JP2002324975A - 多層プリント配線板及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】バイアホール形成後の導体層の厚みを、バイア
ホールの径や深さに係わらず常に一定にして、微細な配
線層が得られるようにした多層プリント配線板及びその
製造方法を提供することを目的とする。 【解決手段】絶縁基板１１の両面に絶縁層１３を介して
第１配線層１２ａ及び１２ｂ、第２配線層１４ａ及び１
４ｂが形成されており、第１配線層１２ａ及び１２ｂと
第２配線層１４ａ及び１４ｂとはバイアホール１７ａに
て電気的に接続され、第２配線層１４ａ及び１４ｂの表
面とバイアホール１７ａの上部がほぼ同一高さになって
いる。このことは、バイアホール１７ａ形成後も第２導
体層の厚みはバイアホール形成前の厚みが維持され、第
２導体層をパターニング処理する際、微細な高密度の配
線層を形成できるという利点を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、絶縁基板上に絶縁
層を介して形成された各配線層がバイアホールにて電気
的に接続されてなる多層プリント配線板及びその製造方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子機器の小型化、薄形化が進
み、プリント配線板においても配線の高密度化もさるこ
とながら高信頼性が要求されている。そのため、配線層
間をバイアホールにて電気的に接続するフィルドビア構
造の多層プリント配線板の必要性が高まっている。導電
ペーストをバイアホール用穴に充填してバイアホールを
形成する方法は既に実用化されているが、小径バイアホ
ールに対してはバイアホール内に気泡を持ち込むことか
ら信頼性上問題であるとされている。従って、小径バイ
アホールに関しては、電解めっきを用いたバイアホール
形成技術が注目され実用化されつつある。

【０００３】多層プリント配線板の一般的な製造工程と
しては、図３（ａ）〜（ｆ）に示すように、まず、絶縁
基板６１の両面に第１配線層６２ａ及び６２ｂを形成す
る（図３（ａ）参照）。次に、樹脂付き銅箔を積層して
絶縁層６３及び第２導体層６４を形成する（図３（ｂ）
参照）。次に、第２導体層６４の所定位置にバイアホー
ル用穴を形成するための開口部６５を形成する（図３
（ｃ）参照）。次に、開口部６５より炭酸ガスレーザー
等を照射して絶縁層６３にバイアホール用穴６６を形成
する（図３（ｄ）参照）。次に、無電解銅めっきにより
バイアホール用穴６６内を導電化処理した後、電解銅め
っきによりバイアホール用穴６６が完全に埋まるまでめ
っきを行ない、バイアホール６７及び導体層６８を形成
する（図３（ｅ）参照）。さらに、第２導体層６４及び
導体層６８をサブトラクティブ法にてパターニング処理
し、絶縁基板６１の両面に第２配線層６４ａ及び配線層
６８ａからなる２層構造の第２配線層６９ａを、第２配
線層６４ｂ及び配線層６８ｂからなる２層構造の第２配
線層６９ｂをそれぞれ形成し、４層の多層プリント配線
板を得る（図３（ｆ）参照）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記製造方法
ではバイアホール６７を形成する際バイアホールの径や
深さによっても変わるが、第２導体層６４上にもある厚
さの導体層６８が形成される。これは、第２配線層が２
層構造になり、微細配線層形成の障害になるばかりでな
く、製造効率を落とすことになる。例えば、深さ６５μ
ｍのバイアホール用穴を完全に埋めるのに、バイアホー
ル径８０μｍφで２０μｍ厚、１００μｍφの時で３０
μｍ厚の導体層６８が第２導体層６４上に形成される。

【０００５】本発明は上記問題点に鑑み考案されたもの
で、バイアホール形成後の導体層の厚みを、バイアホー
ルの径や深さに係わらず常に一定にして、微細な配線層
が得られるようにした多層プリント配線板及びその製造
方法を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に於いて上記課題
を解決するために、まず、請求項１においては、絶縁基
板上に絶縁層を介して配線層間がバイアホールにて電気
的に接続されてなるプリント配線板において、配線層の
表面とバイアホールの上部が同一高さになっていること
を特徴とする多層プリント配線板としたものである。

【０００７】また、請求項２においては、少なくとも以
下の工程を備えていることを特徴とする請求項１記載の
多層プリント配線板の製造方法としたものである。 （ａ）絶縁基板上に銅箔からなる第１導体層を形成し、
パターニング処理して第１配線層を形成する工程。 （ｂ）前記絶縁基板及び前記第１配線層上に絶縁層及び
銅箔からなる第２導体層を形成し、第２導体層上にバリ
アー層を形成する工程。 （ｃ）前記絶縁層の所定位置に前記第２導体層及び前記
バリアー層を介してバイアホール用穴を形成する工程。 （ｄ）前記バイアホール用穴内に無電解めっきにて薄膜
導体層を形成し、電解銅めっきにて前記バイアホール用
穴内にバイアホールを、前記バリアー層上に導体層を形
成する工程。 （ｅ）前記バリアー層上に形成された前記導体層及び前
記バイアホールの上部をエッチング等で除去し、前記バ
イアホールの上面が第２配線層の表面と同一高さになる
まで除去する工程。 （ｆ）前記バリアー層を除去し、前記第２導体層をパタ
ーニング処理して第２配線層を形成し、多層プリント配
線板を作製する工程。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につき
説明する。本発明の多層プリント配線板は図１に示すよ
うに、絶縁基板１１の両面に絶縁層１３を介して第１配
線層１２ａ及び１２ｂ、第２配線層１４ａ及び１４ｂが
形成されており、第１配線層１２ａ及び１２ｂと第２配
線層１４ａ及び１４ｂとはバイアホール１７ａにて電気
的に接続され、第２配線層１４ａ及び１４ｂの表面とバ
イアホール１７ａの上部がほぼ同一高さになっている。
このことは、バイアホール１７ａ形成後も第２導体層の
厚みはバイアホール形成前の厚みが維持され、第２導体
層をパターニング処理する際、微細な高密度の配線層が
形成できるという利点を有する。

【０００９】本発明の多層プリント配線板の作製法につ
いて説明する。まず、絶縁基板１１の両面に第１導体層
を形成し、パターニング処理して、第１配線層１２ａ及
び１２ｂを作成する（図２（ａ）参照）。絶縁基板１１
としては、リジット基板、フレキシブル基板、テープ状
のいずれでも良い。絶縁材料としては、エポキシ樹脂、
ビスマレイミドトリアジン樹脂、ポリイミド、ポリエス
テル、ポリエーテルエーテルケトン、液晶ポリマーが使
用でき、ガラス繊維、アラミド繊維を補強材として含む
材料が使用できる。導体層の形成は、あらかじめ銅箔が
積層された両面銅張り積層板あるいは片面銅張り積層板
の銅箔を導体層として使用できる。配線層の形成は、こ
こではサブトラクティブ法を使用したが、アディティブ
法等のいずれの方法でも良い。

【００１０】次に、絶縁基板１１、第１配線層１２ａ及
び１２ｂ上に樹脂付き銅箔を高圧プレスで積層し、絶縁
層１３及び第２導体層１４を形成する。さらに、第２導
体層１４上に銅以外の金属、例えば、ニッケルを電解め
っきにて所定厚形成し、バリアー層１５を形成する（図
２（ｂ）参照）。絶縁層１３を形成している樹脂付き銅
箔の樹脂材料としては、上記絶縁基板と同様の材料を用
いることができるが、補強材にはガラス、アラミド等の
繊維ではなく粒状の無機フィラーを使用する方が、後に
バイアホール用穴を形成する際に穴の壁面からの繊維の
飛び出しがなく優れたバイアホール用穴品質が得られ
る。銅箔からなる第２導体層の厚みはいくらでも良い
が、配線層のパター密度からくる導体層のパターニング
性、導電性等を考慮して、最適の導体層厚を設定する必
要がある。

【００１１】さらに、バリアー層１５にはここではニッ
ケル被膜を適用したが、これに限定されるものではな
く、バリアー層上の銅からなる導体層及びバイアホール
の上部をエッチング除去する際のエッチング液に耐性を
示すものであればニッケル金属以外の材料も使用でき
る。さらに、バリアー層１５の膜厚は、膜厚が厚いと後
にバリアー層を除去する場合、必要溶解量が大きくなる
分溶解ばらつきが大きくなり、その結果下地の導体層が
不均一に溶解され厚みがばらつく危険がある。よってバ
リアー層の厚さは０．５〜３μｍ程度が好ましい。

【００１２】次に、バリアー層１５及び第２配線層１４
の所定位置に開口部１６を形成し（図２（ｃ）参照）、
さらに、開口部１６より炭酸ガス、ＹＡＧ、エキシマ等
のレーザーを照射し、絶縁層１３にバイアホール用穴１
７を形成する（図２（ｄ）参照）。バイアホール用穴１
７の形成にあたっては、ここでは、あらかじめバリアー
層１５及び第２配線層１４の所定位置に開口部１６を形
成し、開口部１６よりレーザーを照射し絶縁層１３の穴
開け加工を行ない、バイアホール用穴１７を形成した
が、バリアー層１５及び第２配線層１４より直接レーザ
ーを照射し穴開け加工し、バイアホール用穴を形成する
ことも可能である。

【００１３】次に、バイアホール用穴１７の低部、壁面
に残留した樹脂残差を除去するためのデスミア処理を行
ない、無電解銅めっきを行ないバイアホール用穴内に導
電性を付与した後、電解銅めっきを行ない、バイアホー
ル用穴１７内にバイアホール１７を、バリアー層１５上
に導体層１８を形成する（図２（ｅ）参照）。ここで、
めっき液は硫酸銅めっき液がバイアホール用穴を埋める
のに最も適している。またレベリング性に優れた添加剤
を使用することがバイアホール用穴を埋めるのには有効
である。電解電流波形は直流またはパルスが適用でき
る。

【００１４】次に、バリアー層上に形成された導体層１
８及びバイアホール１７の上部をエッチングにて除去
し、バリアー層１５を露出させ、バイアホール１７の上
部が第２導体層の表面と同一高さになったバイアホール
１７ａを形成する（図２（ｆ）参照）。導体層１８及び
バイアホール１７の上部の除去方法は、銅からなる導体
層及びバイアホールは溶解するがバリアー層は溶解しな
い、あるいは、銅からなる導体層の溶解速度に比べ極端
にバリアー金属の溶解速度が遅いようなエッチング液を
使用して行なう。例えば、バリアー層１５にニッケル皮
膜を適用した場合、５％過酸化水素−１０％硫酸水溶液
を用いて表面銅を溶解していくとバリアー層１５上に形
成された導体層１８は、バイアホール１７の上部が一部
除去され、第２導体層表面とほぼ同一高さになった時点
で完全に除去されてバリアー層１５が露出する。

【００１５】次に、バリアー層１５を弗化物−過酸化水
素系のエッチング液で除去し、第２導体層１４をパター
ニング処理して第２配線層１４ａを形成して、フィルド
ビア構造を有する４層の多層プリント配線板１００を得
ることができる（図２（ｇ）参照）。この系統のエッチ
ング液は銅からなる第２導体層１４への侵食が少ないた
め、第２導体層１４を殆どエッチングすることなくバリ
アー層１５の除去が可能である。また、第２配線層の形
成法としては、バリアー層１５及び第２導体層１４を同
時にパターニング処理して２層構造の第２配線層を形成
してもよいが、微細配線層の形成という観点では好まし
くない。さらに、絶縁層、バイアホール及び配線層形成
の工程を必要回数繰り返すことにより、所望のフィルド
ビア構造の多層プリント配線板を得ることができる。

【００１６】

【実施例】以下実施例により本発明の４層ビルドアップ
プリント配線板の製造方法事例について説明する。ま
ず、ガラス−エポキシからなる絶縁基板１１に銅箔から
なる導体層が積層された０．８ｍｍ厚のガラス−エポキ
シ両面銅張り積層板を用い、スルーホールを形成し、ス
ルーホール内をエポキシ樹脂にて孔埋めした後、銅箔か
らなる導体層をサブトラクティブ法によりパターニング
処理し、絶縁基板１１の両面に第１配線層１２ａ及び１
２ｂを形成した（図２（ａ）参照）。

【００１７】次に、絶縁基板１１、第１配線層１２ａ及
び１２ｂ上に厚さ７０μｍのエポキシ系樹脂に１２μｍ
厚の銅箔を貼り合わせた樹脂付き銅箔を高圧真空プレス
により積層し、絶縁基板１１上に６０μｍ厚の絶縁層１
３及び１２μｍ厚の第２導体層１４を形成した。さら
に、第２導体層１４上にスルファミン酸ニッケル浴を用
いて電解ニッケルめっきを行ない、２μｍ厚のバリアー
層１５を形成した（図２（ｂ）参照）。

【００１８】次に、バリアー層１５上にレジストパター
ンを形成し、塩化第二鉄液を用いてバリアー層１５及び
第２導体層１４をエッチングして、１５０μｍφの開口
部１６を形成した（図２（ｃ）参照）。

【００１９】次に、開口部１６より炭酸ガスレーザーを
照射し、絶縁層１３の穴開け加工を行ない、１００μｍ
φのバイアホール用穴１７を形成した（図２（ｄ）参
照）。

【００２０】次に、過マンガン酸カリウムと水酸化ナト
リウムの混合溶液を用いてバイアホール用穴内のデスミ
ア処理を行なった後無電解銅めっきにて、バリアー層１
５上及びバイアホール用穴内に銅を析出させ、０．３μ
ｍ厚の薄膜導体層を形成した（特に図示せず）。さら
に、硫酸銅めっき液を用いて、電解銅めっきを行ないバ
イアホール１７及び導体層１８を形成した（図２（ｅ）
参照）。ここで、電解めっき液としては硫酸銅五水和物
２２０ｇ／Ｌ、硫酸６０ｇ／Ｌ、添加剤はキューブライ
トＶＦ（荏原ユージライト（株）製）を使用した。

【００２１】次に、バリアー層１５上の導体層１８及び
バイアホール１７の上部を５％過酸化水素−１０％硫酸
のエッチング液を用いてバイアホール１７の上部が第２
導体層１４の表面と同一高さになるまでエッチングし、
導体層１８を完全に除去し、バイアホール１７ａを形成
した（図２（ｆ）参照）。

【００２２】次に、バリアー層１５を弗化物−過酸化水
素系のエッチング液で除去し、さらに、第２導体層１４
上に感光層を形成し、露光、現像等の一連のパターニン
グ処理を行ってレジストパターンを形成し、塩化第二鉄
液で第２導体層１４をエッチングして、線幅／間隙＝４
０／４０μｍの第２配線層１４ａ、１４ｂを形成し、ソ
ルダーレジストを形成し、フィルドビア構造を有する４
層ビルドアップ多層プリント配線板１００を得た。

【００２３】

【発明の効果】本発明の多層プリント配線板は、配線層
表面とバイアホールの上部がほぼ同一高さになるように
しているので、バイアホールの径や深さに係わらずバイ
アホール形成後も導体層の厚さはバイアホール形成前の
厚さが維持されており、導体層の厚さを最適に設定する
ことにより、微細な配線層を形成でき、高密度化、高信
頼性に優れた多層プリント配線板を得ることができる。
従って、本発明は、ビルドアップ構造を有する高密度多
層配線板分野においては、優れた実用上の効果を発揮す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の多層プリント配線板の一実施例を示す
模式部分構成断面図である。

【図２】（ａ）〜（ｇ）は、本発明の多層プリント配線
板の製造方法の一実施例を示す模式部分構成断面図であ
る。

【図３】（ａ）〜（ｆ）は、従来の本発明の多層プリン
ト配線板の製造方法の一例を示す模式部分構成断面図で
ある。

【符号の説明】

１１、６１……絶縁基板 １２ａ、１２ｂ、６２ａ、６２ｂ……第１配線層 １３、６３……絶縁層 １４、６４……第２導体層 １４ａ……第２配線層 １５……バリアー層 １６、６５……開口部 １７、６６……バイアホール用穴 １８、６７……バイアホール １８ａ……高さ調整されたバイアホール １９、６８……導体層 ６４ａ、６４ｂ……第２配線層 ６８ａ、６８ｂ……配線層 ６９ａ、６９ｂ……２層構造の第２配線層 １００……多層プリント配線板

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】絶縁基板上に絶縁層を介して配線層間がバ
   イアホールにて電気的に接続されてなるプリント配線板
   において、配線層の表面とバイアホールの上部が同一高
   さになっていることを特徴とする多層プリント配線板。
2. 【請求項２】少なくとも以下の工程を備えていることを
   特徴とする請求項１記載の多層プリント配線板の製造方
   法。 （ａ）絶縁基板上に銅箔からなる第１導体層を形成し、
   パターニング処理して第１配線層を形成する工程。 （ｂ）前記絶縁基材及び前記第１配線層上に絶縁層及び
   銅箔からなる第２導体層を形成し、前記第２導体層上に
   バリアー層を形成する工程。 （ｃ）前記絶縁層の所定位置に前記第２導体層及び前記
   バリアー層を介してバイアホール用穴を形成する工程。 （ｄ）前記バイアホール用穴内に無電解めっきにて薄膜
   導体層を形成し、電解銅めっきにて前記バイアホール用
   穴内にバイアホールを、前記バリアー層上に導体層を形
   成する工程。 （ｅ）前記バリアー層上に形成された前記導体層及び前
   記バイアホールの上部をエッチング等で除去し、バイア
   ホールの上面が第２配線層の表面と同一高さになるまで
   除去する工程。 （ｆ）前記バリアー層を除去し、前記第２導体層をパタ
   ーニング処理して第２配線層を形成し、多層プリント配
   線板を作製する工程。