JP2001223467A - プリント配線板及びプリント配線板の製造方法 - Google Patents
プリント配線板及びプリント配線板の製造方法Info
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Abstract
リント配線板及びプリント配線板の製造方法を提供する 【解決手段】 樹脂を心材に含浸させてなるコア材30
aと該コア材30aの両面に形成され表面粗化された樹
脂絶縁層30bとから成るコア基板30に、レーザで貫
通孔32を穿設する。金属層の形成されていない状態で
貫通孔を穿設するため、適切にスルーホールを形成する
ことができ、プリント配線板の接続信頼性を高めること
が可能となる。
Description
ルーホールを形成したプリント配線板及びプリント配線
板の製造方法に関するものである。
銅張積層板が用いられている。そして、銅張積層板をド
リル削孔して貫通孔を穿設することで、コア基板にスル
ーホールを形成している。しかし、ドリルでは通孔の径
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。そのため、プリント配線板の高密度化によるスル
ーホールの微細化に伴い、レーザによりコア基板に貫通
孔を形成する方法が検討されている。
でスルーホールを形成すると、ヒートサイクル等に於い
て断線が生じることがあり、信頼性が低かった。この断
線の原因を研究したところ、スルーホール内の樹脂充填
材に気泡が混入していることが判明した。
したところ、コア基板を形成する銅張積層板に、レーザ
で通孔を穿設した際に、通孔の開口部から内側へ延在す
る銅箔のバリ部分が残るためであることが判明した。即
ち、図15(A)に示すように、銅箔232を積層して
なるコア基板230にレーザで通孔233を形成した際
に、通孔233の開口部に銅箔232のバリ232bが
残ってしまっていた。また、通孔233がテーパー状に
形成されることもあった。そして、図15(B)に示す
ように、スルーホール236を形成するために、めっき
膜235を形成した際に、バリ232bとめっき膜23
5との間に気泡Eが残ることがある。また、図15
(C)に示すように、スルーホール236に樹脂充填材
240を充填した際に、該バリ232b部分の裏面と樹
脂充填材240との間に気泡Eが残ったり、或いは、図
15(D)に示すように、内側へ延在する銅箔のバリ2
32b部分により充填が困難となり、スルーホール23
6内で樹脂充填材240の未充填が発生していることが
分かった。この気泡、未充填によって、プリント配線板
の接続信頼性が低下していることが判明した。
還元層をレーザの前処理で行ったり、レーザのショット
数が増えるなどの工程に手間がかかり、コストも高くな
ってしまった。
は、コア基板としてBT(ビスマレイミド−トリアジ
ン)樹脂板を用いてみた。しかしながら、BT樹脂板で
は、表面が平滑なため、コア基板表面に形成される金属
膜との密着性が低下してしまうことが判明した。そのた
め、本発明者は、コア基板表面に形成される金属膜の密
着性を高めるよう、コア基板として、可溶性の粒子を難
溶性の樹脂中に分散させた樹脂フィルムを用いてみた
が、樹脂フィルムではコア基板としての強度が低下して
しまい、更に、上層には層間樹脂絶縁層が形成されない
などの問題があった。
なされたものであり、その目的は、レーザで適切にスル
ーホールが形成できるプリント配線板及びプリント配線
板の製造方法を提供することにある。
請求項1の発明では、コア基板に、スルーホールが形成
されたプリント配線板において、前記コア基板は、コア
材と前記コア材の両面に形成され表面粗化された樹脂絶
縁層とから成り、前記スルーホールは、レーザにより穿
設された貫通孔に金属膜を形成してなることを技術的特
徴とする。
形成された樹脂絶縁層とから成るコア基板に、レーザで
貫通孔を形成している。金属膜の形成される前のコア基
板にレーザで貫通孔を形成するため、貫通孔内に金属膜
を析出しスルーホールを形成させた際に、気泡が残るこ
とがなく、バリを起点とするコーナクラックが発生しな
いので、スルーホールの接続信頼性を高めることが可能
となる。コア基板表面に粗化面を形成するので、スルー
ホールを構成する金属膜との密着性を向上させることが
可能となる。
浸させ形成してある。これにより、コア基板としての強
度を保つことが可能となる。
を難溶性の樹脂中に分散させたものから成るようにして
いる。可溶性粒子を溶解することで、コア基板表面に粗
化面を形成することができ、該コア基板表面に形成され
スルーホールを構成する金属膜の密着性を向上させるこ
とが可能となる。
難溶性樹脂とからなる。可溶性樹脂を溶解することで、
コア基板表面に粗化面を形成することができ、該コア基
板表面に形成される金属膜の密着性を向上させることが
可能となる。
(a)〜(d)の工程を備えることを技術的特徴とす
る: (a)コア材の両面に、樹脂絶縁層を積層し、コア基板
を形成する工程; (b)前記コア基板に、レーザにより貫通孔を形成する
工程; (c)前記コア基板の表面に、粗化面を形成する工程; (d)前記貫通孔に、金属膜を形成しスルーホールとす
る工程。
形成した樹脂絶縁層からなるコア基板に、レーザにより
貫通孔を形成し、該コア基板表面に粗化面を形成した後
に、該貫通孔に金属膜を施してスルーホールを形成して
いる。金属膜の形成される前のコア基板にレーザで貫通
孔を形成するため、貫通孔内に金属膜を析出しスルーホ
ールを形成させた際、また、スルーホールに充填剤を充
填した際に、気泡が残ることがなく、バリを起点とする
コーナクラックが発生しないので、スルーホールの接続
信頼性を高めることが可能となる。また、コア基板表面
に粗化面を形成するので、スルーホールを構成する金属
膜との密着性を向上させることが可能となる。
浸させて形成している。これにより、コア基板としての
強度を保つことが可能となる。
を難溶性の樹脂中に分散させたものから成る。可溶性粒
子を溶解することで、コア基板表面に粗化面を形成する
ことができ、該コア基板表面に形成される金属膜の密着
性を向上させることが可能となる。
図を参照して説明する。先ず、本発明の第1実施形態に
係るプリント配線板の構成について、プリント配線板1
0の断面を示す図7を参照して説明する。
ルドアップ配線層80A、80Bとからなる。ビルドア
ップ配線層80A、80Bは、層間樹脂絶縁層50、1
50からなる。層間樹脂絶縁層50には、バイアホール
60および導体回路58が形成され、層間樹脂絶縁層1
50には、バイアホール160および導体回路158が
形成されている。層間樹脂絶縁層150の上には、開口
部71が形成されたソルダーレジスト層70が配設され
ている。
させてなるコア材30aと、その両面に積層された、可
溶性の粒子を難溶性の樹脂中に分散させてなる樹脂絶縁
層30bとからなる。樹脂絶縁層30bは、表面の粒子
を溶解することで粗化されている。該コア基板30に形
成されたスルーホール44は、コア基板30の貫通孔3
2に金属膜35が形成されてなる。
2は、後述するようにレーザで穿設されている。金属膜
の形成されていない状態で貫通孔32を穿設するため、
適切にスルーホールを形成することができ、貫通孔32
内に金属膜35を析出しスルーホール44を形成させた
際、また、スルーホール44に充填剤46を充填した際
に、気泡が残ることがない。このため、図15を参照し
て上述した従来技術のプリント配線板のようにバリを起
点とするコーナクラックが発生せず、スルーホール44
の接続信頼性を高めることが可能となる。また、該コア
基板30表面に粗化面を形成してあるので、金属膜35
の密着性を向上させることが可能となる。
ト配線板の製造方法について、図1〜図7を参照して説
明する。
(ビスマレイミド−トリアジン)、FR−4、FR−5
のいずれかからなるコア材30aを出発材料とする(図
1(A)参照)。ここで、樹脂をガラス繊維、ポリイミ
ド繊維等の心材に含浸させてなるBT(ビスマレイミド
−トリアジン)、FR−4、FR−5のいずれかをコア
材30aに用いることで、コア基板としての強度を保つ
ことが可能となる。特に、0.1〜0.8mmの厚さが望
ましい。レーザによるスルーホールの開口性とコア基板
としての強度の双方によいからである。
0.01〜0.1mmの後述する熱硬化性樹脂絶縁フィ
ルムを張り付け、熱硬化性樹脂からなる樹脂絶縁層30
bを形成する。 以上の工程により、コア材30a及び
樹脂絶縁層30bからなるコア基板30を形成する(図
1(B)参照)。コア基板30の厚さは0.12〜1.
2mmが好ましい。
よりスルーホール用貫通孔32を形成する(図1(C)
参照)。コア材30aと該コア材30aの両面に形成さ
れた樹脂絶縁層30bとから成るコア基板30は、従来
技術で用いた銅貼り積層板と異なり、適切にレーザで貫
通孔32を形成することができる。
あるいは酸化剤などで粗化し、コア基板30の全表面に
粗化面34を形成する(図1(D)参照)。このとき粗
化面34は、Ra(平均粗度高さ)0.1〜3.0μm
が好ましい。コア基板の表面側に配設された樹脂絶縁層
30bを構成する熱硬化性樹脂は、可溶性の粒子を難溶
性の樹脂中に分散させたものから成るため、酸等を用い
て表面の可溶性粒子を溶解することで、コア基板30の
表面に粗化面34を形成することができる。
パッタによりCuからなる金属膜35を形成する(図1
(E)参照)。このとき、スパッタ以外にも蒸着及び無
電解めっきを用いてもよい。次いで、コア基板30に電
解めっきを施して、金属膜35上に電解めっき膜36を
形成する(図2(A)参照)。上述した工程でコア基板
30表面に粗化面24を形成してあるので、該コア基板
30表面に形成される金属膜35との密着性を向上させ
ることができ、スルーホールの信頼性を向上させること
が可能となる。また、貫通孔32に金属膜35を析出さ
せた際に、気泡が残ることがないので、スルーホール4
4の接続信頼性を高めることが可能となる。
感光性ドライフィルムを貼り付け、フォトマスクフィル
ムを載置して、露光・現像処理し、レジスト38のパタ
ーンを形成する(図2(B)参照)。
Hで剥離除去した後、そのレジスト38の下に存在して
いた金属膜35及び電解めっき膜36を硝酸および硫酸
と過酸化水素との混合液を用いるエッチングにて溶解除
去し、金属膜35及び電解めっき膜36からなる下層導
体回路42及びスルーホール44を形成する(図2
(C)参照)。なお、下層導体回路42及びスルーホー
ル44のパターン形成には、セミアディティブ法を用い
てもよい。
0を水洗いし、乾燥した後、エッチング液を基板30の
両面にスプレイで吹きつけて、下層導体回路42の表面
とスルーホール44のランド表面44aとをエッチング
することにより、下層導体回路42の全表面に粗化面4
2αを形成する(図2(D)参照)。エッチング液とし
て、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重量部およびイオン交換水
78重量部を混合したものを使用する。
充填剤46を、基板30の両面に印刷機を用いて塗布す
ることにより、下層導体回路42間またはスルーホール
44内に充填し、加熱乾燥を行う。即ち、この工程によ
り、樹脂充填剤46が下層導体回路42の間あるいはス
ルーホール44内に充填される(図3(A)参照)。図
15を参照して上述した従来技術のプリント配線板のよ
うにスルーホール内にバリがないため、スルーホール4
4に充填剤46を充填した際に、気泡残り、あるいは、
未充填が発生しない。このため、コーナクラックが発生
せず、スルーホール44の信頼性を高めることが可能と
なる。
0の片面を、ベルト研磨紙(三共理化学社製)を用いた
ベルトサンダー研磨により、下層導体回路42の表面や
スルーホール44のランド表面44aに樹脂充填剤46
が残らないように研磨し、ついで、上記ベルトサンダー
研磨による傷を取り除くためのバフ研磨を行う。このよ
うな一連の研磨を基板30の他方の面についても同様に
行う。そして、充填した樹脂充填剤46を加熱硬化させ
る(図3(B)参照)。
た基板30の両面に、上記(8)で用いたエッチング液
と同じエッチング液をスプレイで吹きつけ、一旦平坦化
された下層導体回路42の表面とスルーホール44のラ
ンド表面44aとをエッチングすることにより、下層導
体回路42の全表面に粗化面42βを形成する(図3
(C)参照)。
両面に、厚さ50μmの熱硬化型シクロオレフィン系樹
脂シートを温度50〜150℃まで昇温しながら圧力5
kg/cm2 で真空圧着ラミネートし、シクロオレフィ
ン系樹脂からなる層間樹脂絶縁層50を設ける(図3
(D)参照)。真空圧着時の真空度は、10mmHgで
ある。
ガスレーザにて、ビーム径5mm、トップハットモー
ド、パルス幅50μ秒、マスクの穴径0.5mm、3シ
ョットの条件でシクロオレフィン系樹脂からなる層間樹
脂絶縁層50に直径80μmのバイアホール用開口51
を設ける(図4(A)参照)。この後、酸素プラズマを
用いてデスミア処理を行う。
SV−4540を用いてプラズマ処理を行い、層間樹脂
絶縁層50の表面に粗化面50αを形成する(図4
(B)参照)。この際、不活性ガスとしてはアルゴンガ
スを使用し、電力200W、ガス圧0.6Pa、温度7
0℃の条件で、2分間プラズマ処理を実施する。
ルゴンガスを交換した後、Ni及びCuをターゲットに
したスパッタリングを、気圧0.6Pa、温度80℃、
電力200W、時間5分間の条件で行い、Ni/Cu金
属層53を層間樹脂絶縁層50の表面に形成する。この
とき、形成されたNi/Cu金属層53の厚さは0.2
μmである(図4(C)参照)。
市販の感光性ドライフィルムを貼り付け、フォトマスク
フィルムを載置して、100mJ/cm2 で露光した
後、0.8%炭酸ナトリウムで現像処理し、厚さ15μ
mのめっきレジスト54のパターンを形成する(図4
(D)参照)。
施して、厚さ15μmの電解めっき膜56を形成する
(図5(A)参照)。なお、電解めっき水溶液中の添加
剤は、アトテックジャパン社製のカパラシドHLであ
る。
%NaOHで剥離除去した後、そのめっきレジスト54
の下に存在していたNi/Cu金属層53を硝酸および
硫酸と過酸化水素との混合液を用いるエッチングにて溶
解除去し、Ni/Cu金属層53等からなる厚さ16μ
mの導体回路58(バイアホール60を含む)を形成す
る(図5(B)参照)。その後、上記(11)と同じエ
ッチング処理を行い、導体回路58の表面を粗化して、
粗化面58αを形成する(図5(C)参照)。
の工程を、繰り返すことにより、さらに上層に、層間樹
脂絶縁層150及び導体回路158(バイアホール16
0を含む)を形成する(図5(D)参照)。
チルエーテル(DMDG)に60重量%の濃度になるよ
うに溶解させた、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂
(日本化薬社製)のエポキシ基50%をアクリル化した
感光性付与のオリゴマー(分子量:4000)46.6
7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(油化シェル社製、
商品名:エピコート1001)15重量部、イミダゾー
ル硬化剤(四国化成社製、商品名:2E4MZ−CN)
1.6重量部、感光性モノマーである多官能アクリルモ
ノマー(日本化薬社製、商品名:R604)3重量部、
同じく多価アクリルモノマー(共栄化学社製、商品名:
DPE6A)1.5重量部、分散系消泡剤(サンノプコ
社製、商品名:S−65)0.71重量部を容器にと
り、攪拌、混合して混合組成物を調製し、この混合組成
物に対して光重合開始剤としてベンゾフェノン(関東化
学社製)2.0重量部、光増感剤としてのミヒラーケト
ン(関東化学社製)0.2重量部を加えて、粘度を25
℃で2.0Pa・sに調整したソルダーレジスト組成物
(有機樹脂絶縁材料)を得る。なお、粘度測定は、B型
粘度計(東京計器社製、DVL−B型)で60rpmの
場合はローターNo.4、6rpmの場合はローターN
o.3によった。
ーレジスト組成物を20μmの厚さで塗布し、70℃で
20分間、70℃で30分間の条件で乾燥処理を行った
後、ソルダーレジスト開口部71のパターンが描画され
た厚さ5mmのフォトマスクをソルダーレジスト層70
に密着させて1000mJ/cm2 の紫外線で露光し、
DMTG溶液で現像処理し、200μmの直径の開口部
71を形成する。そして、さらに、80℃で1時間、1
00℃で1時間、120℃で1時間、150℃で3時間
の条件でそれぞれ加熱処理を行ってソルダーレジスト層
70を硬化させ、開口部71を有する、その厚さが20
μmのソルダーレジスト層(有機樹脂絶縁層)70を形
成する(図6(A)参照)。
形成した基板を、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)を含むpH=4.5の無電解ニッケルめっき液に2
0分間浸漬して、開口部71に厚さ5μmのニッケルめ
っき層72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)を含む無電解めっき液
に80℃の条件で7.5分間浸漬して、ニッケルめっき
層72上に、厚さ0.03μmの金めっき層74を形成
する(図6(B)参照)。
の開口部71に、半田ペーストを印刷して、200℃で
リフローすることにより半田バンプ(半田体)76を形
成し、半田バンプ76を有するプリント配線板10を製
造する(図7参照)。
脂、可溶性粒子、硬化剤、その他の成分が含有されてい
る。それぞれについて以下に説明する。
熱硬化系樹脂は、酸または酸化剤に可溶性の粒子(以
下、可溶性粒子という)が酸または酸化剤に難溶性の樹
脂(以下、難溶性樹脂という)中に分散したものであ
る。なお、本発明で使用する「難溶性」「可溶性」とい
う語は、同一の酸または酸化剤からなる溶液に同一時間
浸漬した場合に、相対的に溶解速度の早いものを便宜上
「可溶性」と呼び、相対的に溶解速度の遅いものを便宜
上「難溶性」と呼ぶ。
は酸化剤に可溶性の樹脂粒子(以下、可溶性樹脂粒
子)、酸または酸化剤に可溶性の無機粒子(以下、可溶
性無機粒子)、酸または酸化剤に可溶性の金属粒子(以
下、可溶性金属粒子)等が挙げられる。これらの可溶性
粒子は、単独で用いても良いし、2種以上併用してもよ
い。
球状、破砕状等が挙げられる。また、上記可溶性粒子の
形状は、一様な形状であることが望ましい。均一な粗さ
の凹凸を有する粗化面を形成することができるからであ
る。
1〜10μmが望ましい。この粒径の範囲であれば、2
種類以上の異なる粒径のものを含有してもよい。すなわ
ち、平均粒径が0.1〜0.5μmの可溶性粒子と平均
粒径が1〜3μmの可溶性粒子とを含有する等である。
これにより、より複雑な粗化面を形成することができ、
導体回路との密着性にも優れる。なお、本発明におい
て、可溶性粒子の粒径とは、可溶性粒子の一番長い部分
の長さである。
脂、熱可塑性樹脂等からなるものが挙げられ、酸あるい
は酸化剤からなる溶液に浸漬した場合に、上記難溶性樹
脂よりも溶解速度が速いものであれば特に限定されな
い。上記可溶性樹脂粒子の具体例としては、例えば、エ
ポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリフ
ェニレン樹脂、ポリオレフィン樹脂、フッ素樹脂等から
なるものが挙げられ、これらの樹脂の一種からなるもの
であってもよいし、2種以上の樹脂の混合物からなるも
のであってもよい。
からなる樹脂粒子を用いることもできる。上記ゴムとし
ては、例えば、ポリブタジエンゴム、エポキシ変性、ウ
レタン変性、(メタ)アクリロニトリル変性等の各種変
性ポリブタジエンゴム、カルボキシル基を含有した(メ
タ)アクリロニトリル・ブタジエンゴム等が挙げられ
る。これらのゴムを使用することにより、可溶性樹脂粒
子が酸あるいは酸化剤に溶解しやすくなる。つまり、酸
を用いて可溶性樹脂粒子を溶解する際には、強酸以外の
酸でも溶解することができ、酸化剤を用いて可溶性樹脂
粒子を溶解する際には、比較的酸化力の弱い過マンガン
酸塩でも溶解することができる。また、クロム酸を用い
た場合でも、低濃度で溶解することができる。そのた
め、酸や酸化剤が樹脂表面に残留することがなく、後述
するように、粗化面形成後、塩化パラジウム等の触媒を
付与する際に、触媒が付与されなたかったり、触媒が酸
化されたりすることがない。
ルミニウム化合物、カルシウム化合物、カリウム化合
物、マグネシウム化合物およびケイ素化合物からなる群
より選択される少なくとも一種からなる粒子等が挙げら
れる。
ば、アルミナ、水酸化アルミニウム等が挙げられ、上記
カルシウム化合物としては、例えば、炭酸カルシウム、
水酸化カルシウム等が挙げられ、上記カリウム化合物と
しては、炭酸カリウム等が挙げられ、上記マグネシウム
化合物としては、マグネシア、ドロマイト、塩基性炭酸
マグネシウム等が挙げられ、上記ケイ素化合物として
は、シリカ、ゼオライト等が挙げられる。これらは単独
で用いても良いし、2種以上併用してもよい。
銅、ニッケル、鉄、亜鉛、鉛、金、銀、アルミニウム、
マグネシウム、カルシウムおよびケイ素からなる群より
選択される少なくとも一種からなる粒子等が挙げられ
る。また、これらの可溶性金属粒子は、絶縁性を確保す
るために、表層が樹脂等により被覆されていてもよい。
る場合、混合する2種の可溶性粒子の組み合わせとして
は、樹脂粒子と無機粒子との組み合わせが望ましい。両
者とも導電性が低くいため樹脂フィルムの絶縁性を確保
することができるとともに、難溶性樹脂との間で熱膨張
の調整が図りやすく、樹脂フィルムからなる層間樹脂絶
縁層にクラックが発生せず、層間樹脂絶縁層と導体回路
との間で剥離が発生しないからである。
に酸または酸化剤を用いて粗化面を形成する際に、粗化
面の形状を保持できるものであれば特に限定されず、例
えば、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、これらの複合体等
が挙げられる。また、これらの樹脂に感光性を付与した
感光性樹脂であってもよい。感光性樹脂を用いることに
より、層間樹脂絶縁層に露光、現像処理を用いてバイア
ホール用開口を形成することできる。これらのなかで
は、熱硬化性樹脂を含有しているものが望ましい。それ
により、めっき液あるいは種々の加熱処理によっても粗
化面の形状を保持することができるからである。
ば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、フェノキシ樹脂、
ポリイミド樹脂、ポリフェニレン樹脂、ポリオレフィン
樹脂、フッ素樹脂等が挙げられる。これらの樹脂は単独
で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。さらに
は、1分子中に、2個以上のエポキシ基を有するエポキ
シ樹脂がより望ましい。前述の粗化面を形成することが
できるばかりでなく、耐熱性等にも優れてるため、ヒー
トサイクル条件下においても、金属層に応力の集中が発
生せず、金属層の剥離などが起きにくいからである。
ゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールA型
エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、フェ
ノールノボラック型エポキシ樹脂、アルキルフェノール
ノボラック型エポキシ樹脂、ビフェノールF型エポキシ
樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエ
ン型エポキシ樹脂、フェノール類とフェノール性水酸基
を有する芳香族アルデヒドとの縮合物のエポキシ化物、
トリグリシジルイソシアヌレート、脂環式エポキシ樹脂
等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、2種
以上を併用してもよい。それにより、耐熱性等に優れる
ものとなる。
記可溶性粒子は、上記難溶性樹脂中にほぼ均一に分散さ
れていることが望ましい。均一な粗さの凹凸を有する粗
化面を形成することができ、樹脂フィルムにバイアホー
ルやスルーホールを形成しても、その上に形成する導体
回路の金属層の密着性を確保することができるからであ
る。また、粗化面を形成する表層部だけに可溶性粒子を
含有する樹脂フィルムを用いてもよい。それによって、
樹脂フィルムの表層部以外は酸または酸化剤にさらされ
ることがないため、層間樹脂絶縁層を介した導体回路間
の絶縁性が確実に保たれる。
に分散している可溶性粒子の配合量は、樹脂フィルムに
対して、3〜40重量%が望ましい。可溶性粒子の配合
量が3重量%未満では、所望の凹凸を有する粗化面を形
成することができない場合があり、40重量%を超える
と、酸または酸化剤を用いて可溶性粒子を溶解した際
に、樹脂フィルムの深部まで溶解してしまい、樹脂フィ
ルムからなる層間樹脂絶縁層を介した導体回路間の絶縁
性を維持できず、短絡の原因となる場合がある。
記難溶性樹脂以外に、硬化剤、その他の成分等を含有し
ていることが望ましい。上記硬化剤としては、例えば、
イミダゾール系硬化剤、アミン系硬化剤、グアニジン系
硬化剤、これらの硬化剤のエポキシアダクトやこれらの
硬化剤をマイクロカプセル化したもの、トリフェニルホ
スフィン、テトラフェニルホスフォニウム・テトラフェ
ニルボレート等の有機ホスフィン系化合物等が挙げられ
る。
して0.05〜10重量%であることが望ましい。0.
05重量%未満では、樹脂フィルムの硬化が不十分であ
るため、酸や酸化剤が樹脂フィルムに侵入する度合いが
大きくなり、樹脂フィルムの絶縁性が損なわれることが
ある。一方、10重量%を超えると、過剰な硬化剤成分
が樹脂の組成を変性させることがあり、信頼性の低下を
招いたりしてしまうことがある。
面の形成に影響しない無機化合物あるいは樹脂等のフィ
ラーが挙げられる。上記無機化合物としては、例えば、
シリカ、アルミナ、ドロマイト等が挙げられ、上記樹脂
としては、例えば、ポリイミド樹脂、ポリアクリル樹
脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリフェニレン樹脂、メラ
ニン樹脂、オレフィン系樹脂等が挙げられる。これらの
フィラーを含有させることによって、熱膨脹係数の整合
や耐熱性、耐薬品性の向上などを図りプリント配線板の
性能を向上させることができる。
ていてもよい。上記溶剤としては、例えば、アセトン、
メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、
酢酸エチル、酢酸ブチル、セロソルブアセテートやトル
エン、キシレン等の芳香族炭化水素等が挙げられる。こ
れらは単独で用いてもよいし、2種類以上併用してもよ
い。
リント配線板20について、図14を参照して説明す
る。上述した第1実施形態では、BGAを配設した場合
で説明した。第2実施形態では、第1実施形態とほぼ同
様であるが、図14に示すように導電性接続ピン96を
介して接続を取るPGA方式に構成されている。
ト配線板の製造方法について説明する。ここでは、第2
実施形態のプリント配線板の製造方法に用いるA.無電
解めっき用接着剤調製用の原料組成物(上層用接着
剤)、B.樹脂絶縁剤調製用の原料組成物(下層用接着
剤)、C.層間樹脂絶縁層用樹脂フィルム、D.樹脂充
填剤について説明する。
成物(上層用接着剤) 〔樹脂組成物〕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80wt%の濃度でDMDGに溶解させた樹脂液を3
5重量部、感光性モノマー(東亜合成製、アロニックス
M315 )3.15重量部、消泡剤(サンノプコ製、
S−65)0.5 重量部、NMP 3.6重量部を攪
拌混合して得た。 〔樹脂組成物〕ポリエーテルスルフォン(PES)1
2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 1.0μmのものを 7.2重量
部、平均粒径 0.5μmのものを3.09重量部、を
混合した後、さらにNMP30重量部を添加し、ビーズ
ミルで攪拌混合して得た。 〔硬化剤組成物〕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、NMP
1.5重量部を攪拌混合して得た。
用接着剤) 〔樹脂組成物〕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80wt%の濃度でDMDGに溶解させた樹脂液を3
5重量部、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−6
5)0.5 重量部、NMP 3.6重量部を攪拌混合
して得た。 〔樹脂組成物〕ポリエーテルスルフォン(PES)1
2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 14.49重
量部、を混合した後、さらにNMP30重量部を添加
し、ビーズミルで攪拌混合して得た。 〔硬化剤組成物〕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、NMP
1.5 重量部を攪拌混合して得た。
9、油化シェルエポキシ社製エピコート1001)30
重量部、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂(エポキ
シ当量215、大日本インキ化学工業社製 エピクロン
N−673)40重量部、トリアジン構造含有フェノー
ルノボラック樹脂(フェノール性水酸基当量120、大
日本インキ化学工業社製 フェノライトKA−705
2)30重量部をエチルジグリコールアセテート20重
量部、ソルベントナフサ20重量部に攪拌しながら加熱
溶解させ、そこへ末端エポキシ化ポリブタジエンゴム
(ナガセ化成工業社製 デナレックスR−45EPT)
15重量部と2−フェニル−4、5−ビス(ヒドロキシ
メチル)イミダゾール粉砕品1.5重量部、微粉砕シリ
カ2重量部、シリコン系消泡剤0.5重量部を添加しエ
ポキシ樹脂組成物を調製する。得られたエポキシ樹脂組
成物を厚さ38μmのPETフィルム上に乾燥後の厚さ
が50μmとなるようにロールコーターを用いて塗布し
た後、80〜120℃で10分間乾燥させることによ
り、層間樹脂絶縁層用樹脂フィルムを作製する。
製、分子量:310、YL983U)100重量部、表
面にシランカップリング剤がコーティングされた平均粒
径が1.6μmで、最大粒子の直径が15μm以下のS
iO2 球状粒子(アドテック社製、CRS 1101−
CE)170重量部およびレベリング剤(サンノプコ社
製 ペレノールS4)1.5重量部を容器にとり、攪拌
混合することにより、その粘度が23±1℃で45〜4
9Pa・sの樹脂充填剤を調製する。なお、硬化剤とし
て、イミダゾール硬化剤(四国化成社製、2E4MZ−
CN)6.5重量部を用いる。
ント配線板の製造方法について、図8〜図14を参照し
て説明する。
スマレイミド−トリアジン)、FR−4、FR−5のい
ずれかから成るコア材30aを出発材料とする(図8
(A)参照)。ここで、心材に樹脂を含浸させてなるB
T、FR−4、FR−5のいずれかをコア材30aに用
いることで、コア基板としての強度を保つことが可能と
なる。
組成物を攪拌混合し、粘度1.5 Pa・sに調整して
層間樹脂絶縁剤(下層用)を得る。次いで、Aの無電解
めっき用接着剤調製用の原料組成物を攪拌混合し、粘度
7Pa・sに調整して無電解めっき用接着剤溶液(上層
用)を得る。
た前記(2)で得られた粘度 1.5Pa・sの樹脂絶
縁剤(下層用)を調製後24時間以内にロールコータで
塗布し、水平状態で20分間放置してから、60℃で3
0分の乾燥(プリベーク)を行い、次いで、前記(2)
で得られた粘度7Pa・sの感光性の接着剤溶液(上層
用)を調製後24時間以内に塗布し、水平状態で20分
間放置してから、60℃で30分の乾燥(プリベーク)
を行うことにより、樹脂絶縁層30bを形成する。な
お、樹脂絶縁層30bの厚さは0.01〜0.1mmが
好ましい。以上の工程により、コア材30a及び樹脂絶
縁層30bからなるコア基板30を形成することができ
る(図8(B)参照)。また、コア基板30の厚さは
0.12〜1.2mmが好ましい。
よりスルーホール用貫通孔32を形成する(図8(C)
参照)。コア材30aと該コア材30aの両面に形成さ
れた樹脂絶縁層30bとから成るコア基板30は、従来
技術で用いた銅貼り積層板と異なり、適切にレーザで貫
通孔を形成することができる。
あるいは酸化剤などで粗化し、コア基板30の全表面に
粗化面34を形成する(図8(D)参照)。このとき粗
化面34は、Ra(平均粗度高さ)0.1〜3.0μm
が好ましい。コア基板の表面側に配設された樹脂絶縁層
30bを構成する樹脂は、可溶性の粒子を難溶性の樹脂
中に分散させたものから成るため、酸等を用いて表面の
可溶性粒子を溶解することで、コア基板表面に粗化面を
形成することができる。
電解めっきにより金属膜35を形成する(図8(E)参
照)。このとき、無電解めっき以外にも蒸着及びスパッ
タを用いてもよい。次いで、コア基板30に電解めっき
を施して、金属膜35上に電解めっき膜36を形成する
(図9(A)参照)。上述した工程でコア基板30表面
に粗化面してあるので、該コア基板30表面に形成され
る金属膜35との密着性を向上させることができ、スル
ーホールの信頼性を向上させることが可能となる。ま
た、貫通孔32に金属膜35を析出させた際に、気泡が
残ることがないので、スルーホール44の接続信頼性を
高めることが可能となる。
感光性ドライフィルムを貼り付け、フォトマスクフィル
ムを載置して、露光・現像処理し、レジスト38のパタ
ーンを形成する(図9(B)参照)。
Hで剥離除去した後、そのレジスト38の下に存在して
いた金属膜35及び電解めっき膜36を硝酸および硫酸
と過酸化水素との混合液を用いるエッチングにて溶解除
去し、金属膜35及び電解めっき膜36からなる下層導
体回路42及びスルーホール44を形成する(図9
(C)参照)。なお、下層導体回路42及びスルーホー
ル44のパターン形成には、セミアディティブ法を用い
てもよい。
導体回路42を形成した基板30を水洗いし、乾燥した
後、NaOH(10g/l)、NaClO2 (40g/
l)、Na3 PO4 (6g/l)を含む水溶液を黒化浴
(酸化浴)とする黒化処理、および、NaOH(10g
/l)、NaBH4 (6g/l)を含む水溶液を還元浴
とする還元処理を行い、スルーホール44を含む下層導
体回路42の全表面に粗化面42αを形成する(図9
(D)参照)。
製した後、下記の方法により調製後24時間以内に、ス
ルーホール44内、および、基板30の片面の下層導体
回路42非形成部に樹脂充填剤46の層を形成する。す
なわち、まず、スキージを用いてスルーホール44内に
樹脂充填剤46を押し込んだ後、100℃、20分の条
件で乾燥させる。図15を参照して上述した従来技術の
プリント配線板のようにスルーホール内にバリがないの
で、スルーホール44に充填剤46を充填した際に、気
泡残り、あるいは、未充填が発生しない。このため、コ
ーナクラックが発生せず、スルーホール44の信頼性を
高めることが可能となる。
る部分が開口したマスクを基板30上に載置し、スキー
ジを用いて凹部となっている下層導体回路42非形成部
に樹脂充填剤46の層を形成し、100℃、20分の条
件で乾燥させる(図10(A)参照)。
30の片面を、#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、下層導体回路
42の表面やスルーホール44のランド44a表面に樹
脂充填剤46が残らないように研磨し、次いで、上記ベ
ルトサンダー研磨による傷を取り除くためのバフ研磨を
行う。このような一連の研磨を基板30の他方の面につ
いても同様に行う。次いで、100℃で1時間、150
℃で1時間の加熱処理を行って樹脂充填剤46を硬化さ
せる。
導体回路42非形成部に形成された樹脂充填材46の表
層部および下層導体回路42の表面を平坦化し、樹脂充
填材46と下層導体回路42及びスルーホール44とが
粗化面42αを介して強固に密着した基板を得る(図1
0(B)参照)。すなわち、この工程により、樹脂充填
剤46の表面と下層導体回路42の表面とが同一平面と
なる。
た後、ソフトエッチングし、次いで、エッチング液を基
板30の両面にスプレイで吹きつけて、下層導体回路4
2の表面とスルーホール44のランド44a表面とをエ
ッチングすることにより、下層導体回路42の全表面に
粗化面42βを形成する(図10(C)参照)。エッチ
ング液としては、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重量部から
なるエッチング液(メック社製、メックエッチボンド)
を使用する。
基板30より少し大きめの層間樹脂絶縁層用樹脂フィル
ムを基板30上に載置し、圧力4kgf/cm2 、温度
80℃、圧着時間10秒の条件で仮圧着して裁断した
後、さらに、以下の方法により真空ラミネーター装置を
用いて貼り付けることにより層間樹脂絶縁層50を形成
する(図10(D)参照)。すなわち、層間樹脂絶縁層
用樹脂フィルムを基板30上に、真空度0.5Tor
r、圧力4kgf/cm2 、温度80℃、圧着時間60
秒の条件で本圧着し、その後、170℃で30分間熱硬
化させる。
厚さ1.2mmの貫通孔が形成されたマスクを介して、
波長10.4μmのCO2 ガスレーザにて、ビーム径
4.0mm、トップハットモード、パルス幅8.0μ
秒、マスクの貫通孔の径1.0mm、1ショットの条件
で層間樹脂絶縁層50に、直径80μmのバイアホール
用開口51を形成する(図11(A)参照)。
た基板30を、60g/lの過マンガン酸を含む80℃
の溶液に10分間浸漬し、層間樹脂絶縁層50の表面に
存在するエポキシ樹脂粒子を溶解除去することにより、
バイアホール用開口51の内壁を含む層間樹脂絶縁層5
0の表面に粗化面50αを形成する(図11(B)参
照)。
を、中和溶液(シプレイ社製)に浸漬してから水洗いす
る。さらに、粗面化処理(粗化深さ3μm)した該基板
30の表面に、パラジウム触媒を付与することにより、
層間樹脂絶縁層50の表面およびバイアホール用開口5
1の内壁面に触媒核を付着させる。
き水溶液中に基板30を浸漬して、粗化面50α全体に
厚さ0.6〜3.0μmの無電解銅めっき膜52を形成
する(図11(C)参照)。 〔無電解めっき水溶液〕 NiSO4 0.003 mol/l 酒石酸 0.200 mol/l 硫酸銅 0.030 mol/l HCHO 0.050 mol/l NaOH 0.100 mol/l α、α′−ビピリジル 40 mg/l ポリエチレングリコール(PEG) 0.10 g/l 〔無電解めっき条件〕35℃の液温度で40分
電解銅めっき膜52に貼り付け、マスクを載置して、1
00mJ/cm2 で露光し、0.8%炭酸ナトリウム水
溶液で現像処理することにより、厚さ30μmのめっき
レジスト54を設ける(図11(D)参照)。
洗浄して脱脂し、25℃の水で水洗後、さらに硫酸で洗
浄してから、以下の条件で電解銅めっきを施し、厚さ2
0μmの電解銅めっき膜56を形成する(図12(A)
参照)。 〔電解めっき水溶液〕 硫酸 2.24 mol/l 硫酸銅 0.26 mol/l 添加剤 19.5 ml/l (アトテックジャパン社製、カパラシドHL) 〔電解めっき条件〕 電流密度 1 A/dm2 時間 65 分 温度 22±2 ℃
Hで剥離除去した後、そのめっきレジスト54下の無電
解めっき膜52を硫酸と過酸化水素の混合液でエッチン
グ処理して溶解除去し、無電解銅めっき膜52と電解銅
めっき膜56からなる厚さ18μmの導体回路58(バ
イアホール60を含む)を形成する(図12(B)参
照)。
二銅錯体と有機酸とを含有するエッチング液によって、
粗化面58αを形成する(図12(C)参照)。
繰り返すことにより、さらに上層に、層間樹脂絶縁層1
60及び導体回路158(バイアホール160を含む)
を形成する(図12(D)参照)。
チルエーテル(DMDG)に60重量%の濃度になるよ
うに溶解させた、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂
(日本化薬社製)のエポキシ基50%をアクリル化した
感光性付与のオリゴマー(分子量:4000)46.6
7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(油化シェル社製、
商品名:エピコート1001)15.0重量部、イミダ
ゾール硬化剤(四国化成社製、商品名:2E4MZ−C
N)1.6重量部、感光性モノマーである2官能アクリ
ルモノマー(日本化薬社製、商品名:R604)4.5
重量部、同じく多価アクリルモノマー(共栄化学社製、
商品名:DPE6A)1.5重量部、分散系消泡剤(サ
ンノプコ社製、S−65)0.71重量部を容器にと
り、攪拌、混合して混合組成物を調製し、この混合組成
物に対して光重合開始剤としてベンゾフェノン(関東化
学社製)2.0重量部、光増感剤としてのミヒラーケト
ン(関東化学社製)0.2重量部、を加えることによ
り、粘度を25℃で2.0Pa・sに調整したソルダー
レジスト組成物を得る。なお、粘度測定は、B型粘度計
(東京計器社製、DVL−B型)で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。
ーレジスト組成物を20μmの厚さで塗布し、70℃で
20分間、70℃で30分間の条件で乾燥処理を行った
後、ソルダーレジスト開口部71U、71Dのパターン
が描画された厚さ5mmのフォトマスクをソルダーレジ
スト層70に密着させて1000mJ/cm2 の紫外線
で露光し、DMTG溶液で現像処理し、200μmの直
径の開口部71U、71Dを形成する。そして、さら
に、80℃で1時間、100℃で1時間、120℃で1
時間、150℃で3時間の条件でそれぞれ加熱処理を行
ってソルダーレジスト層を硬化させ、開口部71U、7
1Dを有し、その厚さが20μmのソルダーレジスト層
70を形成する(図13(A)参照)。上記ソルダーレ
ジスト組成物としては、市販のソルダーレジスト組成物
を使用することもできる。
形成した基板を、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)を含むpH=4.5の無電解ニッケルめっき液に2
0分間浸漬して、開口部71U、71Dに厚さ5μmの
ニッケルめっき層72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)を含む無電
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72上に、厚さ0.03μmの金めっき
層74を形成する(図13(B)参照)。
する面のソルダーレジスト層70の開口71Uにスズ−
鉛を含有する半田ペーストを印刷する。さらに、他方の
面の開口部71D内に導電性接着剤97として半田ペー
ストを印刷する。次に、導電性接続ピン96を適当なピ
ン保持装置に取り付けて支持し、導電性接続ピン96の
固定部98を開口部71D内の導電性接着剤97に当接
させる。そしてリフローを行い、導電性接続ピン96を
導電性接着剤97に固定する。また、導電性接続ピン9
6の取り付け方法としては、導電性接着剤97をボール
状等に形成したものを開口部71D内に入れる、あるい
は、固定部98に導電性接着剤97を接合させて導電性
接続ピン96を取り付け、その後にリフローさせてもよ
い。これにより、導電性接続ピン96を備えたプリント
配線板20を得ることができる(図14参照)
構成する樹脂絶縁層として、可溶性の粒子を難溶性の樹
脂中に分散させたものを用い、表面を粗化した。可溶性
の粒子を含有する樹脂を用いることなく、樹脂絶縁層を
可溶性樹脂と難溶性樹脂とから構成し、可能性樹脂を溶
解することで、また、層間樹脂絶縁層の表面にプラズマ
処理あるいは研磨処理を施すことで、樹脂絶縁層の表面
を粗化することも可能である。
ホールも確実に形成することができて、気泡などもなく
なり、層間樹脂絶縁層も平坦化されるので、接続性・信
頼性が向上する。更に、コア基板の層間材(樹脂絶縁
層)を層間樹脂絶縁層と同じ材質にすれば、更に層間が
剥がれにくくなり、信頼性を一層高めることができる。
は、本発明の第1実施形態に係るプリント配線板の製造
工程図である。
明の第1実施形態に係るプリント配線板の製造工程図で
ある。
明の第1実施形態に係るプリント配線板の製造工程図で
ある。
明の第1実施形態に係るプリント配線板の製造工程図で
ある。
明の第1実施形態に係るプリント配線板の製造工程図で
ある。
に係るプリント配線板の製造工程図である。
断面図である。
は、本発明の第2実施形態に係るプリント配線板の製造
工程図である。
明の第2実施形態に係るプリント配線板の製造工程図で
ある。
本発明の第2実施形態に係るプリント配線板の製造工程
図である。
本発明の第2実施形態に係るプリント配線板の製造工程
図である。
本発明の第2実施形態に係るプリント配線板の製造工程
図である。
形態に係るプリント配線板の製造工程図である。
の断面図である。
従来技術に係るプリント配線板の製造工程図である。
Claims (7)
- 【請求項1】 コア基板に、スルーホールが形成された
プリント配線板において、 前記コア基板は、コア材と前記コア材の両面に形成され
表面粗化された樹脂絶縁層とから成り、 前記スルーホールは、レーザにより穿設された貫通孔に
金属膜を形成してなること特徴とするプリント配線板。 - 【請求項2】 前記コア材は、心材に樹脂を含浸させて
成ることを特徴とする請求項1に記載のプリント配線
板。 - 【請求項3】 前記樹脂絶縁層は、可溶性の粒子を難溶
性の樹脂中に分散させたものから成ることを特徴とする
請求項1に記載のプリント配線板。 - 【請求項4】 前記樹脂絶縁層は、可溶性樹脂と難溶性
樹脂とから成ることを特徴とする請求項1に記載のプリ
ント配線板。 - 【請求項5】 少なくとも以下(a)〜(d)の工程を
備えることを特徴とするプリント配線板の製造方法: (a)コア材の両面に、樹脂絶縁層を積層し、コア基板
を形成する工程; (b)前記コア基板に、レーザにより貫通孔を形成する
工程; (c)前記コア基板に、粗化面を形成する工程; (d)前記貫通孔に、金属膜を形成しスルーホールとす
る工程。 - 【請求項6】 前記コア材は、心材に樹脂を含浸させて
成ることを特徴とする請求項5に記載のプリント配線板
の製造方法。 - 【請求項7】 前記樹脂絶縁層は、可溶性の粒子を難溶
性の樹脂中に分散させたものから成ることを特徴とする
請求項5に記載のプリント配線板の製造方法。
Priority Applications (19)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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