JP4187352B2 - ビルドアップ多層プリント配線板及びビルドアップ多層プリント配線板の製造方法 - Google Patents
ビルドアップ多層プリント配線板及びビルドアップ多層プリント配線板の製造方法 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
ＩＣチップなどの電子部品を載置するパッケージ基板に用い得るビルドアップ多層プリント配線板に関し、特にコア基板に層間樹脂絶縁層をビルドアップしてなるビルドアップ多層プリント配線板及びビルドアップ多層プリント配線板の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ビルドアップ多層プリント配線板は、例えば、特開平９−１３００５０号に開示される方法にて製造されている。
すなわち、スルーホールを形成したコア基板の上に層間樹脂絶縁層を積層し、該層間樹脂絶縁層の上に回路パターンを形成する。これを繰り返すことにより、ビルドアップ多層プリント配線板が得られる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
現在、コア基板にスルーホールを形成する際に、ドリルにより通孔を穿設している。このため、通孔の径として、３００μｍが最小限界であり、スルーホールの密度をドリル径で決定される値以上高めることができなかった。このため、コア基板にレーザにより通孔を穿設する方法が検討されているが、コア基板は１mm程度の厚みがあるため、微細な通孔を形成することは難しかった。
【０００４】
一方、パッケージ基板として用いられる多層プリント配線板では、ＩＣチップに発生する熱を効率良く発散させれる必要がある。ここで、多層プリント配線板は、１mm程度の積層樹脂板からなるコア基板に、数１０μｍの層間樹脂絶縁層及び配線層を積層してなる。このため、多層プリント配線板の厚みとしては、コア基板が大半を占めることになる。即ち、コア基板が、多層プリント配線板の厚みを厚くし、熱伝導性を下げさせる原因となっていた。
【０００５】
本発明は上述した課題を解決するためなされたものであり、その目的とするところは、スルーホールの配設密度を高め得ると共に、厚みを薄くできるビルドアップ多層プリント配線板及び該ビルドアップ多層プリント配線板の製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するため、請求項１では、
表面と裏面に導体回路が形成されたコア基板に層間樹脂絶縁層をビルドアップしてなるビルドアップ多層プリント配線板において、
前記コア基板が、回路パターンを２層の樹脂で挟んでなり、当該樹脂に形成された前記回路パターンへ至る非貫通孔をめっきで充填することで、スルーホールとしたことを技術的特徴とする。
【０００８】
請求項２は、少なくとも以下の（Ａ）〜（Ｄ）の工程を備えることを特徴とするビルドアップ多層プリント配線板の製造方法にある：
（Ａ）上面に回路パターンの形成された樹脂絶縁層の上層に、樹脂絶縁層を形成してコア基板とする工程；
（Ｂ）前記コア基板の樹脂絶縁層に、レーザで前記回路パターンへ至る非貫通孔を形成する工程；
（Ｃ）前記樹脂絶縁層の非貫通孔をめっきで充填してスルーホールとする工程；
（Ｄ）前記コア基板上に層間樹脂絶縁層をビルドアップする工程。
【０００９】
請求項３は、少なくとも以下の（Ａ）〜（Ｅ）の工程を備えることを特徴とするビルドアップ多層プリント配線板の製造方法にある：
（Ａ）樹脂絶縁層に金属層を積層して成る片面金属張り樹脂板の金属層をエッチングして、回路パターンを形成する工程；
（Ｂ）前記回路パターン上に、樹脂絶縁層となる樹脂フィルムを貼り付けコア基板とする工程；
（Ｃ）前記コア基板の樹脂絶縁層に、レーザで前記回路パターンへ至る非貫通孔を形成する工程；
（Ｄ）前記樹脂絶縁層の非貫通孔をめっきで充填してスルーホールとする工程；
（Ｅ）前記コア基板上に層間樹脂絶縁層をビルドアップする工程。
【００１０】
請求項４は、少なくとも以下の（Ａ）〜（Ｆ）の工程を備えることを特徴とするビルドアップ多層プリント配線板の製造方法にある：
（Ａ）樹脂絶縁層に金属層を積層して成る片面金属張り樹脂板の金属層をエッチングして、回路パターンを形成する工程；
（Ｂ）前記回路パターン上に、樹脂を塗布した後に研磨して、回路パターンを平坦にする工程；
（Ｃ）前記回路パターン上に樹脂絶縁層となる樹脂フィルムを貼り付けコア基板とする工程；
（Ｄ）前記コア基板の樹脂絶縁層に、レーザで前記回路パターンへ至る非貫通孔を形成する工程；
（Ｅ）前記樹脂絶縁層の非貫通孔をめっきで充填してスルーホールとする工程；
（Ｆ）前記コア基板上に層間樹脂絶縁層をビルドアップする工程。
【００１１】
請求項１の多層プリント配線板及び請求項２の多層プリント配線板の製造方法では、回路パターンを樹脂で挟むことでコア基板の強度を保つため、コア基板を薄く形成することが可能となり、多層プリント配線板の厚みを減らすことができる。また、回路パターンへ至る非貫通孔を樹脂層に形成すればよいため、従来のコア基板と比較してレーザにより穿設する通孔の深さが半分以下になる。従って、レーザにより容易に微細な非貫通孔を穿設でき、小径のスルーホールを形成することが可能になるので、多層プリント配線板の集積度を高めることができる。更に、コア基板が多層になるので、コア基板を構成する樹脂間の回路パターンで配線を取り回すことができ、多層プリント配線板の層数を削減することができる。
【００１２】
請求項３、４の多層プリント配線板の製造方法では、回路パターンを樹脂で挟むことでコア基板の強度を保つため、コア基板を薄く形成することが可能となり、多層プリント配線板の厚みを減らすことができる。また、回路パターンへ至る非貫通孔を樹脂層に形成すればよいため、従来のコア基板と比較してレーザにより穿設する通孔の深さが半分以下になる。従って、レーザにより容易に微細な非貫通孔を穿設でき、小径のスルーホールを形成することが可能になるので、多層プリント配線板の集積度を高めることができる。更に、コア基板が多層になるので、コア基板を構成する樹脂間の回路パターンで配線を取り回すことができ、多層プリント配線板の層数を削減することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図を参照して説明する。
先ず、本発明の第１実施形態に係る多層プリント配線板の構成について、断面図を示す図６を参照して説明する。
図６に示すように、多層プリント配線板１０では、コア基板３０の表面及び裏面に導体回路３４、３４が形成され、更に、該導体回路３４、３４の上に層間樹脂絶縁層４０、４０が形成されている。該層間樹脂絶縁層４０には、ビア５２及び導体回路５４が配設されており、該層間樹脂絶縁層４０、４０上の上層にはソルダーレジスト６０、６０が形成されており、該ソルダーレジスト６０の開口部６２を介して、ビア５２及び導体回路５４に半田バンプ６８が形成されている。
【００１４】
本実施形態の多層プリント配線板においては、コア基板３０が、金属層（回路パターン）１８を下層絶縁層１４及び上層絶縁層２０で挟んでなる。ここで、回路パターン１８の上下に対応するようにビア３２を設けることでスルーホール３６としている。一方、回路パターン１８の上下のビア３２の位置をずらして配置することで、当該回路パターン１８を介して配線を取り回している。
【００１５】
本実施形態では、金属層（回路パターン）１８を樹脂（絶縁層）２０，１４で挟むことで強度を保つため、コア基板３０を薄く形成することが可能となり、多層プリント配線板を厚みを減らし、熱伝導性を高めることができる。
【００１６】
本実施形態では、コア基板３０の下層絶縁層１４及び上層絶縁層２０に金属層１８へ至る非貫通孔２２をレーザ加工にて形成し、めっきで充填することでビア３２としている。ここで、金属層１８へ至る非貫通孔２２を下層絶縁層１４及び上層絶縁層２０に形成すればよいため、従来のコア基板と比較してレーザにて穿設する通孔の深さが半分以下になる。即ち、従来技術では、スルーホール用の通孔を下層絶縁層１４と上層絶縁層２０とを加えた厚みに相当する基板に穿設する必要があった。これに対して、本実施形態では、下層絶縁層１４と上層絶縁層２０とに別々に通孔を穿設すればよいため、通孔の深さは半分になる。従って、レーザにより容易に微細な非貫通孔を穿設でき、小径のスルーホールを形成することが可能になるので、多層プリント配線板の集積度を高めることができる。
【００１７】
更に、コア基板３０が多層になるので、コア基板を構成する下層絶縁層１４及び上層絶縁層２０間の金属層（回路パターン）１８で配線を取り回すことができ、多層プリント配線板の層数を削減することができる。
【００１８】
ひき続き、図６を参照して上述した多層プリント配線板の製造方法について、図１〜図５を参照して説明する。
(1) 厚さ３０〜２００μｍの樹脂からなる基板（下層絶縁層）１４の上面に５〜５０μｍの銅箔１２２がラミネートされている片面銅張板１０を出発材料とする（図１の工程（Ａ））。ここで、下層絶縁層１４としては、ガラスクロス又アライミドクロスにエポキシ、ＢＴ（ビスマレイミドトリアジン）、ポリイミド、オレフィンを浸漬してなるもの他、ガラスクロス、アライミドクロス等の心材を有さない樹脂、或いは、補強樹脂層をラミネートした樹脂フィルムを用いることができる。
【００１９】
まず、この片面銅張板１０をパターン状にエッチングすることにより、基板１４の上面に回路パターン１８を形成する（工程（Ｂ））。そして、厚さ３０〜２００μｍの樹脂からなるフィルム２０αを、回路パターン１８の上にプレスして貼り付ける（工程（Ｃ））。ここで、樹脂フィルム２０αとしては、上述したガラスクロス又はアライミドクロスにエポキシ、ＢＴ、ポリイミド、オレフィンを浸漬したもの、更には、ガラスクロス、アライミドクロス等の心材を有さない樹脂を用いることができる。即ち、下層絶縁層１４と上層絶縁層２０とを同じ材質で構成することも、また、異なる材質で構成することも可能であるが、多層プリント配線板の特性としては、同じ材質、構成（心材の有無）のものが望ましい。一方、異なる材質・構成の物を用いれば、材料の選択の幅が広がる。なお、ガラスクロス、アライミドクロス等の心材を有する樹脂にて下層絶縁層１４及び上層絶縁層２０を構成することで、コア基板３０の強度を高めることができる。他方、心材を用いないことで、心材を介しての金属マイグレーションが無くなり、スルーホール間の絶縁性を長期に渡り保つことができる。ここでは、樹脂フィルムを貼り付けているが、この代わりに樹脂を塗布してから硬化させることも可能である。
【００２０】
その後、樹脂フィルム２０αを加熱して硬化させ上層絶縁層２０とした後、ＣＯ2レーザ、ＹＡＧレーザ又はエキシマレーザにより、上層絶縁層２０及び下層絶縁層１４に、回路１８パターンへ至る開口径１００〜２５０μｍの非貫通孔２２を形成する（工程（Ｄ））。本実施形態では、上層絶縁層２０及び下層絶縁層１４の厚みが３０〜２００μｍと薄いので、レーザで微細な孔を明けることができる。
【００２１】
デスミヤ処理を施した後、パラジウム触媒を付与し、無電解めっき液へ浸漬して、コア基板３０の表面に均一に厚さ１５μｍの無電解めっき膜２４を析出させる（工程（Ｅ））。ここでは、無電解めっきを用いているが、スパッタにより銅、ニッケル等の金属膜を形成することも可能である。スパッタはコスト的には不利であるが、樹脂との密着性を改善できる利点がある。
【００２２】
引き続き、コア基板３０の表面に感光性ドライフィルムを張り付け、マスクを載置して、露光・現像処理し、厚さ15μｍのめっきレジストレジスト２６を形成する（図２の工程（Ｆ））。そして、コア基板３０を無電解めっき液に浸漬し、無電解めっき膜２４を介して電流を流してレジスト２６の非形成部に電解めっき２８を形成する。この際に、非貫通孔２２の表面を平坦にするように、電解めっき２８を充填する（工程（Ｇ））。
【００２３】
そして、レジスト２６を５％KOH で剥離除去した後、硫酸と過酸化水素混合液でエッチングし、めっきレジスト下の無電解めっき膜２４を溶解除去し、無電解めっき２４及び電解銅めっき２８からなる厚さ１８μｍ（１０〜３０μｍ）の導体回路３４及びビア３２を得る（工程（Ｈ））。本実施形態では、回路パターン１８の上下に対応するようにビア３２を設けることでスルーホール３６としている。一方、回路パターン１８の上下のビア３２の位置をずらして配置することで、当該回路パターン１８を介して配線を取り回している。
【００２４】
更に、クロム酸に３分間浸漬して、導体回路３４間のコア基板３０の表面を１μｍエッチング処理し、表面のパラジウム触媒を除去する。更に、第２銅錯体と有機酸とを含有するエッチング液により、導体回路３４及びビア３２の表面に粗化面（図示せず）を形成し、さらにその表面にSn置換を行う。
【００２５】
エポキシ、ＢＴ、ポリイミド、オレフィン等からなる熱硬化性樹脂３６αをコア基板３０の表面に塗布し、乾燥（プリベーク）を行う（工程（Ｉ））。次いで、該樹脂３６αにＣＯ2レーザ、ＹＡＧレーザ又はエキシマレーザにより、導体回路３４及びビア３２へ至る開口径１００〜２５０μｍの非貫通孔４２を形成した後、加熱して非貫通孔４２を有する層間樹脂絶縁層４０を形成する（図３の工程（Ｊ））。層間樹脂絶縁層を構成する樹脂としては、上述した下層絶縁層１４及び上層絶縁層２０と同じ樹脂を用いることもでき、異なる樹脂を用いることも可能である。また、熱硬化性樹脂の他、熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂との混合物を用いることができ、更に、シリコン、樹脂等のフィラーを混入することができる。ここで、溶解性フィラーを混合し、該フィラーを薬液で溶解することで、層間樹脂絶縁層の表面を粗化することもできる。なお、ここでは樹脂を塗布しているが、上層絶縁層２０と同様に、樹脂フィルムを用いることもできる。
【００２６】
デスミヤ処理を施した後、パラジウム触媒を付与し、無電解めっき液へ浸漬して、層間樹脂絶縁層４０の表面に均一に厚さ１５μｍの無電解めっき膜４４を析出させる（工程（Ｋ））。
【００２７】
引き続き、無電解めっき膜４４の表面にめっきレジストレジスト４６を形成する（工程（Ｌ））。そして、レジスト４６の非形成部に電解めっき４８を形成する（図４の工程（Ｇ））。
【００２８】
そして、レジスト４６を剥離除去した後、エッチングし、めっきレジスト下の無電解めっき膜４２を溶解除去し、無電解めっき４２及び電解銅めっき４８からなる厚さ１８μｍ（１０〜３０μｍ）の導体回路５４及びビア５２を得る（工程（Ｎ））。その後、導体回路５４及びビア５２の表面に粗化層（図示せず）を設ける。
【００２９】
上述した多層プリント配線板にはんだバンプを形成する。基板の両面に、ソルダーレジスト組成物を20μｍの厚さで塗布し、乾燥処理を行った後、円パターン（マスクパターン）が描画された厚さ５mmのフォトマスクフィルム（図示せず）を密着させて載置し、紫外線で露光し、現像処理する。そしてさらに、加熱処理し、はんだパッド部分（バイアホールとそのランド部分を含む）の開口６２を有するソルダーレジスト層（厚み20μｍ）６０を形成する（図５の工程（Ｏ））。
【００３０】
その後、塩化ニッケル2.3 ×10−１ｍｏｌ／ｌ、次亜リン酸ナトリウム2.8 ×10−１ｍｏｌ／ｌ、クエン酸ナトリウム1.6 ×10−１ｍｏｌ／ｌ、からなるｐＨ＝４．５の無電解ニッケルめっき液に、20分間浸漬して、開口部６２に厚さ５μｍのニッケルめっき層６４を形成する。さらに、その基板を、シアン化金カリウム7.6 ×10−３ｍｏｌ／ｌ、塩化アンモニウム1.9 ×10−１ｍｏｌ／ｌ、クエン酸ナトリウム1.2 ×10−１ｍｏｌ／ｌ、次亜リン酸ナトリウム1.7 ×10−１ｍｏｌ／ｌからなる無電解金めっき液に80℃の条件で７．５分間浸漬して、ニッケルめっき層６４上に厚さ0.03μｍの金めっき層６６を形成する（工程（Ｐ））。
【００３１】
そして、ソルダーレジスト層６０の開口部６２に、半田ペーストを充填する（図示せず）。その後、開口部６２に充填された半田を 200℃でリフローすることにより、半田バンプ（半田体）６８を形成する（図６参照）。
【００３２】
フラックス洗浄後、ルーターを持つ装置で、基板を適当な大きさに分割切断した後、プリント配線板の短絡、断線を検査するチェッカー工程を経て、所望の該当するプリント配線板を得る。
【００３３】
引き続き、本発明の第２実施形態に係る多層プリント配線板の製造方法について、図７を参照して説明する。
この第２実施形態では、上述した第１実施形態の工程（Ａ）、（Ｂ）と同様である。但し、第１実施形態では、工程（Ｃ）にて上層絶縁層２０となるフィルム２０を直接貼り付けた。これに対して、第２実施形態では、図７の工程（Ａ）に示すように、先ず、樹脂１９を回路パターン１８上に塗布し、樹脂をＢステージ状態に成るまで半硬化させた後、フィルム２０αをプレスにより圧着させる（工程（Ｂ））。この第２実施形態のコア基板は、第１実施形態と比較して表面の平滑性に優れる。
【００３４】
引き続き、本発明の第３実施形態に係る多層プリント配線板の製造方法について、図８を参照して説明する。
この第３実施形態では、上述した第２実施形態の工程（Ａ）と同様である。但し、第２実施形態では、工程（Ｂ）にて樹脂１９の上に上層絶縁層２０となるフィルム２０を直接貼り付けた。これに対して、第３実施形態では、図８の工程（Ａ）に示すように樹脂１９を回路パターン１８上に塗布した後、樹脂をＢステージ状態に成るまで半硬化させる。その後、該樹脂１９を、＃600 のベルト研磨紙（三共理化学製）を用いたベルトサンダー研磨により、バフ研磨を行って平滑化させる（工程（Ｂ））。次いで、加熱処理を行って樹脂１９を硬化させる。その後、フィルム２０αをプレスにより圧着させる（工程（Ｃ））。この第２実施形態のコア基板は、第２実施形態と比較して表面の平滑性に更に優れる。
【００３５】
この第３実施形態においては、コア基板３０にビア３２及び導体回路３４を形成した後（図２の工程（Ｈ））、層間樹脂絶縁層となる樹脂４０αを塗布する前に（図２の工程（Ｉ））、上述した樹脂の塗布及び研磨を行いビア３２及び導体回路３４の表面の平滑化を行うことができる。
【００３６】
引き続き、本発明の第４実施形態に係る多層プリント配線板の製造方法について、図９、図１０を参照して説明する。
この第４実施形態では、片面銅張り板１１０として、第１実施形態のものより銅箔１２の厚みの厚いもの（１００μｍ）を用いる（図９の工程（Ａ））。先ず、当該片面銅張り板１１０に外周にマスクを貼り、エッチングを行うことで、中央部分の銅箔の厚さを３０μｍ程度まで薄くする（工程（Ｂ））。図１０（Ａ）は、工程（Ｂ）に示す該片面銅張り板１１０の平面図を示している。ここで、図９の工程（Ｂ）の図は、図１０（Ａ）中のＸ−Ｘ断面、即ち、右端部近傍に相当している。
【００３７】
次に、銅箔１２をパターンエッチングして、中央部に回路パターン１８を形成し、外周部には銅箔１２を厚み１００μｍのまま残す（工程（Ｃ））。図１０（Ｂ）は、工程（Ｃ）の該片面銅張り板１１０の平面図を示している。図中に示すように、片面銅張り板１１０の外周には、銅箔１２が残り、銅箔１２の内側には、９個の回路パターン７０が形成されている。この回路パターン７０は、図９（Ｃ）に示す回路パターン１８の集合したものを表している。
【００３８】
本実施形態の片面銅張り板１１０は、９個取り用であり、以下の工程で第１実施形態と同様に層間樹脂絶縁層及び回路等が形成された後、裁断されて９個の多層プリント配線板が形成されることになる。この裁断の際に、銅箔１２の残された外周部は廃棄されることになる。
【００３９】
この第４実施形態に係る多層プリント配線板では、下層絶縁層１４の外周に厚みの厚い銅箔１２を強度保持のため残しておくので、薄い回路パターン（金属層）１８、下層絶縁層１４及び上層絶縁層２０（コア基板）を用いても、製造工程に置いてコア基板に反りが発生することがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る多層プリント配線板の製造工程図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る多層プリント配線板の製造工程図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る多層プリント配線板の製造工程図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る多層プリント配線板の製造工程図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る多層プリント配線板の製造工程図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係る多層プリント配線板の断面である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る多層プリント配線板の製造工程図である。
【図８】本発明の第３実施形態に係る多層プリント配線板の製造工程図である。
【図９】本発明の第４実施形態に係る多層プリント配線板の製造工程図である。
【図１０】図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）は、本発明の第４実施形態に係る多層プリント配線板を構成する銅張り積層板の平面図である。
【符号の説明】
１０ 片面銅張り板
１２ 銅箔（金属層）
１４ 基板
１８ 回路パターン
２０ 上層絶縁層
２２ 非貫通孔
２４ 無電解めっき膜
２６ レジスト
２８ 電解めっき
３０ コア基板
３２ ビア
３４ 導体回路
３６ スルーホール
４０ 層間樹脂絶縁層
４２ 非貫通孔
４４ 無電解めっき膜
４６ レジスト
４８ 電解めっき
５２ ビア
５４ 導体回路
６０ ソルダーレジスト
６２ 開口部
６４ ニッケルめっき膜
６６ 金めっき膜
６８ 半田バンプ
【発明の属する技術分野】
ＩＣチップなどの電子部品を載置するパッケージ基板に用い得るビルドアップ多層プリント配線板に関し、特にコア基板に層間樹脂絶縁層をビルドアップしてなるビルドアップ多層プリント配線板及びビルドアップ多層プリント配線板の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ビルドアップ多層プリント配線板は、例えば、特開平９−１３００５０号に開示される方法にて製造されている。
すなわち、スルーホールを形成したコア基板の上に層間樹脂絶縁層を積層し、該層間樹脂絶縁層の上に回路パターンを形成する。これを繰り返すことにより、ビルドアップ多層プリント配線板が得られる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
現在、コア基板にスルーホールを形成する際に、ドリルにより通孔を穿設している。このため、通孔の径として、３００μｍが最小限界であり、スルーホールの密度をドリル径で決定される値以上高めることができなかった。このため、コア基板にレーザにより通孔を穿設する方法が検討されているが、コア基板は１mm程度の厚みがあるため、微細な通孔を形成することは難しかった。
【０００４】
一方、パッケージ基板として用いられる多層プリント配線板では、ＩＣチップに発生する熱を効率良く発散させれる必要がある。ここで、多層プリント配線板は、１mm程度の積層樹脂板からなるコア基板に、数１０μｍの層間樹脂絶縁層及び配線層を積層してなる。このため、多層プリント配線板の厚みとしては、コア基板が大半を占めることになる。即ち、コア基板が、多層プリント配線板の厚みを厚くし、熱伝導性を下げさせる原因となっていた。
【０００５】
本発明は上述した課題を解決するためなされたものであり、その目的とするところは、スルーホールの配設密度を高め得ると共に、厚みを薄くできるビルドアップ多層プリント配線板及び該ビルドアップ多層プリント配線板の製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するため、請求項１では、
表面と裏面に導体回路が形成されたコア基板に層間樹脂絶縁層をビルドアップしてなるビルドアップ多層プリント配線板において、
前記コア基板が、回路パターンを２層の樹脂で挟んでなり、当該樹脂に形成された前記回路パターンへ至る非貫通孔をめっきで充填することで、スルーホールとしたことを技術的特徴とする。
【０００８】
請求項２は、少なくとも以下の（Ａ）〜（Ｄ）の工程を備えることを特徴とするビルドアップ多層プリント配線板の製造方法にある：
（Ａ）上面に回路パターンの形成された樹脂絶縁層の上層に、樹脂絶縁層を形成してコア基板とする工程；
（Ｂ）前記コア基板の樹脂絶縁層に、レーザで前記回路パターンへ至る非貫通孔を形成する工程；
（Ｃ）前記樹脂絶縁層の非貫通孔をめっきで充填してスルーホールとする工程；
（Ｄ）前記コア基板上に層間樹脂絶縁層をビルドアップする工程。
【０００９】
請求項３は、少なくとも以下の（Ａ）〜（Ｅ）の工程を備えることを特徴とするビルドアップ多層プリント配線板の製造方法にある：
（Ａ）樹脂絶縁層に金属層を積層して成る片面金属張り樹脂板の金属層をエッチングして、回路パターンを形成する工程；
（Ｂ）前記回路パターン上に、樹脂絶縁層となる樹脂フィルムを貼り付けコア基板とする工程；
（Ｃ）前記コア基板の樹脂絶縁層に、レーザで前記回路パターンへ至る非貫通孔を形成する工程；
（Ｄ）前記樹脂絶縁層の非貫通孔をめっきで充填してスルーホールとする工程；
（Ｅ）前記コア基板上に層間樹脂絶縁層をビルドアップする工程。
【００１０】
請求項４は、少なくとも以下の（Ａ）〜（Ｆ）の工程を備えることを特徴とするビルドアップ多層プリント配線板の製造方法にある：
（Ａ）樹脂絶縁層に金属層を積層して成る片面金属張り樹脂板の金属層をエッチングして、回路パターンを形成する工程；
（Ｂ）前記回路パターン上に、樹脂を塗布した後に研磨して、回路パターンを平坦にする工程；
（Ｃ）前記回路パターン上に樹脂絶縁層となる樹脂フィルムを貼り付けコア基板とする工程；
（Ｄ）前記コア基板の樹脂絶縁層に、レーザで前記回路パターンへ至る非貫通孔を形成する工程；
（Ｅ）前記樹脂絶縁層の非貫通孔をめっきで充填してスルーホールとする工程；
（Ｆ）前記コア基板上に層間樹脂絶縁層をビルドアップする工程。
【００１１】
請求項１の多層プリント配線板及び請求項２の多層プリント配線板の製造方法では、回路パターンを樹脂で挟むことでコア基板の強度を保つため、コア基板を薄く形成することが可能となり、多層プリント配線板の厚みを減らすことができる。また、回路パターンへ至る非貫通孔を樹脂層に形成すればよいため、従来のコア基板と比較してレーザにより穿設する通孔の深さが半分以下になる。従って、レーザにより容易に微細な非貫通孔を穿設でき、小径のスルーホールを形成することが可能になるので、多層プリント配線板の集積度を高めることができる。更に、コア基板が多層になるので、コア基板を構成する樹脂間の回路パターンで配線を取り回すことができ、多層プリント配線板の層数を削減することができる。
【００１２】
請求項３、４の多層プリント配線板の製造方法では、回路パターンを樹脂で挟むことでコア基板の強度を保つため、コア基板を薄く形成することが可能となり、多層プリント配線板の厚みを減らすことができる。また、回路パターンへ至る非貫通孔を樹脂層に形成すればよいため、従来のコア基板と比較してレーザにより穿設する通孔の深さが半分以下になる。従って、レーザにより容易に微細な非貫通孔を穿設でき、小径のスルーホールを形成することが可能になるので、多層プリント配線板の集積度を高めることができる。更に、コア基板が多層になるので、コア基板を構成する樹脂間の回路パターンで配線を取り回すことができ、多層プリント配線板の層数を削減することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図を参照して説明する。
先ず、本発明の第１実施形態に係る多層プリント配線板の構成について、断面図を示す図６を参照して説明する。
図６に示すように、多層プリント配線板１０では、コア基板３０の表面及び裏面に導体回路３４、３４が形成され、更に、該導体回路３４、３４の上に層間樹脂絶縁層４０、４０が形成されている。該層間樹脂絶縁層４０には、ビア５２及び導体回路５４が配設されており、該層間樹脂絶縁層４０、４０上の上層にはソルダーレジスト６０、６０が形成されており、該ソルダーレジスト６０の開口部６２を介して、ビア５２及び導体回路５４に半田バンプ６８が形成されている。
【００１４】
本実施形態の多層プリント配線板においては、コア基板３０が、金属層（回路パターン）１８を下層絶縁層１４及び上層絶縁層２０で挟んでなる。ここで、回路パターン１８の上下に対応するようにビア３２を設けることでスルーホール３６としている。一方、回路パターン１８の上下のビア３２の位置をずらして配置することで、当該回路パターン１８を介して配線を取り回している。
【００１５】
本実施形態では、金属層（回路パターン）１８を樹脂（絶縁層）２０，１４で挟むことで強度を保つため、コア基板３０を薄く形成することが可能となり、多層プリント配線板を厚みを減らし、熱伝導性を高めることができる。
【００１６】
本実施形態では、コア基板３０の下層絶縁層１４及び上層絶縁層２０に金属層１８へ至る非貫通孔２２をレーザ加工にて形成し、めっきで充填することでビア３２としている。ここで、金属層１８へ至る非貫通孔２２を下層絶縁層１４及び上層絶縁層２０に形成すればよいため、従来のコア基板と比較してレーザにて穿設する通孔の深さが半分以下になる。即ち、従来技術では、スルーホール用の通孔を下層絶縁層１４と上層絶縁層２０とを加えた厚みに相当する基板に穿設する必要があった。これに対して、本実施形態では、下層絶縁層１４と上層絶縁層２０とに別々に通孔を穿設すればよいため、通孔の深さは半分になる。従って、レーザにより容易に微細な非貫通孔を穿設でき、小径のスルーホールを形成することが可能になるので、多層プリント配線板の集積度を高めることができる。
【００１７】
更に、コア基板３０が多層になるので、コア基板を構成する下層絶縁層１４及び上層絶縁層２０間の金属層（回路パターン）１８で配線を取り回すことができ、多層プリント配線板の層数を削減することができる。
【００１８】
ひき続き、図６を参照して上述した多層プリント配線板の製造方法について、図１〜図５を参照して説明する。
(1) 厚さ３０〜２００μｍの樹脂からなる基板（下層絶縁層）１４の上面に５〜５０μｍの銅箔１２２がラミネートされている片面銅張板１０を出発材料とする（図１の工程（Ａ））。ここで、下層絶縁層１４としては、ガラスクロス又アライミドクロスにエポキシ、ＢＴ（ビスマレイミドトリアジン）、ポリイミド、オレフィンを浸漬してなるもの他、ガラスクロス、アライミドクロス等の心材を有さない樹脂、或いは、補強樹脂層をラミネートした樹脂フィルムを用いることができる。
【００１９】
まず、この片面銅張板１０をパターン状にエッチングすることにより、基板１４の上面に回路パターン１８を形成する（工程（Ｂ））。そして、厚さ３０〜２００μｍの樹脂からなるフィルム２０αを、回路パターン１８の上にプレスして貼り付ける（工程（Ｃ））。ここで、樹脂フィルム２０αとしては、上述したガラスクロス又はアライミドクロスにエポキシ、ＢＴ、ポリイミド、オレフィンを浸漬したもの、更には、ガラスクロス、アライミドクロス等の心材を有さない樹脂を用いることができる。即ち、下層絶縁層１４と上層絶縁層２０とを同じ材質で構成することも、また、異なる材質で構成することも可能であるが、多層プリント配線板の特性としては、同じ材質、構成（心材の有無）のものが望ましい。一方、異なる材質・構成の物を用いれば、材料の選択の幅が広がる。なお、ガラスクロス、アライミドクロス等の心材を有する樹脂にて下層絶縁層１４及び上層絶縁層２０を構成することで、コア基板３０の強度を高めることができる。他方、心材を用いないことで、心材を介しての金属マイグレーションが無くなり、スルーホール間の絶縁性を長期に渡り保つことができる。ここでは、樹脂フィルムを貼り付けているが、この代わりに樹脂を塗布してから硬化させることも可能である。
【００２０】
その後、樹脂フィルム２０αを加熱して硬化させ上層絶縁層２０とした後、ＣＯ2レーザ、ＹＡＧレーザ又はエキシマレーザにより、上層絶縁層２０及び下層絶縁層１４に、回路１８パターンへ至る開口径１００〜２５０μｍの非貫通孔２２を形成する（工程（Ｄ））。本実施形態では、上層絶縁層２０及び下層絶縁層１４の厚みが３０〜２００μｍと薄いので、レーザで微細な孔を明けることができる。
【００２１】
デスミヤ処理を施した後、パラジウム触媒を付与し、無電解めっき液へ浸漬して、コア基板３０の表面に均一に厚さ１５μｍの無電解めっき膜２４を析出させる（工程（Ｅ））。ここでは、無電解めっきを用いているが、スパッタにより銅、ニッケル等の金属膜を形成することも可能である。スパッタはコスト的には不利であるが、樹脂との密着性を改善できる利点がある。
【００２２】
引き続き、コア基板３０の表面に感光性ドライフィルムを張り付け、マスクを載置して、露光・現像処理し、厚さ15μｍのめっきレジストレジスト２６を形成する（図２の工程（Ｆ））。そして、コア基板３０を無電解めっき液に浸漬し、無電解めっき膜２４を介して電流を流してレジスト２６の非形成部に電解めっき２８を形成する。この際に、非貫通孔２２の表面を平坦にするように、電解めっき２８を充填する（工程（Ｇ））。
【００２３】
そして、レジスト２６を５％KOH で剥離除去した後、硫酸と過酸化水素混合液でエッチングし、めっきレジスト下の無電解めっき膜２４を溶解除去し、無電解めっき２４及び電解銅めっき２８からなる厚さ１８μｍ（１０〜３０μｍ）の導体回路３４及びビア３２を得る（工程（Ｈ））。本実施形態では、回路パターン１８の上下に対応するようにビア３２を設けることでスルーホール３６としている。一方、回路パターン１８の上下のビア３２の位置をずらして配置することで、当該回路パターン１８を介して配線を取り回している。
【００２４】
更に、クロム酸に３分間浸漬して、導体回路３４間のコア基板３０の表面を１μｍエッチング処理し、表面のパラジウム触媒を除去する。更に、第２銅錯体と有機酸とを含有するエッチング液により、導体回路３４及びビア３２の表面に粗化面（図示せず）を形成し、さらにその表面にSn置換を行う。
【００２５】
エポキシ、ＢＴ、ポリイミド、オレフィン等からなる熱硬化性樹脂３６αをコア基板３０の表面に塗布し、乾燥（プリベーク）を行う（工程（Ｉ））。次いで、該樹脂３６αにＣＯ2レーザ、ＹＡＧレーザ又はエキシマレーザにより、導体回路３４及びビア３２へ至る開口径１００〜２５０μｍの非貫通孔４２を形成した後、加熱して非貫通孔４２を有する層間樹脂絶縁層４０を形成する（図３の工程（Ｊ））。層間樹脂絶縁層を構成する樹脂としては、上述した下層絶縁層１４及び上層絶縁層２０と同じ樹脂を用いることもでき、異なる樹脂を用いることも可能である。また、熱硬化性樹脂の他、熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂との混合物を用いることができ、更に、シリコン、樹脂等のフィラーを混入することができる。ここで、溶解性フィラーを混合し、該フィラーを薬液で溶解することで、層間樹脂絶縁層の表面を粗化することもできる。なお、ここでは樹脂を塗布しているが、上層絶縁層２０と同様に、樹脂フィルムを用いることもできる。
【００２６】
デスミヤ処理を施した後、パラジウム触媒を付与し、無電解めっき液へ浸漬して、層間樹脂絶縁層４０の表面に均一に厚さ１５μｍの無電解めっき膜４４を析出させる（工程（Ｋ））。
【００２７】
引き続き、無電解めっき膜４４の表面にめっきレジストレジスト４６を形成する（工程（Ｌ））。そして、レジスト４６の非形成部に電解めっき４８を形成する（図４の工程（Ｇ））。
【００２８】
そして、レジスト４６を剥離除去した後、エッチングし、めっきレジスト下の無電解めっき膜４２を溶解除去し、無電解めっき４２及び電解銅めっき４８からなる厚さ１８μｍ（１０〜３０μｍ）の導体回路５４及びビア５２を得る（工程（Ｎ））。その後、導体回路５４及びビア５２の表面に粗化層（図示せず）を設ける。
【００２９】
上述した多層プリント配線板にはんだバンプを形成する。基板の両面に、ソルダーレジスト組成物を20μｍの厚さで塗布し、乾燥処理を行った後、円パターン（マスクパターン）が描画された厚さ５mmのフォトマスクフィルム（図示せず）を密着させて載置し、紫外線で露光し、現像処理する。そしてさらに、加熱処理し、はんだパッド部分（バイアホールとそのランド部分を含む）の開口６２を有するソルダーレジスト層（厚み20μｍ）６０を形成する（図５の工程（Ｏ））。
【００３０】
その後、塩化ニッケル2.3 ×10−１ｍｏｌ／ｌ、次亜リン酸ナトリウム2.8 ×10−１ｍｏｌ／ｌ、クエン酸ナトリウム1.6 ×10−１ｍｏｌ／ｌ、からなるｐＨ＝４．５の無電解ニッケルめっき液に、20分間浸漬して、開口部６２に厚さ５μｍのニッケルめっき層６４を形成する。さらに、その基板を、シアン化金カリウム7.6 ×10−３ｍｏｌ／ｌ、塩化アンモニウム1.9 ×10−１ｍｏｌ／ｌ、クエン酸ナトリウム1.2 ×10−１ｍｏｌ／ｌ、次亜リン酸ナトリウム1.7 ×10−１ｍｏｌ／ｌからなる無電解金めっき液に80℃の条件で７．５分間浸漬して、ニッケルめっき層６４上に厚さ0.03μｍの金めっき層６６を形成する（工程（Ｐ））。
【００３１】
そして、ソルダーレジスト層６０の開口部６２に、半田ペーストを充填する（図示せず）。その後、開口部６２に充填された半田を 200℃でリフローすることにより、半田バンプ（半田体）６８を形成する（図６参照）。
【００３２】
フラックス洗浄後、ルーターを持つ装置で、基板を適当な大きさに分割切断した後、プリント配線板の短絡、断線を検査するチェッカー工程を経て、所望の該当するプリント配線板を得る。
【００３３】
引き続き、本発明の第２実施形態に係る多層プリント配線板の製造方法について、図７を参照して説明する。
この第２実施形態では、上述した第１実施形態の工程（Ａ）、（Ｂ）と同様である。但し、第１実施形態では、工程（Ｃ）にて上層絶縁層２０となるフィルム２０を直接貼り付けた。これに対して、第２実施形態では、図７の工程（Ａ）に示すように、先ず、樹脂１９を回路パターン１８上に塗布し、樹脂をＢステージ状態に成るまで半硬化させた後、フィルム２０αをプレスにより圧着させる（工程（Ｂ））。この第２実施形態のコア基板は、第１実施形態と比較して表面の平滑性に優れる。
【００３４】
引き続き、本発明の第３実施形態に係る多層プリント配線板の製造方法について、図８を参照して説明する。
この第３実施形態では、上述した第２実施形態の工程（Ａ）と同様である。但し、第２実施形態では、工程（Ｂ）にて樹脂１９の上に上層絶縁層２０となるフィルム２０を直接貼り付けた。これに対して、第３実施形態では、図８の工程（Ａ）に示すように樹脂１９を回路パターン１８上に塗布した後、樹脂をＢステージ状態に成るまで半硬化させる。その後、該樹脂１９を、＃600 のベルト研磨紙（三共理化学製）を用いたベルトサンダー研磨により、バフ研磨を行って平滑化させる（工程（Ｂ））。次いで、加熱処理を行って樹脂１９を硬化させる。その後、フィルム２０αをプレスにより圧着させる（工程（Ｃ））。この第２実施形態のコア基板は、第２実施形態と比較して表面の平滑性に更に優れる。
【００３５】
この第３実施形態においては、コア基板３０にビア３２及び導体回路３４を形成した後（図２の工程（Ｈ））、層間樹脂絶縁層となる樹脂４０αを塗布する前に（図２の工程（Ｉ））、上述した樹脂の塗布及び研磨を行いビア３２及び導体回路３４の表面の平滑化を行うことができる。
【００３６】
引き続き、本発明の第４実施形態に係る多層プリント配線板の製造方法について、図９、図１０を参照して説明する。
この第４実施形態では、片面銅張り板１１０として、第１実施形態のものより銅箔１２の厚みの厚いもの（１００μｍ）を用いる（図９の工程（Ａ））。先ず、当該片面銅張り板１１０に外周にマスクを貼り、エッチングを行うことで、中央部分の銅箔の厚さを３０μｍ程度まで薄くする（工程（Ｂ））。図１０（Ａ）は、工程（Ｂ）に示す該片面銅張り板１１０の平面図を示している。ここで、図９の工程（Ｂ）の図は、図１０（Ａ）中のＸ−Ｘ断面、即ち、右端部近傍に相当している。
【００３７】
次に、銅箔１２をパターンエッチングして、中央部に回路パターン１８を形成し、外周部には銅箔１２を厚み１００μｍのまま残す（工程（Ｃ））。図１０（Ｂ）は、工程（Ｃ）の該片面銅張り板１１０の平面図を示している。図中に示すように、片面銅張り板１１０の外周には、銅箔１２が残り、銅箔１２の内側には、９個の回路パターン７０が形成されている。この回路パターン７０は、図９（Ｃ）に示す回路パターン１８の集合したものを表している。
【００３８】
本実施形態の片面銅張り板１１０は、９個取り用であり、以下の工程で第１実施形態と同様に層間樹脂絶縁層及び回路等が形成された後、裁断されて９個の多層プリント配線板が形成されることになる。この裁断の際に、銅箔１２の残された外周部は廃棄されることになる。
【００３９】
この第４実施形態に係る多層プリント配線板では、下層絶縁層１４の外周に厚みの厚い銅箔１２を強度保持のため残しておくので、薄い回路パターン（金属層）１８、下層絶縁層１４及び上層絶縁層２０（コア基板）を用いても、製造工程に置いてコア基板に反りが発生することがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る多層プリント配線板の製造工程図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る多層プリント配線板の製造工程図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る多層プリント配線板の製造工程図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る多層プリント配線板の製造工程図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る多層プリント配線板の製造工程図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係る多層プリント配線板の断面である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る多層プリント配線板の製造工程図である。
【図８】本発明の第３実施形態に係る多層プリント配線板の製造工程図である。
【図９】本発明の第４実施形態に係る多層プリント配線板の製造工程図である。
【図１０】図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）は、本発明の第４実施形態に係る多層プリント配線板を構成する銅張り積層板の平面図である。
【符号の説明】
１０ 片面銅張り板
１２ 銅箔（金属層）
１４ 基板
１８ 回路パターン
２０ 上層絶縁層
２２ 非貫通孔
２４ 無電解めっき膜
２６ レジスト
２８ 電解めっき
３０ コア基板
３２ ビア
３４ 導体回路
３６ スルーホール
４０ 層間樹脂絶縁層
４２ 非貫通孔
４４ 無電解めっき膜
４６ レジスト
４８ 電解めっき
５２ ビア
５４ 導体回路
６０ ソルダーレジスト
６２ 開口部
６４ ニッケルめっき膜
６６ 金めっき膜
６８ 半田バンプ
Claims (11)
- 表面と裏面に導体回路が形成されたコア基板に層間樹脂絶縁層をビルドアップしてなるビルドアップ多層プリント配線板において、
前記コア基板が、回路パターンを２層の樹脂で挟んでなり、当該樹脂に形成された前記回路パターンへ至る非貫通孔をめっきで充填することで、スルーホールとしたことを特徴とするビルドアップ多層プリント配線板。 - 少なくとも以下の（Ａ）〜（Ｄ）の工程を備えることを特徴とするビルドアップ多層プリント配線板の製造方法：
（Ａ）上面に回路パターンの形成された樹脂絶縁層の上層に、樹脂絶縁層を形成してコア基板とする工程；
（Ｂ）前記コア基板の樹脂絶縁層に、レーザで前記回路パターンへ至る非貫通孔を形成する工程；
（Ｃ）前記樹脂絶縁層の非貫通孔をめっきで充填してスルーホールとする工程；
（Ｄ）前記コア基板上に層間樹脂絶縁層をビルドアップする工程。 - 少なくとも以下の（Ａ）〜（Ｅ）の工程を備えることを特徴とするビルドアップ多層プリント配線板の製造方法：
（Ａ）樹脂絶縁層に金属層を積層して成る片面金属張り樹脂板の金属層をエッチングして、回路パターンを形成する工程；
（Ｂ）前記回路パターン上に、樹脂絶縁層となる樹脂フィルムを貼り付けコア基板とする工程；
（Ｃ）前記コア基板の樹脂絶縁層に、レーザで前記回路パターンへ至る非貫通孔を形成する工程；
（Ｄ）前記樹脂絶縁層の非貫通孔をめっきで充填してスルーホールとする工程；
（Ｅ）前記コア基板上に層間樹脂絶縁層をビルドアップする工程。 - 少なくとも以下の（Ａ）〜（Ｆ）の工程を備えることを特徴とするビルドアップ多層プリント配線板の製造方法：
（Ａ）樹脂絶縁層に金属層を積層して成る片面金属張り樹脂板の金属層をエッチングして、回路パターンを形成する工程；
（Ｂ）前記回路パターン上に、樹脂を塗布した後に研磨して、回路パターンを平坦にする工程；
（Ｃ）前記回路パターン上に樹脂絶縁層となる樹脂フィルムを貼り付けコア基板とする工程；
（Ｄ）前記コア基板の樹脂絶縁層に、レーザで前記回路パターンへ至る非貫通孔を形成する工程；
（Ｅ）前記樹脂絶縁層の非貫通孔をめっきで充填してスルーホールとする工程；
（Ｆ）前記コア基板上に層間樹脂絶縁層をビルドアップする工程。 - 前記樹脂は心材を有していることを特徴とする請求項１に記載のビルドアップ多層プリント配線板。
- 前記層間樹脂絶縁層は心材を有しない樹脂であることを特徴とする請求項１に記載のビルドアップ多層プリント配線板。
- 前記樹脂の厚みは３０〜２００μｍであることを特徴とする請求項１に記載のビルドアップ多層プリント配線板。
- 前記コア基板は回路パターンの上下で位置がずれているビアを有している請求項１に記載のビルドアップ多層プリント配線板。
- 前記層間樹脂絶縁層は心材を有していることを特徴とする請求項５に記載のビルドアップ多層プリント配線板。
- 前記樹脂絶縁層は心材を有していることを特徴とする請求項２に記載のビルドアップ多層プリント配線板の製造方法。
- 前記層間樹脂絶縁層は心材を有していることを特徴とする請求項１０に記載のビルドアップ多層プリント配線板の製造方法。
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