JP2001267740A - 電子部品用多層配線基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 下側の配線パターンの表面の凸凹に沿った絶
縁樹脂層表面の凸凹をなくし、露光時の紫外線漏れや配
線パターン形成時のドライフィルムの密着不具合による
電解銅めっき液の潜り込みを防止した電子部品用多層配
線基板の製造方法を提供する。 【解決手段】 配線パターン１４、１９、２２がそれぞ
れ形成され、上下の配線パターン１４、１９、２２を導
通するビア２０、２０ａを備えた複数の絶縁樹脂層１
７、２１を基板１２上に有する電子部品用多層配線基板
１１の製造方法において、配線パターン１４、１９上
に、絶縁樹脂を塗布し、乾燥させて、該絶縁樹脂の表面
を加圧する工程を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、絶縁樹脂層と配線
パターン及びビア形成用のパターンマスクやドライフィ
ルムとの密着性のために、絶縁樹脂表面を平滑にする電
子部品用多層配線基板の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体素子等の電子部品を搭載す
る回路基板は配線が高密度化しており、その一例とし
て、ビルドアップ法による多層配線基板がある。このビ
ルドアップ多層配線基板の代表的な製造方法は、先ず、
ガラスエポキシ等から成るコア基板にスルーホール用の
孔を穿設し、Ｐｄ等の触媒を付与し、全面に無電解銅め
っきを施し、この上にフォトリソグラフィ法でドライフ
ィルムレジストによる開口部を形成し、無電解銅めっき
層に電流を通して開口部に電解銅めっき層を形成する。
その後、ドライフィルムを除去し、露出した無電解銅め
っき層をエッチングで除去し、無電解銅めっきと電解銅
めっきからなる下側の配線パターン層を形成する。次
に、絶縁樹脂層を形成するために、下側の配線パターン
層上にスクリーン印刷やロールコーター等により感光性
絶縁樹脂を塗布し、乾燥させる。その後、形成された感
光性絶縁樹脂層上にパターンマスクを密着させ、紫外線
で露光し、現像することで上側の配線パターン層と下側
の配線パターン層とを接続するためのビアを形成する。
このとき、下側の配線パターンは感光性絶縁樹脂との密
着性を向上させるために表面粗化することが一般的であ
り、更には、後述の絶縁樹脂粗化液からの保護を目的と
したＳｎめっき等を施す。次に、この感光性絶縁樹脂を
硬化させて、絶縁樹脂層とし、このビアを伴う絶縁樹脂
表面をクロム酸、過マンガン酸等の絶縁樹脂粗化液によ
り粗化し、Ｐｄ等の触媒を付与した後、全面に無電解銅
めっきを行い、ドライフィルムを貼付し、パターンマス
クを密着させ、紫外線で露光し、現像することで配線パ
ターン導体やビア導体となる開口部を形成する。次い
で、この開口部に電解銅めっきを形成し、ドライフィル
ムを剥離後、銅めっき表面をエッチングで、銅めっき層
の薄い無電解銅めっき部分を剥離除去し、電解銅めっき
で銅めっき層が厚くなった部分の配線パターン導体やビ
ア導体を残すことで上側の配線パターン層を形成する。
以後、同様の工程を順次繰り返して多層化するものであ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
たような従来の下側の配線パターン層上に絶縁樹脂層を
形成する場合では、次のような課題がある。 （１）表面粗化された下側の配線パターン層表面の凸凹
上に感光性絶縁樹脂を塗布するため、下側の配線パター
ン層表面の凸凹に沿った凸凹が、感光性絶縁樹脂表面に
残る。この凸凹はビア形成用のパターンマスクを密着さ
せ露光した時に紫外線の漏れを伴ない、ビア径のバラツ
キを発生させる。 （２）また、上側の配線パターン形成で、無電解銅めっ
き上にドライフィルムの開口部を形成する時に、凸凹の
窪みにドライフィルムが追従できずに、ドライフィルム
が不十分に貼付された個所に電解銅めっき液が潜り込み
めっき被りが発生して配線パターンのショートの原因と
なる。 （３）この対策として、下側の配線パターン層の厚みを
薄くし、凸凹を押さえようとすると、配線パターンの導
体抵抗が上がるため、半導体素子の機能が低下する。 （４）また、絶縁樹脂層の厚みを厚くして、下側の配線
パターン層の凸凹を吸収しようとすると、露光、現像の
形成性が損なわれて、精巧なビアが得られない。 （５）更に、絶縁樹脂層の凸凹を機械研磨により除去す
る方法もあるが、研磨屑が表面に付着し、露光、現像の
妨げになる。また、大型の基板を研磨する場合は部分的
に過研磨となり下側の配線パターン層を露出させる。 本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって、
下側の配線パターンの表面の凸凹に沿った絶縁樹脂層表
面の凸凹をなくし、露光時の紫外線漏れや上側の配線パ
ターン形成時のドライフィルムの密着不具合による電解
銅めっき液の潜り込みを防止した電子部品用多層配線基
板の製造方法を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】前記目的に沿う本発明に
係る電子部品用多層配線基板の製造方法は、配線パター
ンがそれぞれ形成され、上下の配線パターンを導通する
ビアを備えた複数の絶縁樹脂層を基板上に有する電子部
品用多層配線基板の製造方法において、配線パターン上
に、絶縁樹脂を塗布し、乾燥させて、該絶縁樹脂の表面
を加圧する工程を有する。これにより、下側の配線パタ
ーン表面の凸凹上に感光性絶縁樹脂を塗布し、乾燥した
時、下側の部配線パターン表面の凸凹に沿った凸凹が、
感光性絶縁樹脂表面で矯正されて平坦となる。また、凸
凹がないので、ビア形成用のパターンマスクを密着させ
露光した時に紫外線の漏れの発生がないことから、ビア
径のバラツキの発生は起こらない。また、上側の配線パ
ターン形成で、無電解銅めっき上にドライフィルムの開
口部を形成する時に絶縁樹脂の表面に凸凹がないので、
ドライフィルムは表面に追従し、電解銅めっき液の潜り
込みは発生せず、配線パターンのショートは起こらな
い。更には、絶縁樹脂表面の凸凹の発生を抑えるため
に、下側の配線パターンの厚みを薄くする必要がなく、
配線パターンの導体抵抗が上がることによる半導体素子
機能の低下は発生しない。また、絶縁樹脂層の厚みを厚
くして、下側の配線パターンの凸凹を吸収する必要がな
いので、露光、現像の形成性が損なわれることがなく、
精巧なビアが得られる。更に、絶縁樹脂層の凸凹を機械
研磨により除去する方法を採用する必要がなく、研磨屑
が表面に付着して露光、現像の妨げになることがなく、
大型の基板を研磨する場合の部分的な過研磨から発生す
る下側の配線パターンの露出も起こらない。

【０００５】本発明に係る電子部品用多層配線基板の製
造方法において、前記加圧する工程で、更に加熱を行う
こともできる。絶縁樹脂の乾燥した表面を、加熱しなが
ら加圧することで、感光性絶縁樹脂の流動性が増加し加
圧効果を助長できる。

【０００６】本発明に係る電子部品用多層配線基板の製
造方法において、前記加圧する工程の前に前記基板を予
め加熱する工程を有してもよい。予熱された基板を加圧
することで、感光性絶縁樹脂の流動性が更に増加するこ
とができて加圧効果を助長する方法を提供する。

【０００７】

【発明の実施の形態】続いて、添付した図面を参照しつ
つ、本発明を具体化した実施の形態について説明し、本
発明の理解に供する。ここに、図１は本発明の一実施の
形態に係る電子部品用多層配線基板の製造方法により製
造された電子部品用多層配線基板の構造を示す部分拡大
断面図、図２は同電子部品用多層配線基板の製造方法を
説明するための部分拡大断面図、図３（Ａ）、（Ｂ）、
（Ｃ）は電子部品用多層配線基板の絶縁樹脂層の表面を
平滑化する方法を示す説明図、図４は電子部品用多層配
線基板の絶縁樹脂層の表面を平滑化する他の方法を示す
説明図である。

【０００８】まず、図１に示すように、本発明の一実施
の形態に係る電子部品用多層配線基板の製造方法により
製造された電子部品用多層配線基板１１は、例えば、ポ
リイミド系、ガラスエポキシ系等の絶縁樹脂基板で形成
され、その決められた位置にはスルーホール１３が形成
されたコア基板（基板）１２を有し、このコア基板１２
の上下両面には無電解銅めっき及び、電解銅めっきによ
って配線パターン１４が形成されている。また、スルー
ホール１３の内周面には、無電解銅めっきと電解銅めっ
きからなるスルーホール導体１５が導通するように形成
されている。そして、スルーホール導体１５の中空部に
はエポキシ等の孔埋め樹脂１６が充填されている。

【０００９】コア基板１２両面の配線パターン１４上に
は、絶縁樹脂層１７が形成され、この絶縁樹脂層１７の
所定位置にはフォトリソグラフィ法等でビアホール１８
が形成されている。この絶縁樹脂層１７の表面とビアホ
ール１８とには、無電解銅めっき及び電解銅めっきによ
り配線パターン１９とビア導体（ビア）２０が形成さ
れ、コア基板１２上の配線パターン１４と絶縁樹脂層１
７上の配線パターン１９とがビア導体２０を介して電気
的に接続されている。更に上層の配線パターン層とし
て、配線パターン１９上に、絶縁樹脂層２１が形成さ
れ、この絶縁樹脂層２１の所定位置にフォトリソグラフ
ィ法等でビアホール１８ａが形成され、配線パターン２
２とビア導体（ビア）２０ａが形成されている。

【００１０】次に、図１、図２を参照して、本実施の形
態に係る電子部品用多層配線基板の製造方法について説
明する。 （１）コア基板、配線パターンの形成 まず、ガラスエポキシ等からなるコア基板１２にスルー
ホール１３を形成し、このコア基板１２の上下両面とス
ルーホール１３の内周面に、無電解銅めっきを施し、こ
の無電解銅めっき上に、例えば有機フィラー含有のエポ
キシ系感光性樹脂から成るドライフィルムを貼着し、こ
のドライフィルム上にパターンマスクを密着させ、紫外
線で露光し、現像するフォトリソグラフィ法で開口部を
形成し、次いで、開口部に電解銅めっきを施す。その
後、ドライフィルムを除去し、エッチングして、露出し
ている無電解銅めっきを除去することで、無電解銅めっ
き及び電解銅めっきから成る配線パターン１４や、スル
ーホール導体１５を形成する。その後、スルーホール導
体１５の空洞部に、エポキシ等の穴埋め樹脂１６を充填
する。

【００１１】（２）感光性絶縁樹脂の塗布 配線パターン１４層上にスクリーン印刷やロールコータ
ー等により感光性絶縁樹脂を塗布し、例えば、５５℃で
１５分間乾燥する。この感光性絶縁樹脂の塗布、乾燥は
層間の絶縁性の十分な樹脂厚み、例えば３０μｍを得る
ために本実施の形態では、３回繰り返して行った。ま
た、配線パターン１４と絶縁樹脂層１７との密着性を向
上させる目的で配線パターン１４上に針状めっき（イン
タープレートめっき）例えば、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｐ針状無電
解めっきを施し、表面粗化をしてもよい。更に、表面粗
化された表面に厚さ０．５μｍ程度の置換Ｓｎめっきを
施してもよい。

【００１２】（３）感光性絶縁樹脂の加熱及び加圧 感光性絶縁樹脂を塗布、乾燥して形成された絶縁樹脂層
１７の表面を、図３（Ａ）に示すように、ヒーター４１
を内蔵した平滑板４０を用いて、加熱しながら加圧す
る。なお、ヒーターを内蔵していない平滑板を使用して
加圧のみを行ってもよい。また、予め、コア基板１２自
体をヒーター等の上に載置し予熱しておいてから、加圧
することも可能である。このように、加熱及び加圧する
ことで絶縁樹脂層１７の表面は図３（Ｂ）に示すように
平坦となる。絶縁樹脂層１７の表面を平滑にする他の方
法として、例えば、図４に示すように、ヒーター５１を
内蔵させたロール５０をコア基板１２の移動方向に逆ら
うように回転させ、絶縁樹脂層１７の表面がロール５０
によって押圧されるようにコア基板１２を通過させるこ
ともできる。この場合、ロール５０を通過する前に、予
め温風ヒーター５２等により絶縁樹脂層１７の予熱を行
っておくと、より一層効果的な平坦化が行える。また、
このようなロール５０を２台１組として対向配置させ、
これらのロール５０間をコア基板１２が通過するように
してもよい。更にロール自体を絶縁樹脂層１７上を加圧
しながら移動させるようにしてもよい。

【００１３】（４）ビア形成 図３（Ｃ）に示すように、表面が平滑になった絶縁樹脂
層１７上にポリエチレンテレフタレート製の樹脂フィル
ム３１を介して、ガラス板からなるパターンマスク３２
を密着させ、例えば、６００ｍｊ／ｃｍ² の紫外線で露
光し、現像することでビアホール１８を形成し、次い
で、紫外線キュア、熱キュアを行い、硬化させて、ビア
ホール１８を有する絶縁樹脂層１７を形成する。ここ
で、絶縁樹脂層１７上にポリエチレンテレフタレート製
の樹脂フィルム３１をラミネートしたのは、感光性絶縁
樹脂上にパターンマスク３２を直接載置すると感光性絶
縁樹脂の乾燥が十分でない場合パターンマスク３２を汚
すことがあるためで、樹脂フィルム３１は露光後現像を
行う前に剥ぎ取る。なお、樹脂フィルム３１の貼付は省
略してもよい。

【００１４】（５）無電解銅めっき、ドライフィルムレ
ジスト、及び、電解銅めっき形成 次に、絶縁樹脂層１７表面をクロム酸、過マンガン酸等
で粗化し、Ｐｄ等の触媒を付与した後、無電解銅めっき
２３を施す。次いで、この無電解銅めっき２３上に感光
性絶縁樹脂層、例えば、感光性のドライフィルムレジス
ト２４（日本合成化学製ＮＩＴ−２４０）をラミネート
し、パターンマスクを密着させ露光、現像し、ドライフ
ィルムレジスト２４による開口部を形成する。その後、
無電解銅めっき２３層を通して電流を流し、開口部に電
解銅めっき２５層を形成する。

【００１５】（６）ドライフィルム剥離、無電解銅めっ
きエッチング その後、ドライフィルムレジスト２４を除去し、エッチ
ングすることで、無電解銅メッキ２３層のみの銅厚みの
薄い部分をエッチング除去し、無電解銅めっき２３と電
解銅めっき２５から配線パターン１９を形成する。

【００１６】次に、更に多層にするために、上記と同様
の方法で、配線パターン１９と配線パターン２２とを接
続するためのビアホール１８ａ形成用の感光性絶縁樹脂
層を形成する。このビアホール１８ａの形成方法は、配
線パターン１９層上にスクリーン印刷やロールコーター
等により感光性絶縁樹脂を塗布し、乾燥した後、絶縁樹
脂層２１の表面を、前述した絶縁樹脂層１７の表面の平
滑化と同様に、ローラーや平滑板等を用いて加圧（場合
によっては加熱及び加圧）する。その後、パターンマス
クを密着させ、紫外線で露光し、現像することでビアホ
ール１８ａを形成し、次いで、紫外線キュア、熱キュア
を行い、硬化させて、ビアホール１８ａを有する絶縁樹
脂層２１を形成する。ここでも同様に、絶縁樹脂上にパ
ターンマスクを直接載置すると感光性絶縁樹脂の乾燥が
十分でない場合パターンマスクを汚すことがあるので、
感光性絶縁樹脂上にポリエチレンテレフタレート製の樹
脂フィルムをラミネートし、その上にパターンマスクを
載置する。

【００１７】そして、絶縁樹脂層２１表面に無電解銅め
っきを施し、次いで、この無電解銅めっき上にドライフ
ィルム等で感光性絶縁樹脂層を形成し、パターンマスク
を密着させ露光、現像し、ドライフィルムレジストによ
る開口部を形成する。そして、無電解銅めっき層を通し
て電流を流し、開口部に電解銅めっき層を形成する。そ
の後、感光性ドライフィルムレジストを除去し、エッチ
ングすることで、無電解銅めっき層のみの銅厚みの薄い
部分をエッチング除去し、無電解銅めっきと電解銅めっ
きから成る配線パターン２２を形成する。なお、本実施
の形態では、絶縁樹脂層の積層数を２層としたが、１層
又は３層以上あってもよく、コア基板１２の片面のみに
絶縁樹脂層を形成してもよい。

【００１８】

【実施例】本発明者は、以上説明した本実施の形態の感
光性絶縁樹脂を塗布、乾燥した表面をロールで加圧した
実施例と加圧を行っていない従来例との比較を行った。
先ず、実施例１として、上下一対のゴム製ヒートロール
間に感光性絶縁樹脂膜が形成された基板を通過させ、加
熱及び加圧を行った。その条件としては、基板の搬送速
度を０．５ｍ／ｍｉｎ、ヒートロールのゴム硬度を５０
°、ヒートロールの温度を５０℃とした。なお、ヒート
ロールの温度は、３０〜６５℃が好ましい。ヒートロー
ルの温度が感光性絶縁樹脂の乾燥温度より１０℃以上高
いと塗布膜が柔らかくなりロール間を通過中に樹脂が押
し出されて基板外に流れ出し、この樹脂が欠落してゴミ
の原因になったり、樹脂が変質してビアの開口性に影響
をおよぼす。ヒートロールの基板への押圧力は８ｋｇ／
ｃｍ² とした。この押圧力は２〜１０ｋｇ／ｃｍ² 程度
が好ましく、１０ｋｇ／ｃｍ² を超えるとロールが撓ん
で均一な加圧ができない。次に、実施例２として、感光
性絶縁樹脂膜を予め加熱した。感光性絶縁樹脂膜が形成
された基板を６５℃の熱風で加温し、速やかに上下一対
のゴム製ロール間に通過させて加圧した。このロール間
を通過する絶縁樹脂の直前の温度は４５℃となり、基板
の搬送速度を０．５ｍ／ｍｉｎとし、ロールのゴム硬度
を５０°とした。実施例１、２と従来例との試験結果を
表１に示す。その結果、実施例は感光性絶縁樹脂の表面
の凸凹が小さく、ビア径（ビア底の直径）のバラツキも
小さい。また、配線パターン間のショートも発生してい
ない。なお、平滑板による加圧であっても同等の効果が
得られる。また、ロールの材質、硬度、通過時間等の条
件についても任意に選択できる。前記実施の形態におい
て、加圧の面は両面で説明したが、片面のみ行ってもよ
い。更には、加圧時のロールや平滑板等と感光性絶縁樹
脂との接触によるロールや平滑板等の汚れを防ぐため
に、ロールや平滑板等にテフロン処理等を施したり、テ
フロン処理した離型シート等を介在させて加圧してもよ
い。

【００１９】

【表１】

【００２０】

【発明の効果】請求項１〜３記載の電子部品用多層配線
基板の製造方法においては、配線パターン上に、絶縁樹
脂を塗布し、乾燥させ、乾燥した絶縁樹脂の表面を加圧
する工程を有するので、配線パターン層表面の凸凹上に
感光性絶縁樹脂を塗布し、乾燥した時、凸凹が、感光性
絶縁樹脂表面に残らない。また、凸凹がないので、ビア
形成用のパターンマスクを密着でき露光した時に紫外線
の漏れの発生がないことから、ビア径のバラツキの発生
は起こらない。また、上側の配線パターン形成で、無電
解銅めっき上にドライフィルムの開口部を形成する時に
凸凹がないので、ドライフィルムは表面に追従し、電解
銅めっき液の潜り込みは発生せず、配線パターンのショ
ートは起こらない。特に、請求項２記載の電子部品用多
層配線基板の製造方法においては、配線パターン上に、
絶縁樹脂を塗布し、乾燥した表面を加熱及び加圧する工
程を有するので、加熱しながら加圧することで、感光性
絶縁樹脂の流動性が増加し加圧効果を助長できる。請求
項３記載の電子部品用多層配線基板の製造方法において
は、加圧工程の前に基板を予め加熱する工程を有するの
で、予熱された基板を加圧することで、感光性絶縁樹脂
の流動性が更に増加することができて加圧効果を助長す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係る電子部品用多層配
線基板の製造方法で製造した電子部品用多層配線基板の
部分拡大断面図である。

【図２】同電子部品用多層配線基板の製造方法を説明す
るための部分拡大断面図である。

【図３】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は電子部品用多層配線
基板の絶縁樹脂層の表面を平滑化する方法を示す説明図
である。

【図４】電子部品用多層配線基板の絶縁樹脂層の表面を
平滑化する他の方法を示す説明図である。

【符号の説明】

１１：電子部品用多層配線基板、１２：コア基板、１
３：スルーホール、１４：配線パターン、１５：スルー
ホール導体、１６：孔埋め樹脂、１７：絶縁樹脂層、１
８、１８ａ：ビアホール、１９：配線パターン、２０、
２０ａ：ビア導体、２１：絶縁樹脂層、２２：配線パタ
ーン、２３：無電解銅めっき、２４：ドライフィルムレ
ジスト、２５：電解銅めっき、３１：樹脂フィルム、３
２：パターンマスク、４０：平滑板、４１：ヒーター、
５０：ロール、５１：ヒーター、５２：温風ヒーター

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 配線パターンがそれぞれ形成され、上下
   の該配線パターンを導通するビアを備えた複数の絶縁樹
   脂層を基板上に有する電子部品用多層配線基板の製造方
   法において、前記配線パターン上に、絶縁樹脂を塗布
   し、乾燥させて、該絶縁樹脂の表面を加圧する工程を有
   することを特徴とする電子部品用多層配線基板の製造方
   法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の電子部品用多層配線基板
   の製造方法において、前記加圧する工程では更に加熱も
   行うことを特徴とする電子部品用多層配線基板の製造方
   法。
3. 【請求項３】 請求項１又は２記載の電子部品用多層配
   線基板の製造方法において、前記加圧する工程の前に前
   記基板を予め加熱する工程を有することを特徴とする電
   子部品用多層配線基板の製造方法。