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JP2016197639A - プリント配線板およびその製造方法 - Google Patents

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浩二 浅野
武馬 足立
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武馬 足立
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Abstract

【課題】実装される電子部品との接続信頼性が高く、電子部品の実装の容易なプリント配線板の電子部品を含めた全体の厚さの薄型化。【解決手段】実施形態のプリント配線板は、電子部品接続用の電極26を有する、平面形状でビルドアップ配線構造の積層方向に高さの高い高層領域E1が形成されている。高層領域E1の周囲の少なくとも2方向に積層方向の高さのより低い低層領域E2が形成され、そして低層領域E2はビルドアップ配線構造の端縁まで延びている。【選択図】図1B

Description

本発明は、低層領域と電極が形成されている高層領域とを有するプリント配線板およびその製造方法に関する。
特許文献1は、印刷回路基板の製造方法およびそれにより製造される印刷回路基板を開示している。特許文献1の印刷回路基板は、内部回路層を備えるベース回路基板とベース回路基板上の外部回路層とを有する。そして、特許文献1の印刷回路基板は、外部回路層の除去により形成されるキャビティ領域を有している。
特表2013−520007号公報
特許文献1の印刷回路基板では、内部回路層上に外部回路層が積層され、外部回路層にキャビティが形成される。特許文献1の印刷回路基板のように高層領域で囲まれた低層領域(キャビティ)が有ると、電極間ピッチの狭い部品等を高精度に配置しにくいことが考えられる。
本発明のプリント配線板は、第1面と該第1面の反対面である第2面を有するコア基板と、前記コア基板の少なくとも第1面上に樹脂絶縁層と導体層とを積層してなる少なくとも1層の配線層を含む第1ビルドアップ配線層を有するビルドアップ配線構造と、を有する。そして、前記ビルドアップ配線構造に、電子部品接続用の電極を有していて積層方向の高さの高い高層領域が形成され、該高層領域の周囲の少なくとも2方向に前記高層領域より積層方向の高さの低い低層領域が形成され、前記低層領域は前記ビルドアップ配線構造の端縁まで延びている。
本発明のプリント配線板の製造方法は、第1面と該第1面の反対面である第2面とを有していて前記第1面および第2面にそれぞれ第1導体層および第2導体層を有するコア基板を準備することと、前記コア基板の少なくとも第1面上に樹脂絶縁層と導体層とを積層することにより少なくとも1層の配線層を含む第1ビルドアップ配線層を有するビルドアップ配線構造を形成することと、前記第1ビルドアップ配線層の一部を除去することにより、前記ビルドアップ配線構造に、積層方向の高さの高い高層領域と、前記高層領域より積層方向の高さの低い低層領域とを形成することと、を含んでいる。そして、前記ビルドアップ配線構造を形成することは、前記高層領域となる前記第1ビルドアップ配線層の中央部に電子部品との接続用の電極を形成することを含んでおり、前記高層領域の周囲の少なくとも2方向の位置に前記ビルドアップ配線構造の端縁まで達するように前記低層領域を形成する。
本発明の実施形態のプリント配線板によれば、電子部品を高層領域および低層領域に実装することが可能である。厚みのより厚い電子部品を低層領域に実装することができるため、実装後のプリント配線板の厚みが抑制され得る。
本発明の実施形態のプリント配線板によれば、高層領域においても低層領域においても電極間ピッチの狭い部品等を高精度に配置するのに適していると考えられる。
本発明の実施形態のプリント配線板の製造方法によれば、分離膜が低層領域を形成する場所の第1ビルドアップ配線層の一部とともに除去される。分離膜の積層は第1ビルドアップ配線層の積層工程の一部として行うことができる。また、分離膜上の第1ビルドアップ配線層の除去も、分離膜の除去と同時に容易に行われ得る。プリント配線板の製造が容易になると予想される。
本発明の一実施形態のプリント配線板の平面図。 図1Aに示されるプリント配線板を説明するための断面図。 高層領域と低層領域の位置の一例を示す図。 高層領域と低層領域の位置の別例を示す図。 高層領域と低層領域の位置の別例を示す図。 高層領域と低層領域の位置の別例を示す図。 本発明の一実施形態のプリント配線板の製造方法を示す図。 本発明の一実施形態のプリント配線板の製造方法を示す図。 本発明の一実施形態のプリント配線板の製造方法を示す図。 本発明の一実施形態のプリント配線板の製造方法を示す図。 本発明の一実施形態のプリント配線板の製造方法を示す図。 本発明の一実施形態のプリント配線板の製造方法を示す図。 本発明の一実施形態のプリント配線板の製造方法を示す図。 本発明の一実施形態のプリント配線板の製造方法を示す図。 本発明の一実施形態のプリント配線板の製造方法を示す図。 本発明の一実施形態のプリント配線板の製造方法を示す図。 接続パッドの一例を示す図。 本発明の別の実施形態のプリント配線板を説明するための断面図。
本発明のプリント配線板の一実施形態が、図面を参照して説明される。図1Aには、実施形態のプリント配線板1の平面図が示されており、図1Bは、図1Aの1B−1B断面を説明する図である。プリント配線板1は、第1面11aと第1面11aの反対側の第2面11bとを有するコア基板11と、コア基板11の第1面11a上に形成されている、第1ビルドアップ配線層21を有するビルドアップ配線構造とを有している。実施形態のプリント配線板1は、さらに、コア基板の第2面11b上に第2ビルドアップ配線層41を有している。第1ビルドアップ配線層21は、樹脂絶縁層23と導体層24とが積層されている第1配線層22を含む。そして、図1Aに示されるように、プリント配線板1は、プリント配線板1の中央部の第1ビルドアップ配線層21の積層方向の高さの高い高層領域E1と、高層領域E1の周囲の少なくとも2方向に形成されている高層領域E1より積層方向の高さの低い低層領域E2と、を含む。高層領域E1の周囲であって低層領域E2以外の領域は、高層領域E1と略同じ高さの高層部E1aである。ここに中央部とは、ビルドアップ配線構造の平面形状での中心部を意味するものではなく、端部よりも中心側の領域であることを意味する。図1Aでは、低層領域E2にドットパターンが描かれている。第1ビルドアップ配線層21は上面Tを有する。図1Bに示されるように、高層領域E1は、第1ビルドアップ配線層21の上面Tにパッド25aを有する。電子部品または他の配線板がパッド25aに接続される。パッド25aは電子部品または他の配線板と接続するための電極26を形成している。プリント配線板1では、ビルドアップ配線構造の中央部の高層領域E1として突出した領域に電子部品が直接実装され得る。ビルドアップ配線構造内の配線層と直接接続されるため、電子部品とプリント配線板1との安定した接続が得られる。
低層領域E2は、ビルドアップ配線構造の端縁まで延びている。すなわち、低層領域E2の少なくとも一辺は、プリント配線板1の縁部と一致している。低層領域E2の露出面B上には別の電子部品が配置され得る。低層領域E2に電子部品が実装されることにより、電子部品が実装された状態での電子部品とプリント配線板1との全体の厚さが薄くなることがある。低層領域E2に配置される電子部品は、高層領域E1に実装される電子部品と直接接続され得る。半導体パッケージにおける省スペース化が達成され、電子部品を実装する歩留まりが高くなり得る。
電子部品の例は、半導体素子、受動素子(キャパシタや抵抗器など)、配線層を有するインターポーザ、再配線層を有する半導体素子、WLP(Wafer Level Package)などである。
図1Aに示されるように、パッド25aは、プリント配線板1の略中央に集中して形成されていることが好ましい。図1Aには、例として4個のパッド25aだけが示されているが、実際には、遥かに多い数のパッド25aが形成され得る。電子部品がパッド25aを介して高層領域E1上に実装され得る。別の接続用パッドが、高層領域E1の周囲の高層部E1aに形成されていてもよい。
図1Bに示されるように、コア基板11の一方の表面には第1導体層12が形成され、その反対側の面には第2導体層13が形成されている。コア基板11は、樹脂絶縁層10と、樹脂絶縁層10を貫通して第1導体層12と第2導体層13とを接続しているスルーホール導体14を有する。スルーホール導体14の断面形状は、図1Bに示されるような砂時計型状であってもよいが、特に限定されない。
第1ビルドアップ配線層21の第1配線層22は、コア基板11の第1面11a上に設けられている。第1配線層22を有する第1ビルドアップ配線層21の上面Tはコア基板11側と反対側の面である。
コア基板11の第1面11aと第1導体層12上に、第1配線層22の第1樹脂絶縁層23が形成されている。第1樹脂絶縁層23上に導体層24が形成されている。第1配線層22は、第1樹脂絶縁層23を貫通する第1ビア導体25を有する。第1ビア導体25は第1導体層12と導体層24とを接続している。
図1Bに示されるように、プリント配線板1は、第1ビルドアップ配線層21の上面T上に、複数の開口部27aを備える第1ソルダーレジスト層27を有する。電子部品または他の配線板と接続するためのパッド25aが各開口部27aで露出される。図1Bに示されるように、第1ソルダーレジスト層27は、ビルドアップ配線構造の高層領域E1の上面Tの略全面を覆っている。図示されていないが、第1ソルダーレジスト層27は、高層部E1aの上面を覆っていてもよい。図1Bに示される例では、ビルドアップ配線構造の低層領域E2の露出面Bは、高層領域E1および高層部E1a以外の領域に露出している樹脂絶縁層10の表面である。
すなわち、図1Bの例では、プリント配線板1は、第1ビルドアップ配線層21の高層領域E1の上面Tに接続用のパッド25aを有するが、低層領域E2の露出面Bには接続用パッドを有していない。電子部品はパッド25aを介して高層領域E1の上面T上に実装される。本発明の実施形態のプリント配線板1によれば、高層領域E1に実装される半導体素子等の電子部品は、プリント配線板1のビルドアップ配線構造に直接接続されるので、プリント配線板との接続信頼性が高いと考えられる。
第1ビルドアップ配線層21は、少なくとも1つの配線層を有している。第1ビルドアップ配線層21は、2以上の配線層を有していてもよい。図1に示されるように、第1配線層22の上に、第2の樹脂絶縁層223と導体層224を含む第2配線層222が形成されてもよい。この場合、第1樹脂絶縁層23と導体層24上に第2の樹脂絶縁層223が形成されている。第2の樹脂絶縁層223上に導体層224が形成される。導体層24と導体層224は、第2の樹脂絶縁層223を貫通する第2ビア導体225で接続されている。
また、図5に示されるように、第1ビルドアップ配線層21は、さらなる配線層を含んでいてもよい。この例では、第1ビルドアップ配線層21は、第2配線層222の上にさらに第3の配線層322を有する。第3の樹脂絶縁層323および第3の樹脂絶縁層323上に導体層324が形成され、導体層224と導体層324は、第3の樹脂絶縁層323を貫通する第3ビア導体325で接続される。
図1Aに示されるように、第1ビルドアップ配線層21の最上層の導体層224にパッド25aが形成されている。パッド25aにより電子部品接続用の電極26が形成される。パッド25aは、第1ビルドアップ配線層21の高層領域E1上に、すなわち好ましくはプリント配線板1の中央部に集中して形成されている。しかしながら、高層領域E1の周囲の高層部27dにも、別のパッドが形成されて電極が形成されていてもよい。高層領域E1と比較して積層方向の高さがより低い低層領域E2が、高層領域E1の周囲の2方向に形成されている。プリント配線板1における高層領域E1および低層領域E2の種々の例が図1Aおよび図2A〜Dに示されている。なお、これらの図では電極26は4個しか示されていないが、図の簡略化のためである。実際には多数の電極26が形成され、高層領域E1に実装されている電子部品と接続される。
第1例が図1Aに示されている。図1Aでは、高層領域E1を挟んで対向する位置に、分離した2つの低層領域E2が形成されている。低層領域E2は、ビルドアップ配線構造の一部を除去することによって形成される。低層領域E2は、高層領域E1の一辺からビルドアップ配線構造の端縁まで延びている。高層領域E1の一辺の外周側の端縁まで及ぶ領域のビルドアップ配線構造を一定の幅で除去することにより図1Aに示される低層領域E2が形成される。E1aは、パッド25aが露出されている高層領域E1ではないが、高層領域E1と同じ高さを有する高層部を示している。
別例がそれぞれ図2A〜Dに示されている。図2Aでは、高層領域E1の周囲の2方向に2つの低層領域E2が分離して形成され、そしてそれぞれがビルドアップ配線構造の端縁まで延びている。図2Aは、低層領域E2が、高層領域E1の周囲の90度の角度をなす2方向に形成される例である。図2Bでは、3つの低層領域E2が分離して形成されている。図2Cでは、図1Aに示される一対の低層領域E2と90度離れてさらに別の一対の低層領域E2が高層領域E1を挟んで形成されている。図2A〜Cのすべての例において、低層領域E2は、それぞれがビルドアップ配線構造の端縁まで延びている。すなわち、低層領域E2の少なくとも一辺がプリント配線板1の縁部と一致している。図1Aおよび図2A〜2Cに示される例では、プリント配線板1は、複数の低層領域E2を有しており、それぞれの低層領域E2上に例えば、それぞれ異なる電子部品が配置されてよい。或いは、各低層領域E2に配置される電子部品の一部または全部が同種のものであってもよい。2つの低層領域E2の位置や大きさは、図1Aおよび図2A〜2Cに示されている例に限られるものではなく、低層領域E2に配置される電子部品のサイズや種類に応じて適宜設計され得る。また、低層領域E2のビルドアップ配線構造の端縁で定まる辺以外の部分の輪郭は、直線や略直角の角部で構成されずともよい。低層領域E2の形状は低層領域E2に配置される電子部品に応じて適宜設計される。
また、低層領域E2が高層領域E1の周囲の少なくとも2方向に形成され、そして電極26が高層領域E1に形成されるのに加えて、高層部E1aに別の電極26aが形成されていてもよい。別の電極26aは、高層領域E1上に実装される電子部品または他の配線板が有する電極の配置にしたがって設けられ得る。
図1Aおよび図2A〜2Cでは、低層領域E2の一辺のみがプリント配線板1の縁部と一致している例が示されているが、低層領域E2は、2方向または3方向においてビルドアップ配線構造の端縁まで延びているように形成されてもよい。すなわち、低層領域E2の二辺または三辺がプリント配線板1の縁部と一致するように形成されていてもよい。また、図2Cに示されている4つの低層領域E2の、プリント配線板1の縁部または高層領域E1と一致していない二辺のそれぞれがビルドアップ配線構造の端縁まで延びて、隣接する低層領域E2同士が結合していてもよい。すなわち、低層領域E2が高層領域E1の周囲を囲むように高層領域E1の外周部全体に形成されてもよい。この例が図2Dに示されている。これらの例に示されるような様々な配置や数の低層領域E2は、除去されるビルドアップ配線構造の位置やサイズなどを変えることにより容易に形成され得る。
パッド25a上に保護膜28が形成されてもよい。また、図4に示されるように、パッド25a上に、電子部品または他の配線板と接続するための導体ポスト29が形成されてもよい。導体ポスト29は、図4に示されるように、導体層224よりも突出する柱状の導体であって、パッド25a上に電解めっき膜を形成することにより形成され得る。接続パッド25aと導体ポスト29とにより電極26が形成される。図4では、図1Bのソルダーレジスト層27ではなくエポキシなどのモールド樹脂270により導体ポスト29の側面が被覆されている。モールド樹脂層270は、シート状などの樹脂材料が導体ポスト29上に積層され、加熱されることにより溶融して導体ポスト29の側面を被覆し、降温により硬化することにより形成され得る。図4には、導体ポスト29がモールド樹脂層270の高さと略同じ高さに形成されている例が示されている。導体ポスト29はモールド樹脂層270の高さより高くなるように形成されてもよい。高層領域E1に実装される電子部品とプリント配線板1との間隔が広くなり、プリント配線板1と上部の高層領域E1に実装されている電子部品との間の熱膨張率の差により生じ得る応力が導体ポスト29によって吸収され得る。また、導体ポスト29はモールド樹脂層270の高さより低く、モールド樹脂層270の表面から凹んで形成されていてもよい。高層領域E1に実装される電子部品との接続において、モールド樹脂層270の部分が壁となり、隣接する電極26間などで接合材などが接触して電気的にショート状態となることが防止され得る。
低層領域E2は、ビルドアップ配線構造の一部を除去することによって形成されている。低層領域E2を形成する場所のビルドアップ配線構造の一部が、ビルドアップ配線構造の形成後に除去される。従来の、例えば特許文献1のキャビティ形成方法では、多数の配線層が形成されており、キャビティ設計における制約が多いと考えられるコア基板近くのビルドアップ配線構造が除去されてキャビティが形成されている。これに対し、実施形態の低層領域E2の形成においては、例えば、一般的に低配線密度と考えられる、コア基板から離れた上面T近くのビルドアップ配線構造の上部付近を、低層領域E2形成のための領域とすることが可能である。また、ビルドアップ配線構造の上部に限らず、配線パターンの配置の妨げとならないようなビルドアップ配線構造の任意の領域が低層領域E2形成のための除去領域となり得る。そして、除去領域が除去されて低層領域E2が形成され、低層領域E2上に電子部品が配置され得る。したがって、電子部品を効率よく配置することができる。プリント配線板の設計が容易になる。
特許文献1の印刷回路基板では、キャビティ領域に電子部品が収納される。これとは異なり、プリント配線板1では、半導体素子等の電子部品は、高層領域E1の上面Tに実装され、さらに低層領域E2内にも別の電子部品が受容され得る。高層領域E1の上面Tの面積は、高層領域E1上に実装される電子部品の底面積と一致している必要はない。高層領域E1に実装される電子部品の底面積が高層領域E1の上面Tの面積より大きく、実装される電子部品が高層領域E1の縁部を超えて高層部E1a上に延びていてもよいし、高層領域E1の縁部から低層領域E2側に張り出ていてもよい。比較的薄い電子部品が高層領域E1の上面Tに実装され、高層領域E1に実装される電子部品の厚さより厚い厚さを有する電子部品が低層領域E2に配置されてもよい。このような例により、電子部品を含めたプリント配線板の薄型化が図れることがある。
低層領域E2上に配置される電子部品は、高層領域E1に実装される電子部品と接続され得る。低層領域E2上の電子部品は、高層領域E1に実装されている電子部品と対向している面と反対側の面で、低層領域E2の露出面Bと接着部材を介して接続され得る。接着部材としては、例えば絶縁ペースト或いはDAF等が用いられる。低層領域E2の深さは、低層領域E2に受容される電子部品の厚さに合わせて設計され得る。電子部品の厚さと接着部材の厚さの合計が低層領域E2の深さと合うように、前述の接着部材の厚さが決められてもよい。
低層領域E2の深さとは、ビルドアップ配線構造に含まれる高層領域E1および高層部E1aと低層領域E2との積層方向の高さの差であり、すなわちビルドアップ配線構造の上面Tからの低層領域E2の露出面Bまでの距離である。この距離は、除去するビルドアップ配線構造の高さに略等しい。少なくとも1層のビルドアップ配線層が除去される。この距離は、除去される配線層のそれぞれの層厚および/または除去される配線層の数を変えることにより、プリント配線板1の用途に応じて、または、プリント配線板1に実装される電子部品等のサイズにしたがって適宜、容易に変更され得る。例えば、低層領域E2上に配置される電子部品がメモリである場合、低層領域E2の深さは略200μmに設計されてもよい。例えば、ビルドアップ配線構造の上面Tからの低層領域E2の露出面Bまでの距離が略200μmである低層領域E2を形成するために、ビルドアップ配線構造内の2層の配線層が除去されてもよい。
ビルドアップ配線構造の一部の除去は例えば、ビルドアップ配線構造の積層工程の途中で、低層領域E2が形成される場所に分離膜201(図3D参照)を積層し、ビルドアップ配線構造の積層後に分離膜201より上方に位置する、ビルドアップ配線構造の一または二以上の配線層を分離膜201とともに除去することによって行われる。分離膜201としては例えば、分離膜201がその間に積層されることになる樹脂絶縁層に対して良好な密着性を呈するものの、接着性は示さないようなフィルムが使用され得る。分離膜201は、例えば、ポリイミドなどの樹脂材料からなる。分離膜201は、例えば、予め所定の形状の膜に成形され、ビルドアップ配線構造の積層工程中に樹脂絶縁層上に積層されてよい。分離膜201は、液状の樹脂材料が、樹脂絶縁層上に供給されることにより形成されてもよい。分離膜201の樹脂絶縁層との剥離性により、分離膜201および分離膜201上に積層されているビルドアップ配線構造の除去が、容易に、かつ温和な条件下で行われ得る。分離膜の除去工程でプリント配線板1に加わるストレスが少ないと考えられる。プリント配線板1への損傷がおこりにくい。また、低層領域E2の露出面Bとして、破断面ではなく比較的平滑な面が得られると考えられる。
図5の例では、プリント配線板1の製造工程において、分離膜201は、第1ビルドアップ配線層21のうちの除去される部分と、除去される部分の下層である第1樹脂絶縁層23との間に挿入される。分離膜201上のビルドアップ配線構造を分離膜201と共に除去することにより、第1樹脂絶縁層23の表面が露出する。第1樹脂絶縁層23の露出面が低層領域E2の露出面Bとなる。図1Bの例では、分離膜201は、除去される第1ビルドアップ配線層21の除去される部分の最下層である第1配線層22と、第1該配線層22の下層であるコア基板11との間に挿入される。分離膜201上のビルドアップ配線構造を分離膜と共に除去することにより、コア基板11の樹脂絶縁層10の表面が露出する。樹脂絶縁層10の露出面が低層領域E2の露出面Bとなる。図1Aの例では、低層領域E2の露出面Bは、コア基板11を構成する樹脂絶縁層10とビルドアップ配線構造との境界面と同一平面上に位置している。
さらに、低層領域E2を形成する場所ごとに、ビルドアップ配線構造の積層方向に異なる位置で各分離膜201が積層されてもよい。このような例では、分離膜201上のビルドアップ配線構造および分離膜201の除去工程で、低層領域E2を形成するそれぞれの場所で異なる層数のビルドアップ配線構造が除去されることになる。この結果、ビルドアップ配線構造の上面Tから露出面Bまでの距離が互いに異なる複数の低層領域E2がプリント配線板1に形成され得る。
高層領域E1の第1ビルドアップ配線層21内の、各配線層の樹脂絶縁層を貫通しているビア導体の端部および側面は、高層領域E1および高層部E1aと低層領域E2との段差部の壁面に露出しないことが好ましい。
実施形態では、図1Bに示されるプリント配線板1のように、第1ビルドアップ配線層21に加えて、コア基板の第2面11b上に、樹脂絶縁層と導体層とを積層してなる少なくとも1層の配線層を有するビルドアップ配線層が形成されていてもよい。図1Bで示される例では、コア基板の第2面11b上に、樹脂絶縁層と導体層とを積層してそれぞれなる第4配線層42および第5配線層422を有する第2ビルドアップ配線層41が形成されている。第4配線層42が、コア基板11の第2面11b上に設けられる。コア基板11の第2面11bと第2導体層13上に、第4配線層42の樹脂絶縁層43が形成されている。樹脂絶縁層43上に導体層44が形成されている。第4配線層42は、樹脂絶縁層43を貫通する第4ビア導体45を有する。第4ビア導体45は導体層44とコア基板11の第2導体層13とを接続している。第4配線層42の上に、第4配線層42と同様に、樹脂絶縁層と、導体層と、樹脂絶縁層を貫通し、樹脂絶縁層の上下に配置されている導体層を接続するビア導体とを有している第5配線層422が積層されている。第2ビルドアップ配線層41の配線層は、コア基板11のスルーホール導体14を介して電極26へと接続されている。
プリント配線板1は、第2ビルドアップ配線層41側の表面である下面Dの略全面に、第2ソルダーレジスト層47を有する。第2ソルダーレジスト層47は、第2ビルドアップ配線層41の最外層の導体層と樹脂絶縁層の上に形成されている。第2ソルダーレジスト層47は複数の開口部47aを備える。開口部47aにより、プリント配線板1の下面D上に、接続用パッド45aが露出されている。接続用パッド45aは第5配線層422内の導体層に形成されている。接続用パッド45aは、たとえば、電子部品と接続するためのパッドである。接続用パッド45aはマザーボードなどとの接続に用いられてもよい。図1Bの例のように、接続用パッド45a上には保護膜48が形成されていてもよい。
実施形態では、コア基板の第2面11b上にビルドアップ配線層が形成されていなくてもよい。このような例では、コア基板11の第2面11bがプリント配線板の下面となり、第2面11b上に、第2ソルダーレジスト層47が形成されてよい。その場合、コア基板の第2面11b上に接続用パッドが形成されていてもよい。また、第2ビルドアップ配線層41に含まれる配線層の数と、第1ビルドアップ配線層21に含まれる配線層の数とは異なっていてもよい。
図5には、第5配線層422上に、さらに第6配線層522が積層されている例が示されている。第6配線層522は、第4配線層42と同様に、樹脂絶縁層と、導体層と、樹脂絶縁層を貫通し、樹脂絶縁層の上下に配置されている導体層を接続するビア導体とを有している。第2ソルダーレジスト層47が第6配線層522上に形成されている。図1Bの例と同様に、第2ソルダーレジスト層47の開口部47aに露出する接続用パッド45aが第6配線層522内の導体層に設けられている。図5に示されるように、第2ビルドアップ配線層41の配線層は、コア基板11のスルーホール導体14を介して電極26へと接続されていてもよい。接続用パッド45a上に保護膜48が形成されていてもよい。
低層領域E2の露出面Bには電極が形成されていないが、低層領域E2の内層には配線層が形成されていてもよい。この例が図5に示されている。第2導体層13の平面視で低層領域E2と重なる部分には、スルーホール導体14と、第4ビア導体45とを接続する配線パターン13aが形成されている。第2導体層13により低層領域E2に内層の配線層が形成されている。配線パターン13aは、スルーホール導体14や第4ビア導体45などを介して、パッド25aと接続用パッド45aとを電気的に接続している。図5に示されるように、低層領域E2の下方の第2ビルドアップ配線層41の表面に接続用パッド45aが形成されていてもよい。
プリント配線板1の製造方法の一実施形態が、図3A〜3Jを参照して説明される。
コア基板11が準備される(図3A〜C)。コア基板11は、樹脂絶縁層10と、コア基板11の第1面11aおよび第1面11aの反対側の第2面11bにそれぞれ積層されている第1導体層12および第2導体層13で形成される(図3C)。コア基板11は、樹脂絶縁層10と樹脂絶縁層10の両面にそれぞれ積層されている第1銅箔121および第2銅箔131を有する出発基板100から形成される(図3A)。樹脂絶縁層10の厚さは、例えば80μm〜150μmである。樹脂絶縁層10はシリカ等の無機粒子と樹脂で形成される。樹脂絶縁層10は、さらに、ガラスクロス、ガラス繊維およびアラミド繊維などの補強材を有してもよい。樹脂の例は、エポキシ樹脂やBT(ビスマレイミドトリアジン)樹脂である。図3Aの樹脂絶縁層10は無機粒子と補強材と樹脂で形成されている。
出発基板100に、第1銅箔121側からレーザーが照射される。出発基板100の第1銅箔121側に第1開口部15が形成される。更に、出発基板100に、第2銅箔131側からレーザーが照射される。第1開口部15に繋がる第2開口部16が第2銅箔131側に形成され、スルーホール導体14用の貫通孔17が形成される(図3(B)。第1開口部15は、第1銅箔121側から第2銅箔131側に向かってテーパーしている。第2開口部16は、第2銅箔131側から第1銅箔121側に向かってテーパーしている。
第1銅箔121と第2銅箔131、貫通孔17の側壁上に無電解めっき膜が形成される。その後、電解めっきにより、無電解めっき膜上に電解めっき膜が形成される。貫通孔17内に無電解めっき膜と無電解めっき膜上の電解めっき膜とからなるめっき膜18が形成される。同時に、第1銅箔の第1面側上と第2銅箔の第2面側上にめっき膜18が形成される。電解めっき膜で貫通孔17が充填されて、砂時計型の形状であるスルーホール導体14が形成される。めっき膜18上にエッチングレジストが形成される。エッチングレジストから露出するめっき膜18と第1銅箔121および第2銅箔131が除去される。エッチングレジストが除去される。図3Cに示されるように、第1面11aと第1面11aの反対側の面である第2面11bとを有するコア基板11が用意される。第1面11a上に第1銅箔と第1銅箔上のめっき膜18とからなる第1導体層12が形成される。第2面11b上に第2銅箔と第2銅箔上のめっき膜18とからなる第2導体層13が形成される。スルーホール導体14は、第1導体層12と第2導体層13とを接続している。
第1導体層12はパターン20を含んでいてもよい。パターン20は低層領域E2(図1参照)を形成するために使用され得る導体パターンである。すなわちパターン20は、低層領域E2を形成する場所の周縁部に、低層領域E2を形成する場所を囲むように形成され得る。低層領域E2は、実施形態のプリント配線板1では、高層領域E1(図1参照)の周囲の2方向に形成される。好ましくは、パターン20は、低層領域E2の形成場所それぞれの周縁部に形成される。図3Cでは、パターン20が、第1導体層12の他の配線パターンおよびスルーホール導体と接続されていない例が示されている。しかしながら、パターン20は、たとえば、スルーホール導体のランドパターンであるパターン12aの端部であってもよい。パターン20は、低層領域E2を形成する場所の周縁部のうちプリント配線板1の縁部を除く三辺の周縁部を周回しているパターンを含む。パターン20は、たとえば、低層領域E2が形成されるときに照射されるレーザー光のストッパとして機能し得る。低層領域E2は、その一辺が第1ビルドアップ配線層(図1B参照)からなるプリント配線板1の縁部に一致するように形成される。パターン20は、低層領域E2を形成する場所の周縁部を周回し、かつ、その両端がプリント配線板1の縁部付近に達するように形成されるのが好ましい。
以降の図3D〜3Jに示されているプリント配線板1の製造方法では、第1導体層12が形成される工程でスルーホール導体と接続されていないパターン20が形成されているコア基板11(図3C)を用いる例が説明されている。しかしながら、パターン20がパターン12aの端部として形成されているコア基板11が用いられる場合であっても、図3D〜Jで例示されている工程と同様の工程を行うことにより、低層領域E2を含むプリント配線板1が製造され得る。
図3Dに示されるように、コア基板11の第1面11a側の樹脂絶縁層10の低層領域E2を形成する場所上に分離膜201が積層される。図3Dには、パターン20の上面を完全に覆うように分離膜201が積層される例が示されている。分離膜201は、パターン20の一部だけを覆うように積層されてもよい。また、分離膜201は、端面がパターン20の側面に接するように積層されてもよい。分離膜201は、少なくともパターン20の近傍まで達するように積層されればよい。分離膜201の少なくとも1辺は、プリント配線板1の縁部の近傍まで延びている。パターン20は、前述のように、レーザー光のストッパとして機能する。このレーザー光は、後述のように、低層領域E2の形成時に、分離膜201と共に除去される部分とその他の部分とを分離するために照射される。分離膜201がパターン20まで達していないと、パターン20上へのレーザー光の照射によりその他の部分から分離される除去部分の外周付近などに、その下方に分離膜201の無い部分が多少存在するかもしれない。しかしながら、工程途上のプリント配線板1に過度なストレスを与えることなく除去部分が除去されれば問題は無い。
分離膜201は例えば、低層領域E2を形成する場所と略同じ大きさの樹脂フィルムである。分離膜201の例は、ポリイミドフィルムである。例えば、フィルム状に成形された樹脂が、樹脂絶縁層上に積層され仮溶着される。あるいは、分離膜201の積層は、液状もしくはペースト状の樹脂材料が、スクリーンマスクなどを用いて印刷などにより所定の形状で塗布され、必要に応じて、乾燥や加熱されることにより行われる。フィルム状に成形されている樹脂が使用される例では、低層領域E2が形成される場所のサイズと略同一のサイズに予めルータ加工されているフィルムが分離膜201として使用され得る。また、略液状もしくはジェル状の樹脂材料が、樹脂絶縁層上にスクリーンマスクなどを用いて印刷され、必要に応じて、乾燥や加熱により固化されて膜状に形成されてもよい。この例では、例えばジェル状樹脂材料が、低層領域低層領域E2が形成される場所を覆うように樹脂絶縁層上に印刷され得る。しかし、分離膜201を形成する原料や形状はこれらの例に制限される訳ではなく、分離膜201上に積層される樹脂絶縁層などとともに、分離膜201の積層面から容易に除去され得る膜であれば任意のものを用いることができる。分離膜201の厚さとしては、分離膜201上への樹脂絶縁層の積層を妨げず、樹脂材料が膜状へと固化される場合も固化が比較的短時間で達成されるものであればよい。
コア基板11の第1面11aに第1配線層22が積層される(図3E〜G)。コア基板11の第1面11aと第1導体層12上に、第1配線層22の第1樹脂絶縁層23が加熱プレスにより形成される。第1樹脂絶縁層23はエポキシ等の樹脂とシリカ等の無機粒子を含む。第1樹脂絶縁層23は、さらに、ガラスクロス等の補強部材を有しても良い。しかしながら、低層領域E2の形成を容易にするという観点から、補強材を含まないほうが好ましいことがある。第1樹脂絶縁層23の形成時に、第1樹脂絶縁層23を構成する樹脂材料と共に、第1樹脂絶縁層23のコア基板11側と反対側に金属箔が積層されてもよい。部分的に分離膜201の厚さによる凹凸があっても、均一な圧力でプレスできると考えられる。
図3Fに示されるように、第1樹脂絶縁層23に、第1導体層12に至る第1ビア導体25用の開口23aが形成される。たとえば、セミアディティブ法で導体層24が形成される。第1樹脂絶縁層23上および開口23a内に、無電解めっきやスパッタリングなどにより金属被膜が形成される。金属被膜上に、めっきレジスト膜が形成され、金属被膜をシード層として、めっきレジスト膜の開口部分に電解めっき膜が形成される。めっきレジスト膜が除去される。たとえば、銅の無電解めっき膜および無電解めっき膜上の電解めっき膜からなる導体層24が形成される。第1樹脂絶縁層上に金属箔が積層される場合は、金属箔を含めた3層構造の導体層24が形成される。図3Fには、そのような3層構造の導体層24が示されている。導体層24の形成と同時に、開口23aに、たとえば、無電解めっき膜が形成され、電解めっき膜が充填されることにより第1ビア導体25が形成される(図3G)。
図3E〜3Jに示されている例では、コア基板11の第2面11b側に第2ビルドアップ配線層が形成される。第4配線層42が、第1配線層22の形成と同様の工程で、コア基板11の第2面11b上に設けられる。すなわち、コア基板11の第2面11b上および第2導体層13上に第4配線層42の樹脂絶縁層43が形成される(図3E)。樹脂絶縁層43に、第2導体層13に至る第4ビア導体45用の開口43aが形成される(図3F)。樹脂絶縁層43上に、セミアディティブ法などにより、たとえば3層構造の導体層44が形成され、同時に、開口43aに第4ビア導体45が形成される(図3G)。しかしながら、図1Bで示されるプリント配線板1のように、コア基板の第2面11b上にはビルドアップ配線層が形成されず、接続用パッド45aが下面Dに形成されて、第2ソルダーレジスト層47の開口部47aによって露出されていてもよい。第2ビルドアップ配線層が形成される場合は、好ましくは第1ビルドアップ配線層と同時に形成される。
続いて、第1配線層22上、および、第4配線層42上に、それぞれ、第2配線層222および第5配線層422がさらに形成される(図3H)。前述の第1配線層22および第4配線層42の製造工程と同様の工程で、第2樹脂絶縁層223、導体層224および第2ビア導体225、ならびに、第5樹脂絶縁層423、導体層424および第2ビア導体425が形成される。
第2樹脂絶縁層223および導体層224上に第1ソルダーレジスト層27が形成される。第5樹脂絶縁層423および導体層424上に第2ソルダーレジスト層47が形成される。ソルダーレジスト層27、47と樹脂絶縁層223、423との密着性を高めるために、ソルダーレジスト層の形成前に、導体層224および424の露出面に粗化処理が行われてもよい。粗化処理の方法は、特に限定されないが、たとえば、有機酸系のエッチング剤に浸漬し、微細な凹凸を形成するマイクロエッチングなどが行われる。
第1ソルダーレジスト層27および第2ソルダーレジスト層47に、それぞれ、パッド25aおよびパッド45aを露出させる開口部27aおよび47aが露光および現像によって形成される。分離膜201の上方の領域にも第1ソルダーレジスト層27の開口部27bが形成される。
保護膜28および48がパッド25aおよびパッド45a上に形成され得る。保護膜はパッドの酸化を防止するための膜である。保護膜は例えば、Ni/Au、Ni/Pd/Au、Pd/Au、SnまたはOSP膜で形成される。
続いて、図3Jに示されるように、分離膜201を、分離膜201上に形成されている第1ビルドアップ配線層とともに除去することにより、低層領域E2が形成される。たとえば、第1ソルダーレジスト層27の開口部27bを介して第1ビルドアップ配線層21の上面Tにレーザー光が照射される。第1導体層12のパターン20の上方からレーザー光が照射される。レーザー光は第1ビルドアップ配線層21の第1および第2配線層22、222および分離膜201を貫通して第1導体層12のパターン20に至り、貫通孔を形成する。パターン20に沿ってレーザーの照射位置が順に移動する。パターン20は、低層領域E2を形成する場所の周縁部に形成され、好ましくは、パターン20の両端はプリント配線板1の縁部、すなわち、第1ビルドアップ配線層21の縁部付近に達している。レーザー光をパターン20に沿って照射することにより、低層領域E2を形成する場所を囲むように連続した複数の貫通孔が形成される。連続する貫通孔が互いに重なるように照射することで、第1ビルドアップ配線層21からなるビルドアップ配線構造の端縁を一辺とする枠状の開口が形成される。
第1導体層12のパターン20がレーザー照射時のレーザーストッパとして機能する。パターン20によりレーザー光が遮断されるため、後述の工程を経て低層領域E2の露出面Bとなる樹脂絶縁層上にレーザーが照射されてしまうことがない。
この例では、レーザー光による貫通孔の連続的な形成を行うため、高層領域E1および高層部E1aと低層領域E2との段差部分の壁面51に損傷がおきない。また、レーザーが貫通して照射される樹脂絶縁層が補強部材を含む場合であっても、樹脂絶縁層内に隙間等が生じることが起こりにくい場合がある。樹脂絶縁層上に積層されている分離膜201は樹脂絶縁層を構成する材料との良好な剥離性を有している。樹脂絶縁層からの剥離が非常に容易であるため、分離膜201の除去時に低層領域E2の壁面51および露出面B上での損傷問題が起き難い。分離膜201の除去工程が、分離膜201の下方のコア基板11や、第2ビルドアップ配線層41に影響を及ぼす可能性が低い。また、高層領域E1および高層部E1aの第1ビルドアップ配線層21、すなわち除去されずに残されるビルドアップ配線構造における積層部分の剥離も起こりにくいと考えられる。
貫通孔がレーザー光により形成されるため、開口の加工精度が高い。すなわち、低層領域E2の位置に関する加工精度のばらつきがほとんどなく、量産時の製品の信頼度が向上する。
しかしながら、開口はルータで形成されてもよい。
レーザー光の照射などにより形成された開口に囲まれている低層領域E2が形成される部分の第1ビルドアップ配線層21が、下方の分離膜201とともに除去される。低層領域E2はビルドアップ配線構造の端縁まで延びている。すなわち、低層領域E2の少なくとも一辺はプリント配線板1の縁部と一致している。このため、分離膜201をこの一辺の近傍のプリント配線板1の縁部に向かって滑らす等により、分離膜201の除去は容易に行われ得る。分離膜201および分離膜201上に形成されている第1ビルドアップ配線層21が同時に除去される。
分離膜201は、コア基板11の樹脂絶縁層10上でなく、例えば第1ビルドアップ配線層内の第1樹脂絶縁層23の上など、低層領域E2の所望の深さに応じて、低層領域E2を形成する場所の任意の樹脂絶縁層およびその上に形成されているパターン20上に形成される。例えば、第1樹脂絶縁層23およびその上に形成されているパターン20上への分離膜201の形成後、分離膜201上に第2配線層222、第3配線層322等が積層され、そして、低層領域E2を形成する場所の分離膜201上の第1ビルドアップ配線層21が分離膜201とともに除去される。低層領域E2が形成される。図5には、第1配線層22の第1樹脂絶縁層23およびパターン20上に分離膜201が積層されて低層領域E2が形成されている例が示されている。
低層領域E2の露出面B上のパターン20は、低層領域E2の形成後にエッチングなどによって除去されてもよい。図1および図5には、低層領域E2の形成後、パターン20が除去された状態が示されている。しかしながら、パターン20は、ビルドアップ配線構造内の他の配線パターンと接続されていない場合は、除去されずにそのまま低層領域E2の露出面B上に残されていても問題ないと考えられる。実施形態のプリント配線板1では、高層領域E1(図1参照)の周囲の2方向の位置に第1ビルドアップ配線層21の端縁まで達する低層領域E2が形成される。高層領域E1の周囲の3方向または4方向、或いは高層領域E1の外周部全体に低層領域E2が形成されてもよい。
実施形態の製造方法によれば、プリント配線板1の用途や実装される電子部品のサイズに応じて、プリント配線板1における高層領域E1のサイズならびに低層領域E2のサイズおよび深さなどが適宜設定され、その設計に基づいたプリント配線板1が製造され得る。
1 プリント配線板
10 樹脂絶縁層
11 コア基板
12 第1導体層
13 第2導体層
14 スルーホール導体
18 めっき膜
21 第1ビルドアップ配線層
22 第1ビルドアップ配線層の第1配線層
23 第1樹脂絶縁層
23a 開口
25a パッド
26 電極
27 第1ソルダーレジスト層
41 第2ビルドアップ配線層
42 第4配線層
43a 開口
45a 接続用パッド
47 第2ソルダーレジスト層
51 貫通孔側壁
201 分離膜
222 第2配線層
322 第3配線層
422 第5配線層
522 第6配線層
E1 高層領域
E2 低層領域

Claims (20)

  1. 第1面と該第1面の反対面である第2面を有するコア基板と、
    前記コア基板の少なくとも第1面上に樹脂絶縁層と導体層とを積層してなる少なくとも1層の配線層を含む第1ビルドアップ配線層を有するビルドアップ配線構造と、
    を有するプリント配線板であって、
    前記ビルドアップ配線構造に、電子部品用の電極を有していて積層方向の高さの高い高層領域が形成され、
    該高層領域の周囲の少なくとも2方向に前記高層領域より積層方向の高さの低い低層領域が形成され、
    前記低層領域は前記ビルドアップ配線構造の端縁まで延びている。
  2. 請求項1記載のプリント配線板であって、前記コア基板の第2面上に、樹脂絶縁層と導体層とを積層してなる少なくとも1層の配線層を有する第2ビルドアップ配線層をさらに有する。
  3. 請求項1記載のプリント配線板であって、前記低層領域が前記ビルドアップ配線構造の一部を除去することにより形成される。
  4. 請求項1記載のプリント配線板であって、前記低層領域が分離して2つ以上に形成されている。
  5. 請求項1記載のプリント配線板であって、前記低層領域が前記高層領域を挟んで対向する位置に一対で形成されている。
  6. 請求項5記載のプリント配線板であって、前記一対の低層領域と90度離れてさらに別の一対の低層領域が前記高層領域を挟んで形成されている。
  7. 請求項1記載のプリント配線板であって、前記低層領域が前記高層領域の周囲全体に形成されている。
  8. 請求項1記載のプリント配線板であって、前記低層領域の露出面は、前記コア基板を構成する樹脂絶縁層と前記ビルドアップ配線構造との境界面と同一平面上に位置する。
  9. 請求項1記載のプリント配線板であって、前記低層領域の内層には、前記電極に接続される配線層が形成されている。
  10. 請求項1記載のプリント配線板であって、前記低層領域の露出面には電子部品または他の配線板との接続用パッドが形成されていない。
  11. 請求項1記載のプリント配線板であって、前記ビルドアップ配線構造が、複数の樹脂絶縁層と導体層とを含む。
  12. 請求項1記載のプリント配線板であって、前記電極は、前記ビルドアップ配線構造の表面に形成される導体層よりも突出する部分を有している。
  13. 第1面と該第1面の反対面である第2面とを有していて前記第1面および第2面にそれぞれ第1導体層および第2導体層を有するコア基板を準備することと、
    前記コア基板の少なくとも第1面上に樹脂絶縁層と導体層とを積層することにより少なくとも1層の配線層を含む第1ビルドアップ配線層を有するビルドアップ配線構造を形成することと、
    前記第1ビルドアップ配線層の一部を除去することにより、前記ビルドアップ配線構造に、積層方向の高さの高い高層領域と、前記高層領域より積層方向の高さの低い低層領域とを形成することと、を含むプリント配線板の製造方法であって、
    前記ビルドアップ配線構造を形成することは、前記高層領域となる前記第1ビルドアップ配線層の中央部に電子部品との接続用の電極を形成することを含んでおり、
    前記高層領域の周囲の少なくとも2方向の位置に前記ビルドアップ配線構造の端縁まで達するように前記低層領域を形成する。
  14. 請求項13記載のプリント配線板の製造方法であって、前記第1ビルドアップ配線層の一部の除去を、
    前記第1ビルドアップ配線層の積層の際に、除去される配線層と該配線層の下層との間に分離膜を挿入することと、
    前記第1ビルドアップ配線層の前記コア基板と反対側の第1表面から前記分離膜に至るまで、低層領域形成場所の周囲の前記第1ビルドアップ配線層を枠状に切断することと、
    により行う。
  15. 請求項14記載のプリント配線板の製造方法であって、前記分離膜を前記コア基板と前記第1ビルドアップ配線層との間に形成する。
  16. 請求項14記載のプリント配線板の製造方法であって、前記第1ビルドアップ配線層を少なくとも2層の前記配線層で形成し、前記分離膜を前記第1ビルドアップ配線層の層間に形成する。
  17. 請求項14記載のプリント配線板の製造方法であって、さらに、前記分離膜の下側で、かつ、少なくとも前記枠状に切断される部分に金属箔を積層することを含んでいる。
  18. 請求項14記載のプリント配線板の製造方法であって、前記第1ビルドアップ配線層の一部の除去を、前記第1ビルドアップ配線層の積層の後に、前記第1ビルドアップ配線層の第1表面側からのレーザー光の照射により行う。
  19. 請求項13記載のプリント配線板の製造方法であって、前記第1ビルドアップ配線層内の前記樹脂絶縁層を貫通し、該樹脂絶縁層の両側の導体層同士を接続するビア導体を形成することと、前記第1ビルドアップ配線層の前記第1表面に第1ソルダーレジスト層を形成することと、前記第1ソルダーレジスト層に前記電極を露出させる開口を形成することと、
    をさらに有している。
  20. 請求項13記載のプリント配線板の製造方法であって、
    前記コア基板の第2面に少なくとも1つの樹脂絶縁層および導体層からなる配線層を有する第2ビルドアップ配線層を形成することと、
    前記第2ビルドアップ配線層の前記コア基板と反対側の第2表面に第2ソルダーレジスト層を形成することと、
    前記第2ソルダーレジスト層に開口を形成することにより前記第2表面側にパッドを露出させることと、
    をさらに含む。
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