JP5382410B2 - 三層配線基板及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、三層配線基板に関するものであり、特にブラインドビアを有する三層配線基板に関するものである。

従来、三層配線基板を製造するには、特許文献１に記載のように、両面銅貼り積層板の片面にプリプレグを介して銅箔を積層し積層プレスするのが一般的である。
また、特にブラインドビアを有する三層配線基板を製造するには、例えば特許文献２には、片面銅張積層板の銅のない方に接着層を設け、次にブラインドビアとなる貫通穴を設けてから接着層面に銅箔を貼り合わせ、その銅箔をエッチング等で配線に加工し、その銅箔面にプリプレグを介して別の銅箔を積層し積層プレスする方法が記載されている。
特開平９−３１２４７５号公報 特開２００４−３５６１２３号公報

しかしながら、積層板の片面にだけプリプレグを介して銅箔を積層すると、プリプレグが加熱硬化するときに収縮するために、三層配線基板のプリプレグ側に曲がってしまいやすく、反りが生じる問題がある。
また、この反りのためにパタンーン配線精度、スルホール穴位置精度、パターンとソルダレジスト印刷精度などの位置合わせや調合精度が悪化する問題がある。

そこで本発明は、上記の問題を解決するものであり、反りを改善する三層配線基板を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するために、以下を提供するものである。
（１） 片面銅張積層板と両面銅張積板とを積層した三層配線基板において、前記片面銅張積層板の銅側とは反対側に接着層を積層し、前記接着層とともに貫通穴を設けた前記片面銅張積層板と、前記両面銅張積板とを、前記接着層を介して積層した三層配線基板であって、前記接着層を積層した片面銅張積層板に直径３００〜１０００μｍのブラインドビアを、前記両面銅張積層板に直径５０〜３００μｍのフィルドビアを有する三層配線基板。
（２） 片面銅張積層板と両面銅張積板とを積層した三層配線基板において、貫通穴を設けた前記両面銅張積板と、銅側とは反対側に接着層を積層した前記片面銅張積層板とを、前記接着層を介して積層した三層配線基板であって、前記両面銅張積層板に直径２００〜１０００μｍのブラインドビアを、前記接着層を積層した片面銅張積層板に直径５０〜３００μｍのフィルドビアを有する三層配線基板。
（３） 上記（１）の三層配線基板の製造方法であって、前記片面銅張積層板の銅側とは反対側に接着層を積層し、前記接着層とともにドリルにより直径３００〜１０００μｍの貫通穴を設けた前記片面銅張積層板を作製する工程と、前記両面銅張積層板の片面を配線加工する工程と、前記両面銅張積層板の配線加工面と前記片面銅張積層板とを接着層を介して積層する工程と、前記両面銅張積層板側にレーザにより直径５０〜３００μｍの穴を形成する工程と、フィルド用のめっき液を使用して、前記直径３００〜１０００μｍの穴にはブランドビアを、前記直径５０〜３００μｍの穴にはフィルドビアを形成する工程と、を有する三層配線基板の製造方法。
（４） 上記（２）の三層配線基板の製造方法であって、前記片面銅張積層板の銅側とは反対側に接着層を積層する工程と、前記両面銅張積層板の張り合わせ側を配線加工する工程と、前記両面銅張積層板側にドリルにより直径２００〜１０００μｍの穴を形成する工程と、前記両面銅張積層板の配線加工面と前記片面銅張積層板とを接着層を介して積層する工程と、前記片面銅張積層板側に前記接着層とともにレーザにより直径５０〜３００μｍの穴を形成する工程と、フィルド用のめっき液を使用して、前記直径２００〜１０００μｍの穴にはブランドビアを、前記直径５０〜３００μｍの穴にはフィルドビアを形成する工程と、を有する三層配線基板の製造方法。

本発明の三層配線基板は、片面銅貼り積層板を、接着層を介して両面銅張積層板と積層するので、配線基板の反りを改善した三層配線基板を提供することができる。

本発明に述べる片面銅張積層板は、硬化し終えた絶縁層の片面に銅箔が積層されたもので、配線基板で一般的に使用されているものである。この絶縁層には、補強基材に樹脂組成物を含浸し加熱等により硬化した樹脂含浸基材が使用できる。
上記の樹脂組成物としては、通常、耐熱性、耐薬品性の良好な熱硬化性樹脂がベースとして用いられ、フェノ−ル樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリフェニレンオキサイド樹脂、フッ素樹脂等の樹脂の１種類または２種類以上を混合して用い、必要に応じてタルク、クレー、シリカ、アルミナ、炭酸カルシュウム、水酸化アルミニウム、三酸化アンチモン、五酸化アンチモン等の無機質粉末充填剤、ガラス繊維、アスベスト繊維、パルプ繊維、合成繊維、セラミック繊維等の繊維質充填剤を添加したものである。また、樹脂組成物には、誘電特性、耐衝撃性、フィルム加工性などを考慮して、熱可塑性樹脂がブレンドされてあっても良い。さらに必要に応じて有機溶媒、難燃剤、硬化剤、硬化促進剤、熱可塑性粒子、着色剤、紫外線不透過剤、酸化防止剤、還元剤などの各種添加剤や充填剤を加えて調合する。
上記の補強基材としては、ガラス、アスベスト等の無機質繊維、ポリエステル、ポリアミド、ポリアクリル、ポリビニルアルコール、ポリイミド、フッ素樹脂等の有機質繊維、木綿等の天然繊維の織布、不織布、紙、マット等を用いるものである。
銅箔は、厚さが１μｍから２０μｍ程度のもので、アルミニウム、真鍮、ニッケル、鉄等の単独、合金又は複合箔からなる金属箔を積層一体化したものに置き換えることもできる。また、表面にニッケル、アルミニウム、銀、金などのめっき、蒸着層を設ける場合もある。
また、上記片面銅張積層板は、両面銅張積層板と積層される前または後に配線加工がされる。

本発明に述べる両面銅張積層板は、硬化し終えた絶縁層の両面に銅箔が積層されたもので、配線基板で一般的に使用されているものである。この絶縁性層、銅箔は、上記片面銅張積層板と同様なものが使用できる。また、上記両面銅張積層板は、片面銅張積層板と積層される前または後に配線加工がされる。

本発明に述べる接着層は、配線基板の銅張積層板同士を接着するために使用する薄い層をさす。例えば、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂やポリイミド樹脂等の樹脂主体の接着剤、接着フィルム、または接着シートが使用できる。配線基板の銅張積層板どうしを接着一体化させるため、硬化後も可撓性があり合わせて強靱性を有しているものが好ましい。接着フィルムと接着シートとの区別は、薄い方が接着フィルム、厚い方が接着シートであるが、その境界も含め同様なものである。樹脂分以外には必要に応じて無機質粉末充填剤や繊維質充填剤を添加してもよい。
厚さは、接着剤の場合、５μｍから２０μｍ程度のもの、接着フィルムの場合、１０μｍから３０μｍ程度のもの、接着シートの場合、２０μｍから８０μｍ程度のものが特に限定なく使用できる。

以下、本発明を図面に示す実施の形態に基づいて説明する。

図１は、本発明の三層配線基板を示している。図１（ａ）は、積層の概念図を示していて、図１（ｂ）は、配線加工した概略図を示している。

図１（ａ）には、片面銅張積層板１の銅２ａ側とは反対側と、両面銅張積板３とを接着層４を介して積層した三層配線基板を示している。接着層４は、片面銅張積層板１の第１銅２ａ側とは反対側と両面銅張積板３との間にかさねて積層するか、片面銅張積層板１の銅側２ａとは反対側に仮積層後、両面銅張積板３を積層するか、または両面銅張積板３に仮積層後、片面銅張積層板１の第１銅２ａ側とは反対面と積層する。

図１（ｂ）には、片面銅張積層板１の第１銅２ａ側とは反対側と、エッチングで配線加工した両面銅張積板３とを、接着層４を介して積層後、片面銅張積板１に設けた直径５０μｍから１０００μｍ程度の第１穴５ａと、両面銅張積板に設けた直径５０μｍから１０００μｍ程度の第２穴５ｂとに、めっき等による層間接続を設けた三層配線基板を示している。例えば直径が１００μｍ程度の穴径と直径が５００μｍ程度の穴径のように穴径が異なるようにすると、フィルド用のめっき液を使用し穴径の小さな方はフィルドビア６が形成するような場合でも、穴径の大きな方には第１ブラインドビア７ａが形成しやすい。
また、片面銅張積層板１の第１銅２ａ側とは反対側に接着層４を仮積層し、直径３００μｍから１０００μｍ程度の貫通の第１穴５ａを設けた後、エッチングで配線加工した両面銅張積板３と、接着層４を介して積層後、両面銅張積板３に直径５０μｍから３００μｍ程度の第２穴５ｂを設け、この第２穴５ｂと前記貫通の第１穴５ａとにめっき等による層間接続を設けた三層配線基板をも示している。

図２は、本発明の別の三層配線基板を示している。図２（ａ）は、積層の概念図を示していて、図２（ｂ）は、配線加工した概略図を示している。

図２（ａ）には、銅張積層板の第１銅２ａ側とは反対側に接着層４を積層し、貫通の第１穴５ａを設けた片面銅張積板１と、両面銅張積板３とを接着層４を介して積層した三層配線基板を示している。

図２（ｂ）には、エッチングで配線加工し、直径５０μｍから３００μｍ程度の穴径の第２穴５ｂにフィルドビア６で層間接続を設けた両面銅張積板３と、銅張積層板の第１銅２ａ側とは反対側に接着層４を積層し、直径２００μｍから１０００μｍ程度の貫通の第１穴５ａを設けた片面銅張積板１とを、接着層４を介して積層した三層配線基板を示している。

この場合のように、貫通の第１穴５ａは積層前にドリルにより形成することができるので、片面銅張積板１を重ねて一度に複数枚貫通穴加工ができるので作業性が向上する。また、両面銅張積板３側のフィルドビア６の開口部面を接着層４側に向けて積層すると、その反対側がフラット面である第３銅２ｃ面となるので、その面での電子部品の端子やワイヤーボンデングの接続が容易になる。

図３は、本発明の別の三層配線基板を示している。積層の概念図は、図２（ａ）と同じで、エッチングで配線加工し、直径５０μｍから３００μｍ程度の穴径の第２ブラインドビア７ｂで層間接続を設けた両面銅張積板３と、その第２ブラインドビア７ｂ内部とその第２ブラインドビア７ｂの表面層の凹部を絶縁レジスト８で埋めて平坦化処理したものと、第１銅２ａ側とは反対側に接着層４を積層し、直径２００μｍから１０００μｍ程度の貫通の第１穴５ａを設けた片面銅張積板４とを、接着層４を介して積層した三層配線基板を示している。

この場合のように、絶縁レジスト８で埋めて平坦化処理することにより、接着層４の厚さを薄くすることができるので、材料コストを低減するだけではなく、積層時に貫通の第１穴５ａ内に接着層４の接着物質がはみ出してくる量を低減することができる。

図４は、本発明の別の三層配線基板を示している。図４（ａ）は、積層の概念図を示していて、図４（ｂ）は、配線加工した概略図を示している。

図４（ａ）には、貫通の第３穴５ｃを設けた両面銅張積板３と、片面銅張積層板１の第１銅２ａ側とは反対側とを接着層４を介して積層した三層配線基板を示している。

図４（ｂ）には、直径２００μｍから１０００μｍ程度の貫通の第３穴５ｃを設けた後、エッチングで配線加工した両面銅張積板３と、片面銅張積層板１の第１銅２ａ側とは反対側とを、接着層４を介して積層し、両面銅張積板３の貫通の第３穴５ｃと片面銅張積板１に設けた直径５０μｍから３００μｍ程度の第４穴５ｄとにめっき等による層間接続体を設けた三層配線基板を示している。

以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
まず、ガラスエポキシ材に厚さ１８μｍの銅箔を張り合わせた両面銅張積層板（日立化成工業株式会社製 ＭＣＬ−Ｅ−６７９ＦＧ）の片面を、エッチングによりパターンニングを行う。次に、このパターンニングした面に厚さ５０μｍの接着シート（日立化成工業株式会社製 ＡＳ−５０００ＧＰ）を温度１４０℃で加圧仮積層する。次に、同じ両面銅張積層板の銅の片面をエッチングにより削除し片面銅張積板とし、この片面銅張積層板の銅側とは反対面と、上記両面銅張積層板の接着層シート面とをかさね、温度１８０℃で加圧本積層した。次に、レーザー使用のコンフォーマル加工により、両面銅張積板側には直径８０μｍの穴と片面銅張積板側には直径３００μｍの穴とを設け、めっきにより、両面銅張積板側の穴にはフィルドビア、片面銅張積板側の穴にはブラインドビアよる層間接続を設けた。次に、エッチング加工により外層を配線に加工した。
このときの三層配線基板の反りは、５０ｃｍ幅で９ｍｍであった。

ガラスエポキシ材に厚さ１８μｍの銅箔を張り合わせた両面銅張積層板（日立化成工業株式会社製 ＭＣＬ−Ｅ−６７９ＦＧ）の片面を、エッチングによりパターンニングを行う。次に、同じ両面銅張積層板の銅の片面をエッチングにより削除し片面銅張積板とし、この片面銅張積層板の銅側とは反対側に厚さ５０μｍの接着シート（日立化成工業株式会社製 ＡＳ−５０００ＧＰ）を温度１４０℃で加圧仮積層後、所定の位置にドリルにより直径５００μｍの貫通穴を設けた。次に、この片面銅張積板と、上記両面銅張積層板の配線加工面とを接着層シートを介して温度１８０℃で加圧本積層した。次に、両面銅張積板側にはレーザー使用のコンフォーマル加工により直径１００μｍの穴を設け、めっきにより、両面銅張積板側の穴にはフィルドビア、片面銅張積板側の貫通穴にはブラインドビアよる層間接続を設けた。次に、エッチング加工により外層を配線に加工した。
このときの三層配線基板の反りは、５０ｃｍ幅で１０ｍｍであった。

実施例２と同様に加工して接着シート付き片面銅張積板を作成し、所定の位置に直径５００μｍの貫通穴を設けた。次に、実施例２と同じ両面銅張積板の片面をエッチングによりパターンニングを行い、その面に、コンフォーマル加工により直径１００μｍの穴を設け、めっきにより、フィルドビアよる層間接続を設けた。次に、このフィルドビア表面側と上記片面銅張積板の接着シート側を合わせ、温度１７０℃で加熱加圧し積層した。次に、めっきにより、片面銅張積板に設けておいた貫通穴にはブラインドビアによる層間接続を設けた。次に、エッチング加工により外層を配線に加工した。
このときの三層配線基板の反りは、５０ｃｍ幅で１２ｍｍであった。

実施例１と同様に加工した接着シートの厚さが１５μｍの接着シート付き片面銅張積板を作成し、所定の位置に直径５００μｍの貫通穴を設けた。次に、実施例１と同じ両面銅張積板の片面をエッチングによりパターンニングを行い、その面に、コンフォーマル加工により直径１００μｍの穴を設け、めっきにより、ブラインドビアよる層間接続を設けた。次に、このブラインドビア内部とこのブラインドビア表面層の凹部を絶縁レジストで埋めて平坦化処理した。次に、このブラインドビア表面側と上記片面銅張積板の接着シート側を合わせ、温度１５０℃で加熱加圧し積層した。次に、めっきにより、片面銅張積板に設けておいた貫通穴にはブラインドビアによる層間接続を設けた。次に、エッチング加工により外層を配線に加工した。
このときの三層配線基板の反りは、５０ｃｍ幅で９ｍｍであった。

接着シートに熱流動性の少ないタイプ（利昌工業株式会社製 ＡＤ−７００６）使用する以外は実施例２と同様に加工した接着シート付き片面銅張積板を作成した。次に、実施例２と同じ両面銅張積板は、張り合わせ側をエッチングによりパターンニングを行い配線加工し、エッチングにより生じた張り合わせ側の凹部を絶縁レジスト８で埋めて平坦化処理をした。次に、配線上の所定の位置に直径５００μｍの貫通穴を設けた。次に、上記片面銅張積板と温度１７０℃で加熱加圧し積層した。次に、片面銅張積板側にはコンフォーマル加工により直径１００μｍの穴を設け、めっきにより、片面銅張積板側穴にはフィルドビア、両面銅張積板側の貫通穴にはブラインドビアよる層間接続を設けた。次に、エッチング加工により外層を配線に加工した。
このときの三層配線基板の反りは、５０ｃｍ幅で１１ｍｍであった。

（従来例１）
実施例２と同様に接着シートと貫通穴付き片面銅張積板を作成した。次に、この片面銅張積板の接着シート面に、厚さ１８μｍの銅箔を張り合わせ、この銅箔をエッチング加工により配線に加工する。その面にプリクレグ（日立化成工業株式会社製 ＧＥＡ−６７）を介して別の厚さ１８μｍの銅箔を張り合わせ、この別の銅箔にコンフォーマル加工により直径１００μｍの穴を設け、めっきにより、コンフォーマル加工による穴にはフィルドビア、片面銅張積板側の貫通穴にはブラインドビアよる層間接続を設けた。次に、エッチング加工により外層を配線に加工した。
このときの三層配線基板の反りは、５０ｃｍ幅で６０ｍｍであった。

本発明の三層配線基板を示している。 本発明の別の三層配線基板を示している。 本発明の別の三層配線基板を示している。 本発明の別の三層配線基板を示している。

符号の説明

１…片面銅張積板、２ａ…第１銅、２ｂ…第２銅、２ｃ…第３銅、３…両面銅張積板、４…接着層、５ａ…第１穴、５ｂ…第２穴、５ｃ…第３穴、５ｄ…第４穴、６…フィルドビア、７ａ…第１ブラインドビア、７ｂ…第２ブラインドビア、８…絶縁レジスト。

Claims (4)

1. 片面銅張積層板と両面銅張積板とを積層した三層配線基板において、前記片面銅張積層板の銅側とは反対側に接着層を積層し、前記接着層とともに貫通穴を設けた前記片面銅張積層板と、前記両面銅張積板とを、前記接着層を介して積層した三層配線基板であって、
   前記接着層を積層した片面銅張積層板に直径３００〜１０００μｍのブラインドビアを、前記両面銅張積層板に直径５０〜３００μｍのフィルドビアを有する三層配線基板。
2. 片面銅張積層板と両面銅張積板とを積層した三層配線基板において、貫通穴を設けた前記両面銅張積板と、銅側とは反対側に接着層を積層した前記片面銅張積層板とを、前記接着層を介して積層した三層配線基板であって、
   前記両面銅張積層板に直径２００〜１０００μｍのブラインドビアを、前記接着層を積層した片面銅張積層板に直径５０〜３００μｍのフィルドビアを有する三層配線基板。
3. 請求項１の三層配線基板の製造方法であって、
   前記片面銅張積層板の銅側とは反対側に接着層を積層し、前記接着層とともにドリルにより直径３００〜１０００μｍの貫通穴を設けた前記片面銅張積層板を作製する工程と、
   前記両面銅張積層板の片面を配線加工する工程と、
   前記両面銅張積層板の配線加工面と前記片面銅張積層板とを接着層を介して積層する工程と、
   前記両面銅張積層板側にレーザにより直径５０〜３００μｍの穴を形成する工程と、
   フィルド用のめっき液を使用して、前記直径３００〜１０００μｍの穴にはブランドビアを、前記直径５０〜３００μｍの穴にはフィルドビアを形成する工程と、
   を有する三層配線基板の製造方法。
   
4. 請求項２の三層配線基板の製造方法であって、
   前記片面銅張積層板の銅側とは反対側に接着層を積層する工程と、
   前記両面銅張積層板の張り合わせ側を配線加工する工程と、
   前記両面銅張積層板側にドリルにより直径２００〜１０００μｍの穴を形成する工程と、
   前記両面銅張積層板の配線加工面と前記片面銅張積層板とを接着層を介して積層する工程と、
   前記片面銅張積層板側に前記接着層とともにレーザにより直径５０〜３００μｍの穴を形成する工程と、
   フィルド用のめっき液を使用して、前記直径２００〜１０００μｍの穴にはブランドビアを、前記直径５０〜３００μｍの穴にはフィルドビアを形成する工程と、
   を有する三層配線基板の製造方法。
   

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