JP2000232268A

JP2000232268A - 片面回路基板およびその製造方法

Info

Publication number: JP2000232268A
Application number: JP11031019A
Authority: JP
Inventors: Akira Enomoto; 亮榎本; Takashi Kariya; 隆苅谷
Original assignee: Ibiden Co Ltd
Current assignee: Ibiden Co Ltd
Priority date: 1999-02-09
Filing date: 1999-02-09
Publication date: 2000-08-22

Abstract

(57)【要約】【課題】レーザ加工によるビアホール形成に伴う問題
点を解消し、ＩＶＨ構造の高密度多層プリント配線板を
高い歩留りで効率よく製造するのに好適な層間接続信頼
性に優れた片面プリント配線板およびその製造方法を提
案すること。【解決手段】絶縁性基材と、その絶縁性基材の一方の
表面に形成された導体回路と、上記絶縁性基材の他方の
表面から導体回路に至るビアホールとを備える片面回路
基板を製造するに当たって、ビアホール形成用開口が、
パルスエネルギーが0.5 〜5.0 ｍＪ、パルス幅が１〜20
μｓ、パルス間隔が２ｍｓ以上、ショット数が３〜10の
条件のもとで、パルス発振型炭酸ガスレーザーの照射に
よって形成されること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、片面回路基板およ
びその製造方法に関し、特に、インターステシャルビア
ホール（ＩＶＨ）構造を有する多層プリント配線板の製
造に供される片面回路基板とその製造方法についての提
案である。

【０００２】

【従来の技術】従来の多層プリント配線板は、銅張積層
板とプリプレグを交互に積み重ねて一体化してなる積層
体にて構成されたものが一般的である。このような多層
プリント配線板は、その表面に外層導体回路パターンを
有し、層間絶縁層間には内層導体回路パターンが形成さ
れている。そして、これらの導体回路パターンは、積層
体の厚さ方向に穿孔形成したスルーホールを介して、内
層導体回路パターン相互間あるいは内層導体回路パター
ンと外層導体回路パターンとの間で電気的に接続されて
いる。

【０００３】ところが、上述したようなスルーホール構
造を有する多層プリント配線板は、スルーホールを形成
するための領域を予め確保する必要があるために、部品
実装の高密度化に限界があり、たとえば、携帯用電子機
器の超小型化や狭ピッチパッケージおよびＭＣＭの実用
化の要請に十分に対処できないという欠点があった。そ
のため、最近では、このようなスルーホール構造の多層
プリント配線板に代えて、高密度化に対応し易い全層イ
ンターステシャルビアホール構造（以下、ＩＶＨ構造と
略記する）を有する多層プリント配線板が注目されてい
る。

【０００４】この全層ＩＶＨ構造を有する多層プリント
配線板というのは、積層体を構成する各層間絶縁層に、
導体回路間を電気的に接続するビアホールが設けられて
いる構造のプリント配線板である。このようなプリント
配線板は、内層導体回路パターン相互間あるいは内層導
体回路パターンと外層導体回路パターン間が、配線基板
を貫通しないビアホール（べリードビアホールあるいは
ブラインドビアホール）によって電気的に接続されてい
ることが特徴である。それ故に、かかるＩＶＨ構造の多
層プリント配線板は、スルーホールを形成するための領
域を特別に設ける必要がなく、各層間接続を微細なビア
ホールだけで行うことができるため、電子機器の小型
化、高密度化、信号の高速伝搬を容易に実現することが
できる。

【０００５】このようなＩＶＨ構造の多層プリント配線
板は、例えば、図１に示すような工程によって製造され
ている。まず、プリプレグ12としてアラミド不織布にエ
ポキシ樹脂を含浸させた材料を用い、このプリプレグ12
に炭酸ガスレーザによる穴開け加工を施し、次いで、こ
のようにして得られた開口12ａに導電性ペースト14を充
填する（図１（Ａ）参照）。

【０００６】次に、上記プリプレグ12の両面に銅箔16を
重ね、加熱プレスにより加熱、加圧する。これにより、
プリプレグ12のエポキシ樹脂および導電性ペーストが硬
化され両面の銅箔16、16相互の電気的接続が行われる
（図１（Ｂ）参照）。

【０００７】そして、上記銅箔16をエッチング法により
パターニングすることで、ビアホールを有する硬質の両
面基板が得られる（図１（Ｃ）参照）。このようにして
得られた両面基板をコア層として多層化する。具体的に
は、上記コア層の両面に、導電性ペーストを充填したプ
リプレグと銅箔とを位置合わせしながら順次に積層し、
再度加熱プレスしたのち、最上層の銅箔16をエッチング
することで４層基板を得る（図１（Ｄ）、（Ｅ）参
照）。さらに多層化する場合は、上記の工程を繰り返し
行い、６層または８層の多層プリント配線板を製造する
ことができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来技術には、以下のような問題点があった。多層化のためには、加熱プレスによる積層工程とエッ
チングによる銅箔のパターンニング工程とを何度も繰り
返さなければならず、製造工程が複雑になり、製造に長
時間を要すること。このような製造方法によって得られるＩＶＨ構造の多
層プリント配線板は、製造過程で１個所でも（一工程で
も）パターンニング不良が発生すると、最終製品である
プリント配線板全体が不良品となるために、歩留りが大
幅に低下すること。なお、このような問題点については、本願の発明者らは
先に、特願平第10-179192号としてその改善方法を提案
した。

【０００９】ところが、この改善提案については、なお
次のような解決すべき課題が残されていた。すなわち、
先行提案技術においては、ビアホール形成用の開口を、
パルス発振型炭酸ガスレーザを用いたレーザ加工によっ
て形成していたが、最適なレーザ加工条件が未だ確立さ
れていないため、レーザによる金属層へのダメージや、
絶縁性基材を構成するガラス繊維の疎密に起因するビア
ホール形状や開口径のばらつき、ビアホール内壁面にガ
ラス繊維先端への球状溶融物の付着、炭化物の残留、ビ
アホール周辺部で見られる樹脂の盛り上がり、ビアホー
ル内へのめっきの異常析出（ノジュール）等の課題が未
解決となっていた。

【００１０】そこで、本発明の目的は、レーザ加工によ
るビアホール形成に伴う上記の問題点を解消し、ＩＶＨ
構造の高密度多層プリント配線板を高い歩留りで効率よ
く製造するのに好適で、接続信頼性の高い片面プリント
配線板とその製造方法を提案することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】発明者らは、上掲の目的
を実現するために鋭意研究した結果、微細なビアホール
を良好に形成できるレーザ加工条件を見出し、以下の内
容を要旨構成とする本発明に想到した。 (1) すなわち、絶縁性基材の一方の面に導体回路を有
し、この絶縁性基材の他方の面には前記導体回路に達す
るビアホールが設けられた片面回路基板において、前記
ビアホールは、パルスエネルギーが0.5〜5.0ｍＪ、パル
ス幅が１〜20μｓ、パルス間隔が２ｍｓ以上、ショット
数が３〜10の条件で照射される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を特徴とする。

【００１２】このような片面回路基板において、絶縁性
基材は、厚さが20〜100μｍのガラスエポキシ複合材料
から形成され、ビアホール径は50〜250μｍであること
が望ましい。また、ビアホールの開口内部には導電性物
質が充填され、その導電性物質充填位置に対応して、導
電性物質層と電気的に接続される導電性ペーストあるい
は低融点金属からなる突起状導体が形成されることが好
ましい。

【００１３】(2) 次に、本発明にかかる片面回路基板の
製造方法は、絶縁性基材の一方の表面に金属層が形成さ
れると共に、他方の表面から前記金属層に至るビアホー
ルが形成された片面回路基板の製造に当たって、その製
造工程の中に、上記絶縁性基材の他方の表面に、パルス
エネルギーが0.5〜5.0ｍＪ、パルス幅が１〜20μｓ、パ
ルス間隔が２ｍｓ以上、ショット数が３〜10の条件で炭
酸ガスレーザを照射して、ビアホール形成用の開口を形
成し、その後、開口内部に導電性物質を充填して、上記
ビアホールを形成する工程を少なくとも含んでいること
を特徴とする。

【００１４】上記製造方法において、炭酸ガスレーザの
照射の前に、上記絶縁性基材の他方の表面に樹脂フィル
ムを貼り付ける工程と、上記導電性物質を充填した後
に、その樹脂フィルムを印刷マスクとして、上記ビアホ
ールの導電性物質層に対応する位置に、導電性ペースト
あるいは低融点金属を印刷して突起状導体を形成する工
程とを含んでいることが望ましい。

【００１５】上記絶縁性基材は、厚さが20〜100μｍの
ガラスエポキシ複合樹脂から形成され、上記金属層は、
厚さが5〜18μｍの銅箔から形成されることが望まし
い。また前記絶縁性基材と金属層との組み合わせは、片
面銅張積層板から形成されることが好ましい。上記製造
方法における樹脂フィルムは、厚さが10〜40μｍのＰＥ
Ｔフィルムから形成されることが好ましい。上記ビアホ
ール形成用開口の開口径が50〜250μｍであることが望
ましく、さらに、上記導電性物質は、電解銅めっき処理
によって形成された銅めっきであることが望ましい。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明に適合する上記炭酸ガスレ
ーザ加工条件は、絶縁性基材および導体回路が形成され
るべき金属層の種類、材質、あるいはその厚みや、形成
されるべきビアホールの形状、開口径等に応じて決定さ
れるものであり、このような加工条件を採用すると、い
かなる環境にあっても、導体回路を形成する金属層への
ダメージを抑えることができると共に、絶縁性基材を形
成する樹脂やガラス繊維への熱的影響を最小限にして、
層間の接続抵抗を小さくことができるので、接続信頼性
の高いビアホール、ひいては多層プリント配線板を製造
することができる。

【００１７】本発明にかかる片面回路基板は、全層がＩ
VH構造を有する多層プリント配線板の製造に好適であ
る。即ち、一方の面に導体回路を、他方の面にビアホー
ルを形成してなる片面回路基板として、これらが予め個
々に製造され、そして、このようにして製造された合格
片面回路基板のみを接着剤層を介して必要数積層した
後、一度の加熱加圧（熱プレス）によって、所要層数の
多層プリント配線板を一挙に製造することができる。こ
のため、片面回路基板は積層する前に、導体回路等の不
良個所の有無を予め検査することができるので、積層段
階では、不良のない合格片面回路基板のみを用いること
ができるようになる。

【００１８】従って、このような方法によれば、製造段
階での不良発生を未然に防止することができるので、層
間接続信頼性に優れたＩＶＨ構造を有する多層プリント
配線板を高い歩留まりで、しかも短時間で効率良く製造
することができる。

【００１９】本発明において用いられる絶縁性基材とし
ては、厚さが20〜100μmのガラスエポキシ複合材料、た
とえばガラス布エポキシ基板が用いられるのが好まし
い。その理由は、20μｍ未満の厚さでは電気的絶縁性に
対する信頼性が低くなり、100μｍを超える厚さではビ
アホール形成用開口が形成し難くなると共に、基板その
ものが厚くなるためである。このような範囲の厚さを有
するガラス布エポキシ基板上に形成されるビアホールの
口径は50〜250μｍ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、250μ
ｍを超えると、高密度化が困難になるからである。

【００２０】また、ビアホール形成用開口の内部に充填
される導電性物質としては、導電性ペーストや電解めっ
き処理によって形成される金属めっきが望ましいが、確
実な接続信頼性を得るためには銅めっき等の導電性金属
めっきが好ましく、特に電解銅めっきが好適である。さ
らに、本発明の片面回路基板には、このビアホール形成
用開口内に充填された導電性物質の位置に対応して突起
状導体、すなわち、導電性ペーストや低融点金属からな
る突起状導体が形成される。

【００２１】前記突起状導体は、導電性ペーストあるい
は低融点金属から形成されるので、多層プリント配線板
を製造する際の、加熱プレス工程において、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金属めっきの高さのばらつき
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プリント配線板を得ることがで
きる。

【００２２】さらに、上記突起状導体は、電解めっきに
よって導電性めっき層が充填されたビアホール上の対応
位置に形成されるので、多層プリント配線板における隣
接する導体回路同士の電気的接続は、突起状導体を比較
的薄い接着剤層のみを貫通させた状態で行うことができ
る。それゆえ、突起状導体の高さを低く、またその径を
小さくできるので、突起状導体のピッチ間隔を小さくで
き、ひいては、プリント配線板に配列されるビアホール
のピッチ間隔も小さくすることができるので、超高密度
化に対応できる。

【００２３】次に、本発明の片面回路基板の製造方法に
ついて説明する。本発明の片面回路基板の製造方法は、
絶縁性基材の一方の表面に金属層が形成されると共に、
他方の表面から前記金属層に至るビアホールが形成され
た片面回路基板の製造に当たって、その製造工程の中
に、上記絶縁性基材の他方の表面に、パルスエネルギー
が0.5〜5.0ｍＪ、パルス幅が1〜20μｓ、パルス間隔が2
ｍｓ以上、ショット数が3〜10の条件で炭酸ガスレーザ
ーを照射して、ビアホール形成用の開口を形成し、その
後、開口内部に導電性物質を充填して、上記ビアホール
を形成する工程を少なくとも含んでいることを特徴とす
る。

【００２４】上記製造方法において、炭酸ガスレーザの
照射の前に、上記絶縁性基材の他方の表面に樹脂フィル
ムを貼り付ける工程と、上記導電性物質を充填した後
に、その樹脂フィルムを印刷マスクとして、上記ビアホ
ールに対応する位置に、導電性ペーストあるいは低融点
金属を印刷して突起状導体を形成する工程とを含んでい
ることが望ましい。

【００２５】また、上記絶縁性基材は、厚さが20〜100
μmのガラス布エポキシ基板から形成され、前記金属層
は、厚さが5〜18μｍの銅箔から形成されることが望ま
しい。

【００２６】上記絶縁性基材と金属層の組み合わせは、
片面銅張積層板から形成されることが好ましい。また、
上記樹脂フィルムは、厚さが10〜40μｍのＰＥＴフィル
ムから形成されることが好ましい。その理由は、PETフ
ィルムの厚さに依存して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40μｍ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。

【００２７】さらに、上記導電性物質は、電解銅めっき
処理によって形成された銅めっきであることが望まし
い。その理由は、銅めっきを得るまでの電解めっき処理
時間が比較的短く、またビアホール形成用開口に銅めっ
きが充填されていると、積層段階でのプレス圧力が掛か
りやすいので接続信頼性が向上するためである。

【００２８】以下、本発明にかかる片面回路基板の製造
方法について、添付図面を参照にして、具体的に説明す
る。本発明の片面回路基板を製造するに当たって、片面
に金属層42の形成された絶縁性基材40を出発材料として
用いる（図２ (Ａ) 参照）。使用する絶縁性基材40とし
ては、樹脂基材が望ましく、たとえば、アラミド不織布
−エポキシ樹脂基材、ガラス布エポキシ樹脂基材、アラ
ミド不織布−ポリイミド基材、ビスマレイミド−トリア
ジン樹脂基材から選ばれるリジッド（硬質）な積層基材
が使用される。

【００２９】また、絶縁性基材40の一方の表面に形成さ
れた金属層42は、銅箔を使用できる。銅箔は密着性改善
のため、マット処理されていてもよく、また絶縁性基材
40の表面に、金属を蒸着した後、電解めっき処理を施し
て形成した銅めっきを、金属層42とすることもできる。

【００３０】上記絶縁性基材40の厚さは、20〜100μｍ
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
なり、100μｍを超えると微細なビアホールの形成およ
び導電性物質の充填が難しくなるからである。

【００３１】一方、金属層42の厚さは、5〜18μｍが望
ましい。その理由は、レーザ加工で絶縁性基材にビアホ
ール形成用開口を形成する際に、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、フ
ァインパターンを形成し難いからである。

【００３２】上記絶縁基材40および金属層42としては、
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、金属層42が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。

【００３３】次に、絶縁性基材40に積層用ピン穴
(ガイドホール) をドリル加工によって形成し（図２
(Ｂ) 参照）、その後、絶縁性基材40の表面および金属
層42の表面に保護フィルム100を貼付する（図２ (Ｃ)
参照）。この保護フィルム100は、後述する電解めっき
処理において、金属層42へのめっき膜析出を阻止するた
め使用されると共に、後述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。

【００３４】ついで、レーザ加工によって、絶縁性
基材40の金属層４２が設けられていない表面から金属層
42に至るビアホール形成用開口40ａを形成する（図２
(Ｄ) 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る。加工条件は、パル
スエネルギーが0.5〜5.0ｍＪ、パルス幅が1〜20μｓ、
パルス間隔が2ｍｓ以上、ショット数が3〜10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
され得る開口40ａの開口径は、50〜250μｍであること
が望ましい。

【００３５】その後、開口40ａの内壁面に残留する樹脂
を取り除くために、酸素プラズマ放電処理、コロナ放電
処理等のデスミア処理を行うことが、接続信頼性確保の
点で望ましい（図２(E) 参照）。

【００３６】次に、レーザ加工で形成したビアホー
ル形成用開口40ａ内に、電解めっき処理によって電解め
っき46を充填してビアホール50を形成する（図２(F) 参
照）。開口40ａのほとんど全ての隙間に電解めっき46を
充填することもできるが、好ましい実施態様としては、
電解めっき46を開口40ａの上部に若干の隙間を残して充
填し、その隙間に導電性ペーストを充填して行う。この
場合には、後述するように、バンプを同時に形成するこ
とができるという長所がある。このような実施形態で
は、電解めっき層の高さのばらつきを導電性ペーストに
より是正してバンプの高さをそろえることができる。こ
の場合、導電性ペーストに代えて低融点金属を充填する
こともできる。

【００３７】前記電解めっきのビアホール形成用開口へ
の充填率（電解めっき層の高さｔ×100／ビアホール形
成用開口の深さＴ：図４（D）参照）は、平均で50％以
上、100％未満、より好ましくは、55％〜95％であり、6
0％〜90％が最適である。

【００３８】上記電解めっきとしては、例えば、銅、
金、ニッケル、ハンダめっきを使用できるが、特に、電
解銅めっきが最適である。上記電解めっき処理は、絶縁
性基材40に形成された金属層42をめっきリードとして行
う。金属層42は、絶縁性基材40上の一方の表面全体に形
成されているため、電界密度がほぼ均一となり、開口40
ａは電解めっき層によってほぼ均一な高さで充填され
る。

【００３９】この実施態様では、電解めっきにより開口
40ａが完全充填されるが、電解めっき処理前に、開口40
ａ内の金属層42の表面を酸などで活性化処理しておくこ
とが望ましい。また、工程において金属層42の表面全
体に貼付された保護フィルム100（PET）は、金属層42の
表面側に電解めっきが析出しないように工夫されたマス
クとして機能している。

【００４０】その後、金属層42に貼付した保護フィ
ルム100を剥離させ（図２(H)参照）、絶縁性基材40に貼
付した保護フィルム100の上には、さらにエッチング保
護フィルム102を貼付して、所定パターンのマスクを披
覆した後、金属層42をエッチングして導体回路54を形成
する（図２(I) 参照）。

【００４１】この処理工程においては、先ず、金属層42
の表面に感光性ドライフィルムレジストを貼付するか、
液状感光性レジストを塗布した後、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
した後、エッチングレジスト非形成部分の金属層42をエ
ッチングして導体パターン54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。

【００４２】上記金属層42をエッチングして導体回路を
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、金属層42の表面側の全面をエ
ッチングして厚さを1〜10μｍ、より好ましくは2〜8μ
ｍ程度まで薄くすることができる。

【００４３】エッチング処理の後、エッチング保護
フィルム102を剥離させ（図２(J)参照）、処理工程に
おいて形成した導電性めっき46の表面および処理工程
において形成した導体回路54の表面を粗化処理する（図
３(K)参照）。この粗化処理は、導電性めっき46と後述
する導電性ペーストとの密着性を改善し、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。

【００４４】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。このような粗化処理を終えた後、酸化防止
のために粗化面上にＳｎ層を形成する（図３(L)参
照）。

【００４５】次に、ビアホールの電解めっきが充填
された位置に対応して、突起状導体、すなわちバンプ56
を形成する。バンプ56は、レーザ照射によって開口が形
成されたPETフィルム100を印刷マスクとして用いたスク
リーン印刷によって形成される（図３(M)参照）。この
際、導電性ペーストはビアホール形成用開口40ａの残余
部分に充填されると共に、絶縁性基材40の表面上に所定
の高さに塗布され、その後、プレキュアされることによ
って形成される（図３(N)参照）。プレキュア後、保護
フィルム100を剥離する（図３(O)参照）。

【００４６】このようなバンプは、低融点金属である半
田ペーストを用いて印刷する方法、半田めっきを行う方
法、あるいは半田溶融液に漠漬する方法により形成する
こともできる。上記導電性ペーストは、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。また、前記金
属粒子としては、金属粒子の表面に異種金属をコーティ
ングしたものも使用できる。具体的には鋼粒子の表面に
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。

【００４７】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、ポリフェニレンスルフイド（ＰＰＳ）などの熱可
塑性樹脂を加えた有機系導電性ペーストが望ましい。ま
た、低融点金属としては、Ｐｂ−Ｓｎ系はんだ、Ａｇ−
Ｓｎ系はんだ、インジウムはんだ等を使用することがで
きる。

【００４８】上記バンプの高さ、すなわち絶縁性基材40
表面からの突出量は、PETフィルムの厚さとほぼ等し
く、10〜40μｍの範囲が望ましい。その理由は、10μｍ
未満では、接続不良を招きやすく、40μｍ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バンプ
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。

【００４９】また、上記導電ペーストから形成されるバ
ンプは、プレキュアされた状態であることが望ましい。
その理由は、バンプは半硬化状態でも硬いので、後述す
るような積層プレスの段階で軟化した有機系接着剤層を
貫通し、積層される他の回路基板のビアホールと電気的
接触が可能となるからである。また、加熱プレス時に変
形して接触面積が増大し、導通抵抗を低くすることがで
きるだけでなく、バンプの高さのばらつきを是正するこ
とができる。

【００５０】このようなバンプ形成直後、もしくは、バ
ンプ形成の前に、導体回路54、ビアホール50の検査が可
能である。上述したように従来技術によるプリント配線
板では、片面回路基板の積層後でなければ、導体回路の
検査を実施できなかったのに対して、本発明による片面
回路基板では、積層する前に不良個所の有無を検査する
ことかでき、後述する積層段階では、不良のない片面回
路基板のみを用いることができるので、多層プリント配
線板を高い歩留まりで製造することができる。

【００５１】絶縁性基材40の表面にバンプ56が形成
された後、バンプを含む絶縁性基材の表面全体に接着剤
58を塗布する（図３(P)参照）。本発明の片面回路基板
は、それらの複数が相互に積層接着されたり、予め製造
されたコア基板に積層接着されて多層化されるが、接着
剤はこのような積層段階で使用されるものである。

【００５２】例えば、図４に示すように、絶縁性基材40
のバンプ56側の表面全体および／または導体回路54側の
表面全体に塗布され、乾燥化された状態の未硬化樹脂か
らなる接着剤層58として形成される。接着剤層は、取扱
が容易になるため、予備硬化（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。

【００５３】前記接着剤層58は、有機系接着剤からなる
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、ＢＴ
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。

【００５４】上記〜の工程によって製造された複数
の片面回路基板、たとえば6枚の基板を相互に積層して
多層プリント配線板を製造する場合について、図４を参
照にして説明する。図４においては、電解銅めっき層50
や導体回路54に設けた粗化面は、簡単化のため省略す
る。

【００５５】まず、図４(A)に示すような片面回路基板6
0（60A〜60F）を3層ずつ対向する向きに積層する（図４
(B)参照）。この重ね合わせは、片面回路基板60の周囲
に設けられたガイドホールにガイドピン（図示せず）を
挿通することで位置合わせしながら行う。また、位置合
わせは、画像処理にて行ってもよい。

【００５６】上記積層された6層基板を、熱プレスを用
いて150〜200℃で加熱し、5〜100ｋｇ・ｆ／ｃｍ²、望
ましくは20〜50ｋｇ・ｆ／ｃｍ²で加熱プレスすること
により、片面回路基板60A〜60Ｆを、1度のプレス成形に
より一体化し、多層プリント配線板を得る（図４(C)参
照）。

【００５７】ここでは、先ず、加圧されることで、片面
回路基板60Aのバンプ56が、そのバンプ56と片面回路基
板60Bの導体回路54との間に介在している未硬化の接着
剤58を周囲に押し出し、片面回路基板60Aのバンプ56が
片面回路基板60Bの導体回路54と当接して両者の電気的
接続がなされる。同様に、片面回路基板60Bのバンプ56
が片面回路基板60Cの導体回路54と当接して両者の電気
的接続がなされる。中央に配置された片面回路基板60C
のバンプ56は片面回路基板60Dのバンプ56に当接し、片
面回路基板60Eおよび60Ｆの各バンプは片面回路基板60
Ｄおよび60Eの各導体回路との電気的接続がなされる。

【００５８】更に、加圧と同時に加熱されることで、各
片面回路基板60の接着剤層58が硬化し、隣接する片面回
路基板60との間で強固な接着が行われる。なお、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。
上述した実施態様では、6層の片面回路基板60を相互に
積層して多層プリント配線板を製造する例を説明した
が、図３(Ｑ)および(Ｒ)に示すように、予め作成された
コア基板70（たとえば、FR-4）に、本発明の製造方法に
よって作成された片面回路基板60を重ね合わせ、真空加
熱プレスによって一括で接合することもできる。

【００５９】また本発明の片面回路基板を、3層、4層、
5層あるいは６層を超える多層プリント配線板の製造に
も適用できる。更に、従来技術の方法で作成された片面
プリント基板、両面プリント基板、両面スルーホールプ
リント基板、多層プリント基板等に本発明の片面回路基
板を積層して多層プリント配線板を製造することもでき
ることは勿論のことである。

【００６０】(実施例)以下、本発明にしたがって製造し
た全層ＩＶＨ構造配線板の製造プロセスおよびその製造
した結果について説明する。全層IVH構造を有するプリ
ント配線板の基本的な製造プロセスは、先に説明した工
程〜にしたがっている。

【００６１】(1) ガラスエポキシ基材からなるリジッド
な片面銅張積層板の樹脂面にPETフィルムをラミネート
し、パルス発振型炭酸ガスレーザを用いてブラインドビ
ア加工してから、銅箔を電極にして電解銅めっきするこ
とによりビアホール内部の大半を銅めっき膜で充填す
る。

【００６２】(2) 次いで、感光性ドライフィルムレジス
トを用いて銅箔をエッチングすることによって配線パタ
ーンを形成する。 (3) PETフィルムを印刷マスクにして導電性ペーストを
充填し、その後、プレキュアすることにより、ビアホー
ルの銅めっき層上に導電性バンプを形成する。

【００６３】(4) その後、エポキシ樹脂接着剤を導電性
バンプ側もしく導体回路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を形成する。 (5) このようにして各層ごとに準備された片面回路基板
を所定の位置にスタックし、真空熱プレスを用いて180
℃の温度で積層プレスして全層ＩＶＨ構造配線板を作成
した。

【００６４】なお、導電性バンプはプレキュアされるこ
とによってかなり固くなるため、積層プレスの際に溶融
したエポキシ接着剤層を押し退けて、内層のビアランド
と接触し、最終的に熱硬化して電気的ならびに機械的に
層間接続される。

【００６５】製造された6層配線板においては、Ｌ/Ｓ=7
5μｍ/75μｍ、ランド径が250μｍ、ビアホール口径が1
50μｍ、導体層の厚みが12μｍ、そして絶縁層の厚みが
７５μｍであった。

【００６６】本発明において、本質的に重要な役割を果
たすプロセスは、パルス発振型炭酸ガスレーザを用い
て、熱分解温度の差が大きいガラスエポキシ複合材料
に、良好なマイクロビアを形成することである。この実
施例においては、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、厚さ22μｍのPETフィ
ルムを樹脂面にラミネートした、銅箔厚さ12μｍ、基材
厚75μｍのガラスエポキシ片面銅張積層板に、マスクイ
メージ法でフィルム側からレーザビーム照射して400穴
／秒のスピードで、150μｍのブラインドビアを形成
し、ビアの表面および壁面の状態を調べた。表１に、レ
ーザ加工条件とその評価結果を示す。

【表１】

【００６７】図５は、レーザ加工（加工条件１および
４）によって形成されたビアホールの形状（表面状態お
よび壁面状態）を走査型電子顕微鏡(ＳＥＭ)で観察した
写真である（倍率：×400）。このＳＥＭ像から分かる
ように、パルス幅が50μｓと比較的長く、エネルギー密
度が比較的低い条件４では、ビア壁面がガラス繊維先端
の球状溶融物によって非常に荒れており、またビア内壁
面およぴPETフィルム上に炭化物が多く残っている。さ
らに、ガラスクロスの疎密によりビア形状とビア開口径
が大きく変化し、ビア周辺のPETフィルムの盛り上がり
も認められる。条件５によって形成したビアホールにつ
いても同様の結果を得た。

【００６８】これに対してパルスエネルギーをほぼ保持
したまま、パルス幅を12μｓと比較的小さくした条件１
では、ガラス繊維先端の球状溶融物、炭化物およぴPET
フィルムの盛り上がりが激減し、ビア形状と開口径も均
一化していることがわかった。これはエネルギー密度が
高くなったことにより、樹脂とガラス繊維が瞬時に分解
蒸発し、かつパルス幅が短くなったので樹脂への熱影響
が少なくなったものと推察される。パルス幅を７μｓと
した条件２および３についても、条件１と同様の結果を
得た。また、ビア底の銅箔ダメージについては、すべて
の条件１〜５について、ほとんど認められなかった。な
お、同様のレーザ加工条件で、50μｍのマイクロビアが
良好に形成できることが確認できている。

【００６９】本発明において、パルス発振型炭酸ガスレ
ーザによるビアホール形成用の良好な微細開口を設ける
工程に加えて、その開口内を導電性物質で充填する工程
も、ビアホールの接続信頼性向上のためには本質的であ
る。導電性ペーストだけで層間接続する方法も可能であ
るが、この実施例では、より確実なビア接続信頼性を得
るために、ビアホール内部を電解銅めっき膜にて充填す
る方法を採用した。したがって、レーザ加工したビアホ
ール形成用開口にデスミア処理を施した後に、硫酸銅め
っき液を用いて各種条件にて電解銅めっきを行った。

【００７０】電流密度が大きすぎる場合やレベリング剤
などの添加剤が不足した場合には、ビア外周に電流が集
中することによって周囲が盛り上がった凹状に銅めっき
が形成されることが分かった。また、前述したレーザ加
工条件で形成したビアホール形成用開口内への銅めっき
の析出状態が大きく異なっていることが観察された。

【００７１】条件1、2，3では平坦にめっきが析出して
いるのに対して、条件４，５においては、壁面に沿って
ノジュールが発生していることがわかった。これはレー
ザ加工時に発生した炭化物が溶融したガラスに取り込ま
れたことによってデスミア処理で除去し難くなり、電解
めっきの際に、通電したためと推定される。

【００７２】さらに、上述したような実施段階において
は、導体回路は銅箔をそのままエッチングして形成する
ため、主として感光性ドライフィルムレジストの解像度
と銅箔の厚さによってファインパターン化の限界が決ま
る。そこでレジスト膜厚15μｍで解像度が15μｍの感光
性ドライフィルムを用いて、各種厚さの銅箔をエッチン
グした場合に形成できる最小ライン幅／ライン間距離を
調べた。その結果を図６に示す。

【００７３】この図から分かるように、導体回路は銅箔
が薄くなるほどファイン化し易くなり、最小ライン幅20
μｍを得るためには、銅箔厚さが12μｍ前後であること
が必要であることが分かった。したがって、厚さ12μｍ
の銅箔を使用すれば、配線ピッチ50μｍのファインパタ
ーンの形成が可能であることを示す。

【００７４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明による片面
回路基板およびその製造方法は、ビアホールの形成を絶
縁性基材の種類特性に応じた最適な加工条件のもとでパ
ルス発振型炭酸ガスレーザによって行うので、スタクド
ビア構造やパッドオンビア構造が容易に実現できること
に加えて、プリプレグにビア加工する工法に比べて、積
層プレスの際にビア位置が変化しないためビアランド径
を小さくでき、かつ均一な厚さの銅箔のみをエッチング
する場合には、線ピッチが〜100μｍのファインパター
ンが形成可能となる。そして、欠陥が無いことを確認し
た片面回路基板だけを積層プレスすることにより高い歩
留りが期待できるし、工程が極めてシンプルであること
に加えて、各層を平行して作成することにより納期を大
幅に短縮できる。絶縁性基材は、ピール強度、耐クラッ
ク性などの特性やコスト等の要求特性に合わせて、自由
に基択できるという効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来技術に係る多層プリント配線板の製造工程
の一部を示す図である。

【図２】本発明の片面回路基板の製造工程の一部を示す
図である。

【図３】本発明の片面回路基板の製造工程の一部を示す
図である。

【図４】本発明の片面回路基板を用いて多層プリント配
線板を製造する工程の一部を示す図である。

【図５】本発明による実施品である6層配線板のビアホ
ール形成用開口を示すＳＥＭ写真である。

【図６】同じく、銅箔厚みと最小線間幅の関係を示す図
である。

【符号の説明】 40 絶縁性基板 40ａビアホール形成用開口 42 金属層 46 導電性めっき 50 ビアホール 54 導体回路 56 導電性ペースト(バンプ) 58 接着剤 60 片面回路基板 100、102 保護フィルム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０５Ｋ 3/40 Ｈ０５Ｋ 3/40 ＫＦターム(参考） 4E068 AF01 DA11 5E317 AA21 AA24 BB02 BB04 CC22 CC25 CD27 CD32 5E346 AA43 CC04 CC08 CC32 DD24 DD34 EE13 FF07 FF14 FF24 GG15 HH31

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】絶縁性基材の一方の面に導体回路を有
し、この絶縁性基材の他方の面には前記導体回路に達す
るビアホールが設けられた片面回路基板において、前記ビアホールは、パルスエネルギーが0.5 〜5.0 ｍ
Ｊ、パルス幅が１〜20μｓ、パルス間隔が２ｍｓ以上、
ショット数が３〜10の条件で照射される炭酸ガスレーザ
開口に対して形成されたものであることを特徴とする片
面回路基板。
【請求項２】前記絶縁性基材は、厚さが20〜100 μｍ
のガラスエポキシ複合材料から形成され、前記ビアホー
ル径は50〜250 μｍであることを特徴とする請求項１に
記載の片面回路基板。
【請求項３】絶縁基板の上記他方の面に形成されたビ
アホール形成用開口には導電性物質が充填され、その導
電性物質充填位置に対応して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に記載の片面回路基板。
【請求項４】絶縁性基材の一方の面に金属層が形成さ
れると共に、他方の面には前記金属層に達するビアホー
ルが形成された片面回路基板の製造に当たって、その製
造工程の中に、上記絶縁性基材の他方の表面に、パルス
エネルギーが0.5〜5.0ｍＪ、パルス幅が１〜20μｓ、パ
ルス間隔が２ｍｓ以上、ショット数が３〜10の条件で炭
酸ガスレーザーを照射して、ビアホール形成用の開口を
形成し、その後、開口内部に導電性物質を充填して、上
記ビアホールを形成する工程を含むことを特徴とする片
面回路基板の製造方法。
【請求項５】上記炭酸ガスレーザ照射の前に、絶縁性
基材の他方の面に樹脂フィルムを貼り付ける工程を経る
こと、および上記ビアホール形成用開口内に導電性物質
を充填した後に、前記樹脂フィルムを印刷マスクとし
て、このビアホールに対応する位置に、導電性ペースト
あるいは低融点金属を印刷して突起状導体を形成する工
程とを経ることを特徴とする請求項４に記載の片面回路
基板の製造方法。
【請求項６】上記絶縁性基材は、厚さが20〜100μｍ
のガラスエポキシ複合樹脂から形成されることを特徴と
する請求項４または５に記載の片面回路基板の製造方
法。
【請求項７】上記絶縁性基材およびその一方の面に形
成された金属層の組み合わせが、片面銅張積層板なるこ
とを特徴とする請求項４または５に記載の片面回路基板
の製造方法。
【請求項８】上記金属層は、厚さが５〜18μｍの銅箔
であることを特徴とする請求項４または５に記載の片面
回路基板の製造方法。
【請求項９】上記樹脂フィルムは、厚さが10〜40μｍ
のＰＥＴフィルムであることを特徴とする請求項５に記
載の片面回路基板の製造方法。
【請求項10】上記ビアホール形成用開口の開口径が50
〜250μｍであることを特徴とする請求項４または５に
記載の片面回路基板の製造方法。
【請求項11】上記導電性物質は、電解銅めっき処理に
よって形成された銅めっきであることを特徴とする請求
項４または５に記載の片面回路基板の製造方法。