JP2001189538A - 配線基板およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】製造コストを削減すると共に量産化を容易に
し、高密度配線を可能にする。 【解決手段】導体膜に熱伝導性が低い導体材料を用い、
層間接続用ビアホールを直接レーザ加工により形成す
る。熱伝導率が小さい導体膜は、レーザ加工時の熱拡散
率が低下しておりレーザエネルギを効果的に吸収するこ
とができるため、導体膜を効率よく部分的に溶融蒸発さ
せ、層間接続用ビアホールを容易に形成できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、積層接着基板を使
用する多層配線基板などの配線基板と、その製造方法と
に関する技術である。

【０００２】

【従来の技術】近年電子機器の小型化に伴い、それに用
いられる配線基板についても、小型化、高密度化、軽量
化、高信頼性などが求められており、配線基板における
配線幅、配線間隙、スルーホールおよびビアホールの微
細化、高信頼性への要求が高まっている。これらのうち
配線幅、配線間隙については、感光性エッチングレジス
トやエッチング液の開発がなされ、導体箔や絶縁層を薄
くするために、例えば特開昭59-155994号公報に記載の
印刷配線板の製造方法など、様々な技術が提案されてい
る。

【０００３】また、ビアホールについては、インタース
ティシャルビアホールやブラインドビアホールとして微
細化が図られており、また、孔加工の方法についても、
従来のドリルに代えてレーザによる孔加工が多用される
ようになってきている。このようなレーザによる孔加工
を取り入れた多層配線板の製造方法は、例えば特開平8-
279679号公報や特開平11-121931号公報などに記載され
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
エッチングによる加工方法では、いわゆるサイドエッチ
現象によりエッチングによるパターン分離の際に配線上
面が下面よりもパターン幅が狭くなってしまう。通常工
程では導体厚が35μm程度となってしまう。したがっ
て、従来のエッチング手法では、上面が両側各30μm程
度細くなってしまうため、配線幅が50μmというような
細線は形成できなかった。

【０００５】また、従来のレーザ照射による加工方法で
は、レーザ照射の際に照射マスクとなる表面導体箔がな
いため、孔の加工形状が変形しやすい。また、比較的エ
ネルギーの高いレーザを照射すると、孔の径が拡大する
ことが知られており、微小径の孔を形成する場合は、こ
のような孔内径の拡大を回避するため低エネルギーのレ
ーザを用いる必要があり、これは深さ方向の加工速度を
低下させてしまう。また、アスペクト比の大きな孔を形
成するためには、照射回数を多くする必要があり、その
結果として量産性を低下させると共にレーザ発信器を短
命化させるなどの問題がある。

【０００６】そこで、本発明は、従来のビアホール形成
方法における各種の問題点を解決しつつ、高密度配線を
有する配線基板を、簡略かつ低コストな、量産可能な製
造工程により得ることを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、導体膜に熱伝導性が低い導体材料を用い、
層間接続用配線（すなわちビアホール）形成用の孔をレ
ーザにより加工することとした。

【０００８】従来、導体膜としては純銅が用いられてい
る。純銅は熱伝導性に優れ表面の処理無しにはレーザ加
工ができなかったが、純銅に比べ熱伝導性が低い導体膜
を用いることで直接レーザ加工が可能となり製造工程を
簡略することが可能となった。熱伝導率が小さい導体膜
は、レーザ加工時の熱拡散率が低下しておりレーザエネ
ルギを効果的に吸収することができるため、導体膜を効
率よく部分的に溶融蒸発させ、絶縁層にまで到達する孔
を容易に形成できる。そして、続けてレーザを照射する
ことにより絶縁層を加工し、下層導体まで到達する孔を
形成することが可能となる。

【０００９】これにより絶縁層における孔形状の変形を
抑制でき、高エネルギーレーザによる少照射数孔加工が
可能となるため、量産性を低下させることなく径の微細
化に対応することが実現できる。

【００１０】また、特に、酸化銅を複合した銅は熱伝導
性が小さいのみでなく熱膨張係数が小さく配線基板の低
熱膨張化に寄与できることから、導体膜に酸化銅を複合
した銅を用いることで半導体部品の接続信頼性を確保す
ることもできる。

【００１１】以上のように、導体膜に熱伝導性が低い導
体材料（例えば、酸化銅を複合した銅）を用いることに
より、配線基板の製造コストが削減され、量産化が容易
になる。なお、本発明の製造方法は、導体層と絶縁層と
が交互に積層された積層接着配線基板の製造に特に適し
ている。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について詳
細に説明する。なお、本発明はこれらの実施例に限定さ
れるものではない。また、以下の実施例は、内層に回路
を有する多層配線基板に関するものであるが、本発明
は、両面に銅箔を有する銅張積層板や、片面のみに回路
を有する片面配線基板などの製造にも適用しうる。

【００１３】＜実施例１＞本実施例における多層配線基
板の製造工程を図１に示す。

【００１４】まず、内装基材１（松下電工（株）製ARCC
R-0880Mn）の表裏両面に厚さ約18μmの銅箔を積層して
配線層２を形成した銅張積層板１１を用意した。この銅
張積層板１１の表裏両面に、厚さ約18μmの銅箔（酸化
銅を複合した銅からなる複合材料）と80μm厚程度の絶
縁樹脂層（エポキシ系））とを積層させた樹脂付き銅箔
３を積層接着し、積層体１２を得た（図１（ａ））。

【００１５】次に所定の位置に炭酸ガスレーザを照射し
て，その照射箇所の銅箔（酸化銅を複合した銅からなる
複合材料）および絶縁樹脂層を溶解・気化・分解し、配
線層２に達する貫通孔５を形成した。次に、貫通孔５の
内壁に対して、過マンガン酸カリウム法による樹脂残さ
除去処理を行った後、無電解銅めっき用触媒に浸漬し、
積層体１２の表面全体および貫通孔５の内壁にめっき触
媒６を付着させた（図１（ｂ））。なお、触媒液には、
アルカリ性パラジウム触媒を用いた。市販されている触
媒液としては、アトテック製アクチベーターネオガント
834を挙げることができる。

【００１６】続いて多層積層板上の配線およびランド部
となる部分にエッチングレジスト７（エッチングレジス
トJSR製FDR-2500）をラミネートし（図１（ｃ））、パ
ターンを焼き付け、現像し、不要の銅箔を塩化第二鉄に
より除去すると共に、当該箇所の銅上に付着しためっき
触媒６も除去した。このとき使用するエッチングレジス
トやエッチング液は市販されているものでよい。エッチ
ングレジストJSR製FDR-2500は高解像度であり、これを
用いた場合、配線幅・配線間隔は共に25μm以下にまで
細線化することができる。

【００１７】次いで、厚膜無電解銅めっきにより銅めっ
き膜８を析出させて、表面配線４と配線層２とを導通可
能に接続するビアホールを形成すると同時に、配線パタ
ーンおよびランド部の銅箔厚を増加させた。続いて、エ
ッチングレジスト７を剥離し（図１（ｄ））、所望部に
ソルダレジスト９（タムラ製作所製USR-2GFA-58-300）
を形成した（図１（ｅ））。これにより、層間接続のた
めのビアホールを有する多層配線基板１３を得ることが
できた。

【００１８】本実施例により作製された多層配線基板１
３は、レーザ加工の前処理を行わないため低コストであ
り、レーザ孔形成およびフォトリソ工程により高密度配
線を実現できた。さらに無電解銅めっき工程の前に不要
箇所の触媒を除去したため配線間隙において高い絶縁信
頼性を示し該孔部において良好な電気接続がなされてい
た。また、この多層配線基板１３に半導体素子を搭載
し、樹脂封止して樹脂封止型半導体装置を作製したとこ
ろ、接続信頼性に優れた良好な製品を得ることができ
た。

【００１９】＜実施例２＞本実施例では、図２に示すよ
うに、ソルダレジストの塗布と、無電解めっきとの処理
順を逆にした以外は、実施例１と同様の手順で多層配線
基板を作製した（図２（ａ）〜（ｃ））。

【００２０】本実施例では、実施例１と同様にして表面
配線パターン４を形成し、エッチング箇所の銅上に付着
した触媒６も除去した後、所定箇所にソルダレジスト９
を塗布した（図２（ｄ））。次に、無電解銅めっきによ
り銅めっき膜８を析出させることによりビアホールを形
成すると共に配線パターン厚を増加させた（図２
（ｅ））。

【００２１】この製造方法によると無電解銅めっき工程
において、ソルダレジスト１４により配線間隙部とめっ
き液との接触を完全に遮断し、かつ、配線パターン部に
おけるめっきの成長方向を限定することができる。本実
施例では、実施例１よりもさらに導体配線間の電気絶縁
信頼性に優れた多層配線基板１４を得ることができた。
なお、そのコストや配線密度については、実施例１と同
様であった。

【００２２】＜実施例３＞本実施例では、貫通孔５の内
壁に対して、過マンガン酸カリウム法による樹脂残さ除
去処理を行う代わりに、サンドブラスト法により樹脂残
さ除去処理を行った以外は、実施例１および実施例２と
同様にして多層配線基板を作製した。

【００２３】本実施例では、汎用装置であるサンドブラ
スト装置を樹脂除去処理工程に用いたため、実施例１お
よび実施例２に比べてさらに低コストで多層配線基板を
得ることができた。得られた多層配線基板は、上記実施
例と同様の高密度配線を有し、配線間隔における高い絶
縁信頼性や該孔部における良好な電気接続信頼性を示し
た。

【００２４】＜実施例４＞本実施例では、貫通孔５に導
電性樹脂ペーストをスクリーン印刷法により充填し、配
線層２と表面配線４との接続を形成した以外は、実施例
１乃至実施例３と同様にして多層配線基板を作製した。

【００２５】本実施例では、汎用装置であるスクリーン
印刷装置を層間接続工程に用いたため、実施例１乃至実
施例３に比べてさらに低コストで多層配線基板を得るこ
とができた。得られた多層配線基板は、上記実施例と同
様の高密度配線を有し、配線間隔における高い絶縁信頼
性や該孔部における良好な電気接続信頼性を示した。

【００２６】以上説明した実施例１〜４においては、絶
縁樹脂層は特に限定されるものではない。一般的に高密
度配線基板に使用されている樹脂を主成分とするもので
よく、樹脂を不織布・織布等に含浸させたものでもよ
く、有機・無機の充填材を樹脂に充填したものでもよ
く、またこれらが複合されたものでもよい。

【００２７】また、導体膜は、純銅に比べ熱伝導性が低
いものであればよく、特に限定されるものではない。

【００２８】また、導体膜の熱伝導率の低下は、使用す
るレーザの波長領域で可能な限り低下させるのが望まし
い。熱拡散率の低下によりレーザエネルギが効果的に吸
収されるため導体箔への加工効率が向上する。

【００２９】また、孔の形成方法は、ドリルやプラズマ
を用いることも可能であるが、望ましくはレーザによる
加工である。該レーザの種類として、高エネルギな炭酸
ガスレーザ、紫外線レーザ、Ｘｅレーザ、エキシマレー
ザ、ＹＡＧレーザ、Ａｒレーザなどが例示される。好ま
しくは、炭酸ガスレーザ、紫外線レーザである。炭酸ガ
スレーザは安価であり広く実用化されており、紫外線レ
ーザは樹脂が炭化することなく分解し微小径の孔を形成
できる。所望の孔径、アスペクト比等仕様に応じ適宜上
記公知慣用の孔形成方法を選択し、必要に応じ併用して
もよい。このような技術を用いることにより、所望の孔
を素早く低コスト且つ精確にあけることができる。

【００３０】また、配線パターンの形成法であるアディ
ティブ法は、その実施法を特に限定されるものではな
い。フルアディティブ、セミアディティブ、パートリー
アディティブのいずれでもよい。

【００３１】また、ビアホールを介して上層導体箔およ
び下層導体箔を電気接続する方法は特に限定されるもの
ではない。好ましくは、金属めっきにより電気接続する
方法、または導電性物質（金属フィラを混練した樹脂・
接着剤、導電性樹脂など）を該孔に塗布・充填して電気
接続する方法などである。高い電気伝導性を示すことか
ら、さらに好ましくは金属めっきにより電気接続する方
法である。

【００３２】なお、本発明では、配線基板は複数層の配
線層を備える多層配線基板であってもよい。

【００３３】また、配線基板に搭載される部品として
は、半導体素子、半導体装置、トランジスタ素子、トラ
ンジスタ装置などといった配線構造体を挙げることがで
き、その種類は特に限定されるものではない。以上の配
線基板と搭載部品とで構成される電子機器は、何らかの
製品の部品であっても完成品であってもよい。

【００３４】

【発明の効果】以上に述べたように、本発明によれば、
従来のビアホール形成方法における各種の問題点を解決
しつつ、高密度配線を有する配線基板を、簡略かつ低コ
ストな、量産可能な製造工程により得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１における配線基板の製造工程を示す説
明図である。

【図２】実施例２における配線基板の製造工程を示す説
明図である。

【符号の説明】

１…内層基材 ２…配線層 ３…樹脂付き銅箔 ４…表面配線 ５…貫通孔（レーザ加工） ６…めっき触媒 ７…エッチングレジスト ８…無電解銅めっき膜 ９…ソルダレジスト １０…表面銅箔（導体膜） １１…銅張積層板 １２…積層体 １３…多層配線基板 １４…多層配線基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森 照享 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 Ｆターム(参考） 4E351 AA03 BB01 BB31 BB33 BB35 BB49 CC06 CC07 CC11 DD04 DD33 GG20 5E317 AA24 BB02 BB12 CC22 CC25 CC32 CC33 CC44 CC51 CD01 CD12 CD25 CD27 CD32 GG14 GG17 5E346 AA06 AA12 AA15 AA32 BB01 BB15 CC31 CC32 DD02 DD12 DD32 EE02 EE06 EE07 FF01 FF04 GG15 GG28 HH25 HH26 HH33

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも一層の配線層と、レーザの照射
   対象となる導体膜と、該配線層と該導体膜との間に設け
   られた絶縁層とを備える配線基板において、該導体膜の
   材料が純銅に比べ熱伝導率が小さい導体材料であること
   を特徴とする配線基板。
2. 【請求項２】前記導体膜の材料が酸化銅を複合する銅で
   あることを特徴とする請求項１記載の配線基板。
3. 【請求項３】前記導体膜の厚さが1〜12μmであることを
   特徴とする請求項１または２記載の配線基板。
4. 【請求項４】少なくとも一層の配線層と、純銅に比べ熱
   伝導率が小さい導体材料である導体膜と、該配線層と該
   導体膜との間に設けられた絶縁層とを備えた配線基板の
   製造方法であって、 該導体膜にレーザを照射し該導体膜及び該絶縁層を貫通
   して該配線層に達する貫通孔を形成する孔加工工程と、
   該導体膜の一部を除去して配線パターンを形成する表面
   配線形成工程と、該貫通孔内壁に導体膜を形成すること
   によりビアホールを形成する層間接続工程とを有するこ
   とを特徴とする配線基板の製造方法。