JPH05291744A - 多層配線板の製造法および多層金属層付絶縁基板 - Google Patents

多層配線板の製造法および多層金属層付絶縁基板

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JPH05291744A
JPH05291744A JP9096792A JP9096792A JPH05291744A JP H05291744 A JPH05291744 A JP H05291744A JP 9096792 A JP9096792 A JP 9096792A JP 9096792 A JP9096792 A JP 9096792A JP H05291744 A JPH05291744 A JP H05291744A
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multilayer
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Hajime Nakayama
肇 中山
Kenichi Takahashi
健一 高橋
Naoki Fukutomi
直樹 福富
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Abstract

(57)【要約】 【目的】高密度で層間接続信頼性の高い多層配線板の製
造法を提供する。 【構成】3層金属箔付積層板を用い、まず、3層金属箔
を一括エッチングにより配線パターンを形成し、その
後、金属の溶解性の違いを利用して上層金属のみをパタ
ーンエッチングし、層間接続用金属柱を形成し、これら
を絶縁材料で埋め込み、表面研磨によって金属柱の頭を
出し、その上に上部導体パターンを形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は多層配線板の製造法およ
び多層金属層付絶縁基板に関する。
【0002】
【従来の技術】多層配線板の製造では層間接続技術が必
須であり、従来の層間接続技法としては、(1)配線パ
ターンおよび絶縁層を貫通する穴をあけた後、めっき等
によって穴内を金属化し層間の導通を得る方法、(2)
配線パターン上に絶縁層を形成した後、層間接続をすべ
き部分の絶縁層を除去し、その後表面金属化と同時に層
間接続を行う方法が行われている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】(1)の方法は一般の
多層配線板の製造で行われている層間接続方法である
が、貫通穴の形成にドリルを用いるため、0.2mm径を
下回るような小径の形成は困難な上、穴位置精度も±3
0μm以上と十分でない。 (2)の方法は主に半導体の多層配線形成に用いられる
方法で、層間接続部の小径化や穴位置精度は、フォトマ
スクによる位置合わせ技術を用いるため(1)の方法に
比べ一桁優れている。しかし、この方法の場合、層間接
続用の穴が残るため、さらに配線を積み上げ多層化して
いく際の絶縁層形成時に穴に気泡が残ったり、層間接続
用穴の上に層間接続用穴を積み上げることが困難なこと
など問題が多い。本発明は、高密度で層間接続信頼性の
高い多層配線板の製造法およびその方法で使用され得る
多層金属層付絶縁基板を提供するものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本願の第一の発明は、
(1A)エッチング条件が異なる少なくとも2種以上の
金属層から成る多層金属層を絶縁基板と一体化した多層
金属層付絶縁基板を準備し、(1B)多層金属層を加工
して、第一の配線パターンを形成し、(1C)第一の配
線パターンを構成している多層金属層の上層の金属層
を、後の工程で層間接続用金属柱となる部分を残してそ
れ以外の部分を、下層の金属層とのエッチング条件の違
いを利用して除去し、(1D)層間接続用金属柱の頭部
以外の部分に絶縁層を形成し、(1E)層間接続用金属
柱と導通した第二の配線パターンを形成する、工程を含
むことを特徴とする多層配線板の製造法である。
【0005】本願の第二の発明は、(2A)エッチング
条件が異なる少なくとも2種以上の金属層から成る多層
金属層を絶縁基板と一体化した多層金属層付絶縁基板を
準備し、(2B)多層金属層の上層の金属層を、後の工
程で層間接続用金属柱となる部分を残してそれ以外の部
分を、下層の金属層とのエッチング条件の違いを利用し
て除去し、(2C)残った金属層を加工して、第一の配
線パターンを形成し、(2D)層間接続用金属柱の頭部
以外の部分に絶縁層を形成し、(2E)層間接続用金属
柱と導通した第二の配線パターンを形成する、工程を含
むことを特徴とする多層配線板の製造法である。
【0006】図1により本願の第一の発明の一実施例を
説明する。50μm厚の銅層の第一の金属層11、3μm
厚のニッケル層の第二の金属層12、15μm厚の銅層
の第三の金属層13より成る3層金属箔の第三の金属層
側表面をK処理(水酸化ナトリウム/リン酸ナトリウム
/亜塩素酸ナトリウムの水溶液による酸化処理)した
後、絶縁基板であるガラス布エポキシ樹脂プリプレーグ
14と積層プレスし、3層金属層を有する積層板を作成
した(図1(a))。絶縁基板としては、ポリイミドフ
ィルム等の合成樹脂フィルム、セラミック板等の無機質
材料も使用できる。絶縁基板としてはセラミック板を使
用する場合、第三の金属層13は厚膜導体であること
も、めっき導体であることもあり(この場合には日立化
成工業株式会社製セラミック配線板、商品名「HMA
C」が使用できる。)、3層金属層はめっき法によって
積み上げるのが一般的な方法となる。
【0007】次に25μm厚のフィルムレジストを形成
した後、配線パタ−ン部以外に相当するところのレジス
トを露光・現像によって除去した。続いて、塩化第二鉄
エッチング液を用いて3層金属箔68μmを一挙にエッ
チングし、0.2mm幅の3層金属層の第一の配線パター
ンを形成した(図1(b))。ただし、層間接続部分の
パターンは直径0.6mmの円形とした。3層金属箔を加
工して、第一の配線パターンを形成するには、エッチン
グ液による方法の他、放電加工法、レーザ加工法、ルー
ティング加工法及びこれらの組合せ加工法等が使用でき
る。
【0008】次に、再度フィルムレジストを形成した
後、上記円形パターン上に0.2mm径のレジストパター
ン15が残るように露光・現像した後(図1(c))、
ニッケルを溶解せず銅を溶解するアンモニア系エッチン
グ液で上層の50μm厚銅層である第一の金属層11を
エッチングし、直径0.2mm、高さ50μmの層間接続
用金属柱16を形成した(図1(d))。この段階で、
配線パターン厚みは18μmになった。ちなみに、この
エッチング工程では耐アルカリ性の溶剤現像タイプレジ
ストを使用した。層間絶縁信頼性を考慮すると、層間接
続用金属柱16の高さは20μm以上あることが好まし
い。
【0009】絶縁層17の形成を、エポキシ樹脂ワニス
を層間接続用金属柱16の高さまで塗布・硬化する方法
で行った(図1(f))。層間接続用金属柱上にもエポ
キシ樹脂層が薄く形成されたが、これは表面研磨で除去
でき、表面が平坦で、層間接続部分のみに金属柱の頭部
が現れた状態が形成できた(図1(g))。絶縁層の形
成は、フィルム材料をラミネートもしくはプレスする方
法などもある。また、金属と絶縁層との密着性を向上さ
せるために、金属表面処理もしくは層間密着促進ワニス
を塗布した後、絶縁層を形成することもできる。層間接
続用金属柱の頭部を出す方法も種々あるが、研磨法がも
っとも容易である上、表面の平坦化にも効果がある。層
間接続用金属柱の頭部は少なくともその一部が露出され
ておればよい。
【0010】めっき触媒付与後、めっきレジストパター
ン18を形成した後(図1(h))、無電解めっき法に
よって上部導体パターンである第二の配線パタ−ン19
を形成する(図1(i))。一方、3層以上の配線構造
を形成する場合には、図1(g)の絶縁層17及び層間
接続用金属柱頭11上に、配線パターン用金属層(第三
の金属層13、第二の金属層12に相当する)と層間接
続用金属層(第一の金属層11に相当する)をパネルめ
っきし、その後、第1層配線パターン12、13、及び
層間接続用金属柱11を形成した要領で、順次工程を進
めればよい。
【0011】このようにして得られた多層配線板は層間
金属柱頭部は0.2mm径のため、100mil格子の場
合、接続柱頭部端面距離は2.34mmとなった。上部導
体を0.2mm/0.2mm(ライン/スペース)と余裕を
持った設計をしても、ピン間5本、0.1mm/0.1mm
(ライン/スペース)であれば、ピン間10本と、配線
部に信頼性をもたせたまま高密度化が達成できた。また
下部導体もピン間4本の設計ができた。
【0012】図2により本願の第二の発明の一実施例を
説明する。50μm厚の銅層の第一の金属層21、3μ
m厚のニッケル層の第二の金属層22、15μm厚の銅
層の第三の金属層23より成る3層金属箔の第三の金属
層側表面をK処理(水酸化ナトリウム/リン酸ナトリウ
ム/亜塩素酸ナトリウムの水溶液による酸化処理)した
後、絶縁基板であるガラス布エポキシ樹脂プリプレーグ
24と積層プレスし、3層金属層を有する積層板を作成
した(図2(a))。
【0013】次に、50μm厚の銅層の第一の金属層2
1上にフィルムレジストを形成した後、層間接続用金属
柱に相当するところ以外のレジストを露光・現像によっ
て除去した。ここでは耐アルカリ性の溶剤現像タイプレ
ジストを使用した。ニッケルを溶解せず銅を溶解するア
ンモニア系エッチング液で行い、上層の50μm厚の銅
層の第一の金属層21をエッチングし、直径0.2mm、
高さ50μmの層間接続用金属柱25を形成した(図2
(b))。この段階で、金属層厚みは層間接続用金属柱
25の部分を除いて18μmになった。
【0014】次に、数値制御駆動方式の放電加工機によ
って18μm金属層を切削加工し、第一の配線パターン
を形成した。これで得られた配線パターンは0.1mm/
0.1mm(ライン/スペース)であった。この段階で、
層間接続用金属柱を有する配線パターンを形成できた
(図2(c))。次に、絶縁層26の形成は、エポキシ
樹脂ワニスを層間接続用金属柱の高さまで塗布・硬化す
る方法で行った(図2(d))。層間接続用金属柱上に
もエポキシ樹脂層が薄く形成されたが、これは表面研磨
で除去でき、表面が平坦で、層間接続部分のみに金属柱
の頭部が現れた状態が形成できた(図2(e))。
【0015】めっき触媒付与後、めっきレジストパター
ン27を形成した後(図2(f))、無電解めっき法に
よって上部導体パターンである第二の配線パタ−ン28
を形成する(図2(g))。このようにして、高密度な
多層配線板を製造することができた。
【0016】以上第一及び第二の発明によって、高密度
で層間接続信頼性の高い多層配線板を製造することがで
きる。なお、本方式は絶縁基材の両側で行い、スルーホ
ールによって両側の導通をとれば、さらなる高多層化が
可能である。本発明の多層配線板は、通常の方法で形成
した多層配線板上に組合せて使用しても有効である。こ
の時、すでに形成した配線部との接続は例えばスルーホ
ール接続等による。
【0017】本発明に於て、エッチング条件が異なる少
なくとも2種以上の金属層としては、異なる材質の金属
の組合せ、すなわち異なる金属、または異なる金属との
合金化したものの組合せ等が使用される。第一の金属層
と第三の金属層が同じ材質で、その間に挟まれた第二の
金属層が異なる材質であるものは実用上好ましい。
【0018】本発明でエッチング条件とは、エッチング
により配線パタ−ンを加工する条件であり、エッチング
条件が異なるとは、エッチング液による方法、放電加工
法、レーザ加工法、ルーティング加工法及びこれらの組
合せ加工法等のエッチングにより配線パタ−ンが加工で
きる条件が異なるということである。
【0019】多層金属層の上層の金属層を、層間接続用
金属柱となる部分を残してそれ以外の部分を除去する場
合、上層の金属層のみでなく上層の金属層を含む複数の
金属層を同時に除去しても良い。すなわち層間接続用金
属柱が複数の金属層で構成されていても良い。層間接続
用金属柱の頭部以外の部分に絶縁層を形成する場合、層
間接続用金属柱の頭部の少なくとも一部が露出されてお
ればよい。
【0020】
【発明の効果】本発明により、高密度で層間接続信頼性
の高い多層配線板の製造が可能になった。また、セラミ
ック基板との組合せにより、マルチチップモジュール基
板等への応用も容易になった。
【図面の簡単な説明】
【図1】第一の発明の製造工程を示す断面図である。
【図2】第二の発明の製造工程を示す断面図である。
【符号の説明】
11 第一の金属層 12 第二の金属層 13 第三の金属層 14 絶縁基板 15 レジストパターン 16 層間接続用金属柱 17 絶縁層 18 めっきレジストパターン 19 第二の配線パタ−ン 21 第一の金属層 22 第二の金属層 23 第三の金属層 24 絶縁基板 25 層間接続用金属柱 26 絶縁層 27 めっきレジストパターン 28 第二の配線パタ−ン

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(1A)エッチング条件が異なる少なくと
    も2種以上の金属層から成る多層金属層を絶縁基板と一
    体化した多層金属層付絶縁基板を準備し、 (1B)多層金属層を加工して、第一の配線パターンを
    形成し、 (1C)第一の配線パターンを構成している多層金属層
    の上層の金属層を、後の工程で層間接続用金属柱となる
    部分を残してそれ以外の部分を、下層の金属層とのエッ
    チング条件の違いを利用して除去し、 (1D)層間接続用金属柱の頭部以外の部分に絶縁層を
    形成し、 (1E)層間接続用金属柱と導通した第二の配線パター
    ンを形成する、 工程を含むことを特徴とする多層配線板の製造法。
  2. 【請求項2】(2A)エッチング条件が異なる少なくと
    も2種以上の金属層から成る多層金属層を絶縁基板と一
    体化した多層金属層付絶縁基板を準備し、 (2B)多層金属層の上層の金属層を、後の工程で層間
    接続用金属柱となる部分を残してそれ以外の部分を、下
    層の金属層とのエッチング条件の違いを利用して除去
    し、 (2C)残った金属層を加工して、第一の配線パターン
    を形成し、 (2D)層間接続用金属柱の頭部以外の部分に絶縁層を
    形成し、 (2E)層間接続用金属柱と導通した第二の配線パター
    ンを形成する、 工程を含むことを特徴とする多層配線板の製造法。
  3. 【請求項3】エッチング条件が異なる少なくとも2種以
    上の金属層から成る多層金属層を絶縁基板と一体化した
    多層金属層付絶縁基板。
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