JP2001257475A - 多層プリント配線板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の樹脂付き銅箔を用いたビルドアップ法
のコンフォーマルマスク法による多層プリント配線板の
製造方法を改善し、バイアホールの小径化を図っても、
バイアホールの接続信頼性を確保できる技術を提供す
る。 【解決手段】 バイアホール用のボトムランド２を設け
たコア材５に、樹脂付き銅箔７を高温プレス成形により
積層し、樹脂付き銅箔７によってボトムランド２に対応
する位置の銅箔９が除去されたコンフォーマルマスクを
形成し、レーザ加工により樹脂８を除去してバイアホー
ル用の穴１６を形成し、穴内のデスミア処理をして、銅
メッキ処理及び所定のパターン形成処理を行うものであ
るビルドアップ法による多層プリント配線板の製造方法
において、レーザ加工後に樹脂付き銅箔７の銅箔９厚み
を薄くするものとした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ビルドアップ法に
おけるコンフォーマルマスク法により多層プリント配線
板を製造する方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、携帯電話・パソコン等の情報通信
機器を中心とした電子機器の軽薄短小化、高機能化の進
展に応じ、多層プリント配線板の製造技術の一つとし
て、ビルドアップ法と呼ばれるものが急速に普及してい
る。このビルドアップ法には、コンフォーマルマスク法
と呼ばれる、レーザ加工によってバイアホールを形成す
る工法が知られている。

【０００３】このコンフォーマルマスク法は、図４で示
すように、内層材となるコア材５に、外層となる銅箔９
を有した樹脂付き銅箔７を積層し、この樹脂付き銅箔７
の銅箔９の一部を、コア材５にあるボトムランド２の位
置に合わせて除去する（図４（ａ））。これをいわゆる
コンフォーマルマスクとして、その銅箔９が除かれた部
分へレーザを照射し（図４（ｂ））、樹脂を除去するこ
とでバイアホール用の穴１６を形成するのである（図４
（ｃ））。そして、レーザ加工によって発生するスミア
１７を除去し（図４（ｄ））、銅メッキ処理により穴内
へ所定厚みの銅メッキ層１８を形成することでバイアホ
ールが完成される（図４（ｅ））。その後パターン形成
の処理を行い、さらに、樹脂付き銅箔を積層して同様な
処理を順次行うことで多層プリント配線板を製造するも
のである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このコンフォーマルマ
スク法で用いられる樹脂付き銅箔は、一般に１２〜１８
μｍ厚さ程度の銅箔に、６０〜８０μｍ厚さ程度の樹脂
が塗工された、いわゆるＲＣＣ（Resin Coated Coppe
r）と呼ばれているものである（以下、樹脂付き銅箔を
ＲＣＣという）。そのため、銅メッキ処理後に形成され
るパターンの厚みは、銅メッキ層厚みとＲＣＣの銅箔厚
みとの合計によって決まることになり、銅箔の厚みの分
だけパターンの厚みが大きくなるため、エッチングによ
るパターン形成の精度が悪くなる傾向となる。

【０００５】そして、このＲＣＣを用いることはバイア
ホール用の穴径が小さくなるほど、或いは、ＲＣＣの樹
脂厚みが大きくなるほど、バイアホール用の穴内に処理
する銅メッキ層厚みを十分に確保できない場合が生じ、
バイアホールの接続信頼性を低下させる傾向がある。こ
のことを小径のバイアホールを形成する場合を例にして
説明すると、次のようになる。図５（ａ）には理想的な
バイアホールとパターンとが形成された多層板に、次の
ＲＣＣが積層された状態の断面を示したものである。図
５（ａ）のように、径Ｒ_０で形成されたバイアホール用
の穴１６内における銅メッキ層１８厚みＣ_０は、ある程
度の厚さを均一に確保して処理されていなければならな
い。この銅メッキ層厚みＣ_０が均一に穴１６内で確保さ
れていることが、バイアホールの接続信頼性となるから
である。そして、ＲＣＣの銅箔９及び銅メッキ層１８に
より形成されるパターンと、その上に積層されるＲＣＣ
の銅箔９’との間隙、即ち樹脂８’による層間絶縁距離
Ｗ_０が十分に確保された状態であるものがプリント配線
板として理想的なものである。この層間絶縁距離は、ク
ロストーク特性や絶縁信頼性などのプリント配線板に要
求される性能に大きく影響するからである。

【０００６】しかしながら、図５（ａ）と同様な構成材
料で、小径のバイアホールを形成する場合（ｒ＜
Ｒ_０）、まず、層間絶縁距離Ｗ_１をＷ_０と同じようにす
ると、径ｒが小さくなっているため、穴１６内における
メッキのスローイングパワーが低下し、銅メッキ層厚さ
Ｃ_１が確保できなくなり、接続信頼性が著しく低下する
ことになる。また、逆に穴１６内の銅メッキ層厚みＣ_２
をＣ_０と同じように確保すると、パターン側の銅メッキ
層１８が厚くなるため、層間絶縁距離Ｗ_２が確保できな
くなりクロストーク特性等の低下原因となる。以上のよ
うな不具合は、ＲＣＣ７の樹脂８厚みが大きくなる場合
でも同様に生じる。

【０００７】このようなコンフォールマスク法での不具
合を解消するためには、薄い銅箔厚みのＲＣＣを使用す
ることも考えられるが、現状では、市場において供給さ
れている銅箔厚みに限界があるうえ、コスト的にも非常
に高くなるため、実用上好ましい対応とはいえない。

【０００８】そこで、本発明は、従来の樹脂付き銅箔を
用いたビルドアップ法におけるコンフォーマルマスク法
による多層プリント配線板の製造方法を改善し、バイア
ホールの小径化を図っても、バイアホールの接続信頼性
を十分に確保できる技術の提供を目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明では、バイアホール用のボトムランドを設け
たコア材に、ＲＣＣを高温プレス成形により積層し、該
ＲＣＣによってボトムランドに対応する位置の銅箔を除
去したコンフォーマルマスクを形成し、レーザ加工によ
り樹脂を除去してバイアホール用の穴を形成し、該穴内
のデスミア処理をして、銅メッキ処理及び所定のパター
ン形成処理を行うものであるビルドアップ法による多層
プリント配線板の製造方法において、レーザ加工後にＲ
ＣＣの銅箔厚みを薄くして、デスミア処理、銅メッキ処
理及び所定のパターン形成処理するものとした。

【００１０】本発明によれば、レーザ加工後にＲＣＣの
厚みが薄くなっているので、バイアホールの穴径を小さ
くしても、穴内における銅メッキ層厚みを十分確保でき
る銅メッキ処理が施せることになる。そして、ＲＣＣの
銅箔厚みが薄くされているので、銅メッキ層の厚みを大
きくするような銅メッキ処理を施しても、次に積層され
るＲＣＣとの層間絶縁距離も十分に確保することが可能
となるのである。

【００１１】本発明では、コア材に積層したＲＣＣによ
りコンフォーマルマスクを形成し、レーザによるバイア
ホール用の穴をレーザ加工した後に、ＲＣＣの銅箔厚み
を薄くすることに特徴があり、積層したＲＣＣを予めエ
ッチング等することでその銅箔厚みを薄くする場合や、
単に、ＲＣＣの銅箔厚みが薄いものを使用する場合に比
べ、次のような作用を有する。コア材に積層したＲＣＣ
は、ボトムランド位置に合わせて所定のバイアホール径
となるように銅箔が除去されてコンフォーマルマスクと
して形成され、その銅箔の開口部分、即ち樹脂の露出し
た部分へ、銅箔の開口部分よりも若干大きなレーザ径の
レーザ光を照射することで、バイアホール用の穴が形成
される。このとき、コンフォーマルマスクである銅箔に
はレーザ光が直接照射される部分もあり、かなりの高温
となる。そのため、レーザ加工時にＲＣＣの銅箔厚みが
薄いと、レーザにより高温に加熱された部分では銅箔と
樹脂との剥離が生じたり、穴壁が余分に溶かされたりす
ることが生じる。つまり、レーザ加工前に銅箔厚みの薄
い状態のＲＣＣであると、レーザによるバイアホール用
の穴明けが行えないことになる。しかし、本発明におい
ては、レーザ加工時に従来と同様の銅箔厚みを有するＲ
ＣＣを用いることができるので、レーザによるバイアホ
ール用の穴形成を問題なく行うことができるのである。

【００１２】また、さらに本発明のように、レーザー加
工後にＲＣＣの銅箔厚みを薄くするという方法は、パタ
ーンの接着強度を従来と同様に確保できるという作用も
有している。バイアホールの穴内へ形成する銅メッキ層
をより厚くするには、レーザ加工後にＲＣＣの銅箔を全
てエッチング等で取り除いて銅メッキ処理を行うことが
考えられる。この場合パターン部分も銅メッキ処理によ
り形成されることになるが、この銅メッキ処理で形成さ
れたパターンと樹脂との接着強度は、ＲＣＣにおける樹
脂と銅箔との接着強度よりも低下し、プリント配線板の
特性の観点からすると好ましい方法とはいえない。本発
明では、ＲＣＣの銅箔厚みを薄くするだけであるため、
形成されるパターンの接着強度は従来のものと同様に確
保でき、そして、バイアホールの接続信頼性が向上し、
クロストーク特性や絶縁信頼性をも確保できるようにな
るのである。

【００１３】本発明におけるＲＣＣの銅箔厚みを薄くす
る方法は、銅箔の物理的な加工、例えば物理研磨によっ
て行ってもよく、或いは化学的な加工、例えばエッチン
グによる化学研磨によって行うことが可能である。要
は、レーザ加工後に行う銅メッキ処理、即ちバイアホー
ル用の穴内への銅メッキ処理で、接続信頼性が確保でき
るような銅メッキ層厚みが実現できるように、ＲＣＣの
銅箔厚みを薄くできるような手段をとればよいものであ
る。

【００１４】本発明でのＲＣＣの銅箔厚みを薄くする方
法は、上述の通りどのような方法によっても可能である
が、実用的には、レーザ加工後に銅箔表面を物理研磨し
て、その後エッチングによって薄くすることが好まし
い。レーザ加工を行うと溶解した樹脂が飛散して付着す
るスミアと呼ばれる汚れが、バイアホール用の穴内及び
穴周辺の銅箔に生じる。このスミアは、銅箔に付着した
状態であると、エッチング等の化学研磨により銅箔厚み
を薄くしようとした場合に保護膜となり、ＲＣＣの銅箔
を均一に薄くエッチング処理できなくなる。そこで、Ｒ
ＣＣの銅箔表面に付着したスミアを物理研磨によって除
去する。その際、穴内にはスミアが残存した状態である
ので、ＲＣＣの銅箔をエッチングしても、ボトムランド
の銅はエッチングされないことになる。このことを言い
換えると、スミアのすべてをエッチング前に取り除いて
おくと、ＲＣＣの銅箔厚みを薄くするエッチングをした
際に、それと同時にボトムランドの銅もエッチングされ
てしまい好ましいものではない。従って、レーザ加工に
よって発生したスミアを利用して、先にＲＣＣの銅箔表
面に付着したスミアのみを除去し、穴内にはスミアを残
存させた状態で、エッチングを行うのである。これによ
って、ボトムランドを保護した状態で、ＲＣＣの銅箔厚
さを理想的にコントロールすることが可能となる。

【００１５】この場合における物理研磨は、例えば、バ
フ研磨やベルトサンダーなどの表面を研削できるような
ものであればよく、エッチングも従来より知られてい
る、硫酸系、塩化銅系などのエッチング液を用いて行う
ことが可能である。このような物理研磨やエッチングに
関する技術は、本発明の技術分野において様々なものが
利用されているが、従来のこれらに関する技術や設備等
をそのまま適用できるので、レーザ加工後に物理研磨し
エッチング処理を行うことよってＲＣＣの銅箔厚みを薄
くすることは、非常に実用的な方法といえるのである。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態について説明する。まず、ビルドアップ法におけるコ
ンフォーマルマスクの形成について、図１及び図２を参
照しながら説明する。

【００１７】まず、図１（ア）に示すように、層間絶縁
材としてガラスエポキシ材１に銅箔を張り合わせて、エ
ッチングにより、ボトムランド２、内層パターン３、円
形の基準マーク４を設けたコア材５となる両面プリント
配線板を用意した。この基準マーク４は、銅箔がφ１．
０ｍｍの円形に除かれた状態のもので、その反対面側
は、透過光が通り抜けやすくなるように基準マーク４よ
りもやや大きな面積の銅箔を除去している。

【００１８】そして、基準マーク４が認識できる程度の
面積（φ２．０ｍｍ）の円形開口部６を予め穿設してあ
るＲＣＣ７を準備した。このＲＣＣ７は、エポキシ系の
樹脂８が銅箔９に塗工されたもので、樹脂が半硬化状
態、いわゆるＢステージ状態にされている。このＲＣＣ
７を、コア材５の基準マーク４が開口部６中央に配置さ
れるように両面に重ね、高温プレス成型により積層した
（図１（イ））。高温プレスは、離型フィルムをＲＣＣ
７表面に敷き乗せ、それをＳＵＳ板で挟み込み、熱間圧
縮プレス成形するものである。この高温プレス成形を行
うと、図１（イ）に示すように、ＲＣＣ７の開口部６で
あった部分には樹脂８が流れ込み、開口部の空間を樹脂
で埋めた状態となる。従って、積層されたこの部分、即
ち基準マーク４の部分には、光が透過できる通路を厚さ
方向に形成することになる。

【００１９】次に、このように積層したものの表面にレ
ーザーマスク形成用レジスト１０を被覆した。このレー
ザーマスク形成用レジスト１０は、ドライフィルムと呼
ばれる紫外線硬化型のレジストで、熱圧着することによ
り被覆するものである。これに、位置決め部１１、基準
穴明け部１２、バイアホール形成部１３が設けられたレ
ーザーマスク用フィルム１４を載置した。バイアホール
形成部１３は、コア材５に設けられているボトムランド
２位置に相当するようフィルムに形成されたものであ
る。レーザーマスク用フィルム１４の載置は、基準マー
ク４の相当する部分へ透過光を照射して、反対側に設置
するＣＣＤカメラ１５で、基準マーク４の部分を透過し
てくる光に、位置決め部１１が精確に重なるようにフィ
ルムを移動させて行った（図２（ウ））。

【００２０】このようにしてレーザーマスク用フィルム
１４を載置した後、レーザーマスク形成用レジスト１０
を露光、現像し、塩化第二銅系のエッチング液により、
基準穴明け部１２及びバイアホール形成部１３に対応す
るＲＣＣ７の銅箔９を除去した。そして、残存するレー
ザーマスク形成用レジスト１０を剥離すると、図２
（エ）に示すように基準穴明け部１２とバイアホール形
成部１３とに対応する部分が、ＲＣＣ７の樹脂８表面を
露出した状態になる。

【００２１】図２（エ）のように形成されたバイアホー
ル形成部１３’は、ＲＣＣ７の銅箔９が所定のバイアホ
ール径に開口除去された状態でコンフォーマルマスクを
形成しているものである。続いて、本実施形態における
レーザ加工以後の工程について、図３を参照しながら説
明する。

【００２２】図３は、図２（エ）の波線Ａで囲まれた部
分を拡大して示したものである。図３（Ａ）で示すよう
に、φ０．１ｍｍ径のバイアホールが形成されるよう
に、ＲＣＣ７の銅箔９が除去されたバイアホール形成部
１３’があり、この場所に対して、レーザ径φ０．２程
度の炭酸ガスレーザー（レーザ加工条件：周波数１００
０ＨＺ、パルス幅２０μｓｅｃ）を照射した（図３
（Ｂ））。これにより、図３（Ｃ）に示すようなバイア
ホール用の穴１６が形成された。この穴１６の内部及び
ボトムランド２表面、銅箔９の一部には、エポキシ系樹
脂７が溶解して生じるスミア１７が付着した状態とな
る。

【００２３】このレーザ加工後、銅箔９の表面に付着し
たスミア１７を除去するため、ベルトサンダー（研磨条
件：粗さ１０００番、切削速度１５０ｍ／ｍｉｎ）によ
り表面の物理研磨を行った（図３（Ｄ））。そして、硫
酸−過酸化水素系のエッチング液を用いて、１８μｍ厚
さであったＲＣＣ７の銅箔９を約６μｍ厚さになるまで
化学研磨を行った（図３（Ｅ））。この際、穴１６内に
はスミア１７が残存しているため、ボトムランド２表面
はエッチングされていないことが確認された。

【００２４】このＲＣＣ７の銅箔９厚さを薄くした後、
穴１６内のスミア１７を除去するために、過マンガン酸
カリウム溶液に浸漬してデスミア処理を行った（図３
（Ｆ））。その後、銅メッキ処理として無電解銅メッキ
処理及び電解メッキ処理をすることで、所定厚みの銅メ
ッキ層１８を形成した（図２（Ｇ））。この無電解メッ
キ処理前には、いわゆるキャタライズ処理と呼ばれる無
電解メッキの析出核となるパラジウムの沈着処理を行っ
ており、無電解銅メッキ処理の条件は、硫酸銅・五水和
物３ｇ／Ｌ、水酸化ナトリウム５ｇ／Ｌ、ホルムアルデ
ヒド９ｇ／Ｌの溶液に２０分間浸漬するもので、次いで
電解メッキ処理条件は、硫酸銅５０ｇ／Ｌ、硫酸２２０
ｇ／Ｌ溶液中、１．５Ａ／ｄｍ^２の電流密度で６０分間
メッキ処理を行ったものである。

【００２５】このように銅メッキ処理が施されたもの
に、図示は省略するが、パターンを形成するためのエッ
チングレジストを被覆し、図２（エ）の基準穴明け部１
２’に設けられた基準穴を用いてパターン用フィルムを
位置決め載置し、エッチングレジストの露光現像を行
い、塩化第二銅系のエッチング液によりパターンの形成
を行った。このようにして形成された多層板をコア材と
して、さらに、ＲＣＣ７を積層して、上記に説明した工
程を繰り返すことによって多層プリント配線板の製造を
行った。

【００２６】本実施形態で示した製造方法で得られた多
層プリント配線板の断面を確認したところ、バイアホー
ル径を小さくした場合であっても、バイアホール用の穴
内に処理される銅メッキ層の厚みが十分に確保されると
ともに、外層側のパターンとの間隔、即ち絶縁層厚さも
同様に確保されていた。従って、バイアホールの接続信
頼性が高く、クロストーク特性等も何ら従来と遜色のな
いものが得られることが判明した

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る製造方
法によれば、ＲＣＣを用いてレーザ加工を行うコンフォ
ーマルマスク法で多層プリント配線板を製造する際に、
バイアホール径の小径化を図っても、バイアホールでの
接続信頼性を十分に高くすることができ、クロストーク
特性や絶縁信頼性などのプリント配線板性能も確保する
とともにパターンと樹脂との接着強度も従来と同様なレ
ベルのものにすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態のコンフォーマルマスク形成手順の
うち、（ア）前準備、（イ）積層工程をそれぞれ示した
フロー図。

【図２】本実施形態のコンフォーマルマスク形成手順の
うち、（ウ）レーザマスク形成用レジスト被覆工程、
（エ）露光・現像・エッチング工程をそれぞれ示したフ
ロー図。

【図３】本実施形態におけるレーザ加工以後の製造手順
を示したフロー図。

【図４】従来のレーザ加工以後の製造手順を示すフロー
図。

【図５】バイアホールを形成した場合の断面を示す図。

【符号の説明】

１ ガラスエポキシ材 ２ ボトムランド ３ 内層パターン ４ 基準マーク ５ コア材 ６ 開口部 ７、７’ ＲＣＣ ８、８’ 樹脂 ９、９’ 銅箔 １０ レーザマスク形成用レジスト １１ 位置決め部 １２、１２’基準穴明け部 １３、１３’バイアホール形成部 １４ レーザマスク用フィルム １５ ＣＣＤカメラ １６ 穴 １７ スミア １８ 銅メッキ層 Ｗ０、Ｗ１、Ｗ２ 層間絶縁距離 Ｒ、ｒ バイアホール径 Ｃ０、Ｃ１、Ｃ２ 銅メッキ層厚み

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 バイアホール用のボトムランドを設けた
   コア材に、樹脂付き銅箔を高温プレス成形により積層
   し、該樹脂付き銅箔によってボトムランドに対応する位
   置の銅箔が除去されたコンフォーマルマスクを形成し、
   レーザ加工により樹脂を除去してバイアホール用の穴を
   形成し、該穴内のデスミア処理をして、銅メッキ処理及
   び所定のパターン形成処理を行うものであるビルドアッ
   プ法による多層プリント配線板の製造方法において、 レーザ加工後に樹脂付き銅箔の銅箔厚みを薄くして、デ
   スミア処理、銅メッキ処理及び所定のパターン形成処理
   をすることを特徴とする多層プリント配線板の製造方
   法。
2. 【請求項２】 レーザ加工後に樹脂付き銅箔の表面を物
   理研磨し、エッチングにより樹脂付き銅箔の銅箔厚みを
   薄くするものである請求項１に記載の多層プリント配線
   板の製造方法。