JP3582704B2 - 多層プリント配線板の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は多層プリント配線板の製造方法に関し、特にコア基板の表面に絶縁樹脂と導電回路を交互に積み多層回路を形成するビルドアップ法による多層プリント配線板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体実装技術の発展により半導体装置を実装するプリント配線板においては細線導電回路を有する高精度多層プリント配線板が要求されている。高精度多層プリント配線板の製造方法として、細線導電回路と小径バイアホールの形成が容易であるパターン基材上に導電回路パターンと感光性絶縁樹脂を交互に積み上げて多層回路を形成する所謂ビルドアップ法による多層プリント配線板の製造方法が実用化されている。
【０００３】
一般に多層プリント配線板においては、層数が多いほど製造コストが上昇する。特に、ビルドアップ法による多層プリント配線板では通常の一括積層する方法と相違し、１層ずつを積み上げて形成していくために、層数の製造コストへの影響が大きい。そのために、配線効率を上げることにより、より低層のビルドアップ基板に全ての配線を収容する技術が求められている。この要求に対応するために、微細な回路形成により同一エリアにより多くの配線を収容する技術や、マイクロビアホールやコア基板の貫通孔の小径化により配線に使用できるエリアを拡大する技術が要求される。
【０００４】
一般に、ビルドアップ法による多層プリント配線板は次のように製造されていた。即ち、両面銅張り積層板に貫通孔を形成した後、銅スルーホールめっきを行う。次いで、貫通孔に絶縁性樹脂を充填した後、表面の銅めっき膜をエッチングでパターニングして導電回路とスルーホールに絶縁樹脂が充填されたコア基板を形成する。続いて、感光性絶縁樹脂からなる絶縁層をコア基板両面にビルドアップした後、露光現像してコア基板の導電回路やスルーホールランド部に接続するためのマイクロビアホール用孔を開口する。最後に、感光性絶縁樹脂からなる絶縁層の表面に銅めっきを行い、パターニングして導電回路とマイクロビアホールが形成され、多層プリント配線板が完成する。
【０００５】
上記の従来技術（第１の従来技術という）ではコア基板のスルーホール直上にはマイクロビアホールや導電回路は形成されないためにコア基板の配線収容性が小さい原因となっていた。
【０００６】
上記の第１の従来技術を改良するための方法として特開平０７―２８３５３９号公報（従来の第２の技術という）にはコア基板のスルーホールに導電性樹脂を充填し、コア基板のスルーホール直上にマイクロビアホールを重畳して設ける技術が開示されている。図５は、この技術により製造された多層プリント配線板要部の断面図である。
【０００７】
本技術による多層プリント配線板の製造方法を図５を参照して説明する。まず、両面銅張り積層板にドリル等で孔明けして貫通孔２０を形成した後、銅パネルめっきによりスルーホールを形成する。スルーホールには銅めっき膜２１が形成される。
【０００８】
次いで、銅ペースト等の導電性樹脂２４をスルーホール内に穴埋めして乾燥した後、表面研磨して基板表面を平坦化する。続いて、フォトリソグラフィ技術により表面の銅めっき膜をエッチングしてパターニングし、導電回路２２、スルーホールランド２３を形成してコア基板６０が完成する。
【０００９】
次いで、感光性絶縁樹脂からなる絶縁層２５をコア基板６０の両面にビルドアップした後、露光現像してコア基板６０のスルーホールの軸上に一致するマイクロビアホール用孔を絶縁層２５に開口する。
【００１０】
次に、絶縁層２５の表面に永久レジスト２８を逆版状にパターニング形成した後、化学銅めっきして、マイクロビアホール２７、導電回路２６が形成され、多層プリント配線板が形成される。マイクロビアホールの底部面の大きさはコア基板６０のスルーホール内径面と一致するように形成されている。感光性絶縁樹脂をビルドアップする工程を以降を繰り返すことにより、層数を増やすことができる。
【００１１】
上記の第１の従来技術を改良する他の方法が特開平１０―２８４８４１号公報（第３の従来技術という）に開示されている。本技術による多層プリント配線板の製造方法について図６を参照して説明する。まず、絶縁基板３０に貫通孔３１を明けた後、導電性樹脂（導電ペースト）３２を穴埋めする。続いて、導電シート３３を絶縁基板３０の両面に熱圧着する。
【００１２】
次に、導電シート３３をエッチングしてパターニングし、導電回路３５、ランド３４を形成してコア基板６０ａを作製する。次に、コア基板６０ａの両面に感光性絶縁樹脂をビルドアップして絶縁層３８を形成し、露光現像により貫通孔３１の真上にマイクロビアホール用孔を開口させ、銅めっきした後、回路形成してマイクロビアホール３６や導電回路３７を形成して多層プリント配線板が製造される。
【００１３】
また、特開平８−２６４９５５号公報（第４の従来技術という）には、図６に示すように、上記の第２および第３の従来技術を組み合わせした技術が開示されている。本技術による多層プリント配線板の製造方法のついて図７を参照して説明する。まず、両面銅張り積層板の絶縁基板５０にドリル等で孔明けして貫通孔５１を形成した後、銅ペースト等の導電性樹脂５２を貫通孔５１内に穴埋めして乾燥した後、表面研磨して基板表面を平坦化する。続いて、フォトリソグラフィ技術により表面の銅箔をエッチングしてパターニングし、導電回路５３、ランド５４を形成してコア基板６０ｂが完成する。
【００１４】
次いで、感光性絶縁樹脂からなる絶縁層５５をコア基板６０ｂの両面にビルドアップした後、露光現像してコア基板６０ｂの貫通孔５１の軸上に一致するマイクロビアホール用孔を絶縁層５５に開口する。
【００１５】
次に、絶縁層５５の表面に銅めっきしてパターニングし、マイクロビアホール５７、導電回路５６が形成され、多層プリント配線板が製造される。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
上記の従来の第２の技術においては次のような問題点がある。コア基板６０の貫通孔２０を穴埋めする樹脂を、従来は無機フィラーなどを含むエポキシ樹脂からなる絶縁樹脂であったのに変えて、導電性樹脂２４を適用する方法に他ならない。したがって、その製造方法は、コア基板の貫通孔穴明け工程と貫通孔穴埋め工程の間に、めっき工程を有すために、当然製造工程数が多く、回路形成すべき導体厚は銅箔にめっきを加えて厚さとなる。
【００１７】
このような構成では、貫通孔の表裏の電気的接続を、導電性樹脂とめっき膜の両方で担うことになるので、電気的な表裏接続の信頼性が高い反面、以下のような問題がある。
（１）コア基板の貫通孔をめっきする工程を有するので、工程数が多く、製造コストが高い。
（２）コア層導体の導体厚は、「銅箔＋めっき」の厚みとなるので微細な回路の形成性に劣る。
（３）貫通孔はめっき膜で被覆されているので、穴埋めする導電性樹脂と貫通孔壁の銅めっき膜の熱膨張の差により、はんだ付け時に導電性樹脂が銅めっき膜から剥離し、接続信頼性が低下する。また、コア基板の貫通孔は表面に形成したマイクロビアホールで完全に塞がれた構造であるために、はんだ付け時の熱でコア基板の導電性樹脂から発生したガスは逃場がないために、圧力が増加し、マイクイクロビアホールの底部が導電性樹脂から剥離しやすい。
【００１８】
上記の第３の従来技術においては、コア基板は、貫通孔に導電性樹脂を穴埋めした絶縁基板と導電シートを貼り合わせて積層して形成されるが、この絶縁基板と導電シートの接着力が、通常の銅張り積層板の絶縁層と銅箔の密着力に比較して弱いという問題があった。このため、熱衝撃試験や落下試験で、導電性樹脂３２と導電シート３３、または、コア基板６０ａと導電シート３３の界面にクラックが生じやすく、貫通孔３１の真上のマイクロビアホール３６を含めた層間接続信頼性に問題がある。
【００１９】
上記の第４の従来技術では、上記の第２および第３の従来技術の問題点は改善されるものの、次のような問題点がある。
（１）コア基板６０ｂの表面のランド５４と貫通孔５１内の導電性樹脂５２との接触面積が小さく、ランド５４と導電性樹脂５２との接続信頼性が小さい。
（２）コア基板６０ｂの貫通孔５１内の導電性樹脂５２と表面のマイクロビアホール５７との接触面積が小さく、層間接続信頼性が十分でない。
【００２０】
本発明の目的は、上記の従来技術の問題点を解決した微細な回路とコア基板の貫通孔の真上にマイクロビアホールを形成でき、配線収容性に優れた多層プリント配線板がビルドアップ法により製造できる方法を提供することにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
本発明の多層プリント配線板の製造方法は、絶縁性基板の両面に銅箔を有する銅張り基板に貫通する第１の孔を形成する工程と、前記第１の孔壁の前記絶縁性基板をエッチバックして該第１の孔周囲の前記銅箔の裏面を露出させる工程と、前記第１の孔に導電性樹脂を充填して硬化した後、前記導電性樹脂表面を研磨して前記銅張り基板表面と同一面になるように平坦化する工程と、前記銅箔をエッチングによりパターニングして、前記絶縁基板上に導電回路と前記第１の孔周囲にランドを有するコア基板を形成する工程と、前記コア基板の少なくとも片面に絶縁樹脂からなる絶縁層を形成する工程と、前記絶縁層表面からレーザ光を照射して前記第１の孔に充填した前記導電性樹脂表面から所定深さに達し、かつ前記コア基板表面での穴径が前記ランド内径よりも小さな第２の孔を形成する工程と、前記第２の孔を含む前記絶縁層表面にめっき膜を形成する工程と、前記めっき膜をエッチングしてパターニングし、前記絶縁樹脂上に導電回路と前記第２の孔の壁に前記めっき膜を有するマイクロビアホールを形成する工程とを含むことで、第１の孔に充填した前記導電性樹脂表面をマイクロビアホールで閉塞しないようにしたことを特徴として構成される。
【００２２】
本発明の上記構成において、前記第１の孔壁の前記絶縁性基板をエチバックして該第１の孔周囲の前記銅箔の裏面を露出させることによって第１の孔に充填する導電性樹脂と該第１の孔周囲の前記銅箔との接触面積を増加させることができ、コア基板両面の接続信頼性を向上できる。また、表面のマイクロビアホールの底部と前記第１の孔に充填した前記導電性樹脂内に食い込ませ、また前記導電性樹脂の表面はマイクロビアホールで完全には閉塞しない構造とすることによって、前記導電性樹脂内から発生する揮発性物質を効果的に逃散することができ、はんだ付け時のマイクロビアホールの膨れが防止でき、前記導電性樹脂とマイクロビアホールの接続信頼性を向上できる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００２４】
図１は本発明の第１の実施の形態の多層プリント配線板の製造方法で製造された多層プリント配線板要部の断面図であり、図２および図３はその多層プリント配線板の製造方法の工程順を説明するための基板要部の断面図である。
【００２５】
図１のように、本発明により製造された多層プリント配線板は、コア基板１とその両面にビルドアップした絶縁層１０から構成されている。コア基板１は、表面に銅箔をエッチングして形成した導電回路８，８’、ランド９と導電性樹脂７で穴埋めされた貫通孔５を有し、絶縁層１０は、表面に導電回路１３、ランド１４およびコア基板１の貫通孔５に軸が一致し、導電性樹脂７内に貫入して形成されたマイクロビアホール１５を有している。
【００２６】
貫通孔５は、孔壁の樹脂部をデスミア処理して溶出させてランド９の端部の銅箔裏面を露出させ、コア基板の表裏面の導電回路８，８’は貫通孔５に穴埋めした導電性樹脂７とランド９の銅箔裏面および側面を介して電気的に接続している。
【００２７】
貫通孔５の真上に位置するマイクロビアホール１５は、絶縁層１０を突き抜けて導電性樹脂７で充填された貫通孔５内に達するようにレーザ光の照射により半貫通孔を形成し、この半貫通孔にめっきして形成されたマイクロビアホールのランド１４と貫通孔５の導電性樹脂７を電気的に接続している。
【００２８】
次に、本発明の第１の実施の形態の多層プリント配線板の製造方法について図２および図３を参照して詳細に説明する。まず、図２（ａ）に示すように、絶縁基材２の両面に銅箔３を積層した銅張り積層板であるコア基板１に、貫通孔５を穴明けする。銅張り積層板の板厚は任意であるが、銅箔厚さは、後で実施するエッチング法による回路形成工程において微細な回路を形成できるように薄いものが望ましく、１２μｍ厚が好ましい。穴明けに用いるドリル径は０．２５〜０．４ｍｍが好ましい。
【００２９】
次に、図２（ｂ）に示すように、過マンガン酸ナトリウムと水酸化ナトリウム混合液を使用してデスミア処理を実施することにより、貫通孔５の孔壁の樹脂を溶出させるとともに、貫通孔上面および下面の銅箔の裏面を露出させる。符号６は露出した銅箔裏面を指す。
【００３０】
次いで、図２（ｃ）に示すように、貫通孔に導電性樹脂７をスクリーン印刷法にて穴埋め印刷してから、コア基板１の両面をバフ研磨して、図２（ｄ）のごとく、表面の平滑なコア基板１を得る。導電性樹脂は、金、銀、銅またはパラジウム等の金属粉末やこれらの金属で被覆した無機フィラー粒子の導電性樹脂を含有した熱硬化性エポキシ樹脂である。エポキシ樹脂は化学粗化しやすいものを使用する。
【００３１】
次に、図３（ａ）のように、公知のエッチング法によりコア基板１の両面に導電回路８およびランド９をパターニングする。続いて、図３（ｂ）のように、コア基板１の両面に絶縁層１０をビルドアップする。絶縁層１０は、液状の絶縁樹脂を塗布して熱硬化して形成しても良いし、絶縁樹脂フィルムをラミネ−トして熱硬化しても良い。また、銅箔付き樹脂を真空プレスで積層した後、銅箔を全面エッチングして形成してもよい。なお、絶縁樹脂としては熱硬化性エポキシ樹脂が使用され、絶縁層１０はコア基板１の片面だけにビルドアップしてもよい。
【００３２】
次に、図３（ｃ）に示すように、コア基板１の貫通孔５の真上にレーザ光を照射して、マイクロビアホール用孔１１を開口させる。この時、レーザ光は絶縁層１０を貫通して貫通孔５に穴埋めした導電性樹脂７に達するエネルギー量を照射する。なお、レーザ光としてはエキシマレーザや炭酸ガスレーザが使用できる。
【００３３】
次に、マイクロビアホール用孔１１を過マンガン酸ナトリウムと水酸化ナトリウムの混合液で化学粗化して、導電性樹脂７中のエポキシ樹脂分を溶出し導電性樹脂を露出させる。
【００３４】
次に、公知の化学銅めっきや電気銅めっきにより、図３（ｄ）に示すように、マイクロビアホール用孔１１を含んだ絶縁層１０の全面を銅めっき膜１２で被覆した後、公知のエッチング法により絶縁層１０の両面に回路パターンを形成し、図１の多層プリント配線板が作製される。なお、銅めっき膜の形成の際の下地用めっきとしては化学銅めっき使用されるが、蒸着やスパッタリングにより銅等導電膜を形成して、化学銅めっきや電気銅めっきで厚付けすることもできる。なお、マイクロビアホールのめっきには銅めっきの他にニッケルめっきや金めっき等の金属めっきを使用してもよく、これらの金属めっきと銅めっきの併用でもよい。
【００３５】
次に本発明の第２の実施の形態について図面を参照して説明する。図４は本発明の第２の実施の形態の多層プリント配線板の製造方法により製造された多層プリント配線板の要部の断面図である。
【００３６】
本実施の形態では、４層のコア基板１を使用して上記の第１の実施の形態と同様な工程により多層プリント配線板を作製した。コア基板１は、表面に銅箔をエッチングして形成した導電回路８，８’、ランド９、内層に導電回路１６，１６’、内層ランド１７を有し、また、導電性樹脂７で穴埋めされた貫通孔５を有している。絶縁層１０の表面には導電回路１３、ランド１４、マイクロビアホール１５を有している。
【００３７】
貫通孔５は、孔壁の樹脂部をデスミア処理して溶出させて、ランド９の銅箔裏面および内層ランド１７の端部を露出させ、コア基板上の表裏にある導電回路８，８’と内層の導電回路１６または１６’を貫通孔５に穴埋めした導電性樹脂７を通じて、表裏にあるランド９の銅箔裏面、および、内層ランド１７の端面を介して電気的に接続している。
【００３８】
貫通孔５の真上に位置するマイクロビアホール１５は、絶縁層１０を突き抜けて導電性樹脂７で充填された貫通孔５内に達するように開口された半貫通孔に形成しためっき膜により、マイクロビアホールのランド１４と貫通孔５を電気的に接続している。
【００３９】
本発明では、コア基板の貫通孔を穴明けした後デスミアして穴壁の樹脂を溶出させる工程があるので、本実施の形態のごとくコア基板が多層板の場合では、ランド９の銅箔裏面を露出させるばかりではなく、同時に、内層ランド１７の端部も露出させることができるので、内層ランド１７と導電性樹脂７との電気的、機械的接続を得ることができる。
【００４０】
【発明の効果】
以上のように本発明では、コア基板の貫通孔上にマイクロビアホールを形成可能なビルドアップ基板に関して、コア基板の貫通孔壁にめっきを付けずに穴埋めするとともに、且つ、穴埋めした貫通孔に蓋めっきを施さないことにある。
【００４１】
このような構成により、製造工程の短縮と、製造コストの低減を図ることができるとともに、微細な回路の形成が可能で、且つ、高い信頼性を有するビルドアップ基板が得られる。なぜならば、貫通孔のめっき工程、または、穴埋め後の蓋めっき工程が削除されるため、製造工程の短縮と、製造コストの低減を図ることができる。また、同様の理由により、コア基板の回路は銅箔のみの厚さしかないので、エッチング法により微細な回路の形成が可能となる。さらに、コア基板の貫通孔壁と穴埋めした導電性樹脂との界面、および、ビルドアップ層と穴埋めした導電性樹脂との界面は、ともに、樹脂と樹脂が接着する構造のため、従来構造のように金属と樹脂のような物性値（熱膨張率など）の異なる異種物質間での接着界面を持たないため、接着強度が強く、層間剥離やクラックを生じ難いという高い信頼性が得られる。
【００４２】
穴埋めした導電性樹脂は、貫通孔の穴明け後のデスミアで露出したランド銅箔の裏面と接着しているため、コア基板の表裏の電気的な接続信頼性も十分である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の多層プリント配線板の製造方法で製造された多層プリント配線板要部の断面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態の多層プリント配線板の製造方法の工程順を説明するための基板要部の断面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態の多層プリント配線板の製造方法の図２（ｄ）に続く工程順を説明するための基板要部の断面図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態の多層プリント配線板の製造方法により製造された多層プリント配線板の要部の断面図である。
【図５】第２の従来技術の多層プリント配線板の製造方法により製造された多層プリント配線板の要部の断面図である。
【図６】第３の従来技術の多層プリント配線板の製造方法により製造された多層プリント配線板の要部の断面図である。
【図７】第４の従来技術の多層プリント配線板の製造方法により製造された多層プリント配線板の要部の断面図である。
【符号の説明】
１，６０，６０ａ，６０ｂ コア基板
２，３０ 絶縁基板
３ 銅箔
５，２０，３１，５１ 貫通孔
６ 銅箔裏面
７，２４，３２，５２ 導電性樹脂
８，８’，１３，１６，１６’，２２，２６，３５，３７，５３，５６ 導電回路
９，１４，３４ ランド
１０，２５，３８，５５ 絶縁層
１１ マイクロビアホール用孔
１２，２１ 銅めっき膜
１５，２７，３６，５７ マイクロビアホール
１７ 内層ランド
２３ スルーホールランド
３３ 導電シート
【発明の属する技術分野】
本発明は多層プリント配線板の製造方法に関し、特にコア基板の表面に絶縁樹脂と導電回路を交互に積み多層回路を形成するビルドアップ法による多層プリント配線板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体実装技術の発展により半導体装置を実装するプリント配線板においては細線導電回路を有する高精度多層プリント配線板が要求されている。高精度多層プリント配線板の製造方法として、細線導電回路と小径バイアホールの形成が容易であるパターン基材上に導電回路パターンと感光性絶縁樹脂を交互に積み上げて多層回路を形成する所謂ビルドアップ法による多層プリント配線板の製造方法が実用化されている。
【０００３】
一般に多層プリント配線板においては、層数が多いほど製造コストが上昇する。特に、ビルドアップ法による多層プリント配線板では通常の一括積層する方法と相違し、１層ずつを積み上げて形成していくために、層数の製造コストへの影響が大きい。そのために、配線効率を上げることにより、より低層のビルドアップ基板に全ての配線を収容する技術が求められている。この要求に対応するために、微細な回路形成により同一エリアにより多くの配線を収容する技術や、マイクロビアホールやコア基板の貫通孔の小径化により配線に使用できるエリアを拡大する技術が要求される。
【０００４】
一般に、ビルドアップ法による多層プリント配線板は次のように製造されていた。即ち、両面銅張り積層板に貫通孔を形成した後、銅スルーホールめっきを行う。次いで、貫通孔に絶縁性樹脂を充填した後、表面の銅めっき膜をエッチングでパターニングして導電回路とスルーホールに絶縁樹脂が充填されたコア基板を形成する。続いて、感光性絶縁樹脂からなる絶縁層をコア基板両面にビルドアップした後、露光現像してコア基板の導電回路やスルーホールランド部に接続するためのマイクロビアホール用孔を開口する。最後に、感光性絶縁樹脂からなる絶縁層の表面に銅めっきを行い、パターニングして導電回路とマイクロビアホールが形成され、多層プリント配線板が完成する。
【０００５】
上記の従来技術（第１の従来技術という）ではコア基板のスルーホール直上にはマイクロビアホールや導電回路は形成されないためにコア基板の配線収容性が小さい原因となっていた。
【０００６】
上記の第１の従来技術を改良するための方法として特開平０７―２８３５３９号公報（従来の第２の技術という）にはコア基板のスルーホールに導電性樹脂を充填し、コア基板のスルーホール直上にマイクロビアホールを重畳して設ける技術が開示されている。図５は、この技術により製造された多層プリント配線板要部の断面図である。
【０００７】
本技術による多層プリント配線板の製造方法を図５を参照して説明する。まず、両面銅張り積層板にドリル等で孔明けして貫通孔２０を形成した後、銅パネルめっきによりスルーホールを形成する。スルーホールには銅めっき膜２１が形成される。
【０００８】
次いで、銅ペースト等の導電性樹脂２４をスルーホール内に穴埋めして乾燥した後、表面研磨して基板表面を平坦化する。続いて、フォトリソグラフィ技術により表面の銅めっき膜をエッチングしてパターニングし、導電回路２２、スルーホールランド２３を形成してコア基板６０が完成する。
【０００９】
次いで、感光性絶縁樹脂からなる絶縁層２５をコア基板６０の両面にビルドアップした後、露光現像してコア基板６０のスルーホールの軸上に一致するマイクロビアホール用孔を絶縁層２５に開口する。
【００１０】
次に、絶縁層２５の表面に永久レジスト２８を逆版状にパターニング形成した後、化学銅めっきして、マイクロビアホール２７、導電回路２６が形成され、多層プリント配線板が形成される。マイクロビアホールの底部面の大きさはコア基板６０のスルーホール内径面と一致するように形成されている。感光性絶縁樹脂をビルドアップする工程を以降を繰り返すことにより、層数を増やすことができる。
【００１１】
上記の第１の従来技術を改良する他の方法が特開平１０―２８４８４１号公報（第３の従来技術という）に開示されている。本技術による多層プリント配線板の製造方法について図６を参照して説明する。まず、絶縁基板３０に貫通孔３１を明けた後、導電性樹脂（導電ペースト）３２を穴埋めする。続いて、導電シート３３を絶縁基板３０の両面に熱圧着する。
【００１２】
次に、導電シート３３をエッチングしてパターニングし、導電回路３５、ランド３４を形成してコア基板６０ａを作製する。次に、コア基板６０ａの両面に感光性絶縁樹脂をビルドアップして絶縁層３８を形成し、露光現像により貫通孔３１の真上にマイクロビアホール用孔を開口させ、銅めっきした後、回路形成してマイクロビアホール３６や導電回路３７を形成して多層プリント配線板が製造される。
【００１３】
また、特開平８−２６４９５５号公報（第４の従来技術という）には、図６に示すように、上記の第２および第３の従来技術を組み合わせした技術が開示されている。本技術による多層プリント配線板の製造方法のついて図７を参照して説明する。まず、両面銅張り積層板の絶縁基板５０にドリル等で孔明けして貫通孔５１を形成した後、銅ペースト等の導電性樹脂５２を貫通孔５１内に穴埋めして乾燥した後、表面研磨して基板表面を平坦化する。続いて、フォトリソグラフィ技術により表面の銅箔をエッチングしてパターニングし、導電回路５３、ランド５４を形成してコア基板６０ｂが完成する。
【００１４】
次いで、感光性絶縁樹脂からなる絶縁層５５をコア基板６０ｂの両面にビルドアップした後、露光現像してコア基板６０ｂの貫通孔５１の軸上に一致するマイクロビアホール用孔を絶縁層５５に開口する。
【００１５】
次に、絶縁層５５の表面に銅めっきしてパターニングし、マイクロビアホール５７、導電回路５６が形成され、多層プリント配線板が製造される。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
上記の従来の第２の技術においては次のような問題点がある。コア基板６０の貫通孔２０を穴埋めする樹脂を、従来は無機フィラーなどを含むエポキシ樹脂からなる絶縁樹脂であったのに変えて、導電性樹脂２４を適用する方法に他ならない。したがって、その製造方法は、コア基板の貫通孔穴明け工程と貫通孔穴埋め工程の間に、めっき工程を有すために、当然製造工程数が多く、回路形成すべき導体厚は銅箔にめっきを加えて厚さとなる。
【００１７】
このような構成では、貫通孔の表裏の電気的接続を、導電性樹脂とめっき膜の両方で担うことになるので、電気的な表裏接続の信頼性が高い反面、以下のような問題がある。
（１）コア基板の貫通孔をめっきする工程を有するので、工程数が多く、製造コストが高い。
（２）コア層導体の導体厚は、「銅箔＋めっき」の厚みとなるので微細な回路の形成性に劣る。
（３）貫通孔はめっき膜で被覆されているので、穴埋めする導電性樹脂と貫通孔壁の銅めっき膜の熱膨張の差により、はんだ付け時に導電性樹脂が銅めっき膜から剥離し、接続信頼性が低下する。また、コア基板の貫通孔は表面に形成したマイクロビアホールで完全に塞がれた構造であるために、はんだ付け時の熱でコア基板の導電性樹脂から発生したガスは逃場がないために、圧力が増加し、マイクイクロビアホールの底部が導電性樹脂から剥離しやすい。
【００１８】
上記の第３の従来技術においては、コア基板は、貫通孔に導電性樹脂を穴埋めした絶縁基板と導電シートを貼り合わせて積層して形成されるが、この絶縁基板と導電シートの接着力が、通常の銅張り積層板の絶縁層と銅箔の密着力に比較して弱いという問題があった。このため、熱衝撃試験や落下試験で、導電性樹脂３２と導電シート３３、または、コア基板６０ａと導電シート３３の界面にクラックが生じやすく、貫通孔３１の真上のマイクロビアホール３６を含めた層間接続信頼性に問題がある。
【００１９】
上記の第４の従来技術では、上記の第２および第３の従来技術の問題点は改善されるものの、次のような問題点がある。
（１）コア基板６０ｂの表面のランド５４と貫通孔５１内の導電性樹脂５２との接触面積が小さく、ランド５４と導電性樹脂５２との接続信頼性が小さい。
（２）コア基板６０ｂの貫通孔５１内の導電性樹脂５２と表面のマイクロビアホール５７との接触面積が小さく、層間接続信頼性が十分でない。
【００２０】
本発明の目的は、上記の従来技術の問題点を解決した微細な回路とコア基板の貫通孔の真上にマイクロビアホールを形成でき、配線収容性に優れた多層プリント配線板がビルドアップ法により製造できる方法を提供することにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
本発明の多層プリント配線板の製造方法は、絶縁性基板の両面に銅箔を有する銅張り基板に貫通する第１の孔を形成する工程と、前記第１の孔壁の前記絶縁性基板をエッチバックして該第１の孔周囲の前記銅箔の裏面を露出させる工程と、前記第１の孔に導電性樹脂を充填して硬化した後、前記導電性樹脂表面を研磨して前記銅張り基板表面と同一面になるように平坦化する工程と、前記銅箔をエッチングによりパターニングして、前記絶縁基板上に導電回路と前記第１の孔周囲にランドを有するコア基板を形成する工程と、前記コア基板の少なくとも片面に絶縁樹脂からなる絶縁層を形成する工程と、前記絶縁層表面からレーザ光を照射して前記第１の孔に充填した前記導電性樹脂表面から所定深さに達し、かつ前記コア基板表面での穴径が前記ランド内径よりも小さな第２の孔を形成する工程と、前記第２の孔を含む前記絶縁層表面にめっき膜を形成する工程と、前記めっき膜をエッチングしてパターニングし、前記絶縁樹脂上に導電回路と前記第２の孔の壁に前記めっき膜を有するマイクロビアホールを形成する工程とを含むことで、第１の孔に充填した前記導電性樹脂表面をマイクロビアホールで閉塞しないようにしたことを特徴として構成される。
【００２２】
本発明の上記構成において、前記第１の孔壁の前記絶縁性基板をエチバックして該第１の孔周囲の前記銅箔の裏面を露出させることによって第１の孔に充填する導電性樹脂と該第１の孔周囲の前記銅箔との接触面積を増加させることができ、コア基板両面の接続信頼性を向上できる。また、表面のマイクロビアホールの底部と前記第１の孔に充填した前記導電性樹脂内に食い込ませ、また前記導電性樹脂の表面はマイクロビアホールで完全には閉塞しない構造とすることによって、前記導電性樹脂内から発生する揮発性物質を効果的に逃散することができ、はんだ付け時のマイクロビアホールの膨れが防止でき、前記導電性樹脂とマイクロビアホールの接続信頼性を向上できる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００２４】
図１は本発明の第１の実施の形態の多層プリント配線板の製造方法で製造された多層プリント配線板要部の断面図であり、図２および図３はその多層プリント配線板の製造方法の工程順を説明するための基板要部の断面図である。
【００２５】
図１のように、本発明により製造された多層プリント配線板は、コア基板１とその両面にビルドアップした絶縁層１０から構成されている。コア基板１は、表面に銅箔をエッチングして形成した導電回路８，８’、ランド９と導電性樹脂７で穴埋めされた貫通孔５を有し、絶縁層１０は、表面に導電回路１３、ランド１４およびコア基板１の貫通孔５に軸が一致し、導電性樹脂７内に貫入して形成されたマイクロビアホール１５を有している。
【００２６】
貫通孔５は、孔壁の樹脂部をデスミア処理して溶出させてランド９の端部の銅箔裏面を露出させ、コア基板の表裏面の導電回路８，８’は貫通孔５に穴埋めした導電性樹脂７とランド９の銅箔裏面および側面を介して電気的に接続している。
【００２７】
貫通孔５の真上に位置するマイクロビアホール１５は、絶縁層１０を突き抜けて導電性樹脂７で充填された貫通孔５内に達するようにレーザ光の照射により半貫通孔を形成し、この半貫通孔にめっきして形成されたマイクロビアホールのランド１４と貫通孔５の導電性樹脂７を電気的に接続している。
【００２８】
次に、本発明の第１の実施の形態の多層プリント配線板の製造方法について図２および図３を参照して詳細に説明する。まず、図２（ａ）に示すように、絶縁基材２の両面に銅箔３を積層した銅張り積層板であるコア基板１に、貫通孔５を穴明けする。銅張り積層板の板厚は任意であるが、銅箔厚さは、後で実施するエッチング法による回路形成工程において微細な回路を形成できるように薄いものが望ましく、１２μｍ厚が好ましい。穴明けに用いるドリル径は０．２５〜０．４ｍｍが好ましい。
【００２９】
次に、図２（ｂ）に示すように、過マンガン酸ナトリウムと水酸化ナトリウム混合液を使用してデスミア処理を実施することにより、貫通孔５の孔壁の樹脂を溶出させるとともに、貫通孔上面および下面の銅箔の裏面を露出させる。符号６は露出した銅箔裏面を指す。
【００３０】
次いで、図２（ｃ）に示すように、貫通孔に導電性樹脂７をスクリーン印刷法にて穴埋め印刷してから、コア基板１の両面をバフ研磨して、図２（ｄ）のごとく、表面の平滑なコア基板１を得る。導電性樹脂は、金、銀、銅またはパラジウム等の金属粉末やこれらの金属で被覆した無機フィラー粒子の導電性樹脂を含有した熱硬化性エポキシ樹脂である。エポキシ樹脂は化学粗化しやすいものを使用する。
【００３１】
次に、図３（ａ）のように、公知のエッチング法によりコア基板１の両面に導電回路８およびランド９をパターニングする。続いて、図３（ｂ）のように、コア基板１の両面に絶縁層１０をビルドアップする。絶縁層１０は、液状の絶縁樹脂を塗布して熱硬化して形成しても良いし、絶縁樹脂フィルムをラミネ−トして熱硬化しても良い。また、銅箔付き樹脂を真空プレスで積層した後、銅箔を全面エッチングして形成してもよい。なお、絶縁樹脂としては熱硬化性エポキシ樹脂が使用され、絶縁層１０はコア基板１の片面だけにビルドアップしてもよい。
【００３２】
次に、図３（ｃ）に示すように、コア基板１の貫通孔５の真上にレーザ光を照射して、マイクロビアホール用孔１１を開口させる。この時、レーザ光は絶縁層１０を貫通して貫通孔５に穴埋めした導電性樹脂７に達するエネルギー量を照射する。なお、レーザ光としてはエキシマレーザや炭酸ガスレーザが使用できる。
【００３３】
次に、マイクロビアホール用孔１１を過マンガン酸ナトリウムと水酸化ナトリウムの混合液で化学粗化して、導電性樹脂７中のエポキシ樹脂分を溶出し導電性樹脂を露出させる。
【００３４】
次に、公知の化学銅めっきや電気銅めっきにより、図３（ｄ）に示すように、マイクロビアホール用孔１１を含んだ絶縁層１０の全面を銅めっき膜１２で被覆した後、公知のエッチング法により絶縁層１０の両面に回路パターンを形成し、図１の多層プリント配線板が作製される。なお、銅めっき膜の形成の際の下地用めっきとしては化学銅めっき使用されるが、蒸着やスパッタリングにより銅等導電膜を形成して、化学銅めっきや電気銅めっきで厚付けすることもできる。なお、マイクロビアホールのめっきには銅めっきの他にニッケルめっきや金めっき等の金属めっきを使用してもよく、これらの金属めっきと銅めっきの併用でもよい。
【００３５】
次に本発明の第２の実施の形態について図面を参照して説明する。図４は本発明の第２の実施の形態の多層プリント配線板の製造方法により製造された多層プリント配線板の要部の断面図である。
【００３６】
本実施の形態では、４層のコア基板１を使用して上記の第１の実施の形態と同様な工程により多層プリント配線板を作製した。コア基板１は、表面に銅箔をエッチングして形成した導電回路８，８’、ランド９、内層に導電回路１６，１６’、内層ランド１７を有し、また、導電性樹脂７で穴埋めされた貫通孔５を有している。絶縁層１０の表面には導電回路１３、ランド１４、マイクロビアホール１５を有している。
【００３７】
貫通孔５は、孔壁の樹脂部をデスミア処理して溶出させて、ランド９の銅箔裏面および内層ランド１７の端部を露出させ、コア基板上の表裏にある導電回路８，８’と内層の導電回路１６または１６’を貫通孔５に穴埋めした導電性樹脂７を通じて、表裏にあるランド９の銅箔裏面、および、内層ランド１７の端面を介して電気的に接続している。
【００３８】
貫通孔５の真上に位置するマイクロビアホール１５は、絶縁層１０を突き抜けて導電性樹脂７で充填された貫通孔５内に達するように開口された半貫通孔に形成しためっき膜により、マイクロビアホールのランド１４と貫通孔５を電気的に接続している。
【００３９】
本発明では、コア基板の貫通孔を穴明けした後デスミアして穴壁の樹脂を溶出させる工程があるので、本実施の形態のごとくコア基板が多層板の場合では、ランド９の銅箔裏面を露出させるばかりではなく、同時に、内層ランド１７の端部も露出させることができるので、内層ランド１７と導電性樹脂７との電気的、機械的接続を得ることができる。
【００４０】
【発明の効果】
以上のように本発明では、コア基板の貫通孔上にマイクロビアホールを形成可能なビルドアップ基板に関して、コア基板の貫通孔壁にめっきを付けずに穴埋めするとともに、且つ、穴埋めした貫通孔に蓋めっきを施さないことにある。
【００４１】
このような構成により、製造工程の短縮と、製造コストの低減を図ることができるとともに、微細な回路の形成が可能で、且つ、高い信頼性を有するビルドアップ基板が得られる。なぜならば、貫通孔のめっき工程、または、穴埋め後の蓋めっき工程が削除されるため、製造工程の短縮と、製造コストの低減を図ることができる。また、同様の理由により、コア基板の回路は銅箔のみの厚さしかないので、エッチング法により微細な回路の形成が可能となる。さらに、コア基板の貫通孔壁と穴埋めした導電性樹脂との界面、および、ビルドアップ層と穴埋めした導電性樹脂との界面は、ともに、樹脂と樹脂が接着する構造のため、従来構造のように金属と樹脂のような物性値（熱膨張率など）の異なる異種物質間での接着界面を持たないため、接着強度が強く、層間剥離やクラックを生じ難いという高い信頼性が得られる。
【００４２】
穴埋めした導電性樹脂は、貫通孔の穴明け後のデスミアで露出したランド銅箔の裏面と接着しているため、コア基板の表裏の電気的な接続信頼性も十分である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の多層プリント配線板の製造方法で製造された多層プリント配線板要部の断面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態の多層プリント配線板の製造方法の工程順を説明するための基板要部の断面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態の多層プリント配線板の製造方法の図２（ｄ）に続く工程順を説明するための基板要部の断面図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態の多層プリント配線板の製造方法により製造された多層プリント配線板の要部の断面図である。
【図５】第２の従来技術の多層プリント配線板の製造方法により製造された多層プリント配線板の要部の断面図である。
【図６】第３の従来技術の多層プリント配線板の製造方法により製造された多層プリント配線板の要部の断面図である。
【図７】第４の従来技術の多層プリント配線板の製造方法により製造された多層プリント配線板の要部の断面図である。
【符号の説明】
１，６０，６０ａ，６０ｂ コア基板
２，３０ 絶縁基板
３ 銅箔
５，２０，３１，５１ 貫通孔
６ 銅箔裏面
７，２４，３２，５２ 導電性樹脂
８，８’，１３，１６，１６’，２２，２６，３５，３７，５３，５６ 導電回路
９，１４，３４ ランド
１０，２５，３８，５５ 絶縁層
１１ マイクロビアホール用孔
１２，２１ 銅めっき膜
１５，２７，３６，５７ マイクロビアホール
１７ 内層ランド
２３ スルーホールランド
３３ 導電シート
Claims (6)
- 絶縁性基板の両面に銅箔を有する銅張り基板に貫通する第１の孔を形成する工程と、前記第１の孔壁の前記絶縁性基板をエッチバックして該第１の孔周囲の前記銅箔の裏面を露出させる工程と、前記第１の孔に導電性樹脂を充填して硬化した後、前記導電性樹脂表面を研磨して前記銅張り基板表面と同一面になるように平坦化する工程と、前記銅箔をエッチングによりパターニングして、前記絶縁基板上に導電回路と前記第１の孔周囲にランドを有するコア基板を形成する工程と、前記コア基板の少なくとも片面に絶縁樹脂からなる絶縁層を形成する工程と、前記絶縁層表面からレーザ光を照射して前記第１の孔に充填した前記導電性樹脂表面から所定深さに達し、かつ前記コア基板表面での穴径が前記ランド内径よりも小さな第２の孔を形成する工程と、前記第２の孔を含む前記絶縁層表面にめっき膜を形成する工程と、前記めっき膜をエッチングしてパターニングし、前記絶縁樹脂上に導電回路と前記第２の孔の壁に前記めっき膜を有するマイクロビアホールを形成する工程とを含むことで、第１の孔に充填した前記導電性樹脂表面をマイクロビアホールで閉塞しないようにしたことを特徴とする多層プリント配線板の製造方法。
- 前記絶縁層として熱硬化性エポキシ樹脂を使用することを特徴とする請求項１記載の多層プリント配線板の製造方法。
- 前記導電性樹脂の樹脂として熱硬化性エポキシ樹脂を使用することを特徴とする請求項１記載の多層プリント配線板の製造方法。
- 前記導電性樹脂の導電性材料として金，銀，銅、パラジウムの中から選ばれた一つを使用することを特徴とする請求項１記載の多層プリント配線板の製造方法。
- 前記レーザ光としてエキシマレーザ光または炭酸ガスレーザ光を使用することを特徴とする請求項１記載の多層プリント配線板の製造方法。
- 前記絶縁性基板の両面に銅箔を有する前記銅張り基板として、内層回路を有する銅張り基板を使用することを特徴とする請求項１記載の多層プリント配線板の製造方法。
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