インピーダンスコントロール配線板、インピーダンスコントロール配線板の製造方法
【課題】インピーダンスがコントロールされた配線を有するインピーダンスコントロール配線板およびその製造方法において、インピーダンスコントロールを精度よく行うこと。
【解決手段】絶縁層と、絶縁層の厚み方向に陥没せずに絶縁層の両面に設けられた、インピーダンスコントロール配線を含む第１および第２の配線パターンと、絶縁層を貫通し、第１および第２の配線パターンの面間に挟設された層間接続体と、絶縁層の少なくとも第１の配線パターン側または第２の配線パターン側に積層された第２の絶縁層とを具備する。第１の金属箔上に導体バンプを形成し、形成された導体バンプを貫通させるように第１の金属箔上に絶縁層を積層し、貫通させた導体バンプの頭部と電気的接続を確立するように積層された絶縁層上に第２の金属箔を積層し一体化し、絶縁層上の第１の金属箔および第２の金属箔をパターニングしインピーダンスコントロール配線を形成する。
【解決手段】絶縁層と、絶縁層の厚み方向に陥没せずに絶縁層の両面に設けられた、インピーダンスコントロール配線を含む第１および第２の配線パターンと、絶縁層を貫通し、第１および第２の配線パターンの面間に挟設された層間接続体と、絶縁層の少なくとも第１の配線パターン側または第２の配線パターン側に積層された第２の絶縁層とを具備する。第１の金属箔上に導体バンプを形成し、形成された導体バンプを貫通させるように第１の金属箔上に絶縁層を積層し、貫通させた導体バンプの頭部と電気的接続を確立するように積層された絶縁層上に第２の金属箔を積層し一体化し、絶縁層上の第１の金属箔および第２の金属箔をパターニングしインピーダンスコントロール配線を形成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インピーダンスがコントロールされた配線を有するインピーダンスコントロール配線板およびその製造方法に係り、特に、インピーダンスコントロールを精度よく行うのに好適なインピーダンスコントロール配線板およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インピーダンスコントロール配線を含む多層配線板は、概略的に例えば次のような工程を経て製造される。まずコア板を用意し、その片面にインピーダンスコントロールを要する配線の一方（例えばグラウンド配線）を形成する。次に、その形成された配線を挟むようにコア板上に絶縁層を積層する。続いて、絶縁層上にさらに金属箔を積層し、この積層された金属箔を所定にパターングすることによりインピーダンスコントロールを要する配線のもう一方（例えば信号配線）を形成する。さらに同様の工程を繰り返してインピーダンスコントロール配線が３層以上のものを得ることもできる。このようなインピーダンスコントロール配線板の製造は、例えば下記特許文献１に記載されている。
【特許文献１】特開２００１−１１９１１１号公報（図１、図２、００１３段落）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記のようなビルドアップによるインピーダンスコントロール配線および絶縁層の形成によると、インピーダンスコントロール精度を確保できない場合がある。インピーダンスコントロール配線のインピーダンスは、配線間を対向させる絶縁層の厚さに大きく依存する。絶縁層を積層する工程では、その被積層物であるコア板の面上凹凸の態様は一定していない。個別の製品ごとにも異なりかつ同一の製品でも場所により異なる。凹部は主にコア板に形成されたスルーホールであり、凸部は主にコア板上の配線パターンである。
【０００４】
このような凹凸のあるコア板上に絶縁層が積層されるとき、その加熱・加圧過程で、絶縁層の前駆体であるプリプレグが流動化し最終的にコア板上の凹凸に倣う形状になる。したがって、凹凸のパターンにより、流動化で流れる量が場所により異なり絶縁層の形成厚みは一定しなくなる。
【０００５】
また、コア板に設けられたスルーホールは、その内壁面に通常めっき工程により導電層が形成されている。このめっき工程によりインピーダンスコントロール配線となる金属箔面上にもめっきが形成される。金属箔面上のめっきは、必ずしもその面上で均一の厚さには形成されない。したがって、これをパターニングすることによって得られるインピーダンスコントロール配線は、サイドエッチングの程度の差からパターン幅ばらつきを有したものになることがある。このようなパターン幅ばらつきもインピーダンスコントロール精度を劣化させる。
【０００６】
本発明は、上記の事情を考慮してなされたもので、インピーダンスがコントロールされた配線を有するインピーダンスコントロール配線板およびその製造方法において、インピーダンスコントロールを精度よく行うことが可能なインピーダンスコントロール配線板およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するため、本発明に係るインピーダンスコントロール配線板は、絶縁層と、前記絶縁層の厚み方向に陥没せずに前記絶縁層の両面に設けられた、インピーダンスコントロール配線を含む第１および第２の配線パターンと、前記絶縁層を貫通し、前記第１および第２の配線パターンの面間に挟設された層間接続体と、前記絶縁層の少なくとも前記第１の配線パターン側または前記第２の配線パターン側に積層された第２の絶縁層とを具備することを特徴とする。
【０００８】
このインピーダンスコントロール配線板は、第１および第２の配線パターン間を対向させる絶縁層に、第１、第２の配線パターンが陥没していない。すなわち、絶縁層の厚みを一定として形成し、その両面に第１および第２の配線パターンを設けた構造になっている。したがって、第１および第２の配線パターンを含むインピーダンスコントロール配線板のインピーダンスコントロール精度は顕著に改善されたものになる。また、このような構造に適合して、第１および第２の配線パターンの面間に挟設された層間接続体を有し、さらに第２の配線層を有することで多層配線層化も可能な構造である。
【０００９】
また、本発明に係るインピーダンスコントロール配線板の製造方法は、第１の金属箔上に導体バンプを形成する工程と、前記形成された導体バンプを貫通させるように前記第１の金属箔上に絶縁層を積層する工程と、前記貫通させた導体バンプの頭部と電気的接続を確立するように前記積層された絶縁層上に第２の金属箔を積層し一体化する工程と、前記絶縁層上の前記第１の金属箔および前記第２の金属箔をパターニングしインピーダンスコントロール配線を形成する工程と、前記絶縁層の少なくとも片面の側に前記パターニングされた第１または第２の金属箔を介して第２の絶縁層を積層し一体化する工程とを具備することを特徴とする。
【００１０】
この製造方法は、上記のインピーダンスコントロール配線板を製造するひとつの方法である。製造途上で、絶縁層は、その両面が第１および第２の金属箔により挟まれる形態となる。したがって、積層後の絶縁層の形成厚みは精度よく一定にコントロールできる。よって、第１および第２の金属箔をパターニングすることによって得られるインピーダンスコントロール配線はインピーダンスコントロールの精度が向上したものになる。
【００１１】
また、本発明に係る別のインピーダンスコントロール配線板の製造方法は、絶縁層の所定位置に貫通孔を穿設する工程と、前記穿設された貫通孔の内部に導電性組成物を充填する工程と、前記充填された導電性組成物と電気的接続を確立するように前記絶縁層の両面それぞれに金属箔を積層し一体化する工程と、前記積層・一体化された金属箔それぞれをパターニングしインピーダンスコントロール配線を形成する工程と、前記絶縁層の少なくとも片面の側に前記パターニングされた金属箔を介して第２の絶縁層を積層し一体化する工程とを具備することを特徴とする。
【００１２】
この製造方法は、上記のインピーダンスコントロール配線板を製造する別の方法である。この方法も、製造途上で、絶縁層はその両面が金属箔により挟まれる形態となる。したがって、積層後の絶縁層の形成厚みは精度よく一定にコントロールできる。よって、両面の金属箔をパターニングすることにより得られるインピーダンスコントロール配線はインピーダンスコントロールの精度が向上したものになる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、インピーダンスがコントロールされた配線を有するインピーダンスコントロール配線板およびその製造方法において、インピーダンスコントロールを精度よく行うことが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の実施態様として、前記層間接続体は、導電性組成物からなり、かつ、積層方向に一致する軸を有し前記軸の方向に径が変化している形状である、とすることができる。層間接続体となる導体バンプを、例えば導電性組成物の金属箔上へのスクリーン印刷により形成した場合である。すなわち、製造方法の実施態様として、第１の金属箔上に導体バンプを形成する前記工程は、前記第１の金属箔上にスクリーン印刷を用いて導電性組成物を印刷することによりなされる、とすることができる。
【００１５】
また、実施態様として、前記層間接続体は、導電性組成物からなり、かつ、積層方向に一致する軸を有し前記軸の方向に径が変化していない形状である、とすることもできる。層間接続体を例えば絶縁層に穿設された貫通孔への導電性組成物の充填により形成した場合である。
【００１６】
また、実施態様として、前記層間接続体は、金属からなり、かつ、積層方向に一致する軸を有し前記軸の方向に径が変化している形状である、とすることができる。層間接続体となる導体バンプを、例えば金属箔上に積層された金属板をエッチングすることにより形成した場合である。すなわち、製造方法の実施態様として、第１の金属箔上に導体バンプを形成する前記工程は、前記第１の金属箔に積層された金属薄板を領域選択的にエッチングすることによりなされる、とすることができる。
【００１７】
また、実施態様として、前記層間接続体は、金属からなり、かつ、積層方向に一致する軸を有し前記軸の方向に径が変化していない形状である、とすることもできる。層間接続体となる導体バンプを、例えば金属箔上へのめっき形成により得た場合である。すなわち、製造方法の実施態様として、第１の金属箔上に導体バンプを形成する前記工程は、前記第１の金属箔上の所定位置に電解めっきプロセスを用いて金属柱を形成することによりなされる、とすることができる。
【００１８】
また、実施態様として、前記絶縁層は、前記第２の絶縁層の材料と誘電率の異なる材料からなる、とすることができる。絶縁板の特性はインピーダンスコントロールに対して重要な要素となるので、インピーダンスコントロールに関連しない絶縁層（この場合第２の絶縁層）には廉価な材料を使用可能とするものである。
【００１９】
また、実施態様として、前記絶縁層は、前記第２の絶縁層の材料より誘電正接値の小さい材料からなる、とすることができる。上記と同旨である。
【００２０】
以上を踏まえ、以下では本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るインピーダンスコントロール配線板の模式的構造を示す断面図である。図１に示すように、このインピーダンスコントロール配線板は、４つの配線層（配線パターン１４ａ、１１ａ、３１ａ、３４ａ）を有する多層板であり、図示最上の配線層とその下側の配線層とがインピーダンスコントロール配線（マイクロストリップライン）１４ｂ、１１ｂを含んでいる。
【００２１】
他の構成を含めて列挙すると、このインピーダンスコントロール配線板は、配線パターン１４ａ、１１ａ、３１ａ、３４ａ、インピーダンスコントロール配線１４ｂ（信号側）、同１１ｂ（グラウンド側）、絶縁層１３ａ、２２ａ、３３ａ、層間接続体としての導体バンプ１２、２１、３２、半田レジスト１５、３５を有する。
【００２２】
絶縁層１３ａを挟んで設けられている配線層の配線パターン１４ａ、１１ａおよびインピーダンスコントロール配線１４ａ、１１ａは、絶縁層１３ａの厚み方向に陥没せずに位置している。これは、絶縁層３３ａを挟んで設けられている配線層の配線パターン３１ａ、３４ａも絶縁層３３ａに対して同様である。導体バンプ１２、２１、３２は、それぞれ、絶縁層１３ａ、２２ａ、３３ａを貫通し、配線パターン１４ａと同１１ａの面間、配線パターン１１ａと同３１ａの面間、配線パターン３１ａと同３４ａの面間に挟設されている。その形状は、積層方向に一致する軸を有しこの軸の方向に径が変化する形状（ここではほぼ円錐台）である。
【００２３】
絶縁層１３ａ、２２ａ、３３ａはこの順に積層されており、内側の配線パターン１１ａ、３１ａは、中間の絶縁層２２ａの厚み方向に陥没している。半田レジスト１５、３５は、この多層板の外側の配線パターン１４ａ（またはインピーダンスコントロール配線板１４ｂ）、３４ａのうち半田接続が必要のない部分を覆うように設けられている。
【００２４】
この多層板の特徴は、インピーダンスコントロール配線１４ｂ、１１ｂ間を対向させる絶縁層１３ａの厚み精度が極めて高く製造され得る点にある。通常、絶縁層１３ａ、２２ａ、３３ａなどは、積層工程において前駆体としてのプリプレグを加熱・加圧して流動化させかつ硬化させて得るものである。この多層板は、製造プロセス上、絶縁層１３ａ（および絶縁層３３ａ）を流動化させたときの流動量がきわめて小さい。また、インピーダンスコントロール配線１４ｂ、１１ｂの厚みも均一化されており、このためパターン幅方向にも精度の高いパターンとなっている。したがって、インピーダンスコントロール配線１４ｂ、１１ｂによるインピーダンスコントロールは精度が高い。以下で製造工程を説明する。
【００２５】
図２は、図１に示したインピーダンスコントロール配線板の製造過程を模式的な断面で示す工程図である。図３は、図２の続図であって、図１に示したインピーダンスコントロール配線板製造過程を模式的な断面で示す工程図である。図２、図３において、図１に示した構成要素と同一または同一相当のものには同一符号を付す。
【００２６】
まず、図２（ａ）に示すように、厚さが均一の銅箔（金属箔）１１（例えば電解銅箔）を用意し、その面上の所定位置にペースト状の導電性組成物を例えばスクリーン印刷で印刷しほぼ円錐形状の導体バンプ１２を形成する。導体バンプ１２のサイズは、例えば底面径２００μｍ、高さ１６０μｍである。ペースト状の導電性組成物は、周知の、例えばＡｇ（銀）の微細粒を樹脂中に分散させたものを用い得る。導体バンプ１２の形成後これを乾燥して硬化させる。
【００２７】
次に、図２（ｂ）に示すように、形成された導体バンプ１４を貫通させるように銅箔１１上に厚さ例えば公称６０μｍの例えばＦＲ−４のプリプレグ１３を、加熱・加圧して積層する。導体バンプ１２の頭部は、この積層後の時点でつぶしておくようにしてもよい。続いて、図２（ｃ）に示すように、貫通させた導体バンプ１２の頭部と電気的接続を確立するようにプリプレグ１３上に厚さが均一の銅箔（金属箔）１４（例えば電解銅箔）を加圧・加熱して積層する。この積層により、プリプレグ１３は完全に硬化して絶縁層１３ａになり、全体が一体化される。この積層工程でのプリプレグ１３は、両面が完全に銅箔１４、１１に挟まれるので加熱で流動化してもその実際の流動量は非常に小さい。以上で、導体バンプ１２の層間接続体を有する両面銅張り配線板素材が得られる。
【００２８】
次に、図２（ｄ）に示すように、内層となる金属箔１１を例えば周知のフォトリソグラフィ法を用いてパターニングし配線パターン１１ａおよびインピーダンスコントロール配線１１ｂを形成する。このパターニングでは、金属箔１１が均一厚さであり、サイドエッチングの影響も均一に生じるので、パターン幅方向の精度が高いパターニングが可能である。これは、層間接続体として導体バンプ１２を用いたことによる効果と言える。例えば周知のスルーホールによる層間接続体を有する構造の場合では、その内壁面に導電層をめっき形成するときに銅箔１１上にもめっき層が形成されるので場所によりその厚さが一定しなくなる。よって、そのあとのパターニングではパターン幅方向の精度に悪影響が生じる。
【００２９】
次に、図３（ａ）に示すように、パターニングで得られた配線パターン２１上の必要な位置に導体バンプ２１を形成する。この導体バンプ２１は、上記の導体バンプ１２と同様にして形成することができる。続いて、図３（ｂ）に示すように、形成された導体バンプ２１を貫通させるようにかつ配線パターン１１ａおよびインピーダンスコントロール配線１１ｂを挟むように、絶縁層１３ａ上に例えばＦＲ−４のプリプレグ２２を、加熱・加圧して積層する。このときの積層では、プリプレグ２２が塑性変形し配線パターン１１ａおよびインピーダンスコントロール配線１１ｂの側端面をも覆うようになる。なお、導体バンプ２１の頭部は、この積層後の時点でつぶしておくようにしてもよい。
【００３０】
次に、図３（ｂ）に示すように、貫通させた導体バンプ２１の頭部と電気的接続を確立するように、プリプレグ２２上に図２（ｄ）の段階と同じ構造を有する配線板素材を加圧・加熱して積層する。この積層により、プリプレグ２２は完全に硬化して絶縁層２２ａ（図１）になり、全体が一体化される。ここで積層する配線板素材は、図示するように、絶縁層３３ａ、銅箔（金属箔）３４、配線パターン３１ａ、導体バンプ３２を有する。このときの積層では、プリプレグ２２が流動性を帯びて塑性変形し配線パターン３１ａの側端面をも覆うようになる。
【００３１】
以下の工程は図示しないが、この積層後の最外の銅箔１４、３４を例えば周知のフォトリソグラフィ工程により所定にパターニングし、さらに必要な領域に半田レジスト１５、３５を形成することで図１に示したインピーダンスコントロール配線板を得ることができる。
【００３２】
以上の製造方法では、図２（ｄ）の工程で片面の銅箔１１のみパターニングしているが、この時点で両面の銅箔１１、１４をパターニングするようにしてもよい。図３（ｃ）中に示した絶縁層３３ａを有する配線板素材についても同様である。この方法によればパターニング工程を効率化して生産性を向上できる。ただし、図３（ｃ）に示す積層工程において、加圧面に凹凸が生じることになるので加圧力の場所による均一性が保たれるように注意が必要である。
【００３３】
また、この実施形態は４層板の場合を示したが、図３に示した要領により積層を重ねることで、８層、１２層などさらに多層化された配線板とすることも可能である。その際に、絶縁層の厚み方向に陥没せずかつその絶縁層を介して互いに対向する配線層であれば、その配線層にインピーダンスコントロール配線を精度高く形成することができる。
【００３４】
また、この実施形態では、絶縁層１３ａ、３３ａ、２２ａが同一のもの（ＦＲ−４に相当）としたが、インピーダンスコントロール配線を含む配線層に挟まれるもののみ物理的特性（誘電率や誘電正接）の良好またはばらつきの小さいものを用いるようにしてもよい。このような良質の物理的特性のものは一般に高価であり、インピーダンスコントロールを必要としないところの絶縁層にまで用いるとコストアップを招くからである。
【００３５】
また、この実施形態ではインピーダンスコントロール配線１４ｂを信号配線側、同１１ｂをグラウンド配線側としたが、逆に、インピーダンスコントロール配線１４ｂの側をグラウンド配線、同１１ｂの側を信号配線とする構成も可能である。
【００３６】
次に、図１に示したインピーダンスコントロール配線板を試作し実際に絶縁層１３ａの厚さを評価した結果について図４を参照して述べる。図４は、図１に示したインピーダンスコントロール配線板において、インピーダンスコントロール配線１１ｂ、１４ｂ間の絶縁層１３ａの厚さを実測した例（図４（ａ））を従来工法によるもの（図４（ｂ））と比較して示す図である。
【００３７】
サンプル１、サンプル２は、パターン設計を異ならせた配線板サンプルであり、基板番号は、各製造ロットにおいて各配線板に与えられた番号である。従来工法とは、両面に配線パターンを有するコア板（絶縁層２２ａに相当）にビルドアップで絶縁層（絶縁層１３ａに相当）および配線パターン（インピーダンスコントロール配線１４ｂに相当）を設けた構造のものである。コア板の層間接続はコア板に設けたスルーホールによっており、ビルドアップ層の層間接続は、ビルドアップ後の穴あけおよび電解めっきによっている。
【００３８】
図４（ａ）と図４（ｂ）とを比較してわかるように、インピーダンスコントロール配線１１ｂ、１４ｂ間の絶縁層１３ａの厚さは、そのばらつき（３ｓで評価）がこの実施形態によるものの方が格段に小さい（１／２から１／３程度）。また、サンプル１とサンプル２のようにパターン設計が異なるものであっても、絶縁層１３ａの厚さばらつきは小さな値で揃っている。さらに、パターン設計が異なったときの平均厚さの違いが、従来工法のものに比べて顕著に小さくなっていることもわかる。
【００３９】
これは、すなわち、従来工法では、ビルドアップで設けられる絶縁層がコア板のスルーホールの穴埋めやコア板上の配線パターンによる凹凸により積層時に流動して変形するところ、本実施形態では、製造工程上、そのような流動による変形が生じる可能性が除去されているからである。なお、ここでは絶縁層１３ａについて評価したが、製造工程上、絶縁層３３ａについても同様な効果が得られるので、絶縁層３３ａを挟むようにインピーダンスコントロール配線を設けてもインピーダンスコントロール精度の高いものとなる。
【００４０】
次に、本発明の別の実施形態に係るインピーダンスコントロール配線板について図５を参照して説明する。図５は、本発明の別の実施形態に係るインピーダンスコントロール配線板の模式的構造を示す断面図である。図５において、すでに説明した構成要素と同一または同一相当のものには同一符号を付してある。
【００４１】
この実施形態は、図１中の導体バンプ１２、２１、３２がそれぞれ円柱状（より一般的には積層方向に一致する軸を有しこの軸の方向に径が変化していない形状）の導体バンプ４２、５１、６２に置き換わったものになっている。そのほかの構成については図１に示した実施形態と同様である。この多層板においても、インピーダンスコントロール配線１４ｂ、１１ｂ間を対向させる絶縁層１３ａの厚み精度が極めて高く製造される。また、インピーダンスコントロール配線１４ｂ、１１ｂの厚みも均一化されている。したがって、インピーダンスコントロール配線１４ｂ、１１ｂによるインピーダンスコントロールは精度が高い。以下で製造工程を説明する。
【００４２】
図６は、図５に示したインピーダンスコントロール配線板の製造過程要部を模式的断面で示す工程図である。図６において、図５に示した構成要素と同一または同一相当のものには同一符号を付してある。
【００４３】
まず、図６（ａ）に示すように、厚さ例えば公称６０μｍの例えばＦＲ−４のプリプレグ１３を用意し、層間接続体を設ける所定位置に貫通孔４２ａを周知のドリリングなどの方法により穿設する。次に、図６（ｂ）に示すように、穿設された貫通孔４２ａ内にペースト状の導電性組成物を充填して乾燥させこれを導体バンプ４２とする。次に、図６（ｃ）に示すように、充填された導体バンプ４２と電気的接続を確立するようにプリプレグ１３の両面それぞれに厚さが均一の銅箔（金属箔）１１、１４を加圧・加熱して積層する。この積層により、プリプレグ１３は完全に硬化して絶縁層１３ａになり、全体が一体化される。この積層工程でのプリプレグ１３は、両面が完全に銅箔１４、１１に挟まれるので加熱で流動化してもその実際の流動量は非常に小さい。
【００４４】
次に、図６（ｄ）に示すように、内層となる金属箔１１を例えば周知のフォトリソグラフィ法を用いてパターニングし配線パターン１１ａおよびインピーダンスコントロール配線１１ｂを形成する。このパターニングでは、金属箔１１が均一厚さであり、サイドエッチングの影響も均一に生じるので、パターン幅方向の精度が高いパターニングが可能である。
【００４５】
以下の工程は図示しないが、図３（ｃ）に示すような積層工程に相当して、図６（ｄ）に示した配線板素材をふたつ用意し、その間に図６（ｂ）に示す状態と同一の構造のものを配置して加熱・加圧して積層・一体化すれば、図５に示すような構造の一歩手前のものが得られる。そして、この積層後の最外の銅箔１４等を例えば周知のフォトリソグラフィ工程により所定にパターニングし、さらに必要な領域に半田レジスト１５、３５を形成することで図５に示したインピーダンスコントロール配線板を得ることができる。
【００４６】
次に、本発明のさらに別の実施形態に係るインピーダンスコントロール配線板について図７を参照して説明する。図７は、本発明のさらに別の実施形態に係るインピーダンスコントロール配線板の模式的構造を示す断面図である。図７において、すでに説明した構成要素と同一または同一相当のものには同一符号を付してある。
【００４７】
この実施形態は、図５中の導体バンプ４２、６２がそれぞれ円柱状（より一般的には積層方向に一致する軸を有しこの軸の方向に径が変化していない形状）で金属（めっき）からなる導体バンプ７２、８２に置き換わったものになっている。そのほかの構成については図５に示した実施形態と同様である。この多層板においても、インピーダンスコントロール配線１４ｂ、１１ｂ間を対向させる絶縁層１３ａの厚み精度が極めて高く製造される。また、インピーダンスコントロール配線１４ｂ、１１ｂの厚みも均一化されている。したがって、インピーダンスコントロール配線１４ｂ、１１ｂによるインピーダンスコントロールは精度が高い。以下で製造工程を説明する。
【００４８】
図８は、図７に示したインピーダンスコントロール配線板の製造過程要部を模式的断面で示す工程図である。図８において、図７に示した構成要素と同一または同一相当のものには同一符号を付してある。
【００４９】
まず、図８（ａ）に示すように、厚さが均一の銅箔（金属箔）１１を用意し、その面上に、導体バンプ７２を形成するための除去部７９ａの穿設されたマスク７９を設ける。そして、銅箔１１を電気供給路して電解めっき工程を片面に施し、図８（ｂ）に示すように、めっきによる導体バンプ７２をマスク７９の除去部７９ａ内に成長させる。導体バンプ７２の成長後、マスク７９を除去する。これにより図８（ｃ）に示すような金属（めっき）の導体バンプ７２の形設された銅箔１１を得ることができる。これを、図２（ａ）に示した導体バンプ１２が形設された銅箔１１の代わりに用いて以下の工程を行い、図２（ｄ）に示す構造に類似のものを得る。
【００５０】
次に、図３（ｃ）に示すような積層工程に相当して、この類似構造のものをふたつ用意し、その間に図６（ｂ）に示す状態と同一の構造のものを配置して加熱・加圧して積層・一体化すれば、図７に示すような構造の一歩手前のものが得られる。最後に、この積層後の最外の銅箔１４等を例えば周知のフォトリソグラフィ工程により所定にパターニングし、さらに必要な領域に半田レジスト１５、３５を形成することで図７に示したインピーダンスコントロール配線板を得ることができる。
【００５１】
この実施形態は、図２で説明した事項がほぼそのままであり、インピーダンスコントロール配線１４ｂ、１１ｂによるインピーダンスコントロールは精度が高い。
【００５２】
次に、本発明のさらに別の実施形態に係るインピーダンスコントロール配線板について図９を参照して説明する。図９は、本発明のさらに別の実施形態に係るインピーダンスコントロール配線板の模式的構造を示す断面図である。図９において、すでに説明した構成要素と同一または同一相当のものには同一符号を付してある。
【００５３】
この実施形態は、図１中の導体バンプ１２、３２がそれぞれで金属（金属板のエッチングによるもの）からなる導体バンプ９２、１０２に置き換わったものになっている。そのほかの構成については図１に示した実施形態と同様である。この多層板においても、インピーダンスコントロール配線１４ｂ、１１ｂ間を対向させる絶縁層１３ａの厚み精度が極めて高く製造される。また、インピーダンスコントロール配線１４ｂ、１１ｂの厚みも均一化されている。したがって、インピーダンスコントロール配線１４ｂ、１１ｂによるインピーダンスコントロールは精度が高い。以下で製造工程を説明する。
【００５４】
図１０は、図５に示したインピーダンスコントロール配線板の製造過程要部を模式的断面で示す工程図である。図６において、図５に示した構成要素と同一または同一相当のものには同一符号を付してある。
【００５５】
まず、図１０（ａ）に示すように、厚さが均一（例えば１８μｍ）の銅箔１１を用意し、その面上にエッチングバリア層９２ａａとして厚さ例えば２μｍのニッケル合金を電解めっきで形成する。さらに、形成されたエッチングバリア層９２ａａ上に厚さ例えば１２０μｍの銅薄板９２ａを配置して積層し３層構造のクラッド材を得る。そして、このクラッド材の銅薄板９２ａ上の必要な位置に、導体バンプ９２を得るためのエッチングマスク９９をエッチングレジストの露光現像により形設する。図示していないが、銅箔１１側には全面のマスクを設ける。
【００５６】
次に、銅のみを選択的にエッチング可能なアルカリ系のエッチング液を用いて銅薄板９２ａをエッチングし、図１０（ｂ）に示すように、導体バンプ９２を残存・形成する。導体バンプ９２の大きさは、例えば底面径１５０μｍ、上面径８０μｍ、高さ１２０μｍである。一般的には、積層方向に一致する軸を有しこの軸の方向に径が変化する形状（ここではほぼ円錐台）となる。この後、図１０（ｃ）に示すようにエッチングバリア層９２ａａをエッチング除去してもよい。そして、図１０（ｂ）または図１０（ｃ）に示す導体バンプ９２が形設された銅箔１１を、図２（ａ）に示した導体バンプ１２が形設された銅箔１１の代わりに用いて以下の工程を行い、図２（ｄ）、および図３（ｂ）に示す構造に類似のものをそれぞれ得る。
【００５７】
次に、図３（ｃ）に示すような積層工程に相当して、これらの類似構造のものを配置して加熱・加圧して積層・一体化すれば、図９に示すような構造の一歩手前のものが得られる。最後に、この積層後の最外の銅箔１４等を例えば周知のフォトリソグラフィ工程により所定にパターニングし、さらに必要な領域に半田レジスト１５、３５を形成することで図９に示したインピーダンスコントロール配線板を得ることができる。
【００５８】
この実施形態も、図２で説明した事項がほぼそのままなので、インピーダンスコントロール配線１４ｂ、１１ｂによるインピーダンスコントロールは精度が高い。なお、図１０（ａ）に示した３層のクラッド材は、銅薄板９２ａ上にエッチングバリア層９２ａａを電解めっきで形成し、さらに銅箔１１に相当する膜を金属めっきで形成して得るようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の一実施形態に係るインピーダンスコントロール配線板の模式的構造を示す断面図。
【図２】図１に示したインピーダンスコントロール配線板の製造過程を模式的な断面で示す工程図。
【図３】図２の続図であって、図１に示したインピーダンスコントロール配線板製造過程を模式的な断面で示す工程図。
【図４】図１に示したインピーダンスコントロール配線板において、インピーダンスコントロール配線間の絶縁層の厚さを実測した例（図４（ａ））を従来工法によるもの（図４（ｂ））と比較して示す図。
【図５】本発明の別の実施形態に係るインピーダンスコントロール配線板の模式的構造を示す断面図。
【図６】図５に示したインピーダンスコントロール配線板の製造過程要部を模式的断面で示す工程図。
【図７】本発明のさらに別の実施形態に係るインピーダンスコントロール配線板の模式的構造を示す断面図。
【図８】図７に示したインピーダンスコントロール配線板の製造過程要部を模式的断面で示す工程図。
【図９】本発明のさらに別の実施形態に係るインピーダンスコントロール配線板の模式的構造を示す断面図。
【図１０】図９に示したインピーダンスコントロール配線板の製造過程要部を模式的断面で示す工程図。
【符号の説明】
【００６０】
１１…銅箔、１１ａ…配線パターン、１１ｂ…インピーダンスコントロール配線、１２…導体バンプ（導電性組成物）、１３…プリプレグ、１３ａ…絶縁層、１４…金属箔、１４ａ…配線パターン、１４ｂ…インピーダンスコントロール配線、１５…半田レジスト、２１…導体バンプ（導電性組成物）、２２…プリプレグ、２２ａ…絶縁層、３１ａ…配線パターン、３２…導体バンプ（導電性組成物）、３３ａ…絶縁層、３４…銅箔、３４ａ…配線パターン、３５…半田レジスト、４２…導体バンプ（導電性組成物）、４２ａ…貫通孔、５１…導体バンプ（導電性組成物）、６２…導体バンプ（導電性組成物）、７２…導体バンプ（めっき金属）、７９…マスク、７９ａ…マスク除去部、８２…導体バンプ（めっき金属）、９２…導体バンプ（金属エッチング）、９２ａ…銅薄板、９２ａａ…エッチングバリア層、９９…エッチングマスク、１０２…導体バンプ（金属エッチング）。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インピーダンスがコントロールされた配線を有するインピーダンスコントロール配線板およびその製造方法に係り、特に、インピーダンスコントロールを精度よく行うのに好適なインピーダンスコントロール配線板およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インピーダンスコントロール配線を含む多層配線板は、概略的に例えば次のような工程を経て製造される。まずコア板を用意し、その片面にインピーダンスコントロールを要する配線の一方（例えばグラウンド配線）を形成する。次に、その形成された配線を挟むようにコア板上に絶縁層を積層する。続いて、絶縁層上にさらに金属箔を積層し、この積層された金属箔を所定にパターングすることによりインピーダンスコントロールを要する配線のもう一方（例えば信号配線）を形成する。さらに同様の工程を繰り返してインピーダンスコントロール配線が３層以上のものを得ることもできる。このようなインピーダンスコントロール配線板の製造は、例えば下記特許文献１に記載されている。
【特許文献１】特開２００１−１１９１１１号公報（図１、図２、００１３段落）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記のようなビルドアップによるインピーダンスコントロール配線および絶縁層の形成によると、インピーダンスコントロール精度を確保できない場合がある。インピーダンスコントロール配線のインピーダンスは、配線間を対向させる絶縁層の厚さに大きく依存する。絶縁層を積層する工程では、その被積層物であるコア板の面上凹凸の態様は一定していない。個別の製品ごとにも異なりかつ同一の製品でも場所により異なる。凹部は主にコア板に形成されたスルーホールであり、凸部は主にコア板上の配線パターンである。
【０００４】
このような凹凸のあるコア板上に絶縁層が積層されるとき、その加熱・加圧過程で、絶縁層の前駆体であるプリプレグが流動化し最終的にコア板上の凹凸に倣う形状になる。したがって、凹凸のパターンにより、流動化で流れる量が場所により異なり絶縁層の形成厚みは一定しなくなる。
【０００５】
また、コア板に設けられたスルーホールは、その内壁面に通常めっき工程により導電層が形成されている。このめっき工程によりインピーダンスコントロール配線となる金属箔面上にもめっきが形成される。金属箔面上のめっきは、必ずしもその面上で均一の厚さには形成されない。したがって、これをパターニングすることによって得られるインピーダンスコントロール配線は、サイドエッチングの程度の差からパターン幅ばらつきを有したものになることがある。このようなパターン幅ばらつきもインピーダンスコントロール精度を劣化させる。
【０００６】
本発明は、上記の事情を考慮してなされたもので、インピーダンスがコントロールされた配線を有するインピーダンスコントロール配線板およびその製造方法において、インピーダンスコントロールを精度よく行うことが可能なインピーダンスコントロール配線板およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するため、本発明に係るインピーダンスコントロール配線板は、絶縁層と、前記絶縁層の厚み方向に陥没せずに前記絶縁層の両面に設けられた、インピーダンスコントロール配線を含む第１および第２の配線パターンと、前記絶縁層を貫通し、前記第１および第２の配線パターンの面間に挟設された層間接続体と、前記絶縁層の少なくとも前記第１の配線パターン側または前記第２の配線パターン側に積層された第２の絶縁層とを具備することを特徴とする。
【０００８】
このインピーダンスコントロール配線板は、第１および第２の配線パターン間を対向させる絶縁層に、第１、第２の配線パターンが陥没していない。すなわち、絶縁層の厚みを一定として形成し、その両面に第１および第２の配線パターンを設けた構造になっている。したがって、第１および第２の配線パターンを含むインピーダンスコントロール配線板のインピーダンスコントロール精度は顕著に改善されたものになる。また、このような構造に適合して、第１および第２の配線パターンの面間に挟設された層間接続体を有し、さらに第２の配線層を有することで多層配線層化も可能な構造である。
【０００９】
また、本発明に係るインピーダンスコントロール配線板の製造方法は、第１の金属箔上に導体バンプを形成する工程と、前記形成された導体バンプを貫通させるように前記第１の金属箔上に絶縁層を積層する工程と、前記貫通させた導体バンプの頭部と電気的接続を確立するように前記積層された絶縁層上に第２の金属箔を積層し一体化する工程と、前記絶縁層上の前記第１の金属箔および前記第２の金属箔をパターニングしインピーダンスコントロール配線を形成する工程と、前記絶縁層の少なくとも片面の側に前記パターニングされた第１または第２の金属箔を介して第２の絶縁層を積層し一体化する工程とを具備することを特徴とする。
【００１０】
この製造方法は、上記のインピーダンスコントロール配線板を製造するひとつの方法である。製造途上で、絶縁層は、その両面が第１および第２の金属箔により挟まれる形態となる。したがって、積層後の絶縁層の形成厚みは精度よく一定にコントロールできる。よって、第１および第２の金属箔をパターニングすることによって得られるインピーダンスコントロール配線はインピーダンスコントロールの精度が向上したものになる。
【００１１】
また、本発明に係る別のインピーダンスコントロール配線板の製造方法は、絶縁層の所定位置に貫通孔を穿設する工程と、前記穿設された貫通孔の内部に導電性組成物を充填する工程と、前記充填された導電性組成物と電気的接続を確立するように前記絶縁層の両面それぞれに金属箔を積層し一体化する工程と、前記積層・一体化された金属箔それぞれをパターニングしインピーダンスコントロール配線を形成する工程と、前記絶縁層の少なくとも片面の側に前記パターニングされた金属箔を介して第２の絶縁層を積層し一体化する工程とを具備することを特徴とする。
【００１２】
この製造方法は、上記のインピーダンスコントロール配線板を製造する別の方法である。この方法も、製造途上で、絶縁層はその両面が金属箔により挟まれる形態となる。したがって、積層後の絶縁層の形成厚みは精度よく一定にコントロールできる。よって、両面の金属箔をパターニングすることにより得られるインピーダンスコントロール配線はインピーダンスコントロールの精度が向上したものになる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、インピーダンスがコントロールされた配線を有するインピーダンスコントロール配線板およびその製造方法において、インピーダンスコントロールを精度よく行うことが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の実施態様として、前記層間接続体は、導電性組成物からなり、かつ、積層方向に一致する軸を有し前記軸の方向に径が変化している形状である、とすることができる。層間接続体となる導体バンプを、例えば導電性組成物の金属箔上へのスクリーン印刷により形成した場合である。すなわち、製造方法の実施態様として、第１の金属箔上に導体バンプを形成する前記工程は、前記第１の金属箔上にスクリーン印刷を用いて導電性組成物を印刷することによりなされる、とすることができる。
【００１５】
また、実施態様として、前記層間接続体は、導電性組成物からなり、かつ、積層方向に一致する軸を有し前記軸の方向に径が変化していない形状である、とすることもできる。層間接続体を例えば絶縁層に穿設された貫通孔への導電性組成物の充填により形成した場合である。
【００１６】
また、実施態様として、前記層間接続体は、金属からなり、かつ、積層方向に一致する軸を有し前記軸の方向に径が変化している形状である、とすることができる。層間接続体となる導体バンプを、例えば金属箔上に積層された金属板をエッチングすることにより形成した場合である。すなわち、製造方法の実施態様として、第１の金属箔上に導体バンプを形成する前記工程は、前記第１の金属箔に積層された金属薄板を領域選択的にエッチングすることによりなされる、とすることができる。
【００１７】
また、実施態様として、前記層間接続体は、金属からなり、かつ、積層方向に一致する軸を有し前記軸の方向に径が変化していない形状である、とすることもできる。層間接続体となる導体バンプを、例えば金属箔上へのめっき形成により得た場合である。すなわち、製造方法の実施態様として、第１の金属箔上に導体バンプを形成する前記工程は、前記第１の金属箔上の所定位置に電解めっきプロセスを用いて金属柱を形成することによりなされる、とすることができる。
【００１８】
また、実施態様として、前記絶縁層は、前記第２の絶縁層の材料と誘電率の異なる材料からなる、とすることができる。絶縁板の特性はインピーダンスコントロールに対して重要な要素となるので、インピーダンスコントロールに関連しない絶縁層（この場合第２の絶縁層）には廉価な材料を使用可能とするものである。
【００１９】
また、実施態様として、前記絶縁層は、前記第２の絶縁層の材料より誘電正接値の小さい材料からなる、とすることができる。上記と同旨である。
【００２０】
以上を踏まえ、以下では本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るインピーダンスコントロール配線板の模式的構造を示す断面図である。図１に示すように、このインピーダンスコントロール配線板は、４つの配線層（配線パターン１４ａ、１１ａ、３１ａ、３４ａ）を有する多層板であり、図示最上の配線層とその下側の配線層とがインピーダンスコントロール配線（マイクロストリップライン）１４ｂ、１１ｂを含んでいる。
【００２１】
他の構成を含めて列挙すると、このインピーダンスコントロール配線板は、配線パターン１４ａ、１１ａ、３１ａ、３４ａ、インピーダンスコントロール配線１４ｂ（信号側）、同１１ｂ（グラウンド側）、絶縁層１３ａ、２２ａ、３３ａ、層間接続体としての導体バンプ１２、２１、３２、半田レジスト１５、３５を有する。
【００２２】
絶縁層１３ａを挟んで設けられている配線層の配線パターン１４ａ、１１ａおよびインピーダンスコントロール配線１４ａ、１１ａは、絶縁層１３ａの厚み方向に陥没せずに位置している。これは、絶縁層３３ａを挟んで設けられている配線層の配線パターン３１ａ、３４ａも絶縁層３３ａに対して同様である。導体バンプ１２、２１、３２は、それぞれ、絶縁層１３ａ、２２ａ、３３ａを貫通し、配線パターン１４ａと同１１ａの面間、配線パターン１１ａと同３１ａの面間、配線パターン３１ａと同３４ａの面間に挟設されている。その形状は、積層方向に一致する軸を有しこの軸の方向に径が変化する形状（ここではほぼ円錐台）である。
【００２３】
絶縁層１３ａ、２２ａ、３３ａはこの順に積層されており、内側の配線パターン１１ａ、３１ａは、中間の絶縁層２２ａの厚み方向に陥没している。半田レジスト１５、３５は、この多層板の外側の配線パターン１４ａ（またはインピーダンスコントロール配線板１４ｂ）、３４ａのうち半田接続が必要のない部分を覆うように設けられている。
【００２４】
この多層板の特徴は、インピーダンスコントロール配線１４ｂ、１１ｂ間を対向させる絶縁層１３ａの厚み精度が極めて高く製造され得る点にある。通常、絶縁層１３ａ、２２ａ、３３ａなどは、積層工程において前駆体としてのプリプレグを加熱・加圧して流動化させかつ硬化させて得るものである。この多層板は、製造プロセス上、絶縁層１３ａ（および絶縁層３３ａ）を流動化させたときの流動量がきわめて小さい。また、インピーダンスコントロール配線１４ｂ、１１ｂの厚みも均一化されており、このためパターン幅方向にも精度の高いパターンとなっている。したがって、インピーダンスコントロール配線１４ｂ、１１ｂによるインピーダンスコントロールは精度が高い。以下で製造工程を説明する。
【００２５】
図２は、図１に示したインピーダンスコントロール配線板の製造過程を模式的な断面で示す工程図である。図３は、図２の続図であって、図１に示したインピーダンスコントロール配線板製造過程を模式的な断面で示す工程図である。図２、図３において、図１に示した構成要素と同一または同一相当のものには同一符号を付す。
【００２６】
まず、図２（ａ）に示すように、厚さが均一の銅箔（金属箔）１１（例えば電解銅箔）を用意し、その面上の所定位置にペースト状の導電性組成物を例えばスクリーン印刷で印刷しほぼ円錐形状の導体バンプ１２を形成する。導体バンプ１２のサイズは、例えば底面径２００μｍ、高さ１６０μｍである。ペースト状の導電性組成物は、周知の、例えばＡｇ（銀）の微細粒を樹脂中に分散させたものを用い得る。導体バンプ１２の形成後これを乾燥して硬化させる。
【００２７】
次に、図２（ｂ）に示すように、形成された導体バンプ１４を貫通させるように銅箔１１上に厚さ例えば公称６０μｍの例えばＦＲ−４のプリプレグ１３を、加熱・加圧して積層する。導体バンプ１２の頭部は、この積層後の時点でつぶしておくようにしてもよい。続いて、図２（ｃ）に示すように、貫通させた導体バンプ１２の頭部と電気的接続を確立するようにプリプレグ１３上に厚さが均一の銅箔（金属箔）１４（例えば電解銅箔）を加圧・加熱して積層する。この積層により、プリプレグ１３は完全に硬化して絶縁層１３ａになり、全体が一体化される。この積層工程でのプリプレグ１３は、両面が完全に銅箔１４、１１に挟まれるので加熱で流動化してもその実際の流動量は非常に小さい。以上で、導体バンプ１２の層間接続体を有する両面銅張り配線板素材が得られる。
【００２８】
次に、図２（ｄ）に示すように、内層となる金属箔１１を例えば周知のフォトリソグラフィ法を用いてパターニングし配線パターン１１ａおよびインピーダンスコントロール配線１１ｂを形成する。このパターニングでは、金属箔１１が均一厚さであり、サイドエッチングの影響も均一に生じるので、パターン幅方向の精度が高いパターニングが可能である。これは、層間接続体として導体バンプ１２を用いたことによる効果と言える。例えば周知のスルーホールによる層間接続体を有する構造の場合では、その内壁面に導電層をめっき形成するときに銅箔１１上にもめっき層が形成されるので場所によりその厚さが一定しなくなる。よって、そのあとのパターニングではパターン幅方向の精度に悪影響が生じる。
【００２９】
次に、図３（ａ）に示すように、パターニングで得られた配線パターン２１上の必要な位置に導体バンプ２１を形成する。この導体バンプ２１は、上記の導体バンプ１２と同様にして形成することができる。続いて、図３（ｂ）に示すように、形成された導体バンプ２１を貫通させるようにかつ配線パターン１１ａおよびインピーダンスコントロール配線１１ｂを挟むように、絶縁層１３ａ上に例えばＦＲ−４のプリプレグ２２を、加熱・加圧して積層する。このときの積層では、プリプレグ２２が塑性変形し配線パターン１１ａおよびインピーダンスコントロール配線１１ｂの側端面をも覆うようになる。なお、導体バンプ２１の頭部は、この積層後の時点でつぶしておくようにしてもよい。
【００３０】
次に、図３（ｂ）に示すように、貫通させた導体バンプ２１の頭部と電気的接続を確立するように、プリプレグ２２上に図２（ｄ）の段階と同じ構造を有する配線板素材を加圧・加熱して積層する。この積層により、プリプレグ２２は完全に硬化して絶縁層２２ａ（図１）になり、全体が一体化される。ここで積層する配線板素材は、図示するように、絶縁層３３ａ、銅箔（金属箔）３４、配線パターン３１ａ、導体バンプ３２を有する。このときの積層では、プリプレグ２２が流動性を帯びて塑性変形し配線パターン３１ａの側端面をも覆うようになる。
【００３１】
以下の工程は図示しないが、この積層後の最外の銅箔１４、３４を例えば周知のフォトリソグラフィ工程により所定にパターニングし、さらに必要な領域に半田レジスト１５、３５を形成することで図１に示したインピーダンスコントロール配線板を得ることができる。
【００３２】
以上の製造方法では、図２（ｄ）の工程で片面の銅箔１１のみパターニングしているが、この時点で両面の銅箔１１、１４をパターニングするようにしてもよい。図３（ｃ）中に示した絶縁層３３ａを有する配線板素材についても同様である。この方法によればパターニング工程を効率化して生産性を向上できる。ただし、図３（ｃ）に示す積層工程において、加圧面に凹凸が生じることになるので加圧力の場所による均一性が保たれるように注意が必要である。
【００３３】
また、この実施形態は４層板の場合を示したが、図３に示した要領により積層を重ねることで、８層、１２層などさらに多層化された配線板とすることも可能である。その際に、絶縁層の厚み方向に陥没せずかつその絶縁層を介して互いに対向する配線層であれば、その配線層にインピーダンスコントロール配線を精度高く形成することができる。
【００３４】
また、この実施形態では、絶縁層１３ａ、３３ａ、２２ａが同一のもの（ＦＲ−４に相当）としたが、インピーダンスコントロール配線を含む配線層に挟まれるもののみ物理的特性（誘電率や誘電正接）の良好またはばらつきの小さいものを用いるようにしてもよい。このような良質の物理的特性のものは一般に高価であり、インピーダンスコントロールを必要としないところの絶縁層にまで用いるとコストアップを招くからである。
【００３５】
また、この実施形態ではインピーダンスコントロール配線１４ｂを信号配線側、同１１ｂをグラウンド配線側としたが、逆に、インピーダンスコントロール配線１４ｂの側をグラウンド配線、同１１ｂの側を信号配線とする構成も可能である。
【００３６】
次に、図１に示したインピーダンスコントロール配線板を試作し実際に絶縁層１３ａの厚さを評価した結果について図４を参照して述べる。図４は、図１に示したインピーダンスコントロール配線板において、インピーダンスコントロール配線１１ｂ、１４ｂ間の絶縁層１３ａの厚さを実測した例（図４（ａ））を従来工法によるもの（図４（ｂ））と比較して示す図である。
【００３７】
サンプル１、サンプル２は、パターン設計を異ならせた配線板サンプルであり、基板番号は、各製造ロットにおいて各配線板に与えられた番号である。従来工法とは、両面に配線パターンを有するコア板（絶縁層２２ａに相当）にビルドアップで絶縁層（絶縁層１３ａに相当）および配線パターン（インピーダンスコントロール配線１４ｂに相当）を設けた構造のものである。コア板の層間接続はコア板に設けたスルーホールによっており、ビルドアップ層の層間接続は、ビルドアップ後の穴あけおよび電解めっきによっている。
【００３８】
図４（ａ）と図４（ｂ）とを比較してわかるように、インピーダンスコントロール配線１１ｂ、１４ｂ間の絶縁層１３ａの厚さは、そのばらつき（３ｓで評価）がこの実施形態によるものの方が格段に小さい（１／２から１／３程度）。また、サンプル１とサンプル２のようにパターン設計が異なるものであっても、絶縁層１３ａの厚さばらつきは小さな値で揃っている。さらに、パターン設計が異なったときの平均厚さの違いが、従来工法のものに比べて顕著に小さくなっていることもわかる。
【００３９】
これは、すなわち、従来工法では、ビルドアップで設けられる絶縁層がコア板のスルーホールの穴埋めやコア板上の配線パターンによる凹凸により積層時に流動して変形するところ、本実施形態では、製造工程上、そのような流動による変形が生じる可能性が除去されているからである。なお、ここでは絶縁層１３ａについて評価したが、製造工程上、絶縁層３３ａについても同様な効果が得られるので、絶縁層３３ａを挟むようにインピーダンスコントロール配線を設けてもインピーダンスコントロール精度の高いものとなる。
【００４０】
次に、本発明の別の実施形態に係るインピーダンスコントロール配線板について図５を参照して説明する。図５は、本発明の別の実施形態に係るインピーダンスコントロール配線板の模式的構造を示す断面図である。図５において、すでに説明した構成要素と同一または同一相当のものには同一符号を付してある。
【００４１】
この実施形態は、図１中の導体バンプ１２、２１、３２がそれぞれ円柱状（より一般的には積層方向に一致する軸を有しこの軸の方向に径が変化していない形状）の導体バンプ４２、５１、６２に置き換わったものになっている。そのほかの構成については図１に示した実施形態と同様である。この多層板においても、インピーダンスコントロール配線１４ｂ、１１ｂ間を対向させる絶縁層１３ａの厚み精度が極めて高く製造される。また、インピーダンスコントロール配線１４ｂ、１１ｂの厚みも均一化されている。したがって、インピーダンスコントロール配線１４ｂ、１１ｂによるインピーダンスコントロールは精度が高い。以下で製造工程を説明する。
【００４２】
図６は、図５に示したインピーダンスコントロール配線板の製造過程要部を模式的断面で示す工程図である。図６において、図５に示した構成要素と同一または同一相当のものには同一符号を付してある。
【００４３】
まず、図６（ａ）に示すように、厚さ例えば公称６０μｍの例えばＦＲ−４のプリプレグ１３を用意し、層間接続体を設ける所定位置に貫通孔４２ａを周知のドリリングなどの方法により穿設する。次に、図６（ｂ）に示すように、穿設された貫通孔４２ａ内にペースト状の導電性組成物を充填して乾燥させこれを導体バンプ４２とする。次に、図６（ｃ）に示すように、充填された導体バンプ４２と電気的接続を確立するようにプリプレグ１３の両面それぞれに厚さが均一の銅箔（金属箔）１１、１４を加圧・加熱して積層する。この積層により、プリプレグ１３は完全に硬化して絶縁層１３ａになり、全体が一体化される。この積層工程でのプリプレグ１３は、両面が完全に銅箔１４、１１に挟まれるので加熱で流動化してもその実際の流動量は非常に小さい。
【００４４】
次に、図６（ｄ）に示すように、内層となる金属箔１１を例えば周知のフォトリソグラフィ法を用いてパターニングし配線パターン１１ａおよびインピーダンスコントロール配線１１ｂを形成する。このパターニングでは、金属箔１１が均一厚さであり、サイドエッチングの影響も均一に生じるので、パターン幅方向の精度が高いパターニングが可能である。
【００４５】
以下の工程は図示しないが、図３（ｃ）に示すような積層工程に相当して、図６（ｄ）に示した配線板素材をふたつ用意し、その間に図６（ｂ）に示す状態と同一の構造のものを配置して加熱・加圧して積層・一体化すれば、図５に示すような構造の一歩手前のものが得られる。そして、この積層後の最外の銅箔１４等を例えば周知のフォトリソグラフィ工程により所定にパターニングし、さらに必要な領域に半田レジスト１５、３５を形成することで図５に示したインピーダンスコントロール配線板を得ることができる。
【００４６】
次に、本発明のさらに別の実施形態に係るインピーダンスコントロール配線板について図７を参照して説明する。図７は、本発明のさらに別の実施形態に係るインピーダンスコントロール配線板の模式的構造を示す断面図である。図７において、すでに説明した構成要素と同一または同一相当のものには同一符号を付してある。
【００４７】
この実施形態は、図５中の導体バンプ４２、６２がそれぞれ円柱状（より一般的には積層方向に一致する軸を有しこの軸の方向に径が変化していない形状）で金属（めっき）からなる導体バンプ７２、８２に置き換わったものになっている。そのほかの構成については図５に示した実施形態と同様である。この多層板においても、インピーダンスコントロール配線１４ｂ、１１ｂ間を対向させる絶縁層１３ａの厚み精度が極めて高く製造される。また、インピーダンスコントロール配線１４ｂ、１１ｂの厚みも均一化されている。したがって、インピーダンスコントロール配線１４ｂ、１１ｂによるインピーダンスコントロールは精度が高い。以下で製造工程を説明する。
【００４８】
図８は、図７に示したインピーダンスコントロール配線板の製造過程要部を模式的断面で示す工程図である。図８において、図７に示した構成要素と同一または同一相当のものには同一符号を付してある。
【００４９】
まず、図８（ａ）に示すように、厚さが均一の銅箔（金属箔）１１を用意し、その面上に、導体バンプ７２を形成するための除去部７９ａの穿設されたマスク７９を設ける。そして、銅箔１１を電気供給路して電解めっき工程を片面に施し、図８（ｂ）に示すように、めっきによる導体バンプ７２をマスク７９の除去部７９ａ内に成長させる。導体バンプ７２の成長後、マスク７９を除去する。これにより図８（ｃ）に示すような金属（めっき）の導体バンプ７２の形設された銅箔１１を得ることができる。これを、図２（ａ）に示した導体バンプ１２が形設された銅箔１１の代わりに用いて以下の工程を行い、図２（ｄ）に示す構造に類似のものを得る。
【００５０】
次に、図３（ｃ）に示すような積層工程に相当して、この類似構造のものをふたつ用意し、その間に図６（ｂ）に示す状態と同一の構造のものを配置して加熱・加圧して積層・一体化すれば、図７に示すような構造の一歩手前のものが得られる。最後に、この積層後の最外の銅箔１４等を例えば周知のフォトリソグラフィ工程により所定にパターニングし、さらに必要な領域に半田レジスト１５、３５を形成することで図７に示したインピーダンスコントロール配線板を得ることができる。
【００５１】
この実施形態は、図２で説明した事項がほぼそのままであり、インピーダンスコントロール配線１４ｂ、１１ｂによるインピーダンスコントロールは精度が高い。
【００５２】
次に、本発明のさらに別の実施形態に係るインピーダンスコントロール配線板について図９を参照して説明する。図９は、本発明のさらに別の実施形態に係るインピーダンスコントロール配線板の模式的構造を示す断面図である。図９において、すでに説明した構成要素と同一または同一相当のものには同一符号を付してある。
【００５３】
この実施形態は、図１中の導体バンプ１２、３２がそれぞれで金属（金属板のエッチングによるもの）からなる導体バンプ９２、１０２に置き換わったものになっている。そのほかの構成については図１に示した実施形態と同様である。この多層板においても、インピーダンスコントロール配線１４ｂ、１１ｂ間を対向させる絶縁層１３ａの厚み精度が極めて高く製造される。また、インピーダンスコントロール配線１４ｂ、１１ｂの厚みも均一化されている。したがって、インピーダンスコントロール配線１４ｂ、１１ｂによるインピーダンスコントロールは精度が高い。以下で製造工程を説明する。
【００５４】
図１０は、図５に示したインピーダンスコントロール配線板の製造過程要部を模式的断面で示す工程図である。図６において、図５に示した構成要素と同一または同一相当のものには同一符号を付してある。
【００５５】
まず、図１０（ａ）に示すように、厚さが均一（例えば１８μｍ）の銅箔１１を用意し、その面上にエッチングバリア層９２ａａとして厚さ例えば２μｍのニッケル合金を電解めっきで形成する。さらに、形成されたエッチングバリア層９２ａａ上に厚さ例えば１２０μｍの銅薄板９２ａを配置して積層し３層構造のクラッド材を得る。そして、このクラッド材の銅薄板９２ａ上の必要な位置に、導体バンプ９２を得るためのエッチングマスク９９をエッチングレジストの露光現像により形設する。図示していないが、銅箔１１側には全面のマスクを設ける。
【００５６】
次に、銅のみを選択的にエッチング可能なアルカリ系のエッチング液を用いて銅薄板９２ａをエッチングし、図１０（ｂ）に示すように、導体バンプ９２を残存・形成する。導体バンプ９２の大きさは、例えば底面径１５０μｍ、上面径８０μｍ、高さ１２０μｍである。一般的には、積層方向に一致する軸を有しこの軸の方向に径が変化する形状（ここではほぼ円錐台）となる。この後、図１０（ｃ）に示すようにエッチングバリア層９２ａａをエッチング除去してもよい。そして、図１０（ｂ）または図１０（ｃ）に示す導体バンプ９２が形設された銅箔１１を、図２（ａ）に示した導体バンプ１２が形設された銅箔１１の代わりに用いて以下の工程を行い、図２（ｄ）、および図３（ｂ）に示す構造に類似のものをそれぞれ得る。
【００５７】
次に、図３（ｃ）に示すような積層工程に相当して、これらの類似構造のものを配置して加熱・加圧して積層・一体化すれば、図９に示すような構造の一歩手前のものが得られる。最後に、この積層後の最外の銅箔１４等を例えば周知のフォトリソグラフィ工程により所定にパターニングし、さらに必要な領域に半田レジスト１５、３５を形成することで図９に示したインピーダンスコントロール配線板を得ることができる。
【００５８】
この実施形態も、図２で説明した事項がほぼそのままなので、インピーダンスコントロール配線１４ｂ、１１ｂによるインピーダンスコントロールは精度が高い。なお、図１０（ａ）に示した３層のクラッド材は、銅薄板９２ａ上にエッチングバリア層９２ａａを電解めっきで形成し、さらに銅箔１１に相当する膜を金属めっきで形成して得るようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の一実施形態に係るインピーダンスコントロール配線板の模式的構造を示す断面図。
【図２】図１に示したインピーダンスコントロール配線板の製造過程を模式的な断面で示す工程図。
【図３】図２の続図であって、図１に示したインピーダンスコントロール配線板製造過程を模式的な断面で示す工程図。
【図４】図１に示したインピーダンスコントロール配線板において、インピーダンスコントロール配線間の絶縁層の厚さを実測した例（図４（ａ））を従来工法によるもの（図４（ｂ））と比較して示す図。
【図５】本発明の別の実施形態に係るインピーダンスコントロール配線板の模式的構造を示す断面図。
【図６】図５に示したインピーダンスコントロール配線板の製造過程要部を模式的断面で示す工程図。
【図７】本発明のさらに別の実施形態に係るインピーダンスコントロール配線板の模式的構造を示す断面図。
【図８】図７に示したインピーダンスコントロール配線板の製造過程要部を模式的断面で示す工程図。
【図９】本発明のさらに別の実施形態に係るインピーダンスコントロール配線板の模式的構造を示す断面図。
【図１０】図９に示したインピーダンスコントロール配線板の製造過程要部を模式的断面で示す工程図。
【符号の説明】
【００６０】
１１…銅箔、１１ａ…配線パターン、１１ｂ…インピーダンスコントロール配線、１２…導体バンプ（導電性組成物）、１３…プリプレグ、１３ａ…絶縁層、１４…金属箔、１４ａ…配線パターン、１４ｂ…インピーダンスコントロール配線、１５…半田レジスト、２１…導体バンプ（導電性組成物）、２２…プリプレグ、２２ａ…絶縁層、３１ａ…配線パターン、３２…導体バンプ（導電性組成物）、３３ａ…絶縁層、３４…銅箔、３４ａ…配線パターン、３５…半田レジスト、４２…導体バンプ（導電性組成物）、４２ａ…貫通孔、５１…導体バンプ（導電性組成物）、６２…導体バンプ（導電性組成物）、７２…導体バンプ（めっき金属）、７９…マスク、７９ａ…マスク除去部、８２…導体バンプ（めっき金属）、９２…導体バンプ（金属エッチング）、９２ａ…銅薄板、９２ａａ…エッチングバリア層、９９…エッチングマスク、１０２…導体バンプ（金属エッチング）。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁層と、
前記絶縁層の厚み方向に陥没せずに前記絶縁層の両面に設けられた、インピーダンスコントロール配線を含む第１および第２の配線パターンと、
前記絶縁層を貫通し、前記第１および第２の配線パターンの面間に挟設された層間接続体と、
前記絶縁層の少なくとも前記第１の配線パターン側または前記第２の配線パターン側に積層された第２の絶縁層と
を具備することを特徴とするインピーダンスコントロール配線板。
【請求項２】
前記層間接続体が、導電性組成物からなり、かつ、積層方向に一致する軸を有し前記軸の方向に径が変化している形状であることを特徴とする請求項１記載のインピーダンスコントロール配線板。
【請求項３】
前記層間接続体が、導電性組成物からなり、かつ、積層方向に一致する軸を有し前記軸の方向に径が変化していない形状であることを特徴とする請求項１記載のインピーダンスコントロール配線板。
【請求項４】
前記層間接続体が、金属からなり、かつ、積層方向に一致する軸を有し前記軸の方向に径が変化している形状であることを特徴とする請求項１記載のインピーダンスコントロール配線板。
【請求項５】
前記層間接続体が、金属からなり、かつ、積層方向に一致する軸を有し前記軸の方向に径が変化していない形状であることを特徴とする請求項１記載のインピーダンスコントロール配線板。
【請求項６】
前記絶縁層が、前記第２の絶縁層の材料と誘電率の異なる材料からなることを特徴とする請求項１記載のインピーダンスコントロール配線板。
【請求項７】
前記絶縁層が、前記第２の絶縁層の材料より誘電正接値の小さい材料からなることを特徴とする請求項１記載のインピーダンスコントロール配線板。
【請求項８】
前記第１の配線パターンの前記インピーダンスコントロール配線がグラウンド配線であり、
前記第２の配線パターンの前記インピーダンスコントロール配線が信号配線であること
を特徴とする請求項１記載のインピーダンスコントロール配線板。
【請求項９】
前記第１の配線パターンの前記インピーダンスコントロール配線が信号配線であり、
前記第２の配線パターンの前記インピーダンスコントロール配線がグラウンド配線であること
を特徴とする請求項１記載のインピーダンスコントロール配線板。
【請求項１０】
第１の金属箔上に導体バンプを形成する工程と、
前記形成された導体バンプを貫通させるように前記第１の金属箔上に絶縁層を積層する工程と、
前記貫通させた導体バンプの頭部と電気的接続を確立するように前記積層された絶縁層上に第２の金属箔を積層し一体化する工程と、
前記絶縁層上の前記第１の金属箔および前記第２の金属箔をパターニングしインピーダンスコントロール配線を形成する工程と、
前記絶縁層の少なくとも片面の側に前記パターニングされた第１または第２の金属箔を介して第２の絶縁層を積層し一体化する工程と
を具備することを特徴とするインピーダンスコントロール配線板の製造方法。
【請求項１１】
第１の金属箔上に導体バンプを形成する前記工程が、前記第１の金属箔上にスクリーン印刷を用いて導電性組成物を印刷することによりなされることを特徴とする請求項１０記載のインピーダンスコントロール配線板の製造方法。
【請求項１２】
第１の金属箔上に導体バンプを形成する前記工程が、前記第１の金属箔に積層された金属薄板を領域選択的にエッチングすることによりなされることを特徴とする請求項１０記載のインピーダンスコントロール配線板の製造方法。
【請求項１３】
第１の金属箔上に導体バンプを形成する前記工程が、前記第１の金属箔上の所定位置に電解めっきプロセスを用いて金属柱を形成することによりなされることを特徴とする請求項１０記載のインピーダンスコントロール配線板の製造方法。
【請求項１４】
絶縁層の所定位置に貫通孔を穿設する工程と、
前記穿設された貫通孔の内部に導電性組成物を充填する工程と、
前記充填された導電性組成物と電気的接続を確立するように前記絶縁層の両面それぞれに金属箔を積層し一体化する工程と、
前記積層・一体化された金属箔それぞれをパターニングしインピーダンスコントロール配線を形成する工程と、
前記絶縁層の少なくとも片面の側に前記パターニングされた金属箔を介して第２の絶縁層を積層し一体化する工程と
を具備することを特徴とするインピーダンスコントロール配線板の製造方法。
【請求項１】
絶縁層と、
前記絶縁層の厚み方向に陥没せずに前記絶縁層の両面に設けられた、インピーダンスコントロール配線を含む第１および第２の配線パターンと、
前記絶縁層を貫通し、前記第１および第２の配線パターンの面間に挟設された層間接続体と、
前記絶縁層の少なくとも前記第１の配線パターン側または前記第２の配線パターン側に積層された第２の絶縁層と
を具備することを特徴とするインピーダンスコントロール配線板。
【請求項２】
前記層間接続体が、導電性組成物からなり、かつ、積層方向に一致する軸を有し前記軸の方向に径が変化している形状であることを特徴とする請求項１記載のインピーダンスコントロール配線板。
【請求項３】
前記層間接続体が、導電性組成物からなり、かつ、積層方向に一致する軸を有し前記軸の方向に径が変化していない形状であることを特徴とする請求項１記載のインピーダンスコントロール配線板。
【請求項４】
前記層間接続体が、金属からなり、かつ、積層方向に一致する軸を有し前記軸の方向に径が変化している形状であることを特徴とする請求項１記載のインピーダンスコントロール配線板。
【請求項５】
前記層間接続体が、金属からなり、かつ、積層方向に一致する軸を有し前記軸の方向に径が変化していない形状であることを特徴とする請求項１記載のインピーダンスコントロール配線板。
【請求項６】
前記絶縁層が、前記第２の絶縁層の材料と誘電率の異なる材料からなることを特徴とする請求項１記載のインピーダンスコントロール配線板。
【請求項７】
前記絶縁層が、前記第２の絶縁層の材料より誘電正接値の小さい材料からなることを特徴とする請求項１記載のインピーダンスコントロール配線板。
【請求項８】
前記第１の配線パターンの前記インピーダンスコントロール配線がグラウンド配線であり、
前記第２の配線パターンの前記インピーダンスコントロール配線が信号配線であること
を特徴とする請求項１記載のインピーダンスコントロール配線板。
【請求項９】
前記第１の配線パターンの前記インピーダンスコントロール配線が信号配線であり、
前記第２の配線パターンの前記インピーダンスコントロール配線がグラウンド配線であること
を特徴とする請求項１記載のインピーダンスコントロール配線板。
【請求項１０】
第１の金属箔上に導体バンプを形成する工程と、
前記形成された導体バンプを貫通させるように前記第１の金属箔上に絶縁層を積層する工程と、
前記貫通させた導体バンプの頭部と電気的接続を確立するように前記積層された絶縁層上に第２の金属箔を積層し一体化する工程と、
前記絶縁層上の前記第１の金属箔および前記第２の金属箔をパターニングしインピーダンスコントロール配線を形成する工程と、
前記絶縁層の少なくとも片面の側に前記パターニングされた第１または第２の金属箔を介して第２の絶縁層を積層し一体化する工程と
を具備することを特徴とするインピーダンスコントロール配線板の製造方法。
【請求項１１】
第１の金属箔上に導体バンプを形成する前記工程が、前記第１の金属箔上にスクリーン印刷を用いて導電性組成物を印刷することによりなされることを特徴とする請求項１０記載のインピーダンスコントロール配線板の製造方法。
【請求項１２】
第１の金属箔上に導体バンプを形成する前記工程が、前記第１の金属箔に積層された金属薄板を領域選択的にエッチングすることによりなされることを特徴とする請求項１０記載のインピーダンスコントロール配線板の製造方法。
【請求項１３】
第１の金属箔上に導体バンプを形成する前記工程が、前記第１の金属箔上の所定位置に電解めっきプロセスを用いて金属柱を形成することによりなされることを特徴とする請求項１０記載のインピーダンスコントロール配線板の製造方法。
【請求項１４】
絶縁層の所定位置に貫通孔を穿設する工程と、
前記穿設された貫通孔の内部に導電性組成物を充填する工程と、
前記充填された導電性組成物と電気的接続を確立するように前記絶縁層の両面それぞれに金属箔を積層し一体化する工程と、
前記積層・一体化された金属箔それぞれをパターニングしインピーダンスコントロール配線を形成する工程と、
前記絶縁層の少なくとも片面の側に前記パターニングされた金属箔を介して第２の絶縁層を積層し一体化する工程と
を具備することを特徴とするインピーダンスコントロール配線板の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００６−１２０８７３（Ｐ２００６−１２０８７３Ａ）
【公開日】平成１８年５月１１日（２００６．５．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３０７３６９（Ｐ２００４−３０７３６９）
【出願日】平成１６年１０月２１日（２００４．１０．２１）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【出願人】（３０００９１１１９）ディー・ティー・サーキットテクノロジー株式会社 (9)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年５月１１日（２００６．５．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１０月２１日（２００４．１０．２１）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【出願人】（３０００９１１１９）ディー・ティー・サーキットテクノロジー株式会社 (9)
【Ｆターム（参考）】
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