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積層配線板 - イビデン株式会社
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発明の名称 積層配線板
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−144442(P2001−144442A)
公開日 平成13年5月25日(2001.5.25)
出願番号 特願平11−325357
出願日 平成11年11月16日(1999.11.16)
代理人 【識別番号】100105751
【弁理士】
【氏名又は名称】岡戸 昭佳 (外2名)
【テーマコード(参考)】
5E317
5E346
【Fターム(参考)】
5E317 AA21 AA24 BB12 CC32 CC33 CD05 CD27 CD32 GG03 
5E346 AA43 CC32 DD25 DD44 EE13 EE18 EE19 EE38 FF15 GG15 GG17 GG18 GG27 GG28 HH07
発明者 嶋田 功
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 第1導体層と、その上の第2導体層と、その上の第3導体層とが順次絶縁層を介して積層された積層配線板において、少なくとも前記第1導体層と前記第3導体層との導通を取るスタックビアを備え、前記スタックビアは、前記第1導体層と前記第2導体層との間の絶縁層に形成されるとともに、ビア径が下方に向かって小さくなるテーパ形状の下段ビアと、前記下段ビアの直上にレーザにより前記第2導体層と前記第3導体層との間の絶縁層に形成された上段ビアと、を有することを特徴とする積層配線板。
【請求項2】 請求項1に記載する積層配線板において、前記下段ビアは、底面と側面と開口部周囲とに2重メッキ層を有することを特徴とする積層配線板。
【請求項3】 請求項1または請求項2に記載する積層配線板において、前記第2導体層は、前記下段ビアが形成される箇所にラージウィンドウを有することを特徴とする積層配線板。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、スタックビアを備える積層配線板に関する。さらに詳細には、スタックビアにおける下段ビア内に樹脂やメッキ液等の残渣が残らない積層配線板に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、積層配線板において内々導体層(第1導体層)と内導体層(第2導体層)と外導体層(第3導体層)との導通を取るためのスタックビアは、次のようにして形成されている。まず、図18に示すように内々導体層103を有する基板102上に、樹脂付き銅箔(RCC材)を積層し、この銅箔105にコンフォーマルマスクを形成した後、レーザにより下段ビア110となる穴を形成する。そして、粗化を施してから、図18に示すように銅メッキを施してメッキ層106を形成する。これで下段ビア110が形成される。そしてメッキ層106により、内々導体層103と内導体層105との導通が取られる。
【0003】そして、樹脂付き銅箔をさらに積層し、この銅箔108にコンフォーマルマスクを形成した後、レーザにより上段ビア115となる穴を形成する。このとき、下段ビア110に充填された樹脂も除去される。そして、粗化を施してから、図18に示すように銅メッキを施してメッキ層109を形成する。これで下段ビア110の上方に上段ビア115が形成され、かくしてスタックビアが形成される。そしてメッキ層109および106により、外導体層108と内導体層105と内々導体層103との導通が確保されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記した従来のスタックビアを備える積層配線板では、下段ビア110内に樹脂やメッキ液の残渣等が残ってしまうという問題があった。つまり、下段ビア110は中央部が膨らむ形状(太鼓型)になってしまい、この膨らんだ箇所120に樹脂が残ってしまうのである。このように下段ビア110の形状が太鼓型であるのは、レーザの出力分布や絶縁層における熱伝達の違い、およびレーザが内々層103で乱反射したりする等のためである。そして下段ビア110の形状が太鼓型になると、上段ビア115をレーザ加工により形成する際に、下段ビア110の膨らんだ箇所120にレーザがあたらない。このため、膨らんだ箇所120に樹脂が残存してしまうのである。
【0005】その結果、上段ビア115のメッキ層109の形成の際に残った樹脂にメッキ液がしみ込んでしまい、これら樹脂やメッキ液の残渣がメッキ層106と109との間に閉じこめられてしまう。このことが、スタックビアに形成されるメッキ層106,109の腐食や密着性の悪化を引き起こす原因となっていた。そして、これが積層配線板の導体層間における電気的接続に関する信頼性を低下させる要因であった。
【0006】そこで、本発明は上記した問題点を解決するためになされたものであり、スタックビアにおける下段ビア内に樹脂が残らないようにして導体層間における電気的接続に関する信頼性を高めた積層配線板を提供することを課題とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するためになされた本発明に係る積層配線板は、第1導体層と、その上の第2導体層と、その上の第3導体層とが順次絶縁層を介して積層された積層配線板において、少なくとも第1導体層と第3導体層との導通を取るスタックビアを備え、スタックビアは、第1導体層と第2導体層との間の絶縁層に形成されるとともに、ビア径が下方に向かって小さくなるテーパ形状の下段ビアと、下段ビアの直上にレーザにより第2導体層と第3導体層との間の絶縁層に形成された上段ビアと、を有するものである。
【0008】この積層配線板においては、少なくとも第1導体層と第3導体層との導通を取るスタックビアが備わっている。このスタックビアは、下段ビアと上段ビアとを有している。そして、下段ビアはテーパ形状になっている。つまり、下段ビアではビア径が下方より上方で大きくなっている。また、上段ビアは下段ビアの直上にレーザ加工により形成されている。このため、上段ビアを形成する際に、下段ビアの内面全域にレーザがあたる。従って、上段ビアを形成するときに下段ビアに充填されていた樹脂がすべて除去される。よって、下段ビアに充填された樹脂が下段ビア内に残存しない。これにより、下段ビア内にメッキ液の残渣が残ることもない。従って、スタックビアにおけるメッキ層の腐食や密着性の悪化が防止されている。これにより、積層配線板の導体層間における電気的接続に関する高い信頼性を得ている。
【0009】本発明に係る積層配線板においては、下段ビアは、底面と側壁と開口部周囲とに2重メッキ層を有することが好ましい。このように下段ビアに2重メッキ層が形成されていると、メッキ層が剥がれ難いからである。従って、積層配線板の導体層間における電気的接続に関する信頼性がさらに高い。
【0010】また、本発明に係る積層配線板においては、第2導体層は、下段ビアが形成される箇所にラージウィンドウを有することが好ましい。ここで、ラージウィンドウとは、下段ビアのビア径より大きい円形の窓部を有するビアランドを意味し、このビアランドは導体層のもともとの金属箔に対しパターン形成されたものである。従って、第2導体層の下段ビアが形成される箇所にラージウィンドウを設けると、下段ビアの開口部周囲に金属箔が残る。ここで、絶縁層との密着力はメッキ層よりも金属箔の方が強い。金属箔は接着剤により絶縁層に接着されているからである。このため、金属箔を下段ビアの開口部周囲に残し、それを覆うようにメッキ層を形成すことにより、メッキ層の密着性を向上させることができる。さらに、第2導体層がラージウィンドウを有すると、二重メッキ層の上層が金属箔に近接する。これらのことにより、下段ビアの開口部周囲におけるメッキ層がより剥がれ難い。従って、積層配線板の導体層間における電気的接続に関する信頼性がさらに高い。
【0011】なお、ビアランド自体の形状はどんな形状であってもよい。また、ビアランドは第2導体層に形成される配線パターンに電気的に接続されていても、接続されていなくてもどちらでもよい。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の積層配線板を具体化した実施の形態について図面に基づいて詳細に説明する。
【0013】(第1の実施の形態)まず、第1の実施の形態に係る積層配線板について説明する。本実施の形態の積層配線板は、図1に示すように、コアとなる基板2上に形成された内々層パターン3と、内々層パターン3を覆う絶縁層4と、絶縁層4の上に形成された内層パターン5と、内層パターンを覆う絶縁層7と、絶縁層7の上に形成された外層パターン8と、スタックビア1等とを備えている。そしてスタックビア1は、絶縁層4に形成された下段ビア10と、絶縁層7に形成された上段ビア15とを備える。下段ビア10には、メッキ層6とメッキ層9とが形成されている。つまり下段ビア10には、2重にメッキ層が形成されている。そして、メッキ層6により内々層パターン3と内層パターン5との導通が取られている。上段ビア15には、メッキ層9が形成されている。このメッキ層9により、内層パターン5と外層パターン8との導通が取られている。従って、スタックビア1においては、内々層パターン3と内層パターン5と外層パターン8との導通が取られていることになる。
【0014】ここで、下段ビア10はテーパ形状となっている。つまり、下段ビア10においては、ビア径が下方に向かって徐々に小さくなっている。一方、上段ビア15は下段ビア10よりも大きいビア径を有する。これらのことから、下段ビア10内に樹脂が残存していない。その理由は、上段ビア15をレーザで形成する際に、下段ビア10内に形成されたメッキ層6の全域にレーザがあたるからである。このようにメッキ層6とメッキ層9との間に樹脂が残存していないため、メッキ液の残渣も残っていない。従って、メッキ層9はしっかりとメッキ層6に密着しており、メッキが腐食することもない。さらに、下段ビア10においては、メッキ層6とメッキ層9の2重のメッキ層が形成されているから、絶縁層4に対するメッキ層の密着性が非常によい。このため、メッキ層6が絶縁層4から剥がれ難い。従って、導体層間における電気的接続に関する信頼性が高い。
【0015】続いて、このようなスタックビア1を有する積層配線板の形成方法について説明する。ここでは、樹脂性の絶縁基材に銅箔をラミネートしてなる銅張積層板を用意してこれを出発材料とする。この銅張積層板の銅箔を公知のサブトラクティブプロセスによりパターン状にエッチングする。そうすると図2に示すように、基板2上に所定形状の内々層パターン3が形成される。
【0016】次いで、基板2上に樹脂付き銅箔(松下製:商品名R−0880)を積層してプレスする。そうすると、図3の状態になる。つまり、内々層パターン3を覆う絶縁層4と内層パターンとなる銅箔5が積層される。そして、銅箔5にラージウィンドウLWを形成する。すると、図4の状態になる。ここで、ラージウィンドウLWとは、下段ビア10のビア径より若干大きい径の円形の窓部を有するビアランドを意味する。
【0017】そして、ラージウィンドウLWが形成されたところに、下段ビア10を形成するための穴10aを加工する。穴10aの加工は、穴径が下方に向かって小さくなるように行われる。この穴加工が終了すると、図5の状態となり、穴10aの底から内々層パターン3が露出する。そして、穴10aは穴径が下方に向かって小さくなるようなテーパ形状となっている。なお本実施の形態では、穴10aの形成はレーザにより行った。
【0018】続いて、粗化を行ってからメッキを施す。具体的には、図4に示す状態のものをクロム酸または過マンガン酸等の腐食液に浸し、絶縁層4(下段ビア10の側壁と開口部周辺)をエッチングして表面に微細な凹凸を形成する。そして、これを触媒液に浸して絶縁層4に活性を付与し、そして無電解銅メッキにより0.5〜1μm厚のメッキ層を形成する。その後、電気銅メッキによりその上に10〜20μm厚のメッキ層を形成する。すると、図6に示すように、下段ビア10の底面から側壁、絶縁層4および銅箔5の上面に至るまでメッキ層6が形成される。このメッキ層6により内々層パターン3と銅箔5との電気的接続が確保される。そして、メッキされた銅箔5に対してパターン加工が施される。これにより、図7に示すように、内層パターン5が形成される。
【0019】次に、図7に示すものに樹脂付き銅箔(松下製:商品名R−0880)を積層してプレスする。すると、図8に示す状態になる。すなわち、メッキ層6が絶縁層7に覆われ、その絶縁層7の上に銅箔8が積層されている。この状態において、下段ビア10内には樹脂7aが充填されている。そして、銅箔8にコンフォーマルマスクを形成する。そうすると、図9に示す状態になる。続いて、上段ビア15を形成するための穴15aの加工をレーザにより行う。この穴加工が終了すると、図10に示す状態になる。すなわち、絶縁層7に穴15aが形成されるとともに、下段ビア10内に充填された樹脂7aがすべて除去されている。これは、下段ビア10がテーパ形状であるので、穴15aを形成する際に下段ビア10の内面全域にレーザがあたるからである。
【0020】続いて、粗化を行ってから、上段ビア15にメッキを施す。具体的には、図10に示す状態のものをクロム酸または過マンガン酸等の腐食液に浸し、絶縁層7(上段ビア15の側壁)をエッチングして表面に微細な凹凸を形成する。そして、触媒液に浸して絶縁層7に活性を付与し、そして無電解銅メッキにより0.5〜1μm厚のメッキ層を形成する。その後、電気銅メッキによりその上に10〜20μm厚のメッキ層9を形成する。これにより、下段ビア10内のメッキ層6、絶縁層7(上段ビア15の側壁)および外層パターン8の上面に至るまでメッキ層9が形成され、図11に示す状態になる。
【0021】このメッキ層9により、銅箔8とメッキ層6との電気的接続が確保される。ここで、メッキ層6は内々層パターン3と内層パターン5とを電気的に接続している。従って、メッキ層6および9により、内々層パターン3と内層パターン5と銅箔(外層パターン)8とが電気的に接続されることになる。そして最後に、メッキされた銅箔8に対してパターン加工を施す。これにより、外層パターン8が形成されて、図1に示す積層配線板が得られる。
【0022】以上、詳細に説明したように第1の実施の形態に係る積層配線板によれば、スタックビア1における下段ビア10がテーパ形状であるため、下段ビア10内に樹脂が残存しない。このため、下段ビア10内にメッキ液の残渣も残らない。従って、メッキ層6および9が腐食することがない。また、下段ビア10には2重メッキ層(メッキ層6と9)が形成されている。これらのことより、メッキ層6および9の密着性がよく剥がれ難い。従って、導体層間における電気的接続に関する信頼性が高い。
【0023】(第2の実施の形態)次に、第2の実施の形態に係る積層配線板について説明する。本実施の形態の積層配線板は、図12に示すように、第1の実施の形態の積層配線板と基本的な構造を同じくするが、スタックビアが形成されている箇所において、内層(第2導体層)にラージウィンドウが設けられていない点が異なる。つまり、下段ビア10の開口部近傍には樹脂絶縁層24に接着された銅箔は存在せず、メッキ層6のみが存在している。なお、第1の実施の形態で説明したものと同じものには同符号を付することとする。
【0024】このような積層配線板を形成するには、まず、第1の実施の形態と同様に、基板2上に内々層パターン3を形成する(図2参照)。そして、これにエポキシ樹脂等の半硬化した樹脂フィルム24を積層する。次いで、樹脂フィルム24を硬化させ、図13に示す状態を得る。これにより、内々層パターン3が樹脂絶縁層24に覆われる。
【0025】続いて、下段ビア10となるテーパ形状の穴10aを樹脂絶縁層24に形成する。そうすると、図14に示すように、穴10aの底から内々層パターン3が露出する。そして、樹脂絶縁層24を粗化した後に、無電解銅メッキおよび電気銅メッキによりメッキ層6を形成する。すると図15に示すように、下段ビア10の底面から側壁、樹脂絶縁層24の上面に至るまでメッキ層6が形成される。次いで、メッキ層6に対してパターン加工を施す。これにより、図16に示すように、内層パターンが形成される。
【0026】次に、樹脂付き銅箔(松下製:商品名R−0880)を積層してプレスし、銅箔8にコンフォーマルマスクを形成した後、絶縁層7に上段ビア15となる穴15aをレーザにより加工する。すると、図17に示す状態になる。すなわち、絶縁層7に穴15aが形成されるとともに、下段ビア10内に充填されていた樹脂がすべて除去されている。これは、下段ビア10がテーパ形状であるので、穴15aを形成する際に下段ビア10の内面全域にレーザがあたるからである。
【0027】そして、絶縁層7(穴15aの側壁)を粗化した後に、無電解銅メッキおよび電気銅メッキによりメッキ層9を形成する。このメッキ層9により、銅箔8とメッキ層(内層パターン)6との電気的接続が確保される。ここで、メッキ層6は内々層パターン3と電気的に接続しているから、メッキ層9により、内々層パターン3とメッキ層(内層パターン)6と銅箔(外層パターン)8とが電気的に接続されることになる。そして最後に、メッキされた銅箔8に対してパターン加工を施す。これにより、外層パターン8が形成されて、図12に示す積層配線板が得られる。
【0028】この積層配線板では、内々層パターン3と外層パターン8とメッキ層(内層パターン)6とが、メッキ層9を介して電気的に接続されている。また、従って、メッキ層6の絶縁層4に対する密着性がよくメッキが剥がれ難い。
【0029】以上、詳細に説明したように第2の実施の形態に係る積層配線板によれば、スタックビアにおける下段ビア10がテーパ形状であるため、下段ビア10内に樹脂が残存しない。このため、下段ビア10内にメッキ液の残渣も残らない。従って、メッキ層6および9が腐食することがない。また、下段ビア10においては、メッキ層6および9が形成されている。これらのことより、メッキ層6および9の密着性がよく剥がれ難い。従って、導体層間における電気的接続に関する信頼性が高い。
【0030】なお、上記した実施の形態は単なる例示にすぎず、本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能である。例えば、上記実施の形態では、下段ビア10となる穴10aをレーザにより形成したが、フォトリソグラフィにより形成するようにしてもよい。また、上記実施の形態では、外層パターンを内々層パターンと内層パターン(下段ビアの開口部周囲以外の配線パターン)とに接続しているが(1−2−3層接続)、外層パターンを内々層パターンにのみ接続することもできる(1−3層接続)。
【0031】
【発明の効果】以上、説明した通り本発明によれば、スタックビアにおける下段ビア内に樹脂が残らないようにして電気的接続に関する信頼性を高めた積層配線板が提供されている。




 

 


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