JP2013030514A

JP2013030514A - 配線基板およびその製造方法

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Publication number: JP2013030514A
Application number: JP2011163737A
Authority: JP
Inventors: Seiji Kodama; 聖司児玉
Original assignee: Kyocera SLC Technologies Corp
Current assignee: Kyocera SLC Technologies Corp
Priority date: 2011-07-26
Filing date: 2011-07-26
Publication date: 2013-02-07
Anticipated expiration: 2031-07-26
Also published as: JP5890978B2

Abstract

【課題】接地または電源導体は、信号配線導体導体に沿う辺を有する開口パターンを備えることで、信号配線導体と接地または電源導体との間隔を小さく形成して、信号配線導体のインピーダンスの低減ができる高密度配線の配線基板およびその製造方法を提供する。
【解決手段】絶縁層上にセミアディティブ法により形成された第一の幅の帯状の信号配線導体３ａおよび該信号配線導体３ａに対して第一の間隔で隣接して配置されるとともに前記第一の幅よりも広い第二の幅にわたり延在する接地または電源導体３ｂ、３ｃを具備して成る配線基板であって、前記接地または電源導体３ｂ、３ｃは、前記信号配線導体３ａに沿う辺を有する開口パターン１１を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、高密度配線基板およびその製造方法に関するものである。

近年、携帯型のゲーム機や通信機器に代表される電子機器の高機能化が進む中、それらに使用される配線基板にも高密度配線化が要求されている。従来、このような高密度な配線基板の配線形成には、周知のセミアディティブ法が好適に用いられる。セミアディティブ法は絶縁層表面に下地金属層を被着させた後に、下地金属層の表面に配線パターンに対応する開口部を有するめっきレジストを被着させ、開口部内の下地金属層上に選択的に電解めっき層を形成した後、めっきレジストを剥離するとともに電解めっき層から露出した下地金属層をエッチング除去することで配線を形成するものである。

このようなセミアディティブ法により形成される配線には、例えば図４に示すように、電気信号が伝送される信号配線導体３ａや、電位供給のための接地導体３ｂ、あるいは電源導体３ｃなどがある。接地導体３ｂや電源導体３ｃは、一般的に信号配線導体３ａに沿うように配設され、信号配線導体３ａよりも広い幅を有している。そして、上述の機能に加え信号配線導体３ａのインピーダンスを調整する機能も有している。特に、配線基板の高密度化が進み信号配線導体３ａの幅が細くなるとインピーダンスが高くなり、信号の伝送特性が悪くなるためインピーダンスを低減してやることが重要になってきている。

ここで、インピーダンスを低減するためには信号配線導体３ａに沿って配設される接地または電源導体３ｂ、３ｃと、信号配線導体３ａとの間隔を小さくする必要がある。しかしながら、セミアディティブ法によると、接地または電源導体３ｂ、３ｃと信号配線導体３ａとの間隔を小さくしようとすると、これらの間に形成するめっきレジストの幅を小さくすることが必要となる。ところが、接地または電源導体３ｂ、３ｃと信号配線導体３ａとの間に形成するめっきレジストの幅を小さくすると、広い幅を有する接地または電源導体３ｂ、３ｃを形成する電解めっき層が成長していく過程で接地または電源導体３ｂ、３ｃと信号配線導体３ａとの間のめっきレジストが電解めっき層により信号配線導体３ａ側に傾き、図５に示すように、接地または電源導体３ｂ、３ｃが信号配線導体３ａ側にはみ出して形成されてしまい、信号配線導体３ａとショートしてしまう危険性が高くなる。そこで、信号配線導体３ａと接地または電源層３ｂ、３ｃとの間隔をある程度以上広いものとする必要があり、そのため信号配線導体３ａのインピーダンスを十分に低減することができない場合があった。

特許第４６８０４１０号公報

本発明は、互いに隣接する信号配線導体と接地または電源層との間隔を小さく形成して、信号配線導体のインピーダンスの低減ができる高密度配線の配線基板およびその製造方法を提供することを課題とする。

本発明における配線基板は、絶縁層上にセミアディティブ法により形成された第一の幅の帯状の信号配線導体および該信号配線導体に対して第一の間隔で隣接して配置されるとともに前記第一の幅よりも広い第二の幅にわたり延在する接地または電源導体を具備して成る配線基板であって、前記接地または電源導体は、前記信号配線導体に沿う辺を有する開口パターンを備えることを特徴とするものである。

本発明における配線基板の製造方法は、絶縁層上の全面に下地金属層を被着する工程と、前記下地金属層上に信号配線導体形成用の第一の幅の帯状の第一開口パターンおよび該第一開口パターンに対して第一の間隔で隣接するとともに前記第一の幅よりも広い第二の幅にわたり延在する接地または電源導体形成用の第二開口パターンを有するめっきレジスト層を被着する工程と、前記第一および第二開口パターン内の前記下地金属層上に選択的に電解めっき層を被着する工程と、前記めっきレジスト層を除去する工程と、前記電解めっき層から露出する前記下地金属層をエッチング除去し、前記第一開口パターンに対応する信号配線導体および前記第二開口パターンに対応する接地または電源導体を形成する工程とを行なう配線基板の製造方法であって、前記第二開口パターンの内部に、前記めっきレジスト層が前記第一開口パターンに沿う辺を有して島状に残存するレジスト残存部を形成しておくことを特徴とするものである。

本発明の配線基板によれば、信号配線導体に隣接して配置された接地または電源導体は、隣接する信号配線導体に沿う形態で開口部を有していることから、信号配線導体に対して直接的に隣接する接地または電源導体の幅が狭いものとなる。その結果、セミアディティブ法により互いに隣接する信号配線導体と接地または電源導体とを形成する際に、電解めっき層が信号配線導体と接地または電源導体との間のめっきレジストを圧迫して信号配線導体側に傾くことを抑制できる。したがって、互いに隣接する信号配線導体と接地あるいは電源導体との間隔を小さく設計することができるため、高密度配線のインピーダンスを低減して電気特性にすぐれた高密度な配線基板を提供することができる。

また、本発明の配線基板の製造方法によれば、絶縁層上の全面に形成された下地金属層の表面に信号配線導体形成用の第一の幅の帯状の第一開口パターンおよび該第一開口パターンに対して第一の間隔で隣接するとともに第一の幅よりも広い第二の幅にわたり延在する接地または電源導体形成用の第二開口パターンを有するめっきレジスト層を被着し、セミアディティブ法により第一開口および第二開口に電解めっき層を被着させ、めっきレジスト剥離後に電解めっき層から露出する下地金属層を除去することで信号配線導体および接地または電源導体を形成する際に、第二開口パターンの内部にめっきレジスト層が第一開口パターンに沿う辺を有して島状に残存するレジスト残存部を形成しておくため、信号配線導体に対して直接的に隣接する接地または電源導体の幅が狭いものとなる。その結果、セミアディティブ法により互いに隣接する信号配線導体と接地または電源導体とを形成する際に、電解めっき層が信号配線導体と接地または電源導体との間のめっきレジストを圧迫して信号配線導体側に傾くことを抑制できる。したがって、互いに隣接する信号配線導体と接地または電源導体との間隔を小さく設計することができるため、高密度配線のインピーダンスを低減して電気特性にすぐれた高密度な配線基板を提供することができる。

図１（ａ）、（ｂ）は本発明の配線基板の実施の形態の一例を示す概略断面図および概略平面図である。図２は本発明の配線基板の実施の形態の一例を示す要部拡大平面図である。図３（ａ）〜（ｄ）は本発明の配線基板の製造方法の実施形態の一例を示す概略断面図である。図４は従来の配線基板の一例を示す要部拡大平面図である。図５は従来の配線基板の製造方法を説明するための要部拡大断面図である。

次に、本発明の配線基板およびその製造方法の実施形態の一例を図１、図２、図３、を基にして詳細に説明する。

図１（ａ）に本例の配線基板１０の概略断面図を示す。配線基板１０は、コア用の絶縁層２ａの両主面にビルドアップ用の絶縁層２ｂが複数層ずつ積層されて成る絶縁基板１の上下面および各絶縁層２ａ、２ｂ間に配線導体３が配設されており、更に絶縁基板１の上下面にソルダーレジスト層４が被着されている。

コア用の絶縁層２ａは、例えばガラスクロスにエポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂等の熱硬化性樹脂を含浸させた電気絶縁材料から成り、直径が１００〜３００μｍ程度の貫通孔５が複数形成されている。貫通孔５の側壁にはめっき法などにより貫通導体５ａが形成されており、コア用の絶縁層２ａ上下面の配線導体３が貫通導体５ａを介して電気的に接続されている。コア用の絶縁層２ａの厚みは４０〜３００μｍ程度である。

ビルドアップ用の絶縁層２ｂは、例えばエポキシ樹脂やポリイミド樹脂などの熱硬化性樹脂を含有する電気絶縁材料からなり、その上面から下面にかけて貫通するビアホール６が複数形成されている。ビアホール６には配線導体３を構成する導体の一部がビア導体６ａとして充填されており、それによりビルドアップ用の絶縁層２ｂの上下の配線導体３間の導通をとっている。

配線導体３は主に銅などの金属で形成されており、コア用の絶縁層２ａ上に配設されたものは、例えば周知のサブトラクティブ法により形成されており、ビルドアップ用の絶縁層２ｂ上に配設されたものは、例えば周知のセミアディティブ法で形成されている。配線導体３には、図１（ｂ）に示すように、半導体素子や回路基板との間で電気信号の伝送を行う信号配線導体３ａや、電位供給を行うための接地導体３ｂ、あるいは電源導体３ｃ等があり、配線基板１０の上面中央部には、図１（ａ）に示すように、半導体素子の電極と接続される半導体素子接続パッド７が形成されているとともに、配線基板１０の下面には外部回路基板の電極と接続される回路基板接続パッド８が形成されている。信号配線導体３ａは、半導体素子接続パッド７から細い帯状のパターンで配線基板１０の外周部に延在し、そこからビア導体６ａおよび貫通導体５ａを介して回路基板接続パッド８と電気的に接続されている。また、接地または電源導体３ｂ，３ｃは、信号配線導体３ａよりも幅広の領域に信号配線導体３ａに隣接して設けられている。

ソルダーレジスト層４はエポキシ樹脂やポリイミド樹脂などの熱硬化性樹脂を含有する電気絶縁材料からなり、配線基板１０と半導体素子を接続するとき、あるいは半導体パッケージを回路基板に接続するときのリフロー処理時の熱から、絶縁基板１と配線導体３とを保護するために被覆される。絶縁基板１上面側に設けられたソルダーレジスト層４には、絶縁基板１上面の配線導体３の一部を半導体素子の電極と接続される半導体素子パッド７として露出させる開口部が形成されており、下面側に設けられたソルダーレジスト層４には、絶縁基板１下面の配線導体３の一部を外部回路基板の電極と接続される回路基板接続パッド８として露出させる開口部が形成されている。

図２に、配線導体３の要部拡大平面図を示す。本例の配線基板１０においては、図２に示すように、信号配線導体３ａに沿うように配設された接地または電源導体３ｂ、３ｃが信号配線導体３ａに沿う辺を有する開口パターン１１を備えている。このように、接地または電源導体３ｂ，３ｃが開口パターン１１を備えていることで、信号配線導体３ａに対して直接的に隣接する接地または電源導体３ｂ，３ｃの幅が狭いものとなる。その結果、セミアディティブ法により配線導体３を形成するときに、広い幅を有する接地または電源導体３ｂ、３ｃを形成する電解めっき層が成長していく過程でめっきレジストが電解めっき層により信号配線導体３ａ側に傾くことを抑制できる。したがって、互いに隣接する信号配線導体３ａと接地または電源導体３ｂ、３ｃとの間隔を小さく設計することができるため、高密度配線のインピーダンスを低減して電気特性にすぐれた高密度な配線基板１０を提供することができる。

次に、本発明の配線基板の製造方法の一例について、図３（ａ）〜（ｄ）を基にして詳細に説明する。なお、本説明においては、配線導体の形成個所における製造方法を中心に説明する。また、図３において図１および図２と同様の箇所には同様の符号を付して説明する。まず、図３（ａ）に示すように、絶縁層２ａの全面に下地金属層１２を被着させる。この下地金属層１２は、例えば厚みがおよそ１μｍの薄い無電解銅めっきにより形成される。

次に、図３（ｂ）に示すように、下地金属層１２の上に、信号配線導体３ａを形成する位置に開口パターン１３ａを有するとともに接地または電源導体３ｂ，３ｃを形成する位置に開口パターン１３ｂ，１３ｃを有するめっきレジスト１３を形成する。このとき、開口パターン１３ａは幅が、例えば１０〜３０μｍ程度の帯状のパターンとする。また、開口パターン１３ｂ，１３ｃには、開口パターン１３ａに沿う辺を有して島状に残存するレジスト残存部１３ｄを形成しておく。さらに、信号配線導体３ａを形成する位置１２ａと接地または電源導体３ｂ、３ｃを形成する位置１２ｂ，１２ｃとの間に形成するめっきレジスト１３の幅はおよそ１８〜３０μｍにする。

次に、図３（ｃ）に示すように、めっきレジスト１３から露出する下地金属層１２上に、例えば電解めっき法により電解銅めっき層１４を被着させる。電解銅めっき層１４の厚みは２０〜３０μｍ程度である。このとき、本例によれば、開口パターン１３ｂ，１３ｃの内部にめっきレジスト層１３が開口パターン１３ａに沿う辺を有して島状に残存するレジスト残存部１３ｄを形成しておくため、信号配線導体３ａに対して直接的に隣接する接地または電源導体３ｂ，３ｃの幅が狭いものとなる。その結果、開口パターン１３ａおよび１３ｂ，１３ｃに電解銅めっき層１４を被着させる際に、電解銅めっき層１４が信号配線導体３ａと接地または電源導体３ｂ、３ｃとの間のめっきレジスト１３を圧迫して信号配線導体３ａ側に傾くことを抑制できる。その結果、信号配線導体３ａと接地または電源導体３ｂ、３ｃとの間隔を小さく設計することができる。したがって、高密度配線のインピーダンスを低減して電気特性にすぐれた高密度な配線基板を提供することができる。

次に、図３（ｄ）に示すように、めっきレジスト１３を剥離した後、電解銅めっき層１４から露出する下地金属層１２をエッチング除去することで、信号配線導体３ａおよび接地または電源導体３ｂ、３ｃを形成する。

以後は、ビルドアップ用の絶縁層２ｂ、配線導体３を従来周知のビルドアップ法により上下に積層し、さらにその上にソルダーレジスト層４を形成することで配線基板１０が形成される。

２ａ、２ｂ絶縁層
３ａ信号配線導体
３ｂ接地導体
３ｃ電源導体
１０配線基板
１１開口パターン

Claims

絶縁層上にセミアディティブ法により形成された第一の幅の帯状の信号配線導体および該信号配線導体に対して第一の間隔で隣接して配置されるとともに前記第一の幅よりも広い第二の幅にわたり延在する接地または電源導体を具備して成る配線基板であって、前記接地または電源導体は、前記信号配線導体に沿う辺を有する開口パターンを備えることを特徴とする配線基板。
絶縁層上の全面に下地金属層を被着する工程と、前記下地金属層上に信号配線導体形成用の第一の幅の帯状の第一開口パターンおよび該第一開口パターンに対して第一の間隔で隣接するとともに前記第一の幅よりも広い第二の幅にわたり延在する接地または電源導体形成用の第二開口パターンを有するめっきレジスト層を被着する工程と、前記第一および第二開口パターン内の前記下地金属層上に選択的に電解めっき層を被着する工程と、前記めっきレジスト層を除去する工程と、前記電解めっき層から露出する前記下地金属層をエッチング除去し、前記第一開口パターンに対応する信号配線導体および前記第二開口パターンに対応する接地または電源導体を形成する工程とを行なう配線基板の製造方法であって、前記第二開口パターンの内部に、前記めっきレジスト層が前記第一開口パターンに沿う辺を有して島状に残存するレジスト残存部を形成しておくことを特徴とする配線基板の製造方法。