JP2001217543A - 多層回路基板 - Google Patents
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Abstract
を含む電子部品の高密度実装化に有利な多層回路基板を
提供すること。 【解決手段】 内層に導体回路を有する多層コア基板の
両面上に、層間樹脂絶縁層と導体層とが交互に積層さ
れ、各導体層間がビアホールにて接続されたビルドアッ
プ配線層が形成されてなる多層回路基板において、多層
コア基板は、絶縁性硬質基材の片面または両面に導体回
路を有し、この絶縁性硬質基材を貫通して前記導体回路
に達する孔内に、導電性物質が充填されてなるビアホー
ルを有する回路基板の複数枚が接着剤層を介して積層さ
れ、一括して加熱プレスされることで形成され、さら
に、一方のビルドアップ配線層を構成する最も外側の導
体層の表面には、はんだバンプが設けられるとともに、
他方のビルドアップ配線層を構成する最も外側の導体層
の表面には、導電性ピンまたは導電性ボールが配設され
ていることを特徴とする。
Description
化された多層回路基板に係り、とくに、コア基板の多層
化が、充填ビアホールを備えた複数の片面または両面回
路基板を積層し、接着剤を介して一括加熱プレスするこ
とにより行なわれ、その多層コア基板内の導体回路と多
層コア基板上に形成したビルドアップ配線層との電気的
接続が、多層コア基板に形成したビアホールと、その直
上に形成したビルドアップ配線層内のビアホールとを介
して確保でき、さらにビルドアップ配線層の最も外側の
導体回路に対して、LSI等の半導体チップを含んだ電
子部品やマザーボードに直接的に接続できる導電性バン
プ、導電性ピンまたは導電性ボールを配設した超高密度
配線化に有利な多層回路基板について提案する。
子部品を実装するパッケージ基板は、電子工業の進歩に
伴う電子機器の小型化あるいは高速化に対応し、ファイ
ンパターンによる高密度化および信頼性の高いものが求
められている。このようなパッケージ基板として、19
97年、1月号の「表面実装技術」には、多層コア基板
の両面にビルドアップ多層配線層が形成されたものが開
示されている。
ジ基板では、多層コア基板内の導体層とビルドアップ配
線層との接続は、多層コア基板の表面にスルーホールか
ら配線した内層パッドを設け、この内層パッドにビアホ
ールを接続させて行っていた。このため、スルーホール
のランド形状がダルマ形状あるいは鉄アレイ形状とな
り、その内層パッドの領域がスルーホールの配置密度の
向上を阻害し、スルーホールの形成数には一定の限界が
あった。それ故に、配線の高密度化を図るためにコア基
板を多層化すると、外層のビルドアップ配線層は、多層
コア基板内の導体層と十分な電気的接続を確保すること
ができないという問題があった。
明らは先に、特願平第10−15346号(特開平第1
1−214846号)としてその改善方法を提案した。
このような改善提案による多層回路基板は、内層に導体
層を有する多層コア基板上に、層間樹脂絶縁層と導体層
とが交互に積層されて各導体層間がビアホールにて接続
されたビルドアップ配線層が形成されてなる多層回路基
板において、多層コア基板には、スルーホールが形成さ
れ、そのスルーホールには充填材が充填されるとともに
該充填材のスルーホールからの露出面を覆って導体層が
形成され、その導体層にはビアホールが接続された構成
であり、それによってスルーホールの配置密度が向上
し、高密度化したスルーホールを介して多層化したコア
基板内の導体回路との接続が確保できるようになってい
る。
構成の多層回路基板におけるスルーホールは、多層化さ
れたコア基板にドリル等で貫通孔を明け、その貫通孔の
壁面および基板表面に無電解めっきを施して形成される
ため、その開口性や経済性を考慮すると、形成され得る
スルーホール開口径の下限は300μm程度であり、現
在の電子産業界の要請を満足するような超高密度配線を
実現するためには、50〜250μm程度のより小さな
開口径と、より狭いスルーホールランドピッチを得るた
めの技術開発が望まれている。
コア材の片面または両面に導体回路を有し、その片面か
らコア材を貫通して導体回路に達する充填ビアホールを
形成してなる回路基板の複数枚を互いに積層し、接着剤
を介して一括して加熱プレスすることにより多層コア基
板を形成すれば、多層コア基板にスルーホールを設ける
ことなく、多層コア基板内の導体回路同士、および多層
コア基板内の導体回路と多層コア基板上に形成したビル
ドアップ配線層との電気的接続が、多層コア基板に形成
した充填ビアホールと、その直上に形成したビルドアッ
プ配線層内のビアホールとを介して十分に確保できるこ
とを知見し、さらに、一方のビルドアップ配線層の最も
外側に位置する導体回路の一部をはんだパッドに形成
し、そのはんだパッドに対してLSI等の半導体チップ
を含んだ電子部品を接続するための導電性バンプを配設
するとともに、他方のビルドアップ配線層の最も外側に
位置する導体回路の一部をはんだパッドに形成し、その
はんだパッドに対してマザーボードに直接的に接続でき
る導電性ピンまたは導電性ボールを配設することによっ
て高密度配線および電子部品の高密度実装化が可能とな
ることを知見した。本発明の目的は、このような高密度
配線化および電子部品の高密度実装に有利な多層回路基
板を提供することにある。
実現に向け鋭意研究した結果、以下に示す内容を要旨構
成とする発明に想到した。すなわち、 (1) 本発明の多層回路基板は、内層に導体回路を有
する多層コア基板上に、層間樹脂絶縁層と導体層とが交
互に積層され、各導体層間がビアホールにて接続された
ビルドアップ配線層が形成されてなる多層回路基板にお
いて、上記多層コア基板は、絶縁性硬質基材の片面また
は両面に導体回路を有し、この絶縁性硬質基材を貫通し
て前記導体回路に達する孔に、導電性物質が充填されて
なるビアホールを有する回路基板の複数枚が接着剤層を
介して積層され、一括して加熱プレスされることで形成
されることを特徴とする。
層に導体回路を有する多層コア基板の両面に対して、層
間樹脂絶縁層と導体層とが交互に積層され、各導体層間
がビアホールにて接続されたビルドアップ配線層が形成
されてなる多層回路基板において、上記多層コア基板
は、絶縁性硬質基材の片面または両面に導体回路を有
し、この絶縁性硬質基材を貫通して前記導体回路に達す
る孔内に、導電性物質が充填されてなるビアホールを有
する回路基板の複数枚が接着剤層を介して積層され、一
括して加熱プレスされることで形成され、さらに、上記
ビルドアップ配線層の一方を構成する最も外側の導体層
の表面には、はんだバンプが設けられるとともに、上記
ビルドアップ配線層の他方を構成する最も外側の導体層
の表面には、導電性ピンまたは導電性ボールが配設され
ていることを特徴とする。
する各回路基板のビアホールに充填される導電性物質
は、電解めっきにより形成された金属めっきまたは導電
性ペーストから形成されることが望ましく、金属めっき
としては電解銅めっきがより好ましく、導電性ペースト
としては、金属粒子と熱硬化性または熱可塑性の樹脂と
からなるものがより好ましい。
層コア基板を構成する各回路基板は、そのビアホール位
置に対応して、そのビアホールに電気的接続された突起
状導体が形成されていることが望ましく、その突起状導
体は、導電性ペーストから形成されることが望ましい。
上記ビルドアップ配線層のビアホールの一部は、上記多
層コア基板に形成されたビアホールの直上に位置して、
そのビアホールに直接接続されていることが望ましい。
を構成する各回路基板の絶縁性基材は、ガラス布エポキ
シ樹脂基材、ガラス布ビスマレイミドトリアジン樹脂基
材、ガラス布ポリフェニレンエーテル樹脂基材、アラミ
ド不織布−エポキシ樹脂基材、アラミド不織布−ポリイ
ミド樹脂基材、から選ばれるいずれかの硬質基材から形
成されることが望ましい。
基板の絶縁性基材は、厚さが20〜600μmのガラス
布エポキシ樹脂基材から形成され、前記充填ビアホール
径は50〜250μmであることが望ましい。
ネルギーが0.5〜100mJ、パルス幅が1〜100
μs、パルス間隔が0.5ms以上、ショット数が3〜
50の条件での炭酸ガスレーザ開口に対して形成された
ものであることが望ましい。
ア基板上にビルドアップ配線層が形成されてなる多層回
路基板において、多層コア基板を、絶縁性硬質基材の片
面または両面に導体回路を有し、この絶縁性硬質基材を
貫通して前記導体回路に達する貫通孔に電解めっきや導
電性ペースト等の導電性物質が充填されてなる回路基板
の複数枚を接着剤層を介して互いに積層し、かつ一括し
て加熱プレスすることで形成した点に特徴がある。
ーホールを設けることが不要となるので、ランドなどの
パッド配設の自由度が向上する。その結果、充填ビアホ
ールを高密度に設けることができ、こうして高密度化さ
れたビアホールを介して、外層のビルドアップ配線層
は、多層コア基板内の導体回路と十分な接続を確保する
ことが可能になり、高密度配線化が可能となる。また、
多層コア基板内においても配線の更なる高密度化が可能
となる。
絶縁性基材の片面または両面に導体回路を有する複数の
回路基板を接着剤を介して積層し、一括して加熱プレス
により形成した多層コア基板の表面および裏面に形成さ
れたビルドアップ配線層のうちの一方を構成する最も外
側の導体層の表面には、はんだバンプが設けられるとと
もに、ビルドアップ配線層の他方を構成する最も外側の
導体層の表面には、導電性ピンまたは導電性ボールが配
設されていることを特徴とする。
線層内にビアホールが高密度に設けられ、こうして高密
度化されたビアホールのうち、最も外側に位置する層間
樹脂絶縁層に形成した開口から露出する導体パッド上
に、導電性バンプや、導電性ピンまたは導電性ボールが
配設されるので、多層回路基板内のビルドアップ配線層
は、このような導電性バンプ、導電性ピンまたは導電性
ボールを介して、LSI等の半導体チップを含んだ電子
部品やマザーボードに最短の配線長で接続され、高密度
配線化および電子部品の高密度実装化が可能となる。
各回路基板は、従来のような半硬化状態のプリプレグで
はなく、完全に硬化した硬質の樹脂材料から形成された
絶縁性樹脂基材から形成されるのが望ましい。
エポキシ樹脂基材、ガラス布ビスマレイミドトリアジン
樹脂基材、ガラス布ポリフェニレンエーテル樹脂基材、
アラミド不織布−エポキシ樹脂基材、アラミド不織布−
ポリイミド樹脂基材から選ばれるリジッド(硬質)な積
層基材が使用され、ガラス布エポキシ樹脂基材が最も望
ましい。
合には、絶縁性基材上に銅箔を加熱プレスによって圧着
させる工程において、プレス圧による絶縁性基材の最終
的な厚みの変動がなくなるので、ビアホールの位置ずれ
が最小限度に抑えられ、ビアランド径を小さくでき、そ
の結果、配線ピッチを小さくして配線密度を向上させる
ことができる。
して用いるので、基材の厚みを実質的に一定に保つこと
ができ、ひいてはビアホール形成用開口を形成する際の
レーザ加工条件の設定が容易となる。
mが望ましい。その理由は、絶縁性を確保するためであ
る。20μm未満の厚さでは強度が低下して取扱が難し
くなるとともに、電気的絶縁性に対する信頼性が低くな
るからであり、600μmを超えると微細なビアホール
形成用開口が難くなると共に、基板そのものが厚くなる
ためである。
キシ基板上に形成されるビアホール形成用開口は、パル
スエネルギーが0.5〜100mJ、パルス幅が1〜1
00μs、パルス間隔が0.5ms以上、ショット数が3
〜50の条件で照射される炭酸ガスレーザによって形成
されることが好ましく、その開口径は、50〜250μ
mの範囲であることが望ましい。その理由は、50μm
未満では開口に導電性物質を充填し難くなると共に、接
続信頼性が低くなるからであり、250μmを超える
と、高密度化が困難になるからである。
の前に、絶縁性基材の導体回路形成面と反対側の面に樹
脂フィルムを粘着させ、あるいは必要に応じて、半硬化
状態の樹脂接着剤層を介して樹脂フィルムを粘着させ、
その樹脂フィルム上からレーザ照射を行うのが望まし
い。前者の方法は、片面に予め銅箔が貼り付けてある絶
縁性基材に銅箔と反対側からレーザ照射を行なって非貫
通孔を設け、その非貫通孔内に銅箔をめっきリードとし
て電解めっき層を充填した後、エッチング処理すること
によって片面回路基板を製作する場合、あるいは片面銅
張積層板をエッチング処理して導体回路を予め形成した
絶縁性基材にレーザ照射により非貫通孔を設け、その非
貫通孔内に銅箔をめっきリードとして電解めっき層を充
填することによって片面回路基板を製作する場合に採用
され、後者は、絶縁性基材に予めレーザ照射により貫通
孔を設け、その貫通孔を導電性ペーストで充填した後
に、絶縁性基材の両面に銅箔を貼り付け、エッチング処
理することによって両面回路基板を製作する場合に採用
される。この樹脂接着剤は、銅箔を絶縁性基材の表面に
接着するためのものであり、たとえば、ビスフェノール
A型エポキシ樹脂から形成され、その厚みは10〜50
μmの範囲が好ましい。
材上に形成した樹脂接着剤層の上に貼付けられた樹脂フ
ィルムは、ビアホール形成用の開口内に電解めっきを充
填してビアホールを形成する際の保護フィルムとして、
あるいは開口内に導電性ペーストを充填してビアホール
と突起状導体を形成する際の、あるいは電解めっき層の
上に導電性ペーストを充填して電解めっき層の直上に突
起状導体(バンプ)を形成する際の印刷用マスクとして
機能し、導電性物質の充填後は、絶縁性基材あるいは接
着剤層から剥離されるような粘着剤層を有する。この樹
脂フィルムは、たとえば、粘着剤層の厚みが1〜20μ
mであり、フィルム自体の厚みが10〜50μmである
PETフィルムから形成されるのが好ましい。
して後述する突起状導体の高さが決まるので、10μm
未満の厚さでは突起状導体が低すぎて接続不良になりや
すく、逆に50μmを超えた厚さでは、接続界面で突起
状導体が拡がりすぎるので、ファインパターンの形成が
できないからである。
される導電性物質としては、電解めっき処理によって形
成される金属めっきや導電性ペーストが好ましい。上記
導電性ペーストは、工程をシンプルにして、製造コスト
を低減させ、歩留まりを向上させる点では好ましいが、
接続信頼性の点から金属めっきがより好ましい。上記導
電性ペーストとしては、銀、銅、金、ニッケル、半田か
ら選ばれる少なくとも1種以上の金属粒子からなる導電
性ペーストを使用できる。
異種金属をコーティングしたものも使用できる。具体的
には銅粒子の表面に金、銀から選ばれる貴金属を被覆し
た金属粒子を使用することができる。このような導電性
ペーストとしては、金属粒子に、エポキシ樹脂、フェノ
ール樹脂などの熱硬化性樹脂と、ポリフェニレンスルフ
イド(PPS)などの熱可塑性樹脂とを加えた有機系導
電性ペーストが望ましい。
導体回路は、厚さが5〜18μmの銅箔を半硬化状態に
保持された樹脂接着剤層を介して熱プレスした後、適切
なエッチング処理をすることによって形成されるのが好
ましい。このような熱プレスは、適切な温度および加圧
力のもとで行なわれる。より好ましくは、減圧下におい
て行なわれ、半硬化状態の樹脂接着剤層のみを硬化する
ことによって、銅箔を絶縁性基材に対してしっかりと接
着され得るので、従来のプリプレグを用いた回路基板に
比べて製造時間が短縮される。
形成されるような回路基板は、多層コア基板のコアとし
て適切であるが、各ビアホールに対応した基板表面に
は、導体回路の一部としてのビアランド(パッド)が、そ
の口径が50〜250μmの範囲に形成されるのが好ま
しい。
されるような回路基板は、それらの複数枚を順次重ね合
わせて多層化基板とすることができるだけでなく、両面
回路基板をコアとし、その両側に積層される積層用回路
基板として適切であり、ビアホールに充填された導電性
物質の位置の真上に突起状導体が形成されることが好ま
しい。
点金属から形成されることが好ましく、各回路基板を積
層して、一括して加熱プレスする工程において、導電性
ペーストあるいは低融点金属が熱変形するので、前記ビ
アホール内に充填される導電性物質の高さのばらつきを
吸収することができ、それ故に、接続不良を防止して接
続信頼性に優れた多層コア基板を得ることができる。ま
た、このような突起状導体は、ビアホール内に充填され
る導電性ペーストと同一の材料で、しかも同一の充填工
程によって形成されることもできる。
アップ配線層を、後述するような樹脂の塗布および硬化
によって形成する場合には、多層コア基板表面に設けた
導体回路の表面には、粗化層が形成されていることが有
利である。その理由は、多層コア基板上に積層されるビ
ルドアップ配線層内の層間樹脂絶縁層やビアホールとの
密着性を改善することができるからである。とくに、導
体回路の側面に粗化層が形成されていると、その導体回
路側面と層間樹脂絶縁層との密着不足によってこれらの
界面を起点として層間樹脂絶縁層に向けて発生するクラ
ックを抑制することができる。
うな樹脂フィルムの積層および加熱加圧による硬化によ
って形成する場合には、粗化層の形成は必ずしも必要で
ない。
化層の厚さは、 0.1〜10μmがよい。この理由
は、厚すぎると層間ショートの原因となり、薄すぎると
被着体との密着力が低くなるからである。この粗化層と
しては、有機酸と第二銅錯体の混合水溶液で処理して形
成したもの、あるいは銅−ニッケル−リン針状合金のめ
っき処理にて形成したものがよい。
錯体の混合水溶液を用いた処理では、スプレーやバブリ
ングなどの酸素共存条件下で次のように作用し、導体回
路である銅などの金属箔を溶解させる。 Cu+Cu(II)An →2Cu(I)An/2 2Cu(I)An/2 +n/4O2 +nAH (エ
アレーション)→2Cu(II)An +n/2H2O Aは錯化剤(キレート剤として作用)、nは配位数であ
る。
ール類の第二銅錯体がよい。このアゾール類の第二銅錯
体は、金属銅などを酸化するための酸化剤として作用す
る。アゾール類としては、ジアゾール、トリアゾール、
テトラゾールがよい。なかでもイミダゾール、2−メチ
ルイミダゾール、2−エチルイミダゾール、2−エチル
−4−メチルイミダゾール、2−フェニルイミダゾー
ル、2−ウンデシルイミダゾールなどがよい。このアゾ
ール類の第二銅錯体の含有量は、1〜15重量%がよ
い。この範囲内にあれば、溶解性および安定性に優れる
からである。
に配合させるものである。具体例としては、ギ酸、酢
酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、カプロン酸、アクリ
ル酸、クロトン酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グ
ルタル酸、マレイン酸、安息香酸、グリコール酸、乳
酸、リンゴ酸、スルファミン酸から選ばれるいずれか少
なくとも1種がよい。この有機酸の含有量は、0.1〜
30重量%がよい。酸化された銅の溶解性を維持し、か
つ溶解安定性を確保するためである。なお、発生した第
一銅錯体は、酸の作用で溶解し、酸素と結合して第二銅
錯体となって、再び銅の酸化に寄与する。また、有機酸
に加えて、ホウフッ酸、塩酸、硫酸などの無機酸を添加
してもよい。
グ液には、銅の溶解やアゾール類の酸化作用を補助する
ために、ハロゲンイオン、例えば、フッ素イオン、塩素
イオン、臭素イオンなどを加えてもよい。このハロゲン
イオンは、塩酸、塩化ナトリウムなどを添加して供給で
きる。ハロゲンイオン量は、0.01〜20重量%がよ
い。この範囲内にあれば、形成された粗化層は層間樹脂
絶縁層との密着性に優れるからである。この有機酸−第
二銅錯体からなるエッチング液は、アゾール類の第二銅
錯体および有機酸(必要に応じてハロゲンイオン)を、
水に溶解して調製する。
金のめっき処理では、硫酸銅1〜40g/l、硫酸ニッ
ケル 0.1〜6.0 g/l、クエン酸10〜20g/l、
次亜リン酸塩10〜100 g/l、ホウ酸10〜40
g/l、界面活性剤001〜10g/lからなる液組成
のめっき浴を用いることが望ましい。
片面回路基板の複数枚を積層して、それらを一括して加
熱加圧することによって形成されるが、その多層コア基
板上に形成されるビルドアップ配線層を構成する層間樹
脂絶縁層は、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、あるいは熱
硬化性樹脂と熱可塑性樹脂の複合体を用いることができ
る。
リイミド樹脂、フェノール樹脂、熱硬化性ポリフェニレ
ンエーテル(PPE)などが使用できる。熱可塑性樹脂
としては、フェノキシ樹脂、ポリテトラフルオロエチレ
ン(PTFE)等のフッ素樹脂、ポリエチレンテレフタ
レート(PET)、ポリスルフォン(PSF)、ポリフ
ェニレンスルフィド(PPS)、熱可塑型ポリフェニレ
ンエーテル(PPE)、ポリエーテルスルフォン(PE
S)、ポリエーテルイミド(PEI)、ポリフェニレン
スルフォン(PPES)、4フッ化エチレン6フッ化プ
ロピレン共重合体(FEP)、4フッ化エチレンパーフ
ロロアルコキシ共重合体(PFA)、ポリエチレンナフ
タレート(PEN)、ポリエーテルエーテルケトン(P
EEK)、ポリオレフィン系樹脂などが使用できる。熱
硬化性樹脂と熱可塑性樹脂の複合体としては、エポキシ
樹脂−PES、エポキシ樹脂−PSF、エポキシ樹脂−
PPS、エポキシ樹脂−PPES、エポキシ樹脂−フェ
ノキシ樹脂、フェノール樹脂−フェノキシ樹脂などが使
用できる。
を構成する層間樹脂絶縁層は、ポリオレフィン系樹脂等
の所望枚数の樹脂フィルムを積層し、加熱プレスした
後、熱硬化させて一体化させて形成することができる。
ポリオレフィン系樹脂層の厚さは、5〜200μmの範
囲が望ましい。その理由は、5μm未満では層間絶縁の
確保が難しく、200μmを超えるとレーザ加工による
開口を形成し難くなるからである。
を構成する層間樹脂絶縁層としては、無電解めっき用接
着剤を用いることができる。この無電解めっき用接着剤
としては、硬化処理された酸あるいは酸化剤に可溶性の
耐熱性樹脂粒子が、硬化処理によって酸あるいは酸化剤
に難溶性となる未硬化の耐熱性樹脂中に分散されてなる
ものが最適である。この理由は、酸や酸化剤で処理する
ことにより、耐熱性樹脂粒子が溶解除去されて、表面に
蛸つぼ状のアンカーからなる粗化面が形成できるからで
ある。粗化面の深さは、0.1〜20μmがよい。密着
性を確保するためである。また、セミアディティブプロ
セスにおいては、 0.1〜5μmがよい。密着性を確
保しつつ、無電解めっき膜を除去できる範囲だからであ
る。
硬化処理された前記耐熱性樹脂粒子としては、平均粒
径が10μm以下の耐熱性樹脂粉末、平均粒径が2μ
m以下の耐熱性樹脂粉末を凝集させた凝集粒子、平均
粒径が2〜10μmの耐熱性樹脂粉末と平均粒径が2μ
m以下の耐熱性樹脂粉末との混合物、平均粒径が2〜
10μmの耐熱性樹脂粉末の表面に平均粒径が2μm以
下の耐熱性樹脂粉末または無機粉末のいずれか少なくと
も1種を付着させてなる疑似粒子、平均粒径が0.1
〜0.8μmの耐熱性樹脂粉末と平均粒径が 0.8μ
mを超え2μm未満の耐熱性樹脂粉末との混合物、平
均粒径が0.1〜10 μmの耐熱性樹脂粉末、から選
ばれるいずれか少なくとも1種を用いることが望まし
い。また上記樹脂粒子の代わりに金属粒子や無機粒子を
用いてもよく、さらにそれらの複数種類を適宜混合して
用いてもよい。より複雑なアンカーを形成できるからで
ある。上記無電解めっき用接着剤で使用される耐熱性樹
脂は、前述の熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹
脂と熱可塑性樹脂の複合体を使用できる。
れた導体回路とビルドアップ配線層内の導体回路との電
気的接続は、層間樹脂絶縁層内に形成したビアホールで
接続することができる。この場合、ビアホールは、めっ
き膜や充填材で充填してもよい。
例について、添付図面を参照にして具体的に説明する。
なお、以下に述べる方法において、多層コア基板上への
ビルドアップ配線層の形成は、セミアディティブ法によ
って行うが、フルアディティブ法やマルチラミネーショ
ン法、ピンラミネーション法を採用することもできる。
て、ベースとなる多層コア基板を構成する回路基板は、
絶縁性基材10の片面に銅箔12が貼付けられたものを
出発材料として用いる。この絶縁性基材10は、たとえ
ば、ガラス布エポキシ樹脂基材、ガラス布ビスマレイミ
ドトリアジン樹脂基材、ガラス布ポリフェニレンエーテ
ル樹脂基材、アラミド不織布−エポキシ樹脂基材、アラ
ミド不織布−ポリイミド樹脂基材から選ばれる硬質な積
層基材が使用され得るが、ガラス布エポキシ樹脂基材が
最も好ましい。
0μmが望ましい。その理由は、20μm未満の厚さで
は、強度が低下して取扱が難しくなるとともに、電気的
絶縁性に対する信頼性が低くなり、600μmを超える
厚さでは微細なビアホールの形成および導電性ペースト
の充填が難しくなるとともに、基板そのものが厚くなる
ためである。
ましい。その理由は、後述するようなレーザ加工を用い
て、絶縁性基材にビアホール形成用の開口(非貫通孔)
を形成する際に、薄すぎると貫通してしまうからであ
り、逆に厚すぎるとエッチングにより、微細な線幅の導
体回路パターンを形成し難いからである。
は、特に、エポキシ樹脂をガラスクロスに含潰させてB
ステージとしたプリプレグと、銅箔とを積層して加熱プ
レスすることにより得られる片面銅張積層板を用いるこ
とが好ましい。その理由は、銅箔12が後述するように
エッチングされた後の取扱中に、配線パターンやビアホ
ールの位置がずれることがなく、位置精度に優れるから
である。
路基板を製造する場合には、このような絶縁性基材10
の銅箔12が貼付けられた表面と反対側の表面に、保護
フィルム14を貼付ける(図1(a)参照)。
導体を形成する導電性ペーストの印刷用マスクとして使
用され、たとえば、表面に粘着層を設けたポリエチレン
テレフタレート(PET)フィルムが使用され得る。前
記PETフィルム14は、粘着剤層の厚みが1〜20μ
m、フィルム自体の厚みが10〜50μmであるような
ものが使用される。
れたPETフィルム14上から炭酸ガスレーザ照射を行
って、PETフィルム14を貫通して、絶縁性基材10
の表面から銅箔12に達する開口16を形成する(図1
(b)参照)。このレーザ加工は、パルス発振型炭酸ガス
レーザ加工装置によって行われ、その加工条件は、、パ
ルスエネルギーが0.5〜100mJ、パルス幅が1〜
100μs、パルス間隔が0.5ms以上、ショット数
が3〜50の範囲内であることが望ましい。このような
加工条件のもとで形成され得るビア口径は、50〜25
0μmであることが望ましい。
側面および底面に残留する樹脂残滓を除去するために、
デスミア処理を行う。このデスミア処理は、酸素プラズ
マ放電処理、コロナ放電処理、紫外線レーザ処理または
エキシマレーザ処理等によって行われる。特に、開口内
に紫外線レーザまたはエキシマレーザを照射することに
よってデスミア処理するのが、接続信頼性の確保の観点
から望ましい。
3高調波を用いた紫外線レーザ照射によって行う場合の
レーザ照射条件は、発信周波数が3〜15KHz、パル
スエネルギーが0.1〜5mJ、ショット数が10〜3
0の範囲が望ましい。
て、以下のような条件で銅箔12をめっきリードとする
電解銅めっき処理を施して、開口16内に電解銅めっき
18を充填して、充填ビアホール20を形成する(図1
(c)参照)。このめっき処理により、開口16の上部
には後述するような導電性ペースト22を充填できる程
度のわずかの隙間を残して電解銅めっき18が充填され
る。 〔電解銅めっき水溶液〕 硫酸銅・5水和物 : 65g/l レベリング剤(アトテック製、HL): 20ml/l 硫酸 : 220g/l 光沢剤(アトテック製、UV) : 0.5ml/l 塩素イオン : 40ppm 〔電解めっき条件〕 バブリング : 3.0リットル/分 電流密度 : 0.5A/dm2 設定電流値 : 0.18 A めっき時間 : 130分
れなかった開口18上部のわずかな隙間あるいは凹みに
対して、保護フィルム14を印刷用マスクとして導電性
ペースト22を充填した後、絶縁性基材10の表面から
保護フィルム14の厚みに相当する分だけ突出した導体
部分24(以下、「突起状導体」という)を形成する
(図1(d)参照)。
た後、突起状導体24を含んだ絶縁性基材10の表面に
接着剤層26を形成する(図1(e)参照)。この接着
剤26は半硬化状態、すなわちBステージ接着剤であ
り、導体回路パターンが形成されるべき銅箔を接着する
ためのものであり、たとえば、エポキシ樹脂ワニスが使
用され、その層厚は10〜50μmの範囲が好ましい。
絶縁性基材10の表面に、銅箔28を加熱プレスによっ
て圧着して、接着剤層26を硬化させる(図1(f)参
照)。その際、銅箔28は硬化した接着剤層26を介し
て絶縁性基材10に接着され、突起状導体24と銅箔2
8とが電気的に接続される。この銅箔28の厚さは、5
〜18μmが望ましい。
けられた銅箔12および28上に、それぞれエッチング
保護フィルムを貼付けて、所定の回路パターンのマスク
で披覆した後、エッチング処理を行って、導体回路30
および32(ビアランドを含む)を形成する(図1(g)
参照)。
および28の表面に感光性ドライフィルムレジストを貼
付した後、所定の回路パターンに沿って露光、現像処理
してエッチングレジストを形成し、エッチングレジスト
非形成部分の金属層をエッチングして、ビアランドを含
んだ導体回路パターン30および32を形成する。エッ
チング液としては、硫酸一過酸化水素、過硫酸塩、塩化
第二銅、塩化第二鉄の水溶液から選ばれる少なくとも1
種の水溶液が望ましい。
導体回路30および32を形成する前処理として、ファ
インパターンを形成しやすくするため、あらかじめ、銅
箔の表面全面をエッチングして厚さを1〜10μm、よ
り好ましくは2〜8μm程度まで薄くすることができ
る。導体回路の一部としてのビアランドは、その内径が
ビアホール口径とほぼ同様であるが、その外径は、50
〜250μmの範囲に形成されることが好ましい。
回路30および32の表面を、必要に応じて粗化処理し
て(粗化層の表示は省略する)、両面回路基板34を形
成する。この粗化処理は、多層化する際に、接着剤層と
の密着性を改善し、剥離(デラミネーション)を防止す
るためである。粗化処理方法としては、例えば、ソフト
エッチング処理や、黒化(酸化)一還元処理、銅−ニッ
ケルーリンからなる針状合金めっき(荏原ユージライト
製:商品名インタープレート)の形成、メック社製の商
品名「メックエッチボンド」なるエッチング液による表
面粗化がある。
成は、エッチング液を用いて形成されるのが好ましく、
たとえば、導体回路の表面を第二銅錯体と有機酸の混合
水溶液からエッチング液を用いてエッチング処理するこ
とによって形成することができる。かかるエッチング液
は、スプレーやバブリングなどの酸素共存条件下で、銅
導体回路パターンを溶解させることができ、反応は、次
のように進行するものと推定される。 Cu+Cu(II)An →2Cu(I)An/2 2Cu(I)An/2 +n/4O2 +nAH (エ
アレーション)→2Cu(II)An +n/2H2O 式中、Aは錯化剤(キレート剤として作用)、nは配位
数を示す。
体は、酸の作用で溶解し、酸素と結合して第二銅錯体と
なって、再び銅の酸化に寄与する。本発明において使用
される第二銅錯体は、アゾール類の第二銅錯体がよい。
この有機酸−第二銅錯体からなるエッチング液は、アゾ
ール類の第二銅錯体および有機酸(必要に応じてハロゲ
ンイオン)を、水に溶解して調製することができる。こ
のようなエッチング液は、たとえば、イミダゾール銅
(II)錯体 10重量部、グリコール酸 7重量部、塩
化カリウム 5重量部を混合した水溶液から形成され
る。本発明にかかる多層回路基板のベースとなる多層化
基板を構成する両面回路基板は、上記(1)〜(10)の工程
にしたがって製造される。
および裏面に対してそれぞれ積層される片面回路基板を
製造する。まず、上記両面回路基板34を製造する工程
(1)〜(6)にしたがった処理を行い、絶縁性基材10の片
面に貼り付けられた銅箔12と反対側の面から、レーザ
照射によって非貫通孔を設け、その非貫通孔に電解銅め
っき層18を充填してビアホール20を形成した後、ビ
アホール上部のわずかな隙間に導電性ペースト22を充
填して突起状導体44を形成する(図2(a)〜図2
(d)参照)。
0の表面からの突出高さは、保護フィルム14の厚みに
ほぼ等しく、5〜30μmの範囲が望ましい。その理由
は、5μm未満では、接続不良を招きやすく、30μm
を越えると抵抗値が高くなると共に、加熱プレス工程に
おいて突起状導体44が熱変形した際に、絶縁性基板の
表面に沿って拡がりすぎるので、ファインパターンが形
成できなくなるからである。また、上記突起状導体44
は、プレキュアされることが望ましい。その理由は、突
起状導体44は半硬化状態でも硬く、積層プレスの段階
で接着剤層が軟化する前に、積層される他の回路基板の
導体回路(導体パッド)と電気的接触が可能となるから
である。このような突起状導体44は、加熱プレス時に
変形して接触面積が増大するので、導通抵抗を低くする
ことができ、さらに突起状導体44の高さのばらつきが
是正される。
保護フィルム14を覆って、エッチング保護フィルム2
5を貼付けた後、所定の回路パターンのマスクで披覆し
た後、エッチング処理を行って、導体回路40(ビアラ
ンドを含む)を形成する(図2(e)参照)。この処理工
程においては、先ず、銅箔12の表面に感光性ドライフ
ィルムレジストを貼付した後、所定の回路パターンに沿
って露光、現像処理してエッチングレジストを形成し、
エッチングレジスト非形成部分の金属層をエッチングし
て、ビアランドを含んだ導体回路パターン40を形成す
る。
素、過硫酸塩、塩化第二銅、塩化第二鉄の水溶液から選
ばれる少なくとも1種の水溶液が望ましい。上記銅箔1
2をエッチングして導体回路40を形成する前処理とし
て、ファインパターンを形成しやすくするため、あらか
じめ、銅箔の表面全面をエッチングして厚さを1〜10
μm、より好ましくは2〜8μm程度まで薄くすること
ができる。
を形成した後、保護フィルム14およびエッチング保護
フィルム25を剥離させて、突起状導体44を露出させ
ると、片面回路基板50を得ることができ、さらに絶縁
性基材10の表面から露出する突起状導体44を覆って
接着剤層46を形成する(図2(f)参照)。このよう
な樹脂接着剤は、絶縁性基材10の突起状導体44を含
んだ表面全体だけではなく、突起状導体24を含まない
ような表面に塗布することもでき、乾燥化された状態の
未硬化樹脂からなる接着剤層46として形成される。前
記接着剤層46は、取扱が容易になるため、プレキュア
しておくことが好ましく、その厚さは、5〜50μmの
範囲が望ましい。
らなることが望ましく、有機系接着剤としては、エポキ
シ樹脂、ポリイミド樹脂、熱硬化型ポリフェノレンエー
テル(PPE)、エポキシ樹脂と熱可塑性樹脂との複合
樹脂、エポキシ樹脂とシリコーン掛脂との複合樹脂、B
Tレジンから選ばれる少なくとも1種の樹脂であること
が望ましい。有機系接着剤である未硬化樹脂の塗布方法
は、カーテンコータ、スピンコータ、ロールコータ、ス
プレーコート、スクリーン印刷などを使用できる。ま
た、接着剤層の形成は、接着剤シートをラミネートする
ことによってもできる。
た片面回路基板50は、絶縁性基材10の一方の表面に
導体回路40を有し、他方の表面には充填ビアホール2
0の直上において導電性ペーストの一部が露出して形成
される突起状導体44を有し、さらに突起状導体44を
含んだ絶縁性基材10の表面に接着剤層46を有して形
成され、それらの複数枚が相互に積層接着されたり、予
め製造された両面回路基板34に積層接着されて、多層
化基板が形成されるが、樹脂接着剤46はこのような積
層段階で使用されることが好ましい。
基板34の両面に、図3に示すように、3枚の片面回路
基板50、52および54が積層されてなる4層基板
が、加熱温度150〜200℃、加圧力1M〜4MPa
の条件のもとで、1度のプレス成形により一体化され多
層化基板60が形成される(図4参照)。上記のような
条件のもとで、加圧と同時に加熱することで、各片面回
路基板の接着剤層46が硬化し、隣接する片面回路基板
との間で強固な接着が行われる。なお、加熱プレスとし
ては、真空熱プレスを用いることが好適である。上述し
た実施の形態では、1層の両面回路基板と3層の片面回
路基板とを用いて4層に多層化したが、5層あるいは6
層を超える多層化にも適用できる。
基板60の両面にビルドアップ配線層を形成する。図5
においては、多層コア基板60を構成する両面および片
面回路基板の図示は、簡単化の目的ですべて省略する
(図5(a)参照)。
回路52の表面に銅−ニッケル−リンからなる粗化層6
2を形成する(図5(b)参照)。この粗化層62は、
無電解めっきにより形成される。この無電解めっき水溶
液の液組成は、銅イオン濃度、ニッケルイオン濃度、次
亜リン酸イオン濃度が、それぞれ2.2×10−2〜
4.1×10−2 mol/l、 2.2×10−3〜
4.1×10−3 mol/l、0.20〜0.25m
ol/lであることが望ましい。この範囲で析出する被
膜の結晶構造は針状構造になるため、アンカー効果に優
れるからである。この無電解めっき水溶液には上記化合
物に加えて錯化剤や添加剤を加えてもよい。粗化層の形
成方法としては、前述したように、銅−ニッケル−リン
針状合金めっきによる処理、酸化−還元処理、銅表面を
粒界に沿ってエッチングする処理にて粗化面を形成する
方法などがある。
する多層コア基板60の上に、層間樹脂絶縁層64を形
成する(図5(c))。特に本発明では、後述するビア
ホール70を形成する層間樹脂絶縁材として、熱硬化性
樹脂と熱可塑性樹脂の複合体を樹脂マトリックスとした
無電解めっき用接着剤を用いることが望ましい。
着剤層を乾燥した後、ビアホール形成用の開口部65を
設ける(図5(d))。感光性樹脂の場合は、露光,現
像してから熱硬化することにより、また、熱硬化性樹脂
の場合は、熱硬化したのちレーザー加工することによ
り、前記接着剤層64にビアホール形成用の開口部65
を設ける。
面に存在するエポキシ樹脂粒子を酸あるいは酸化剤によ
って分解または溶解して除去し、接着剤層表面に粗化処
理を施して粗化面66とする(第5図(e))。ここ
で、上記酸としては、リン酸、塩酸、硫酸、あるいは蟻
酸や酢酸などの有機酸があるが、特に有機酸を用いるこ
とが望ましい。粗化処理した場合に、ビアホールから露
出する金属導体層を腐食させ難いからである。一方、上
記酸化剤としては、クロム酸、過マンガン酸塩(過マン
ガン酸カリウムなど)を用いることが望ましい。
に触媒核を付与する。触媒核の付与には、貴金属イオン
や貴金属コロイドなどを用いることが望ましく、一般的
には、塩化パラジウムやパラジウムコロイドを使用す
る。なお、触媒核を固定するために加熱処理を行うこと
が望ましい。このような触媒核としてはパラジウムがよ
い。
64の表面に無電解めっきを施し、粗化面全域に追従す
るように、無電解めっき膜67を形成する(図5
(f))。このとき、無電解めっき膜67の厚みは、
0.1〜5μmの範囲が好ましく、より望ましくは
0.5〜3μmとする。次に、無電解めっき膜67上に
めっきレジスト68を形成する(図6(a))。めっきレ
ジスト組成物としては、特にクレゾールノボラック型エ
ポキシ樹脂やフェノールノボラック型エポキシ樹脂のア
クリレートとイミダゾール硬化剤からなる組成物を用い
ることが望ましいが、他に市販品のドライフィルムを使
用することもできる。
きレジスト非形成部に電解めっきを施して、上層導体回
路72を形成すべき導体層を設けると共に開口65内部
に電解めっき膜69を充填してビアホール70を形成す
る(図6(b))。この時、開口5の外側に露出する電
解めっき膜9の厚みは、5〜30μmが望ましい。ここ
で、上記電解めっきとしては、銅めっきを用いることが
望ましい。
た後、硫酸と過酸化水素の混合液や過硫酸ナトリウム、
過硫酸アンモニウムなどのエッチング液でめっきレジス
ト下の無電解めっき膜を溶解除去して、独立した上層導
体回路72と充填ビアホール70とする。
層74を形成する。粗化層74の形成方法としては、エ
ッチング処理、研磨処理、酸化還元処理、めっき処理が
ある。これらの処理のうち、酸化還元処理は、NaOH
(20g/l)、NaClO 2(50g/l)、NaP
O4(15.0g/l)を酸化浴(黒化浴)とし、Na
OH(2.7g/l)、NaBH4(1.0g/l)を
還元浴とする。また、銅−ニッケル−リン合金層からな
る粗化層は、無電解めっき処理による析出により形成さ
れる。
銅1〜40g/l、硫酸ニッケル0.1 〜6.0g/
l、クエン酸10〜20g/l、次亜リン酸塩10〜1
00g/l、ホウ酸10〜40g/l、界面活性剤0.
01〜10g/lからなる液組成のめっき浴を用いるこ
とが望ましい。さらに、この粗化層74の表面をイオン
化傾向が銅より大きくチタン以下である金属もしくは貴
金属の層にて被覆する。スズの場合は、ホウフッ化スズ
−チオ尿素、塩化スズ−チオ尿素液を使用する。このと
き、Cu−Snの置換反応により0.1〜2μm程度の
Sn層が形成される。貴金属の場合は、スパッタや蒸着
などの方法が採用できる。
として、無電解めっき用接着剤層76を形成する。 (11) さらに、前記工程(3)〜(9)を繰り返して、ビアホ
ール70の真上に他のビアホール80を設けると共に上
記上層導体回路72よりもさらに外側に上層導体回路8
2および粗化層84を設ける(図6(c)参照)。この
ビアホール80の表面は、はんだパッドとして機能する
導体パッドに形成される。
の外表面に、ソルダーレジスト組成物90を塗布し、そ
の塗膜を乾燥した後、この塗膜に、開口部を描画したフ
ォトマスクフィルムを載置して露光、現像処理すること
により、導体層のうちはんだパッド(導体パッド、ビア
ホールを含む)部分を露出させた開口91を形成する
(図7(a)参照)。ここで、露出する開口の口径は、
はんだパッドの径よりも大きくすることができ、はんだ
パッドを完全に露出させてもよい。また、逆に前記開口
の開口径は、はんだパッドの径よりも小さくすることが
でき、はんだパッドの縁周をソルダーレジスト層90で
被覆することができる。この場合、はんだパッドをソル
ダーレジスト層90で抑えることができ、はんだパッド
の剥離を防止できる。
0の開口部91から露出した前記はんだパッド部上に
「ニッケル−金」からなる金属層を形成する。ニッケル
層92は1〜7μmが望ましく、金層は0.01〜0.
06μmがよい。この理由は、ニッケル層92は、厚す
ぎると抵抗値の増大を招き、薄すぎると剥離しやすいか
らである。一方金層94は、厚すぎるとコスト増にな
り、薄すぎるとはんだ体との密着効果が低下するからで
ある。
したビルドアップ配線層の最も外側に位置するソルダー
レジスト層の一方に形成した開口部91(上方に位置す
る開口部)から露出する前記はんだパッド部の金層94
上には、はんだ体を供給してはんだバンプ96を形成す
るとともに、ビルドアップ配線層の最も外側に位置する
ソルダーレジスト層の他方に形成した開口部91(下方
に位置する開口部)から露出するはんだパッド部の金層
94上にも、はんだ体を供給して、Tピン96又ははん
だボール100を形成することによって、多層回路基板
が製造される(図7(b)参照)。
法や印刷法を用いることができる。ここで、はんだ転写
法は、プリプレグにはんだ箔を貼合し、このはんだ箔を
開口部分に相当する箇所のみを残してエッチングするこ
とにより、はんだパターンを形成してはんだキャリアフ
ィルムとし、このはんだキャリアフィルムを、基板のソ
ルダーレジスト開口部分にフラックスを塗布した後、は
んだパターンがパッドに接触するように積層し、これを
加熱して転写する方法である。一方、印刷法は、パッド
に相当する箇所に貫通孔を設けた印刷マスク(メタルマ
スク) を基板に載置し、はんだペーストを印刷して加熱
処理する方法である。はんだとしては、スズ−銀、スズ
−インジウム、スズ−亜鉛、スズ−ビスマスなどが使用
できる。
体としては、融点が比較的に低いスズ/鉛はんだ(融点
183℃)やスズ/銀はんだ(融点220℃)を用い、
導電性ピン64や導電性ボール66を接続するはんだ体
としては、融点が230℃〜270℃と比較的融点の高
いスズ/アンチモンはんだ、スズ/銀はんだ、スズ/銀
/銅はんだを用いることが好ましい。
ージとしたプリプレグと、銅箔とを積層して加熱プレス
することにより得られる片面銅張積層板を基板として用
いて、両面回路基板を製作する。この絶縁性基材10の
厚さは75μm、銅箔12の厚さは、12μmであっ
た。この積層板の銅箔形成面と反対側の表面に、厚みが
10μmの粘着剤層を有し、フィルム自体の厚みが12
μmのPETフィルム14をラミネートする。
パルス発振型炭酸ガスレーザを照射して銅箔12に達す
るビアホール形成用の非貫通孔16を形成し、さらに銅
箔12をめっきリードとして電解銅めっき処理を施し
て、非貫通孔16上部にわずかの隙間を残してその非貫
通孔内部に電解銅めっき18を充填して、充填ビアホー
ル20を形成する。この実施例においては、ビアホール
形成用の非貫通孔の形成には、三菱電機製の高ピーク短
パルス発振型炭酸ガスレーザ加工機を使用し、全体とし
て厚さ22μmのPETフィルムを樹脂面にラミネート
した、基材厚75μmのガラス布エポキシ樹脂基材に、
マスクイメージ法でPETフィルム側からレーザビーム
照射して100穴/秒のスピードで、150μmφのビ
アホール形成用の開口を形成した。
として、レーザ照射により形成された開口から、充填ビ
アホール20の上部に残った隙間に導電性ペースト22
を充填した。
0の表面から剥離すると、絶縁性基材10のビアホール
20側の表面に、ビアホール20の真上に突起状導体2
4が形成される。さらに、エポキシ樹脂接着剤を突起状
導体側の全面に塗布し、100℃で30分間の乾燥を行
って厚さ20μmの接着剤層26を形成した後、厚さ1
2μmの銅箔28を、加熱温度180℃、加熱時間70
分、圧力2MPa、真空度2.5×103Paの条件の
もとで、接着剤層26上に加熱プレスする。
28に適切なエッチング処理を施して、導体回路30お
よび32(ビアランドを含む)を形成して、コア用両面
回路基板34を作製した。
する。この回路基板は両面回路基板と同様に、片面銅張
積層板を基板として用いる。絶縁性基材10の厚さは7
5μm、銅箔12の厚さは、12μmである。この積層
板の銅箔形成面と反対側の表面に、厚みが10μmの粘
着剤層を有し、フィルム自体の厚みが12μmのPET
フィルム14をラミネートする。
工程にしたがった処理を行って、充填ビアホール20の
わずかな隙間に導電性ペースト22を充填して、突起状
導体44を形成する。
エッチング保護フィルムとしての厚さ22μmのPET
フィルム25を貼付けた後、絶縁性基材10の充填ビア
ホール20と反対側の表面に貼付けた銅箔12に適切な
エッチング処理を施して、導体回路40を形成する。
25をすべて絶縁性基材10から剥離すると、絶縁性基
材10のビアホール20側の表面に、ビアホール20の
真上に突起状導体44が形成される。さらに、エポキシ
樹脂接着剤を突起状導体側の全面に塗布してプレキュア
して、多層化のための接着剤層46を形成する。このよ
うな積層用片面回路基板を3枚作製する。
て形成された、1層の両面回路基板34をコアとして、
その両面に対して3層の片面回路基板50、52および
54を所定の位置にスタックし(図3参照)、真空熱プ
レスを用いて180℃の温度で積層プレスして全層がI
VH構造を有する多層コア基板60を作成した(図4参
照)。このように製造された多層コア基板60において
は、L/S=75μm/75μm、ランド径が250μ
m、ビアホール口径が150μm、導体層の厚みが12
μm、そして絶縁層の厚みが75μmであった。
した多層コア基板60(図5(a) 参照)を、硫酸銅8g
/l、硫酸ニッケル0.6g、クエン酸15g/l、次
亜リン酸ナトリウム29g/l、ホウ酸31g/l、界
面活性剤 0.1g/lからなるpH=9の無電解めっ
き液に浸漬し、該導体回路40の表面に厚さ3μmの銅
−ニッケル−リンからなる粗化層62を形成した。次い
で、その基板を水洗いし、0.1mol/lホウふっ化
スズ−1.0mol/lチオ尿素液からなる無電解スズ
置換めっき浴に50℃で1時間浸漬し、前記粗化層63
の表面に 0.3μmのスズ層を設けた(図5(b) 参
照、但し、スズ層については図示しない)。
拌して、無電解めっき用接着剤を調製した。 クレゾールノボラック型エポキシ樹脂(日本化薬製、
分子量2500)の25%アクリル化物を35重量部(固形
分80%)、感光性モノマー(東亜合成製、アロニック
スM315 )4重量部、消泡剤(サンノプコ製、S−65)
0.5 重量部、NMP 3.6重量部を撹拌混合した。 ポリエーテルスルフォン(PES)8重量部、エポキ
シ樹脂粒子(三洋化成製、ポリマーポール)の平均粒径
0.5μmのものを 7.245重量部、を混合した
後、さらにNMP20重量部を添加し撹拌混合した。イ
ミダゾール硬化剤(四国化成製、2E4MZ-CN)2重量部、
光開始剤(チバガイギー製、イルガキュア I−907 )
2重量部、光増感剤(日本化薬製、DETX-S)0.2重量
部、NMP1.5重量部を撹拌混合した。
っき用接着剤を上記(11)の処理を施した基板60に
塗布し(図5(c) 参照)、乾燥させて接着剤層を形成し
たその基板60の両面に、85μmφの黒円が印刷され
たフォトマスクフィルムを密着させ、超高圧水銀灯によ
り 500mJ/cm2 で露光した。これをDMDG
(ジエチレングリコールジメチルエーテル)溶液でスプ
レー現像することにより、接着剤層に85μmφのビア
ホールとなる開口65を形成した。さらに、当該基板を
超高圧水銀灯により3000mJ/cm2 で露光し、1
00 ℃で1時間、その後 150℃で5時間の加熱処理
をすることにより、フォトマスクフィルムに相当する寸
法精度に優れた開口を有する厚さ35μmの層間絶縁材
層64(接着剤層)を形成した(図5(d) 参照)。な
お、ビアホールとなる開口65には、スズめっき層を部
分的に露出させた。
た基板を、クロム酸に20分間浸漬し、接着剤層表面に
存在するエポキシ樹脂粒子を溶解除去して、当該接着剤
層64の表面をRmax=1〜5μm程度の深さで粗化して
粗化面66を形成し、その後、中和溶液(シプレイ社
製)に浸漬してから水洗した。
さ 3.5μm)に対し、パラジウム触媒(アトテック
製)を付与することにより、接着剤層64およびビアホ
ール形成用開口65の表面に触媒核を付与した。
基板を浸漬して、粗化面全体に厚さ0.6 μmの無電解銅
めっき膜67を形成した(図5(f)参照)。このと
き、その無電解めっき膜67は、薄いために、その膜表
面には、接着剤層64の粗化面66に追従した凹凸が観
察された。 〔無電解めっき水溶液〕 NiSO4 :0.003mol/l 酒石酸 :0.20mol/l 硫酸銅 :0.03mol/l HCHO :0.05mol/l NaOH :0.10mol/l α、α’−ビピリジル :40mg/l ポリエチレングリコール(PEG):0.1g/l 〔無電解めっき条件〕 33℃の液温度
めっき膜67上に市販の感光性ドライフィルムを張り付
け、マスクを載置して、100mJ/cm2で露光、
0.8%炭酸ナトリウムで現像処理し、厚さ15μmの
めっきレジスト68を設けた(図6(a)参照)。
レジスト非形成部分に電解めっきを施し、厚さ20μm
の電解めっき膜69を設けて上層導体回路72を形成す
べき導体層を設けると同時に、開口部内をめっき膜69
で充填してビアホール70を形成した(図6(b) 参
照)。 〔電解めっき水溶液〕 硫酸銅・5水和物 :60g/l レベリング剤(アトテック製、HL) :40ml/l 硫酸 :190g/l 光沢剤(アトテック製、UV) :0.5 ml/l 塩素イオン :40ppm 〔電解めっき条件〕 バブリング :3.0リットル/分 電流密度 :0.5A/dm2 設定電流値 : 0.18 A めっき時間 : 130分
去した後、硫酸と過酸化水素の混合液や過硫酸ナトリウ
ム、過硫酸アンモニウムなどのエッチング液でめっきレ
ジスト下の無電解めっき膜67を溶解、除去して、無電
解めっき膜67と電解銅めっき膜69からなる厚さ約2
0μm、L/S=25μm/25μmの上層導体回路7
2を形成した。このとき、ビアホール70の表面は平坦
であり、導体回路表面とビアホール表面のレベルは同一
であった。
して粗化層84を形成し、さらに上記(12)〜(1
9)の手順を繰り返して、さらに上層の層間樹脂絶縁層
76と導体回路82(ビアホール80を含む)を1層積
層し、片面3層、両面6層のビルドアップ配線層を得た
(図7(a)参照)。なお、ここでは、導体回路82の
表面に銅−ニッケル−リンからなる粗化層84を設ける
が、この粗化層84表面にはスズ置換めっき層を形成し
ない。
重量%のクレゾールノポラック型エポヰシ樹脂(日本化
薬製)のエポヰシ基50%をアクリル化した感光性付与
のオリゴマー(分子量4000)を46.67重量部、
メチルエチルケトンに溶解させた80重量%のビスフェ
ノールA型エポキシ樹脂(油化シェル製、エピコート1
001)14.121重量部、イミダゾール硬化剤(四
国化成製、2E4MZ−CN)1.6重量部、感光性モ
ノマーである多価アクリルモノマー(日本化薬製、R6
04)1.5重量部、同じく多価アクリルモノマー(共
栄社化学製、DPE6A)30重量部、アクリル酸エス
テル重合物からなるレベリング剤(共栄社製、ポリフロ
ーNo.75)0.36重量部を混合し、この混合物に
対して光開始剤としてのペンゾフェノン(関東化学製)
20重量部、光増感割としてのEAB(保土ヶ谷化学
製)0.2重量部を加え、さらにDMDG(ジエチレング
リコールジメチルエーテル)10重量部を加えて、粘度
を25℃で1.4±0.3pa・sに調整したソルダー
レジスト組成物を得た。なお、粘度測定は、B型粘度計
(東京計器、DVL‐B型)を用いて行い、60rpm
の場合はローターNo.4、6rpmの場合はローター
No.3によった。
ップ配線層の両面に、前記(21)で得られたソルダー
レジスト組成物を20μmの厚さで塗布した。次いで、
70℃で20分間、70℃で30分間の乾燥処理を行っ
た後、クロム層によってソルダーレジスト開口部の円パ
ターン(マスクパターン)が描画された厚さ5mmのソ
ーダライムガラス基坂を、クロム層が形成された側をソ
ルダーレジスト層に密着させて1000mJ/cm2の
紫外線で露光し、DMTG現像処理した。さらに、80
℃で1時間、100℃で1時間、120℃で1時間、1
50℃で3時間の条件で加熱処理し、パッド部分が開口
した(開口径200μm)ソルダーレジスト層90(厚
み20μm)を形成した。
形成した基板を、塩化ニッケル30g/1、次亜リン酸
ナトリウム10g/1、クエン酸ナトリウム10g/1
からなるpH=5の無電解ニッケルめっき液に20分間
浸漬して、開口部に厚さ5μmのニッケルめっき層92
を形成した。さらに、その基板を、シアン化金力リウム
2g/1、塩化アンモニウム75g/1、クエン酸ナト
リウム50g/1、次亜リン酸ナトリウム10g/1か
らなる無電解金めっき液に93℃の条件で23秒間浸漬
して、ニッケルめっき層92上に厚さ0.03μmの金
めっき層94を形成した。
方のソルダーレジスト層90の開口内に露出する金めっ
き層94上に、融点が230℃のスズ/アンチモンはん
だからなるはんだペーストを印刷し、融点近傍の雰囲気
温度でリフローさせることで、はんだパッド上にTピン
98又ははんだボール100を固着させ、ビルドアップ
配線層の上方のソルダーレジスト層90の開口から露出
する金めっき層94(はんだパッド)上には、融点が1
83℃のスズ/鉛はんだからなるはんだペーストを印刷
し、融点近傍の雰囲気温度でリフローさせることで、は
んだパッド上にはんだバンプ96を形成して多層回路基
板を製作した(図7(b)参照)。
は、多層コア基板のビアホールのランド形状を真円とす
ることができ、ランドピッチを600μm程度にできる
ため、ビアホールを密集して形成でき、ビアホールの高
密度化が容易に達成できる。しかも、コア基板中のビア
ホール数を増やすことができるので、多層コア基板内の
導体回路とビルドアップ配線層内の導体回路との電気的
接続を十分に確保することができる。また、ビルドアッ
プ配線層の上方に設けたソルダーレジスト層90の開口
から露出した金めっき層94(はんだパッド)に形成し
たはんだバンプ96を介してLSI等の半導体チップを
含む電子部品に接続され、ビルドアップ亜非戦層の下方
に設けたソルダーレジスト層90の開口から露出した金
めっき層94(はんだパッド)に設けた導電性ピン98
または導電性ボール100を介してマザーボード上の接
続端子等に接続されるので、電子部品の高密度実装が可
能となる。
回路基板および片面回路基板のビアホール形成用の非貫
通孔に、導電性ペーストを充填してビアホールを形成す
るとともに、そのビアホール形成と同一工程によってビ
アホール上に導電性ペーストを充填して、突起状導体を
形成したこと以外は、実施例1と同様にして多層回路基
板を製造した。
μmのエポキシ樹脂フィルムを熱圧着させることにより
形成し、炭酸ガスレーザを照射して直径60μmのビア
ホール形成用の開口を設け、その開口内壁面を含んだ層
間樹脂絶縁層の表面を過マンガン酸溶液によって粗化処
理を行ったこと以外は、実施例1と同様にして多層回路
基板を製造した。上記エポキシ樹脂フィルムは、フェノ
キシ樹脂との樹脂複合体であることが望ましく、粗化層
形成用の粒子を含有させている。
回路基板および片面回路基板のビアホール形成用の非貫
通孔に、導電性ペーストを充填してビアホールを形成す
るとともに、そのビアホール形成と同一工程によってビ
アホール上に導電性ペーストを充填して、突起状導体を
形成したこと以外は、実施例3と同様にして多層回路基
板を製作した。
mのポリオレフィン樹脂フィルムを熱圧着させることに
より形成し、炭酸ガスレーザを照射して直径60μmの
ビアホール形成用の開口を設け、その後、無電解めっき
膜を形成する代わりに、粗化処理を施さないで、スパッ
タリングによって開口内壁面を含んだ層間樹脂絶縁層の
表面に厚さ0.1μmのCuスパッタ膜またはCu−N
iスパッタ膜を形成したこと以外は実施例1と同様にし
て多層回路基板を製造した。
回路基板および片面回路基板のビアホール形成用の非貫
通孔に、導電性ペーストを充填してビアホールを形成す
るとともに、そのビアホール形成と同一工程によってビ
アホール上に導電性ペーストを充填して、突起状導体を
形成したこと以外は、実施例5と同様にして多層回路基
板を製作した。
基板をコア基板とし、そのコア基板に直径300μmの
貫通孔をドリルで削孔し、その後、無電解めっき、電解
めっき処理を施してスルーホールを含む導体層を形成
し、さらに、スルーホールを含む導体層の全表面に粗化
層を設け、スルーホール内に非導電性の穴埋め用充填材
を充填し、乾燥、硬化させた。 (2) 次いで、スルーホールからはみ出した充填材を
取り除いて平坦化し、その表面に無電解めっき、電解め
っき処理を施して厚付けして導体回路、およびスルーホ
ールに充填された充填材を覆う導体層となる部分を形成
した。 (3) 導体回路およびスルーホールに充填された充填
材を覆う導体層となる部分を形成した基板の表面に、エ
ッチングレジストを形成し、そのエッチングレジスト非
形成部分のめっき膜をエッチング除去し、さらにエッチ
ングレジストを剥離除去して、独立した導体回路および
充填材を覆う導体層を形成した。さらに、実施例1の
(11)〜(23)と同様の工程に従って多層回路基板
を製造した。
ICチップからはんだバンプ、BGA(ボールグリッド
アレイ)またはPGA(ピングリッドアレイ)までの配線
長およびコアのランド形成数を調べた結果、配線長を1
0〜25%短縮させ、単位面積(cm2)当りのコアラ
ンド数を10〜30%増加させることができ、電気特性
や信頼性に悪影響をもたらすものは確認されなかった。
基板によれば、多層コア基板を、レーザ加工により形成
した微細な充填ビアホールおよび導体回路を有する多数
の回路基板を積層して一括熱プレスすることによって形
成したので、多層コア基板内の配線を高密度化できると
ともに、従来のようなスルーホールを設けることなく、
ビルドアップ配線層との電気的接続が充填ビアホールを
介して十分に確保することができる。
位置するソルダーレジスト層に設けた開口内に露出する
導体パッド、すなわちビアホール直上のはんだパッド上
に、導電性バンプや、導電性ピンまたは導電性ボールが
配設されるので、ビルドアップ配線層内の配線層は、こ
のような導電性バンプ、導電性ピンまたは導電性ボール
を介して、LSI等の半導体チップを含んだ電子部品や
マザーボードに最短の配線長で接続され、高密度配線化
および電子部品の高密度実装化が可能となる。
料で形成し、それらを積層した構造なので、熱膨張に起
因する界面を起点とするクラックや剥離が起きにくく、
したがって、温度サイクル試験に対する信頼性も向上す
る。また、片面回路基板だけを用いて多層回路基板を構
成した場合には、配線形成の有無に関わらず反りが発生
し難くなるという効果も得られる。
ベースとなる多層コア基板を構成する両面回路基板の製
造工程の一部を示す図である。
ベースとなる多層コア基板を構成する片面回路基板の製
造工程の一部を示す図である。
層コア基板の製造工程の一部を示す図である。
層コア基板を示す図である。
板の製造工程の一部を示す図である。
板の製造工程の一部を示す図である。
板の製造工程の一部を示す図である。
Claims (10)
- 【請求項1】 内層に導体回路を有する多層コア基板上
に、層間樹脂絶縁層と導体層とが交互に積層され、各導
体層間がビアホールにて接続されたビルドアップ配線層
が形成されてなる多層回路基板において、 上記多層コア基板は、絶縁性硬質基材の片面または両面
に導体回路を有し、この絶縁性硬質基材を貫通して前記
導体回路に達する孔に、導電性物質が充填されてなるビ
アホールを有する回路基板の複数枚が接着剤層を介して
積層され、一括して加熱プレスされることで形成されて
いることを特徴とする多層回路基板。 - 【請求項2】 内層に導体回路を有する多層コア基板の
両面上に、層間樹脂絶縁層と導体層とが交互に積層さ
れ、各導体層間がビアホールにて接続されたビルドアッ
プ配線層が形成されてなる多層回路基板において、 上記多層コア基板は、絶縁性硬質基材の片面または両面
に導体回路を有し、この絶縁性硬質基材を貫通して前記
導体回路に達する孔内に、導電性物質が充填されてなる
ビアホールを有する回路基板の複数枚が接着剤層を介し
て積層され、一括して加熱プレスされることで形成さ
れ、さらに、 上記ビルドアップ配線層の一方を構成する最も外側の導
体層の表面には、はんだバンプが設けられるとともに、
上記ビルドアップ配線層の他方を構成する最も外側の導
体層の表面には、導電性ピンまたは導電性ボールが配設
されていることを特徴とする多層回路基板。 - 【請求項3】 上記導電性物質は、電解めっき処理によ
って形成された金属めっきであることを特徴とする請求
項1または2に記載の多層回路基板。 - 【請求項4】 上記導電性物質は、金属粒子と、熱硬化
性樹脂または熱可塑性樹脂とからなる導電性ペーストで
あることを特徴とする請求項1または2に記載の多層回
路基板。 - 【請求項5】 上記多層コア基板を構成する各回路基板
は、そのビアホール位置に対応して、そのビアホールに
電気的接続された突起状導体が形成されていることを特
徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の多層回路
基板。 - 【請求項6】 上記突起状導体は、導電性ペーストから
形成されることを特徴とする請求項5に記載の多層回路
基板。 - 【請求項7】 上記ビルドアップ配線層のビアホールの
一部は、上記多層コア基板に形成されたビアホールの直
上に位置して、そのビアホールに直接接続されているこ
とを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の多層回
路基板。 - 【請求項8】上記多層コア基板を構成する各回路基板の
絶縁性基材は、ガラス布エポキシ樹脂基材、ガラス布ビ
スマレイミドトリアジン樹脂基材、ガラス布ポリフェニ
レンエーテル樹脂基材、アラミド不織布−エポキシ樹脂
基材、アラミド不織布−ポリイミド樹脂基材、から選ば
れるいずれかの硬質基材から形成されることを特徴とす
る請求項1〜7のいずれかに記載の多層回路基板。 - 【請求項9】 上記多層コア基板を構成する各回路基板
の絶縁性基材は、厚さが20〜100μmのガラス布エ
ポキシ樹脂基材から形成され、前記充填ビアホール径は
50〜250μmであることを特徴とする請求項8に記
載の多層回路基板。 - 【請求項10】 上記多層コア基板を構成する各回路基
板のビアホールは、パルスエネルギーが0.5〜100
mJ、パルス幅が1〜100μs、パルス間隔が0.5
ms以上、ショット数が3〜50の条件で、ガラス布エポ
キシ樹脂基材の表面に照射される炭酸ガスレーザによっ
て形成された開口に対して形成されていることを特徴と
する請求項9に記載の多層回路基板。
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