布线基板的制作方法
【专利摘要】本发明的布线基板包括绝缘层(10)、以及夹着绝缘层(10)而进行配置的上侧布线图案(11)和下侧布线图案(12)。下侧布线图案(12)与向上侧布线图案(11)一侧突出的圆锥台的凸部(12A)一体成形，上侧布线图案(11)与向下侧布线图案(12)一侧突出的圆锥台的凸部(11A)一体成形。凸部(11A、12A)的接合端部相接合，从而形成层间连接导体(13)。层间连接导体(13)导通上侧布线图案(11)与下侧布线图案(12)。由此，提供一种不会妨碍小型化、并能防止层间连接导体的可靠性下降的布线基板。
【专利说明】布线基板
【技术领域】
[0001]本发明涉及在绝缘层中形成有导体图案的布线基板。
【背景技术】
[0002]在布线基板中，对于将不同层间的布线图案进行电连接的层间连接导体(通孔导体)，一般通过在布线基板上设置贯通孔(通孔)，并对通孔的内壁实施镀敷，来形成所述层间连接导体。然而，若对通孔的镀敷的附着性变差，则在加热冷却时镀敷层会因压力而发生剥离或切断等，从而导致通孔的可靠性发生问题。
[0003]在专利文献I中，公开了一种通孔可靠性优异的印刷布线板的制造方法。图1是专利文献I所记载的布线基板的示意性剖视图。在图1所示的印刷布线基板中，在金属板100的一面形成有附着银糊料IOlA的圆锥梯形突起101的突起，突起侧形成有绝缘层102，其外侧设置有金属箔103，所述印刷布线基板在加热、加压下层叠成形。然后，对两面金属板103、104实施电路成形、贵金属镀敷，从而形成印刷布线基板。在该专利文献I中，由于并不是对通孔的内壁实施镀敷，而是将金属板100上所形成的梯形突起101作为通孔导体，因此，在加热冷却时镀敷层不会发生剥离等，从而能防止通孔可靠性的下降。
现有技术文献 专利文献
[0004]专利文献1:日本专利特开2000-68641号公报
【发明内容】
发明所要解决的技术问题
[0005]然而，在专利文献I中，作为通孔导体的金属板100的梯形突起101在布线基板的面方向上具有宽度，因此，存在妨碍布线基板小型化的问题。布线基板的厚度方向、即梯形突起101的高度越高，上述问题表现得越显著。
[0006]因此，本发明的目的在于，提供一种不会妨碍小型化、并能防止层间连接导体的可靠性下降的布线基板。
解决技术问题所采用的技术方案
[0007]本发明所涉及的布线基板包括:绝缘层；第一导电图案和第二导电图案，该第一导电图案和第二导电图案夹着该绝缘层而进行配置，沿平面方向延伸；以及层间连接导体，该层间连接导体沿厚度方向贯穿所述绝缘层，以导通所述第一导电图案和所述第二导电图案，所述层间连接导体具有在所述厚度方向上分别从所述第一导电图案和所述第二导电图案向相对的所述第一导电图案和所述第二导电图案变细的部分。
[0008]在该结构中，导通第一导电图案和第二导电图案的层间连接导体采用以下结构:即，具有向厚度方向的中央部逐渐变细的部分。因此，与以往那样呈梯形的情况相比，即使增大高度也能抑制基板在平面方向上的宽度，从而能实现布线基板的小型化。
[0009]在本发明所涉及的布线基板中，所述层间连接导体也可以采用以下结构:S卩，向前端变细的两个连接导体形成为在前端部上进行接合。
[0010]在该结构中，将向前端变细的两个连接导体进行接合，从而形成层间连接导体。通过将这两个连接导体的高度设得相同，能将沿面方向的宽度抑制为最小限度，从而能进一步实现布线基板的小型化。
[0011 ] 在本发明所涉及的布线基板中，优选采用以下结构:即，两个所述连接导体中的一个所述连接导体在所述厚度方向上朝所述第二导电图案一侧突出，并与所述第一导电图案一体成形，另一个所述连接导体在所述厚度方向上朝所述第一导电图案一侧突出，并与所述第二导电图案一体成形。
[0012]在该结构中，层间连接导体与第一导电图案和第二导电图案一体成形，因此，在第一导电图案和第二导电图案中，与层间连接导体之间不存在接合界面。此外，所谓一体成形，是指由一种相同的金属构件所形成。
[0013]伴随温度变化(过热和冷却)而发生的膨胀和收缩会导致绝缘层与导电图案的接合部分上因膨胀率不同而产生应力。假设在层间连接导体与第一导电图案或第二导电图案之间存在接合界面的情况下，所产生的应力会集中于接合界面，从而有可能会导致接合界面发生剥离。由此，有可能会在第一导电图案与第二导电图案之间发生导通不良，或在布线基板上广生裂纹等。
[0014]因此，将形成层间连接导体的连接导体分别与第一导电图案和第二导电图案一体成形，从而能防止因剥离而导致的导通不良，并防止布线基板产生裂纹等。
[0015]另外，在像以往那样通过对通孔的内壁实施镀敷来连接第一导电图案和第二导电图案的情况下，连接部分的电阻值会增大。与之相对，如本发明那样，将作为层间连接导体的层间连接导体与第一导电图案和第二导电图案一体成形，从而连接部分的电阻值不会增大，因此，能避免发生上述问题。
[0016]在本发明所涉及的布线基板中，也可以采用以下结构:即，所述第一导电图案具有与所述绝缘层侧一体成形的连接盘，所述布线基板还包括安装于所述连接盘并配置于所述绝缘层内的电子元器件。
[0017]如上所述，本发明的层间连接导体沿面方向的宽度较小，因此，在该结构中，在将电子元器件内置于绝缘层内的情况下，在能将布线基板小型化这点上较为有利。
发明效果
[0018]根据本发明，不会妨碍布线基板的小型化，并能防止层间连接导体的可靠性下降。【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1是专利文献I所记载的布线基板的示意性剖视图。
图2是实施方式I所涉及的布线基板的示意性剖视图。
图3A是依次表示实施方式I所涉及的布线基板的制造工序的示意图。
图3B是依次表示实施方式I所涉及的布线基板的制造工序的示意图。
图3C是依次表示实施方式I所涉及的布线基板的制造工序的示意图。
图3D是依次表示实施方式I所涉及的布线基板的制造工序的示意图。
图3E是依次表示实施方式I所涉及的布线基板的制造工序的示意图。
图4是实施方式2所涉及的布线基板的示意性剖视图。 图5A是依次表示实施方式2所涉及的布线基板的制造工序的示意图。
图5B是依次表示实施方式2所涉及的布线基板的制造工序的示意图。
图5C是依次表示实施方式2所涉及的布线基板的制造工序的示意图。
图是依次表示实施方式2所涉及的布线基板的制造工序的示意图。
图6A是依次表示实施方式2所涉及的布线基板的制造工序的示意图。
图6B是依次表示实施方式2所涉及的布线基板的制造工序的示意图。
图7是实施方式3所涉及的布线基板的示意性剖视图。
图8A是依次表示实施方式3所涉及的布线基板的制造工序的示意图。
图8B是依次表示实施方式3所涉及的布线基板的制造工序的示意图。
图8C是依次表示实施方式3所涉及的布线基板的制造工序的示意图。
图8D是依次表示实施方式3所涉及的布线基板的制造工序的示意图。
图8E是依次表示实施方式3所涉及的布线基板的制造工序的示意图。
【具体实施方式】
[0020]本发明所涉及的布线基板包括由绝缘树脂所构成的绝缘层、以及设置于绝缘层中的导电性的布线图案(导电图案)。绝缘层可以是一层，也可以是多层。另外，形成绝缘层的绝缘树脂例如可以举出环氧玻璃树脂、环氧树脂、酚醛树脂、氰酸酯树脂等。特别是在粘接性和强度较为优异这点上，优选为是环氧树脂。
[0021]布线基板通过布线图案将搭载于绝缘层表面的电子元器件与搭载布线基板的主基板(例如母板)进行电连接。搭载于布线基板的电子元器件例如为硅半导体元件、砷化镓半导体元件等有源元件，或电容器、电感器等无源元件等。
[0022](实施方式I)
图2是实施方式I所涉及的布线基板的示意性剖视图。实施方式I所涉及的布线基板I具有以下结构:即，在绝缘层10的上表面上形成有上侧布线图案11，在下表面上形成有下侧布线图案12。
[0023]绝缘层10具有0.1Omm的厚度。在绝缘层10的上表面形成有上侧布线图案11，在下表面形成有下侧布线图案12。上侧布线图案11和下侧布线图案12分别具有0.1Omm的厚度，形成于在绝缘层10的厚度方向上基本一致的位置上。
[0024]上侧布线图案11与凸部IlA —体成形，所述凸部IlA朝沿厚度方向的下侧、即下侧布线图案12 —侧突出。换言之，上侧布线图案11和凸部IlA由相同的金属构件所形成，其间不存在接合界面。凸部IlA为圆锥台，所述圆锥台具有到上侧布线图案11和下侧布线图案12间的大致中央为止的高度(厚度方向的长度)，并向下侧布线图案12—侧逐渐变细。成为下侧布线图案12侧的凸部IlA的前端部(以下称为接合端部)的直径约为0.6mm。此外，凸部IlA也可以是具有梯形侧面的三棱柱。
[0025]另外，下侧布线图案12与凸部12A —体成形，所述凸部12A朝上侧布线图案11 一侧突出。即，下侧布线图案12和凸部12A由相同的金属构件所形成，其间不存在接合界面。凸部12A具有与凸部IlA大致相同的形状。
[0026]上侧布线图案11的凸部IlA与下侧布线图案12的凸部12A以接合端部彼此紧密接触的方式进行接合。以下，将凸部IlA与凸部12A相接合而得的结构称为层间连接导体13。上侧布线图案11和下侧布线图案12通过层间连接导体13进行导通。
[0027]这样，将两个凸部11A、12A相接合来形成层间连接导体13，从而能将凸部11A、12A的高度设为上侧布线图案11和下侧布线图案12间的长度的约1/2。其结果是，与由一种构件来形成层间连接导体13的情况相比，能减小与绝缘层10的厚度方向正交的方向(以下，称为平面方向)上的凸部11A、12A的宽度。由此，能将布线基板I小型化。
[0028]另外，凸部11A、12A分别与上侧布线图案11和下侧布线图案12 —体成形，因此，除凸部11A、12A之间以外不存在接合界面。由此，能防止因膨胀率不同而产生的应力导致发生剥离从而造成导通不良、以及布线基板I产生裂纹等，从而能提高层间连接导体13的连接可靠性。
[0029]下面，对布线基板I的制造方法进行说明。图3A、图3B、图3C、图3D以及图3E是依次表示实施方式I所涉及的布线基板I的制造工序的示意图。在第一工序至第三工序中，制造两个相同的结构、即图2的上侧布线图案11侧和下侧布线图案12侧，但以下对上侧布线图案11进行说明，对下侧布线图案12以将相对应的标号写在括号内的方式来进行记载。
[0030]在最初的第一工序中(图3A)，在厚度0.3mm的铜板110的厚度方向上，在相对的两个表面上粘贴厚度15 μ m的干膜抗蚀剂21。此外，在图3A、图3B、图3C、图3D及图3E中，示出了从铜板110的侧面方向进行观察的图。
[0031]接着，在第二工序中(图3B)，对粘贴有干膜抗蚀剂21的铜板110的一面进行蚀亥|J，以留下接合端部的直径为0.6_的圆锥台的凸部11A(12A)。另外，在蚀刻后将干膜抗蚀剂21剥离。
[0032]在第三工序中(图3C)，对在第二工序中实施了蚀刻处理的铜板110涂布绝缘树脂22。此时，使凸部11A(12A)处于比绝缘树脂22(23)要突出0.05mm的状态。绝缘树脂22、23成为前述的绝缘层10。
[0033]在第四工序中(图3D)，将至第三工序为止所制成的结构以11A、12A相对的方式进行对准，使凸部IlA和凸部12A的接合端部彼此紧密接触，在该状态下，以180°C、10MPa进行I小时的加热、加压，从而进行压接接合。由此，形成凸部11A、12A相结合的一个层间连接导体13。
[0034]在第五工序中(图3E)，在将第四工序中所获得的层叠体进行压接冲压之后，利用减成法(去除不需要的部分而留下电路的方法)在层叠体的两个表面上形成图案，从而形成上侧布线图案11和下侧布线图案12。由此，形成布线基板I。
[0035]这样，将两个凸部11A、12A相接合来构成层间连接导体13，从而能抑制布线基板I在平面方向上的宽度，能实现布线基板I的小型化。另外，凸部11A、12A分别与上侧布线图案11和下侧布线图案12 —体成形。换言之，除凸部11A、12A的接合界面以外，不存在接合界面。由此，能防止因膨胀率不同而产生的应力导致发生剥离从而造成导通不良、以及布线基板I产生裂纹等，从而能提高层间连接导体13的连接可靠性。
[0036]此外，也可以在上侧布线图案11的凸部IlA与下侧布线图案12的凸部12A的接合界面上涂布导电性粘接剂。导电性粘接剂例如是纳米银或纳米铜的低阻抗导电性糊料。此外，作为导电性粘接剂，也可以是包含金属粉末的树脂组合物。通过涂布导电性粘接剂，能进一步提高层间连接导体13的连接可靠性。
[0037](实施方式2) 接着，对实施方式2所涉及的布线基板进行说明。实施方式2所涉及的布线基板在上侧布线图案11与下侧布线图案12之间进一步层叠有布线图案这点上与实施方式I不同。下面，只对该不同点进行说明。
[0038]图4是实施方式2所涉及的布线基板的示意性剖视图。实施方式2所涉及的布线基板2如图4所示，在绝缘层10内的上侧布线图案11与下侧布线图案12之间进一步层叠有第一中间层布线图案14和第二中间层布线图案15。第一中间层布线图案14层叠于下侧布线图案12 —侧，第二中间层布线图案15层叠于上侧布线图案11 一侧。即，从绝缘层10的上表面侧起依次层叠有上侧布线图案11、第二中间层布线图案15、第一中间层布线图案14以及下侧布线图案12。
[0039]第一中间层布线图案14与向第二中间层布线图案15 —侧突出的凸部14A及向上侧布线图案11 一侧突出的凸部14B—体成形。即，第一中间层布线图案14和凸部14A、14B由相同的金属构件所形成，其间不存在接合界面。凸部14A、14B与凸部IlA和凸部12A形状相同且尺寸相同。凸部14A与后述的第二中间层布线图案15的凸部15B的接合端部彼此相接合。凸部14B与下侧布线图案12的凸部12A的接合端部彼此相接合。
[0040]第二中间层布线图案15与向上侧布线图案11 一侧突出的凸部15A及向第一中间层布线图案14 一侧突出的凸部15B—体成形。即，第二中间层布线图案15和凸部15A、15B由相同的金属构件所形成，其间不存在接合界面。凸部15A、15B与凸部IlA和凸部12A形状相同且尺寸相同。凸部15A与上侧布线图案11的凸部IlA的接合端部彼此相接合。另夕卜，凸部15B与第一中间层布线图案14的凸部14A的接合端部彼此相接合。
[0041]利用凸部11A、15A，来导通上侧布线图案11和第二中间层布线图案15。利用凸部15B、14A，来导通第一中间层布线图案14和第二中间层布线图案15。利用凸部14B、12A，来导通第一中间层布线图案14和下侧布线图案12。
[0042]这样，使布线图案内置于绝缘层10，并进行多层化，从而能抑制布线基板2沿平面方向增大，能实现小型化。
[0043]以下，对实施方式2所涉及的布线基板2的制造方法进行说明。图5A、图5B、图5C以及图5D和图6A、图6B是依次表不实施方式2所涉及的布线基板2的制造工序的不意图。
[0044]进行实施方式I中所说明的图3A至图3C的制造工序，如图5A所示，将与铜板150一体成形的凸部15B及与铜板140 —体成形的凸部14A的接合端部彼此相接合，在其间形成将绝缘树脂24进行层叠而形成的层叠体。以下，将形成有凸部15B的面和相反侧的铜板150的面称为上表面。另外，将形成有凸部14A的面和相反侧的铜板140的面称为下表面。
[0045]在接下来的工序中，如图5B所示，将铜板150在与凸部15B相对的上表面的位置上与向上表面的法线方向突出的凸部15A—体成形。另外，将铜板140在与凸部14A相对的下表面的位置上与向下表面的法线方向突出的凸部14B—体成形。
[0046]此外，如图5C所示，利用减成法对层叠体的两面进行图案形成，从而形成第一中间层布线图案14和第二中间层布线图案15。在该工序中，将残存于凸部14B、15A的接合端部的抗蚀剂进行剥离。
[0047]接着，如图所示，在层叠体的凸部15A—侧涂布绝缘树脂25，在凸部14B—侧涂布绝缘树脂26。此时，凸部15A、14B分别处于比绝缘树脂25、26要突出0.05mm的状态。
[0048]在接下来的工序中，在至图为止所生成的层叠体上进一步层叠进行从实施方式I中所说明的图3A至图3C的制造工序而生成的、与铜板110 —体成形的凸部IlA和与铜板120 —体成形的凸部12A。
[0049]在接下来的工序中(图6A)，将凸部IlA和凸部15A的接合端部彼此相接合，另外，将凸部12A和凸部14B的接合端部彼此相接合。使各接合端部彼此紧密接触，在该状态下，以180°C、IOMpa进行I小时的加热、加压，从而进行压接接合。
[0050]在接下来的工序中(图6B)，利用减成法对压接而成的层叠体的上下表面进行图案形成，从而形成上侧布线图案11和下侧布线图案12。由此，形成布线基板2。
[0051]如上所述，在本实施方式2中，使布线图案内置于绝缘层10，并进行多层化，从而能抑制布线基板2沿平面方向增大，能实现小型化。
[0052](实施方式3)
接着，对实施方式3所涉及的布线基板进行说明。实施方式3所涉及的布线基板3在实施方式I所涉及的布线基板的绝缘层内安装有电子元器件这点上与实施方式I不同。
[0053]图7是实施方式3所涉及的布线基板的示意性剖视图。实施方式3所涉及的布线基板3的下侧布线图案12与连接盘12B —体成形。在连接盘12B上安装有电子元器件15。因此，将电子元器件15内置于绝缘层10中，从而能使布线基板3实现小型化。
[0054]此外，对于电子元器件15，例如可以举出硅半导体元件、砷化镓半导体元件等有源元件，或电容器、电感器等无源元件等。
[0055]以下，对实施方式3所涉及的布线基板3的制造方法进行说明。图8A、图SB、图8C、图8D以及图8E是依次表不实施方式3所涉及的布线基板3的制造工序的不意图。
[0056]在最初的第一工序中(图8A)，在厚度0.3mm的铜板120的厚度方向上，在相对的两个表面上粘贴厚度15 μ m的干膜抗蚀剂(未图示)。然后，对粘贴有干膜抗蚀剂的铜板120的一面进行蚀刻，使得留下直径为0.6mm的圆锥台的凸部12A。
[0057]接着，在第二工序中(图SB)，对图8A中的经蚀刻处理后的铜板120进一步进行蚀刻，以形成连接盘12B。通过形成该连接盘12B，来将图8A中所形成的凸部12A的长度增加以下量的长度:即，为形成连接盘12B而蚀刻出的长度。另外，在该工序中，将残存于凸部12A的接合端部和连接盘12B的抗蚀剂进行剥离。
[0058]在第三工序中(图SC)，将电子元器件15搭载于所形成的连接盘12B。之后，在第四工序中(图8D)，在铜板120上层叠绝缘树脂23。绝缘树脂23呈液态，在将其涂布于铜板120上之后，进行真空脱泡并进行加热，从而以半固化状态对电子元器件15进行封装。此时，凸部12A处于比绝缘树脂23要突出0.15mm的状态。
[0059]在接下来的工序中(图SE)使以与实施方式I中所说明的工序相同的方式所形成的、与铜板110 —体成形的凸部IlA的接合端部、及与至图SC为止所形成的凸部12A的接合端部紧密接触，在该状态下，以180°C、IOMPa进行I小时的加热、加压，从而进行压接接合。由此，形成凸部11A、12A相结合的一个层间连接导体13。
[0060]之后，在将至图SE为止所生成的层叠体进行压接冲压之后，利用减成法对层叠体的两个表面进行图案形成，从而形成上侧布线图案11和下侧布线图案12。由此，形成布线基板3。
[0061]如上所述，在本实施方式3中，将电子元器件15内置于绝缘层10中，从而能使布线基板3实现小型化。[0062]以上对本发明所涉及的布线基板进行了详细说明，但也可以对布线基板的具体结构等进行适当的设计变更，且上述实施方式中所记载的作用和效果仅仅是所列举的根据本发明所产生的最优选的作用和效果，本发明的作用和效果不限于上述实施方式所记载的作用和效果。
标号说明
[0063]I 布线基板 10绝缘层
11上侧布线图案 IlA凸部
12下侧布线图案 12A凸部
13层间连接导体
【权利要求】
1.一种布线基板，其特征在于，包括: 绝缘层； 第一导电图案和第二导电图案，该第一导电图案和第二导电图案夹着该绝缘层而进行配置，沿平面方向延伸；以及 层间连接导体，该层间连接导体沿厚度方向贯穿所述绝缘层，以导通所述第一导电图案和所述第二导电图案， 对于所述层间连接导体， 具有在所述厚度方向上分别从所述第一导电图案和所述第二导电图案向相对的所述第一导电图案和所述第二导电图案变细的部分。
2.如权利要求1所述的布线基板，其特征在于， 在所述层间连接导体中， 向前端变细的两个连接导体形成为在前端部上进行接合。
3.如权利要求2所述的布线基板，其特征在于， 对于两个所述连接导体中的一个所述连接导体， 在所述厚度方向上朝所述第二导电图案一侧突出，并与所述第一导电图案一体成形， 对于另一个所述连接导体， 在所述厚度方向上朝所述第一导电图案一侧突出，并与所述第二导电图案一体成形。
4.如权利要求1至3的任一项所述的布线基板，其特征在于， 所述第一导电图案具有与所述绝缘层侧一体成形的连接盘， 所述布线基板还包括 安装于所述连接盘并配置于所述绝缘层内的电子元器件。
【文档编号】H05K1/11GK103650653SQ201280033749
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2012年6月20日 优先权日:2011年7月8日
【发明者】伊藤悟志, 守屋要一, 金森哲雄, 八木幸弘, 山本祐树 申请人:株式会社村田制作所