JP2010262954A

JP2010262954A - 配線基板の製造方法

Info

Publication number: JP2010262954A
Application number: JP2009110239A
Authority: JP
Inventors: Masaharu Yasuda; 正治安田
Original assignee: Kyocera SLC Technologies Corp
Current assignee: Kyocera SLC Technologies Corp
Priority date: 2009-04-30
Filing date: 2009-04-30
Publication date: 2010-11-18

Abstract

【課題】絶縁層に設けたビアホール内および溝内にめっき金属層を充填して成る配線導体を有する信頼性の高い高密度配線の配線基板を簡単な構造および簡便な方法により製造する方法を提供すること。
【解決手段】下層の配線導体２が形成された下層の絶縁層１上に１層の絶縁層から成る上層の絶縁層３を積層し、次に絶縁層３に配線導体２を底面とするビアホール４をレーザ加工により形成し、次に絶縁層３の表面に上層の配線導体形成用の溝６をレーザ加工またはウェットブラスト加工により形成し、次にビアホール４および溝６を充填するようにして絶縁層３上にめっき金属層７を被着させ、次にめっき金属層７をビアホール４内および溝６内にめっき金属層７が充填されたまま残るように絶縁層３上から除去し、ビアホール４内および溝６内にめっき金属層７から成る上層の配線導体８を形成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、配線基板の製造方法に関するものである。

従来、半導体素子等の電子部品を搭載するために用いられる高密度多層配線基板として、厚みが０．２〜２．０ｍｍ程度のガラス−樹脂板の両面に銅箔から成る配線導体を有するコア基板の前記両面にそれぞれの厚みが１０〜１００μｍ程度の樹脂から成る絶縁層とめっき導体層から成る配線導体とを交互に積層して成るビルドアップ配線基板が知られている。このようなビルドアップ配線基板は、例えば次に述べる方法により製作される。

まず、ガラスクロスにエポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂等の熱硬化性樹脂を含浸させた絶縁シートを準備する。次にこの絶縁シートの両面に銅箔を貼着するとともに絶縁シート中の熱硬化性樹脂を熱硬化させて両面銅張り板を得る。次にこの両面銅張り板にその上下面を貫通するスルーホールを穿孔するとともに前記スルーホール内壁にめっき導体層を被着させて上下面の銅箔をスルーホール内のめっき導体層で電気的に接続する。次にスルーホール内を樹脂で充填した後、上下面の銅箔を所定パターンにエッチングすることにより、ガラス−樹脂板の両面に銅箔から成る配線導体を有するコア基板を得る。

次に、このコア基板の上下面にエポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂等の熱硬化性樹脂に無機絶縁性フィラーを分散させた樹脂フィルムを貼着するとともに樹脂フィルム中の熱硬化性樹脂を熱硬化させて絶縁層を形成する。次に前記絶縁層にレーザ加工によりビアホールを穿孔するとともにビアホール内を含む絶縁層の表面にセミアディティブ法によりめっき導体層から成る配線導体を上下面同時に形成する。そしてさらに、次層の絶縁層や配線導体の形成を複数回繰り返すことによりガラス−樹脂板の両面に銅箔から成る配線導体を有するコア基板の両面に樹脂から成る絶縁層とめっき導体層から成る配線導体とを交互に積層して成るビルドアップ配線基板が製作される。

しかしながら、このようなビルドアップ配線基板は、各絶縁層の表面から突出した状態で配線導体を形成するため、配線導体の幅及び配線間距離が微細になればなるほど配線導体と絶縁層との密着面積が減少するため絶縁層に対する配線導体の密着が弱くなる問題があった。その問題を解決するために考えられたのは、ビアホールが形成された絶縁層の表面に配線導体形成用の溝を形成するとともに前記ビアホールおび溝を充填するめっき金属層を絶縁層の表面に被着させ、しかる後、前記めっき金属層を、前記ビアホールおよび溝内にめっき金属層が充填されたまま残るようにして絶縁層上から除去することによって、ビアホールおよび溝内に残っためっき金属層により配線導体を形成する方法である。この方法によれば、溝内に充填されためっき金属層から成る配線導体はその側面も絶縁層と密着することとなるため、絶縁層に対する密着が強固となる。

このような方法において、絶縁層にビアホールおよび配線導体形成用の溝を形成するには、例えば、ビアホールおよび溝を形成する絶縁層を２層構成とし、第１層目の絶縁層にフォトプロセスやレーザ加工、ドライエッチング等によりビアホールを形成し、しかる後、その上に第２層目の絶縁層を積層し、この第２層目の絶縁層に部分的にエッチングを施して第１層目の絶縁層を底面とする溝を形成する方法が採用されている。この場合、ビアホールおよび溝の形成に２層の絶縁層を必要とするため配線基板の構造が複雑となるとともに製法が煩雑となる。これに対してビアホールおよび溝を形成する絶縁層を１層で構成し、ビアホールと溝とを別々のフォトリソグラフィーおよびエッチングを用いて行なう方法が提案されている。この方法によれば、ビアホールおよび溝を形成する絶縁層は１層で構成されるため配線基板の構造が複雑となることはない。しかしながら、ビアホールを形成するためのマスクと溝を形成するためのマスクを別々に形成および剥離する必要があり、しかも溝を形成するためのエッチングはエッチング時間をコントロールすることによるハーフエッチングとなるため、そのコントロールがシビアとなり製法としては煩雑である。

特開２００２−２４６７４４号公報特開２００３−１８３１２７号公報

本発明はかかる従来の問題点に鑑み案出されたものであり、その課題は、絶縁層に設けたビアホール内および溝内にめっき金属層を充填して成る配線導体を有する信頼性の高い高密度配線の配線基板を簡単な構造および簡便な方法により製造する方法を提供することにある。

本発明の配線基板の製造方法は、表面に下層の配線導体が形成された下層の絶縁層上に１層の絶縁層から成る上層の絶縁層を積層する工程と、前記上層の絶縁層に前記下層の配線導体を底面とするビアホールをレーザ加工により形成する工程と、前記上層の絶縁層の表面に上層の配線導体形成用の溝をレーザ加工またはウェットブラスト加工により形成する工程と、前記ビアホールおよび前記溝を充填するようにして前記上層の絶縁層上にめっき金属層を被着させる工程と、前記めっき金属層を前記ビアホール内および前記溝内に前記めっき金属層が充填されたまま残るように前記上層の絶縁層上から除去し、前記ビアホール内および前記溝内に前記めっき金属層から成る上層の配線導体を形成する工程とを有することを特徴とするものである。
また本発明の配線基板の製造方法は、表面に下層の配線導体が形成された下層の絶縁層上に１層の絶縁層から成る上層の絶縁層を積層する工程と、前記上層の絶縁層の表面に上層の配線導体形成用の溝をレーザ加工またはウェットブラスト加工により形成する工程と、前記上層の絶縁層に前記下層の配線導体を底面とするビアホールをレーザ加工により形成する工程と、前記ビアホールおよび前記溝を充填するようにして前記上層の絶縁層上にめっき金属層を被着させる工程と、前記めっき金属層を前記ビアホール内および前記溝内に前記めっき金属層が充填されたまま残るように前記上層の絶縁層上から除去し、前記ビアホール内および前記溝内に前記めっき金属層から成る上層の配線導体を形成する工程とを有することを特徴とするものである。

本発明の配線基板の製造方法によれば、ビアホールおよび溝を形成する絶縁層は１層の絶縁層から成ることから、配線基板の構造を簡単な構造とすることができる。また、絶縁層に形成されるビアホールはレーザ加工により形成されるのでビアホールの形成にマスクを必要とせず、溝を形成するためのマスクのみを形成および除去すればいいので製法として簡便なものとなる。また、溝を形成する際にレーザ加工またはウェットブラスト加工を採用することでエッチングにより溝を形成する場合と比較してシビアなコントロールを必要とせず、所定幅および深さの溝を正確に形成することができる。さらに、ビアホールを形成後にウェットブラスト加工により溝を形成する場合、ビアホール内および溝内をウェットブラストにより一様に粗化してビアホール内および溝内にめっき金属層を強固に被着させることができる。

（ａ）〜（ｄ）は、本発明の配線基板の製造方法における実施形態の一例を説明するための工程毎の概略断面図である。（ｅ）〜（ｇ）は、本発明の配線基板の製造方法における実施形態の一例を説明するための工程毎の概略断面図である。（ｂ）〜（ｄ）は、本発明の製造方法における実施形態の他の例を説明するための工程毎の概略断面図である。（ｅ）〜（ｆ）は、本発明の製造方法における実施形態の更に他の例を説明するための工程毎の概略断面図である。

次に、本発明の配線基板の製造方法における実施形態の一例を添付の図を基に説明する。まず、図１（ａ）に示すように、下層の絶縁層となるコア基板１の表面に下層の配線導体２を形成するとともに、その上に上層の絶縁層３を積層する。コア基板１は、例えば両面銅張り積層板を使用し、サブトラクティブ法あるいはセミアディティブ法により配線導体２を形成する。絶縁層３は、例えばエポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂等の熱硬化性樹脂の未硬化物に無機絶縁性フィラーを分散させた厚みが１０〜１００μｍ程度の樹脂フィルムあるいはガラスクロスに未硬化の熱硬化性樹脂を含浸させたプリプレグ等を使用する。

次に、図１（ｂ）に示すように、絶縁層３に配線導体２の一部を底面とするビアホール４をレーザ加工により形成する。レーザ加工は、ビアホール４の直径に対応する直径のレーザビームのパルスを絶縁層３における各ビアホール４の形成位置に対して少なくとも１パルスずつガルバノミラーでスキャンして照射することにより形成する。この場合、絶縁層３における各ビアホール４の形成位置にレーザビームをガルバノミラーでスキャンして照射することからビアホールの形成にマスクを必要としない。レーザとしては、炭酸ガスレーザやＹＡＧレーザが使用される。

次に、図１（ｃ）に示すように、ビアホールが形成された絶縁層３の上に、後述する配線導体形成用の溝６の位置に対応する開口部を有するマスク５を形成する。このマスク５は、感光性の樹脂フィルムを絶縁層３上に貼着するとともに、その樹脂フィルムにフォトリソグラフィー技術を採用して露光・現像処理を施すことにより形成される。或いは、絶縁層３の上にクロム等の金属層を被着させるとともに、この金属層をフォトリソグラフィー技術により所定のパターンにエッチング加工することにより形成される。

次に、図１（ｄ）に示すように、マスク５の開口部から露出する絶縁層３にエキシマレーザによるレーザ加工またはアルミナ砥粒によるウェットブラスト加工を採用することにより配線導体形成用の溝６を形成する。この場合、エッチングと比較してシビアなコントロールを必要とすることなく、所定幅および深さの溝６を正確に形成することができる。さらに、ウェットブラスト加工により溝６を形成する場合、ビアホール４内および溝６内をウェットブラストにより一様に粗化することができ、ビアホール４内および溝６内に後述するめっき金属層７を被着させる場合に、該めっき金属層７をビアホール４内および溝６内に強固に被着させることができる。なお、溝６を形成するレーザ加工にエキシマレーザに代えてＹＡＧレーザを採用する場合は必ずしもマスク５を必要としないが、ベタパターンやパッド等の面積の広いパターンを含む溝６を形成する場合には、溝６形成の加工時間が短いエキシマレーザを用いることが好ましい。

次に、図２（ｅ）に示すように、絶縁層３上のマスク５を除去する。マスク５の除去は、マスク５が樹脂フィルムから形成された場合であれば、市販のレジスト剥離液を用いてマスク５を剥離することにより除去すればよい。またマスク５が金属層から形成された場合であれば、エッチングにより除去すればよい。

次に、図２（ｆ）に示すように、ビアホール４内と溝６内を充填するようにして絶縁層３の表面にめっき金属層７を被着する。めっき金属層７は、例えば無電解銅めっきおよび電解銅めっきにより形成される。具体的には、先ず、ビアホール４内と溝６内を含む絶縁層３の表面を必要に応じて粗化し、次にその表面にパラジウム触媒を付与した後、無電解銅めっきを０．１〜２．０μｍ程度の厚みに被着させ、次に前記無電解銅めっきの表面に電解銅めっきを絶縁層３の表面から５〜３０μｍ程度の厚みになるように被着させることにより形成される。

次に、図２（ｇ）に示すように、めっき金属層７をビアホール４内および溝６内にめっき金属層７が充填されたまま残るように絶縁層３の表面から除去し、それによりビアホール４内および溝６内にめっき金属層７から成る上層の配線導体８を形成する。絶縁層３の表面からのめっき金属層７の除去は、例えば、機械的研磨と化学的エッチングとを組み合わせて行なえばよく、具体的には絶縁層３の表面から数μｍくらいまでは機械的研磨を行なってめっき金属層７の厚みを薄くするとともにめっき金属層７の表面を平坦とした後、絶縁層３表面にめっき金属層が残らない程度に化学的エッチングを行なえばよい。このとき、ビアホール４内および溝６内のめっき金属層７の表面が絶縁層３の表面から０．５〜２μｍ程度凹む程度までエッチングすれば、絶縁層３の表面に残留するめっき金属層３の残渣を完全に除去することができ、それにより配線導体８間の電気的なリークあるいはマイグレーションの問題の発生を低減させることができる。

かくして本発明の配線基板の製造方法によれば、絶縁層に設けたビアホール内および溝内にめっき金属層を充填して成る配線導体を有する信頼性の高い高密度配線の配線基板を簡単な構造および簡便な方法により効率よく製造することができる。なお、本発明は、上述の実施の形態例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば、種々の変更が可能であることは言うまでもない。例えば、上述の実施形態の一例では、絶縁層３にビアホール４を設けた後に絶縁層３の表面に溝６を設けたが、図１（ａ）で説明した工程の後、図３（ｂ）に示すように、絶縁層３の上にマスク５を形成し、次に図３（ｃ）に示すように、絶縁層３にレーザ加工またはウェットブラスト加工により配線導体形成用の溝６を形成した後、図３（ｄ）に示すように、レーザ加工によりビアホール４を形成し、しかる後、図２（ｅ）〜図２（ｆ）で説明した工程を行なっても良い。また、上述の実施形態の一例では、絶縁層３に溝６を形成した後、マスク５を除去し、しかる後、絶縁層３の表面にめっき金属層７を被着させたが、図１（ｄ）で説明した工程の後、図４（ｅ）に示すように、マスク５を残したままの状態で、ビアホール４内と溝６内を充填するようにしてめっき金属層７を被着させ、次に図４（ｆ）に示すように、めっき金属層７およびマスク５を機械的に研磨除去し、しかる後、化学的エッチングしてもよい。この場合、マスク５を除去する手間が省けるとともに、絶縁層３の表面に無電解銅めっきのための無電解銅めっきのためのパラジウム触媒が残らないので、配線導体８間の電気的な絶縁信頼性を極めて高いものとすることができる。

１コア基板（下層の絶縁層）
２下層の配線導体層
３上層の絶縁層
４ビアホール
５マスク
６溝
７めっき金属層
８上層の配線導体

Claims

表面に下層の配線導体が形成された下層の絶縁層上に１層の絶縁層から成る上層の絶縁層を積層する工程と、前記上層の絶縁層に前記下層の配線導体を底面とするビアホールをレーザ加工により形成する工程と、前記上層の絶縁層の表面に上層の配線導体形成用の溝をレーザ加工またはウェットブラスト加工により形成する工程と、前記ビアホールおよび前記溝を充填するようにして前記上層の絶縁層上にめっき金属層を被着させる工程と、前記めっき金属層を前記ビアホール内および前記溝内に前記めっき金属層が充填されたまま残るように前記上層の絶縁層上から除去し、前記ビアホール内および前記溝内に前記めっき金属層から成る上層の配線導体を形成する工程とを有することを特徴とする配線基板の製造方法。
表面に下層の配線導体が形成された下層の絶縁層上に１層の絶縁層から成る上層の絶縁層を積層する工程と、前記上層の絶縁層の表面に上層の配線導体形成用の溝をレーザ加工またはウェットブラスト加工により形成する工程と、前記上層の絶縁層に前記下層の配線導体を底面とするビアホールをレーザ加工により形成する工程と、前記ビアホールおよび前記溝を充填するようにして前記上層の絶縁層上にめっき金属層を被着させる工程と、前記めっき金属層を前記ビアホール内および前記溝内に前記めっき金属層が充填されたまま残るように前記上層の絶縁層上から除去し、前記ビアホール内および前記溝内に前記めっき金属層から成る上層の配線導体を形成する工程とを有することを特徴とする配線基板の製造方法。