JP2002290033A

JP2002290033A - 多層配線基板の製造方法

Info

Publication number: JP2002290033A
Application number: JP2001086031A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Neura; 孝之禰占
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2001-03-23
Filing date: 2001-03-23
Publication date: 2002-10-04
Anticipated expiration: 2021-03-23
Also published as: JP4637389B2

Abstract

(57)【要約】【課題】転写法によって配線回路層を形成する多層配線
基板の製造方法において、積層時の位置精度を高める。【解決手段】（ａ）熱硬化性樹脂を含む絶縁シート１の
周囲の異なる箇所に、第１および第２の位置決めマーク
５ａ、５ｂを設ける工程と、（ｂ）転写シート６の表面
に金属箔からなる配線回路層７を形成する工程と、
（ｃ）絶縁シート１に、転写シート６の配線回路層７を
第１の位置決めマーク５ａによって位置決めして積層、
圧着後、転写シート６を剥がすことによって絶縁シート
１の表面に配線回路層７を転写する工程と、（ｄ）配線
回路層７が形成された複数の配線シートａ、ｂ、ｃを第
２の位置決めマーク５ｂによって位置決めして積層後、
熱硬化する工程と、を具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、多層配線
基板及び半導体素子収納用パッケージなどに適した多層
配線基板の製造方法に関し、特に配線回路層やビアホー
ル導体の位置精度の高い多層配線基板を製造するための
方法に関する。

【０００２】

【従来技術】従来より、有機樹脂を絶縁基板成分とする
多層プリント配線基板が多用されているが、このような
プリント配線基板を作製するには、例えば、所定の絶縁
シートに金属箔を貼りつけた後、この金属箔の表面にレ
ジスト塗布／露光／現像／エッチング処理して配線回路
層を形成した後、それらを位置決めしながら積層し、熱
硬化温度に加熱して作製される。

【０００３】この時、配線回路層を形成した絶縁シート
は高い精度にて位置決めすることが必要となる。そこ
で、従来より位置決めの方法としては、図３に示すよう
に、配線回路層３０を形成した絶縁シート３１やプリプ
レグの端部に位置決め用基準孔３２を形成し、この位置
決め用基準孔３２に基準ピン３３を通した状態で、積層
することによって、各絶縁シートやプリプレグ間の位置
決めを行っている。

【０００４】また、最近は、配線の高密度化に対して従
来の基準ピン３３による位置決めには限界があるため
に、絶縁シート３１に画像認識できるマークを形成し、
このマークを用いて位置決めを行うことも検討されてい
る。その場合、位置決めマークの数が多いほど位置精度
が高くなるが、位置決めマークの数に応じてＣＣＤの数
も増加したり、画像処理に時間を要することから、一般
には、基板の対角上に設けられた２点の位置決めマーク
を利用して位置決めを行うことが提案されている（特開
２０００−２０１０００号参照、特開２０００−１８８
４８３号）。

【０００５】また、多層プリント配線基板を製造するに
あたり、転写シート表面に金属箔をエッチング処理して
作製され配線回路層を絶縁シート表面に転写して形成
し、配線回路層を形成した絶縁シートを位置決めして積
層することも行われている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記の位置決め方法の
うち、基準ピン３３に絶縁シート３１の基準孔３２を通
して順次積み上げていく従来の位置決め方法の場合、基
準孔３２を基準ピン３３に通すために基準孔３２を基準
ピン３３の径よりも大きく形成する必要があるために、
高精度の位置決めには限定があった。また、位置決め用
の基準孔３２を開ける工程と層間接続用の貫通孔を加工
する工程が別々であるため、位置決め精度に各々の加工
位置精度が加算されるなどの問題もあった。

【０００７】また、画像認識を用いた位置決め方法で転
写法によって配線回路層を形成する場合、転写シートに
位置決めマークを形成し、絶縁シートに形成された位置
決めマークとを整合させることによって位置決めを行う
が、この絶縁シートのマークに位置決めされた配線回路
層の位置決めマークを用いて絶縁シート同士の位置決め
を行った場合、絶縁シートと配線回路層の位置決め誤差
が絶縁シート間の位置決めに加算されてしまう結果、高
い位置決め精度が得られないという問題があった。

【０００８】従って、本発明は、転写法によって配線回
路層を形成する多層配線基板の製造方法において、位置
精度の高い多層配線基板を製造するための製造方法を提
供することを目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記のよう
な課題について鋭意検討した結果、絶縁シートと配線回
路層との位置決めと、絶縁シート間の位置決めを異なる
位置決めマークに基づき行うことによって、位置決め誤
差が加算されることなく、高い位置決め精度が達成でき
ることを見いだし、本発明に至った。

【００１０】即ち、本発明の多層配線基板の製造方法
は、（ａ）熱硬化性樹脂を含む絶縁シートの周囲の異な
る箇所に、第１および第２の位置決めマークを設ける工
程と、（ｂ）転写シートの表面に金属箔からなる配線回
路層を形成する工程と、（ｃ）前記絶縁シートに、転写
シートの配線回路層を前記第１の位置決めマークによっ
て位置決めして積層、圧着後、転写シートを剥がすこと
によって、前記絶縁シートの表面に配線回路層を転写す
る工程と、（ｄ）前記配線回路層が形成された複数の絶
縁シートを前記第２の位置決めマークによって位置決め
して積層後、熱硬化する工程と、を具備するものであ
る。

【００１１】なお、より具体的には、前記（ａ）工程と
同時に、前記絶縁シートに貫通孔を形成し、該貫通孔内
に金属粉末を含む導体ペーストを充填してビアホール導
体を形成することによって、ビアホール導体と第１、第
２の位置決めマークとの位置精度を高めることができ
る。また、前記（ｂ）工程において、転写シート上に前
記配線回路層と同時に第３の位置決め用マークを形成す
ることによって配線回路層と第３の位置決め用マークと
の位置精度を高めることができ、前記（ｃ）工程の位置
決めを前記第１の位置決めマークと前記第３の位置決め
マークを用いて行うことによって、配線回路層を絶縁シ
ートに対して高い位置精度で形成することができる。

【００１２】なお、本発明によれば、高い精度を得るた
めに、前記第１および第２の位置決めマークが、いずれ
も絶縁シートの製品領域の外側の隅にそれぞれ４箇所以
上設け、そのうち３箇所以上の位置決めマークを使用し
て画像処理により位置決めを行うことが、また前記位置
決めマークの形状は、画像認識の容易性の点で、面積が
０．０００１〜１ｍｍ²の円形または四角形からなるこ
とが望ましい。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明における多層配線基板の製
造方法を図１の工程図に基づき説明する。図１におい
て、まず、熱硬化性樹脂を含有する絶縁シート１を準備
し、この絶縁シート１に対して、ビアホール導体形成の
ための貫通孔２を打ち抜き法やレーザー加工、プラズマ
エッチング等によって形成する（ａ）。このとき、貫通
孔２の加工と同時に、絶縁シート１の異なる位置に２組
の位置決めマーク用貫通孔３ａ、３ｂの加工を行う。こ
の貫通孔２の形成と、位置決めマーク用貫通孔３ａ、３
ｂとを同時に行うことによって、ビアホール導体の位置
と位置決めマークとの位置ずれを非常に小さくすること
ができる。そして、この貫通孔２、あるいは貫通孔２と
位置決めマーク用貫通孔３ａ、３ｂの両方に、導体ペー
ストを充填してビアホール導体４および位置決めマーク
５ａ、５ｂを形成する（ｂ）。

【００１４】ここで、絶縁シート１に形成する位置決め
マーク５ａ、５ｂの形状は、ＮＣパンチャーのピンや、
レーザー加工で加工できる形状を考慮すると円形、四角
形がよい。加工性からいえば円形が最も簡単で良い。ま
た、位置決めマーク５ａ、５ｂの大きさは、画像認識装
置が容易に且つ明確に認識できる大きさがよく、特に
０．０００１〜１ｍｍ²の面積を有する形状がよい。こ
れは、０．０００１ｍｍ²より面積が小さいと、ＣＣＤ
カメラのレンズの倍率が低い場合に認識できず、倍率を
あげると画像処理で認識できるが、カメラが認識できる
エリアが狭くなり、カメラの認識エリアからすぐはずれ
てしまうことが多くなり作業性が悪く、１ｍｍ²より大
きいと、画像処理による位置ずれ精度が低くなる。

【００１５】また、位置決めマーク５ａ、５ｂの形成位
置は、図２の平面図に示すように、絶縁シート１におけ
る製品化に寄与する部分（以下、単に製品領域Ｓとい
う。）の外側がよい。製品領域Sの外側に形成された位
置決めマーク５ａ、５ｂで位置決めすることによって、
位置決めマーク５ａ、５ｂ間に位置する製品領域Ｓ内の
位置精度は位置決めマーク５ａ、５ｂの位置精度よりも
よくなることになる。製品の位置精度を保証するために
は、位置決めマーク５ａ、５ｂはできる限り製品領域の
外側にある方が良い。

【００１６】また、Ｘ及びＹ方向の位置精度を考える
と、製品領域の外側の中でも、製品領域外側の４隅（図
２の位置決めマークエリアＰ）に位置決めマークを設置
するのが位置決め精度上最も良い。位置決めマークの位
置が製品領域の外側であっても、この４隅以外の場所で
は、ＸあるいはＹ方向どちらかの位置精度が著しく低下
するおそれがある。

【００１７】また、位置決めマーク５ａを用いた位置決
めを画像認識装置を用いて行う場合、使用する位置決め
マーク５ａは、絶縁シート１の少なくとも４隅に形成さ
れ、画像認識にあたっては４隅に形成された、３箇所以
上のマークを用いて位置決めを行うのがよい。

【００１８】通常、位置決めには基板の対角線上の２点
を用いるが、絶縁シート１と配線回路層７の加工精度に
多少のずれがある場合、位置決めに用いた２点の対角線
上の位置精度はよいが、それ以外の場所における位置精
度がきわめて悪くなり、位置精度が製品領域内で不均一
となって歩留まりが大きく低下する。

【００１９】製品領域内で、どこの場所でも同じ位置精
度を確保するには３箇所以上で位置決めを行う必要があ
る。位置決めマークの形成箇所の数が増えるほど、位置
精度は均一になっていくが、その分画像処理の時間やＣ
ＣＤカメラの設置台数が増えるため、コストが増え、タ
クトタイムが大きくなる。位置決めマークの形成箇所
は、位置精度、コスト、タクトタイムを考慮し４箇所が
最もよい。

【００２０】位置決めマークは、形成した貫通孔３ａ、
３ｂを読み取ってもよいが、絶縁シート１に加熱加圧を
かける場合、貫通孔３ａ、３ｂが変形するおそれがある
ので、この貫通孔３ａ、３ｂにもビアホール導体用貫通
孔２と同様に導体ペーストを充填するのがよい。また、
導体ペーストを充填した位置決めマークが画像認識しに
くい場合は、絶縁シート１と色別するために、導体ペー
スト以外に、着色した絶縁ペーストや導体ペーストを充
填してもよい。

【００２１】つぎに、上記絶縁シート１の表面に配線回
路層７を形成する。この配線回路層７の形成は、転写シ
ート６の表面に金属箔を接着した後、レジスト印刷／エ
ッチング等によって配線回路層７の鏡像パターンを形成
する（ｃ）。このとき、配線回路層７形成と同時に、転
写シート６の表面に位置決めマーク５ｃの形成を行う。
この転写シート６上で配線回路層７と位置決めマーク５
ｃとを同時に形成することによって両者の位置ずれがな
くなり、位置決め精度が向上する。

【００２２】また、この転写法による配線回路層７の形
成は、絶縁シート１の形成と配線回路層７との形成を同
時平行に進めることができるために、工程の短縮化を図
ることもできる。

【００２３】そして、この配線回路層７および位置決め
用マーク５ｃを形成した転写シート６を絶縁シート１に
位置決めしながら、積層、圧着した後、転写シート６を
剥離することによって配線回路層７を精度よく絶縁シー
ト１の表面に転写する。

【００２４】絶縁シート１と配線回路層７の位置決めに
は、絶縁シート１側の位置決めマーク５ａと転写シート
６の配線回路層７の位置決めマーク５ｃを用いて行う。
つまり、絶縁シート１を画像認識し、絶縁シート１側の
マーク５ａと転写シート６側の位置決めマーク５ｃとが
整合するように転写シート６、あるいは絶縁シート１を
Ｘ−Ｙ方向に移動させて、マークが整合したところで、
転写シート６を絶縁シート１に積層圧着する。この時、
０．５ＭＧＰａ以上、８０〜１５０℃の条件で積層圧着
を行う（ｄ）。その後、転写シート６を剥離することに
よって、配線回路層７を絶縁シート１に対して精度よく
転写した配線シートａを作製することができる（ｅ）。

【００２５】次に、上記のようにして作製した複数の配
線シートａ、ｂ、ｃを位置決めして積層する。この時、
各配線シートａ、ｂ、ｃに形成された位置決めマーク５
ｂを用いて位置決めを行う（ｇ）。

【００２６】この配線シートａ、ｂ、ｃの積層時の位置
決めには、位置決めマーク５ｃを用いることも可能であ
るが、位置決め機の位置決め精度に△ｘの誤差が存在す
る場合、位置決めマーク５ａ、５ｃを用いて積層された
絶縁シート１と配線回路層７の間には△ｘの位置ずれを
含んでいることになる。従って、この△ｘの位置ずれを
含む位置決めマーク５ｃを基準にして、配線シートａ、
ｂ、ｃ同士を積層すると、上記の位置ずれが加味され、
単純には２△ｘの位置ずれが生じていることになる。

【００２７】これに対して、本発明によれば、位置決め
マーク５ｂを用いることによって、絶縁シート１と配線
回路層７に生じている△ｘの位置ずれが、加味されるこ
とがないために、配線シートａ、ｂ、ｃ間の位置ずれを
△ｘに抑えることができる。

【００２８】本発明によれば、上記のようにして、作製
した複数の配線シートａ、ｂ、ｃを上記位置決めマーク
５ｂを基準に位置決めを行い、積層圧着した後、１５０
〜３００℃の硬化温度で加熱して絶縁シートの有機樹脂
を完全に硬化させる。その後、適宜製品領域以外の部分
を切り離すことによって、多層配線基板Ａを作製するこ
とができる（ｇ）。

【００２９】上記の本発明の製造方法において用いられ
る絶縁シート１は、熱硬化性樹脂を含むもので、例え
ば、熱硬化性樹脂、または熱硬化性樹脂と無機質フィラ
ーからなる組成物を混練機や３本ロールなどの手段によ
って十分に混合し、これを圧延法、押し出し法、射出
法、ドクターブレード法などによってシート状に成形し
た後、有機樹脂を半硬化したシートを用いる。半硬化に
は、完全固化するに十分な温度よりもやや低い温度に加
熱すればよい。また、市販のプリプレグを使用してもよ
い。

【００３０】また、無機質フィラーとしては、Ｓｉ
Ｏ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、ＡｌＮ等が好適であり、フィラーの形
状は平均粒径が２０μｍ以下、特に１０μｍ以下、最適
には７μｍ以下の略球形状の粉末が用いられる。この無
機質フィラーは、有機樹脂：無機質フィラーの体積比率
で７０：３０〜２０：８０の比率で範囲で混合される。

【００３１】この絶縁シートを構成する有機樹脂として
は、ＰＰＥ（ポリフェニレンエーテル）、ＢＴレジン
（ビスマレイミドトリアジン）、エポキシ樹脂、ポリイ
ミド樹脂、フッ素樹脂、フェノール樹脂、ポリアミノビ
スマレイミド等の樹脂が望ましい。絶縁シートの厚み
は、１０〜３００μｍ、特に４０〜１００μｍであるこ
とが望ましい。

【００３２】また、貫通孔２内に充填する導体ペースト
は、金属粉末にエポキシ、セルロース等の樹脂成分を添
加し、酢酸ブチルなどの溶媒によって混練したものが使
用され、導体ペースト中に配合される金属粉末として
は、銅、アルミニウム、銀、金のうちの少なくとも１種
の低抵抗金属からなることが望ましい。所望によって
は、ホール内に充填後に、６０〜１４０℃で加熱処理を
行い、ペースト中の溶媒および樹脂分を分解、揮散除去
することもできる。さらに、配線回路層７は、銅、アル
ミニウムなどの金属が好適に用いられる。

【００３３】

【実施例】熱硬化型ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）
樹脂を含むスラリーをガラス織布に含浸させた後、乾燥
させたプリプレグを準備した。なお、含有比率は、ＰＰ
Ｅ樹脂５０体積％、ガラス織布５０体積％とした。そし
て、このプリプレグに炭酸ガスレーザーで直径０．１ｍ
ｍの貫通孔を形成し、同時に直径０．１ｍｍの配線回路
層を転写する時に使用する転写時位置決めマーク用貫通
孔を、製品領域の外側４隅に４点加工した。また、配線
シート積層用の積層時位置決めマーク用貫通孔も同様に
製品領域の外側４隅に４点加工した。そして、各貫通孔
には、銀をメッキした銅粉末を含む銅ペーストをそれぞ
れ充填して配線間接続用のビアホール導体とともに、転
写時位置決めマークａと、積層時位置決めマークｂを形
成した。

【００３４】一方、ＰＥＴ樹脂からなる転写シート上
に、接着剤で厚さ１２μｍの銅箔を接着し、銅箔上に回
路形成用のレジストを貼り、露光／現像／エッチングを
行い、鏡像の配線回路層を形成した。また、同時に、製
品領域の外側４隅に銅箔からなる４点の配線回路層側位
置決めマークｃを形成した。

【００３５】まず、プリプレグと配線回路層を４点の転
写時位置決めマークａと配線回路層側位置決めマークｃ
を用いて画像認識によって位置決めを行い積層し、１３
０℃、１０分で加熱加圧した後、転写シートを剥離して
配線回路層を絶縁シートに転写し配線シートを作製し
た。

【００３６】次に、上記と全く同様にして作製した３層
の配線シートを各絶縁シートに形成した積層用位置決め
マークｂによって画像認識装置を用いて位置合わせして
積層し、３ＭＰａ、２００℃、１時間で加熱し、多層プ
リント配線基板を作製した。

【００３７】作製した多層配線基板に対して、製品領域
における層の異なる配線パターンの設計寸法に対する位
置ずれを測定した結果、最大でも１０μｍと非常に寸法
精度に優れたものであった。

【００３８】一方、比較例１として、上記と全く同様に
して作製した３層の配線シートを各絶縁シートに形成し
た位置決めマークａによって画像認識装置を用いて位置
合わせする以外は全く同様にして多層プリント配線基板
を作製した結果、最大で２０μｍの寸法のずれが認めら
れた。

【００３９】また、比較例２として、絶縁シートに直径
が５ｍｍの位置決め用貫通孔を形成し、また転写シート
にも同様の貫通孔を形成し、基準ピンを用いて位置合わ
せを行い、配線回路層の転写／配線シートの積層を行う
以外は上記と全く同様にして多層配線基板を作製した結
果、最大で１００μｍの寸法のずれが認められた。

【００４０】

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の多層配線基
板によれば、位置決め精度を高めることができ、製品歩
留まりを高め、製品コストを下げることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の多層配線基板の製造方法を説明するた
めの工程図である。

【図２】本発明における位置決めマークの形成箇所を説
明するための平面図である。

【図３】従来の多層配線基板の位置決め方法を説明する
ための図である。

【符号の説明】

１絶縁シート２、３ａ、３ｂ貫通孔４ビアホール導体５ａ、５ｂ、５ｃ位置決めマーク６転写シート７配線回路層ａ、ｂ、ｃ配線シートＡ多層配線基板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（ａ）熱硬化性樹脂を含む絶縁シートの周
囲の異なる箇所に、第１および第２の位置決めマークを
設ける工程と、（ｂ）転写シートの表面に金属箔からな
る配線回路層を形成する工程と、（ｃ）前記絶縁シート
に、転写シートの配線回路層を前記第１の位置決めマー
クによって位置決めして積層、圧着後、転写シートを剥
がすことによって、前記絶縁シートの表面に配線回路層
を転写する工程と、（ｄ）前記配線回路層が形成された
複数の絶縁シートを前記第２の位置決めマークによって
位置決めして積層後、熱硬化する工程と、を具備する多
層配線基板の製造方法。
【請求項２】前記（ａ）工程と同時に、前記絶縁シート
に貫通孔を形成し、該貫通孔内に金属粉末を含む導体ペ
ーストを充填する工程を具備することを特徴とする請求
項１記載の多層配線基板の製造方法。
【請求項３】前記（ｂ）工程において、転写シート上に
前記配線回路層と同時に第３の位置決め用マークを形成
し、前記（ｃ）工程の位置決めを前記第１の位置決めマ
ークと前記第３の位置決めマークを用いて行うことを特
徴とする請求項１または請求項２記載の多層配線基板の
製造方法。
【請求項４】前記第１および第２の位置決めマークが、
いずれも絶縁シートの製品領域の外側の隅にそれぞれ４
箇所以上設け、そのうち３箇所以上の位置決めマークを
使用して画像処理により位置決めを行うことを特徴とす
る請求項１乃至請求項３のいずれか記載の多層配線基板
の製造方法。
【請求項５】前記位置決めマークの形状が、面積が０．
０００１〜１ｍｍ²の円形または四角形からなることを
特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか記載の多層
配線基板の製造方法。