多层印刷线路板的制作方法

专利名称：多层印刷线路板的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种多层印刷线路板，特别涉及可适用于IC芯片安装用的封装基板的积层多层印刷线路板。
背景技术：
在构成I c芯片用封装的积层式多层印刷线路板中，在通过钻孔形成了通孔的芯基板的两面或单面上形成层间绝缘树脂，形成了层间树脂绝缘层。在该导通孔的内壁上，通过电镀等形 成导体层，并经过蚀刻等形成图案，从而制作出导体电路。再 通过反复进行形成层间绝缘层和导体层的操作，从而得到了积 层多层印刷线路板。在最新的积层多层线路板中，为了提高通 孔及积层层的布线密度，而设置了覆盖通孔表面的导体层(盖 状电镀层)，并在该盖状电镀层上形成了导通孔。同样，为了缩短布线长度而采用这样的所谓叠加通路结构形成用导体填充导通孔而成的填充通孔，进而在该填充通孔的上方并与其相邻地设置填充通孔。专利文献l、专利文献2等为具有设置了盖状电镀层的通孔的现有技术的积层多层线路板、具有填充通孔的现有技术的积层多层线路板。专利文献l'.曰本4争开2001 — 127435号7>才艮 专利文献2:日本特开平ll - 251749号7^才艮 在为了缩短上述布线长度而采取了叠加通孔构造时，容易使导通孔的可靠性降低、难以减小导通孔直径。通常，导通孔的底部直径变小，则形成在导通孔上的导体与下层导体(连接
盘(land))之间的连接面积变小，因此导通孔与连接盘之间 的接合力降低，在进行热循环试验等时，可看出在两者之间连 接电阻增大的倾向。在此，在积层多层线路板中，通过在形成无电解电镀膜之 后形成电解电镀膜来形成导通孔。 一般认为，由于先形成的无 电解电镀膜含有有机物、氢分子、氢原子等而比较脆，因此在 该无电解电镀膜上容易产生裂紋。另外， 一般认为，由于无电 解电镀膜的延展性较差，因此在安装IC芯片等时、在印刷线路 板上产生了翘曲的情况下，无电解电镀膜会因无法追随于该翘 曲进行变形而容易从连接盘上剥离。发明内容本发明是为了解决上述课题而作出的，其目的在于提供一 种在小直径的填充通孔上方并与其相邻地形成填充通孔而不降 低连接可靠性的多层印刷线路板。由发明人进行的锐意研究的结果可明确知道，在多层印刷 线路板上存在特定部位上的导通孔可靠性降低的倾向。在此，通过模拟可知，在热循环时，对形成在第l层间绝 缘层的填充通孔(以下称为第l填充通孔)上方并与其相邻的 第2层间绝缘层的填充通孔(以下称为第2填充通孔)的底部施 加的应力大于对该第l填充通孔底部施加的应力。在技术方案l中，通过使形成在第l层间绝缘层的填充通孔 上方并与其相邻的第2层间绝缘层的填充通孔底部直径小于第 l层间绝缘层的填充通孔的底部直径，从而可以实现采用小直 径的导通孔来提高集成率，同时不使叠加通孔的连接可靠性降 低。在此，在本发明中，将如图19 ( A)所示那样的凹入量(从 上端面起的凹入量)Pl为71im以下的通孔、以及如图19 ( B )所示那样的凸起量(从上部平坦面起的突出量)P2为7pm以下 通孔定义为填充通孔。进而，可以在盖状导体层(盖状电镀层)之上形成第l填 充通孔。在盖状导体层上形成第l填充通孔时，由于通孔与成 为芯部的绝缘性基板处的物性不同，所以盖状导体层变形得较 大且复杂。这种在盖状导体层上做成叠加通孔的情况，由于在 位于更上方位置的部分处变形量变大，所以容易对第2填充通 孔的底部施加4交大应力。


图l是表示本发明的第l实施例的多层印刷线路板的制造 方法的工序图。图2是表示第l实施例的 序图。图3是表示第l实施例的 序图。图4是表示第l实施例的 序图。图5是表示第l实施例的 序图。图6是表示第l实施例的 序图。图7是第l实施例的多层印刷线路板的剖视图。 图8是表示把IC芯片载置于第l实施例的多层印刷线路板 上的状态的剖视图。图9是通孔的盖状电镀层的俯视图。 图10是表示实施例的评价结果的图表。多层印刷线路板的制造方法的工 多层印刷线^各板的制造方法的工 多层印刷线路板的制造方法的工 多层印刷线路板的制造方法的工 多层印刷线路板的制造方法的工
图ll是表示实施例的评价结果的图表。图12是表示实施例的评价结果的图表。图13是表示实施例和第l比较例的评价结果的图表。图14是表示实施例的评价结果的图表。图15是表示实施例的评价结果的图表。图16是表示实施例的评价结果的图表。图17是表示实施例的评价结果的图表。图18是表示第2实施例的评价结果的图表。图19是表示本发明中的填充通孔的说明图。附图标记的说明30:基板；34:导体电路；36:通孔；36a:盖状电镀层 (通孔连接盘)；36b:侧壁导体层；36d:盖状电镀层(通孔 连接盘)；40:树脂填充层；50:层间树脂绝缘层；58:导体 电路；60:填充通孔；70:阻焊剂层；71:开口； 78U、 78D: 焊锡凸块；160:填充通孔。
具体实施方式
第l实施例首先，参照图1~图8说明本发明的第1实施例的多层印刷 线路板10的结构。图7表示该多层印刷线路板10的剖视图，图8 表示在图7所示的多层印刷线路板IO上安装IC芯片90、并将多 层印刷线路板10载置在子板94上的状态。如图7所示，在多层 印刷线路板10中，在芯基板30的表面上形成有导体电路34。芯 基板30的表面和背面通过通孔36相连接。通孔36由构成通孔连 接盘的盖状电镀层36a、 36d、和侧壁导体层36b构成，并在侧 壁导体层36b的内部填充入树脂填充材料37。在盖状电镀层(通 孔连接盘)36a、 36d上配设有层间树脂绝缘层50和层间树脂绝
缘层150。在层间树脂绝缘层50上形成有填充通孔60及导体电 路58;在层间树脂绝缘层150上形成有填充通孔160及导体电路 158。在填充导通孔160及导体电路158的上层形成有阻焊剂层 70，穿过该阻焊剂层70的开口部71而在填充通孔160及导体电 路158上形成有凸块78U、 78D。如图8所示，多层印刷线路板10的上表面侧的焊锡凸块 78U与IC芯片90的连接盘92相连接。另一方面，下表面侧的焊 锡凸块78D与子板94的连接盘96相连接。图9 ( A)为盖状电镀层(通孔连接盘)36a的俯视图。通 过钻孔将通孔用开口形成为0.08mm ~ 0.25mm。盖状电镀层 36a形成为圆形，该盖状电镀层36a上的填充通孔60的底部形成 在侧壁导体层36b的内侧。在此，填充通孔60的底部形成为直 径dl(60pim)。另一方面，在图6中所示的填充通孔60上层的 层间绝缘层150上所形成的填充通孔160，形成为底部直径d2 (45iim )。图9 ( B )是盖状电镀层(通孔连接盘)36d的俯视图。盖 状电镀层36d形成为将2个半圆合起来的不倒翁型，该盖状电镀 层36d上的填充通孔60的底部形成于不是通孔上侧的部分上。 在此，填充通孔60的底部形成为直径dl ( 60pim)。另一方面， 形成在图6中所示的填充通孔60上方并与其相邻的填充通孔 160，被形成为底部的直径d2 ( 45iim)。如图9(E)、图9(F) 所示那样，盖状电镀层也可以不是圆的一部分。如这些例子所示，若只使盖状电镀层的形成填充通孔的部分自通孔向平面方 向突出，则可以以较窄间距配置通孔。此外，也可以不将填充 材料填充在通孔内部，而用与侧壁导体层同样的材质来填充通 孔。在此，对于模拟了在热循环时施加在盖状电镀层36d上的
填充通孔6 0和形成于该填充通孔上方并与其相邻的填充通孔160上的应力的结果进行说明。在此，进行了有限元法(FEM)的3D热应力模拟。在解 析构造体中含有焊锡等这样的塑性、蠕变特性显著的材料时， 由于考虑到塑性、蠕变特性而需要进行非线性热应力模拟，首 先以较粗的网格对包括整个基板在内的模型进行解析，并将由 此计算出的变位作为以较细的网格分割成的子模型的分界条 件，采用对视为问题的部分进行精密解析的通用换算(子模型 化)手法，对热冲击试验时施加在高多层、高密度有机封装的 微通路上的热应力进行解析。即，对封装的Coarse模型进行解 析，并将其变位设定为子模型的分界条件，考虑到焊锡的塑性 而在-5°C ~ 125°C的热冲击试验条件下进行非线性热应力解析。其结果可知，在盖状电镀层36d的填充通孔60的底部上施 加的应力为130MPa，在形成于该填充通孔60上层的填充通孔 160的底部上施加的应力为lOOMPa。即，在热循环时，施加在形成于第2层间绝缘层150上的填 充通孔160的底部的应力小于施加在形成于盖状导体层(盖状 电镀层)36d之上的填充通孔60的底部的应力。因此，在第l实施例中，使填充通孔160的底部直径d2小于 形成在盖状导体层(盖状电镀层)36a、 36d上的填充通孔60 的底部直径dl。由此，从而可以实现在各部位釆用最小直径的 填充通孔来提高集成率，而不降低连接可靠性。图9 ( C)、图9 ( D)示出其他例子的盖状电镀层的形状。 在图9 ( C)中，在圆形的盖状电镀层36a中，在侧壁导体层36b 上形成填充通孔60。在图9(D)中，在不倒翁型的盖状电镀层 36d中，在侧壁导体层36b的上侧形成填充通孔60。图9(G) 示出连接盘36e上的填充通孔的形态，由布线12连接填充通孔 的连接盘36e与盖状电镀层36a、通孔侧壁导体层36b。在该情 况下，从提高连接可靠性方面考虑，最好是填充通孔60的直径 大于填充通孔160的直径。接下来，参照图1~图6对参照图8上述的多层印刷线路板 IO的制造方法进行说明。(1 )将在由厚度为0.2- 0.8mm的玻璃环氧树脂或BT(双 马来酰亚胺三溱)树脂构成的绝缘性基板30的两面上层压了 5~ 2501im的铜箔32而成的覆铜层压板30A作为原始材料(图1 (A))。首先，用钻头对该覆铜层压板进行钻孔而贯穿设置通 孔16 (图1 ( B)),实施无电解电镀处理及电解电镀处理(后述 的电镀液和条件参照工序(13)、 ( 15)),形成了通孔36的侧壁 导体层36b (图l ( C))。通过选择钻头使通孔16的开口直径形 成为OO.l ~ 0.25mm , 并将这些通孑L的间距做为0.15 ~ 0.575mm。(2)对形成了通孔36的基板30进行水洗、并使其干燥之 后，进行将含有NaOH( 10g/l)、 NaClO"40g/ 1)、 Na3P04 (6g/ 1 )的水溶液作为黑化浴(氧化浴)的黑化处理、及将 含有NaOH ( 10g/ 1 )、 NaBH4 ( 6g/ 1 )的水溶液作为还原浴 的还原处理，从而在通孔3 6的侧壁导体层3 6 b及表面上形成了 粗糙面36a (图1 ( D))。(3 )接着，通过丝网印刷将含有平均粒径为lOiim的铜粒 子的填充剂37(夕、7夕(Tatsuta)电线制的非导电性填坑铜 膏，商品名称DD膏)填充到通孔36中并使其千燥、固化(图 2(A))。这就是指在载置有掩模的基板上，通过印刷法进行涂 敷，从而填充到通孔中，并在填充之后使其干燥固化。上述掩 模在通孔部分设有开口 。
而且，接着，采用#600的带式研磨纸(三共理化学制)进行砂带磨床研磨来除去从通孔36溢出的填充剂37,再进行抛光 研磨，用于除去由该砂带磨床研磨造成的伤痕，使基板30的表 面变平坦(图2(B))。像这样地操作，得到了通过粗糙层36a 将通孔36的侧壁导体层36b与树脂填充剂37牢固地紧贴在一起 的基板30。(4) 在上述(3)中变平坦了的基板30的表面上施加钯催 化剂(7卜亍y夕(AtoTech)制)并实施无电解镀铜，从而 形成了厚度为0.6iim的无电解镀铜膜23 (参照图2 ( C ))。(5) 接着，以以下条件实施电解镀铜，形成厚度为15iim 的电解镀铜膜24,从而形成了成为导体电路34部分的增厚层、 及成为覆盖填充在通孔36中的填充剂37的盖状电镀层(通孔连 接盘)的部分(图2 (D))。电解电镀水溶液硫酸 180g/l硫酸铜 80g/l添力口剂 (7卜亍、;/夕-卞^ y (Atotech japan)制，商品名 称力八°， 、乂 K、GL) 1ml/ 1电解电镀条件电流密度 lA/dm2 时间 70分钟温度 室温(6) 在形成有成为导体电路及盖状电镀层的部分的基板 30的两面上粘贴市场上销售的感光性干膜，并在其上载置具有 图案的掩模，以100mJ/cm2进行曝光，以0.8%碳酸钠进行显 影处理，从而形成了厚度为15iim的抗蚀层25 (参照图2 ( E))。 通过调整掩模上形成的图案可以选择将填充通孔的连接盘形状
形成为图9(A) 图9(F)中任一形状，或使各填充通孔的每 一填充通孔形成为从上述形状中选择的形状。此外，也可以做 成其他形状。在图9(A)时，在具有侧壁导体层36b时，填充 通孔60需要形成在侧壁导体层36b的内壁内，在用用样的材质 填充通孔内时，填充通孔60需要位于开口 16内。在图9(C)、 图9 (D)中，在用用样的材质(例如铜(也可以是无电解铜和 电解铜的组合物)或导电性膏)填充通孔内时，填充通孔60位于开口 16上。(7) 而且，由以氯化铜为主要成分的蚀刻液溶解并除去 未形成抗蚀层25的部分的电镀膜23、 24和铜箔32,然后用 5q/oKOH剥离除去抗蚀层25，从而形成了独立的导体电路34、 及覆盖填充剂37的盖状电镀层36a、 36d (参照图3 ( A))。这 是所谓的隆起法(tenting )。(8) 接着，在导体电路34及覆盖填充剂37的盖状电镀层 36a、 36d的表面上形成由Cu"" Ni- P合金构成的厚度为2.5iim 的粗糙层(凹凸层)34(3，再在该粗糙层34p的表面上形成了厚 度为0.3pim的Sn层(参照图3 ( B),但Sn层未图示)。(9) 将比基板稍大一些的层间树脂绝缘层用树脂膜(味 之素社制，商品名称ABF—45SH) 50y栽置在基板的雨面上， 并在以压力0.45MPa、温度80。C、压接时间10秒的条件进行临 时压接并将其裁断之后，再使用真空层压装置通过以下方法进 行粘贴，从而形成了层间树脂绝缘层50 (图3 ( C))。即，以真 空度67Pa、压力0.47MPa、温度85。C、压接时间60秒的条件 将层间树脂绝缘层用树脂膜正式压接到基板上，之后在17(TC 的条件下使其热固化40分钟。(10) 接着，用波长为10.41im的C02气体激光在光束直径 为4.0mm、凹帽头模式、脉沖宽度为3~ 30p秒、掩模的通孔直
径为1.0~ 5.0mm、 1 3次射击的条件下，在层间树脂绝缘层2 上形成了导通孔用开口51 (图3 (D))。在此，调整上述激光条 件，以使得在层间树脂绝缘层50上，导通孔的底部半径成为 060pm。结果，形成在盖状电镀层36a、 36d上的导通孔的底 部直径为O60iim。(11) 将形成了导通孔用开口51的基板浸渍在含有60g/1 的高锰酸的80。C溶液中IO分钟，溶解除去存在于层间树脂绝缘 层2表面上的环氧树脂粒子，从而在包括导通孔用开口 51的内 壁在内的层间树脂绝缘层50的表面上形成了粗糙面50a (图4(A))。(12) 接着，将完成了上述处理的基板浸渍在中和溶液(、乂 7° < (Shipley Company)社制)中之后，对其进行水洗。然 后，通过在进行了表面粗糙化处理(粗糙化深度3pm)的该基 板表面上施加钯催化剂，使催化剂核附着在层间树脂绝缘层的 表面及填充通孔用开口的内壁面上。即，通过将上述基板浸渍 在含有氯化钯(PdCl2)和氯化亚锡(SnCl2)的催化剂溶液中， 析出钯金属来施加催化剂。(13) 接着，将施加了催化剂的基板浸渍在上村工业社制 的无电解镀铜水溶液(只/l^力、乂 7。PEA)中，在整个粗糙面上 形成了厚度为0.3 3.0imi的无电解镀铜膜，从而得到了在包括 导通孔用开口51的内壁在内的层间树脂绝缘层50的表面上形 成了无电解镀铜膜52的基板(图4 (B))。无电解电镀条件在34。C的液体温度中进行45分钟(14) 在形成有无电解镀铜膜52的基板上粘贴市场上销售 的感光性干膜，并在其上载置掩模，以110mJ/cm2进行曝光、 以0.8 %碳酸钠水溶液进行显影处理，从而形成了厚度为2 5 ii m 的阻镀层54 (参照图4 ( C))。(15)接着，在用5(TC的水将基板30清洗干净、对其进行 脱脂，并用25。C的水对其进行水洗之后，再用硫酸对其进行清 洗，然后在以下条件下实施电解电镀，从而形成了电解镀铜膜 56 (图5 ( A))。电解电镀溶液硫酸硫酸铜添力口剂整平剂光泽剂电解电镀条件2.24 mo1/ 1 0.26 mo1/ 1 19.5 ml / 1 50mg/ 1 50mg/ 1电流密度时间温度1A/ dm2 70分钟 22±2°C(16) 然后，在用5。/。KOH剥离并除去了阻镀层54之后， 用硫酸与过氧化氢的混合液对该阻镀层下面的无电解电镀膜进 行侵蚀处理而将其溶解除去，做成了独立的导体电路58及填充 通孔60 (图5 (B))。(17) 接着，进行与上述(4)相同的处理，在导体电路 58及填充通孔60的表面上形成了粗糙面58a。上层的导体电路 58的厚度为15pm (图5 ( C))。但是，上层导体电路的厚度也 可以形成在5~ 25nm之间。(18) 通过重复进行上述(9) ~ (17)的工序，进而形 成了具有上层导体电路158、填充通孔160的层间绝缘层150， 从而得到了多层线路板(图5 (D))。在此，将填充通孔160的 底面半径调整为22.5pim。 (19) 接着，在多层布线基板的两面上涂敷20iim厚的市 场上销售的阻焊剂组成物70,并在以70°C下进行20分钟、70 。C下进行30分钟的条件进行干燥处理之后，使描画出阻焊剂开 口部的图案的、厚度为5mm的光掩模紧贴在阻焊剂层70上，并 用1000mJ/cm2的紫外线进行曝光，用DMTG溶液进行显影处 理，从而形成了直径为200iim的开口71 (图6 (A))。而且，进一步在80。C下进行1小时、100。C下进行l小时、 120 。C下进行1小时、150 。C下进行3小时的条件下分别进行加热 处理，使阻焊剂层固化并使其具有开口 ，从而形成了其厚度为 15 ~ 25pm的阻焊剂图案层。(20) 接着，将形成了阻焊剂层70的基板在含有氯化镍 (2.3 x l(T imo1/1)、次磷酸钠(2.8x 10一111101/1)、柠檬酸钠(1.6x 10_1mol/l)的pH- 4.5的无电解镀镍溶液中浸渍20 分钟，在开口部71上形成了厚度为5iim的镀镍层72。并且，在 80。C的条件下将该基板在含有氰化金钾(7.6 x 10 —3mol/l)、 氯化铵(1.9 x 10—imo1/1)、柠檬酸钠(1.2x 10"mo1/1)、 次磷酸钠(1.7x 10_imol/l)的无电解镀金溶液中浸渍7.5分 钟，在镀镍层72上形成了厚度为0.03iim的镀金层74(图6( B))。 除了镍-金层之外，也可以形成单层的锡层、贵金属层(金、 银、钯、钿等)。(21 )之后，在基板的载置IC芯片的一面的阻焊剂层70 的开口 71上印刷了含有锡-铅的焊锡膏，并在另 一面的阻焊剂 层的开口上印刷了含有锡-锑的焊锡膏，之后在20(TC的条件 下进行回流焊而形成了焊锡凸块(焊锡体)，从而制造出具有焊 锡凸块78U、 78D的多层印刷线路板(图7)。通过焊锡凸块78U安装IC芯片90。而且，通过焊锡凸块78D 将多层印刷线路板10安装到子板94上(图8)。
下面，对用于实际验证第1实施例的多层印刷线路板10的 效果的实施例进行说明。首先，对改变了第l填充通孔的底部 半径、第2填充通孔的底部直径、第l填充通孔的连接盘形状(参照图9)，并改变了第l填充通孔的形成位置((i)在盖状电镀层 上、且在通孔上方并与其相邻(参照图9 ( A))，或(ii)连接 盘36e上(参照图9 ( G)),或(iii)在盖状电镀层上、且在除 了位于通孔上方并与其相邻的部分以外的盖状电镀层上(参照 图9 ( B)),或(iv)在盖状电镀层上，且在侧壁导体层上(参 照图9(C)、 (D)))的多层印刷线路板反复进行加热、冷却之 后的电阻变化率进行说明。在此，以上述第l实施例为基准制 作出如图10 ~ 13所示的实施例1 ~ 120、比较例1 ~ 6的多层印刷 线路板。具体地说，参照图l (B),在上述工序(1)中，改变 用于进行开孔的钻头的直径来改变开口 16的直径，其间距随着 将开孔位置数据输入到开孔机中而变化。另外，通过调整工序 (10)中所示的激光条件来设定第1及第2填充通孔的底部直 径，通过根据填充通孔的连接盘形状或连接盘上的形成位置将 导通孔开口形成位置数据输入到激光加工机来调整第l及第2 填充通孔的形成位置。如参照图2 (E)所述的工序(6)中说 明的那样，通过调整掩模图案来设定第l填充通孔的连接盘形 状。将IC芯片安装在像这样制作成的各实施例、比较例的多层 印刷线路板上，之后在IC芯片与多层印刷线路板之间填充密封 树脂而做成IC搭载基板。而且，对通过IC芯片的特定回路的电 阻(从IC搭载基板的与IC芯片搭载面相反侧的面露出、并与IC 芯片导通的一对电极之间的电阻)进行测定，并将该值设为初 始值。之后，在这些IC搭载基板上，将-55度x5分钟、125 度x 5分钟作为l个循环地进行将该循环重复2500次的热循环 试验。在该热循环试验中，对第500、 1000、 1250、 1500、 1750、
2000、 2500次循环的电阻进行测定，求得与初始值相比的变化 率(100 x (测定值-初始值)/初始值(％ ))。其结果如图10 ~13中所示。图中将电阻变化率在± 5%以内的情况设为"良好，， (〇)，将电阻变化率在±5~ 10%的情况设为"一般，，(△),将电阻变化率在超过± 10%的情况设为"不良,，(x )。另外，目标规格为第1000次循环的变化率在± 10%以内(即评价为 "良好，，或"一般，，)。另外，将变化率在± 10%以内的情况设为合格。此外，与各实施例l ~ 120对应，制作用与侧壁导体层相同 材质完全填充到通孔内而成的多层印刷线路板，作为实施例 121 ~ 240。同样地安装IC后，进行热循环试验。此时，把开口 内的电解镀铜条件设为0.1A/ dm2。实施例120 ~ 240的结果示 于图14~图17中。进而，在各实施例3、 7、 11....... 115、 119(实施例1~120内的相当于第l填充通孔的连接盘形状为iii的实施例)中， 制作将IC下方并与其相邻的通孔处的第l填充通孔的连接盘形 状做成(i)的第2实施例1~30。在第2实施例1 ~ 30中也是在 安装了IC后实施热循环试验。在其后的评价中，测定同时含有 (i)与(iii)的特定回路的连接电阻。第2实施例1~30的填 充通孔的底部直径等的形态与评价结果示于图18。根据该评价结果可知，使第l填充通孔的底部直径大于第2 填充通孔底部直径的实施例1~ 120至少达到目标规格，并且在 第1250次循环时也是合格的。相对于此，第l填充通孔的底部 直径为第2填充通孔底部直径以下的比较例1 -比较例6在目标 规格的循环上为"一般"或"不良"，在第1250次循环时全部 为"不良"。在比较例1 比较例6中，由于第2填充通孔的底部 直径为第2填充通孔底部直径以上，因此第2填充通孔与第l填
充通孔的连接盘之间的接合为牢固。因此，其原因推测为是 否是由于第2填充通孔和其周围的绝缘层等緩和了应力而难以变形，所以加热、冷却时的应力集中在第l填充通孔的连接盘(连接盘形状为(i)、 (iii)、 (iv)时为盖状导体层)与第l填充通孔底部，使第l填充通孔底部与连接盘之间的接合变弱而 增加了连4妾电阻。此外，根据比较例l ~比较例4与比较例5、比较例6的比较 可知，即使第l填充通孔的底部直径在第2填充通孔的底部直径 以下，在通孔直径与其间距密度较低的情况下，也达到了目标 规格，而在通孔半径为100nm以下，如其间距为385pm以下， 则在第IOOO次循环处为不良。其差异推测为是由于后者所产生 的应力较大。其理由推测为，在比较例5、比较例6中，由于在 绝缘性基板30上高密度地设置与绝缘性基板(热膨胀系数 50 ~ 60ppm )的热膨胀系数有较大差异的通孔导体(铜 16ppm)，而使多层印刷线路板的变形较大。因而可知，将本 发明应用在通孔半径为100|im以下、其间距为3851im以下的多 层印刷线路板上具有较大的意义。根据实施例1~ 120中的第1500、 1750、 2000次循环的结 果可知，即使第l填充通孔的底部直径小于第2填充通孔的底部 直径，因第l填充通孔的连接盘形状而耐热循环性也不同。按 (iv) — (ii) — (iii) — (i)的顺序长期可靠性优良。推测 其原因为是否是由于在绝缘性基板30上形成有与绝缘性基板 的杨氏模量、横向变形系数、热膨胀系数等物理特性不同的通 孔，所以因第l填充通孔的连接盘形状或第l填充通孔的位置、 连接盘与通孔间有无布线等，而使施加于第l填充通孔底部与 连接盘之间的应力发生变化。由于通孔与绝缘性基板的物性值 不同，所以绝缘性基板与通孔进行不同的变形。在(iv)时，
估计因为第1填充通孔的底部覆盖于两侧，所以第1填充通孔的应力大于(i) ~ (iii)时的应力。与此相对，在(i) ~ (iii) 中，估计由于第l填充通孔位于通孔上或绝缘性基板上，所以 耐热循环性优良。相对于(i), (iii)较差的理由是，由于在通 孔内壁上形成难变形的铜(相对于绝缘性基板的杨氏模量大、 热膨胀系数小)作为通孔侧壁导体，所以通孔内部相对于绝缘 性基材部的变动量变小。还认为也有内壁的粗糙层36a (参照 图1(D))的影响。因此，估计施加于第l填充通孔底部与连接 盘(盖状导体层)之间的应力变小。而且，估计相对于(ii), 因为(iii)中第l填充通孔的连接盘位于通孔附近，所以因通 孔侧壁导体的影响使(iii)的第l填充通孔的变动量变少。进而，由第2500次循环的结果可知，优选是第l填充通孔 的底部直径/第2填充通孔的底部直径为1.3 1.7。推测是由 于，如果是这种范围，则即使第2填充通孔的底部与第1填充通 孔表面之间的接合力低于第l填充通孔的连接盘((i)、 (iii)、 (iv)时为盖状导体层)与第l填充通孔底部之间的接合力(每 单位面积的粘合力x接合面积)，由于两者间的应力存在差异，所以接合力/应力成为几乎同等(在两者存在差异时，应力集 中在较弱的一方上，在该部分易于产生剥离等问题)。此外，实施例121 ~ 240的结果与实施例l ~ 120相同。 若比较第2实施例1 ~ 30的结果与实施例l、 5、 ...113、 117 (实施例1~ 120中的第1填充通孔的连接盘为(i)时)，则结 果相同。因而，可知只要是将至少位于IC下方并与该IC相邻的 第l填充通孔形成在通孔上方并与该通孔相邻，4吏该第l填充通 孔的底部直径小于第2填充通孔的底部直径即可。推测这是由 于因IC与绝缘性基板的热膨胀系数的差异而在IC下方并与该 IC相邻的部位处应力较大。
权利要求
1.一种多层印刷线路板，是在具有通孔的芯基板上叠层第1层间树脂绝缘层、由无电解电镀膜和电解电镀膜构成的填充通孔、和导体电路，并在该第1层间树脂绝缘层之上叠层第2层间树脂绝缘层、由无电解电镀膜和电解电镀膜组成的填充通孔、和导体电路而成，其特征在于，使形成在第1层间绝缘层的填充通孔上方并与该填充通孔相邻的第2层间绝缘层的填充通孔的底部直径小于该第1层间绝缘层的填充通孔的底部直径。
2. 根据权利要求l所述的多层印刷线路板，其特征在于， 在上述通孔端处形成封闭该端的盖状导体层，第l层间绝缘层 的填充通孔形成在上述盖状导体层之上。
全文摘要
本发明提供一种多层印刷线路板，在小直径的填充通孔的上方并与其相邻地形成填充通孔而不降低连接可靠性。在热循环时，施加于形成在盖状电镀层(36a、36d)之上的填充通孔(60)的应力大于施加于形成在第2层间树脂绝缘层(150)上的填充通孔(160)上的应力。因此，使填充通孔(60)的底部直径(d1)大于形成于该填充通孔(60)上方并与其相邻的填充通孔(160)的底部直径(d2)。
文档编号H01R12/51GK101112141SQ20068000385
公开日2008年1月23日 申请日期2006年1月30日 优先权日2005年2月2日
发明者吴有红 申请人:揖斐电株式会社