KR101579019B1

KR101579019B1 - 다층배선기판

Info

Publication number: KR101579019B1
Application number: KR1020147011034A
Authority: KR
Inventors: 신노스케 마에다
Original assignee: 니혼도꾸슈도교 가부시키가이샤
Priority date: 2012-04-26
Filing date: 2013-03-20
Publication date: 2015-12-18
Also published as: US20140216796A1; WO2013161181A1; JP5865771B2; KR20140065474A; TW201401964A; JP2013229525A; CN103797902A; US9066419B2

Abstract

컨포멀형 도체와 수지 절연층의 밀착강도를 충분히 확보할 수 있는 다층배선기판을 제공하는 것.
다층배선기판(10)은 복수의 수지 절연층(33∼38) 및 복수의 도체층(42)을 교호로 적층하여 다층화한 구조를 가진다. 수지 절연층(33,34)에 형성된 복수의 비아 홀(53) 내에는 도체층(42) 간을 전기적으로 접속하는 컨포멀 비아 도체(54)가 각각 형성되어 있다. 컨포멀 비아 도체(54)의 내측에 상층측에 적층되는 수지 절연층(35,36)의 일부를 충전함에 의해서 앵커부(58)가 형성된다. 앵커부(58)의 하단측이 상단측보다도 비아 홀(53)의 직경방향 외측으로 불룩하게 되어 있다.

Description

다층배선기판{MULTILAYER WIRING SUBSTRATE}

본 발명은 복수의 수지 절연층 및 복수의 도체층을 교호로 적층하여 다층화한 구조를 가지는 다층배선기판에 관한 것이다.

최근에는 전기 기기, 전자 기기 등이 소형화됨에 따라서 이것들의 기기에 탑재되는 다층배선기판 등에도 소형화나 고밀도화가 요구되고 있다. 이 다층배선기판으로서는 복수의 수지 절연층과 복수의 도체층을 교호로 적층하여 일체화하는 이른바 빌드업법에 의해서 제조된 배선기판이 실용화되고 있다(예를 들면, 특허문헌 1, 2 참조). 다층배선기판에 있어서, 수지 절연층의 하층 도체층과 상층 도체층은 수지 절연층 내에 형성된 비아 도체를 통해서 접속되어 있다.　

각 도체층을 접속하기 위한 비아 도체로서는 필드 비아 도체와 컨포멀 비아 도체(conformal via conductor)가 있다. '필드 비아 도체'란, 수지 절연층에 형성된 비아 홀이 도금층에 의해서 완전히 충전되어 있어 오목부를 가지지 않는 타입의 비아를 가리키고 있다. 한편, '컨포멀 비아 도체'란, 비아 홀의 형상을 따라서 도금층이 형성되며, 따라서 비아 홀이 도금층에 의해서 완전히 충전되지 않아 오목부를 가지는 타입의 비아를 가리키고 있다.　

특허문헌 1의 다층배선기판에서는, 수지 절연층에 있어서 두께방향 중앙이 축경(縮徑)되도록 관통되는 모래시계 형상의 비아 홀이 형성되고, 이 비아 홀에는 필드 비아 도체가 충전 형성되어 있다. 또, 특허문헌 2의 다층배선기판에서는, 수지 절연층에 상면에서 하면으로 향해서 축경되도록 관통되는 역 원뿔대 형상의 비아 홀이 형성 되고, 이 비아 홀에는 컨포멀 비아 도체가 형성되어 있다. 그리고, 컨포멀 비아 도체의 내측의 오목부에는 상층측의 수지 절연층의 일부가 충전되어 있다.　

또, 특허문헌 2의 다층배선기판은 코어 기판을 가지며, 이 코어 기판의 표면 및 이면에 복수의 수지 절연층과 복수의 도체층을 교호로 적층하여 다층화한 빌드업층이 형성되어 있다. 이 다층배선기판에 있어서, 코어 기판은 빌드업층을 구성하는 수지 절연층에 비해서 두껍게 형성되어 있다. 이 때문에, 코어 기판에는 드릴가공에 의해서 곧은 관통구멍(스루홀용 구멍)이 형성되고, 그 내측에 스루홀 도체가 형성된다. 그리고, 스루홀 도체에 의해서 코어 기판의 표면 및 이면에 형성된 도체층이 전기적으로 접속된다. 또, 스루홀 도체의 내부는 예를 들면 에폭시 수지 등의 폐색체에 의해서 매립된다.

특허문헌 1 : 일본국 특개 2011-205069호 공보 특허문헌 2 : 일본국 특개 2008-141136호 공보

그런데, 수지 절연층의 비아 홀은 통상 레이저 구멍가공에 의해서 형성되며, 일 방향으로 축경(縮徑)되는(즉, 일방향으로 직경이 축소되는) 형상으로 되어 있다. 또, 비아 홀 내에 컨포멀 비아 도체를 형성하는 경우, 비아 홀의 내벽면에 균일한 두께로 도금층이 형성되도록 도금 조건이 설정된다. 이 경우, 컨포멀 비아 도체의 벽면에 형성되는 오목부는 개구측을 향해서 서서히 직경이 확대된 형상이 된다. 따라서, 상기 오목부에 수지 절연층을 충전하면, 이 수지 절연층과 비아 도체의 충분한 밀착성을 얻을 수 없어 신뢰성이 저하된다. 또, 스루홀 도체는 스트레이트 형상의 관통구멍으로 형성되어 있다. 따라서, 스루홀 도체에서도 그 내측에 충전되는 폐색체는 충분한 밀착성을 얻을 수 없다.

본 발명은 상기한 과제를 감안하여 이루어진 것으로서, 그 목적은 컨포멀형 도체와 수지 절연층의 밀착강도를 충분히 확보할 수 있는 다층배선기판을 제공하는 것에 있다.

그리고, 상기 과제를 해결하기 위한 수단(수단 1)으로서는, 복수의 수지 절연층 및 복수의 도체층을 교호로 적층하여 다층화한 구조를 가지며, 상기 수지 절연층 중 적어도 1층에는 복수의 관통구멍이 형성되고, 상기 복수의 관통구멍 내에는 상기 도체층 간을 전기적으로 접속하는 컨포멀형 도체가 각각 형성되어 있는 다층배선기판으로서, 상기 컨포멀형 도체의 내측에 상층측에 적층되는 상기 수지 절연층의 일부를 충전함에 의해서 형성된 앵커부를 구비하고, 상기 앵커부의 하단측이 상단측보다도 상기 관통구멍의 직경방향 외측으로 불룩하게 되어 있는 것을 특징으로 하는 다층배선기판이 있다.

수지 절연층 중 적어도 1층은 수지절연재료의 내층부에 무기섬유 크로스(inorganic fiber cloth)를 함유함과 아울러, 당해 수지 절연층에 형성된 관통구멍의 내벽면에는 무기섬유 크로스를 구성하는 무기섬유의 선단이 돌출된 돌출부가 형성되고, 상기 앵커부는 상기 돌출부에 대응한 위치에서 가늘게 잘록하게 되어 있어도 좋다.

이와 같이 하면, 무기섬유 크로스의 돌출부에 의해서 컨포멀형 도체가 확실하게 고정되기 때문에, 컨포멀형 도체가 관통구멍 내에서 빠지는 것을 방지할 수 있다. 또, 가늘게 잘록하게 된 형상에 의해서 앵커부가 컨포멀형 도체에 걸려 고정되기 때문에, 수지 절연층의 박리를 확실하게 방지할 수 있다. 또한, 수지절연재료의 내층부에 무기섬유 크로스를 함유하지 않더라도 컨포멀형 도체의 내측에 앵커부를 고정할 수 있지만, 관통구멍의 내벽면에서 무기섬유의 선단을 돌출시킨 구조로 함으로써, 앵커부와 접하는 부분의 강도가 증가하여 앵커부를 더욱더 확실하게 고정할 수 있다.　

관통구멍은 무기섬유 크로스의 돌출부에 의해서 획정(劃定)되는 개구 직경이 최소 직경이어도 좋다. 이와 같이 하면, 관통구멍 내에 있어서, 무기섬유 크로스의 돌출부에 의해서 컨포멀형 도체를 확실하게 고정할 수 있다.　

컨포멀형 도체는 관통구멍의 내벽면을 따라서 균일한 두께로 형성되어 있어도 좋고, 앵커부의 하단측에 접하는 하측 부분의 두께가 상측 부분보다도 얇게 형성되어 있어도 좋다. 또, 컨포멀형 도체는 관통구멍의 관통방향에 있어서의 대략 중앙부에서 관통구멍의 직경방향 내측으로 불룩하게 되어 있어도 좋다. 이와 같이 하면, 컨포멀형 도체의 내측에 있어서, 하측 부분의 공간을 넓게 확보할 수 있어, 하단측이 불룩하게 된 앵커부를 확실하게 형성할 수 있다.　

앵커부의 하단측은 앵커 효과가 얻어지도록 굵게 되어 있으면 되며, 그 굵기는 특히 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 앵커부의 하단측은 가늘게 잘록하게 된 부분보다도 2배 이상의 굵기가 되도록 불룩하게 되어 있어도 좋다. 이와 같이 하면, 컨포멀형 도체의 내측에 있어서 앵커부를 더욱더 확실하게 고정할 수 있다.

본 발명에 있어서 '컨포멀형 도체'란, 1개 또는 복수의 수지 절연층을 관통하는 관통구멍 내에 있어서, 이 관통구멍의 형상을 따라서 소정 두께로 형성되는 도체이다. 이 컨포멀형 도체의 구체적인 예로서는 컨포멀 비아 도체나 스루홀 도체를 들 수 있다. 컨포멀형 도체는 통상 구리 도금층에 의해서 형성된다. 또한, 구리 이외의 도금층(예를 들면, 니켈 도금층이나 금 도금층 등)으로 컨포멀형 도체를 형성하여도 좋고, 도금 이외의 수법, 예를 들면 도체 페이스트의 충전 등의 방법으로 컨포멀형 도체를 형성하여도 좋다.　

수지 절연층을 구성하는 수지절연재료는 절연성, 내열성, 내습성 등을 고려하여 적절히 선택할 수 있다. 수지절연재료의 매우 적합한 예로서는 에폭시 수지, 페놀 수지, 우레탄 수지, 실리콘 수지, 폴리이미드 수지 등의 열경화성 수지, 폴리카보네이트 수지, 아크릴 수지, 폴리아세탈 수지, 폴리프로필렌 수지 등의 열가소성 수지 등을 들 수 있다.

수단 1에 기재된 발명에 의하면, 컨포멀형 도체의 내측에 상층측의 수지 절연층의 일부를 충전함에 의해서 앵커부가 형성된다. 이 앵커부는 하단측이 상단측보다도 관통구멍의 직경방향 외측으로 불룩하게 되어 있다. 이와 같이 하면, 앵커부가 쐐기로서 기능하여 컨포멀형 도체의 내측에 확실하게 고정되기 때문에, 컨포멀형 도체의 상부에 있어서의 수지 절연층의 박리를 확실하게 방지할 수 있다.

도 1은 본 실시형태에 있어서의 다층배선기판의 개략 구성을 나타내는 단면도.
도 2는 수지 절연층에 있어서의 비아 홀 및 컨포멀 비아 도체를 나타내는 확대 단면도.
도 3은 다층배선기판의 제조방법에 있어서의 코어기판 형성공정을 나타내는 설명도.
도 4는 다층배선기판의 제조방법에 있어서의 절연층 배치공정을 나타내는 설명도.
도 5는 다층배선기판의 제조방법에 있어서의 비아 홀 형성공정을 나타내는 설명도.
도 6은 다층배선기판의 제조방법에 있어서의 비아 도체 형성공정을 나타내는 설명도.
도 7은 다층배선기판의 제조방법에 있어서의 빌드업 공정을 나타내는 설명도.
도 8은 다층배선기판의 제조방법에 있어서의 빌드업 공정을 나타내는 설명도.
도 9는 본 실시형태의 비아 홀 및 컨포멀 비아 도체의 현미경 사진을 나타내는 설명도.
도 10은 다른 실시형태에 있어서의 컨포멀 비아 도체를 나타내는 단면도.

이하, 본 발명을 다층배선기판에 구체화한 일 실시형태를 도면에 의거하여 상세하게 설명한다.　

도 1에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태의 다층배선기판(10)은 코어 기판(11)과, 코어 기판(11)의 코어 주면(主面)(12)(도 1에서는 상면) 상에 형성되는 제 1 빌드업층(31)과, 코어 기판(11)의 코어 이면(裏面)(13)(도 1에서는 하면) 상에 형성되는 제 2 빌드업층(32)으로 이루어진다.　

코어 기판(11)은 예를 들면 보강재로서의 유리 크로스에 에폭시 수지를 함침시켜서 이루어지는 수지 절연재(유리 에폭시재)로 구성되어 있다. 코어 기판(11)에 있어서의 복수 개소에는 두께방향으로 관통되는 스루홀용 구멍(15)(관통구멍)이 형성되어 있으며, 스루홀용 구멍(15) 내에는 스루홀 도체(16)가 형성되어 있다. 스루홀 도체(16)는 코어 기판(11)의 코어 주면(12) 측과 코어 이면(13) 측을 접속하고 있다. 또한, 스루홀 도체(16)의 내부는 예를 들면 에폭시 수지 등의 폐색체(閉塞體)(17)로 매립되어 있다. 또, 코어 기판(11)의 코어 주면(12) 및 코어 이면(13)에는 구리로 이루어지는 도체층(41)이 패턴 형성되어 있으며, 각 도체층(41)은 스루홀 도체(16)에 전기적으로 접속되어 있다.　

코어 기판(11)의 코어 주면(12) 상에 형성된 제 1 빌드업층(31)은 복수의 수지 절연층(33,35,37)과 구리로 이루어지는 복수의 도체층(42)을 교호로 적층한 빌드업 구조를 가지고 있다. 제 1 빌드업층(31)에 있어서, 코어 주면(12) 측에 배치되는 내층측의 수지 절연층(33)은 상층측의 다른 수지 절연층(35,37)보다도 두껍게 형성되어 있다. 내층측의 수지 절연층(33)은 에폭시 수지로 이루어지는 수지절연재료(50)의 내층부에 무기섬유 크로스로서의 유리 크로스(51)를 함유하여 구성되어 있다. 수지 절연층(33)의 두께는 100㎛ 정도이고, 유리 크로스(51)의 두께는 50㎛ 정도이다. 한편, 상층측의 수지 절연층(35,37)은 에폭시 수지로 이루어지는 수지 절연층이고, 유리 크로스(51)를 함유하고 있지 않다. 이들 수지 절연층(35,37)의 두께는 50㎛ 정도이다.　

수지 절연층(37) 상에 있어서의 복수 개소에는 단자 패드(45)가 어레이 형상으로 형성되어 있다. 또한, 수지 절연층(37)의 상면은 솔더 레지스트(39)에 의해서 거의 전체적으로 덮여져 있다. 솔더 레지스트(39)의 소정 개소에는 단자 패드(45)를 노출시키는 개구부(46)가 형성되어 있다. 그리고, 개구부(46)에서 노출된 단자 패드(45)는 도시하지 않은 솔퍼 범프를 통해서 반도체 칩의 접속단자에 전기적으로 접속된다. 또, 내층측의 수지 절연층(33) 내에는 비아 홀(53) 및 컨포멀 비아 도체(54)가 형성되어 있다. 또한, 상층측의 수지 절연층(35,37) 내에는 비아 홀(55) 및 필드 비아 도체(56)가 형성되어 있다. 각 비아 도체(54,56)는 도체층(41,42) 및 단자 패드(45)를 서로 전기적으로 접속하고 있다.　

코어 기판(11)의 코어 이면(13) 상에 형성된 제 2 빌드업층(32)은 상기한 제 1 빌드업층(31)과 거의 같은 구조를 가지고 있다. 즉, 제 2 빌드업층(32)은 복수의 수지 절연층(34,36,38)과 복수의 도체층(42)을 교호로 적층한 빌드업 구조를 가지고 있다. 제 2 빌드업층(32)에 있어서, 코어 이면(13) 측에 배치되는 내층측의 수지 절연층(34)은 상층측의 다른 수지 절연층(36,38)보다도 두껍게 형성되어 있다. 내층측의 수지 절연층(34)은 에폭시 수지로 이루어지는 수지절연재료(50)의 내층부에 유리 크로스(51)를 함유하여 구성되어 있다. 수지 절연층(34)의 두께는 100㎛ 정도이고, 유리 크로스(51)의 두께는 50㎛ 정도이다. 한편, 상층측의 수지 절연층(36,38)은 에폭시 수지로 이루어지는 수지 절연층이고, 유리 크로스(51)를 함유하고 있지 않다. 이들 수지 절연층(36,38)의 두께는 50㎛ 정도이다.　

수지 절연층(38)의 하면 상에 있어서의 복수 개소에는 BGA용 패드(48)가 어레이 형상으로 형성되어 있다. 또, 수지 절연층(38)의 하면은 솔더 레지스트(40)에 의해서 거의 전체적으로 덮여져 있다. 솔더 레지스트(40)의 소정 개소에는 BGA용 패드(48)를 노출시키는 개구부(49)가 형성되어 있다. 개구부(49)에서 노출된 BGA용 패드(48)는 도시하지 않은 솔더 범프를 통해서 마더보드(외부기판)에 전기적으로 접속된다. 또, 내층측의 수지 절연층(34) 내에는 비아 홀(53) 및 컨포멀 비아 도체(54)가 형성되어 있다. 또한, 상층측의 수지 절연층(36,38) 내에는 비아 홀(55) 및 필드 비아 도체(56)가 형성되어 있다. 각 비아 도체(54,56)는 도체층(41,42) 및 BGA용 패드(48)를 서로 전기적으로 접속하고 있다.　

이어서, 내층측의 수지 절연층(33,34) 내에 형성되는 컨포멀 비아 도체(54)(컨포멀형 도체)의 구성에 대해서 도 2를 이용하여 상세하게 설명한다.　

도 2에 나타낸 바와 같이, 수지 절연층(33) 내에 형성된 비아 홀(53)은 내측에서 외측으로 향해서 그 직경이 서서히 확대되도록 형성된 관통구멍이다. 이 비아 홀(53) 내에 도체층(41,42) 간을 전기적으로 접속하는 컨포멀 비아 도체(54)가 비아 홀(53)의 형상을 따라서 형성되어 있다. 또, 수지 절연층(33)에 있어서, 두께방향의 대략 중앙부에 유리 크로스(51)가 형성되어 있다. 그리고, 유리 크로스(51)를 구성하는 유리섬유의 선단(51A)이 비아 홀(53)의 내벽면에서 돌출되어 컨포멀 비아 도체(54)의 측부에 파고들어가 있다. 또한, 본 실시형태에서는 두께방향의 대략 중앙부에 유리 크로스(51)를 형성하고 있으나, 중앙부보다도 상층측의 부분에 유리 크로스(51)를 형성하여도 좋다.　

비아 홀(53)은 유리 크로스(51)의 돌출부(59)에 의해서 획정되는 개구 직경이 최소 직경으로 되어 있다. 비아 홀(53) 내에 있어서, 컨포멀 비아 도체(54)는 유리 크로스(51)의 돌출부(59)를 따라서 그 표면을 덮도록 형성되어 있다. 이 때문에, 컨포멀 비아 도체(54)에 있어서, 유리 크로스(51)의 돌출부(59)에 대응한 위치의 내측면이 비아 홀(53)의 직경방향 내측으로 불룩해진 형상으로 되어 있다.　

그리고, 이 컨포멀 비아 도체(54)의 내측에, 상층측에 적층되는 수지 절연층(35)의 일부를 충전함에 의해서 앵커부(58)가 형성되어 있다. 앵커부(58)는 유리 크로스(51)의 돌출부(59)에 대응한 위치에서 가늘게 잘록하게 되어 있으며, 하단측이 상단측보다도 비아 홀(53)의 직경방향 외측으로 불룩하게 되어 있다. 본 실시형태에서는, 앵커부(58)의 하단측은 가늘게 잘록하게 된 부분보다도 2배 이상의 굵기로 되어 있다. 또, 수지 절연층(33)에 있어서의 두께방향의 대략 중앙부에 유리 크로스(51)의 돌출부(59)가 있기 때문에, 이 대략 중앙부에서 앵커부(58)가 가늘게 잘록하게 되어 있다. 또한, 수지 절연층(33)에 있어서 중앙부보다도 상층측의 부분에 유리 크로스(51)를 형성하는 경우에는, 유리 크로스(51)의 돌출부(59)가 상층측으로 치우치게 된다. 이 경우, 앵커부(58)에 있어서 가늘게 잘록하게 되는 부분이 상층측에 형성됨에 의해서 하단측의 사이즈가 커지게 된다.　

또, 비아 홀(53)의 내측에 있어서, 컨포멀 비아 도체(54)는 앵커부(58)의 하단측에 접하는 하측 부분(54A)의 두께가 상측 부분(54B)보다도 얇게 형성되어 있다. 즉, 컨포멀 비아 도체(54)는 유리 크로스(51)의 돌출부(59)보다도 하층측에서 얇게 형성되고, 상층측에서 두껍게 형성되어 있다. 이 결과, 컨포멀 비아 도체(54)의 내측에 있어서, 하측 부분의 공간이 넓게 되어 있으며, 이 부분에 앵커부(58)의 하단측이 형성되어 있다.

이어서, 본 실시형태의 다층배선기판(10)의 제조방법에 대해서 설명한다.　

우선, 유리 에폭시로 이루어지는 기재(基材)의 양면에 동박이 점착된 동장적층판을 준비한다. 그리고, 드릴기를 이용해서 펀칭가공을 실시하여 동장적층판의 표리면을 관통하는 관통구멍(스루홀용 구멍)(15)을 소정 위치에 미리 형성하여 둔다. 그리고, 동장적층판의 관통구멍(스루홀용 구멍)(15)의 내면에 대한 무전해 구리 도금 및 전해 구리 도금을 실시함으로써, 관통구멍(스루홀용 구멍)(15) 내에 스루홀 도체(16)를 형성한다.　

그 후, 스루홀 도체(16)의 공동부(空洞部)를 절연수지재료(에폭시 수지)로 매립하여 폐색체(17)를 형성한다. 또한, 동장적층판의 동박과 이 동박 상에 형성된 구리 도금층을 예를 들면 서브트렉티브법에 따라서 패터닝한다. 이 결과, 도 3에 나타낸 바와 같이 스루홀 도체(16) 및 도체층(41)이 형성된 코어 기판(11)을 얻었다.　

그리고, 빌드업 공정을 실시함으로써, 코어 기판(11)의 코어 주면(12) 상에 제 1 빌드업층(31)을 형성함과 아울러, 코어 기판(11)의 코어 이면(13) 상에도 제 2 빌드업층(32)를 형성한다.　

상세하게는 도 4에 나타낸 바와 같이, 코어 기판(11)에 있어서 각 도체층(41)이 형성된 코어 주면(12) 및 코어 이면(13) 상에 수지절연재료(50) 중에 유리 크로스(51)를 함유하여 구성된 시트형상의 수지 절연층(33,34)을 배치하고, 수지 절연층(33,34)을 점착한다.　

그 후, 예를 들면 탄산가스 레이저(CO₂ 레이저)를 이용하여 레이저 구멍가공을 실시함으로써 수지 절연층(33,34)의 소정 위치에 비아 홀(53)을 형성한다. 이때, 수지 절연층(33,34) 중의 유리 크로스(51)도 레이저 구멍가공에 의해서 소실(燒失)됨으로써 절단된다. 여기서, 탄산가스 레이저의 에너지 흡수율은 유리 크로스(51)보다도 수지절연재료(50) 측이 높기 때문에, 비아 홀(53)의 내벽면에서 유리 크로스(51)의 일부가 돌출된 상태로 남게 된다.　

또한, 각 비아 홀(53) 내의 스미어를 제거하는 디스미어 처리를 한다. 이 디스미어 처리에 의해서 비아 홀(53) 내의 내벽면에 있어서의 에폭시 수지를 선택적으로 제거하여 직경방향으로 후퇴시킨다. 이것에 의해서, 도 5에 나타낸 바와 같이, 유리 크로스(51)를 구성하는 유리섬유의 선단(51A)을 비아 홀(53)의 내벽면에서 돌출시킨 돌출부(59)를 형성한다. 또한, 이 상태에서는 유리 크로스(51)의 돌출부(59)에 의해서 획정되는 개구 직경이 비아 홀(53) 내에 있어서의 최소 직경이 된다.

디스미어 처리 후, 도금을 실시하여 각 비아 홀(53) 내에 컨포멀 비아 도체(54)를 형성한다. 보다 상세하게는 무전해 구리 도금을 실시함으로써, 각 비아 홀(53)의 표면 및 유리 크로스(51)의 표면에 소정 두께(구체적으로는 예를 들면 0.1㎛∼1㎛ 정도의 두께)의 무전해 도금층을 형성한다. 그 후, 전해 구리 도금을 실시함으로써 비아 홀(53) 내에 컨포멀 비아 도체(54)를 형성한다. 또한, 종래의 공지 수법(예를 들면 세미 에디티브법)에 따라서 에칭을 실시함으로써, 수지 절연층(33,34) 상에 도체층(42)을 패턴 형성한다(도 6 참조).　

그 다음, 도체층(42)이 형성된 수지 절연층(33,34) 상에 유리 크로스(51)를 함유하지 않고 구성된 시트형상의 수지 절연층(35,36)을 배치하고, 수지 절연층(35,36)을 점착한다(도 7 참조). 이때, 컨포멀 비아 도체(54)의 내측에 수지 절연층(35,36)의 일부를 충전함에 의해서 앵커부(58)를 형성한다.　

그 후, 예를 들면 탄산가스 레이저를 이용하여 레이저 구멍가공을 실시함으로써 수지 절연층(35,36)의 소정 위치에 비아 홀(55)을 형성한다. 또한, 수지 절연층(35,36)은 수지 절연층(33,34)보다도 얇고 또한 유리 크로스(51)를 함유하고 있지 않다. 이 때문에, 비아 홀(55)의 형성시에는 상기한 비아 홀(53)의 형성시에 비해서 탄산가스 레이저의 출력을 약하게 하여 레이저 구멍가공을 실시한다.　

그 다음, 각 비아 홀(55) 내의 스미어를 제거하는 디스미어 처리를 실시한 후, 종래의 공지 수법에 따라서 무전해 구리 도금 및 전해 구리 도금을 실시함으로써, 각 비아 홀(55) 내에 필드 비아 도체(56)를 형성한다. 또한, 종래의 공지 수법(예를 들면, 세미 에디티브법)에 따라서 에칭을 실시함으로써, 수지 절연층(35,36) 상에 도체층(42)을 패턴 형성한다.

또 다른 수지 절연층(37,38) 및 도체층(42)에 대해서도 상기한 수지 절연층(35,36) 및 도체층(42)과 같은 수법에 따라서 형성하여 수지 절연층(35,36) 상에 적층한다(도 8 참조). 또한 여기서, 수지 절연층(37) 상에는 복수의 단자 패드(45)가 형성되고, 수지 절연층(38) 상에는 복수의 BGA용 패드(48)가 형성된다.　

그리고, 수지 절연층(37,38) 상에 감광성 에폭시 수지를 도포하고 경화시킴으로써 솔더 레지스트(39,40)를 형성한다. 그 후, 소정의 마스크를 배치한 상태에서 노광 및 현상을 실시하여 솔더 레지스트(39,40)에 개구부(46,49)를 패터닝한다. 이상의 공정을 거침으로써 도 1에 나타내는 다층배선기판(10)을 제조한다.　

본 발명자는 상기한 방법으로 제조한 다층배선기판(10)에 대해서, 컨포멀 비아 도체(54)의 축선상에서 그 두께방향으로 절단하고, 컨포멀 비아 도체(54)의 절단면을 광학 현미경으로 관찰하였다. 도 9에는 컨포멀 비아 도체(54)에 있어서의 절단면의 광학 현미경 사진(60)을 나타내고 있다.　

도 9에 나타낸 바와 같이, 비아 홀(53) 내에서 유리 크로스(51)가 돌출되어 컨포멀 비아 도체(54)의 측부에 파고들어가 있다. 또, 컨포멀 비아 도체(54)의 내측에 틈새 없이 앵커부(58)가 형성되어 있어, 컨포멀 비아 도체(54)와 앵커부(58)의 밀착성이 충분히 확보되어 있는 것이 확인되었다. 또한, 앵커부(58)는 유리 크로스(51)의 돌출부에 대응하는 위치에서 가늘게 잘록하게 되어 있고, 그 하단측이 잘록하게 된 부분보다도 2배 이상의 굵기로 되어 있다.　

따라서, 본 실시형태에 의하면, 이하의 효과를 얻을 수 있다.　

(1) 본 실시형태의 다층배선기판(10)에서는, 컨포멀 비아 도체(54)의 내측에 상층측의 수지 절연층(35,36)의 일부를 충전함에 의해서 앵커부(58)가 형성되며, 앵커부(58)의 하단측이 비아 홀(53)의 직경방향 외측으로 불룩하게 되어 있다. 이와 같이 하면, 컨포멀 비아 도체(54)의 내측에 앵커부(58)가 확실하게 고정되어, 컨포멀 비아 도체(54)의 상부에 있어서의 수지 절연층(35,36)의 박리를 확실하게 방지할 수 있다.　

(2) 본 실시형태의 다층배선기판(10)에 있어서, 수지 절연층(33,34)에 형성된 비아 홀(53)의 내벽면에는 유리 크로스(51)를 구성하는 유리섬유의 선단(51A)이 돌출되어 있다. 앵커부(58)는 이 유리 크로스(51)의 돌출부(59)에 대응한 위치에서 가늘게 잘록하게 되어 있다. 이와 같이 하면, 유리 크로스(51)의 돌출부(59)에 의해서 컨포멀 비아 도체(54)가 확실하게 고정되기 때문에, 비아 홀(53) 내에서 컨포멀 비아 도체(54)가 빠진다고 하는 '비아 빠짐'을 방지할 수 있다. 또, 가늘게 잘록하게 된 형상에 의해서 앵커부(58)가 컨포멀 비아 도체(54)에 걸려 고정되기 때문에, 수지 절연층(35,36)의 박리를 확실하게 방지할 수 있다. 또한, 비아 홀(53)의 내벽면에서 유리 크로스(51)의 선단(51A)을 돌출시킨 구조로 함으로써, 앵커부(58)와 접하는 부분의 강도가 증가하여 앵커부(58)를 더욱더 확실하게 고정할 수 있다.

(3) 본 실시형태의 다층배선기판(10)에서는, 컨포멀 비아 도체(54)는 앵커부(58)의 하단측에 위치하는 하측 부분(54A)의 두께가 상측 부분(54B)보다도 얇게 형성되어 있다. 또, 컨포멀 비아 도체(54)는 비아 홀(53)의 관통방향에 있어서의 대략 중앙부에서 불룩하게 되어 있다. 이와 같이 하면, 컨포멀 비아 도체(54)의 내측에 있어서, 하측 부분의 공간을 넓게 확보할 수 있어, 하단측이 불룩하게 된 앵커부(58)를 확실하게 형성할 수 있다. 또, 본 실시형태에서는, 앵커부(58)의 하단측은 가늘게 잘록하게 된 부분보다도 2배 이상의 굵기가 되도록 불룩하게 되어 있기 때문에, 컨포멀 비아 도체(54)의 내측에 앵커부(58)를 확실하게 고정할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시형태는 이하와 같이 변경하여도 좋다.　

◎ 상기한 실시형태의 다층배선기판(10)에서는, 코어 기판(11) 측이 되는 내층측의 수지 절연층(33,34)에 컨포멀 비아 도체(54)를 형성하고, 상층측의 수지 절연층(35∼38)에 필드 비아 도체(56)를 형성하였으나, 이것에 한정되는 것은 아니다. 다층배선기판(10)을 구성하는 모든 수지 절연층(33∼38)에 컨포멀 비아 도체(54)를 형성하여도 좋다. 또, 상기한 실시형태의 다층배선기판(10)에서는, 내층측에 있는 일부의 수지 절연층(33,34)만 유리 크로스(51)를 함유하는 수지 절연층으로 구성하고, 다른 수지 절연층(35∼38)은 유리 크로스(51)를 함유하지 않는 수지 절연층으로 구성하였으나, 이것에 한정되는 것은 아니다. 유리 크로스(51)를 함유하는 수지 절연층만으로 다층배선기판(10)을 구성하여도 좋다.　

◎ 상기한 실시형태에서는, 유리 크로스(51)를 함유하는 수지 절연층(33,34)에 컨포멀 비아 도체(54)를 형성함과 아울러, 컨포멀 비아 도체(54)의 내측에 상층측의 수지 절연층(35,36)의 일부를 충전하여 앵커부(58)를 형성하였으나, 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 유리 크로스(51)를 함유하지 않는 수지 절연층(35)에 형성한 비아 홀(55)에 대해서, 도금 조건을 조정함에 의해서 도 10에 나타내는 컨포멀 비아 도체(61)를 형성하여도 좋다. 도 10의 컨포멀 비아 도체(61)는 하층측보다도 상층측에서 두껍게 형성되어 있다. 이 컨포멀 비아 도체(61)의 내측에 있어서, 하측 부분의 공간이 넓게 되어 있으며, 이 부분에 상층측의 수지 절연층(37)의 일부를 충전하여 앵커부(62)를 형성하고 있다. 이 앵커부(62)에서도 하단측이 상단측보다도 비아 홀(53)의 직경방향 외측으로 불룩하게 되어 있다. 이와 같이 다층배선기판을 구성하여도 컨포멀 비아 도체(61)와 수지 절연층(37)의 밀착강도를 충분히 확보할 수 있다.

◎ 상기한 실시형태의 다층배선기판(10)에서는, 컨포멀 비아 도체(54)는 하층측보다도 상층측에서 두껍게 형성되어 있었으나, 도금 조건을 조정하여 거의 균일한 두께로 형성되는 것이어도 좋다.

◎ 상기한 실시형태의 다층배선기판(10)에서는 컨포멀형 도체로서 컨포멀 비아 도체(54)에 구체화하는 것이었으나, 이것에 한정되는 것은 아니다. 다층배선기판에 있어서, 복수의 수지 절연층을 관통하도록 형성된 도체(예를 들면, 스루홀 도체)를 컨포멀형 도체로서 구체화하여도 좋다.

◎ 상기한 실시형태에서는 코어 기판(11)을 가지는 다층배선기판(10)에 구체화하는 것이었으나, 코어 기판(11)을 가지지 않는 코어 리스 배선기판에 본 발명을 구체화하여도 좋다.

◎ 상기한 실시형태에 있어서의 다층배선기판(10)의 형태는 BGA(볼 그리드 어레이)에만 한정하지 않고, 예를 들면 PGA(핀 그리드 어레이)나 LGA(랜드 그리드 어레이) 등의 배선기판에 본 발명을 적용시켜도 좋다.

이어서, 특허청구범위에 기재된 기술적 사상 외에, 상기한 실시형태에 의해서 파악되는 기술적 사상을 이하에 열거한다.

(1) 수단 1에 있어서, 상기 앵커부의 하단측은 가늘게 잘록하게 된 부분보다도 2배 이상의 굵기가 되도록 불룩하게 되어 있는 것을 특징으로 하는 다층배선기판.

(2) 수단 1에 있어서, 상기 컨포멀형 도체는, 상기 관통구멍의 관통방향에 있어서의 대략 중앙부에서 상기 관통구멍의 직경방향 내측으로 불룩하게 되어 있는 것을 특징으로 하는 다층배선기판.

(3) 수단 1에 있어서, 상기 수지 절연층의 두께가 90㎛ 이상인 것을 특징으로 하는 다층배선기판.

(4) 수단 1에 있어서, 상기 컨포멀형 도체는 도금층으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 다층배선기판.　

(5) 수단 1에 있어서, 상기 복수의 수지 절연층 및 복수의 도체층은 빌드업층을 구성하는 것이고, 상기 관통구멍은 비아 홀이고, 상기 컨포멀형 도체는 컨포멀 비아 도체인 것을 특징으로 하는 다층배선기판.

10 - 다층배선기판 33∼38 - 수지 절연층
42 - 도체층 50 - 수지절연재료
51 - 무기섬유 크로스로서의 유리 크로스
51A - 유리 크로스의 선단
53,55 - 관통구멍으로서의 비아 홀
54,61 - 컨포멀형 도체로서의 컨포멀 비아 도체
54A - 하측 부분 54B - 상측 부분
58,62 - 앵커부 59 - 돌출부

Claims

복수의 수지 절연층 및 복수의 도체층을 교호로 적층하여 다층화한 구조를 가지며, 상기 수지 절연층 중 적어도 1층에는 복수의 관통구멍이 형성되고, 상기 복수의 관통구멍 내에는 상기 도체층 간을 전기적으로 접속하는 컨포멀형 도체가 각각 형성되어 있는 다층배선기판으로서,
상기 컨포멀형 도체의 내측에 상층측에 적층되는 상기 수지 절연층의 일부를 충전함에 의해서 형성된 앵커부를 구비하고,
상기 앵커부의 하단측이 상단측보다도 상기 관통구멍의 직경방향 외측으로 불룩하게 되어 있고,
상기 컨포멀형 도체는 상기 앵커부의 하단측에 접하는 하측 부분의 두께가 상측 부분보다도 얇게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 다층배선기판.
청구항 1에 있어서,
상기 수지 절연층 중 적어도 1층은 수지절연재료의 내층부에 무기섬유 크로스를 함유함과 아울러, 당해 수지 절연층에 형성된 상기 관통구멍의 내벽면에는 상기 무기섬유 크로스를 구성하는 무기섬유의 선단이 돌출된 돌출부가 형성되고, 상기 앵커부는 상기 돌출부에 대응한 위치에서 가늘게 잘록하게 되어 있는 것을 특징으로 하는 다층배선기판.
청구항 2에 있어서,
상기 관통구멍은 상기 돌출부에 의해서 획정되는 개구 직경이 최소 직경인 것을 특징으로 하는 다층배선기판.
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