JP2001358435A

JP2001358435A - プリント配線板の製造方法及びそれを用いた多層プリント配線板

Info

Publication number: JP2001358435A
Application number: JP2001027947A
Authority: JP
Inventors: Toshifumi Kojima; 敏文小嶋; Yasushi Sumi; 泰志墨; Masahiko Okuyama; 雅彦奥山
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 2000-02-10
Filing date: 2001-02-05
Publication date: 2001-12-26

Abstract

(57)【要約】【目的】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防止するととも
に、続いて形成されるビルドアップ層に凹凸を生じさせ
ることのないプリント配線板の製造方法及びそれを用い
た多層プリント配線板を提供すること。【構成】スルーホールに対応する位置に形成された貫
通孔を有する穴埋め用マスクを基板上に配置して、穴埋
め充填ペーストを穴埋め用マスク上から貫通孔を通して
スルーホール内に圧入式スキージを用いて圧入する。熱
処理による熱硬化後、突出部を研磨除去して平坦化す
る。得られたコア基板上に、公知の方法を用いて樹脂絶
縁層と配線層とを交互に積層形成（ビルドアップ）し
て、多層プリント配線板を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、絶縁基板の両面に形成
された導体層間を接続導通するためのスルーホール内に
穴埋め充填ペーストを充填硬化させたプリント配線板お
よびその製造方法に関する。本発明のプリント配線板の
製造方法は、高密度多層配線化の進んだビルドアップ多
層配線板等およびそれらの製造方法として好適である。

【０００２】

【従来の技術】電気、電子機器等の小型化に伴い、これ
らの機器に搭載されるプリント配線板等にも小型化、高
密度化が要求されている。高機能化のために、同軸型ス
ルーホールを内蔵したプリント配線板（例えば、特開平
２−９４６９３号公報、特開平４−６２８９４号公報）
も検討されている。かかる市場の要求に応えるべく、プ
リント配線板の多層化技術が検討されている。かかる多
層化の方法としては、スルーホールを有する基板（いわ
ゆるコア基板）に対して、絶縁層と配線層とを交互に積
層一体化する、いわゆるビルドアップ法が一般的に用い
られる。

【０００３】しかし、コア基板には、基板両面の配線間
の接続導通をとるためのスルーホールが存在し、このス
ルーホール直上近傍に積層した絶縁層及び配線層（いわ
ゆるビルドアップ層）の平坦性が保てなくなる問題があ
る。そこで、ビルドアップ層の平坦性を確保するため
に、事前にスルーホール内に穴埋め充填ペーストを充填
硬化して平坦化してからビルドアップするのが一般的で
ある。

【０００４】スルーホール内に穴埋め充填ペーストを充
填する方法としては、スキージを用いて充填する方法
（いわゆる印刷穴埋め法）、充填ノズルより圧入しつつ
充填する方法（いわゆる充填ノズル法）、ロールコータ
ーを用いて充填する方法（いわゆるロール穴埋め法）、
等が代表的である。ロール穴埋め法を用いたプリント配
線板の製造方法が、特開平１−３７０７９号公報、特開
平６−２６０７５６号公報に開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】これらの方法に用いる
穴埋め充填ペーストには、良好な印刷性、流動性が要求
されるため、一般的には１０〜１００Ｐａ・ｓ程度の比
較的低粘度のものが用いられる。しかし、かかる比較的
低粘度のペーストは、加熱処理により粘度の更なる低下
が起こり、スルーホール開口面からのペーストダレ（い
わゆるブリードアウト）や、それに伴うスルホール開口
面の凹みを発生させる。かかるスルホール開口面の凹み
は、次いで形成されるビルドアップ層に凹凸を発生させ
る原因となる。

【０００６】加熱処理時の粘度低下に起因するスルホー
ル開口面の凹みの発生を防止するには、穴埋め充填ペー
ストの粘度を上げればよい。しかし、穴埋め充填ペース
トの粘度を３００Ｐａ・ｓ以上の高粘度にすると、印刷
性、流動性が徐々に悪化して、スルーホール内への充填
が困難になったり、充填ペースト中に空孔、クラック等
の欠陥が生じるようになる。

【０００７】かかる高粘度の穴埋め充填ペーストの充填
性の問題は、特には、アスペクト比が大きいスルーホー
ル（１．６〜３２、更には、５〜３２、特には、８〜３
２）を有する配線基板において問題となる。例えば、図
３に示す同軸型スルーホールや図９に示すコア基板
（１）の両面に絶縁層（４）を形成した絶縁基板を貫通
するように形成されたスルーホールの穴埋めの場合にお
いて問題となる。これらのスルーホールの場合、レーザ
ー穴あけ等の製造条件によっては内壁面がうねって直線
性に乏しい状態で形成されやすいため、なおさら充填性
が困難になりやすい。たとえ基板厚み５００μｍ／直径
３００μｍ（アスペクト比で１．６７）程度であって
も、これらのスルーホールは内壁面がうねって直線性に
乏しいため、やはり充填性が困難になりやすい。また、
１枚の基板中に通常用いられるスルーホール（例えば、
基板厚み８００μｍ／直径３００μｍ）と、かかる高ア
スペクト比のスルーホール（例えば、基板厚み８００μ
ｍ／直径２５〜１５０μｍ）とが混在する場合において
は、これらの間で充填性が不均一になりやすい問題があ
る。このようにスルーホールの充填性に問題があると、
スルーホール近傍のビルドアップ層の平坦性が損なわれ
るため、図９に示すようなＦＣ−ＰＧＡ型の配線基板の
ようにスルーホール直下のビルドアップ層にピン付けす
る場合にも問題となる。ここにいう「ＦＣ−ＰＧＡ型の
配線基板」とは、半導体素子をＦＣ（フリップチップ）
実装するとともに、マザーボードへの実装をピンによっ
て行うタイプのＰＧＡ（ピングリッドアレイ）型配線基
板をいう。

【０００８】充填方法を改良することで、高粘度の穴埋
め充填ペーストを良好に充填してスルホール開口面の凹
みの発生を防止したとしても、逆にスルホール開口面に
突出部（凸部）が発生する。この突出部は、次いで形成
されるビルドアップ層に凹凸を発生させる原因となる。
したがって、充填方法以外にも製造工程を改良する必要
がある。

【０００９】本発明は、スルホール開口面の凹凸に起因
するビルドアップ層の凹凸の発生を防止したプリント配
線板の製造方法及びそれを用いた多層プリント配線板を
提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明のプリント配線板
の製造方法に含まれる各工程の特徴を以下に説明する。
まず、工程（ａ）は、スキージ内又はスキージ前部に設
けられたペースト供給部から穴埋め充填ペーストを加圧
しながら基板面に供給可能な圧入式スキージを用いてス
ルーホール内への圧入、充填を行うものである。同軸型
スルーホールやコア基板の両面に絶縁層を形成した絶縁
基板を貫通するように形成されたスルーホールのよう
な、アスペクト比の大きい（１．６〜３２、好ましくは
２．５〜３２、より好ましくは５〜３２、特には、８〜
３２）場合においても、良好な充填を行うことができ
る。スキージの進行速度は、１〜２０ｍｍ／ｓがよい。
流動性の乏しい高粘度な穴埋め充填ペーストであって
も、充填物の内部に隙間や気孔等の不具合の無いように
充填を行うことができる利点がある。そのため、スルー
ホール近傍のビルドアップ層の平坦性が損なわれること
が無いため、図５に示すようなＦＣ−ＰＧＡ型の配線基
板のようにスルーホール直下のビルドアップ層にピン付
けする場合に特に好適である。

【００１１】ここにいう「圧入式スキージ」とは、スキ
ージ内又はスキージ前部に設けられたペースト供給部か
ら穴埋め充填ペーストを加圧しながら基板面に供給可能
な構造を有するとともに、その供給された穴埋め充填ペ
ーストをスキージによりスルーホール内へ圧入、充填す
る機能を有するものをいう。穴埋め充填ペーストを加圧
しながら基板面に供給することで、開口径が１００μｍ
以下で、かつ、高アスペクト比（１．６〜３２、好まし
くは２．５〜３２、より好ましくは５〜３２、特には、
８〜３２）のスルーホールや、更には内壁面がうねって
直線性に乏しいスルーホール（レーザにより穿設された
もの等）内への欠陥の無い充填が可能となる。

【００１２】本発明で好適に用いることができる高粘度
（３００〜１５００Ｐａ・ｓ、もしくはそれ以上）の穴
埋め充填ペーストは、極めてチクソ性に劣りがちで、印
刷性、流動性が悪いものである。しかし、スルーホール
内への充填さえ容易に行えれば、充填ペースト中に空
孔、クラック等の欠陥の発生を抑制できる効果を奏す
る。このような高粘度の穴埋め充填ペーストを用いるこ
とができるため、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防止すること
ができる。

【００１３】特には、アスペクト比が大きいスルーホー
ル（１．６〜３２、好ましくは２．５〜３２、より好ま
しくは５〜３２、特には、８〜３２）や、スルーホール
導体の内壁面にエッチングや黒化処理により十点平均粗
さ（ＪＩＳＢ０６０１の３．５．１に準ずる。）に
よる粗度Ｒzが０．３〜３μｍ（好ましくは２〜３μ
ｍ）の凹凸を有する粗化面が形成されていたり、更に内
壁面にうねりや段差があって直線性に乏しいようなスル
ーホール（レーザにより穿設されたもの等）や、直径の
異なるスルーホールが混在（例えば、１００μｍと３０
０μｍが混在）する場合の各スルーホールを充填する場
合において有用である。尚、スルーホールの内壁面には
導通用のスルーホール導体が形成されているのがよい
が、導電性穴埋め充填ペーストを用いる場合は、スルー
ホール導体形成を省略できる。充填後の状態としては、
図４の１６０のように穴埋め充填ペーストがスルーホー
ルから凸状に突出するように充填するのがよい。硬化後
のスルーホール端面の凹みの発生を防止できるからであ
る。

【００１４】工程（ａ）は、例えば、図１に示すような
充填装置を用いて行うとよい。図１の充填装置を参考に
説明する。基板（１００）を真空吸着等により固定可能
な台座（２００）上に不繊紙（３００）をのせ、その上
に基板をのせて固定する。不繊紙は、穴埋め後のペース
トの固着による剥離時の欠損防止や空気抜きを良好にす
るために用いる。その上に基板のスルーホール（４０
０）に対応する位置に形成された貫通孔（６００）を有
する穴埋め用マスク（５００）を配置する。この貫通孔
の径は、スルーホールの径より大きい（１．２以上、好
ましくは２〜１０倍）方が充填性がよいので好ましい。
そして、穴埋め充填ペースト（７００）を穴埋め用マス
ク上から貫通孔を通してスルーホール内にスキージ（１
１００）を用いて圧入する。

【００１５】スキージ自体はホルダー（１０００）に固
定されている。ホルダーには、穴埋め充填ペースト（７
００）を貯蔵するタンク（８００）が設けられている。
タンク上部には、穴埋め充填ペーストを基板面に供給す
るための加圧ピストン（９００）が設けられている。ホ
ルダーには、穴埋め用マスクや基板を痛めないように適
宜設定された押込圧力が印加されている。スキージの平
行移動と同時に加圧ピストンに圧入圧力が印加されて、
穴埋め充填ペーストが基板面に供給される。それをスキ
ージがスルーホール内へ圧入、充填した後かき取ること
で、一連の作業を完了する。

【００１６】図１及び図２に示すような、スキージ前部
に設けられたペースト供給部から穴埋め充填ペーストを
加圧しながら基板面に供給可能な圧入式スキージを用い
て圧入する以外にも、スキージ内にペースト供給部を設
けたものもよい。具体的には、ペースト供給用の配管を
２枚のスキージで挟み込んだダブルスキージ型のものが
使用できる。

【００１７】ここにいう穴埋め用マスクとしては、ステ
ンレス等の金属製板状体（金属箔状も含む。）やＰＥ
Ｔ、ポリイミド、ＰＰＳ等の樹脂製板状体（フィルム状
も含む。）を用いるのがよい。好ましくは、ステンレス
製のメタルマスクである。

【００１８】基板の穴埋め充填は、図１のように１枚ず
つ行ってもよいが、図２に示すように、複数枚の基板を
重ねてスタック（１３００）にして一度に穴埋め充填す
る方法を用いるのが生産効率上よい。この際、各基板間
には、汚損やすべりによる傷の発生を防止するための保
護シート（１２００）を入れるのがよい。

【００１９】保護シートは、単に挟むだけでもよいが、
粘着性のもの（例えば、粘着性を付与したＰＥＴフィル
ム、剥離紙等）を基板上、押え板上、支持体上にラミネ
ートしてもよいし、ワニスタイプのものを塗布、乾燥す
る方法を用いるのがよい。穴埋め充填後に容易に剥離除
去できるものであればよい。

【００２０】ここにいう「スルーホールを有する基板」
としては、ＦＲ−４、ＦＲ−５、ＢＴ等のいわゆるコア
基板を用いるのがよいが、ＰＴＦＥ等の熱可塑性樹脂シ
ートにスルーホールを形成したものを用いてもよい。ま
た、後述するように、コア基板の両面に絶縁層を形成し
た基板を貫通するように形成されたスルーホールを有す
る基板を用いることができる。ここにいう「穴埋め充填
ペースト」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。

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】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。穴埋め充填材は、できる限り揮発性物質を含まな
いことが好ましいので、穴埋め充填ペーストにした状態
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。

【００２４】本発明のプリント配線板の製造方法は、同
軸型スルーホールやコア基板の両面に絶縁層を形成した
絶縁基板を貫通するように形成されたスルーホールのよ
うな、アスペクト比の大きい（１．６〜３２、好ましく
は２．５〜３２、より好ましくは５〜３２、特には、８
〜３２）場合においても、良好な充填を行うことができ
る。例えば、同軸型スルーホールのインナービア（内側
のビア→例えば、図３の１５０）やコア基板の両面に絶
縁層を形成した絶縁基板を貫通するように形成されたス
ルーホール（例えば、図１２のスルーホール（６）に図
１３のスルーホール導体（９）を形成したもの）の充填
に好適である。アスペクト比が２とは、例えば、厚み８
００μｍの基板に直径４００μｍのスルーホールを穿設
した場合をいう。アスペクト比が２．５とは、例えば、
厚み８００μｍの基板に直径３２０μｍのスルーホール
を穿設した場合をいう。アスペクト比が５とは、例え
ば、厚み８００μｍの基板に直径１００μｍのスルーホ
ールを穿設した場合をいう。アスペクト比が８とは、例
えば、厚み８００μｍの基板に直径１００μｍのスルー
ホールを穿設した場合をいう。アスペクト比が３２と
は、例えば、厚み８００μｍの基板に直径２５μｍのス
ルーホールを穿設した場合や、厚み１６００μｍの基板
に直径５０μｍのスルーホールを穿設した場合をいう。

【００２５】工程（ａ）は、直径が３００μｍ以下、特
には１００μｍ以下の小径で、かつ、長さのあるスルー
ホールであったり、更に内壁面にうねりや段差があって
直線性に乏しいがゆえに極めて充填性が悪い場合におい
ても有効である。また、直径が３００μｍを超える場合
（例えば、基板厚み５００μｍ／直径３００μｍ（アス
ペクト比で１．６７））であっても、スルーホールの内
壁面がうねって直線性に乏しく充填性が困難になりやす
い場合においても有効である。特には、スルーホール導
体の表面が化学エッチング等により粗化されている場合
に好適である。

【００２６】次いで、工程（ｂ）の特徴を以下に説明す
る。工程（ｂ）は、スルーホール内に圧入した穴埋め充
填ペーストを硬化する工程である。高粘度の穴埋め充填
ペーストを工程（ａ）により圧入、充填してあるため、
硬化収縮やブリードアウトに起因する凹み、クラックの
発生を抑制できる。従って、充填後の加熱による硬化工
程を歩留まりよく行うことができる。

【００２７】次いで、工程（ｃ）の特徴を以下に説明す
る。工程（ｃ）は、硬化された穴埋め充填ペーストの基
板面からの突出部を研磨除去する工程である。通常の方
法で穴埋め充填した場合は、研磨加工したときに潜在し
ていた空孔等の欠陥が露見することが多い。しかし、本
発明では工程（ａ）による穴埋め充填を行うことで、こ
のような潜在的欠陥の発生を防止しているため、研磨加
工したとき空孔等の欠陥がでない利点がある。高粘度の
穴埋め充填ペーストを圧入、充填する際、スルーホール
の開口部周辺の余剰な充填ペーストによる突出部を生ず
ることがある。また、充填後に保護シートを除去した後
に、保護シートの厚み前後の突出部が発生する。

【００２８】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。そのため、スルーホール近
傍のビルドアップ層の平坦性が損なわれるため、図９に
示すようなＦＣ−ＰＧＡ型の配線基板のようにスルーホ
ール直下のビルドアップ層にピン付けする場合にも問題
となる。そこで、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。

【００２９】また、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。研磨工程としては、まずベルトサンダ
ー（粗研磨）を用いてコア基板表面を研磨した後、バフ
研磨（仕上げ研磨）して平坦化するのがよい。充填状態
の向上やペーストの高粘度化を併用して硬化後の凹凸の
発生を抑えることで、研磨量を最小限に抑えることがで
きる。

【００３０】以上の（ａ）〜（ｃ）の各工程を兼備する
ことで、たとえ穴埋め充填ペーストの粘度が３００Ｐａ
・ｓ以上の高粘度で印刷性、流動性が劣る場合であって
も、スルーホール内への充填が容易になり、充填ペース
ト中に空孔、クラック等の欠陥の発生を抑制できる。ま
た、スルホール開口面の凹凸の発生をより効果的に防止
できるため、続いて形成されるビルドアップ層が凹凸に
なることはない。そのため、スルーホール近傍のビルド
アップ層の平坦性が損なわれることが無いため、図５に
示すようなＦＣ−ＰＧＡ型の配線基板のようにスルーホ
ール直下のビルドアップ層にピン付けする場合に特に好
適である。

【００３１】本発明のプリント配線板の製造方法は、直
径が３００μｍ以下、特には１００μｍ以下の小径で、
かつ、アスペクト比のあるスルーホールであったり、更
に内壁面にうねりや段差があって直線性に乏しいがゆえ
に極めて充填性が悪い場合においても有効である。ま
た、直径が３００μｍを超える場合（例えば、基板厚み
５００μｍ／直径３００μｍ（アスペクト比で１．６
７））であっても、スルーホールの内壁面がうねって直
線性に乏しく充填性が困難になりやすい場合においても
有効である。特には、スルーホール導体の表面が化学エ
ッチング等により粗化されている場合に好適である。

【００３２】本発明のプリント配線板の製造方法は、高
粘度の穴埋め充填ペーストを充填する際に圧入式スキー
ジのペーストにかける加圧条件を特定値以上に規定する
とよい。より高粘度な穴埋め充填ペーストを用いること
ができるため、スルーホール内に充填した穴埋め充填ペ
ーストの加熱時の粘度低下に伴うスルーホール開口面の
凹みの発生を効果的に防止できる。同軸型スルーホール
やコア基板の両面に絶縁層を形成した基板を貫通するよ
うに形成されたスルーホール（特には、スルーホールの
内壁面がうねって直線性に乏しく充填性が困難になりや
すい場合）においても有効である。のような、アスペク
ト比の大きい（１．６〜３２、好ましくは２．５〜３
２、より好ましくは５〜３２、特には、８〜３２）場合
においても、特に良好な充填を行うことができる利点が
ある。

【００３３】圧入式スキージのペーストにかける加圧条
件は、０．４ＭＰａ以上がよい。穴埋め充填ペーストの
２２〜２３℃における粘度が３００Ｐａ・ｓ以上でも良
好に充填可能になるからである。２２〜２３℃における
穴埋め充填ペーストの粘度が６００Ｐａ・ｓ以上の場合
は、０．５ＭＰａ以上がよい。特には１．０ＭＰａ以上
である。逆に、加圧条件が２．０ＭＰａを越える場合
は、ペースト供給部のシール性の問題がでてくるので、
ペースト供給部まわりの構造を強固にする必要がある。

【００３４】本発明のプリント配線板の製造方法は、用
いる穴埋め充填ペーストの２２〜２３℃における粘度を
３００Ｐａ・ｓ以上の高粘度にすることで、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することができる。本発
明に適した穴埋め充填ペーストの２２〜２３℃における
粘度の好ましい範囲は、６００Ｐａ・ｓ以上である。よ
り好ましくは７００Ｐａ・ｓ以上、更に好ましくは１０
００Ｐａ・ｓ以上である。

【００３５】本発明のプリント配線板の製造方法は、高
粘度の穴埋め充填ペーストを同軸型スルーホールやコア
基板の両面に絶縁層を形成した絶縁基板を貫通するよう
に形成されたスルーホール（特には、スルーホールの内
壁面がうねって直線性に乏しく充填性が困難になりやす
い場合）のような、アスペクト比の大きい（１．６〜３
２、好ましくは２．５〜３２、より好ましくは５〜３
２、特には、８〜３２）場合においても、特に良好な充
填を行うことができる利点がある。

【００３６】本発明のプリント配線板の製造方法に用い
る基板として、コア基板の少なくとも一面に、絶縁層及
び配線層を交互に積層したビルドアップ層を形成すると
ともに、スルーホールをコア基板及びビルドアップ層を
貫通するように形成したものを用いるのがよい。この場
合、レーザー穴あけ等の製造条件によっては内壁面がう
ねって直線性に乏しい状態で形成されやすいため、なお
さら充填性が困難になりやすい。たとえ基板厚み５００
μｍ／直径３００μｍ（アスペクト比で１．６７）程度
であっても、これらのスルーホールは内壁面がうねって
直線性に乏しいため、やはり充填性が困難になりやす
い。しかし、本発明のプリント配線板の製造方法によれ
ば、内壁面がうねって直線性に乏しいスルーホールにも
高粘度の穴埋め充填ペーストを容易に充填することがで
きる。

【００３７】本発明のプリント配線板の製造方法により
得られたプリント配線板上に、絶縁層及び配線層を交互
に積層したビルドアップ層を形成して多層プリント配線
板を得ることができる。この場合、図９に示すようなコ
ンデンサ内蔵型の多層プリント配線板であっても、いわ
ゆるガラス−エポキシ複合材料（絶縁基板）の厚みを４
００μｍ程度と、通常品の８００μｍの半分にまで薄く
して、低背化を図ることができる利点がある。また、ス
ルーホール近傍のビルドアップ層の平坦性が基板を用い
るため、図９に示すようなＦＣ−ＰＧＡ型の配線基板の
ようにスルーホール直下のビルドアップ層にピン付けし
た多層プリント配線板を形成する場合に特に好適であ
る。ビルドアップの方法は問わないが、セミアディティ
ブ法、フルアディティブ法等の公知のアディティブ法
や、ガラスクロス、耐熱樹脂製不織布、金属箔等を芯材
にして樹脂絶縁層をプリプレグでラミネートするラミネ
ート法等を用いることができる。

【００３８】アディティブ法を用いる場合は、ビルドア
ップ層を形成する前には、露出した配線表面に化学エッ
チング、黒化処理、針状メッキ等の公知の粗化面形成処
理を行う。それによって、続いて形成される樹脂絶縁層
の密着力が向上できる。形成された樹脂絶縁層の表面を
過マンガン酸カリウム処理、クロム酸処理等により粗化
処理する。続いて形成される配線層の密着力を上げるた
めである配線層は無電解メッキ、電解メッキ、フォトリ
ソグラフィを用いた公知の方法で形成できる。

【００３９】図５に、本発明の実施例である同軸構造型
スルーホールを有するコア基板にビルドアップ層を形成
した多層プリント配線板の断面図を示す。このように、
コア基板が同軸構造のスルーホールを有する場合に本発
明の製造方法を用いれば、熱衝撃試験時に応力集中を起
こしてビルドアップ層にクラック等の不具合を生ずるこ
とが無くなるのでよい。

【００４０】作製工程の概略を図６〜図８に示す。ま
ず、穴埋め充填ペーストを熱硬化する（図示せず）。次
いで、図６に示すように、基板面から突出した穴埋め充
填材をベルトサンダーで研磨除去した後、バフ研磨して
平坦化する。次いで、図７に示すように、研磨面に露出
したランド及び穴埋め充填材上に蓋メッキ層（１７０）
を形成する。穴埋め充填材には銅粒子からなる導電粒子
が分散されているため、蓋メッキ層と穴埋め充填材との
密着性が良好である。更に、その上から新たな樹脂絶縁
層（１８０）を形成する。樹脂絶縁層には、下層から導
通を取るためのビアが形成される。樹脂絶縁層が感光性
樹脂からなる場合はフォトリゾグラフィにより、また、
樹脂絶縁層が熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂からなる場合
はレーザー加工機によりビアホール（１９１）を形成
（図８）する。

【００４１】その後樹脂絶縁層の表面を過マンガン酸カ
リウム溶液で粗化処理する（図示せず）。粗化部におけ
るアンカー効果により、その後のメッキ配線層の密着強
度を向上することができるからである。その上にメッキ
レジスト層を形成し、フォトリソグラフィにより所望の
パターン開口部を設ける（図示せず）。そして、ビア導
体（１９０）を無電解メッキ及び電解メッキにより形成
する。メッキレジスト層を除去して、多層プリント配線
板を完成する。積層数は設計上の必要に応じて適宜選択
する。

【００４２】

【実施例】以下に本発明を実施例により説明する。尚、
本発明は以下の実施例のみに限定されるものではない。・実施例１；同軸型スルーホールを用いた例穴埋め充填ペーストは、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たものを用いる。表１に示す粘度に
なるように量比を適宜調整する。銅貼りコア基板は、厚
み８００μｍのビスマレイミド−トリアジン樹脂製コア
基板（図３の１１０）に、シールド導体を構成する第１
スルーホール導体（図３の１２０）と、絶縁樹脂層（図
３の１３０）と、絶縁樹脂層に穿設されたスルーホール
（図３の１５０）と、スルーホール内壁面には銅メッキ
により形成された第２スルーホール導体（図３の１４
０）とを有する同軸構造を有するものである。

【００４３】スルーホールは、３００μｍ、１５０μ
ｍ、１００μｍの３種類の直径のものが穿設されてお
り、そのうち、直径が１５０μｍ、１００μｍのスルー
ホールにのみ、上記の同軸型スルーホールが形成されて
いる。このスルーホール導体の表面は、キレートエッチ
ングにより、表面粗度Ｒｚ（十点平均粗度）が０．３〜
２．０μｍになるように調整されている。

【００４４】真空吸引装置の付いた台座の上に不繊紙を
設置し、上記銅貼りコア基板を、台座の上に配置する。
その上にスルーホールの位置に対応するように５００μ
ｍ、４００μｍ、３００μｍ、２００μｍの４種類の貫
通孔を有するステンレス製の穴埋めマスクを設置する。
次いで、表１に示す各穴埋め充填ペーストを載せ、表２
に示す圧力条件にて、圧入式スキージを用いて加圧しな
がら、穴埋め充填を行う。尚、スキージスピードは、粘
度に応じて１〜２０ｍｍ／ｓとした。充填終了後、スル
ーホール端面から倍率２００倍の拡大鏡にて、充填不具
合の有無を目視検査する。

【００４５】充填を完了したコア基板を、１２０℃×２
０分、１５０℃×５時間の条件下で硬化させる。次い
で、ベルトサンダー（粗研磨）を用いてコア基板表面を
研磨した後バフ研磨（仕上げ研磨）して平坦化して、穴
埋め工程を完了する。穴埋め材のスルーホール端面から
倍率２００倍の拡大鏡を用いて、クラック等の不具合の
有無を目視検査する。

【００４６】比較例の試験は以下のように行う。穴埋め
工程がメタルマスクを用いた公知のスクリーン印刷法で
ある以外は、実施例１と同じ条件で行う。メタルマスク
の貫通孔の直径は実施例の支持板と同様にする。実施例
１と同様に、充填終了後、スルーホール端面から倍率２
００倍の拡大鏡を用いて、充填不具合の有無を目視検査
する。結果を表２に示す。また、硬化後の穴埋め材のス
ルーホール端面から倍率２００倍の拡大鏡を用いて、ク
ラック等の不具合の有無を目視検査する。

【００４７】

【表１】

【００４８】

【表２】

【００４９】表２の結果より、通常のスクリーン印刷法
では充填困難な高粘度の穴埋め充填ペースト（６００Ｐ
ａ．ｓ以上）でも、本発明によれば充填不良を生じさせ
ることなく充填、硬化が可能であることがわかる。特
に、１０００Ｐａ・ｓ以上の超高粘度の穴埋め充填ペー
ストを用いた場合に効果的である。１枚の基板中に異な
る直径のスルーホールを有する場合であっても、充填性
を均一にできる。また、スルーホール開口端面近傍に凹
凸を発生させないため、続いて形成されるビルドアップ
層に凹凸を生じさせることもない。

【００５０】・実施例２；ＦＣ−ＰＧＡ型多層プリント
配線板の例（ＦＣ−ＰＧＡ型多層プリント配線板を用いた半導体装
置）本発明のプリント配線板の製造方法を用いた多層プ
リント配線板について、図９に示すいわゆる「ＦＣ−Ｐ
ＧＡ」構造の実施例を用いて以下に説明する。図１０に
示すような、厚み０．４ｍｍの絶縁基板（１）に厚み１
８μｍの銅箔（２）を貼り付けたＦＲ−５製両面銅張り
コア基板を用意する。ここで用いるコア基板の特性は、
ＴＭＡによるＴｇ（ガラス転移点）が１７５℃、基板面
方向のＣＴＥ（熱膨張係数）が１６ｐｐｍ／℃、基板面
垂直方向のＣＴＥ（熱膨張係数）が５０ｐｐｍ／℃、１
ＭＨｚにおける誘電率εが４．７、１ＭＨｚにおけるｔ
ａｎδが０．０１８である。

【００５１】コア基板上にフォトレジストフィルムを貼
り付けて露光現像を行い、直径６００μｍの開口部及び
所定の配線形状に対応する開口部（図示せず。）を設け
る。フォトレジストフィルムの開口部に露出した銅箔を
亜硫酸ナトリウムと硫酸を含むエッチング液を用いてエ
ッチング除去する。フォトレジストフィルムを剥離除去
して、図１１に示すような露出部（３）及び所定の配線
形状に対応する露出部（図示せず。）が形成されたコア
基板を得る。

【００５２】市販のエッチング処理装置（メック社製
ＣＺ処理装置）によってエッチング処理を施して銅箔の
表面粗化をした後、エポキシ樹脂を主体とする厚み３５
μｍの絶縁フィルムをコア基板の両面に貼り付ける。そ
して、１７０℃×１．５時間の条件にてキュアして絶縁
層を形成する。このキュア後の絶縁層の特性は、ＴＭＡ
によるＴｇ（ガラス転移点）が１５５℃、ＤＭＡによる
Ｔｇ（ガラス転移点）が２０４℃、ＣＴＥ（熱膨張係
数）が６６ｐｐｍ／℃、１ＭＨｚにおける誘電率εが
３．７、１ＭＨｚにおけるｔａｎδが０．０３３、３０
０℃での重量減が−０．１％、吸水率が０．８％、吸湿
率が１％、ヤング率が３ＧＨｚ、引っ張り強度が６３Ｍ
Ｐａ、伸び率が４．６％である。

【００５３】図１２に示すように、炭酸ガスレーザを用
いて絶縁層（４）に層間接続用のビアホール（５）を形
成する。ビアホールの形態は、表層部の直径は１２０μ
ｍ、底部の直径は６０μｍのすりばち状である。更に炭
酸ガスレーザの出力を上げて、絶縁層とコア基板を貫通
するようにスルーホール（６）を形成する。スルーホー
ルの直径は、２００μｍ、３００μｍ、４００μｍの３
種類（図示せず。）を形成する。これらのスルーホール
の内壁面はレーザ加工に特有のうねり（図示せず。）を
有する。そして、基板を塩化パラジウムを含む触媒活性
化液に浸漬した後、全面に無電解銅メッキを施す（図示
せず。）。

【００５４】次いで、基板の全面に厚み１８μｍの銅パ
ネルメッキ（７）をかける。ここで、ビアホールには、
層間を電気的に接続するビアホール導体（８）が形成さ
れる。またスルーホールには、基板の表裏面を電気的に
接続するスルーホール導体（９）が形成される。パネル
メッキ後のスルーホールの直径は、１６０μｍ、２６０
μｍ、３６０μｍとなる。市販のエッチング処理装置
（メック社製ＣＺ処理装置）によってエッチング処理
を施して銅メッキの表面粗化する。

【００５５】真空吸引装置の付いた台座の上に不繊紙を
設置し、上記基板を、台座の上に配置する。その上にス
ルーホールの位置に対応するように２００μｍ、３００
μｍ、４００μｍの３種類の貫通孔を有するステンレス
製の穴埋めマスクを設置する。次いで、表１のうちＣｕ
フィラーを含む及びの各穴埋め充填ペーストを載
せ、表３に示す圧力条件にて、圧入式スキージを用いて
加圧しながら、穴埋め充填を行う。

【００５６】図１３に示すように、スルーホール内に充
填した穴埋め充填ペースト（１０）を、１２０℃×２０
分、１５０℃×５時間の条件で硬化させる。次いで、図
１４に示すように、ベルトサンダー（粗研磨）を用いて
コア基板表面を研磨した後、バフ研磨（仕上げ研磨）し
て平坦化（図示せず。）して、穴埋め工程を完了する。
尚、この穴埋め工程を完了した基板の一部は、穴埋め性
の評価試験に用いる。

【００５７】図１５に示すように、金型（図示せず。）
を用いて□８ｍｍの貫通孔（１１）を形成する。図１６
に示すように、基板の一面にマスキングテープ（１２）
を貼り付ける。そして、図１７に示すように、貫通孔
（１１）に露出したマスキングテープ上に、積層チップ
コンデンサ（１３）をチップマウンタを用いて８個配置
する。この積層チップコンデンサは、１．２ｍｍ×０．
６ｍｍ×０．８ｍｍの積層体（１５）からなり、電極
（１４）が積層体から７０μｍ突き出している。

【００５８】図１８に示すように、積層チップコンデン
サを配置した貫通孔の中に、エポキシ樹脂とシリカフィ
ラーを主体とする埋め込み樹脂（１６）をディスペンサ
（図示せず。）を用いて充填する。埋め込み樹脂を、１
次加熱工程を８０℃×３時間、２次加熱工程を１７０℃
×６時間の条件により脱泡および熱硬化する。

【００５９】図１９に示すように、硬化した埋め込み樹
脂の表面を、ベルトサンダーを用いて粗研磨した後、ラ
ップ研磨にて仕上げ研磨する。研磨面には、チップコン
デンサーの電極の端面が露出している。

【００６０】その後、膨潤液とＫＭｎＯ₄溶液を用い
て、埋め込み樹脂の研磨面を粗化する。粗化面をＰｄ触
媒活性化した後、無電解メッキ、電解メッキの順番で銅
メッキを施す。図２０に示すように、埋め込み樹脂の上
に形成されたメッキ層は、チップコンデンサーの電極の
端面と電気的に接続されている。メッキ面にレジストを
形成し、所定の配線パターンをパターニングする。不要
な銅をＮａ₂Ｓ₂Ｏ₈／濃硫酸を用いてエッチング除去す
る。レジストを剥離して、図２１に示すように、配線の
形成を完了する。市販のエッチング処理装置（メック社
製ＣＺ処理装置）によってエッチング処理を施して配
線の銅メッキの表面粗化する。

【００６１】その上に絶縁層となるフィルム（１９）を
ラミネートして熱硬化した後、炭酸ガスレーザーを照射
して層間接続用のビアホールを形成する。絶縁層の表面
を上記と同じ酸化剤を用いて粗化し、同様の手法で所定
の配線（２０）を形成する。配線基板の最表面にソルダ
ーレジスト層となるドライフィルムをラミネートして、
半導体素子の実装パターンを露光、現像して形成して、
ソルダーレジスト層（２１）の形成を完了する。実装用
のピン付けを行う面についても同様の方法により、所定
の配線（２３）とソルダーレジスト層（２４）を形成し
て、図２２に示すように、ピン付け前の多層プリント配
線板を得る。

【００６２】半導体素子を実装する端子電極（２０）に
は、Ｎｉメッキ、Ａｕメッキの順番でメッキを施す（図
示せず。）。その上に低融点ハンダからなるハンダペー
ストを印刷した後、ハンダリフロー炉を通して半導体素
子を実装するためのハンダバンプ（２２）を形成する。

【００６３】一方、半導体素子実装面の反対側には、高
融点ハンダからなるハンダペーストを印刷して、ハンダ
リフロー炉を通してピン付けするためのハンダバンプ
（２６）を形成する。治具（図示せず。）にピン（２
５）をセットした上に基板を配置した状態で、ハンダリ
フロー炉を通してピン付けを行い（図示せず。）、図２
３に示すように、半導体素子を実装する前のＦＣ−ＰＧ
Ａ型の多層プリント配線板を得る。投影機を用いてピン
の先端の所定位置からの位置ずれ量を測定したところ、
０．１ｍｍ以下と良好な結果が得られた。

【００６４】半導体素子実装面上に半導体素子（２７）
を実装可能な位置に配置して、低融点ハンダのみが溶解
する温度条件にてハンダリフロー炉を通して、半導体素
子を実装する。実装部にアンダーフィル材をディスペン
サーで充填した後、熱硬化して、図９に示すような半導
体素子を実装したＦＣ−ＰＧＡ型の多層プリント配線板
を用いた半導体装置を得る。

【００６５】（穴埋め性の評価）上記の穴埋め工程を完
了した基板を用いて、穴埋め性の評価試験を行う。穴埋
め材のスルーホール端面から倍率２００倍の拡大鏡を用
いて、クラック等の不具合の有無を目視検査する。

【００６６】一方、比較例は、穴埋め工程がメタルマス
クを用いた公知のスクリーン印刷法であり、表３に示す
条件で行う。メタルマスクの貫通孔の直径は実施例の支
持板と同様にする。充填終了後、スルーホール端面から
倍率２００倍の拡大鏡を用いて、充填不具合の有無を目
視検査する。結果を表３に示す。また、硬化後の穴埋め
材のスルーホール端面から倍率２００倍の拡大鏡を用い
て、クラック等の不具合の有無を目視検査する。

【００６７】

【表３】

【００６８】表３の結果より、本発明によれば、コア基
板の両面にビルドアップ層を形成した基板を貫通するよ
うに形成され、かつ、その内壁面にうねりを有するスル
ーホールであっても、通常のスクリーン印刷法では充填
困難な高粘度の穴埋め充填ペースト（１０００Ｐａ．ｓ
以上）を充填不良を生じさせることなく充填、硬化が可
能であることがわかる。１枚の基板中に異なる直径のス
ルーホールを有する場合であっても、充填性を均一にで
きる。また、スルーホール開口端面近傍に凹凸を発生さ
せないため、続いて形成されるビルドアップ層に凹凸を
生じさせることもない。そのため、ＦＣ−ＰＧＡ型の配
線基板のようにスルーホール直下のビルドアップ層にピ
ン付けした多層プリント配線板に好適である。

【００６９】

【発明の効果】本発明によれば、高粘度の穴埋め充填ペ
ーストを用いてスルーホール充填できるため、加熱によ
り硬化させた後に、スルーホールからの穴埋め充填ペー
ストのダレやスルーホール開口面に凹みが生じることが
なく、更には、充填ペースト中に空孔、クラック等の欠
陥が発生しないプリント配線板の製造方法を提供でき
る。また、スルーホール開口端面近傍に凹凸を発生させ
ないため、続いて形成されるビルドアップ層に凹凸を生
じさせることもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例で用いた充填装置の説明図。

【図２】本発明の実施例で用いた充填装置を基板のスタ
ックに適用した説明図。

【図３】本発明の実施例で用いた銅貼りコア基板の充填
前の概略図。

【図４】本発明の実施例で用いた銅貼りコア基板の充填
後の概略図。

【図５】本発明の一態様である多層プリント配線板の説
明図。

【図６】穴埋め充填材の突出部を研磨除去して平坦化し
た銅貼りコア基板の概略図。

【図７】平坦化後のランド及び穴埋め充填材開口部上に
蓋メッキを施した銅貼りコア基板の概略図。

【図８】ビルドアップされた樹脂絶縁層にビアホールを
形成した銅貼りコア基板の概略図。

【図９】本発明の実施例で用いたＦＣ−ＰＧＡ型の多層
プリント配線板を用いた半導体装置の説明図。

【図１０】本発明の実施例で用いた厚み４００μｍの銅
張りコア基板の概略図。

【図１１】厚み４００μｍの銅張りコア基板のパターニ
ング後の状態を示す説明図。

【図１２】コア基板の両面に絶縁層を形成した基板にビ
アホールとスルーホールを形成した状態を示す説明図。

【図１３】コア基板の両面に絶縁層を形成した基板にパ
ネルメッキをかけた後の状態を示す説明図。

【図１４】スルーホールを穴埋め充填した基板の説明
図。

【図１５】貫通孔を打ち抜き形成した基板を示す説明
図。

【図１６】貫通孔を打ち抜き形成した基板の一面にマス
キングテープを貼り付けた状態を示す説明図。

【図１７】貫通孔内に露出したマスキングテープ上に積
層チップコンデンサを配置した状態を示す説明図。

【図１８】貫通孔内に埋め込み樹脂を充填した状態を示
す説明図。

【図１９】基板面を研磨して平坦化した状態を示す説明
図。

【図２０】基板の研磨面にパネルメッキをかけた状態を
示す説明図。

【図２１】配線をハターニングした状態を示す説明図。

【図２２】基板上にビルドアップ層及びソルダーレジス
ト層を形成した状態を示す説明図。

【図２３】本発明の実施例で用いたＦＣ−ＰＧＡ型の多
層プリント配線板の説明図。

【符号の説明】

100 基板 1300 基板のスタック 200 台座 300 不繊紙 400 基板のスルーホール 500 穴埋めマスク 600 穴埋めマスクの貫通孔 700 穴埋め充填ペースト 800 タンク 900 加圧ピストン 1000 ホルダー 1100 スキージ 110 コア基板 120 第１スルーホール導体 130 絶縁樹脂層 140 第２スルーホール導体 150 スルーホール

フロントページの続きＦターム(参考） 5E314 AA25 AA32 AA42 BB15 CC08 DD06 EE02 EE09 FF05 FF08 GG26 5E317 AA24 BB02 BB12 CC31 CD27 GG20 5E346 AA02 AA42 BB16 CC09 CC32 CC55 DD02 DD25 DD33 EE34 FF01 FF04 FF07 GG15 GG17 GG19 GG22 GG23 HH11

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板の両面に形成された導体層間を接続
導通するためのスルーホールを有する基板の該スルーホ
ール内に、穴埋め充填ペーストを充填硬化させたプリン
ト配線板の製造方法であって、以下の（ａ）〜（ｃ）の
工程を含むことを特徴とするプリント配線板の製造方
法。（ａ）上記スルーホールに対応する位置に形成された貫
通孔を有する穴埋め用マスクを上記基板上に配置して、
上記穴埋め充填ペーストを該穴埋め用マスク上から上記
貫通孔を通して上記スルーホール内にスキージで充填す
る際、スキージ内又はスキージ前部に設けられたペース
ト供給部から該穴埋め充填ペーストを加圧しながら基板
面に供給可能な圧入式スキージを用いて圧入、かきとり
する工程。（ｂ）上記スルーホール内に圧入した穴埋め充填ペース
トを硬化する工程。（ｃ）上記硬化された穴埋め充填ペーストの前記基板面
からの突出部を研磨除去する工程。
【請求項２】前記加圧条件が０．４ＭＰａ以上である
請求項１に記載のプリント配線板の製造方法。
【請求項３】前記穴埋め充填ペーストの２２〜２３℃
における粘度が３００Ｐａ・ｓ以上であることを特徴と
する請求項１又は請求項２に記載のプリント配線板の製
造方法。
【請求項４】前記基板として、コア基板の少なくとも
一面に、絶縁層及び配線層を交互に積層したビルドアッ
プ層を形成するとともに、前記スルーホールを上記コア
基板及び上記ビルドアップ層を貫通するように形成した
ものを用いることを特徴とする請求項１乃至請求項３の
いずれかに記載のプリント配線板の製造方法。
【請求項５】請求項１乃至請求項４のいずれかに記載
のプリント配線板の製造方法により得られたプリント配
線板上に、絶縁層及び配線層を交互に積層したビルドア
ップ層を形成したことを特徴とする多層プリント配線
板。
【請求項６】前記多層プリント配線板がＦＣ−ＰＧＡ
型配線基板であることを特徴とする請求項５に記載の多
層プリント配線板。