、図４(Ｂ)に示すように、スルーホール１３の内壁に沿って厚みが約２０μｍでほぼ円筒形のスルーホール導体１４が形成されると共に、コア基板１の表面１１および裏面１２の全面に銅メッキ膜１１ａ，１２ａが形成される。
【００３０】
次に、図４(Ｃ)に示すように、上記スルーホール導体１４の内側に非導電性または導電性で且つ無機フィラを含む充填樹脂１５を充填する。また、上記充填樹脂１５の上・下端を銅メッキして蓋メッキする。
次いで、上記銅メッキ膜１１ａ，１２ａの上に、所定のパターンを有する図示しないエッチングレジストをそれぞれ形成し、かかるレジストの隙間から露出する銅メッキ膜１１ａ，１２ａを公知の方法によりエッチングする。
その結果、図４(Ｃ)に示すように、コア基板１の表面１１と裏面１２とには、上記パターンに倣った表面配線層１６と裏面配線層１７とが形成され、これらはスルーホール導体１４を介して互いに接続される。
【００３１】
これ以降は、コア基板１の表面１１および表面配線層１６の上方に、前記ビルドアップ層ＢＵを形成する絶縁層１８，２４、ソルダーレジスト層３０、配線層２２，２８、フィルドビア導体２０，２６を公知のビルドアップ工程(セミアディティブ法、フルアディティブ法、サブトラクティブ法、フィルム状樹脂材料のラミネートによる絶縁層の形成、フォトリソグラフィ技術など)により形成する。
また、前記ハンダバンプ３２を配線層２８上の適所に形成する。
【００３２】
更に、コア基板１の裏面１２および裏面配線層１７の上方(下方)に、前記ソルダーレジスト層１９を形成し、これにレーザ加工を施して前記開口部２３を形成し且つその底面に配線２１を露出させ、その表面に前記メッキを施す。
この結果、前記図１(Ｂ)に示した本発明の配線基板３６を得ることができる。
以上のような本発明の配線基板３６の製造方法によれば、前記コア基板１を用い且つ所要の基板強度および平坦度を有し電気的特性が安定し易い配線基板３６を確実に提供することができる。
尚、コア基板１の裏面１２および裏面配線層１７の上方にも、前記と同様なビルドアップ層ＢＵを対称に形成しても良い。
【００３３】
図５(Ａ)は、前記コア基板１の応用形態であるコア基板１ａの断面を示す。
コア基板１ａは、図５(Ａ)に示すように、前記銅合金からなり且つ互いに平行に配置された厚みが０．１２ｍｍの金属板２ａおよび厚みが０．０８ｍｍの金属板６ａと、これらの間に位置する前記と同じ絶縁層１０とを含む。
また、図５(Ａ)に示すように、上記金属板２ａ，６ａの表面３，７と裏面４，８との間で平面視で同じ位置を貫通する前記同様の複数の貫通孔５内には、前記と同じ絶縁材１０ａ，１０ｂが充填され、金属板２ａの表面３と金属板６ａの裏面８にも前記と同じ表面絶縁層９ａや裏面絶縁層９ｂが形成されている。かかるコア基板１ａも前記第１または第２の製造方法により得ることができる。
【００３４】
上記コア基板１ａによっても、前記同様の強度や平坦性などが得られる。しかも、コア基板１ａの表面１１寄りに相対的に厚肉の金属板２ａを配置しているため、当該コア基板１ａの表面１１の上にのみ(片面にのみ)前記ビルドアップ層ＢＵを形成した前記配線基板３６と同様な配線基板としても、当該ビルドアップ層ＢＵ側が凹むような反りをなくすか、抑制することも可能となる。
尚、同じ厚みの金属板２，６を用いた前記コア基板１においても、かかるコア基板１の表面１１寄りの金属板２の熱膨張率を、裏面１２寄りの金属板６の熱膨張率よりも大きいものを選定することによっても、上記反りを防止可能となる。
【００３５】
図５(Ｂ)は、本発明により得られる異なる形態のコア基板４０の断面を示す。
コア基板４０は、図５(Ｂ)に示すように、前記銅合金からなり且つ互いに平行に配置された厚みが０．０８ｍｍの金属板４１，４４，４７と、これらの間に配置された絶縁層５１，５２と、を含む。金属板４１，４４，４７には、表面４２，４５，４８と裏面４３，４６，４９との間を、平面視で同じ位置において複数の貫通孔５０が同軸心に貫通している。また、各貫通孔５０内には、前記同様の絶縁材が充填され、且つ最上層の金属板４１の表面４２と最下層の金属板４７の裏面４９には、表面絶縁層(外層絶縁層)５３と裏面絶縁層(外層絶縁層)５４とが個別に形成されている。かかるコア基板４０の表面５５と裏面５６との間における全体の厚みは、前記コア基板１，１ａの厚みとほぼ同様である。
以上のようなコア基板４０も前記製造方法により得ることができ、前記コア基板１と同様な効果が得られると共に、前記配線基板３６と同様な配線基板を形成することが可能である。
【００３６】
図５(Ｃ)は、上記コア基板４０の応用形態たるコア基板４０ａの断面を示す。
コア基板４０ａは、図５(Ｃ)に示すように、前記銅合金からなり互いに平行に配置された３枚の金属板４１ａ，４４，４７ａを含む。最上層の金属板４１ａの厚みは０．１０ｍｍ、中層の金属板４４の厚みは０．０８ｍｍ、最下層の金属板４７ａの厚みは０．０５ｍｍである。金属板４１ａ，４４，４７ａ間には、前記と同様の絶縁層５１，５２が位置し、これらの表面４２，４５，４８と裏面４３，４６，４９との間には、前記同様の貫通孔５０が形成される。
更に、最上層の金属板４１ａの表面４２と最下層の裏面４９には、前記と同じ表面絶縁層５３と裏面絶縁層５４とが個別に形成されている。
【００３７】
上記コア基板４０ａによっても、前記同様の強度や平坦性などが得られる。しかも、コア基板４０ａの表面５５寄りほどに相対的に厚肉の金属板４１ａを配置し且つ裏面５６寄りほどに相対的に薄肉の金属板４７ａを配置しているため、当該コア基板４０ａの表面５５の上にのみ(片面にのみ)前記ビルドアップ層ＢＵを形成した前記配線基板３６と同様な配線基板としても、かかるビルドアップ層ＢＵ側が凹むような反りをなくすか、抑制することも可能となる。
尚、同じ厚みの金属板４１，４４，４７を用いた前記コア基板４０においても、かかるコア基板４０の表面５５寄りの金属板４１の熱膨張率を、裏面５６寄りの金属板４７の熱膨張率よりも大きくし、且つ中層の金属板４４の熱膨張率をこれらの中間のものに選定することによっても、上記反りを防止可能となる。
【００３８】
本発明は、以上において説明した各形態に限定されるものではない。
各形態における金属板２，６などには、前記銅合金のほか、純銅、無酸素銅、Ｆｅ−４２wt％ＮｉやＦｅ−３６wt％ＮｉなどのＦｅ−Ｎｉ系合金、その他の鋼種、チタンやその合金、およびアルミニウムやその合金も適用可能である。且つ、コア基板１などには、４枚以上の金属板を併用することも可能である。
また、前記絶縁層１０などや表面・裏面絶縁層９ａ，９ｂなどになる絶縁材には、連続多孔質ＰＴＦＥにエポキシ樹脂を含浸した複合材のプリプレグなどを適用することも可能である。
更に、ビルドアップ層ＢＵの絶縁層１８などには、前記エポキシ樹脂を主成分とするもののほか、同様の耐熱性、パターン成形性等を有するポリイミド樹脂、ＢＴ樹脂、ＰＰＥ樹脂、あるいは、連続気孔を有するＰＴＦＥなど３次元網目構造のフッ素系樹脂にエポキシ樹脂などの樹脂を含浸させた樹脂−樹脂系の複合材料などを用いることもできる。尚、絶縁層の形成には、絶縁性の樹脂フィルムを熱圧着する方法のほか、液状の樹脂をロールコータにより塗布する方法を用いることもできる。尚また、絶縁層に混入するガラス布またはガラスフィラの組成は、Ｅガラス、Ｄガラス、Ｑガラス、Ｓガラスの何れか、またはこれらのうちの２種類以上を併用したものとしても良い。
【００３９】
また、表面配線層１６やビルドアップ層ＢＵの配線層２２などには、前記Ｃｕ(銅)の他、Ａｇ、Ｎｉ、Ｎｉ−Ａｕ系などにしても良く、あるいは、これら金属のメッキ層を用いず、導電性樹脂を塗布するなどの方法により形成しても良い。
更に、前記フィルドビア導体２０などに替えて、絶縁層１８などに形成するビアホール内部が完全に導体で埋まっていない逆円錐形状のコンフォーマルビア導体を用いることもできる。あるいは、各ビア導体の軸心をずらしつつ積み重ねるスタッガードの形態でも良いし、途中で平面方向に延びる配線層が介在する形態としても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】(Ａ)は本発明により得られるコア基板の１形態を示す断面図、(Ｂ)はかかるコア基板を用いた本発明により得られる配線基板を示す断面図。
【図２】(Ａ)〜(Ｄ)は本発明による配線基板の製造方法の各工程を示す概略図。
【図３】(Ａ)〜(Ｄ)は参考形態の製造方法の各工程を示す概略図。
【図４】(Ａ)〜(Ｃ)は上記製造方法の末尾の工程に続く各工程を示す概略図。
【図５】(Ａ)は図１(Ａ)のコア基板の応用形態を示す断面図、(Ｂ)は異なる形態のコア基板を示す断面図、(Ｃ)は(Ｂ)のコア基板の応用形態を示す断面図。
【図６】(Ａ)は従来のコア基板を示す断面図、(Ｂ)はこれに用いた金属板を示す断面図、(Ｃ)は(Ａ)のコア基板を用いた従来の配線基板を示す断面図。
【符号の説明】
１,１ａ，４０,４０ａ………………コア基板
２,２ａ,６,６ａ,４１,４４,４７…金属板
３，７，４２,４５,４８……………金属板の表面
４，８，４３,４６,４９……………金属板の裏面
５，５０………………………………貫通孔
９ａ，５３……………………………表面絶縁層(外層絶縁層)
９ｂ，５４……………………………裏面絶縁層(外層絶縁層)
１０，５１，５２……………………絶縁層
１０ａ，１０ｂ………………………絶縁材
１１，５５……………………………コア基板の表面
１２，５６……………………………コア基板の裏面
１６……………………………………表面配線層
１７……………………………………裏面配線層
１８，２４……………………………絶縁層
２２，２８……………………………配線層
３６……………………………………配線基板
ＢＵ……………………………………ビルドアップ層
Ｓ………………………………………絶縁シート
Ｓ１，Ｓ２……………………………外層絶縁シート
ｈ………………………………………貫通孔
Claims (4)
- 表面および裏面を有する平行な複数の金属板の間に絶縁シートを挿入し且つ絶縁層として密着する工程と、
上記複数の金属板およびこれらの間に挟まれた上記絶縁層からなる積層体の厚み方向に沿って貫通孔を形成する工程と、
上記積層体の表面および裏面に外層絶縁シートをそれぞれ積層し且つこれらを厚み方向に沿って押圧して密着すると共に、上記貫通孔に絶縁材を充填する工程と、を備えるコア基板の製造工程を含む、
ことを特徴とする配線基板の製造方法。 - 前記各工程の後に、前記積層体の貫通孔内で且つ前記絶縁層、前記絶縁シートから形成された表面絶縁層、および裏面絶縁層を貫通するスルーホールおよびスルーホール導体を形成する工程を有する、
ことを特徴とする請求項１に記載の配線基板の製造方法。 - 前記スルーホールは、前記コア基板における金属板の貫通孔の中心部、これらの間に位置する絶縁層、および前記絶縁シートから形成された表面・裏面絶縁層の厚み方向に沿って、ドリルまたはレーザ加工を行うことによって形成される、
ことを特徴とする請求項２に記載の配線基板の製造方法。 - 前記各工程の後に、前記コア基板の表面および裏面に前記絶縁シートから形成された表面・裏面絶縁層の少なくとも一方の上方に、複数の絶縁層とこれらの間に位置する複数の配線層とからなるビルドッアップ層を形成する工程を有する、
ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の配線基板の製造方法。
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