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発明の名称 積層配線板の層間接続構造
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2001−203457(P2001−203457A)
公開日 平成13年7月27日(2001.7.27)
出願番号 特願2000−9023(P2000−9023)
出願日 平成12年1月18日(2000.1.18)
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
5E338
5E346
【Fターム(参考)】
5E317 AA24 BB12 CC31 CD32 GG14 
5E338 BB12 BB15 BB17 BB25 EE11 EE22
5E346 FF07 GG15 HH07 HH22
発明者 渡辺 裕之 / 安達 真治
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 複数の導体層とそれらの間の層間絶縁層とを有する積層配線板の層間接続構造において,ある導体層の一箇所を通って層間絶縁層を貫通し,他のある導体層に至る第1ホールと,前記ある導体層の前記一箇所を通って層間絶縁層を前記第1ホールとは異なる方向に貫通し,前記他のある導体層もしくはさらに他のある導体層に至る第2ホールとを有し,前記第1ホールおよび前記第2ホールにより各導体層が互いに接続されていることを特徴とする積層配線板の層間接続構造。
【請求項2】 複数の導体層とそれらの間の層間絶縁層とを有する積層配線板の層間接続構造において,ある導体層の一箇所を通って層間絶縁層を錐面状に貫通し,他のある導体層に至る錐状溝を有し,前記錐状溝により各導体層が互いに接続されていることを特徴とする積層配線板の層間接続構造。
【請求項3】 請求項2に記載する積層配線板の層間接続構造において,前記ある導体層の前記一箇所を通って層間絶縁層を前記錐状溝と重ならない方向に貫通し,前記他のある導体層もしくはさらに他のある導体層に至るホールを有し,前記ホールにより各導体層が互いに接続されていることを特徴とする積層配線板の層間接続構造。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は,導体層と層間絶縁層とを積層してなる積層配線板に関する。さらに詳細には,導体層同士の電気的接続をとる層間接続構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来から,積層配線板においては,層間絶縁層に穴を開けて上下の導体層間の導通箇所とする層間接続構造を随所に設けている。ビアホールあるいはスルーホール等と称されるものがこれである。このような層間接続構造のための穴開けの手法としては,レーザ加工やドリリング,あるいはエッチングやフォトリソグラフィ等がある。層間接続構造には,単に2つの導体層間の導通を取るだけのものばかりでなく,図4や図5のように,3つあるいはそれ以上の導体層間に設けられるものもある。図4は,上下の導体層91,93とともに中間の導体層92も接続する例である。図5は,中間の導体層92は接続せずに上下の導体層91,93のみ接続する例である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら,従来の層間接続構造には次のような問題点があった。すなわち層間接続構造には,導通の信頼性と,高集積化のためのコンパクト性との2点が要求される。導通の信頼性を確保するためには,接続箇所の接触面積を大きく取る必要がある。しかしこれはコンパクト性の要求と相反する。特に,図4のように中間の導体層92にも接続する場合には,各層における接触面積が積算されて最上層における占有面積となってしまう。その一方で最上層は,実装部品の装着のためコンパクト性の要求が最も強い層なのである。このため,導通の信頼性とコンパクト性との両立が困難で,回路設計上,接続形態の自由度が著しく制限されていた。
【0004】本発明は,前記した従来の積層配線板の層間接続構造が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは,ある導体層(特に最上層)における占有面積をコンパクトに押さえつつ,内部における必要な接触面積を確保し,接続形態の自由度を向上させた積層配線板の層間接続構造を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】この課題の解決を目的としてなされた本発明は,複数の導体層とそれらの間の層間絶縁層とを有する積層配線板の層間接続構造であって,「ある導体層」の一箇所を通って層間絶縁層を貫通し,「他のある導体層」に至る第1ホールと,「ある導体層」の当該一箇所を通って層間絶縁層を第1ホールとは異なる方向に貫通し,「他のある導体層」もしくは「さらに他のある導体層」に至る第2ホールとを有し,第1ホールおよび第2ホールにより各導体層が互いに接続されているものである。
【0006】この積層配線板の層間接続構造では,第1ホールと第2ホールとが「ある導体層」においてはともに同じ箇所を通っている。このため,第1ホールや第2ホールの貫通先において必要な接触面積を確保しても,「ある導体層」における層間接続構造の占有面積は小さくて済む。すなわち,「ある導体層」におけるコンパクト性と,接触の確実性とが両立されている。これにより,接続形態の自由度が向上している。また,「ある導体層」を表層の導体層とすれば,実装部品の装着のための自由度も確保される。なお,第1ホールおよび第2ホールは,その少なくとも一方が積層配線板の板面に対して傾斜している。また,「ある導体層」と「他のある導体層」との間にもう1つの導体層が存在する場合には,その導体層も第1ホールにより接続されていてもよい。第2ホールについても同様である。
【0007】また,本発明の別の態様は,複数の導体層とそれらの間の層間絶縁層とを有する積層配線板の層間接続構造であって,「ある導体層」の一箇所を通って層間絶縁層を錐面状に貫通し,「他のある導体層」に至る錐状溝を有し,錐状溝により各導体層が互いに接続されているものである。
【0008】この積層配線板の層間接続構造では,各導体層間の導通をとる錐状溝が,「ある導体層」では一箇所に収束している。このため,「ある導体層」における層間接続構造の占有面積は小さい。その一方で,錐状溝は錐面状に広がって「他のある導体層」に至っているので,「他のある導体層」における接触面積は十分に確保されている。なお,「他のある導体層」における接触領域は,必ずしも錐状溝の全周にわたっていなくてもよい。また,「ある導体層」と「他のある導体層」との間にもう1つの導体層が存在する場合には,その導体層も錐状溝により接続されていてもよい。その場合,その導体層と錐状溝との接触領域も錐状溝の全周にわたる必要はない。
【0009】この層間接続構造においてさらに,「ある導体層」の当該一箇所を通って層間絶縁層を錐状溝と重ならない方向に貫通し,「他のある導体層」もしくは「さらに他のある導体層」に至るホールを有していてもよい。この場合には,錐状溝およびホールにより各導体層が互いに接続されていることとなる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下,本発明を具体化した実施の形態について,図面を参照しつつ詳細に説明する。以下に説明する各形態はいずれも,レーザ加工により積層配線板に形成された層間接続構造である。
【0011】(第1の形態)図1に示す第1の形態に係る層間接続構造1は,4層(5層以上存在する中の4層であってもよい)の導体層11〜14を有する積層配線板10に形成されたものである。導体層11〜14は,絶縁層15〜18を介して積層されている。各導体層11〜14は,それぞれ適宜の回路パターンに加工されている。導体層11は,積層配線板10の表層に位置している。
【0012】そして積層配線板10には,第1ホール4および第2ホール5が形成されている。これらはレーザ加工により絶縁層15〜17に開けられた穴であり,それらの壁面には銅めっき層19が形成されている。第1ホール4および第2ホール5のそれぞれの中心軸は,表層の導体層11の高さレベルで交差している。第1ホール4は,積層配線板10の板面に対してほぼ垂直な方向に形成されており,導体層14に達している。第1ホール4が形成されている箇所では,導体層14はランドであるが導体層12,13はブランクである。このため第1ホール4によって,導体層11と導体層14とが電気的に接続されている。第2ホール5は,傾斜した方向に形成されており,導体層13に達している。第2ホール5の壁面における銅めっき層19は,導体層12にも接触している。このため第2ホール5によって,導体層11と導体層12と導体層13とが電気的に接続されている。
【0013】層間接続構造1では,第1ホール4と第2ホール5とが,表層の導体層11のレベルでは同じ位置を占めている。このため,第1ホール4の底部における導体層14との接触面積や,第2ホール5の底部における導体層13との接触面積,あるいは第2ホール5の側壁部における導体層12との接触面積をある程度確保しても,積層配線板10の表層レベルにおける層間接続構造1の占有面積はさほど大きくない。したがって,内部における接続の信頼性と,表層のコンパクト性とが両立されている。
【0014】層間接続構造1の形成は,次のようにして行われる。まず,公知のビルドアッププロセスにより図1中の絶縁層15以下の部分を形成する。この時点ではまだ第1ホール4も第2ホール5も形成されていない。したがって銅めっき層19も形成されていない。そしてレーザビームL1,L2を相次いで照射して第1ホール4および第2ホール5の穴開けを行う。照射の順序はどちらが先でもよい。このとき,導体層14がレーザビームL1に対するストッパとして作用し,導体層13がレーザビームL2に対するストッパとして作用する。第1ホール4および第2ホール5の穴開けができたら,第1ホール4および第2ホール5の壁面および底面,そして絶縁層15の表面に銅めっきを施し,めっき層のうち絶縁層15の表面上の部分を適宜パターニングすればよい。
【0015】(第2の形態)図2に示す第2の形態に係る層間接続構造2は,3層(4層以上存在する中の3層であってもよい)の導体層21〜23を有する積層配線板20に形成されたものである。導体層21〜23は絶縁層25〜27を介して積層されている。各導体層21〜23は,それぞれ適宜の回路パターンに加工されている。導体層21は,積層配線板20の表層に位置している。
【0016】そして,積層配線板20には錐状溝6が形成され,その壁面には銅めっき層29が形成されている。錐状溝6は,レーザ加工によって絶縁層25〜27に開けられた溝であり,表層の導体層21のレベルを頂点とする円錐の側面状に形成されている。錐状溝6の底面は導体層23に達している。その箇所では,導体層23はランドである。このため,錐状溝6によって導体層21と導体層23とが電気的に接続されている。さらに,錐状溝6のめっき層29は,導体層22にも接触している。このため,錐状溝6によって,導体層21と導体層22と導体層23とが電気的に接続されている。
【0017】層間絶縁構造2では,錐状溝6は導体層21のレベルで一箇所に収束している。このため,導体層21における層間接続構造2の占有面積は小さい。その一方で,錐状溝6は錐面状に広がりつつ導体層22及び23に至っている。これにより,錐状溝6の底部における導体層23との接触面積は十分に確保されている。さらに,錐状溝6の側壁部における導体層22との接触面積も十分に確保されている。したがって,内部における接続の信頼性と,表層のコンパクト性とが両立されている。
【0018】層間接続構造2の形成は次のようにして行われる。まず,公知のビルドアッププロセスにより図2中の絶縁層25以下の部分を形成する。この時点では,まだ錐状溝6は形成されていない。したがって銅めっき層29も形成されていない。次に,導体層21のレベルで頂点をなす円錐を描くようにレーザビームL3を照射する。すると,積層配線板20には,その円錐の側面に沿って錐状溝6が形成される。このとき,導体層23がレーザビームL3に対するストッパとして作用する。次に,錐状溝6の壁面及び底面,そして絶縁層25の表面にめっきを施し,めっき層のうち絶縁層15の表面上の部分を適宜パターニングすればよい。
【0019】(第3の形態)図3に示す第3の形態に係る層間接続構造3は,4層(5層以上存在する中の4層であってもよい)の導体層31〜34を有する積層配線板30に形成されたものである。導体層31〜34は,絶縁層35〜38を介して積層されている。各導体層31〜34は,それぞれ適宜の回路パターンに加工されている。導体層31は積層配線板30の表層に位置している。
【0020】そして積層配線板30には,ホール7及び錐状溝8が形成されている。ホール7及び錐状溝8はレーザ加工により絶縁層35〜37に形成されたものであり,ホール7及び錐状溝8の壁面には銅めっき層39が形成されている。
【0021】ホール7は,積層配線板30の板面に対してほぼ垂直な方向に形成された穴であり,その底部は導体層34に達している。また,錐状溝8は,導体層31を頂点とした円錐の側面状に形成された溝であり,その底部は導体層33に達している。そして,ホール7の中心軸と錐状溝8における円錐の頂点とが表層の導体層30のレベルで交差している。このため,ホール7における銅めっき層39と,錐状溝8における銅めっき層39とが電気的に接続されている。
【0022】ホール7が形成されている箇所では,導体層34はランドであるが,導体層32,33はブランクである。このため,ホール7によって,導体層31と導体層34とが電気的に接続されている。
【0023】錐状溝8の底部の箇所では,導体層33はランドである。このため,錐状溝8によって,導体層31と導体層33とが電気的に接続されている。さらに,錐状溝8の壁面における銅めっき層39は導体層32にも接触している。これにより,錐状溝8によって,導体層31と導体層32と導体層33とが電気的に接続されている。したがって,ホール7及び錐状溝8によって,導体層31と導体層32と導体層33と導体層34とが電気的に接続されている。
【0024】この層間絶縁構造3では,錐状溝8は導体層31のレベルで一箇所に収束している。さらに,ホール7は,表層の導体層31のレベルでは錐状溝8と同じ位置を占めている。このため,導体層31における層間接続構造3の占有面積は小さい。また,ホール7は導体層34に達している。このため,ホール7の底部における導体層34との接触面積が程度確保されている。さらに,錐状溝8は,錐面状に広がって導体層32及び33に至っている。このため,錐状溝8における導体層32,33との接触面積は十分に確保されている。したがって,内部における接続の信頼性と,表層のコンパクト性とが両立されている。すなわち,層間絶縁構造3は,第1の形態の第1ホール4と第2の形態の錐状溝6とを組み合わせたものと考えてよい。
【0025】層間接続構造3の形成は次のようにして行われる。まず,公知のビルドアッププロセスにより図3中の絶縁層35以下の部分を形成する。この時点では,まだホール7及び錐状溝8は形成されていない。したがって,銅めっき39も形成されていない。次に,レーザビームL4を照射する。すると,積層配線板30にホール7が形成される。このとき,導体層33がレーザビームL4に対するストッパとして作用する。次に,導体層31の高さで頂点をなす円錐を描くようにレーザビームL5を照射する。すると,積層配線板30にその円錐の側面に沿って錐状溝8が形成される。そして,導体層33はレーザビームL5に対するストッパとして作用する。このとき,レーザビームL4,L5の照射の順序はどちらが先であってもよい。次に,ホール7の壁面及び底面,錐状溝8の壁面及び底面,そして絶縁層35の表面にめっきを施し,めっき層のうち絶縁層35の表面上の部分を適宜パターニングすればよい。
【0026】以上詳細に説明したように,前述各形態における積層配線板の層間積層構造では,表層の導体層における占有面積が小さい。その一方内部では,錐状溝,ホール(第1形態では第1ホール4,第2ホール5,第3形態ではホール7)における内層の導体層との接触面積が十分に確保されている。これにより,内部における接続の信頼性と,表層のコンパクト性とが両立されている。
【0027】なお,本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,第2及び第3の形態において,錐状溝6及び錐状溝8における導体層22,23及び導体層32,33との接触領域は,必ずしも錐状溝の全周にわたっていなくてもよい。
【0028】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明によれば,ある導体層(特に最上層)における占有面積をコンパクトに押さえつつ,内部における必要な接触面積を確保し,接続形態の自由度を向上させた積層配線板の層間接続構造が提供されている。




 

 


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