JP4008782B2 - 多層配線基板の製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は金属板をコア材として含む多層配線基板の製造方法に係り、特には前記金属板に対する金属板貫通孔の形成に特徴を有する多層配線基板の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、電気機器、電子機器等の小型化に伴い、これらの機器に搭載される配線基板等にも小型化や高密度化が要求されている。かかる市場の要求に応えるべく、配線基板の多層化技術が検討されている。また、多層化の方法としては、コア材の表裏両面に対して絶縁層と配線層とを交互に積層一体化する、いわゆるビルドアップ法が一般的に採用される。また、コア材として金属板を使用した多層配線基板(いわゆるメタルコア基板)も近年数多く提案されている(特開2000−101245号公報参照)。
【0003】
ところで、コア材として用いられる金属板には表裏両面を貫通する多数の金属板貫通孔が透設されるとともに、その金属板貫通孔内に充填された樹脂中には配線基板両面の配線層間を接続導通するためのビアホール導体が形成される。このようなビアホール導体を形成する場合、前もって樹脂で金属板貫通孔を孔埋めしておく必要がある。そこで従来においては、フィルム状絶縁樹脂材料を金属板上に積層圧着して樹脂絶縁層を形成すると同時に、フィルム状絶縁樹脂材料に由来する樹脂にて金属板貫通孔を孔埋めするようにしている。即ち、フィルム状絶縁樹脂材料の積層圧着と同時に金属板貫通孔を一括充填する工程を行うことにより、生産性の向上を図らんとしている。
【0004】
かかる金属板貫通孔を形成する手法としては、エッチング、パンチングプレス、レーザ加工等が従来知られている。ただし、150μm以上の厚い金属板に対して直径500μm以下の金属板貫通孔を形成するような場合には、一般的に両面同時エッチング法が有利であると考えられている。ここで図12〜図15に基づいて両面同時エッチング法による金属板貫通孔の形成手順を説明する。
【0005】
まずコア材となる金属板101を用意するとともに、その上面102(第1主面)及び下面103(第2主面)にエッチングレジスト104を設ける。従来よく用いられるエッチングレジスト104は、厚さ10μm程度のカゼインタイプのエッチングレジスト104である。このエッチングレジスト104には、露光及び現像を経て所定箇所に開口部105が形成される(図12参照)。次に、前記金属板101を溶解しうるエッチャントを用いてエッチングを行う。すると、上面102及び下面103の両方から金属板101が浸蝕される結果、開口部105のある位置に金属板貫通孔106が形成される(図13参照)。この後、エッチングレジスト104を剥離し(図14参照)、さらに積層圧着及び一括充填工程を実施する。積層圧着及び一括充填工程では、金属板101の上面102及び下面103にフィルム状絶縁樹脂材料111を積層した状態で真空下にて加熱加圧することによりフィルム状絶縁樹脂材料111を圧着する。このとき、金属板貫通孔106内には、フィルム状絶縁樹脂材料111から滲出した樹脂が落ち込んで充填される結果、樹脂充填体112が形成される(図15参照)。即ち、金属板貫通孔106が一括充填されることで完全に孔埋めされるようになっている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、かかる金属板101に対する両面同時エッチングを実施した場合、エッチングレジスト104と接している金属板貫通孔105の開口部位108には、サイドエッチングに起因したアンダーカットが生じやすい。よって、金属板貫通孔105の内径は、開口部位108にて最大となる反面、開口部位108から内奥部位107に行くほど小さくなる。その結果、金属板貫通孔106の内奥部位107に凸部ができ、金属板貫通孔106が途中で狭窄したような断面形状になってしまう(図14参照)。なお、サイドエッチングに起因したアンダーカットは、板厚が大きくなりかつ金属板貫通孔106の開口径が小さくなるほど顕著になる。
【0007】
そして、このような好ましくない形状の金属板貫通孔106に対して積層圧着及び一括充填工程を実施し、樹脂充填体112を充填形成しようとしても、樹脂が上手く充填されず、内奥部位107の凸部の付近にボイド110が生じる場合があった。また、たとえ樹脂充填体112を上手く充填できたとしても、凸部を起点としたクラック109が樹脂充填体112に発生する場合があった(図15参照)。よって、いずれにしても従来では最終的に得られる多層配線基板に高い信頼性を付与することが困難であった。
【0008】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、金属板貫通孔内に充填された樹脂充填体におけるクラックやボイドの発生を防止することができ、もって信頼性を向上することが可能な多層配線基板の製造方法を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段、作用及び効果】
そして上記課題を解決するための手段としては、第1主面及び第2主面を有するとともに、前記第1主面及び前記第2主面を連通させる直径500μm以下の金属板貫通孔を有する、厚さ150μm以上500μm以下の金属板と、前記金属板の第1主面側及び第2主面側にそれぞれ位置する複数の配線層と、前記金属板と前記配線層との間、または前記金属板と前記配線層との間及び前記配線層間に介在する複数の樹脂絶縁層と、前記金属板貫通孔内に充填された樹脂充填体とを備える多層配線基板の製造方法であって、厚さ20μm以上100μm以下のエッチングレジストを前記第1主面上及び前記第2主面上に形成した状態で両面同時エッチングを行うことにより、前記金属板に前記金属板貫通孔を形成する工程と、前記エッチングレジストを除去する工程と、前記第1主面上及び前記第2主面上にフィルム状絶縁樹脂材料を積層圧着することにより前記樹脂絶縁層を形成すると同時に、前記金属板貫通孔を孔埋めして前記樹脂充填体を形成する工程とを含むことを特徴とする多層配線基板の製造方法がある。
【0010】
従来技術のように厚さ10μm程度の薄いエッチングレジストを用いた場合、エッチングレジストの直下に直接当たるエッチャントの量が多いため、金属板貫通孔の開口部におけるサイドエッチング量も多くなる。これに対して上記製造方法では、従来使用されているエッチングレジストよりもかなり厚いエッチングレジストを用いている。従って、エッチングレジストの表面から金属板までの距離が長くなる結果、エッチングレジストの直下に直接当たるエッチャントの量が減少し、よって金属板貫通孔の開口部位におけるサイドエッチング量も少なくなる。このため、比較的好ましい断面形状の金属板貫通孔、言い換えると内奥部位で殆ど狭窄が起きていない断面形状の金属板貫通孔を得ることができる。ゆえに、金属板貫通孔に対する樹脂の充填性が向上し、樹脂充填体におけるボイドの発生が防止される。また、金属板貫通孔の内奥部位における凸部が解消されることで、そこを起点としたクラックの発生も防止される。以上のことから、多層配線基板の信頼性を向上させることができる。
【0011】
この場合、エッチングレジストは厚さ20μm以上100μm以下である必要がある。厚さが20μm未満であると、エッチングレジストの表面から金属板までの距離を十分に長くとることができず、エッチングレジストの直下に直接当たるエッチャントの量を効果的に減少させることができない。逆に、厚さが100μmを超えると、エッチングレジストの表面から金属板までの距離が必要以上に長くなり、金属板に対してエッチャントが当たりにくくなってしまう。このため、エッチング速度が遅くなり、生産性の低下につながるおそれがある。なお、エッチングレジストは厚さ20μm以上80μm以下であることが好ましく、厚さ20μm以上50μm以下であることがより好ましい。
【0012】
また、別の解決出段としては、第1主面及び第2主面を有するとともに、前記第1主面及び前記第2主面を連通させる直径500μm以下の金属板貫通孔を有する、厚さ150μm以上500μm以下の金属板と、前記金属板の第1主面側及び第2主面側にそれぞれ位置する複数の配線層と、前記金属板と前記配線層との間、または前記金属板と前記配線層との間及び前記配線層間に介在する複数の樹脂絶縁層と、前記金属板貫通孔内に充填された樹脂充填体とを備える多層配線基板の製造方法であって、エッチングレジストを前記第1主面上及び前記第2主面上に形成した状態で両面同時エッチングを行うことにより、前記金属板に前記金属板貫通孔を形成する工程と、前記エッチングレジストを除去する工程と、エッチングレジストのない状態でソフトエッチングを行う工程と、前記第1主面上及び前記第2主面上にフィルム状絶縁樹脂材料を積層圧着することにより前記樹脂絶縁層を形成すると同時に、前記金属板貫通孔を孔埋めして前記樹脂充填体を形成する工程とを含むことを特徴とする多層配線基板の製造方法がある。
【0013】
上記製造方法では、通常のエッチングの後にエッチングレジストのない状態でソフトエッチングを行うことにより、いわゆるエッジ効果により主に凸部が効果的にエッチングされる。即ち、平坦な部分に比べて突出した部分のほうがエッチャントに当たりやすいからである。よって、凸部が小さくなることで、結果的に金属板貫通孔の開口部位におけるサイドエッチングが解消される。このため、比較的好ましい断面形状の金属板貫通孔、言い換えると内奥部位にて殆ど狭窄が起きていない断面形状の金属板貫通孔を得ることができる。ゆえに、金属板貫通孔に対する樹脂の充填性が向上し、樹脂充填体におけるボイドの発生が防止される。また、金属板貫通孔の内奥部位における凸部が解消されることで、そこを起点としたクラックの発生も防止される。以上のことから、多層配線基板の信頼性を向上させることができる。
【0014】
なお、上記製造方法では凸部のみならず開口部位もいくぶんエッチされるので、開口縁の断面形状がなだらかになり、そこを起点としたクラックの発生も防止される。
【0015】
上記製造方法においては、前記両面同時エッチングを行う際に厚さ20μm以上100μm以下のエッチングレジストを用いることが好ましい。厚肉のエッチングレジストを用いた場合の作用については、上述したとおりである。この場合、厚肉のエッチングレジストを用いることと、エッチングレジストのない状態でソフトエッチングを行うことの相乗効果により、いっそう確実にサイドエッチングを解消することができる。ゆえに、狭窄が起きていない好適な断面形状の金属板貫通孔をより確実に得ることができる。
【0016】
ここで上記製造方法において用いられる金属板は、コスト性、孔加工の容易性、導電性などを考慮して適宜選択され、その例としては銅板や銅合金板、銅以外の金属単体や合金からなる板材などが挙げられる。銅合金としては、アルミニウム青銅(Cu−Al系)、りん青銅(Cu−P系)、黄銅(Cu−Zn系)、キュプロニッケル(Cu−Ni系)などがある。銅以外の金属単体としては、アルミニウム、鉄、クロム、ニッケル、モリブテンなどがある。銅以外の合金としては、ステンレス(Fe−Cr系、Fe−Cr−Ni系などの鉄合金)、アンバー(Fe−Ni系合金、36%Ni)、いわゆる42アロイ(Fe−Ni系合金、42%Ni)、いわゆる50アロイ(Fe−Ni系合金、50%Ni)、ニッケル合金(Ni−P系、Ni−B系、Ni−Cu−P系)、コバルト合金(Co−P系、Co−B系、Co−Ni−P系)、スズ合金(Sn−Pb系、Sn−Pb−Pd系)などがある。
【0017】
これらの中でも特に、アンバー、42アロイ、50アロイといったFe−Ni系合金からなる板材を金属板として用いることがよい。即ち、Fe−Ni系合金は銅よりも熱膨張係数が小さいという性質を有しているため、それを多層配線基板用の金属板として用いることにより基板全体の低熱膨張化を図ることができるからである。また、Fe−Ni系合金は銅には劣るものの好適な導電性を有しているため、配線層と接続導通することでグランド層や電源層として機能させることができ、高付加価値化に好適だからである。さらに、Fe−Ni系合金は銅には劣るものの好適な熱伝導性を有しているため、それを多層配線基板用の金属板として用いることにより高放熱化を図ることができるからである。
【0018】
前記金属板の厚さは150μm以上500μm以下である必要があり、特には150μm以上300μmであることがよい。厚さ150μm以上の厚肉の金属板に対して金属板貫通孔を形成する際に、金属板貫通孔内の樹脂充填体におけるボイドの発生という、本発明の解決すべき課題がはじめて発生しうるからである。なお、厚さが150μm未満であると、金属板自体の剛性が低くなる結果、製造工程中において皺や折キズが生じやすくなって取扱性が低下し、さらには歩留まりの低下につながるからである。逆に、厚さが500μmよりも大きいと、剛性に関して何ら問題は生じない反面、多層配線基板が厚肉化するばかりでなく、孔加工が困難になるからである。
【0019】
上記製造方法では、金属板に金属板貫通孔を形成する手法として、第1主面上及び第2主面上にエッチングレジストを形成した状態でエッチャントを作用させる両面同時エッチングを採用している。このような両面同時エッチングを実施したときに、金属板貫通孔の開口部位におけるアンダーカットの発生という、本発明の解決すべき課題が発生しうるからである。この場合、両面同時エッチングにて用いるエッチングマスクをフォトリソグラフィにより形成すること、即ちフォトエッチングを行うことが望ましい。その理由は、形成される金属板貫通孔の位置精度を高くすることができ、歩留まりの向上を図ることが可能となるからである。
【0020】
上記製造方法では、エッチングにより金属板貫通孔を形成した後、第1主面上及び第2主面上にフィルム状絶縁樹脂材料を積層圧着することにより樹脂絶縁層を形成すると同時に、金属板貫通孔を孔埋めして樹脂充填体を形成する工程(積層圧着及び一括充填工程)を実施する。前記フィルム状絶縁樹脂材料としては、熱硬化性樹脂に無機フィラーを添加した材料を半硬化状態のフィルム状物としたものが使用される。なお、このような樹脂絶縁層形成用材料を用いて積層圧着及び一括充填工程を実施したときに、金属板貫通孔内の樹脂充填体におけるボイドの発生という、本発明の解決すべき課題が発生しうる。
【0021】
積層圧着時の諸条件としては基本的には従来公知の条件と同様でよく、具体的には使用した熱硬化性樹脂の種類に応じて温度、時間、圧力等が適宜設定される。なお、積層圧着は真空下にて行われることが好ましく、これにより金属板貫通孔内の樹脂充填体におけるボイドの発生が抑制される。
【0022】
前記フィルム状絶縁樹脂材料を構成する熱硬化性樹脂としては、絶縁性、耐熱性、耐湿性等を考慮して適宜選択されることができる。熱硬化性樹脂の好適例としては、EP樹脂(エポキシ樹脂)、PI樹脂(ポリイミド樹脂)、BT樹脂(ビスマレイミド−トリアジン樹脂)、フェノール樹脂、キシレン樹脂、ポリエステル樹脂、けい素樹脂等が挙げられる。これらの中でも、EP樹脂(エポキシ樹脂)、PI樹脂(ポリイミド樹脂)、BT樹脂(ビスマレイミド−トリアジン樹脂)を選択することが好ましい。
【0023】
例えば、エポキシ樹脂としては、いわゆるBP(ビスフェノール)型、PN(フェノールノボラック)型、CN(クレゾールノボラック)型のものを用いることがよい。特には、BP(ビスフェノール)型を主体とするものがよく、BPA(ビスフェノールA)型やBPF(ビスフェノールF)型が最もよい。
【0024】
なお、フィルム状絶縁樹脂材料を構成する樹脂は、熱硬化性のみならず併せて感光性を有していてもよい。前記フィルム状絶縁樹脂材料を構成する無機フィラーとしては、絶縁性を有するセラミックフィラーが好ましく、具体例としてはアルミナフィラーやシリカフィラー等がある。上記フィルム状絶縁樹脂材料には、熱硬化性樹脂及び無機フィラーのほか、硬化剤や脱泡剤が含まれていることがよい。硬化剤としては、無水カルボン酸系や、アミン系のものを用いることができる。また、脱泡剤としては、公知の市販品を用いることができる。
【0025】
また、金属板における両主面上に形成された樹脂絶縁層の表面にはさらに樹脂絶縁層が1層または2層以上形成されていてもよく、各層の樹脂絶縁層上には配線層が形成されていてもよい。別の言い方をすると、上記の多層配線基板は、金属板と配線層との間に介在する樹脂絶縁層のみを備えるものでもよいほか、金属板と配線層との間及び異層の配線層間に介在する複数の樹脂絶縁層を備えるものでもよい。ただし、このような樹脂絶縁層は必ずしも上記フィルム状絶縁樹脂材料を用いて形成されなくてもよい。
【0026】
上記製造方法は、前記樹脂充填体を貫通するビアホール形成用孔を形成する工程と、前記ビアホール形成用孔内に、前記金属板との間で絶縁を保ちつつ前記第1主面側の配線層と第2主面側の配線層との間を接続導通するビアホール導体を形成する工程とを、さらに含んでいてもよい。
【0027】
上記2つの工程を経て得られるビアホール導体は、ボイドがなくしかもクラックが発生しにくい樹脂充填体中に形成されることになるので、極めて信頼性に優れたものとなる。よって、かかるビアホール導体を備えた多層配線基板も同様に信頼性に優れたものとなる。
【0028】
なお、前記ビアホール導体(いわゆる金属板絶縁ビアホール導体)のほかに、前記金属板との間で接続導通しつつ前記第1主面側の配線層と第2主面側の配線層との間を接続導通するビアホール導体(いわゆる金属板導通ビアホール導体)を形成してもよい。さらに、これらのビアホール導体のほかに、樹脂絶縁層に存在し、配線層と金属板との間を接続導通するビアホール導体を形成してもよい。かかるビアホール導体があると、金属板をグランド層や電源層として機能させることが可能となるからである。前記ビアホール導体は、最も内層に位置する配線層と金属板との間を接続導通するもののみに限定されず、それよりも外層側に位置する配線層と金属板との間を接続導通するものであってもよい。
【0029】
前記配線層は、金属板における第1主面及び第2主面の両側に位置するように形成される。かかる配線層形成用の金属材料や配線層の形成手法は、導電性や樹脂絶縁層との密着性などを考慮して適宜選択されることができる。配線層形成用の金属材料の例としては、銅、銅合金、ニッケル、ニッケル合金、スズ、スズ合金などが挙げられる。また、かかる配線層は、サブトラクティブ法、セミアディティブ法、フルアディティブ法などといった公知の手法によって形成されることができる。具体的にいうと、例えば、銅箔のエッチング、無電解銅めっきあるいは電解銅めっき、無電解ニッケルめっきあるいは電解ニッケルめっきなどの手法を用いることができる。なお、スパッタやCVD等の手法により金属層を形成した後にエッチングを行うことで配線層を形成したり、導電性ペースト等の印刷により配線層を形成したりすることも可能である。
【0030】
【発明の実施の形態】
[第1の実施の形態]
【0031】
以下、本発明を具体化した一実施形態の多層プリント配線基板(いわゆるメタルコア基板)を図1〜図7に基づき詳細に説明する。
【0032】
図1には、本実施形態の多層プリント配線基板11の一部分が概略的に示されている。この多層プリント配線基板11は、Fe−Ni系圧延合金の一種である42アロイからなる金属板12をコア材として備えている。図1において金属板12の上面(即ち第1主面)13及び下面(即ち第2主面)14には、それぞれビルドアップ層が形成されている。
【0033】
金属板12の厚さは0.25mmに設定されていて、その所定箇所には上面13及び下面14を連通させる0.30mmφの金属板貫通孔15が多数透設されている。
【0034】
上面13の側のビルドアップ層は、樹脂絶縁層21,41と配線層31とを交互に積層した構造を有している。下面14の側のビルドアップ層は、樹脂絶縁層22,42と配線層32とを交互に積層した構造を有している。本実施形態では多層プリント配線基板11の両側において配線層31,32の層数が等しくなっている。
【0035】
第1層めの樹脂絶縁層21,22は、その厚みが30μmに設定されていて、無機フィラー入りのエポキシ樹脂からなる。第1層めの樹脂絶縁層21,22は、金属板12の上面13及び下面14の上に形成されている。なお、金属板貫通孔15内には、無機フィラー入りのエポキシ樹脂が一括充填されることにより、樹脂充填体23が形成されている。第1層めの樹脂絶縁層21,22には直径70μmのビアホール形成用孔33が形成されている。ビアホール形成用孔33の内部には無電解銅めっきによりビア導体35が形成され、これによりブラインドビアホール導体34が構成されている。そして、このブラインドビアホール導体34を介して、金属板12−配線層31間、金属板12−配線層32間がそれぞれ接続導通されている。
【0036】
配線層31,32は厚さ約15μm(15〜40μm)の銅からなり、第1層めの樹脂絶縁層21,22上にそれぞれ形成されている。第2層めの樹脂絶縁層41,42は、その厚さが15μmであって、感光性エポキシ樹脂を用いて第1層めの樹脂絶縁層21,22上に形成されている。第2層めの樹脂絶縁層41,42にはビアホール形成用孔63,64が透設されている。ビアホール形成用孔63,64内には、銅めっき層、ニッケルめっき層及び金フラッシュめっき層(いずれも図示しない)という3層の導体からなるすり鉢状のパッド71,72が形成されている。パッド71の底部は配線層31に対して接続導通されていて、パッド72の底部は配線層32に対して接続導通されている。なお、これらのパッド71,72は、図示しないICチップやマザーボード等の接続端子に対し、はんだ付け等により接続されるようになっている。なお、第2層めの樹脂絶縁層41,42は、ソルダレジスト層としての役割も有している。
【0037】
第1層めの樹脂絶縁層21,22及び樹脂充填体23には、それらを貫通する直径0.15mmのビアホール形成用孔25が形成されている。ビアホール形成用孔25の内部には銅めっきからなるビア導体27が形成され、その結果として金属板絶縁ビアホール導体26が構成されている。金属板絶縁ビアホール導体26は、金属板12の金属板貫通孔15の内壁面との間で絶縁を保ちつつ、上面側の配線層31と下面側の配線層32との間を接続導通している。金属板絶縁ビアホール導体26内にできる空洞部には、導電性を有するビア閉塞体29が充填形成されている。
【0038】
そして、このような多層プリント配線基板11に図示しないICチップ等を搭載すれば、いわゆるメタルコアパッケージを得ることができる。
【0039】
次に、上記構成の多層プリント配線基板11を製造する手順を図2〜図7に基づいて説明する。
【0040】
まず、厚さ0.25mmの金属板12を用意して、その金属板12の上面13及び下面14の表面上にエッチングレジスト81を圧着する。本実施形態では、感光性を付与した厚さ約40μmのドライフィルムタイプのエッチングレジスト81を用いている。そして、公知の方法に従って露光及び現像を行うことにより、前記エッチングレジスト81に開口部82を設ける(図2参照)。なお、かかる開口部82は、金属板貫通孔15が形成されるべき位置に対応している。
【0041】
この状態で、42アロイを溶解しうる従来公知のエッチャントにより金属板12をエッチングすると、上面13及び下面14の両方から金属板12が浸蝕され、結果として開口部82のある位置に金属板貫通孔15が形成される(図3参照)。
【0042】
本実施形態では、通常よく使用される厚さ10μmのエッチングレジストよりもかなり厚いエッチングレジスト81を用いている。このため、従来に比べて開口部82の深さが深くなる結果、エッチングレジスト81の表面から金属板12の上面13(第1主面)または下面14(第2主面)までの距離が長くなる。よって、エッチングレジスト81の直下に直接当たるエッチャントの量が減少し、よって金属板貫通孔15の開口部位17におけるサイドエッチング量も少なくなる。このため、比較的好ましい断面形状の金属板貫通孔15、言い換えると内奥部位16で殆ど狭窄が起きていない金属板貫通孔15を得ることができる。ちなみに、従来方法ではサイドエッチング量が20μm程度であったのに対し、本実施形態の方法によれば5μm程度に低減できる。
【0043】
この後、エッチングレジスト81を剥離し、金属板12の上面13及び下面14を露出させる(図4参照)。
【0044】
次に、積層圧着及び一括充填工程を実施する。ここでは、まず、前記金属板12の上面13及び下面14に、フィルム状絶縁樹脂材料93,94を介して銅箔95,96を重ね合わせる。本実施形態では、厚さ70μmであって、エポキシ樹脂にシリカフィラー、硬化剤、脱泡剤を添加した半硬化状態のフィルム状絶縁樹脂材料93,94を用いる。そして、このような積層物を真空圧着熱プレス機(図示しない)で真空下にて加圧加熱することにより、半硬化状態であったフィルム状絶縁樹脂材料93,94を完全に硬化させ、これにより樹脂絶縁層21,22を各々形成する。金属板貫通孔15内には、フィルム状絶縁樹脂材料93,94から滲出したエポキシ樹脂が落ち込んで充填される結果、樹脂充填体23が形成される(図5参照)。
【0045】
ここで前記金属板貫通孔15は、従来のものに比較して好適な断面形状を有している。それゆえ、金属板貫通孔15内にエポキシ樹脂がスムーズにかつ完全に充填され、樹脂充填体23におけるボイドの発生が防止される。
【0046】
次に、YAGレーザまたは炭酸ガスレーザを用いたレーザ孔あけ加工を実施することにより、第1層めの樹脂絶縁層21,22、樹脂充填体23、銅箔95,96を穿孔し、直径70μmのビアホール形成用孔25,33を形成する。なお、本実施形態では、金属板12を穿孔しないような条件にレーザ出力等を設定する必要がある。
【0047】
次に、従来公知の手法によって、ビアホール形成用孔33内にビア導体35を形成し、かつビアホール形成用孔25内にビア導体27を形成する。その結果、ブラインドビアホール導体34及び金属板絶縁ビアホール導体26が形成される(図6参照)。また、従来公知の手法によって、第1層めの樹脂絶縁層21の上面の上、及び樹脂絶縁層22の下面の上に、それぞれ第1層めの配線層31,32をパターン形成する。具体的には、無電解銅めっきの後、露光及び現像を行って所定パターンのめっきレジストを形成する。この状態で無電解銅めっき層を共通電極として電解銅めっきを施した後、まずレジストを溶解除去して、さらに不要な無電解銅めっき層をエッチングで除去する。
【0048】
次に、ブラインドビアホール導体34及び金属板絶縁ビアホール導体26の内部にエポキシ樹脂を充填し、これを硬化させることにより、ビア閉塞体29を形成する。その後、第1層めの樹脂絶縁層21,22の上に感光性エポキシ樹脂を被着し、露光及び現像を行うことにより、ビアホール形成用孔63,64を有する第2層めの樹脂絶縁層41,42を形成する。このとき、ビアホール形成用孔63,64の底部にて、それぞれ配線層31,32を露出させる(図7参照)。
【0049】
次に、第2層めの樹脂絶縁層41,42の上に、従来公知の手法を用いて無電解銅めっきを行う。次に、前記無電解銅めっきの不要部分をエッチングし、さらに無電解ニッケルめっき、無電解金めっきを順次施すことにより、パッド71,72を形成する。以上の結果、図1に示す多層プリント配線基板11が完成する。
【0050】
従って、本実施形態の製造方法によれば以下の効果を得ることができる。
【0051】
(1)本実施形態では、厚さ40μmのエッチングレジスト81を用いた両面同時エッチング工程、レジスト剥離工程及び積層圧着及び一括充填工程を経て、多層プリント配線基板11を製造すること特徴とする。その結果、上述したように金属板貫通孔15の開口部位17におけるサイドエッチング量を少なくすることができる。このため、内奥部位16で殆ど狭窄が起きていない断面形状の金属板貫通孔15を得ることができる。ゆえに、金属板貫通孔15に対する樹脂の充填性が向上し、樹脂充填体23におけるボイドの発生が防止される。また、金属板貫通孔15の内奥部位16における凸部が解消されることで、そこを起点としたクラックの発生も防止される。以上のことから、多層プリント配線基板11の信頼性を向上させることができる。
【0052】
(2)また、上記製造方法を経て得られるビアホール導体26は、ボイドがなくしかもクラックが発生しにくい樹脂充填体23中に形成されることになるので、極めて信頼性に優れたものとなる。即ち、熱衝撃に遭遇したとしてもビアホール導体26に断線等の不具合が生じにくい。よって、かかるビアホール導体26を備えた多層プリント配線基板11も同様に、極めて信頼性に優れたものとなる。
[第2の実施の形態]
【0053】
次に、第2の実施形態の製造方法を図8〜図11に基づいて詳細に説明する。なお、ここでは第1の実施形態との相違点を中心に述べる。
【0054】
まず、厚さ0.25mmの金属板12を用意して、その金属板12の上面13及び下面14の表面上にエッチングレジスト81を圧着する。本実施形態では、感光性を付与した厚さ約10μmのカゼインタイプのエッチングレジスト81、つまり従来と同じく薄いエッチングレジスト81を用いている。そして、公知の方法に従って露光及び現像を行うことにより、前記エッチングレジスト81に開口部82を設ける(図8参照)。なお、かかる開口部82は、金属板貫通孔15が形成されるべき位置に対応している。
【0055】
この状態で、42アロイを溶解しうる従来公知のエッチャントにより金属板12をエッチングすると、上面13及び下面14の両方から金属板12が浸蝕され、結果として開口部82のある位置に金属板貫通孔15が形成される(図9参照)。この時点では、まだ、金属板貫通孔15は内奥部位16にて狭窄が起きた断面形状を有している。そして内奥部位16には凸部が存在している。
【0056】
次に、エッチングレジスト81をいったん剥離して、金属板12の上面13及び下面14を露出させる(図10参照)。そしてさらに、エッチングレジストのない状態で、42アロイを溶解しうる上記エッチャントを用いてソフトエッチングを行う。具体的には、エッチングレジスト81を配した状態でのエッチング条件よりも緩やかな条件を設定(例えば処理時間を極めて短く設定)して、エッチングを行う。
【0057】
このとき、いわゆるエッジ効果により主に内奥部位16の凸部が効果的にエッチングされる。その理由は、平坦な部分に比べて突出した部分(即ち凸部)のほうがエッチャントに当たりやすいからである。よって、凸部が小さくなることで、結果的に金属板貫通孔15の開口部位17におけるサイドエッチングが解消される。その結果、図11に示すように、内奥部位16にて殆ど狭窄が起きていない断面形状の金属板貫通孔15を得ることができる。ただし、この方法の場合、内奥部位16ばかりでなく金属板12の表面や開口部位17についてもいくぶん厚み減少が起こるので、それを見込んだ設計が必要となる。なお、このようなソフトエッチ工程を経ると、金属板貫通孔15の開口縁の角が取れ、開口部位17がなだらかな断面形状となる。
【0058】
そして、以上のようなソフトエッチング工程の後、第1の実施形態に準じて積層圧着及び一括充填工程以降の工程を実施すれば、所望の多層プリント配線基板11を完成させることができる。
【0059】
従って、本実施形態の製造方法によれば以下の効果を得ることができる。
【0060】
(1)この製造方法によれば、エッチングレジスト81のない状態でのソフトエッチングによって、比較的好ましい断面形状の金属板貫通孔15を得ることができる。ゆえに、金属板貫通孔15に対する樹脂の充填性が向上し、樹脂充填体23におけるボイドの発生が防止される。また、金属板貫通孔15の内奥部位16における凸部が解消されることで、そこを起点としたクラックの発生も防止される。以上のことから、多層プリント配線基板11の信頼性を向上させることができる。
【0061】
(2)また、上記製造方法では凸部のみならず開口部位17もいくぶんエッチされるので、開口縁の断面形状がなだらかになり、そこを起点としたクラックの発生も防止される。このことは多層プリント配線基板11の高信頼化を達成するうえで確実に寄与する。
【0062】
なお、本発明の実施形態は以下のように変更してもよい。
【0063】
・第2の実施形態において両面同時エッチングを行う際に、第1の実施形態で使用した厚肉のエッチングレジスト81を用いてもよい。この場合、厚肉のエッチングレジスト81を用いることと、エッチングレジスト81のない状態でソフトエッチングを行うことの相乗効果により、いっそう確実にサイドエッチングを解消することができる。ゆえに、狭窄が起きていない好適な断面形状の金属板貫通孔15をより確実に得ることができる。
【0064】
・上記実施形態では、コア材である金属板12の上下にそれぞれ同数の樹脂絶縁層21,22,41,42及び配線層31,32を形成したが、これに限定されることはなく、上下にて異なる数にしても勿論よい。また、配線層31,32の層数を片面について2層またはそれ以上にして、さらなる多層化を図っても勿論よい。
【0065】
次に、特許請求の範囲に記載された技術的思想のほかに、前述した実施形態によって把握される技術的思想を以下に列挙する。
【0066】
(1)前記フィルム状絶縁樹脂材料は、熱硬化性樹脂に無機フィラーを添加した材料を半硬化状態のフィルム状物としたものであることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の多層配線基板の製造方法。
【0067】
(2)第1主面及び第2主面を有するとともに、前記第1主面及び前記第2主面を連通させる直径500μm以下の金属板貫通孔を有する、厚さ150μm以上500μm以下のFe−Ni系合金からなる金属板と、前記金属板の第1主面側及び第2主面側にそれぞれ位置する複数の配線層と、前記金属板と前記配線層との間、または前記金属板と前記配線層との間及び前記配線層間に介在する複数の樹脂絶縁層と、前記金属板貫通孔内に充填された樹脂充填体と、前記樹脂充填体を貫通するビアホール形成用孔内に形成され、前記金属板との間で絶縁を保ちつつ前記第1主面側の配線層と前記第2主面側の配線層との間を接続導通するビアホール導体とを備える多層配線基板の製造方法であって、
感光性を付与した厚さ20μm以上100μm以下のドライフィルムタイプのエッチングレジストを前記第1主面上及び前記第2主面上に形成し、露光及び現像を行って所定位置に開口部を形成した状態で、両面同時エッチングを行うことにより、前記金属板に前記金属板貫通孔を形成する工程と、前記エッチングレジストを除去する工程と、前記第1主面上及び前記第2主面上にフィルム状絶縁樹脂材料を積層圧着することにより前記樹脂絶縁層を形成すると同時に、前記金属板貫通孔を孔埋めして前記樹脂充填体を形成する工程と、前記樹脂充填体を貫通するビアホール形成用孔を形成する工程と、前記ビアホール形成用孔内に銅めっきによってビアホール導体を形成する工程とを含むことを特徴とする多層配線基板の製造方法。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の製造方法により製造される第1の実施形態の多層配線基板の部分概略断面図。
【図2】金属板上にエッチングレジストを形成した状態を示す部分断面概略図。
【図3】両面同時エッチングを行った後の金属板を示す部分概略断面図。
【図4】金属板からエッチングレジストを除去した状態を示す部分概略断面図。
【図5】積層圧着及び一括充填工程を経て第1層めの樹脂絶縁層が形成された状態を示す部分概略断面図。
【図6】ビアホール導体及び第1層めの配線層を形成した状態を示す部分概略断面図。
【図7】第2層めの樹脂絶縁層を形成した状態を示す部分概略断面図。
【図8】第2の実施形態において、金属板上にエッチングレジストを形成した状態を示す部分断面概略図。
【図9】両面同時エッチングを行った後の金属板を示す部分概略断面図。
【図10】金属板からエッチングレジストを除去した状態を示す部分概略断面
【図11】ソフトエッチングを行った後の金属板を示す部分概略断面図。
【図12】従来技術において、金属板上にエッチングレジストを形成した状態を示す部分断面概略図。
【図13】両面同時エッチングを行った後の金属板を示す部分概略断面図。
【図14】金属板からエッチングレジストを除去した状態を示す部分概略断面
【図15】積層圧着及び一括充填工程を経て形成された樹脂絶縁層内にクラックやボイドが生じている様子を示す部分概略断面図。
【符号の説明】
11…多層配線基板
12…金属板
13…第1主面である上面
14…第2主面である下面
15…金属板貫通孔
21,22,41,42…樹脂絶縁層
23…樹脂充填体
25…ビアホール形成用孔
26…ビアホール導体
31,32…配線層
81…エッチングレジスト
93,94…フィルム状絶縁樹脂材料
Claims (3)
- 第1主面及び第2主面を有するとともに、前記第1主面及び前記第2主面を連通させる直径500μm以下の金属板貫通孔を有する、厚さ150μm以上500μm以下の金属板と、
前記金属板の第1主面側及び第2主面側にそれぞれ位置する複数の配線層と、
前記金属板と前記配線層との間、または前記金属板と前記配線層との間及び前記配線層間に介在する複数の樹脂絶縁層と、
前記金属板貫通孔内に充填された樹脂充填体と
を備える多層配線基板の製造方法であって、
エッチングレジストを前記第1主面上及び前記第2主面上に形成した状態で両面同時エッチングを行うことにより、前記金属板に前記金属板貫通孔を形成する工程と、
前記エッチングレジストを除去する工程と、
エッチングレジストのない状態でソフトエッチングを行う工程と、
前記第1主面上及び前記第2主面上にフィルム状絶縁樹脂材料を積層圧着することにより前記樹脂絶縁層を形成すると同時に、前記金属板貫通孔を孔埋めして前記樹脂充填体を形成する工程と
を含むことを特徴とする多層配線基板の製造方法。 - 前記両面同時エッチングを行う際に厚さ20μm以上100μm以下のエッチングレジストを用いることを特徴とする請求項1に記載の多層配線基板の製造方法。
- 前記樹脂充填体を貫通するビアホール形成用孔を形成する工程と、前記ビアホール形成用孔内に、前記金属板との間で絶縁を保ちつつ前記第1主面側の配線層と第2主面側の配線層との間を接続導通するビアホール導体を形成する工程とを、さらに含むことを特徴とする請求項1または2に記載の多層配線基板の製造方法。
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