JP2003209360A - 多層配線基板の製造方法及び多層配線基板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 信頼性の高い多層配線基板を容易に製造でき
る多層配線基板の製造方法と、多層配線基板を提案す
る。 【解決手段】 従来の多層配線基板において、絶縁層を
形成する樹脂の表裏を貫通する開口部に銅メッキを施す
ことによって絶縁層を介した配線層同士の電気的な接続
を行っていた構成に替えて、電気メッキで形成した絶縁
層を貫通する導電性の金属柱によって、絶縁層を介した
配線層同士の電気的な接続を行うようにして課題を解決
した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、配線層と絶縁層
とが交互に積層されてなる多層配線基板を製造する方法
及び、多層配線基板に関する。

【０００２】

【従来技術】配線層と絶縁層とを交互に積層させてなる
多層配線基板は、絶縁層及び配線層を所望の層数まで交
互に重ね、層間接続により電気回路を形成しているもの
である。この多層配線基板の製造方法としては、従来か
らビルドアップ法が知られている。

【０００３】ビルドアップ法においては、絶縁層を介し
た配線層同士の電気的な接続を行うために、絶縁層を形
成する樹脂の表裏を貫通する開口部を設け、そこに銅メ
ッキを施すという手法が採用されている。

【０００４】絶縁層を形成する樹脂として感光性樹脂が
用いられる場合には、紫外線露光等の写真技術により層
間接続部を形成するための開口部が設けられる。

【０００５】また、感光性樹脂が用いられていない場合
には、レーザー加工により層間接続部を形成するための
開口部が設けられるのが一般的であった。

【０００６】しかし、絶縁層に感光性樹脂を用いる場
合、樹脂に特性として感光性を持たせるために、樹脂本
来の物性バランスが損なわれ、対薬品性の低下がもたら
されることがあった。このような対薬品性の低下がもた
らされると、メッキ工程で使用する薬品により、樹脂が
剥離する障害が発生してしまう。

【０００７】一方、非感光性樹脂が用いられている場合
であって、レーザー加工により層間接続部を形成するた
めの開口部を設ける時には、樹脂層が厚いと、樹脂層の
下側にある導体（例えば、配線層）まで開口部が形成さ
れなかったり、逆に、樹脂層が薄いと、レーザーエネル
ギー過剰で樹脂が変質したり、残膜の樹脂を溶解するプ
ロセスが必要になるなどの問題があった。

【０００８】すなわち、非感光性樹脂を用いる場合に
は、絶縁樹脂の厚みの管理、使用するレーザーのエネル
ギー量・強度管理、溶解液管理に注意が必要であり、こ
れらの管理を軽減できる多層基板の製造方法の提案が望
まれていた。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前述した従
来の問題点に鑑み、信頼性が高く、容易に製造すること
のできる多層配線基板とその製造方法を提案することを
目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
この発明が提案する製造方法は、配線層と絶縁層とが交
互に積層されてなる多層配線基板を製造する方法であっ
て、下層の配線層の上のあらかじめ定められている位置
に電気メッキで折出された金属柱を形成する工程と、前
記下層の配線層上に絶縁層を形成する工程と、当該絶縁
層の上側表面を研磨することにより前記金属柱の上側表
面を露出させて平坦化する工程と、前記絶縁層の上側表
面及び前記金属柱の上側表面に電気導体層を形成し、パ
ターン形成することにより上層の配線層を形成する工程
からなる製造工程を含むことを特徴とするものである。

【００１１】本発明が提案する製造方法は、前記の製造
工程を複数回繰り返すことにより配線層と絶縁層とが交
互に積層されてなる多層配線基板を製造する方法を含む
ものである。

【００１２】また、本発明が提案する製造方法は、従来
公知の製造方法で製造されている既存の両面板あるい
は、多層板を中核とし、その片面側あるいは両面側に、
前記の製造工程を一回または複数回繰り返して多層配線
基板を製造する方法を含むものである。

【００１３】前記本発明の製造方法に含まれる前記の製
造工程により、絶縁層を介した配線層同士の電気的な接
続用に、絶縁層を形成する樹脂の表裏を貫通する開口部
を設ける替わりに、絶縁層を貫通する導電性の金属柱に
より絶縁層を介した配線層同士の電気的な接続が行われ
るようになる。

【００１４】これによって、紫外線露光等の写真技術に
より層間接続部用の開口部を形成するために絶縁層に感
光性樹脂を用いた場合に生じるおそれのあった対薬品性
の低下に起因する樹脂の剥離という問題を未然に防止す
ることが可能になった。

【００１５】また、絶縁層に非感光性樹脂を用い、レー
ザー加工により層間接続部用の開口部を形成する場合に
要求されていた、絶縁樹脂の厚みの管理、使用するレー
ザーのエネルギー量・強度管理、溶解液管理、等の負担
を軽減することができた。

【００１６】そこで、前記の本発明が提案する製造方法
によれば、多層配線基板の製造を、高い信頼性の下に、
容易に行うことができる。

【００１７】前述した本発明の多層配線基板の製造方法
において、下層の配線層の上のあらかじめ定められてい
る位置に電気メッキで折出された金属柱を形成する工程
は、金属柱が形成される場所以外の部分に耐メッキレジ
ストを形成した後、電気メッキによって形成することが
できる。

【００１８】この場合、耐メッキレジストの形成は、ド
ライフィルム又は印刷インクを用いて行うことができ
る。

【００１９】また、前述した本発明の多層配線基板の製
造方法において、下層の配線層上に絶縁層を形成する工
程は、フィラーを含む絶縁性インクを塗布し、これを加
熱又は光照射によって硬化させることにより行うことが
できる。

【００２０】この場合、フィラーを含む絶縁性インクの
塗布は、スクリーン印刷、ロールコーター、カーテンコ
ーター、静電スプレーのいずれかの方法で行うことがで
きる。

【００２１】また、下層の配線層上に絶縁層を形成する
工程は、ガラスクロスに絶縁樹脂を含浸乾燥させたプリ
プレグまたは、銅箔に絶縁樹脂を塗布乾燥した樹脂付き
銅箔を機械的に下層の配線層上に積層して成型すること
により行うこともできる。

【００２２】更に、前述した本発明の多層配線基板の製
造方法において、絶縁層の上側表面及び前記金属柱の上
側表面に電気導体層を形成し、パターン形成することに
より上層の配線層を形成する工程は、絶縁層の上側表面
に微細な凹凸を形成した後に行うことができる。

【００２３】この場合、絶縁層の上側表面への微細な凹
凸の形成は、サンドブラスト、ジェットスクラブ、化学
的溶解のいずれかによって行うことができる。

【００２４】また、前述した本発明の多層配線基板の製
造方法において、絶縁層の上側表面を研磨することによ
り前記金属柱の上側表面を露出させる工程は、機械的研
磨により行うことができる。

【００２５】この場合、機械的研磨は、バフ研磨または
ベルト研磨により行うことができる。

【００２６】次に、本発明が提案する多層配線基板は、
配線層と絶縁層とが交互に積層されてなる多層配線基板
であって、絶縁層を介した配線層同士の電気的な接続
が、下層の配線層上に電気メッキで折出された金属柱に
よって上層の配線層との間で行われる構造になっている
部分を含むことを特徴とするものである。

【００２７】本発明が提案する多層配線基板は、前記の
構造部分が複数積層されてなる多層配線基板を含むもの
である。

【００２８】また、本発明が提案する多層配線基板は、
従来公知の製造方法で製造されている既存の両面板、あ
るいは多層板を中核とし、その片面側、あるいは両面側
に、前記の構造部分が一層または複数層積層されている
多層配線基板を含むものである。

【００２９】このような本発明の多層配線基板は、前述
した本発明の製造方法によって製造することができるも
のである。

【００３０】前記本発明の多層配線基板に含まれる構造
部分によれば、絶縁層を形成する樹脂の表裏を貫通する
開口部に銅メッキを施すことによって絶縁層を介した配
線層同士の電気的な接続を行う構成に替えて、絶縁層を
貫通する導電性の金属柱により絶縁層を介した配線層同
士の電気的な接続を行うことができる。

【００３１】これによって、紫外線露光等の写真技術に
より層間接続部用の開口部を形成するために絶縁層に感
光性樹脂を用いた場合に生じるおそれのあった対薬品性
の低下に起因する樹脂の剥離という問題を未然に防止す
ることが可能になった。

【００３２】また、絶縁層に非感光性樹脂を用い、レー
ザー加工により層間接続部用の開口部を形成する場合に
要求されていた、絶縁樹脂の厚みの管理、使用するレー
ザーのエネルギー量・強度管理、溶解液管理、等の負担
を軽減することができた。

【００３３】そこで、前記の本発明が提案する多層配線
基板によれば、信頼性の高い多層配線基板を、容易に製
造することができる。

【００３４】前記本発明の多層配線基板において、配線
層同士の間に介在している絶縁層は、フィラーを含む絶
縁性インクが、加熱又は光照射によって硬化されたもの
とすることができる。

【００３５】この場合、絶縁性インクは、エポキシ樹
脂、ノンハロゲンエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、フッ
素樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂のいずれかからな
るものとすることができる。

【００３６】また、配線層同士の間に介在している絶縁
層は、ガラスクロスに絶縁樹脂を含浸乾燥させたプリプ
レグ又は、銅箔に絶縁樹脂を塗布乾燥した樹脂付き銅箔
（本明細書に於いて、単に、「樹脂付き銅箔」と呼ぶこ
とがある）とすることもできる。

【００３７】この場合、絶縁樹脂は、エポキシ樹脂、ノ
ンハロゲンエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、フッ素樹
脂、ポリフェニレンエーテル樹脂のいずれかを用いるこ
とができる。

【００３８】また、前記本発明の多層配線基板におい
て、金属柱は、銅、ニッケル、金、銀、パラジュウム、
スズ、ロジュウムのいずれかからなるようにできる。

【００３９】更に、配線層も、銅、ニッケル、金、銀、
パラジュウム、スズ、ロジュウムのいずれかからなるよ
うにすることができる。

【００４０】以下、添付図面を参照して本発明の好まし
い実施例を説明する。

【００４１】

【実施例１】表面と裏面とに銅箔１、１が張り合わされ
ている銅張りの積層板を多層配線基板のコア材となる基
材として用いる。

【００４２】図１図示のように、ワークサイズ（例え
ば、３４０ｍｍ×４１０ｍｍ）に切断した銅張りの積層
板２を準備する。

【００４３】次いで、図２図示のように、所定の場所
に、例えば、ＮＣ穴あけ機を用いて、貫通穴１０を形成
する。

【００４４】次に、図３図示のように、例えば、電解銅
メッキ法を用いて、貫通穴１０内を含む全面に銅メッキ
３を施す。

【００４５】次に、図４図示のように、例えば、フォト
印刷回路形成法を用いて、パターン形成を行う。こうし
て下層の配線層１１が形成されることになる。

【００４６】次いで、図５図示のように、図４図示の基
材に、０．２μｍ〜０．５μｍの薄付け化学銅を全面折
出させた後、絶縁性のインクからなる耐メッキレジスト
１２を、金属柱４、５、６、７、８、９が形成される場
所１４、１５、１６、１７、１８、１９以外の部分に形
成する。なお、この際、以降の電解銅メッキ工程を考慮
して、図４図示の基材の四辺の、幅５ｍｍ〜１５ｍｍに
は耐メッキレジスト１２を形成しないようにしておくこ
とが望ましい。

【００４７】次に、図６図示のように、電解銅メッキで
厚み４０μｍ〜６０μｍになるように、銅製の金属柱
４、５、６、７、８、９を形成する。

【００４８】次いで、ソフトエッチング処理を施して、
耐メッキレジスト１２、薄付け化学銅を溶解して、銅製
の金属柱４〜９が下層の配線層１１上に形成された図７
図示の状態とする。

【００４９】次に、図８図示のように、フィラーを含む
絶縁性インク（エポキシ樹脂製）を静電スプレーによっ
て塗布し、乾燥、硬化させて絶縁層２０を形成する。

【００５０】次いで、図９図示のように、ベルトサンダ
ーを用いて、絶縁層２０の上側表面（図９中、上側面と
下側面）を研磨することにより、銅製の金属柱４〜９の
上側表面を露出させて平坦化する。

【００５１】次に、図１０図示のように、例えば、電解
銅メッキ法を用いて、貫通穴１０内を含む全面に銅メッ
キ（厚さは２０μｍ程度）を施し、絶縁層２０の上側表
面（図１０中、上側面と下側面）及び銅製の金属柱４〜
９の上側表面に電気導体層２１を形成する。なお、この
実施例の場合には、ここで、基材の表面（図１０中、上
側面）と裏面（図１０中、下側面）とが電気的に導通さ
れる。

【００５２】なお、この図１０図示の工程で形成する銅
メッキの密着力を向上させるために、図９図示の工程
で、銅製の金属柱４〜９の上側表面を露出させて平坦化
した後、ジェットスクラブなどで、絶縁層２０の上側表
面（図９中、上側面と下側面）に微細な凹凸を形成して
おくこともできる。

【００５３】ついで、図１１図示のように、例えば、フ
ォト印刷回路形成法を用いて、パターン形成し、上層の
配線層２２とした。

【００５４】以上の製造工程を経て、絶縁層２０を介し
た配線層１１、２２同士の電気的な接続が下層の配線層
１１上に電気メッキで折出された金属柱４〜９によって
上層の配線層２２との間で行われる構造になっている部
分を含む本発明の多層配線基板を製造した。

【００５５】この実施例で製造した多層配線基板を、は
んだ温度２６０℃に２０秒ディップさせて検査したが異
常は発見されなかった。

【００５６】なお、前述した図１乃至図１１図示の工程
に引き続いて、図５から図１１で表される工程を繰り返
し、絶縁層と配線層とが交互に更に積層されている多層
配線基板を製造することもできる。

【００５７】

【実施例２】実施例１における銅張りの積層板２に代え
て、従来公知の製造方法で製造されている市販の多層板
（松下電工製、商品名：プレマルチ）を多層配線基板の
コア材となる基材として用いた。

【００５８】また、実施例１の図５図示の構成における
耐メッキレジスト１２形成の工程において、絶縁性のイ
ンクを用いるのに替えて、ガラスクロスに絶縁樹脂（エ
ポキシ樹脂）を含浸乾燥させたプリプレグで、厚さが５
０μｍのものを用いた。

【００５９】前記の二点以外は実施例１と同様にして本
発明の多層配線基板を製造した。

【００６０】この実施例２で製造した多層配線基板を、
はんだ温度２６０℃に２０秒ディップさせて検査したが
異常は発見されなかった。

【００６１】なお、市販の多層板（松下電工製、商品
名：プレマルチ）に代えて、特許出願人の製造に係る社
内製品たる積層板を多層配線基板のコア材となる基材と
して用い、その他は、この実施例２と同様にして多層配
線基板を製造し、同様の実験を行ったところ、同様の結
果が得られた。

【００６２】また、前記のプリプレグに代えて、銅箔
（０．２μｍ〜０．５μｍ）に絶縁樹脂（エポキシ樹
脂）を塗布乾燥した樹脂付き銅箔（厚さが５０μｍ）を
用い、その他は、この実施例２と同様にして多層配線基
板を製造し、同様の実験を行ったところ、やはり、同様
の結果が得られた。

【００６３】以上、添付図面を参照して本発明の好まし
い実施例を説明したが、前記の説明及び添付図面におい
て、各構成、形状及び配置関係は、本発明が理解できる
程度に概略的に示したものに過ぎず、また、数値及び各
構成の組成（材質）については例示にすぎない。したが
って、本発明は、前述した実施例に限定されず、特許請
求の範囲の記載から把握される技術的範囲において種々
の形態に変更可能である。

【００６４】

【発明の効果】本発明の多層配線基板の製造方法及び本
発明の多層配線基板によれば、絶縁層を形成する樹脂の
表裏を貫通する開口部に銅メッキを施すことによって絶
縁層を介した配線層同士の電気的な接続を行う従来の構
成に替えて、絶縁層を貫通する導電性の金属柱により絶
縁層を介した配線層同士の電気的な接続を行うことがで
きる。

【００６５】そこで、従来の多層配線基板において、紫
外線露光等の写真技術により層間接続部用の開口部を形
成するために絶縁層に感光性樹脂を用いた場合に生じる
おそれがあった対薬品性の低下に起因する樹脂の剥離と
いう問題を未然に防止することができた。

【００６６】また、従来の多層配線基板において、絶縁
層に非感光性樹脂を用い、レーザー加工により層間接続
部用の開口部を形成する場合に要求されていた、絶縁樹
脂の厚みの管理、使用するレーザーのエネルギー量・強
度管理、溶解液管理、等の負担を軽減することができ
た。

【００６７】すなわち、本発明が提案する多層配線基板
の製造方法及び多層配線基板によれば、信頼性の高い多
層配線基板を、容易に製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 ワークサイズに切断された基材（銅張りの積
層板）を表す断面図。

【図２】 基材（銅張りの積層板）に貫通穴が設けられ
た状態を表す断面図。

【図３】 貫通穴内を含む基材（銅張りの積層板）の全
面に銅メッキが施された状態を表す断面図。

【図４】 パターン形成が行われ下層の配線層が形成さ
れた状態を表す断面図。

【図５】 耐メッキレジストが金属柱の形成される場所
以外の部分に形成されている状態を表す断面図。

【図６】 銅製の金属柱が電気メッキによって折出され
た状態を表す断面図。

【図７】 銅製の金属柱が下層の配線層上に形成された
状態を表す断面図。

【図８】 下層の配線層上に絶縁層が形成された状態を
表す断面図。

【図９】 研磨により、銅製の金属柱の上側表面が露出
され、平坦化された状態を表す断面図。

【図１０】 絶縁層の上側表面及び銅製の金属柱の上側
表面に電気導体層が形成された状態を表す断面図。

【図１１】 上層の配線層が形成された状態を表す断面
図。

【符号の説明】

１ 銅箔 ２ 基材（銅張りの積層板） ３ 銅メッキ ４、５、６、７、８、９ 金属柱 １０ 貫通穴 １１ 下層の配線層 １２ 耐メッキレジスト １４、１５、１６、１７、１８、１９ 金属柱が形成さ
れる場所 ２０ 絶縁層 ２１ 電気導体層 ２２ 上層の配線層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０５Ｋ 3/38 Ｈ０５Ｋ 3/38 Ａ Ｆターム(参考） 5E343 AA16 AA17 AA18 AA38 AA39 BB24 BB71 EE33 GG04 5E346 AA06 AA12 AA15 AA35 AA43 BB01 CC04 CC08 CC09 CC10 CC32 DD02 DD03 DD32 DD33 DD47 EE02 EE06 EE07 EE09 EE19 EE33 EE38 FF24 FF35 GG17 GG19 GG22 GG27 GG28 HH07 HH11 HH33

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】配線層と絶縁層とが交互に積層されてなる
   多層配線基板を製造する方法であって、 下層の配線層の上のあらかじめ定められている位置に電
   気メッキで折出された金属柱を形成する工程と、 前記下層の配線層上に絶縁層を形成する工程と、 当該絶縁層の上側表面を研磨することにより前記金属柱
   の上側表面を露出させて平坦化する工程と、 前記絶縁層の上側表面及び前記金属柱の上側表面に電気
   導体層を形成し、パターン形成することにより上層の配
   線層を形成する工程からなる製造工程を含むことを特徴
   とした多層配線基板の製造方法。
2. 【請求項２】下層の配線層の上のあらかじめ定められて
   いる位置に電気メッキで折出された金属柱を形成する工
   程は、金属柱が形成される場所以外の部分に耐メッキレ
   ジストを形成した後、電気メッキによって金属柱を形成
   するものであることを特徴とする請求項１記載の多層配
   線基板の製造方法。
3. 【請求項３】耐メッキレジストの形成は、ドライフィル
   ム又は印刷インクを用いて行われることを特徴とする請
   求項２記載の多層配線基板の製造方法。
4. 【請求項４】下層の配線層上に絶縁層を形成する工程
   は、フィラーを含む絶縁性インクを塗布し、これを加熱
   又は光照射によって乾燥、硬化させることにより行われ
   ることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項記載
   の多層配線基板の製造方法。
5. 【請求項５】フィラーを含む絶縁性インクの塗布は、ス
   クリーン印刷、ロールコーター、カーテンコーター、静
   電スプレーのいずれかの方法で行われることを特徴とし
   た請求項４記載の多層配線基板の製造方法。
6. 【請求項６】下層の配線層上に絶縁層を形成する工程
   は、ガラスクロスに絶縁樹脂を含浸乾燥させたプリプレ
   グまたは、銅箔に絶縁樹脂を塗布乾燥した樹脂付き銅箔
   を、機械的に下層の配線層上に積層して成型することに
   より行われることを特徴とする請求項１乃至３のいずれ
   か一項記載の多層配線基板の製造方法。
7. 【請求項７】絶縁層の上側表面及び前記金属柱の上側表
   面に電気導体層を形成し、パターン形成することにより
   上層の配線層を形成する工程は、絶縁層の上側表面に微
   細な凹凸を形成した後に行われることを特徴とする請求
   項１乃至６のいずれか一項記載の多層配線基板の製造方
   法。
8. 【請求項８】絶縁層の上側表面への微細な凹凸の形成
   は、サンドブラスト、ジェットスクラブ、化学的溶解の
   いずれかによって行われることを特徴とする請求項７記
   載の多層配線基板の製造方法。
9. 【請求項９】絶縁層の上側表面を研磨することにより前
   記金属柱の上側表面を露出させる工程は、機械的研磨に
   より行われることを特徴とする請求項１乃至８のいずれ
   か一項記載の多層配線基板の製造方法。
10. 【請求項１０】機械的研磨は、バフ研磨またはベルト研
    磨によることを特徴とする請求項９記載の多層配線基板
    の製造方法。
11. 【請求項１１】配線層と絶縁層とが交互に積層されてな
    る多層配線基板であって、絶縁層を介した配線層同士の
    電気的な接続が下層の配線層上に電気メッキで折出され
    た金属柱によって上層の配線層との間で行われる構造に
    なっている部分を含むことを特徴とする多層配線基板。
12. 【請求項１２】配線層同士の間に介在している絶縁層
    は、フィラーを含む絶縁性インクが、加熱又は光照射に
    よって硬化されたものであることを特徴とする請求項１
    １記載の多層配線基板。
13. 【請求項１３】絶縁性インクは、エポキシ樹脂、ノンハ
    ロゲンエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、フッ素樹脂、ポ
    リフェニレンエーテル樹脂のいずれかからなることを特
    徴とする請求項１２記載の多層配線基板。
14. 【請求項１４】配線層同士の間に介在している絶縁層
    は、ガラスクロスに絶縁樹脂を含浸乾燥させたプリプレ
    グまたは、銅箔に絶縁樹脂を塗布乾燥した樹脂付き銅箔
    であることを特徴とする請求項１１記載の多層配線基
    板。
15. 【請求項１５】絶縁樹脂は、エポキシ樹脂、ノンハロゲ
    ンエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、フッ素樹脂、ポリフ
    ェニレンエーテル樹脂のいずれかからなることを特徴と
    する請求項１４記載の多層配線基板。
16. 【請求項１６】金属柱は、銅、ニッケル、金、銀、パラ
    ジュウム、スズ、ロジュウムのいずれかからなることを
    特徴とする請求項１１乃至１５のいずれか一項記載の多
    層配線基板。
17. 【請求項１７】配線層は、銅、ニッケル、金、銀、パラ
    ジュウム、スズ、ロジュウムのいずれかからなることを
    特徴とする請求項１１乃至１６のいずれか一項記載の多
    層配線基板。
18. 【請求項１８】請求項１乃至１０のいずれか一項記載の
    方法によって製造されたことを特徴とする多層配線基板
19. 【請求項１９】両面板あるいは、多層板を中核とし、そ
    の片面側あるいは両面側に、請求項１乃至１０のいずれ
    か一項記載の方法によって製造される多層配線基板が積
    層されてなることを特徴とする多層配線基板。