專利名稱：多層印刷線路板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種多層印刷線路板，特別是一種可適合用于IC芯片安裝用的封裝基板的積層多層印刷線路板。

背景技術(shù)：
在構(gòu)成IC芯片用封裝的積層式多層印刷線路板中，在通過(guò)鉆頭形成了通孔的芯基板的兩面或單面上形成層間絕緣樹(shù)脂，并通過(guò)激光或光刻技術(shù)開(kāi)設(shè)用于進(jìn)行層間導(dǎo)通的導(dǎo)通孔，從而形成了層間樹(shù)脂絕緣層。在該導(dǎo)通孔的內(nèi)壁上，通過(guò)電鍍等形成導(dǎo)體層，并經(jīng)過(guò)蝕刻等形成圖案，從而制作出導(dǎo)體回路。再通過(guò)反復(fù)進(jìn)行形成層間絕緣層和導(dǎo)體層的作業(yè)，從而得到了積層多層印刷線路板。在最新的積層多層線路板中，為了提高通孔及積層層的布線密度，而設(shè)置了覆蓋通孔表面的導(dǎo)體層(蓋狀電鍍層)，并在該蓋狀電鍍層上形成了導(dǎo)通孔。
專利文獻(xiàn)1、專利文獻(xiàn)2等為具有設(shè)置了蓋狀電鍍層的通孔的現(xiàn)有技術(shù)的積層多層線路板。
專利文獻(xiàn)1日本特開(kāi)2001-127435號(hào)公報(bào) 專利文獻(xiàn)2日本特開(kāi)2002-208778號(hào)公報(bào) 在為了縮短上述布線長(zhǎng)度而采取了在蓋狀電鍍層上形成導(dǎo)通孔的構(gòu)造時(shí)，容易使導(dǎo)通孔的可靠性降低、難以減小導(dǎo)通孔直徑。通常，導(dǎo)通孔的底部直徑變小，則形成在導(dǎo)通孔上的導(dǎo)體與下層導(dǎo)體(連接盤(land))之間的連接面積變小，因此導(dǎo)通孔與連接盤之間的接合力降低，在進(jìn)行熱循環(huán)試驗(yàn)等時(shí)，可看出在兩者之間連接電阻增大的傾向。
在此，在積層多層線路板中，通過(guò)在形成無(wú)電解電鍍膜之后形成電解電鍍膜來(lái)形成導(dǎo)通孔。一般認(rèn)為，由于之前形成的無(wú)電解電鍍膜含有有機(jī)物、氫分子、氫原子等而比較脆，因此在該無(wú)電解電鍍膜上容易產(chǎn)生裂紋。另外，一般認(rèn)為，由于無(wú)電解電鍍膜的延展性較差，因此在安裝IC芯片等時(shí)、在印刷線路板上產(chǎn)生了翹曲的情況下，無(wú)電解電鍍膜會(huì)因無(wú)法追隨于該翹曲進(jìn)行變形而容易從連接盤上剝離。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決上述課題而做成的，其目的在于提供一種采用小直徑的導(dǎo)通孔而不降低連接可靠性的多層印刷線路板。
由發(fā)明人進(jìn)行的深入研究的結(jié)果可知，在多層印刷線路板上存在特定部位上的導(dǎo)通孔可靠性降低的傾向。
在此，通過(guò)模擬可知，在熱循環(huán)時(shí)，作用在對(duì)于形成于蓋狀導(dǎo)體層(蓋狀電鍍層)上的、且其底部大部分形成在通孔上的導(dǎo)通孔比作用在形成于第2層間樹(shù)脂絕緣層上的導(dǎo)通孔(第2導(dǎo)通孔)的應(yīng)力小。
在技術(shù)方案1中，對(duì)于形成于蓋狀導(dǎo)體層(蓋狀電鍍層)上的導(dǎo)通孔，在將通孔的半徑設(shè)為R、蓋狀電鍍層上的導(dǎo)通孔的半徑設(shè)為r時(shí)，使以通孔的重心為中心的半徑為(R+r/3)的圓內(nèi)的導(dǎo)通孔的底部半徑小于形成于第2層間樹(shù)脂絕緣層上的導(dǎo)通孔的底部半徑，從而可以實(shí)現(xiàn)采用小直徑的導(dǎo)通孔來(lái)提高集成率的同時(shí)，不使連接可靠性降低。
另外，在導(dǎo)通孔不是圓形、而是橢圓形或多邊形時(shí)，將r設(shè)為連結(jié)外周上兩端(距離最遠(yuǎn)的2點(diǎn))的直線的1/2。對(duì)于通孔的情況也一樣。例如，若是橢圓形則R為長(zhǎng)徑的1/2，若是長(zhǎng)方形則R為連結(jié)對(duì)角的對(duì)角線的1/2。



圖1是表示本發(fā)明的第1實(shí)施例的多層印刷線路板的制造方法的工序圖。
圖2是表示第1實(shí)施例的多層印刷線路板的制造方法的工序圖。
圖3是表示第1實(shí)施例的多層印刷線路板的制造方法的工序圖。
圖4是表示第1實(shí)施例的多層印刷線路板的制造方法的工序圖。
圖5是表示第1實(shí)施例的多層印刷線路板的制造方法的工序圖。
圖6是表示第1實(shí)施例的多層印刷線路板的制造方法的工序圖。
圖7是第1實(shí)施例的多層印刷線路板的剖視圖。
圖8是表示在第1實(shí)施例的多層印刷線路板上載置了IC芯片的狀態(tài)的剖視圖。
圖9是通孔的蓋狀電鍍層的俯視圖。
圖10是表示實(shí)施例的評(píng)價(jià)結(jié)果的圖表。
圖11是表示實(shí)施例的評(píng)價(jià)結(jié)果的圖表。
圖12是表示實(shí)施例的評(píng)價(jià)結(jié)果的圖表。
圖13是表示實(shí)施例及比較例的評(píng)價(jià)結(jié)果的圖表。
附圖標(biāo)記說(shuō)明 30基板；34導(dǎo)體回路；36通孔；36a蓋狀電鍍層(通孔連接盤)；36b側(cè)壁導(dǎo)體層；36d蓋狀電鍍層(通孔連接盤)；40樹(shù)脂填充層；50層間樹(shù)脂絕緣層；58導(dǎo)體回路；60A、60B導(dǎo)通孔；70阻焊劑層；71開(kāi)口；78U、78D焊錫凸塊；160導(dǎo)通孔。

具體實(shí)施例方式 第1實(shí)施例 首先，參照?qǐng)D1～圖8說(shuō)明本發(fā)明的第1實(shí)施例的多層印刷線路板10的結(jié)構(gòu)。圖7表示該多層印刷線路板10的剖視圖，圖8表示在圖7所示的多層印刷線路板10上安裝IC芯片90、并將多層印刷線路板10載置在子板94上的狀態(tài)。如圖7所示，在多層印刷線路板10中，在芯基板30的表面上形成有導(dǎo)體回路34。芯基板30的表面和背面通過(guò)通孔36相連接。通孔36由構(gòu)成通孔連接盤的蓋狀電鍍層36a、36d、和側(cè)壁導(dǎo)體層3 6b構(gòu)成，并在側(cè)壁導(dǎo)體層36b的內(nèi)部填充入樹(shù)脂填充材料37。也可以不使用樹(shù)脂填充劑而只填充入銅。在蓋狀電鍍層(通孔連接盤)36a、36d上配設(shè)有層間樹(shù)脂絕緣層50和層間樹(shù)脂絕緣層150。在層間樹(shù)脂絕緣層50上形成有導(dǎo)通孔60A、60B及導(dǎo)體回路58；在層間樹(shù)脂絕緣層150上形成有導(dǎo)通孔160及導(dǎo)體回路158。在該導(dǎo)通孔160及導(dǎo)體回路158的上層形成有阻焊劑層70，穿過(guò)該阻焊劑層70的開(kāi)口部71而在導(dǎo)通孔160及導(dǎo)體回路158上形成有凸塊78U、78D。
如圖8所示，多層印刷線路板10的上表面?zhèn)鹊暮稿a凸塊78U與IC芯片90的連接盤92相連接。另一方面，下表面?zhèn)鹊暮稿a凸塊78D與子板94的連接盤96相連接。
圖9(A)為蓋狀電鍍層(通孔連接盤)36a的俯視圖。通孔用開(kāi)口通過(guò)鉆孔形成為0.08mm～0.25mm。蓋狀電鍍層36a形成為圓形，在將通孔的開(kāi)口16的半徑設(shè)為R、重心60g的導(dǎo)通孔60A的底部半徑設(shè)為r時(shí)，該蓋狀電鍍層36a上的導(dǎo)通孔60A的底部形成于以通孔的重心36g為中心的半徑為R+r/3的圓內(nèi)。在此，通孔開(kāi)口16的半徑R形成為50μm，導(dǎo)通孔60A的底部半徑r形成為22.5μm。另一方面，圖7中所示的導(dǎo)通孔60A上層的形成于層間絕緣層150上的導(dǎo)通孔160的底部半徑r3形成為25μm。并且，蓋狀電鍍層(通孔連接盤)36與第1導(dǎo)通孔位置的其他方式如圖9(C)、(D)、(E)所示。
圖9(B)表示蓋狀電鍍層(通孔連接盤)的另一方式。蓋狀電鍍層36d形成為將2個(gè)半圓組合而成的不倒翁型，該蓋狀電鍍層36d上的導(dǎo)通孔60B的底部也與導(dǎo)通孔60A相同地形成在以通孔的重心36g為中心的半徑為R+r/3的圓內(nèi)。
在此，對(duì)于對(duì)在熱循環(huán)時(shí)施加在蓋狀電鍍層36a、36d上的導(dǎo)通孔60A、60B和形成于該導(dǎo)通孔上層的導(dǎo)通孔160上的應(yīng)力的模擬結(jié)果進(jìn)行說(shuō)明。
在此，進(jìn)行了有限元法(FEM)的3D熱應(yīng)力模擬。在解析構(gòu)造體中含有焊錫等這樣的塑性、蠕變特性顯著的材料時(shí)，由于考慮到塑性、蠕變特性而需要進(jìn)行非線性熱應(yīng)力模擬，首先以較粗的網(wǎng)格對(duì)包括整個(gè)基板在內(nèi)的模型進(jìn)行解析，并將由此計(jì)算出的變位作為以較細(xì)的網(wǎng)格分割成的子模型的分界條件，采用對(duì)視為問(wèn)題的部分進(jìn)行精密解析的通用換算(子模型化)手法，對(duì)熱沖擊試驗(yàn)時(shí)施加在高多層、高密度有機(jī)封裝的微通路上的熱應(yīng)力進(jìn)行解析。即，對(duì)封裝的Coarse模型進(jìn)行解析，并將其變位設(shè)定為子模型的分界條件，考慮到焊錫的塑性而在-5℃～125℃的熱沖擊試驗(yàn)條件下進(jìn)行非線性熱應(yīng)力解析。
其結(jié)果可知，對(duì)在蓋狀電鍍層36a、36d上的、其底部處于上述R+r/3的圓內(nèi)的導(dǎo)通孔60A、60B施加了35MPa熱應(yīng)力，而對(duì)形成于該導(dǎo)通孔上層的導(dǎo)通孔160施加了90MPa熱應(yīng)力。
即，在熱循環(huán)時(shí)，施加在蓋狀導(dǎo)體層(蓋狀電鍍層)36a、36d上的、以通孔的重心36g為中心的半徑為R+r/3的圓內(nèi)形成有導(dǎo)通孔底部的導(dǎo)通孔60A、60B的應(yīng)力小于施加在形成于第2層間樹(shù)脂絕緣層150上的導(dǎo)通孔160的應(yīng)力。
因此，在第1實(shí)施例中，使在蓋狀導(dǎo)體層(蓋狀電鍍層)36a上的、以通孔的重心為中心的半徑為R+r/3的圓內(nèi)形成有導(dǎo)通孔底部的導(dǎo)通孔的底部半徑r小于形成于第2層間樹(shù)脂絕緣層150上的導(dǎo)通孔160的底部半徑r3，由此，從而可以實(shí)現(xiàn)在各部位采用最小直徑的導(dǎo)通孔來(lái)提高集成率，而不降低連接可靠性。
在第2導(dǎo)通孔的底部半徑為30μm以下、通孔開(kāi)口的半徑為100μm以下、通孔間距為385μm以下時(shí)，應(yīng)用本發(fā)明具有較大的意義。究其原因，是因?yàn)橛捎谠谝元M窄間距配置了小直徑的通孔的芯部，因環(huán)境的變化而使印刷線路板更易于翹曲，因此應(yīng)力易于集中在第2導(dǎo)通孔上。
圖9(C)、圖9(D)、圖9(E)表示其他例子的蓋狀電鍍層。蓋狀電鍍層不必做成不倒翁型。在圖9(E)的情況下，由于蓋狀電鍍層36d相對(duì)于通孔開(kāi)口(內(nèi)徑)36b而僅向?qū)纵d入的方向突出，因此可以將通孔間距狹窄化，從而實(shí)現(xiàn)高密度化。
接著，參照?qǐng)D1～圖6對(duì)參照?qǐng)D7在上面闡述的多層印刷線路板10的制造方法進(jìn)行說(shuō)明。
(1)將在由厚度為0.2～0.8mm的玻璃纖維環(huán)氧樹(shù)脂或BT(雙馬來(lái)酰亞胺三嗪)樹(shù)脂構(gòu)成的絕緣性基板30的兩面上層壓了5～250μm的銅箔3 2而成的覆銅層壓板30A作為原始材料(圖1(A))。首先，用鉆頭對(duì)該覆銅層壓板進(jìn)行鉆孔而貫穿設(shè)置通孔16(圖1(B))，實(shí)施無(wú)電解電鍍處理及電解電鍍處理，形成了通孔36的側(cè)壁導(dǎo)體層36b(圖1(C))。通過(guò)選擇鉆頭使通孔16的開(kāi)口直徑形成為Φ0.1～0.25mm，并使這些通孔的間距為0.15～0.575mm。
(2)對(duì)形成了通孔36的基板30進(jìn)行水洗、并使其干燥之后，進(jìn)行將含有NaOH(10g/l)、NaClO2(40g/l)、Na3PO4(6g/l)的水溶液作為黑化浴(氧化浴)的黑化處理、及將含有NaOH(10g/l)、NaBH4(6g/l)的水溶液作為還原浴的還原處理，從而在通孔36的側(cè)壁導(dǎo)體層36b及表面上形成了粗糙面36α(圖1(D))。
(3)其次，通過(guò)絲網(wǎng)印刷將含有平均粒徑為10μm的銅顆粒的填充劑37(タツタ(Tatsuta)電線公司制的非導(dǎo)電性填坑銅膏，商品名稱DD膏)填充到通孔36中并使其干燥、固化(圖2(A))。這就是指在載置有在通孔部分設(shè)有開(kāi)口的掩膜的基板上，通過(guò)印刷法進(jìn)行涂敷，從而填充到通孔中，并在填充之后使其干燥固化。
而且，接著，采用#600的帶式研磨紙(三共理化學(xué)制)進(jìn)行砂帶磨床研磨來(lái)除去從通孔36突出的填充劑37，再進(jìn)行拋光研磨，用于除去由該砂帶磨床研磨造成的傷痕，使基板30的表面變平坦(圖2(B))。這樣，得到了通孔36的側(cè)壁導(dǎo)體層36b與樹(shù)脂填充劑37通過(guò)粗糙面36α而牢固地緊貼在一起的基板30。
(4)在上述(3)中變平坦了的基板30的表面上施加鈀催化劑(アトテツク(AtoTech)公司制)并實(shí)施無(wú)電解鍍銅，從而形成了厚度為0.6μm的無(wú)電解鍍銅膜23(參照?qǐng)D2(C))。
(5)接著，以以下條件實(shí)施電解鍍銅，形成厚度為15μm的電解鍍銅膜24，從而形成了成為導(dǎo)體回路34部分的增厚層、及成為覆蓋填充在通孔36中的填充劑37的蓋狀電鍍層(通孔連接盤)的部分(圖2(D))。
電解電鍍水溶液 硫酸 180g/l 硫酸銅 80g/l 添加劑(アトテツクジヤパン(Atotech japan)公司制，商品名稱カパラシド GL) 1ml/l 電解電鍍條件 電流密度 1A/dm2 時(shí)間 70分鐘 溫度 室溫 (6)在形成有成為導(dǎo)體回路及蓋狀電鍍層的部分的基板30的兩面上粘貼市場(chǎng)上銷售的感光性干膜，并在其上載置掩膜，以100mJ/cm2進(jìn)行曝光，以0.8％碳酸鈉進(jìn)行顯影處理，從而形成了厚度為15μm的抗蝕層2 5(參照?qǐng)D2(E))。通過(guò)調(diào)整掩膜的圖案可以改變蓋狀電鍍層的形狀。
(7)然后，由以氯化銅(CuCl2)為主要成分的蝕刻液溶解并除去未形成抗蝕層25的部分的電鍍膜23、24和銅箔32，然后用5％KOH剝離除去抗蝕層25，從而形成了獨(dú)立的導(dǎo)體回路34、及覆蓋填充劑37的蓋狀電鍍層36a、36d(參照?qǐng)D3(A))。
(8)接著，在導(dǎo)體回路34及覆蓋填充劑3 7的蓋狀電鍍層36a、36d的表面上形成由Cu-Ni-P合金構(gòu)成的厚度為2.5μm的粗糙層(凹凸層)34β，再在該粗糙層34β的表面上形成了厚度為0.3μm的Sn層(參照?qǐng)D3(B)，但Sn層未圖示)。
(9)將比基板稍大一些的層間樹(shù)脂絕緣層用樹(shù)脂膜(味之素社制，商品名稱ABF-45SH)50γ載置在基板的兩面上，并在以壓力0.45MPa、溫度80℃、壓接時(shí)間10秒的條件進(jìn)行臨時(shí)壓接并將其裁斷之后，再使用真空層壓裝置通過(guò)以下方法進(jìn)行粘貼，從而形成了層間樹(shù)脂絕緣層50(圖3(C))。即，在基板上對(duì)層間樹(shù)脂絕緣層用樹(shù)脂膜，以真空度67Pa、壓力0.47MPa、溫度85℃、壓接時(shí)間60秒的條件進(jìn)行正式壓接，之后在170℃的條件下使其熱固化40分鐘。
(10)接著，在光束直徑4.0mm、凹帽頭模式、脈沖寬度時(shí)間為3～30μ秒、掩膜的導(dǎo)通孔直徑為1.0～5.0mm、1～3次射擊的條件下，用波長(zhǎng)為10.4μm的C02氣體激光在層間樹(shù)脂絕緣層2上形成了導(dǎo)通孔用開(kāi)口51(圖3(D))。在此，調(diào)整上述激光條件，使得在蓋狀電鍍層36a、36d上的導(dǎo)通孔的底面半徑為22.5μm。另外，在其形成位置上，讀取激光加工用的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記并照對(duì)準(zhǔn)基準(zhǔn)進(jìn)行加工或修正加工，以此來(lái)調(diào)整導(dǎo)通孔的加工位置。在第1實(shí)施例中，使導(dǎo)通孔的底部外周與以通孔的重心為中心、半徑為R+r/3的圓相切，并將其底部設(shè)在該圓內(nèi)。
(11)將形成了導(dǎo)通孔用開(kāi)口51的基板浸漬在含有60g/l的高錳酸的80℃溶液中10分鐘，除去存在于層間樹(shù)脂絕緣層2表面上的顆粒，從而在包括導(dǎo)通孔用開(kāi)口51的內(nèi)壁在內(nèi)的層間樹(shù)脂絕緣層50的表面上形成了粗糙面50α(圖4(A))。
(12)接著，將完成了上述處理的基板浸漬在中和溶液(シプレイ(Shipley Company)公司制)中之后，對(duì)其進(jìn)行水洗。
然后，通過(guò)在進(jìn)行了表面粗糙化處理(粗化深度3μm)的該基板表面上施加鈀催化劑，使催化劑核附著在層間樹(shù)脂絕緣層的表面及導(dǎo)通孔用開(kāi)口的內(nèi)壁面上。即，通過(guò)將上述基板浸漬在含有氯化鈀(PdCl2)和氯化亞錫(SnCl2)的催化劑溶液中，析出鈀金屬來(lái)施加了催化劑。
(13)接著，將施加了催化劑的基板浸漬在上村工業(yè)社制的無(wú)電解鍍銅水溶液(スルカツプPEA)中，在整個(gè)粗糙面上形成了厚度為0.3～3.0μm的無(wú)電解鍍銅膜，從而得到了在包括導(dǎo)通孔用開(kāi)口51的內(nèi)壁在內(nèi)的層間樹(shù)脂絕緣層50的表面上形成了無(wú)電解鍍銅膜52的基板(圖4(B))。
無(wú)電解電鍍條件 在34℃的液體溫度中進(jìn)行45分鐘 (14)在形成有無(wú)電解鍍銅膜52的基板上粘貼市場(chǎng)上銷售的感光性干膜，并在其上載置掩膜，以110mJ/cm2進(jìn)行曝光、以0.8％碳酸鈉進(jìn)行顯影處理，從而形成了厚度為25μm的阻鍍層54(參照?qǐng)D4(C))。
(15)接著，在用50℃的水將基板清洗干凈、對(duì)其進(jìn)行脫脂，并用25℃的水對(duì)其進(jìn)行水洗之后，再用硫酸對(duì)其進(jìn)行清洗，然后在以下條件下實(shí)施電解電鍍，從而在未形成阻鍍層54的部位上形成了厚度為15μm的電解鍍銅膜56(圖5(A))。
電解電鍍?nèi)芤? 硫酸 2.24mol/l 硫酸銅 0.26mol/l 添加劑 19.5ml/l (アトテツクジヤパン(Atotech japan)公司制，商品名稱カパラシドGL) 電解電鍍條件 電流密度 1A/dm2 時(shí)間 70分鐘 溫度 22±2℃ (16)然后，在用5％KOH剝離并除去了阻鍍層54之后，用硫酸與過(guò)氧化氫的混合溶液對(duì)該阻鍍層下面的無(wú)電解電鍍膜進(jìn)行處理而將其被溶解、除去，做成了獨(dú)立的導(dǎo)體回路58及導(dǎo)通孔60A、60B(圖5(B))。
(17)接著，進(jìn)行與上述(4)相同的處理，而在導(dǎo)體回路58及導(dǎo)通孔60A、60B的表面上形成了粗糙面58α。下層的導(dǎo)體回路58的厚度為15μm(圖5(C))。但是，下層導(dǎo)體回路的厚度也可以形成在5～25μm之間。
通過(guò)重復(fù)進(jìn)行上述(9)～(17)的工序，進(jìn)而形成了具有上層導(dǎo)體回路158、導(dǎo)通孔160的層間絕緣層150，從而得到了多層線路板(圖5(D))。在此，將導(dǎo)通孔160的底面半徑調(diào)整為25μm。
(19)接著，在多層布線基板的兩面上涂敷20μm厚的市場(chǎng)上銷售的阻焊劑組成物70，并在以70℃下進(jìn)行20分鐘、70℃下進(jìn)行30分鐘的條件進(jìn)行干燥處理之后，使描畫出阻焊劑開(kāi)口部的圖案的、厚度為5mm的光掩膜緊貼在阻焊劑層70上，并以1000mJ/cm2的紫外線進(jìn)行曝光，以DMTG溶液進(jìn)行顯影處理，從而形成了直徑為200μm的開(kāi)口71(圖6(A))。
而且，進(jìn)一步在80℃下1小時(shí)、100℃下1小時(shí)、120℃下1小時(shí)、150℃下3小時(shí)的條件下分別進(jìn)行加熱處理，使阻焊劑層70固化并使其具有開(kāi)口，從而形成了其厚度為15～25μm的阻焊劑圖案層。
(20)接著，將形成了阻焊劑層70的基板在含有氯化鎳(2.3×10-1mol/l)、次磷酸鈉(2.8×10-1mol/l)、檸檬酸鈉(1.6×10-1mol/l)的pH＝4.5的無(wú)電解鍍鎳溶液中浸漬20分鐘，在開(kāi)口部71上形成了厚度5μm的鍍鎳層72。并且，在80℃的條件下將該基板在含有氰化金鉀(7.6×10-3mol/l)、氯化銨(1.9×10-1mol/l)、檸檬酸鈉(1.2×10-1mol/l)、次磷酸鈉(1.7×10-1mol/l)的無(wú)電解鍍金溶液中浸漬7.5分鐘，在鍍鎳層72上形成了厚度為0.03μm的鍍金層74(圖6(B))。除了鎳-金層之外，也可以形成單層的錫層、貴金屬層(金、銀、鈀、鉑等)。
(21)之后，在基板的載置IC芯片的面的阻焊劑層70的開(kāi)口71上印刷了含有錫-鉛的焊錫膏，并在另一面的阻焊劑層的開(kāi)口上印刷了含有錫-銻的焊錫膏，之后在200℃的條件下進(jìn)行回流焊而形成了焊錫凸塊(焊錫體)，從而制造出具有焊錫凸塊78U、78D的多層印刷線路板(圖7)。
借助焊錫凸塊78U安裝IC芯片90。而且，借助焊錫凸塊78D將多層印刷線路板10安裝在子板94上(圖8)。
下面，對(duì)用于實(shí)際驗(yàn)證第1實(shí)施例的多層印刷線路板10的效果的實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。首先，對(duì)蓋狀導(dǎo)體層上的導(dǎo)通孔的底部半徑、蓋狀導(dǎo)體層上導(dǎo)通孔的底部位置、第2導(dǎo)通孔的底部半徑、通孔的半徑、通孔的間距與反復(fù)進(jìn)行了加熱、冷卻之后的電阻變化率之間的關(guān)系進(jìn)行說(shuō)明。以上述第1實(shí)施例為基準(zhǔn)制作出如圖10～13中所示的實(shí)施例1～120、比較例1～6的多層印刷線路板。具體地說(shuō)，在圖1(B)中，改變用于進(jìn)行開(kāi)孔的鉆頭的直徑來(lái)改變開(kāi)口16的直徑，其間距隨著將開(kāi)孔位置數(shù)據(jù)輸入開(kāi)孔機(jī)中而變化。另外，蓋狀導(dǎo)體層上的導(dǎo)通孔的底部半徑及第2導(dǎo)通孔的底部半徑是通過(guò)調(diào)整工序(10)中所示的激光條件而設(shè)定的，蓋狀導(dǎo)體層上導(dǎo)通孔的底部位置是通過(guò)如工序(10)所示那樣地在激光加工機(jī)上設(shè)定與對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記位置相對(duì)應(yīng)的補(bǔ)正量而設(shè)定的。將IC芯片安裝在這樣制作成的各實(shí)施例、比較例的多層印刷線路板上，之后在IC芯片與多層印刷線路板之間填充密封樹(shù)脂而做成IC搭載基板。然后，對(duì)通過(guò)IC芯片的特定回路的電阻(從IC搭載基板的與IC芯片搭載面相反側(cè)的面露出、并與IC芯片導(dǎo)通的一對(duì)電極之間的電阻)進(jìn)行測(cè)定，并將該值設(shè)為初始值。之后，在這些IC搭載基板上，將-55度×5分鐘、125度×5分鐘作為1個(gè)循環(huán)進(jìn)行了將該循環(huán)重復(fù)2000次的熱循環(huán)試驗(yàn)。在該熱循環(huán)試驗(yàn)中，對(duì)第500、1000、1500、1750、2000次循環(huán)的電阻進(jìn)行測(cè)定，求得相對(duì)于初始值的變化率(100×(測(cè)定值-初始值)/初始值(％))。其結(jié)果如圖10～13中所示。圖中將電阻變化率在±5％以內(nèi)的情況設(shè)為“良好”(○)，將電阻變化率在±5～10％的情況設(shè)為“一般”(△)，將電阻變化率在超過(guò)±10％的情況設(shè)為“不良”(×)。另外，目標(biāo)規(guī)格為第1000次循環(huán)的變化率在±10％以內(nèi)(即評(píng)價(jià)為“良好”或“一般”)。另外，將變化率±10％以內(nèi)的情況設(shè)為合格。
根據(jù)該評(píng)價(jià)結(jié)果，將形成于蓋狀導(dǎo)體層上的導(dǎo)通孔的底部設(shè)在以通孔的重心為中心的半徑為(R+r/3)的圓內(nèi)、并使蓋狀導(dǎo)體層上的導(dǎo)通孔的底部半徑(以下稱作第1半徑)小于形成于第2層間樹(shù)脂絕緣層上的導(dǎo)通孔(第2導(dǎo)通孔)的底部半徑(以下稱作第2半徑)的實(shí)施例1～120至少達(dá)到目標(biāo)規(guī)格，并且在第1500次循環(huán)時(shí)也是合格的(R通孔的半徑，r蓋狀導(dǎo)體層上的導(dǎo)通孔的底部半徑)。相對(duì)于此，形成于蓋狀導(dǎo)體層上的導(dǎo)通孔的底部在以通孔的重心為中心的半徑為(R+r/3)的圓內(nèi)、而蓋狀導(dǎo)體層上的導(dǎo)通孔的底部半徑與第2半徑相同的比較例1～比較例6在目標(biāo)規(guī)格的循環(huán)上為“一般”或“不良”，在第1500次循環(huán)時(shí)全部為“不良”。在比較例1～比較例6中，由于第1半徑與第2半徑相同，因此蓋狀導(dǎo)體層與蓋狀導(dǎo)體層上的導(dǎo)通孔之間的接合相對(duì)于應(yīng)力為牢固。究其原因，是由于蓋狀導(dǎo)體層與蓋狀導(dǎo)體層上的導(dǎo)通孔之間的應(yīng)力較小的緣故。因此可以推測(cè)為，由于蓋狀導(dǎo)體層上的導(dǎo)通孔和其周圍的絕緣層等緩和了應(yīng)力而難以變形，因此加熱、冷卻時(shí)的應(yīng)力集中在第2導(dǎo)通孔底部與下層導(dǎo)體層(連接盤)58之間，未使第2導(dǎo)通孔底部與連接盤之間的接合變?nèi)醵黾舆B接電阻。
另外，由比較例1～比較例4與比較例5、比較例6的比較可知，即使第1半徑與第2半徑相同，在通孔直徑與其間距密度較低的情況下，也達(dá)到了目標(biāo)規(guī)格，而在第1半徑與第2半徑相同、在通孔半徑為100μm以下的情況下，如其間距為385μm以下，則在第1000次循環(huán)處為不良。其差異推測(cè)為是由于后者所產(chǎn)生的應(yīng)力較大。其理由推測(cè)為，在比較例5、比較例6中，由于在絕緣性基板30上高密度地設(shè)置與絕緣性基板(熱膨脹系數(shù)50～60ppm)的熱膨脹系數(shù)有較大差異的通孔導(dǎo)體(銅16ppm)，而使多層印刷線路板的變形較大。因而可知，將本發(fā)明應(yīng)用在通孔半徑為100μm以下的情況下其間距為385μm以下的多層印刷線路板上具有較大的意義。
由實(shí)施例1～120中的第1500、1750次循環(huán)的結(jié)果可知，第2導(dǎo)通孔的半徑/第1導(dǎo)通孔的半徑的值優(yōu)選1.3～1.7。這可推測(cè)為，若處于這樣的范圍中，即使蓋狀導(dǎo)體層與蓋狀導(dǎo)體層上的導(dǎo)通孔底部之間的接合力(每單位面積的粘合力×接合面積)低于第2導(dǎo)通孔與下層導(dǎo)體層(連接盤)58之間的接合力，由于兩者之間的應(yīng)力存在差異，而使接合力/應(yīng)力也大致相同(在兩者存在差異時(shí)，應(yīng)力集中在較弱的一方上，在該部分易于產(chǎn)生剝離等問(wèn)題)。
并且，由第1750、2000次循環(huán)的結(jié)果可知，蓋狀導(dǎo)體層上的導(dǎo)通孔的底部?jī)?yōu)選為R+r/6以內(nèi)。這可推測(cè)為，由于在位于蓋狀導(dǎo)體層上的導(dǎo)通孔的底部之內(nèi)、超過(guò)R+r/6而在R+r/3之內(nèi)的部分變多時(shí)，位于絕緣性基板上的部分變多，受到通孔與絕緣性基板這兩方的物理特性(楊氏模量、橫向變形系數(shù)、熱膨脹系數(shù)等)的影響而產(chǎn)生變形，因此其運(yùn)動(dòng)變得復(fù)雜，不會(huì)將更多的應(yīng)力傳遞至第2導(dǎo)通孔。
權(quán)利要求
1.一種多層印刷線路板，由在具有通孔(半徑R)的芯基板上層疊第1層間樹(shù)脂絕緣層、第1導(dǎo)通孔(底部半徑r)和導(dǎo)體回路，并在該第1層間樹(shù)脂絕緣層上方層疊第2層間樹(shù)脂絕緣層、第2導(dǎo)通孔和導(dǎo)體回路而成，該第1導(dǎo)通孔由無(wú)電解電鍍膜及電解電鍍膜構(gòu)成，該第2導(dǎo)通孔由無(wú)電解電鍍膜及電解電鍍膜構(gòu)成，其特征在于，
在上述通孔端部形成有閉塞該通孔的蓋狀導(dǎo)體層，
使第1導(dǎo)通孔的底部半徑小于上述第2導(dǎo)通孔的底部半徑，該第1導(dǎo)通孔的底部處于上述第1導(dǎo)通孔內(nèi)的以通孔重心為中心的半徑為D(D＝(R+r/3))的區(qū)域內(nèi)，該第1導(dǎo)通孔形成在上述蓋狀導(dǎo)體層上方。
全文摘要
本發(fā)明提供一種多層印刷線路板。該多層印刷線路板采用小直徑的導(dǎo)通孔而不降低連接可靠性。在熱循環(huán)時(shí)，對(duì)處于蓋狀電鍍層(36a、36d)之上、且在以通孔的重心為中心的半徑為R(通孔半徑)+r(導(dǎo)通孔底部半徑)/3的圓內(nèi)形成有導(dǎo)通孔底部的導(dǎo)通孔(60A、60B)施加的應(yīng)力小于對(duì)形成于第2層間樹(shù)脂絕緣層(150)上的導(dǎo)通孔(160)施加的應(yīng)力。因此，使導(dǎo)通孔(60A、60B)的底部直徑小于導(dǎo)通孔(160)的底部直徑。
文檔編號(hào)H01R12/51GK101107892SQ20068000306
公開(kāi)日2008年1月16日 申請(qǐng)日期2006年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月2日
發(fā)明者吳有紅 申請(qǐng)人:揖斐電株式會(huì)社