JP2001308520A - 配線基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 配線基板のスルーホール内に充填された硬化
性物質（穴埋め材）について、研磨のバラツキを生じに
くい配線基板の製造方法を提供する。 【解決手段】 スルーホール２内に硬化性物質を充填
し、硬化して充填体４を形成した後、突出部が大きく形
成された第２主面側をまず最初に研磨して第２主面側突
出部６を研削し、次いで、第１主面側突出部５を研削す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、配線基板の製造方
法に関し、特にスルーホール内に充填体形成後の研磨方
法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、絶縁基板の上下面に形成された金
属層を相互に導通するためには、以下の方法によりスル
ーホール内に充填体を形成し、その表面を研磨整面して
いた。 絶縁基板の第１主面および第２主面にそれぞれ第１主
面側金属層（銅箔）、第２主面側金属層（銅箔）を張り
つけた両面銅張基板を用意する。 両面銅張基板をドリルにより穿孔し、スルーホールを
形成する。 スルーホール内周面、第１主面側金属層上および第２
主面側金属層上にパラジウム等のメッキ用核付け処理を
行う。

【０００３】メッキ用核付け処理を行ったスルーホー
ル内周面、第１主面側金属層上および第２主面側金属層
上に無電解銅メッキおよび電解銅メッキを施す。この
際、スルーホール内周面にスルーホール導体を形成す
る。 内面にスルーホール導体が形成されたスルーホール内
に第１主面側から硬化性物質を充填し加熱処理により硬
化（仮硬化）させ、充填体を形成する。 充填体のうち、第１主面側、第２主面側からそれぞれ
突出した部分を研磨整面して、平滑面とする。 上記第１主面側および第２主面側金属層上に所定パタ
ーンのエッチングレジストを形成した後、不要部分をエ
ッチング除去し、第１主面上および第２主面上に所望の
配線パターン形成する。なお、第１主面および第２主面
に形成された配線パターンはスルーホール導体により互
いに導通されている。

【０００４】このように形成された配線パターンおよび
スルーホール導体を備える絶縁性基板は、配線基板とし
てこのままでも適宜利用可能であるが、例えば、公知の
ビルドアップ工法により多層化し、ビルドアップ多層配
線基板とすることもできる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、スルー
ホール内に充填する硬化性物質の粘度や充填方法によっ
ては、第１主面側よりも第２主面側の方に大きく突出し
た充填体が形成されることがあった。このような場合に
おいては、従来の方法では、突出高さの小さい第１主面
側を先に研磨するという従来の方法では、研磨が効率よ
く行えないことがあった。その結果、部分的に充填体の
突出部分が十分に研磨されない箇所を生じたり、充填体
と同時に若干研磨される金属層の厚みにバラツキが生じ
たりすることがあった。本発明は、上記したようなスル
ーホール内の充填体の研磨工程に伴う種々の課題を克服
することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、配線基板の製造方法であって、第1主面および第2主
面を有し、上記第１主面上に形成された第1主面側金属
層と、上記第２主面上に形成された第２主面側金属層と
を備えた絶縁基板にスルーホールを形成する工程と、該
スルーホールの内面に上記第１主面側金属層と上記第２
主面側金属層とを接続するスルーホール導体を形成する
工程と、該メッキ層が形成されたスルーホール内に上記
第１主面側から硬化性物質を充填して硬化させ、該貫通
孔内に上記第１主面側よりも第２主面側の方が大きく突
出する充填体を形成する工程と、上記充填体のうち、第
２主面側から突出した部分（第２主面側突出部）を研磨
除去した後で、第１主面側から突出した部分（第１主面
側突出部）を研磨除去する研磨工程と、を含むことを要
旨とする。本発明によれば、まず最初に突出高さの大き
い第２主面側の突出した部分（以下、単に突出部ともい
う）を研磨するので、研磨効率がよく、研磨不良やバラ
ツキを低減できる。

【０００７】また、請求項２に記載の発明は、前記研磨
工程が、第２主面側から突出した部分を研磨除去した後
で、第１主面側から突出した部分を研磨除去する工程を
複数回繰り返すことを要旨とする。各研磨工程を複数回
（１次研磨、２次研磨など）繰り返すことにより、突出
部の除去をより確実にすることができるとともに、第１
主面側と第２主面側とで研磨工程後の金属層の厚みのバ
ラツキ（ムラ）が生じるのを効果的に防止できる。ま
た、各回によって、研磨の番手を変え、例えば、１次研
磨を粗研磨、２次研磨を仕上げ研磨（平滑化処理）とし
てもよい。

【０００８】さらに、請求項３に記載の発明は、請求項
１又は２に記載の配線基板の製造方法であって、前記研
磨工程が、前記スルーホールを形成した基板を研磨ロー
ルとこれに近接する受けロールとの間を搬送することに
よって行われ、且つ上記研磨ロールと受けロールとから
なる複数対のロール組が、配線基板の搬送方向に対して
交互に上下逆に配置されていることを要旨とする。

【０００９】このような方法によれば、複数対の研磨ロ
ールと受けロールが絶縁基板の搬送方向にそって交互に
上下逆となるように配置されているので、１回の研磨工
程毎に基板を反転せずとも、第１主面側と第２主面側の
突出部を交互に研磨することができる。したがって、作
業効率もよく、多数の基板を連続して且つ高速に研磨す
ることが可能となるため、量産化に好適である。

【００１０】なお、本発明で用いる硬化性物質（充填イ
ンク）としては、熱硬化性樹脂に無機フィラー、硬化
剤、脱泡剤等を添加したものを用いることができる。熱
硬化性樹脂としては、いわゆるエポキシ系樹脂を用いる
のがよい。エポキシ系樹脂としては、いわゆるＢＰ（ビ
スフェノール）型、ＰＮ（フェノールノボラック）型、
ＣＮ（クレゾールノボラック）型のものを用いるのがよ
い。特には、ＢＰ（ビスフェノール）型を主体とするも
のがよく、ＢＰＡ（ビスフェノールＡ）型やＢＰＦ（ビ
スフェノールＦ）型が最もよい。

【００１１】また、ここにいう「無機フィラー」とは、
セラミックフィラー、誘電体フィラー、金属フィラー等
をいう。セラミックフィラーとしては、シリカ、アルミ
ナ等がよい。誘電体フィラーとしては、チタン酸バリウ
ム、チタン酸鉛、チタン酸ジルコン酸鉛等がよい。金属
フィラーとしては、銅、銀、銀／銅合金等がよい。

【００１２】さらに、ここにいう「硬化剤」としては、
無水カルボン酸系や、アミン系のものを用いることがで
きる。特には、イミダゾール系の硬化剤がよい。また、
ここにいう「脱泡剤」としては、公知の市販品を用いる
ことができる。スルーホール充填体は、できる限り揮発
性物質を含まないことが好ましいので、ペースト状にし
た状態の揮発減量割合が１％以下、好ましくは０．５％
以下となる脱泡剤を用いるのがよい。

【００１３】用いる硬化性物質（充填インク）の２２〜
２３℃における粘度を３００Ｐａ・ｓ以上の高粘度に規
定することで、スルーホール内に充填した穴埋め充填ペ
ーストの加熱処理時に起こるペーストの粘度低下に起因
する、スルーホール開口面からのペーストダレや、それ
に伴うスルホール開口面の凹みの発生をより効果的に防
止できる。

【００１４】本発明に適した硬化性物質（充填インク）
の２２〜２３℃における粘度の好ましい範囲は、５００
Ｐａ・ｓ以上である。より好ましくは７００Ｐａ・ｓ以
上、更に好ましくは１０００Ｐａ・ｓ以上、更により好
ましくは１５００Ｐａ・ｓ以上である。

【００１５】本発明の配線基板の製造方法によれば、ス
ルーホール内に平坦性に優れた充填体を有する配線基板
が製造できる。このような配線基板は、例えば、ビルド
アップ多層配線基板のコア基板として好適に用いること
ができるが、多層化せずにそのまま単層の配線基板とし
て用いてもよい。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下において本発明の実施に好適
な形態を図面と共に説明する。図１〜図５は本実施形態
に係る配線基板の製造方法を工程順に示し、各工程にお
ける配線基板の部分拡大断面図を示す。まず、平面視略
矩形状の絶縁基板１０の第１主面１１および第２主面１
２にそれぞれ第１主面側金属層（銅箔）１３、第２主面
側金属層（銅箔）１４を張りつけた両面銅張基板１を用
意する（図１参照）。

【００１７】次に、両面銅張基板１を第１主面１１側か
らドリルにより穿孔し、図１に示すように、第１主面１
１と第２主面１２との間を貫通するスルーホール２を形
成する。その後、バフ研磨およびベルトサンダー等を用
いて整面処理をバリ等を除去した後、スルーホール２内
周面、第１主面側金属層１３上、および第２主面側金属
層１４上にパラジウム等のメッキ用核付け処理を行う。

【００１８】メッキ用核付け処理を行ったスルーホール
２の内周面、第１主面側金属層１３上および第２主面側
金属層１４上に無電解銅メッキおよび電解銅メッキを施
す。これにより、スルーホール２内周面にはスルーホー
ル導体３が形成される（図２参照）。第１主面側金属層
１３と第２主面側金属層１４とは、スルーホール導体３
を介して相互に電気的に接続される。

【００１９】その後、図示しない印刷マスクを用いてス
ルーホール２内に硬化性物質からなる充填インクを印刷
・充填する。充填インクの材料としては、ビスフェノー
ル型エポキシ樹脂に無機フィラー（銅又はシリカ）とイ
ミダゾール系硬化剤を添加して混練し、２２〜２３℃に
おける粘度を１５００Ｐａ・ｓ以上としたものを用い
る。なお、印刷・充填の際には、スルーホール２の第２
主面側は、開放された状態とする。この為、印刷・充填
の際には、第２主面側に大きく充填インクが盛り上がっ
て形成されることがある。

【００２０】次いで、スルーホール２内に圧入した硬化
性物質からなる充填インクを硬化する。ここでいう硬化
とは、後の研磨工程に耐えうる程度でよく、完全に硬化
していなくてもよい。むしろ、完全に硬化させるより
も、半硬化状態としておく方が、研磨効率を上げる点で
好ましい。具体的には、８０〜１２０℃程度の比較的低
温下に５〜６０分間置くことで、機械的研磨に耐えうる
半硬化状態の充填体４を形成することができる（図３参
照）。

【００２１】ここで、充填体４（穴埋め材）は、スルー
ホール２内に充填され、第１主面１１および第２主面１
２からそれぞれ突出した第１主面側突出部５および第２
主面側突出部１６を備えている。第１主面側突出部５の
第１主面１１からの突出高さと比べ、突出部６の第２主
面からの突出高さの方が高くなっている。

【００２２】この突出部は、後工程でビルドアップ層の
平坦性を損なう原因となる。そこで、半硬化後の穴埋め
充填材の基板面からの突出部を研磨除去して、穴埋め充
填後の基板上に新たな絶縁層をビルドアップする際に平
坦化しておく必要がある。さらに、より効果的に研磨を
行うためには、突出高さの高い方を先に研磨することが
好ましい。突出高さの高い方を後で研磨する場合には、
突出部により研磨時に生じる基板の撓み等が比較的大き
くなり、研磨バラツキや研磨不足を生じることがあるか
らである。

【００２３】そこで、本実施形態においても、図４に示
すように、突出高さの大きい第２主面側突出部６を先に
研磨する。その後、図５に示すように、第１突主面側出
部５を研磨除去し、研磨工程を終了する。具体的には、
図６に示すような研磨装置２０を用いて、第２主面側突
出部６および第１主面側突出部５を研磨除去するとよ
い。すなわち、互いに近接する大径の研磨ロール（第１
主面側研磨ロール１５、１７、第２主面側研磨ロール１
６、１８）と小径の受けロール１７とからなる複数対の
ロールが、配線基板１の搬送方向（図中右方向）に沿っ
て配置される。

【００２４】このような研磨装置２０に配線基板１を図
中左から右方向に、第１主面を上面にして搬送する。こ
の際、まず、第２主面側研磨ロール１６により、配線基
板１の第２主面側突出部６が研磨（研削）され、次に、
第１主面側研磨ロール１５により、第１主面側突出部５
が研磨（研削）される（１次研磨）。その後、さらに、
第２主面側研磨ロール１８および第１主面側研磨ロール
１７により、第２主面側突出部６および第１主面側突出
部５の２次研磨が行われる。

【００２５】上記した研磨装置２０によれば、各研磨作
業ごとに配線基板１を反転する必要がなく、順次連続し
て第２主面側突出部６と第１主面側突出部５とを容易に
研磨できる。さらに、上記研磨装置２０は、第１主面側
（上側）と第２主面側（下側）に２つずつ研磨ロールが
配置されている。したがって、研磨後の平坦性をより確
保できる。

【００２６】なお、２次研磨に用いられる第１主面側研
磨ロール１７および第２主面側研磨ロール１８は、１次
研磨に用いられる第１主面側研磨ロール１５および第２
主面側研磨ロール１６と比べて、番手の大きいものを用
いるとよい。すなわち、１次研磨は、研削除去（粗研
磨）を主目的とし、２次研磨は、表面平滑化（仕上げ研
磨）を主目的とする。

【００２７】金属フィラーや誘電体フィラーを含む場
合、研磨してフィラーの露出面を平坦化することによ
り、続くビルドアップ層の導体層との接触面積を稼ぐ効
果が得られる。また、充填状態の向上やペーストの高粘
度化を併用して半硬化後の凹凸の発生を抑えるととも
に、半硬化状態で研磨することで、研磨工程に要する時
間を短縮することができる。

【００２８】このようにして突出部が研磨除去された配
線基板１（図５参照）に、上記第１主面側および第２主
面側金属層１３、１４上に所定パターンのエッチングレ
ジストを形成した後、不要部分をエッチング除去し、第
１主面上および第２主面上に所望の配線パターン７、８
を形成する。なお、第１主面および第２主面に形成され
た配線パターン７、８はスルーホール導体３により互い
に導通されている（図７参照）。

【００２９】このように形成された配線パターン７、８
およびスルーホール導体３を備える配線基板１は、この
ままでも適宜利用可能であるが、さらに、これをコア基
板として用い、公知のビルドアップ工法により上下に絶
縁層２１と配線層２２とを交互に複数積層して多層化
し、ビルドアップ多層配線基板２５とすることもできる
（図８参照）。

【００３０】上記実施形態においては、図６に示す研磨
装置２０を用いたので、連続的に多数の配線基板１を高
速に研磨処理できるので、低コスト化・量産化に好適で
ある。なお、上下に研磨ロールを配した構造ではなく、
片面のみ、例えば下面のみに研磨ロールを配した研磨装
置を用い、被研磨物である金属層付基板２を上下反転さ
せることにより第１主面側と第２主面側とを交互に研磨
することも可能である。

【００３１】以上において説明した本発明の製造方法に
よれば、スルーホール内に充填された硬化性物質（穴埋
め材）を、突出高さの大きな突出部の側から先に研磨す
るので、研磨の効率を上げることができ、スルーホール
の両側における突出部をより確実に除去して平坦化で
き、また研磨ムラを少なくできるので、研磨後の金属層
を厚さバラツキ（ムラ）のない良好なものとすることが
できる。したがって、この後、エッチング工程において
パターニングする際にも、精度よくエッチングできるた
め、パターン精度のよい配線を形成することができる。
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されること
なく、その発明の主旨を逸脱しない範囲で、適宜変更し
て実施可能であることは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係り、スルーホール形成
後の配線基板を示すの部分拡大断面図である。

【図２】本発明の実施の形態に係り、スルーホール導体
形成後の配線基板を示すの部分拡大断面図である。

【図３】本発明の実施の形態に係り、硬化性物質充填後
の配線基板を示すの部分拡大断面図である。

【図４】本発明の実施の形態に係り、第２主面側突出部
研磨後の配線基板を示すの部分拡大断面図である。

【図５】本発明の実施の形態に係り、第１主面側突出部
研磨後の配線基板を示すの部分拡大断面図である。

【図６】本発明の実施の形態に係り、研磨工程の説明図
である。

【図７】本発明の実施の形態に係り、配線パターン形成
後の配線基板を示すの部分拡大断面図である。

【図８】本発明の実施の形態に係り、多層化後の配線基
板を示すの部分拡大断面図である。

【符号の説明】

１：配線基板 ２：スルーホール ３：スルーホール導体 ４：充填体 ５：第１主面側突出部 ６：第２主面側突出部 ７：第１主面側配線パターン ８：第２主面側配線パターン １０：絶縁基板 １１：第１主面 １２：第２主面 １３：第１主面側金属層 １４：第２主面側金属層 １５、１７：第１主面側研磨ロール １６、１８：第１主面側研磨ロール １９：受けロール（搬送ローラ） ２０：研磨装置 ２１：絶縁層 ２２：配線層 ２５：ビルドアップ多層配線基板

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第1主面および第2主面を有し、上記第１
   主面上に形成された第1主面側金属層と、上記第２主面
   上に形成された第２主面側金属層とを備えた絶縁基板に
   スルーホールを形成する工程と、 該スルーホールの内面に上記第１主面側金属層と上記第
   ２主面側金属層とを接続するスルーホール導体を形成す
   る工程と、 該メッキ層が形成されたスルーホール内に上記第１主面
   側から硬化性物質を充填して硬化させ、該貫通孔内に上
   記第１主面側よりも第２主面側の方が大きく突出する充
   填体を形成する工程と、上記充填体のうち、第２主面側
   から突出した部分を研磨除去した後で、第１主面側から
   突出した部分を研磨除去する研磨工程と、 を含むことを特徴とする配線基板の製造方法。
2. 【請求項２】 前記研磨工程が、第２主面側から突出し
   た部分を研磨除去した後で、第１主面側から突出した部
   分を研磨除去する工程を複数回繰り返すことを特徴とす
   る請求項１に記載の配線基板の製造方法。
3. 【請求項３】 前記研磨工程が、前記スルーホールを形
   成した基板を研磨ロールとこれに近接する受けロールと
   の間を搬送することによって行われ、且つ上記研磨ロー
   ルと受けロールとからなる複数対のロール組が、配線基
   板の搬送方向に対して交互に上下逆に配置されているこ
   とを特徴とする請求項１又は２に記載の配線基板の製造
   方法。