專利名稱：多層印刷電路板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種多層印刷電路板，特別是涉及這樣的多層印刷電路板，該多層印刷電路板即使安裝高頻IC芯片，特別是大于等于3GHz的高頻區(qū)域的IC芯片，也不發(fā)生誤動作或錯誤等，可提高電特性和可靠性。
背景技術(shù)：
在構(gòu)成IC芯片用的封裝的增層(build up)式多層印刷電路板中，在形成有通孔的芯部基板的兩面或單面形成層間絕緣樹脂，由激光或光刻開設(shè)用于層間導(dǎo)通的連接用通孔，形成層間樹脂絕緣層。由電鍍等在該連接用通孔上形成導(dǎo)體層，經(jīng)過腐蝕等，形成圖案，制作出導(dǎo)體電路。另外，通過反復(fù)形成層間絕緣層與導(dǎo)體層，從而獲得增層多層印刷電路板。根據(jù)需要，在表層形成錫焊凸塊、外部端子(PGA/BGA等)，從而成為可安裝IC芯片的基板或封裝基板。IC芯片通過安裝C4(倒裝片)，從而進(jìn)行IC芯片與基板的電連接。
作為增層式多層印刷電路板的已有技術(shù)，具有日本特開平6-260756號公報、特開平6-275959號公報等。它們都在用填充樹脂填充了通孔的芯部基板上形成焊盤，在兩面形成具有連接用通孔的層間絕緣層，由疊加法施加導(dǎo)體層，與焊盤連接，從而可獲得高密度化、形成了微細(xì)配線的多層印刷電路板。
然而，隨著IC芯片高頻化，發(fā)生的噪聲也增大。特別是當(dāng)頻率超過3GHz時起，其程度增大。另外，當(dāng)超過5GHz時，該傾向進(jìn)一步增大。
為此，應(yīng)起作用的動作(指例如圖像的識別、開關(guān)的切換、數(shù)據(jù)向外部的傳遞等)延遲等問題使得不能實現(xiàn)所期望的功能。
在想要分別對不能進(jìn)行所期望的功能的IC芯片、基板進(jìn)行無損檢查或分解時，IC芯片、基板自身不發(fā)生短路或開路等問題，在安裝頻率小(特別是不到1GHz)IC芯片的場合，不發(fā)生誤動作或錯誤。
即，高頻用IC芯片通過間歇地增減電力消耗，從而可在抑制發(fā)熱的同時進(jìn)行高速運算。例如，雖然通常為數(shù)W左右的消耗，但瞬間消耗數(shù)十W的電力。當(dāng)進(jìn)行該數(shù)十W的電力消耗時，如印刷電路板的環(huán)路電感高，則當(dāng)消耗增大的電力上升時，供給電壓下降，可能導(dǎo)致誤動作的發(fā)生。
本發(fā)明的目的在于提供一種即使為高頻區(qū)域的IC芯片，特別是超過3GHz，也不發(fā)生誤動作或錯誤的多層印刷電路板或封裝基板。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明人為了實現(xiàn)上述目的而進(jìn)行了認(rèn)真的研究，想到了將以下所示內(nèi)容作為要旨的發(fā)明。即，多層印刷電路板在具有多個通孔的芯部基板的兩面或單面上形成層間絕緣層和導(dǎo)體層，通過連接用通孔進(jìn)行電連接；其特征在于芯部基板的通孔的接地用通孔與電源用通孔配置在相鄰的位置。
通過使接地用通孔與電源用通孔相鄰，從而使各自發(fā)生的感應(yīng)電動勢的方向相反，因此，消除各感應(yīng)電動勢。為此，噪聲減小，作為基板的功能不下降。這樣，不會發(fā)生誤作動或延遲。換言之，可減小互感。另外，印刷電路板的環(huán)路電感減小，IC的晶體管的電壓常穩(wěn)定，晶體管正常地動作。
此時，雙方通孔間的距離越短則越理想。這是因為，由此可相對地減小電感。
另外，多層印刷電路板在具有多個通孔的芯部基板的兩面或單面上形成層間絕緣層和導(dǎo)體層，通過連接用通孔進(jìn)行電連接；其中芯部基板的通孔具有2個或2個以上的接地用通孔和2個或2個以上的電源用通孔，分別在相鄰的位置配置成格子狀或交錯狀。
在格子狀配置的場合，分別將地線(或電源)配置于對角的位置，將電源(或地線)配置在此外的位置。由該構(gòu)成，消除X方向和Y方向的感應(yīng)電動勢。
下面參照圖11(A)說明將通孔配置成格子狀的例子。在配置成格子狀的通孔中，相對接地用通孔GND1以等間隔配置電源用通孔VCC1、VCC2，在接地用通孔GND1的對角線上配置接地用通孔GND 2。通過形成為該4芯(4芯導(dǎo)線)構(gòu)造，從而相對1個接地用通孔GND(或電源用通孔VCC)消除由2個或2個以上的電源用通孔VCC(或接地用通孔GND)產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢。這樣，可減小通孔的互感，不受到感應(yīng)電動勢的影響，所以，不易發(fā)生誤作動或延遲等。
另外，參照圖11(B)說明將通孔配置成交錯狀的例子。在配置成交錯狀的通孔中，以等間隔在1個電源用通孔VCC1的周圍配置接地用通孔GND1、GND2、GND3、GND4。此時，接地用通孔GND與電源用通孔VCC間最好配置在相等距離間。通過形成該構(gòu)造，相對1個接地用通孔GND(或電源用通孔VCC)消除由1個或1個以上的電源用通孔VCC(或接地用通孔GND)產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢。為此，可減小通孔的互感，由于不受到感應(yīng)電動勢的影響，所以，不易發(fā)生誤作動或延遲等。
電感在配置成格子狀時比配置成交錯狀時更低。圖11(A)、圖11(B)為配置2個或2個以上的接地用通孔和2個或2個以上電源用通孔時的最小單位的示意圖。圖11(D)、圖11(E)配置了4個該最小單位。圖11(D)為格子狀配置，圖11(E)為交錯狀配置。VCC格外在最短距離的位置配置2個GND。另一方面，VCC交錯位置外在最短距離的位置配置1個GND。另外，VCC格內(nèi)、VCC交錯位置內(nèi)都按最短距離設(shè)置4個GND。
本來接地用通孔GND和電源用通孔VCC就容易受到磁場等的影響，因此，當(dāng)IC芯片高頻化、高速化時，電感增加，從而使得向IC的晶體管的電源供給延遲，晶體管不導(dǎo)通，引起用于使高速驅(qū)動的IC正常動作的基板的問題。因此，有必要考慮用于抑制接地用通孔GND和電源用通孔VCC的電感的影響的配置。例如，相對高密度化的要求(高密度化、微細(xì)配線)，并不僅是將通孔配置得較窄即可。如上述那樣排列可分別減小電感。另外，環(huán)路電感下降，不發(fā)生對IC的晶體管的電源供給的延遲。
接地用通孔與電源用的通孔的距離(圖11(C)中表示的間距接地用通孔GND的中心與電源用通孔VCC的中心的距離)最好在60～600μm間。通過縮短通孔與通孔的壁間的距離，從而可降低互感。此時，如不到60μm，則不能確保通孔間的絕緣間隙，導(dǎo)致短路等問題。另外，絕緣間隙等也可能使得環(huán)路電感難以處于設(shè)計容許值的范圍。當(dāng)超過600μm時，即使將通孔配置成格子狀或交錯狀，使環(huán)路電感下降的效果也降低。如為80～600μm間，則可確保絕緣間隙，可降低環(huán)路電感，提高電特性。
最好接地用通孔直徑(圖11(C)所示通孔的外徑)為50～500μm，同樣，電源通孔直徑為50～500μm。
如不到50μm，則在通孔內(nèi)形成導(dǎo)體層容易變得困難。另外，自感增大。
如超過500μm，則每1根的自感量下降，但在受到限制的區(qū)域內(nèi)配置的地線、電源線的數(shù)量減少，不能通過使地線、電源線多線化而使整體上的電感下降。這是因為，特別是在以格子狀或交錯狀排列的場合，會由于通孔間距而發(fā)生短路等問題。即，使得形成通孔自身變得困難。
最好在75～585μm間形成。如為該期間，則可降低自感，通過增加配線數(shù)，從而可降低整體的電感，提高電特性。另外，可使通孔間距成為小的間距。
通孔最好從1個或大于等于2個的通孔正上方或通孔的焊盤上到最外層為全層疊加構(gòu)造。最好形成在通孔正上方。這是因為，該通孔的連接為通孔上的通道(ビアオンスル一ホ一ル)和疊加構(gòu)造，即，在通孔上由蓋鍍層等形成由蓋構(gòu)造形成的焊盤，在其上以疊加狀形成連接用通孔，這樣，從IC芯片到外部端子或電容器處于直線上，成為最短距離，可進(jìn)一步減小電感。在該場合，按格子狀或交錯狀在GND用通孔和VCC用通孔上形成則更理想。最好使IC正下方的按格子狀或交錯狀排列的通孔全部為疊加構(gòu)造，最好連接用通孔用導(dǎo)體填充。
接地用通孔和電源用通孔最好配置于IC芯片的正下方。
通過配置于IC芯片的正下方，從而可縮短IC與外部端子或電容器的距離，減小電感。
該場合的芯部基板可使用浸漬了玻璃環(huán)氧樹脂等芯材的樹脂基板，陶瓷基板，金屬基板，復(fù)合使用樹脂、陶瓷、金屬的復(fù)合芯部基板，在這些基板的內(nèi)層設(shè)置了(電源用)導(dǎo)體層的基板，形成有3層或3層以上的多層化的導(dǎo)體層的多層芯部基板。
為了增大電源層的導(dǎo)體的厚度，也可使用由這樣的印刷電路板的方法形成的基板，即，該印刷電路板的方法是在埋入了金屬的基板上，形成由電鍍、濺鍍等通常可進(jìn)行的導(dǎo)體層。
如為多層芯部基板，則分別將芯部基板的外層與內(nèi)層的導(dǎo)體層相加獲得的厚度成為芯部的導(dǎo)體層的厚度。即，即使多層化，本質(zhì)上也是使芯部基板的導(dǎo)體層的厚度增大，效果自身不產(chǎn)生任何變化。
在該場合，也可為由3層(外層+內(nèi)層)構(gòu)成的芯部基板。
也可根據(jù)需要，在芯部基板的內(nèi)層埋入電容器、電介質(zhì)層、電阻等部件，使用形成的電子部件收容芯部基板。芯部的絕緣材料也可為電介質(zhì)材料。
本發(fā)明的芯部基板如以下那樣定義。即，為浸漬了芯材等的硬質(zhì)基材，在其兩面或單面，使用不包含芯材等的絕緣樹脂層，由光穿孔或激光形成連接用通孔，形成導(dǎo)體層，進(jìn)行層間電連接。芯部基板的厚度相對地比樹脂絕緣層的厚度大?；旧鲜切静炕逍纬梢噪娫磳訛橹鞯膶?dǎo)體層，其它信號線等僅是為了表里的連接而形成的。
在該場合，最好增大形成于芯部基板上的GND層的導(dǎo)體厚度和VCC層的導(dǎo)體厚度。特別是最好芯部基板的導(dǎo)體層的厚度比層間絕緣層上的導(dǎo)體層的厚度大。
通過增大芯部基板的導(dǎo)體層的厚度，從而使芯部基板的電源層的導(dǎo)體層變厚，由此增大芯部基板的強度，這樣，即使使芯部基板自身變薄，也可由基板自身緩和翹曲和發(fā)生的應(yīng)力。
另外，可增大導(dǎo)體自身的體積。通過增大該體積，從而可降低導(dǎo)體的電阻。為此，不阻礙流動的信號線等的電傳遞。因此，傳遞的信號等不發(fā)生損失。這即使增大成為芯部的部分的導(dǎo)體層，也可獲得其效果。
另外，通過將導(dǎo)體層用作電源層，從而可提高對IC芯片的電源供給能力。另外，通過將導(dǎo)體層用作接地層，從而可減少對IC芯片的信號、電源重疊的噪聲。即，導(dǎo)體電阻的降低不會妨礙電源的供給。為此，當(dāng)在該多層印刷電路板上安裝了IC芯片時，可降低IC芯片～基板～電源的環(huán)路電感。為此，初期動作的電源不足減小，所以，電源不足不易發(fā)生，為此，即使安裝高頻區(qū)域的IC芯片，也不引起初期起動中的誤動作或錯誤等。
另外，在經(jīng)過IC芯片～基板～電容器或電源層～電源向IC芯片供給電源的場合，也獲得同樣的效果。可降低上述環(huán)路電感。
特別是用作芯部基板的電源層的導(dǎo)體層的厚度比在芯部基板的單面或兩面上的層間絕緣層上的導(dǎo)體層的厚度大時，可最大限度地獲得上述效果。該場合的層間絕緣層上的導(dǎo)體層主要是指這樣形成的導(dǎo)體層，即，在絕緣層內(nèi)用未浸漬芯材的樹脂形成層間樹脂絕緣層，在該層間樹脂絕緣層形成用于連接層間的作為非貫通孔的連接用通孔，并在其上經(jīng)過電鍍、濺鍍等形成該導(dǎo)體層。此外不特別限定，只要是形成連接用通孔的導(dǎo)體層，則相當(dāng)于上述導(dǎo)體層。
芯部基板的電源層也可配置在基板的表層、內(nèi)層、或其雙方。在配置于內(nèi)層的場合，也可2層或2層以上地多層化。原則上，如芯部基板的電源層比層間絕緣層的導(dǎo)體層厚，則具有該效果。但是，最好形成于內(nèi)層。
設(shè)芯部基板上的導(dǎo)體層的厚度為α1，層間絕緣層上的導(dǎo)體層的厚度為α2，最好為α2＜α1≤40α2。
在α1≤α2時，對于電源不足完全沒有效果。換言之，相對初期動作時發(fā)生的電壓下降，抑制其下降度的效果并不明確。
如超過α1＞40α2，則在將導(dǎo)體層形成于芯部基板的表層的場合，難以形成進(jìn)行與芯部基板的連接的焊盤等。另外，當(dāng)形成上層的層間絕緣層時，凹凸變大，在層間絕緣層產(chǎn)生起伏，所以，不能調(diào)整阻抗。
導(dǎo)體層的厚度α1最好為1.2α2≤α1≤20α2。如為該范圍，則可確認(rèn)不會有由于電源不足(電壓下降)導(dǎo)致的IC芯片的誤動作和錯誤等發(fā)生。
最好使用具有3層或3層以上的導(dǎo)體層的多層芯部基板。
此時，最好形成2層或2層以上的GND層或VCC層，交替地配置GND層和VCC層。另外，最好各導(dǎo)體層間的各絕緣層的厚度大體相同。這是因為，使降低雙方的電感的作用均勻地產(chǎn)生，從而容易降低綜合的電感。另外，容易進(jìn)行阻抗調(diào)整，可提高電特性。
另外，最好VCC層和GND層都是2層或2層以上。配置于內(nèi)層的GND層、VCC層的電感與表層部分相比，可獲得降低互感的效果。其效果更顯著。
GND層與VCC層的距離最好在25～400μm間。如不到25μm，則不論材料如何，確保絕緣性都容易變得困難，當(dāng)實施吸濕試驗等的可靠性試驗時，有時引起在導(dǎo)體層相互的短路。如超過400μm，則降低電感的效果下降。即，由于距離較大，從而使互感的效果相抵消。
最好與GND層和VCC層一起增大導(dǎo)體層的厚度。這是因為，通過增大其雙方的體積，從而容易獲得電阻值減小的效果。該導(dǎo)體的厚度最好為25～500μm。如不到25μm，則電阻值減小的效果容易降低。如超過500μm，則可能在形成于其上層的信號線等導(dǎo)體電路產(chǎn)生起伏，在調(diào)整阻抗這一點引起問題。相對于基板自身的薄膜化的要求，基板自身變厚，所以，變得難以清除。在該場合，最好比層間絕緣層的導(dǎo)體層的厚度大。
芯部基板的材料用樹脂基板進(jìn)行驗證，但已知用陶瓷、金屬芯部基板也可獲得同樣的效果。另外，雖然導(dǎo)體層的材質(zhì)也用由銅構(gòu)成的金屬進(jìn)行，但對于其它金屬，也未確認(rèn)效果被抵消、誤動作或錯誤的發(fā)生增加，所以，可以認(rèn)為，芯部基板的材料的不同或形成導(dǎo)體層的材質(zhì)的不同時，不對其效果產(chǎn)生影響。最好芯部基板的導(dǎo)體層與層間絕緣層的導(dǎo)體層由相同金屬形成。由于電特性、熱膨脹系數(shù)等特性和物性不變，所以，可獲得該效果。


圖1為表示本發(fā)明第1實施方式的多層印刷電路板的制造方法的工序圖。
圖2為表示第1實施方式的多層印刷電路板的制造方法的工序圖。
圖3為表示第1實施方式的多層印刷電路板的制造方法的工序圖。
圖5為表示第1實施方式的多層印刷電路板的制造方法的工序圖。
圖6為表示第1實施方式的多層印刷電路板的制造方法的工序圖。
圖7為表示第1實施方式的多層印刷電路板的制造方法的工序圖。
圖8為表示第1實施方式的多層印刷電路板的截面圖。
圖9為表示在第1實施方式的多層印刷電路板上載置有I C芯片的狀態(tài)的截面圖。
圖10(A)為圖8的多層印刷電路板的X-X橫截面圖，圖10(B)為第1實施方式的變形例的多層印刷電路板的橫截面圖。
圖11(A)為放大地表示圖10(A)中的虛線I部的說明圖，圖11(B)為放大地表示圖11(B)中的虛線II部的說明圖，圖11(C)為通孔的間距的說明圖，圖11(D)為表示交錯配置的圖，圖11(E)為表示格子配置的圖。
圖12為第1實施方式的變形例的多層印刷電路板的截面圖。
圖13為第2實施方式的多層印刷電路板的截面圖。
圖14為第2實施方式的變形例的多層印刷電路板的截面圖。
圖15為第3實施方式的多層印刷電路板的截面圖。
圖16為表示測定通孔的格子配置、交錯配置、隨機配置的環(huán)路電感的結(jié)果的圖表。
圖17(A)為表示相對通孔的格子配置、交錯配置、隨機配置的絕緣層的裂紋和導(dǎo)通試驗結(jié)果的圖，圖17(B)為模擬相對通孔的格子配置、交錯配置的環(huán)路電感的結(jié)果的圖表。
圖18為表示測定相對通孔的格子配置、交錯配置的環(huán)路電感的結(jié)果的曲線圖。
圖19為表示相對(多層芯部基板的各導(dǎo)體層的厚度的和/層間絕緣層上的導(dǎo)體層的厚度的比)的最大電壓下降量(V)的曲線圖。
具體實施例方式
下面參照圖1～圖9說明本發(fā)明第1實施方式的多層印刷電路板。
(第1實施方式)4層多層芯部基板首先，參照圖8、圖9說明第1實施方式的多層印刷電路板10的構(gòu)成。圖8為該多層印刷電路板10的截面圖，圖9為表示在圖8所示多層印刷電路板10上安裝有I C芯片90、載置到子插件板94(ド一タボ一ド)的狀態(tài)。如圖8所示，在多層印刷電路板10中使用多層芯部基板30。在多層芯部基板30的表面?zhèn)刃纬捎袑?dǎo)體電路34、導(dǎo)體層34P，在背面形成有導(dǎo)體電路34、導(dǎo)體層34E。上側(cè)的導(dǎo)體層34P形成為電源用的平板層，下側(cè)的導(dǎo)體層34E形成為接地用的平板層。另外，在多層芯部基板30的內(nèi)部的表面?zhèn)刃纬捎袃?nèi)層的導(dǎo)體層16E，在背面形成有導(dǎo)體層16P。上側(cè)的導(dǎo)體層16E形成為接地用的平板層，下側(cè)的導(dǎo)體層16P形成為電源用的平板層。與電源用的平板層34P、16P的連接由電源用通孔36P或連接用通孔進(jìn)行。與接地用的平板層34E、16E的連接由接地用通孔36E或連接用通孔進(jìn)行。在多層芯部基板30的上下的信號的連接由信號用通孔36S、連接用通孔進(jìn)行。平板層可為單側(cè)的單層，也可配置2層或2層以上。最好形成2層～4層。如在4層以上時，由于不能確認(rèn)到電特性的提高，所以，即使形成更多的層，其效果也與4層為相同程度。特別是內(nèi)層由2層形成，是因為在多層芯部基板的剛性整合這一點，基板的延伸率統(tǒng)一，所以，不易出現(xiàn)翹曲。也可在多層芯部基板30的中央收容電隔絕的金屬板12(該金屬板12還起到作為芯材的作用，但未進(jìn)行通孔或連接用通孔等的電連接。主要是為了提高對抗基板的翹曲的剛性。另外，當(dāng)該金屬板使用36合金或42合金等低熱膨脹性金屬時，可降低印刷電路板的熱膨脹系數(shù)。為此，IC芯片或凸塊不易被破壞)。在該金屬板12，隔著絕緣樹脂層14在表面?zhèn)刃纬捎袃?nèi)層的導(dǎo)體層16E，在背面形成有導(dǎo)體層16P，另外，隔著絕緣樹脂層18在表面?zhèn)刃纬蓪?dǎo)體電路34、導(dǎo)體層34P，在背面形成有導(dǎo)體電路34、導(dǎo)體層34E。在本實施方式中，多層芯部基板的內(nèi)層的各導(dǎo)體層的厚度為70μm，表面和背面的導(dǎo)體層的厚度為15μm。
在多層芯部基板30的表面的導(dǎo)體層34P、34E上配置層間樹脂絕緣層50和層間樹脂絕緣層150，該層間樹脂絕緣層50形成有連接用通孔60和導(dǎo)體電路58(12μm)，該層間樹脂絕緣層150形成有連接用通孔160和導(dǎo)體電路158(12μm)。在該連接用通孔160和導(dǎo)體電路158的上層形成抗焊劑層70，通過該抗焊劑層70的開口部71在連接用通孔160和導(dǎo)體電路158形成凸塊76U、76D。
如圖9所示，多層印刷電路板10的上面?zhèn)鹊耐箟K76U連接到IC芯片90的信號用焊盤92S、電源用焊盤92P、接地用焊盤92E。另外，安裝有片狀電容器98。另一方面，下側(cè)的外部端子76D連接于子插件板94的信號用焊盤96S、電源用焊盤96P、接地用焊盤96E。該場合的外部端子指PGA、BGA、焊錫凸塊等。
圖10表示圖8的多層印刷電路板10的X-X橫截面。即，在圖10中，表示多層芯部基板30的芯部的平面。在圖中，為了方便理解，在電源用通孔36P上標(biāo)有朝下的標(biāo)記(圖中的+)，在接地用通孔36E上標(biāo)有朝上的標(biāo)記(圖中中央的黑圓)，在信號用通孔36S上未標(biāo)有任何標(biāo)記。圖11(A)為放大地表示圖10(A)中虛線I部的說明圖。在第1實施方式中，電源用通孔36P與接地用通孔36E以格子狀配置在相鄰位置。即，在分別處于對角的位置配置地線(或電源)，在此外的位置配置電源(或地線)。由該構(gòu)成，可消除在X方向和Y方向的感應(yīng)電動勢。
參照圖11(A)，如上所述，在配置成格子狀的通孔中，按相等間隔將1對接地用通孔36E(GND1)和電源用通孔36P配置成格子狀，在GND1的對角線上配置接地用通孔36E(GND2)。通過形成該4芯(4芯導(dǎo)線)構(gòu)造，從而相對1個接地用通孔GND(或電源用通孔VCC)消除由2個或2個以上VCC(或GND)產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢。這樣，可減小通孔的互感，不受到感應(yīng)電動勢的影響，可減輕噪聲的影響，另外，通過降低電感量，從而可減少環(huán)路電感，相對電力消耗量間歇增減的IC芯片，即使在電力消耗增大時電壓也不下降，不易發(fā)生誤動作或延遲。
另外，如圖8所示，配置于多層芯部基板30中央的電源用通孔36P和接地用通孔36E成為在通孔的上方且與其較接近地設(shè)置連接用通孔60和連接用通孔160的疊加構(gòu)造。該接地用通孔36E、36P與連接用通孔60的連接在接地用通孔36E、電源用通孔36P上由蓋鍍層等形成由蓋構(gòu)造構(gòu)成的焊盤25，在其上以疊加狀形成連接用通孔60。另外，在上側(cè)的連接用通孔60的上方且與其較接近地設(shè)置連接用通孔160，連接用通孔160通過凸塊76U連接于IC芯片90的電源用焊盤92E、接地用焊盤92E。同樣，在下側(cè)連接用通孔60的下方且與其較接近地設(shè)置連接用通孔160，該連接用通孔160通過凸塊76D連接于子插件板94的電源用焊盤96P和接地用焊盤96E。
這是因為，當(dāng)為通孔上的通道且是疊加構(gòu)造時，從IC芯片90到子插件板的凸塊(外部端子)76E、76P或圖中未示出的電容器處于直線上，成為最短距離，可進(jìn)一步減小電感。IC正下方的至少最小單位的格子狀或交錯狀排列的電源用通孔和接地用通孔最好為疊加構(gòu)造，若IC正下方的所有接地用、電源用通孔都為疊加構(gòu)造則更理想。
接地用通孔36E和電源用通孔36P配置在IC芯片90的正下方。通過配置在IC芯片90的正下方，從而可縮短IC90與子插件板94的凸塊(外部端子)96E、96P或圖中未示出的電容器的距離。由此，可降低電感。
通孔36E、36P、36S間的距離(間距)設(shè)定為80～600μm，按50～400μm形成信號用通孔36S(外徑)。接地用通孔36E與電源用通孔36P間的距離(間距)設(shè)定為80～600μm，接地用通孔36E徑(外徑)為50～400μm，電源用通孔36P的直徑(外徑)為50～400μm(參照圖16)。通孔36E、36P、36S在形成于芯部基板30的通孔形成導(dǎo)體層，在其空隙內(nèi)填充絕緣樹脂。此外，也可由導(dǎo)電性膏或電鍍等完全地填埋通孔內(nèi)。信號用通孔最好形成于IC正下方以外的部分。IC正下方密集地存在電源用通孔、接地用通孔，所以，容易受到噪聲的影響。另外，信號用通孔的間距最好比電源用通孔和接地用通孔的間距大。這樣，不易在信號加載噪聲。
在此，多層芯部基板30的表層的導(dǎo)體層34P、34E形成為厚5～40μm，內(nèi)層的導(dǎo)體層16P、16E形成為厚5～250μm，層間樹脂絕緣層50上的導(dǎo)體電路58和層間樹脂絕緣層150上的導(dǎo)體電路158形成為5～25μm。
在第1實施方式的多層印刷電路板中，增大多層芯部基板30的表層的電源層(導(dǎo)體層)34P、導(dǎo)體層34、內(nèi)層的電源層(導(dǎo)體層)16P、導(dǎo)體層16E、及金屬板12厚度，從而增大芯部基板的強度。這樣，即使基板自身較薄，也可由基板自身緩和翹曲或產(chǎn)生的應(yīng)力。
另外，通過增大導(dǎo)體層34P、34E、導(dǎo)體層16P、16E的厚度，從而增大導(dǎo)體自身的體積。通過增大其體積，從而可降低導(dǎo)體的電阻。
另外，通過將導(dǎo)體層34P、16P用作電源層，從而可提高對IC芯片90的電源供給能力。由此，當(dāng)在該多層印刷電路板安裝于IC芯片時，可降低IC芯片～基板～電源的環(huán)路電感。由此，初期動作中的電源不足變小，所以，不易發(fā)生電源不足，由此，即使安裝高頻區(qū)域的IC芯片，也不會引起初期起動的誤動作和錯誤等。另外，通過將導(dǎo)體層34E、16E用作接地層，從而使得不在IC芯片的信號、供給電力重疊噪聲，可防止誤動作和錯誤。通過安裝電容器98，從而可輔助地使用電容器內(nèi)的積蓄的電源，所以，不易發(fā)生電源不足。
圖12示出第1實施方式的變形例。在該變形例中，電容器98配置于IC芯片90的正下方，在下面?zhèn)劝惭b導(dǎo)電性連接銷99。如在IC芯片90的正下方配置電容器98，則使得不易發(fā)生電源不足的效果顯著。其理由在于，如在IC芯片的正下方，則可縮短在多層印刷電路板的配線長度。
圖10(B)示出第1實施方式的變形例的通孔配置。圖11(B)為在圖10(B)中放大地表示虛線II部的說明圖。在第1實施形式的變形例中，電源用通孔36P和接地用通孔36E以交錯狀配置于相鄰的位置。由該構(gòu)成，消除X方向和Y方向的感應(yīng)電動勢。
即，如參照圖11(B)在上面說明的那樣，在配置成交錯狀的通孔36P、36E中，按相等的間隔繞1個電源用通孔VCC配置接地用通孔GND1、GND2、GND3、GND4。此時，接地用通孔GND與電源用通孔VCC間最好配置在相等距離間。通過形成為該構(gòu)造，相對1個接地用通孔GND(或電源用通孔VCC)消除1個或1個以上的電源用通孔VCC(或接地用通孔GND)產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢。這樣，可減小通孔的互感，不受到感應(yīng)電動勢的影響，所以，不易發(fā)生誤作動或延遲等。
在第1實施方式中，多層芯部基板30在內(nèi)層具有較厚的導(dǎo)體層16P、16E，在表面具有較薄的導(dǎo)體層34P、34E，將內(nèi)層的導(dǎo)體層16P、16E和表面的導(dǎo)體層34P、34E用作電源層用的導(dǎo)體層、接地用的導(dǎo)體層。即，即使在內(nèi)層側(cè)配置較厚的導(dǎo)體層16P、16E，也形成覆蓋導(dǎo)體層的樹脂層。為此，通過由導(dǎo)體層使凹凸相抵消，從而可使多層芯部基板30的表面平坦。為此，即使不在層間樹脂絕緣層50、150的導(dǎo)體層58、158上產(chǎn)生起伏地在多層芯部基板30的表面配置薄的導(dǎo)體層34P、34E，也可由與內(nèi)層的導(dǎo)體層16P、16E相加獲得的厚度確保作為芯部的導(dǎo)體層足夠的厚度。由于不產(chǎn)生起伏，所以，層間絕緣層上的導(dǎo)體層的電感不發(fā)生問題。將導(dǎo)體層16P、34P作為電源層用的導(dǎo)體層，將導(dǎo)體層16E、34E用作接地用的導(dǎo)體層，從而可改善多層印刷電路板的電特性。
即，使得芯部基板的內(nèi)層的導(dǎo)體層16P、16E的厚度比層間樹脂絕緣層50、150上的導(dǎo)體層58、158厚。這樣，即使在多層芯部基板30的表面配置較薄的導(dǎo)體層34E、34P，通過與內(nèi)層的較厚的導(dǎo)體層16P、16E相加，從而可確保作為芯部的導(dǎo)體層足夠的厚度。其比例最好為1＜(芯部的各導(dǎo)體層的厚度的和/層間絕緣層的導(dǎo)體層)≤40。如為1.2≤(芯部的各導(dǎo)體層的厚度的和/層間絕緣層的導(dǎo)體層)≤20，則更理想。
多層芯部基板30可以這樣形成，即，在電隔絕的金屬板12的兩面上隔著絕緣樹脂層14地形成內(nèi)層的導(dǎo)體層16P、16E，另外，在該內(nèi)層的導(dǎo)體層16P、16E的外側(cè)隔著絕緣樹脂層18地形成表面的導(dǎo)體層34P、34E。通過在中央部配置電隔絕的金屬板12，從而可確保足夠的機械強度。另外，通過在金屬板12的兩面上隔著絕緣樹脂層14形成內(nèi)層的導(dǎo)體層16P、16E，另外，在該內(nèi)層的導(dǎo)體層16P、16E的外側(cè)隔著樹脂層18形成表面的導(dǎo)體層34P、34E，從而在金屬板12的兩面具有對稱性，可防止在熱循環(huán)等中發(fā)生翹曲、起伏。
下面根據(jù)圖1～圖7繼續(xù)說明圖8所示多層印刷電路板10的制造方法。
(1)金屬層的形成在圖1(A)所示厚度50～400μm間的內(nèi)層金屬層(金屬板)12，設(shè)置貫通表里的開口12a(圖1(B))。作為金屬層的材質(zhì)，設(shè)置可使用配合有銅、鎳、鋅、鋁、鐵等金屬的材料。開口12a通過沖孔、腐蝕、鉆孔、激光等穿設(shè)。對于有些場合，也可對形成有開口12a的金屬板12的整個表面通過電解電鍍、無電解電鍍、置換電鍍、濺鍍被覆金屬膜13(圖1(C))。金屬板12可為單層，也可為2層或2層以上的數(shù)層。另外，金屬膜13最好形成曲面。這樣，應(yīng)力集中的點消失，在其周邊也不易引起裂紋等問題。
(2)內(nèi)層絕緣層的形成為了覆蓋金屬板12的整體，填充開口12a，使用絕緣樹脂。作為形成方法，例如用金屬板12夾住厚30～200μm左右的B臺狀的樹脂薄膜，進(jìn)行熱壓接后，使其固化，可形成絕緣樹脂層14(圖1(D))。根據(jù)情況，也可進(jìn)行涂覆、涂覆與薄膜壓接的混合，或僅涂覆開口部分，此后，用薄膜形成。
作為材料，最好使用預(yù)浸樹脂布，該預(yù)浸樹脂布是通過使玻璃纖維布等芯材浸漬聚酰亞胺樹脂、環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、BT樹脂等熱固化樹脂而成的。此外也可使用樹脂。
(3)金屬箔的粘貼在由樹脂層14覆蓋的金屬板12的兩面上形成內(nèi)層金屬層16α(圖1(E))。作為其一例，層疊厚12～275μm的金屬箔。作為形成金屬箔的以外的方法，層壓單面覆銅層壓板?？稍诮饘俨嫌秒婂兊刃纬?。
(4)內(nèi)層金屬層的電路形成也可是2層或2層以上。也可由疊加法形成金屬層。
經(jīng)過壓凹(テンテイング)法、腐蝕工序等從內(nèi)層金屬層16α形成內(nèi)層導(dǎo)體層16P、16E(圖1(F))。此時的內(nèi)層導(dǎo)體層的厚度按10～250μm形成。
(5)外層絕緣層的形成為了覆蓋整個內(nèi)層導(dǎo)體層16P、16E和填充外層金屬的電路間的間隙，使用絕緣樹脂。作為形成方法，例如用金屬板夾住厚30～200μm左右的B臺狀的樹脂薄膜，進(jìn)行熱壓接，使其固化，可形成外層絕緣樹脂層18(圖2(A))。根據(jù)場合，也可進(jìn)行涂覆、涂覆與薄膜壓接的混合，或僅涂覆開口部分，此后，用薄膜形成。通過加壓，可使表面平坦。
(6)最外層的金屬箔的粘貼在由絕緣樹脂層18覆蓋的基板的兩面上，形成最外層的金屬層34α(圖2(B))。作為其一例，層壓厚12～275μm的金屬箔。作為形成金屬箔的以外的方法，層壓獲得單面覆銅層壓板。也可在金屬箔上由電鍍等形成2層或2層以上。也可由疊加法形成金屬層。
(7)通孔的形成形成貫通基板的表背面的開口直徑50～500μm的通孔用穿孔36α(圖2(C))。作為形成方法，通過鉆孔、激光、或激光與鉆孔的組合形成(用激光進(jìn)行最外層的絕緣層的開口，根據(jù)場合，將由該激光獲得的開口用作目標(biāo)標(biāo)記，此后，通過鉆孔開口使其貫通)。作為形狀，最好具有直線狀的側(cè)壁。根據(jù)場合，也可為錐狀。通孔間的距離(間距)按60～600μm形成。
為了確保通孔的導(dǎo)電性，最好在通孔用穿孔36α內(nèi)形成鍍膜22，并在使表面粗化后(圖2(D))，進(jìn)行填充樹脂23的填充(圖2(E))。作為填充樹脂，可使用電絕緣的樹脂材料(例如含有樹脂成分、固化劑、粒子等的樹脂材料)、由金屬粒子進(jìn)行電連接的導(dǎo)電性材料(例如含有金、銅等金屬粒子、樹脂材料、固化劑等的材料)中的任一種。
作為電鍍，可使用電解電鍍、無電解電鍍、板鍍(無電解電鍍和電解電鍍)等。作為金屬，由含有銅、鎳、鈷、磷等的金屬形成。作為金屬鍍層的厚度，最好形成為5～50μm間。
填充于通孔用穿孔36α內(nèi)的填充樹脂23最好使用由樹脂材料、固化劑、粒子等構(gòu)成的絕緣材料。作為粒子，單獨或復(fù)合地配合二氧化硅、氧化鋁等無機粒子、金、銀、銅等金屬粒子、樹脂粒子等。可使用粒徑0.1～5μm的相同直徑的粒子或復(fù)合直徑的混合粒子。作為樹脂材料，可單獨或混合使用環(huán)氧樹脂(例如雙酚型環(huán)氧樹脂、酚醛清漆環(huán)氧樹脂等)、酚醛樹脂等熱硬性樹脂、具有感光性的紫外線固化樹脂、熱塑性樹脂等。作為固化劑，可使用咪唑系固化劑、胺系固化劑等。此外，也可包含固化穩(wěn)定劑、反應(yīng)穩(wěn)定劑、粒子等。也可使用導(dǎo)電性材料。在該場合，由金屬粒子、樹脂成分、固化劑等構(gòu)成的材料成為作為導(dǎo)電性材料的導(dǎo)電性膏。根據(jù)場合，也可使用在焊錫、絕緣樹脂等絕緣材料的表層形成具有導(dǎo)電性的金屬膜的材料等。也可用電鍍對通孔用穿孔36α內(nèi)進(jìn)行填充。這是因為由于導(dǎo)電性膏固化收縮，有時會在表層形成凹部。
此時形成的通孔由接地用通孔36E和電源用通孔36P如根據(jù)圖11(A)在上面說明的那樣配置成格子狀。
(8)最外層的導(dǎo)電電路的形成。
也可通過在整體上覆蓋鍍膜，從而在通孔36S、36E、36P的正上方形成蓋鍍膜25(圖3(A))。此后，經(jīng)過壓凹法、腐蝕工序等形成外層的導(dǎo)體電路34、34P、34E(圖3(B))。這樣，完成多層芯部基板30。
此時，雖然圖中未示出，但也可由連接用通孔或暗穿孔、暗穿孔進(jìn)行與多層芯部基板的內(nèi)層的導(dǎo)體層16P、16E等的電連接。
(9)對形成導(dǎo)體電路34的多層芯部基板30進(jìn)行黑化處理和還原處理，在導(dǎo)體電路34、導(dǎo)體層34P、34E的整個表面形成粗化面34β(圖3(C))。
(10)在多層芯部基板30的導(dǎo)體電路非形成部形成樹脂填充材料40的層(圖4(A))。
(11)通過砂帶拋光機等的研磨，不在導(dǎo)體層34P、34E的外緣部殘留樹脂填充材料40地研磨已完成上述處理的基板的單面，接著，為了消除上述研磨產(chǎn)生的傷痕，用拋光輪等進(jìn)一步對導(dǎo)體層34P、34E的整個表面(包含通孔的焊盤表面)進(jìn)行研磨。對于基板的另一面也同樣地進(jìn)行這樣的一系列的研磨。接著，在100℃下進(jìn)行1小時的熱處理、在150℃下進(jìn)行1小時的加熱處理，使樹脂填充材料40固化(圖4(B))。
也可不進(jìn)行導(dǎo)體電路間的樹脂填充。在該場合，由層間絕緣層等樹脂層進(jìn)行絕緣層的形成和導(dǎo)電電路間的填充。
(12)在上述多層芯部基板30上，用噴射將腐蝕液噴射到基板的兩面上，由腐蝕等將導(dǎo)體電路34、導(dǎo)體層34P、34E的表面和通孔36S、36E、36P的焊盤表面和內(nèi)壁在導(dǎo)體電路的整個表面形成粗化面36β(圖4(C))。
(13)在多層芯部基板30的兩面上，將層間樹脂絕緣層用樹脂薄膜50γ載置于基板上，臨時壓接并裁斷后，使用真空層壓裝置進(jìn)行粘貼，從而形成層間樹脂絕緣層(圖5(A))。
(14)然后，在層間樹脂絕緣層上，通過形成厚1.2mm的貫通孔的掩模，用波長10.4μm的CO2氣體激光器，在束徑4.0mm、凹帽頭(トップハット)模式、脈沖寬度7.9μ秒、掩模的貫通孔的直徑1.0mm、在1次照射的條件下在層間樹脂絕緣層50形成直徑80μm的連接用通孔用開口50a(圖5(B))。
(15)將多層芯部基板30浸漬到60g/l的包含過錳酸的80℃的溶液中10分鐘，在包含連接用通孔用開口50a的內(nèi)壁的層間樹脂絕緣層50的表面形成粗化面50α(圖4(C))。粗化面形成為0.1～5μm間。
(16)然后，將結(jié)束了上述處理的多層芯部基板30浸漬到中和溶液(シプレィ公司制造)后，進(jìn)行水洗。然后，在進(jìn)行了粗面化處理(粗化深度3μm)的該基板的表面提供鈀催化劑，從而使催化劑核附著于層間樹脂絕緣層的表面和連接用通孔用開口的內(nèi)壁面上。
(17)然后，將設(shè)置了催化劑的基板浸漬到無電解銅電鍍?nèi)芤褐?，在粗面整體形成厚0.6～3.0μm的無電解鍍銅膜，獲得在包含連接用通孔用開口50a的內(nèi)壁的層間樹脂絕緣層50的表面形成無電解鍍銅膜52的基板(圖4(D))。
(18)在形成無電解鍍銅膜52的基板上粘貼市場上出售的感光性干膜，載置掩模，進(jìn)行顯影處理，從而設(shè)置抗鍍劑層54(圖6(A))?？瑰儎拥暮穸仁褂?0～30μm的厚度。
(19)接著，對多層芯部基板30實施電解電鍍，在抗鍍劑層54非形成部形成厚10～20μm的電解鍍銅膜56(圖6(B))。
(20)用5％左右的KOH剝離除去抗鍍劑層后，用硫酸和過氧化氫的混合液對該抗鍍劑層下的無電解鍍膜進(jìn)行腐蝕處理，將其溶解除去，形成為獨立的導(dǎo)體電路58和連接用通孔(填充連接用通孔)60(圖6(C))。
(21)接著，進(jìn)行與上述(12)同樣的處理，在導(dǎo)體電路58和連接用通孔60的表面形成粗化面58α、60α。上層的導(dǎo)體電路58的厚度以10～25μm形成。本次的厚度為15μm的厚度(圖6(D))。
(22)通過反復(fù)上述(14)～(21)的工序，進(jìn)一步形成上層的層間樹脂絕緣層150、導(dǎo)體電路158、連接用通孔160，獲得多層電路板(圖7(A))。
(23)然后，在多層印刷電路板的兩面上以12～30μm的厚度涂覆抗焊劑組成物70，按在70℃下20分鐘、在70℃下30分鐘的條件進(jìn)行干燥處理后(圖7(B))，使繪出抗焊劑開口部的圖案的厚5mm的光掩模緊密接觸于抗焊劑層70，用1000mJ/cm2的紫外線進(jìn)行曝光，用DMTG溶液進(jìn)行顯影處理，形成200μm的直徑的開口71(圖7(C))。
然后，按在80℃下1小時、在100℃下1小時、在120℃下1小時、在150℃下3小時的條件分別進(jìn)行加熱處理，使抗焊劑層70固化，形成具有開口71、其厚度為10～25μm的抗焊劑圖案層70。
(24)然后，將形成了抗焊劑層70的基板浸漬到無電解鍍鎳液中，在開口部71形成厚5μm的鍍鎳層72。然后，將該基板浸漬于無電解鍍金液中，在鍍鎳層72上形成厚0.03μm的鍍金層74(圖7(D))。除了鍍鎳-金層以外，也可形成錫、貴金屬層(金、銀、鈀、鉑等)的單層。
(25)此后，在載置基板的IC芯片的面的抗焊劑層70的開口71印刷含有錫-鉛的釬焊膏，并在另一面的抗焊劑層的開口印刷含有錫-銻的釬焊膏，然后，在200℃下進(jìn)行軟溶，從而形成外部端子，制造具有焊錫凸塊76U、76D的多層印刷電路板(圖8)。
(第2實施方式)3層多層芯部基板下面，參照圖13說明第2實施方式的多層印刷電路板。
在以上參照圖8說明的第1實施方式中，芯部基板按4層(接地層16E、34E2，電源層16P、34P2)形成。然而，在第2實施方式中，如圖13所示那樣，多層芯部基板30按3層(接地層34E、34E2，電源層15P1)形成。
如圖13所示，在第2實施方式的多層印刷電路板10中，在多層芯部基板30的表面和背面形成導(dǎo)體電路34、接地用導(dǎo)體層34E，在芯部基板30內(nèi)形成電源用導(dǎo)體層15P。接地用導(dǎo)體層34E形成為接地用的平板層，電源用導(dǎo)體層15P形成為電源用的平板層。接地用通孔36E在芯部基板的兩面與接地用導(dǎo)體層34E連接，電源用通孔36P在芯部基板的中央與電源用導(dǎo)體層15P連接。信號通過信號用通孔36S在多層芯部基板30的兩面被連接。在接地用導(dǎo)體層34E上配置形成有連接用通孔60和導(dǎo)體電路58的層間樹脂絕緣層50和形成有連接用通孔160和導(dǎo)體電路158的層間樹脂絕緣層150。在該連接用通孔160和導(dǎo)體電路158的上層形成抗焊劑層70，通過該抗焊劑層70的開口部71在連接用通孔160和導(dǎo)體電路158形成凸塊76U、76D。
在該第2實施方式中，也與參照圖10(A)、圖10(B)在上面說明的第1實施方式同樣，以格子狀或交錯狀配置電源用通孔36P、接地用通孔36E，降低互感。
其中，在芯部基板30上形成導(dǎo)體電路34、導(dǎo)體層34E，在芯部基板內(nèi)形成導(dǎo)體層15P。另一方面，在層間樹脂絕緣層50上形成導(dǎo)體電路58，在層間樹脂絕緣層150上形成導(dǎo)體電路158。芯部基板上的導(dǎo)體層34E的厚度按1～250μm的范圍形成，形成于芯部基板內(nèi)的起到電源層的作用的導(dǎo)體層15P的厚度按1～250μm的范圍形成。該場合的導(dǎo)體層的厚度為芯部基板的電源層的厚度的總和。是指將作為內(nèi)層的導(dǎo)體層15P、作為表層的導(dǎo)體層34E的雙方相加。不與起到信號線的作用的導(dǎo)體層相加。在該第2實施方式中，通過組合3層的導(dǎo)體層34E、15P的厚度，獲得與第1實施方式相同的效果。電源層的厚度也可超出上述范圍。
(第2實施方式的變形例)圖14表示第2實施方式的變形例的多層印刷電路板的截面。在參照圖13進(jìn)行了說明的第2實施方式中，多層芯部基板30按3層(接地層34E、34E2，電源層15P1)形成，與此相對，在第2實施方式的變形例中，多層芯部基板30按3層(接地層15E1，電源層34P、34P2)形成。
如圖14所示，在第2實施方式的多層印刷電路板10中，在多層芯部基板30的表面和背面形成導(dǎo)體電路34、電源用導(dǎo)體層34P，在芯部基板30內(nèi)形成接地用導(dǎo)體層15E。接地用導(dǎo)體層15E形成為接地用的平板層，電源用導(dǎo)體層34P、34P形成為電源用的平板層。接地用通孔36E在芯部基板的中央與接地用導(dǎo)體層15E、15E連接，電源用通孔36P在芯部基板的兩面與電源用導(dǎo)體層34P、34P連接。信號通過信號用通孔36S在多層芯部基板30的兩面被連接。在電源用導(dǎo)體層34P上配置形成有連接用通孔60和導(dǎo)體電路58的層間樹脂絕緣層50及形成有連接用通孔160和導(dǎo)體電路158的層間樹脂絕緣層150。
在該第2實施方式的變形例中，也與參照圖10(A)、圖10(B)說明的第1實施方式同樣，電源用通孔36P、接地用通孔36E配置成格子狀或交錯狀，實現(xiàn)了互感的降低。另外，在第2實施方式的變形例中，也將多層芯部基板30的3層的導(dǎo)體層34P、34P、15E及層間樹脂絕緣層50、150的導(dǎo)體電路58、158形成為與第2實施方式相同的厚度，獲得同樣的效果。
(第3實施方式)玻璃環(huán)氧樹脂基板在上述第1、第2實施方式中，使用了多層芯部基板30，而在第3實施方式中，如圖15所示那樣使用了單板的芯部基板30，芯部基板的兩面的導(dǎo)體層形成為電源層、接地層。即，在芯部基板30的上表面形成接地層34E，在下表面形成電源層34P。芯部基板30的表面與背面通過電源用通孔36P、接地用通孔36E、信號用通孔36S被連接。另外，在導(dǎo)體層34P、34E上配置形成有連接用通孔60和導(dǎo)體電路58的層間樹脂絕緣層50及形成有連接用通孔160和導(dǎo)體電路158的層間樹脂絕緣層150。
在該第3實施方式中，也與參照圖10(A)、圖10(B)在上面說明的第1實施方式同樣，以格子狀或交錯狀配置電源用通孔36P、接地用通孔36E，降低互感。
其中，芯部基板30上的導(dǎo)體層34P、34E形成為厚1～250μm，層間樹脂絕緣層50上的導(dǎo)體電路58和層間樹脂絕緣層150上的導(dǎo)體電路158形成為5～25μm(理想的范圍為10～20μm)。
在第3實施方式的多層印刷電路板中，通過使芯部基板30的電源層(導(dǎo)體層)34P、導(dǎo)體層34E變厚，從而增大芯部基板的強度。這樣，即使基板自身較薄，也可由基板自身緩和翹曲或發(fā)生的應(yīng)力。另外，通過增大導(dǎo)體層34P、34E的厚度，從而增大導(dǎo)體自身的體積。通過增大該體積，從而可降低導(dǎo)體的電阻。
另外，通過將導(dǎo)體層34P用作電源層，從而可提高對IC芯片90的電源供給能力。由此，當(dāng)在該多層印刷電路板上安裝IC芯片時，可降低IC芯片～基板～電源的環(huán)路電感。由此，初期動作中的電源不足變小，所以，不易發(fā)生電源不足，由此，即使安裝高頻區(qū)域的IC芯片，也不會引起初期起動的誤動作和錯誤等。另外，通過將導(dǎo)體層34E用作接地層，從而使得不在IC芯片的信號、供給電力上重疊噪聲，可防止誤動作和錯誤。
(比較例)作為比較例，與實施方式1大體相同，但將接地用通孔和電源用通孔形成到不相鄰的位置。即，隨機地形成接地用通孔和電源用通孔，而且，接地用通孔與電源用的通孔的最短距離(通孔間距)形成圖16所示80～650μm的8種。該圖示出通孔直徑。將其形成隨機配置，記載于圖16。
作為參考例1，雖然與實施方式1大體相同，但接地用通孔與電源用通孔的距離形成得超過600μm。作為其一例，制作成以650μm形成的距離。
作為參考例2，雖然與實施方式3大體相同，但接地用通孔與電源用通孔的距離形成得超過600μm。作為其一例，制作成以650μm形成的距離。環(huán)路電感與參考例相同。
作為參考例3，雖然與實施方式1大體相同，但通過減薄芯部基板的厚度將其多層化，接地用通孔與電源用通孔的直徑形成為25μm，接地用通孔與電源用通孔的距離形成為不到60μm。作為其一例，生成按50μm形成的距離。多層芯部基板的各導(dǎo)體層的厚度的和與實施方式1相同。
在這里，第1實施方式中的多層印刷電路板的通孔配置為格子配置(厚銅)，作為第1實施方式的變形例，將通孔配置改變?yōu)榻诲e配置(厚銅)，在第1實施方式中使多層芯部基板的各導(dǎo)體層的厚度的和與層間絕緣層上的導(dǎo)體層的厚度相同，以此作為參考例4、測定作為比較例的隨機配置的各環(huán)路電感，將結(jié)果示于圖16。在這里，環(huán)路電感的值為每2.5mm平方的值。
即使改變通孔間距，與隨機配置(接地用通孔與電源用通孔不相鄰的構(gòu)造)相比，格子配置(厚銅)或交錯配置(厚銅)[接地用通孔與電源用通孔相鄰的構(gòu)造]的場合也可降低環(huán)路電感。這樣，延遲等受到抑制，所以，向IC的晶體管的電流供給時間縮短。即使搭載超過3GHz的IC，晶體管也不會出現(xiàn)電源不足。
另外，雖然與通孔間距無關(guān)地形成格子配置，但與交錯配置相比，環(huán)路電感下降。為此，可以說電特性方面處于優(yōu)勢。從圖16的值也可得知，當(dāng)接地用通孔36E與電源用通孔36P配置在對角線上時，環(huán)路電感較低。
另外，比較圖16的格子配置(厚銅)與參考例4可知，即使為相同格子配置，多層芯部基板的各導(dǎo)體層的厚度的和較大時，對于所有的通孔間距，格子配置(厚銅)的場合都獲得較好的值。這被推測為可能是因為在通孔和導(dǎo)體層的側(cè)壁消除了電感。
另外，改變通孔間距，通過模擬計算出環(huán)路電感，將其結(jié)果示于圖17(B)。其中，環(huán)路電感的值為2.5mm平方的值。
另外，進(jìn)行格子配置和交錯配置的各通孔間距的基板在高溫高濕條件下(85℃、濕度85wt％，實施500小時)的可靠性試驗，其通孔的絕緣層的裂紋的有無、導(dǎo)通試驗的電阻值測定結(jié)果在圖17(A)中示出。從圖17(B)可以看出，當(dāng)通孔間距減少時，環(huán)路電感減少，但是，如不到60μm，則環(huán)路電感相反地上升。其原因被推測為，由于相同電位的通孔間距變窄，所以，環(huán)路電感上升，或由于通孔直徑變小，所以，自感增大。
如環(huán)路電感大，則向IC的晶體管的電源供給變遲。如IC的驅(qū)動頻率增大，則從晶體的導(dǎo)通到下一導(dǎo)通的時間變短。如晶體管的電壓不足，則晶體管不動作。
如環(huán)路電感小于等于75pH，則即使搭載頻率3GHz的IC芯片，同時反復(fù)進(jìn)行開關(guān)，IC的晶體管也在下一次導(dǎo)通之前恢復(fù)到正常動作的電壓，所以，不易發(fā)生誤動作。在該場合，根據(jù)圖16的結(jié)果，在隨機配置中，環(huán)路電感不能小于等于75pH。在隨機配置下，不易發(fā)生誤動作。在隨機配置的印刷電路板搭載1、3、5GHz的IC，同時反復(fù)進(jìn)行1萬次的開關(guān)，這時，1GHz的IC正常地動作，但3GHz、5GHz的IC發(fā)生了誤動作。
另外，在形成為格子配置的場合，最好通孔間距小于等于600μm。如為該范圍，則可將環(huán)路電感減少到一定程度(75pH)或其以下。另外，如通孔間距在80～600μm的范圍，則為該環(huán)路電感區(qū)域的內(nèi)部，同時可確實地確?？煽啃浴?br> 另外，在配置為交錯配置的場合，最好通孔間距在小于等于550μm。如為該范圍，則可將環(huán)路電感減少到一定程度(75pH)或其以下。另外，如通孔間距在80～550μm的范圍，則為該環(huán)路電感區(qū)域的內(nèi)部，可同時確實地確?？煽啃?。
另外，如環(huán)路電感小于60pH，則即使搭載頻率5GHz的IC芯部，同時反復(fù)進(jìn)行開關(guān)，也不易發(fā)生誤動作。在該場合，從圖16的結(jié)果可知，在形成為格子配置的場合，最好通孔間距為80～550μm。如為該范圍，則可將環(huán)路電感的程度減少為小于60pH。另外，如通孔間距在80～550μm的范圍，則為該環(huán)路電感區(qū)域的內(nèi)部，同時，可確實地確?？煽啃浴?br> 另外，在形成交錯配置的場合，根據(jù)圖16的結(jié)果，最好通孔間距為80～450μm。如為該范圍，可將環(huán)路電感的程度降低為不到60pH。如通孔間距為80～450μm的范圍，則為該環(huán)路電感區(qū)域的內(nèi)部，同時，可確實地確保可靠性。
另外，如環(huán)路電感小于等于55pH，則與IC芯片的頻率無關(guān)，同時，即使反復(fù)進(jìn)行開關(guān)，也不易產(chǎn)生誤動作。在該場合，根據(jù)圖16的結(jié)果，在格子配置下，通孔間距為80～450μm，成為這樣的結(jié)果。另外，如通孔間距處于80～450μm的范圍，則為該環(huán)路電感區(qū)域的內(nèi)部，同時，可確實地確?？煽啃?。另一方面，根據(jù)模擬的結(jié)果可知，如為通孔間距60～450μm的范圍，則成為那樣的結(jié)果。
在實施方式1中，改變多層芯部基板的各導(dǎo)體層的厚度的和，制造印刷電路板，安裝頻率3.1GHz的IC芯片，供給相同量的電源，測定起動時的電壓下降的量，將其結(jié)果示于圖19。IC的電壓不能直接由IC測定，所以，在印刷電路板設(shè)置測定用電路。將橫軸設(shè)為(多層芯部基板的導(dǎo)體層的厚度之和/層間絕緣層上的導(dǎo)體層的厚度的比)，將縱軸設(shè)定為最大電壓下降量(V)。
當(dāng)電源電壓為1.0V時，如變動容許范圍為±10％，則電壓的特性穩(wěn)定，不引起IC芯片的誤動作等。即，在該場合，如電壓下降量在0.1V以內(nèi)，則不會由電壓下降引起IC芯片的誤動作。為此，(多層芯部基板的導(dǎo)體層的厚度之和/層間絕緣層上的導(dǎo)體層的厚度)的比最好超過1.2。另外，如為1.2≤(多層芯部基板的導(dǎo)體層的厚度之和/層間絕緣層上的導(dǎo)體層的厚度)≤40的范圍，則數(shù)值存在減少的傾向，所以，容易獲得其效果。另一方面，對于40＜(多層芯部基板的導(dǎo)體層的厚度之和/層間絕緣層上的導(dǎo)體層的厚度)這樣的范圍，電壓下降量上升?？梢酝茰y，由于電容易在表層流動，所以，如導(dǎo)體層變厚，則向厚度方向的移動距離變長，因此，電壓下降增大。
另外，如為5.0＜(多層芯部基板的導(dǎo)體層的厚度之和/層間絕緣層上的導(dǎo)體層的厚度)≤40，則電壓下降量大體相同，所以，成為穩(wěn)定狀態(tài)。即，該范圍可以說是最理想的比例范圍。
如導(dǎo)體的厚度薄，則在通道連接部產(chǎn)生剝離，可靠性下降。然而，如多層芯部基板的導(dǎo)體層的厚度之和/層間絕緣層上的導(dǎo)體層的厚度的比超過1.2，則可靠性提高。另一方面，如多層芯部基板的導(dǎo)體層的厚度的和/層間絕緣層上的導(dǎo)體層的厚度的比超過40，則由于上層的導(dǎo)體電路的問題(例如上層的導(dǎo)體電路的應(yīng)力的發(fā)生和起伏導(dǎo)致的緊密性下降等)，可靠性下降。
在本發(fā)明中，接地用通孔和電源用通孔成為格子配置或交錯配置，接地用通孔與電源用通孔相鄰，從而使分別發(fā)生的感應(yīng)電動勢的方向相反，消除X方向和Y方向的感應(yīng)電動勢。由此，向IC的晶體管的電源的供給速度變快。由此，誤動作不發(fā)生。如使用本發(fā)明的印刷電路板，則即使IC的晶體管高速地反復(fù)導(dǎo)通-截止，晶體管的電位也不下降。
由于多層芯部基板的導(dǎo)體層的厚度之和比層間絕緣層上的導(dǎo)體層的厚度大，增大內(nèi)層導(dǎo)體層的厚度，所以，在內(nèi)層的接地用導(dǎo)體層的側(cè)壁(或內(nèi)層的電源用導(dǎo)體層的側(cè)壁)與電源用通孔(或接地用通孔)間消除感應(yīng)電動勢。為此，與使用與兩面的芯部基板或?qū)娱g絕緣層上的導(dǎo)體層的厚度與多層芯部基板的各導(dǎo)體層的厚度之和相等的多層芯部基板的印刷電路板相比，環(huán)路電感下降。因此，即使安裝高頻的IC芯片，特別是大于等于3GHz的高頻區(qū)域的IC芯片，IC的晶體管的電壓也時常穩(wěn)定，所以，不發(fā)生誤動作或錯誤等，可提高電特性和可靠性。
權(quán)利要求
1.一種多層印刷電路板，在具有多個通孔的芯部基板的兩面或單面上形成層間絕緣層和導(dǎo)體層，通過連接用通孔進(jìn)行電連接；其特征在于，上述芯部基板的通孔的接地用通孔與電源用通孔配置在相鄰的位置。
2.一種多層印刷電路板，在具有多個通孔的芯部基板的兩面或單面上形成層間絕緣層和導(dǎo)體層，通過連接用通孔進(jìn)行電連接；其特征在于，上述芯部基板的通孔具有2個或2個以上的接地用通孔和2個或2個以上的電源用通孔，分別在相鄰的位置配置成格子狀或交錯狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多層印刷電路板，其特征在于，上述接地用通孔與上述電源用的通孔的距離在60～550μm的范圍。
4.根據(jù)權(quán)利要求1～3中任何一項所述的多層印刷電路板，其特征在于，上述接地用通孔直徑為50～500μm，上述電源通孔直徑為50～500μm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多層印刷電路板，其特征在于，上述接地用通孔和電源用通孔中的至少一方的1個或2個或2個以上的通孔直到最外層為全層疊加構(gòu)造。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2或5所述的多層印刷電路板，其特征在于，上述接地用通孔和上述電源用通孔配置在IC芯片的正下方。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多層印刷電路板，其特征在于，上述芯部基板上的導(dǎo)體層的厚度比上述層間絕緣層上的上述導(dǎo)體層的厚度大。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多層印刷電路板，其特征在于，設(shè)上述芯部基板上的導(dǎo)體層的厚度為α1，層間絕緣層上的導(dǎo)體層的厚度為α2，α2＜α1≤40α2。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的多層印刷電路板，其特征在于，上述α1為1.2α2≤α1≤40α2。
10.根據(jù)權(quán)利要求7～9中任何一項所述的多層印刷電路板，其特征在于，上述芯部基板的各導(dǎo)體層為電源用的導(dǎo)體層或接地用的導(dǎo)體層。
11.根據(jù)權(quán)利要求1、2、7～10中任何一項所述的多層印刷電路板，其特征在于，電容器安裝于表面上。
12.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多層印刷電路板，其特征在于，上述芯部基板為在內(nèi)層具有厚的導(dǎo)體層的3層或3層以上的多層芯部基板，上述芯部基板的各內(nèi)層的導(dǎo)體層與各表面的導(dǎo)體層為電源層用的導(dǎo)體層或接地用的導(dǎo)體層。
13.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多層印刷電路板，其特征在于，上述芯部基板為在內(nèi)層具有厚的導(dǎo)體層的3層或3層以上的多層芯部基板，上述芯部基板的各內(nèi)層的導(dǎo)體層為電源層用的導(dǎo)體層或接地用的導(dǎo)體層，表層的導(dǎo)體層由信號線構(gòu)成。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的多層印刷電路板，其特征在于，上述芯部基板的內(nèi)層的導(dǎo)體層的厚度比層間絕緣層上的導(dǎo)體層的厚度大。
15.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的多層印刷電路板，其特征在于，上述芯部基板的內(nèi)層的導(dǎo)體層是2層或2層以上。
16.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的多層印刷電路板，其特征在于，上述芯部基板這樣形成，即，在電隔絕的金屬板的兩面隔著樹脂層形成上述內(nèi)層的導(dǎo)體層，并在該內(nèi)層的導(dǎo)體層的外側(cè)隔著樹脂層形成上述表面的導(dǎo)體層。
17.根據(jù)權(quán)利要求12～16中任何一項所述的多層印刷電路板，其特征在于，上述芯部基板在內(nèi)層具有厚度較大的導(dǎo)體層，在表層具有厚度較小的導(dǎo)體層。
全文摘要
本發(fā)明提供一種多層印刷電路板，其中，芯部基板(30)的接地用通孔(36E)和電源用通孔(36P)配置成格子狀，消除X方向和Y方向上的感應(yīng)電動勢。這樣，減小了互感，即使安裝高頻IC芯片，也不會產(chǎn)生誤動作或錯誤，可提高電特性和可靠性。
文檔編號H01L23/12GK1768559SQ20048000880
公開日2006年5月3日 申請日期2004年4月6日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月7日
發(fā)明者加藤忍 申請人:揖斐電株式會社