JP2002359467A - フィルドビア構造を有する多層プリント配線板及びその製造方法 - Google Patents

フィルドビア構造を有する多層プリント配線板及びその製造方法

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JP2002359467A JP2001164117A JP2001164117A JP2002359467A JP 2002359467 A JP2002359467 A JP 2002359467A JP 2001164117 A JP2001164117 A JP 2001164117A JP 2001164117 A JP2001164117 A JP 2001164117A JP 2002359467 A JP2002359467 A JP 2002359467A
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Tetsuo Hamada
哲郎 浜田
Takashi Nakamura
高士 中村
Jun Kawana
潤 川名
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】フィルドビア上部と第2配線層とが接する境界
領域のめっき品質を他の部分と同一にしたフィルドビア
構造を有する多層プリント配線板及びその製造方法を提
供する。 【解決手段】第1配線層12a及び第1配線層12bが
形成された絶縁基材11の両面に絶縁層13、フィルド
ビア17、第2配線層18a及び第2配線層18bを形
成する。フィルドビア上部と第2配線層18a及び第2
配線層18bとが接するフィルドビア上部の角13bは
曲率半径Rが5〜20μmの丸みを持たせた形状になっ
ている。このような形状を持たせることにより、フィル
ドビア及び第2配線層を電解めっきで形成する際フィル
ドビア17上部と第2配線層とが接する境界領域のめっ
き品質を他の部分と同一にすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、絶縁基材上に絶縁
層を介して形成された各配線層がフィルドビアにて電気
的に接続されてなるフィルドビア構造を有する多層プリ
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
間をフィルドビア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
ペーストをビア用穴に充填してフィルドビアを形成する
方法は既に実用化されているが、小径フィルドビアに対
してはフィルドビア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、小径フィルドビア
に関しては、電解めっきを用いたフィルドビア形成技術
が注目され実用化されつつある。
【0003】電解めっきを用いたフィルドビア形成法の
一例について説明する。図4(a)〜(e)に、電解パ
ターンめっき法にてフィルドビア及び配線層を形成する
従来技術の一例を示す。図4(a)〜(e)は電解パタ
ーンめっき法にてフィルドビア及び配線層を形成する製
造工程の一例を示す模式構成部分断面図である。まず、
第1配線層52が形成された絶縁基材51上に所定厚の
絶縁層53を形成し、絶縁層53の所定位置にレーザー
加工にてビア用穴54を形成する(図4(a)参照)。
ここで、ビア用穴54の上部両角53aは、加工方法等
にもよるがほぼ90度に近い角張った形状になってい
る。
【0004】次に、ビア用穴54及び絶縁層53上に無
電解銅めっきを行い、薄膜導体層55を形成する(図4
(b)参照)。次に、絶縁層53の所定位置に電解めっ
きでフィルドビア及び配線層を形成するためのレジスト
パターン56を形成する(図4(c)参照)。
【0005】次に、薄膜導体層55をカソードにして電
解銅パターンめっきを行い(図4(d)参照)、レジス
トパターン56を剥離し、薄膜導体層18をフラッシュ
エッチングしてフィルドビア61及び配線層62を形成
する(図4(e)参照)。この電解銅パターンめっきの
際、ビア用穴54の上部両角53aの部分の形状が角張
っているため、電流線が両角53aの部分に集中し、抑
制剤が過剰吸着する。その結果、ビア用穴54の上部両
角53aの部分の膜厚が薄くなり、また不純分(添加
剤)を多く共析しているため、電流線が両角53aの部
分のめっき膜63は硬く伸びの小さい被膜になってしま
う。その上、ビア用穴54の上部両角53aの部分の形
状が角張っていると応力が集中し、ヒートサイクル試験
でクラックを生じ易くなる。従って、絶縁層の表面銅厚
を薄くすることができず、微細パターンの形成が困難に
なるという問題を有している。また、微細なビア用穴の
場合めっき液がビア用穴内に入り難く、金属イオン、添
加剤の供給不足でフィルドビア内にボイドを発生し易い
という問題も有している。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記問題点に
鑑み考案されたもので、フィルドビア上部と第2配線層
とが接する境界領域のめっき品質を他の部分と同一にし
たフィルドビア構造を有する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。
【0007】
【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
材上に絶縁層を介して配線層間がフィルドビアにて電気
的に接続され、前記絶縁層にビア用穴を形成してフィル
ドビア及び配線層を形成してなる多層プリント配線板に
おいて、フィルドビア上部と配線層が接する境界領域の
フィルドビア上部の角に曲率半径Rが5〜20μmの丸
みを持たせたことを特徴とするフィルドビア構造を有す
る多層プリント配線板としたものである。
【0008】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)絶縁基材の両面に第1配線層を形成する工程。 (b)前記第1配線層が形成された前記絶縁基材上に絶
縁層を形成し、所定位置にビア用穴を形成する工程。 (c)前記ビア用穴の上部両角を面取りして、所定の曲
率半径Rを設ける工程。 (d)前記ビア用穴及び絶縁層表面を導電化処理して、
所定厚の薄膜導体層を形成する工程。 (e)前記薄膜導体層をカソードにしてビア埋め用銅め
っき液を使用して、電解銅めっきを行い、前記ビア用穴
にフィルドビア及び前記絶縁層上に所定厚の導体層を形
成する工程。 (f)前記絶縁層及び前記フィルドビアの表面を導電化
処理して、薄膜導体層を形成する工程。 (g)前記フィルドビア及び前記導体層の所定位置にレ
ジストパターンを形成し、前記レジストパターンをめっ
きマスクにして電解銅パターンめっきを行い、所定厚の
第2導体層を形成する工程。 (h)前記レジストパターンを剥離し、前記レジストパ
ターン下部にあった薄膜導体層をフラッシュエッチング
して第2配線層を形成し、前記フィルドビアと第2配線
層が前記薄膜導体層にて電気的に接続された多層プリン
ト配線板を作製する工程。 (i)上記絶縁層、フィルドビア及び配線層の形成工程
を必要回数繰り返して所定層数のフィルドビア構造を有
する多層プリント配線板を作製する工程。
【0009】
【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(a)及
び(b)に示すように、第1配線層12a及び第1配線
層12bが形成された絶縁基材11の両面に絶縁層1
3、フィルドビア17、第2配線層18a及び第2配線
層18bが形成されており、第1配線層12a及び第1
配線層12bと第2配線層18a及び第2配線層18b
とはフィルドビア17にて電気的に接続されている。フ
ィルドビア上部と第2配線層18a及び第2配線層18
bとが接するフィルドビア上部の両角13bは所定の曲
率半径Rを持たせた形状になっている。このような形状
を持たせることにより、フィルドビア及び第2配線層を
電解めっきで形成する際フィルドビア17上部と第2配
線層とが接する境界領域のめっき品質を他の部分と同一
にすることができ、配線層厚を薄くしてもフィルドビア
17上部と第2配線層とが接する境界領域でのヒートサ
イクル試験でのコーナークラックを防止でき、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。
【0010】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、絶縁基材11の両面に導体層を形
成し、パターニング処理して、第1配線層12a及び1
2bを作成する(図2(a)参照)。絶縁基材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。
【0011】次に、第1配線層12a及び12bが形成
された絶縁基材11上に絶縁層13を形成し、絶縁層1
3の所定位置にレーザー加工にてビア用穴14を形成す
る(図2(b)及び図3(a)参照)。ここで、ビア用
穴14の開口部上部の両角13aはビア用穴14の加工
形状にもよるが、ほぼ90度に近い角張った形状になっ
ている。
【0012】次に、ビア用穴14の開口部上部の両角1
3aを面取りして、所定の曲率半径Rをもったビア用穴
14aを形成する(図2(c)及び図3(b)参照)。
曲率半径Rは5〜20μmの範囲が好適である。曲率半
径Rが5μm未満ではヒートサイクル試験でコーナーク
ラックの発生確率が高く、曲率半径Rが20μmより大
きいとビア用穴の形状が不定形となり、回路設計上支障
を来す。面取り方法としては、過マンガン酸〜水酸化ナ
トリウム溶液、濃硫酸溶液及びクロム酸溶液等を用いて
処理する化学的手段、サンドブラスト法、ジェットスク
ライブ法、ホーニング法及び表面研磨法等を用いた機械
的手段及びプラズマ表面処理、炎光処理等を用いた物理
的手段等が使用できる。
【0013】次に、ビア用穴14a及び絶縁層13上に
無電解銅めっきにて薄膜導体層15を形成する(図2
(d)及び図3(c)参照)。
【0014】次に、フィルドビア及び配線層を電解めっ
きで形成するための、レジストパターン16を形成する
(図2(e)及び図3(d)参照)。
【0015】次に、薄膜導体層15をカソードにしてビ
ア埋め用銅めっき液を用いて電解銅パターンめっきを行
い、ビア用穴14aにフィルドビア17を、絶縁層13
上に導体層18を形成する(図2(f)及び図3(e)
参照)。ここで、ビア用穴14の開口部上部の両角に曲
率半径Rを持たせてあるため、ビア用穴14の開口部上
部の両角でのめっき時の電流線の集中がなくなり、均一
なめっき品質のフィルドビア及び導体層が得られ、且
つ、ビア用穴14a内へめっき液が入り易く、小径のフ
ィルドビアにおいてもボイドが発生し難い。
【0016】
【0017】次に、レジストパターン16を専用の剥離
液で除去し、レジストパターン16下部にあった薄膜導
体層15をフラッシュエッチングで除去し、薄膜導体層
15a上に第2配線層18a及び第2配線層18bが形
成され、フィルドビア17にて第1配線層12a及び第
1配線層12bが電気的に接続された4層の本発明のフ
ィルドビア構造の多層プリント配線板100を得ること
ができる。さらに、絶縁層、フィルドビア及び配線層形
成の工程を必要回数繰り返すことにより、所望層数のフ
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。
【0018】
【実施例】以下実施例により本発明を詳細に説明する。
まず、ガラス−エポキシからなる絶縁基材11に銅箔か
らなる導体層12が積層された0.8mm厚のガラス−
エポキシ両面銅張積層板を用い、導体層12をパターニ
ング処理し、絶縁基材11の両面に第1配線層12a及
び第1配線層12bを形成した(図2(a)参照)。
【0019】次に、第1配線層12a及び第1配線層1
2bが形成された絶縁基材11上にエポキシ系樹脂を塗
布、乾燥し、40μm厚の絶縁層13を形成した。さら
に、絶縁層13の所定位置にUVレーザにて50μmφ
のビア用穴14を形成した(図2(b)参照)。
【0020】次に、ビア用穴14の開口部上部の両角を
過マンガン酸カリウム溶液にて面取りして、ビア用穴1
4の開口部上部の両角の曲率半径Rが15μmのビア用
穴14aを形成した(図2(c)参照)。
【0021】次に、無電解銅めっきにて絶縁層13上及
びビア用穴14a内に0.2μm厚の薄膜導体層15を
形成した(図2(d)参照)。
【0022】次に、フィルドビア及び第2配線層を電解
めっきで形成するためのレジストパターン16を形成し
た(図2(e)参照)。
【0023】次に、薄膜導体層15をカソードにして下
記の電解銅めっき液を用いて、電流密度2A/dm2
4A/dm2及び6A/dm2の各条件で電解銅めっきを
行い、ビア用穴14aにフィルドビア17を、絶縁層1
3上に5、10及び15μm厚の導体層18を形成した
(図2(f)参照)。 電解銅めっき液 CuSO4・5H2O 200g/L H2SO4 60g/L Cl- 50ppm 添加剤:キューブライトVF(荏原コージライト)
【0024】次に、レジストパターン16を専用の剥離
液で除去し、レジストパターン16下部にあった薄膜導
体層15をフラッシュエッチングで除去し、薄膜導体層
15a上に第2配線層18a及び第2配線層18bを形
成し、第1配線層12a及び第1配線層12bがフィル
ドビア17で電気的に接続された本発明のフィルドビア
構造の多層プリント配線板100を得た。
【0025】<比較例>上記実施例で、ビア用穴の上部
開口部の両角を面取りしないで、上記実施例と同様な工
程で比較例のフィルドビア構造の多層プリント配線板を
作製した。
【0026】上記実施例及び比較例で得られたフィルド
ビア構造の多層プリント配線板について、フィルドビア
及び導体層を電解銅めっきで作製する際のビア用穴の上
部開口部の両角を面取りした場合の実施例としない場合
の比較例について、電流密度とフィルドビアのボイドの
発生状況を調べた結果を表1に示す。さらに、フィルド
ビア及び導体層を電解銅めっきで作製する際のビア用穴
の上部開口部の両角を面取りした場合の実施例としない
場合の比較例について、ヒートサイクル(1000回)
試験を行って、導体層厚とフィルドビアと配線層の境界
領域でのクラックの発生状況について調べた結果を表2
に示す。
【0027】
【表1】
【0028】
【表2】
【0029】表1及び表2の結果からも分かるように、
ビア用穴の上部開口部の両角を面取りした場合フィルド
ビアでのボイドの発生は認められなかった。また、ヒー
トサイクル試験でも導体層厚を薄くしてもフィルドビア
と配線層の境界領域ではクラックの発生は認められなか
った。
【0030】
【発明の効果】本発明のフィルドビア構造を有する多層
プリント配線板は、フィルドビア上部と第2配線層とが
接するフィルドビア上部の両角に所定の曲率半径Rを持
たせてあるため、フィルドビア及び第2配線層を電解め
っきで形成する際のフィルドビア上部と第2配線層とが
接する境界領域のめっき品質を他の部分と同一にするこ
とができ、配線層厚を薄くしてもフィルドビア上部と第
2配線層とが接する境界領域でのヒートサイクル試験で
のコーナークラックを防止でき、微細な高密度の配線層
が形成できる。また、ビア用穴内へめっき液が入り易
く、小径のフィルドビアでもボイドの発生のないフィル
ドビアが得られる。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】(a)は、本発明のフィルドビア構造の多層プ
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。(b)は、本発明のフィルドビア構造の多層プリン
ト配線板の一実施例を示すA領域の模式部分構成断面図
である。
【図2】(a)〜(g)は、本発明のフィルドビア構造
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、本発明のフィルドビア構造
のの多層プリント配線板の製造方法の一実施例を示すA
領域の模式部分構成断面図である。
【図4】(a)〜(e)は、従来のフィルドビア構造の
多層プリント配線板の製造方法の一実施例を示すA領域
の模式部分構成断面図である。
【符号の説明】
11、51……絶縁基材 12a、12b、52……第1配線層 13、53……絶縁層 13a、53a……ビア用穴の開口部上部両角 13b……面取りしたビア用穴の開口部上部両角 14、14a、54……ビア用穴 15、15a、55……薄膜導体層 16、56……レジストパターン 17、61……フィルドビア 18……導体層 18a、18b、62……第2配線層 63……電解銅めっき後のビア用穴の開口部上部両角の
めっき膜 100……フィルドビア構造の多層プリント配線板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5E346 AA02 AA43 CC04 CC05 CC09 CC10 CC12 CC32 CC54 CC57 DD03 DD25 DD32 DD33 EE33 FF02 FF04 FF07 FF15 GG15 GG17 GG22 GG23 HH11 HH26

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】絶縁基材上に絶縁層を介して配線層間がフ
    ィルドビアにて電気的に接続され、前記絶縁層にビア用
    穴を形成してフィルドビア及び配線層を形成してなる多
    層プリント配線板において、フィルドビア上部と配線層
    が接する境界領域のフィルドビア上部の角に曲率半径R
    が5〜20μmの丸みを持たせたことを特徴とするフィ
    ルドビア構造を有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記載のフィルドビア構造を有する多
    層プリント配線板の製造方法。 (a)絶縁基材の両面に第1配線層を形成する工程。 (b)前記第1配線層が形成された前記絶縁基材上に絶
    縁層を形成し、所定位置にビア用穴を形成する工程。 (c)前記ビア用穴の上部両角を面取りして、所定の曲
    率半径Rを設ける工程。 (d)前記ビア用穴及び絶縁層表面を導電化処理して、
    所定厚の薄膜導体層を形成する工程。 (e)前記薄膜導体層をカソードにしてビア埋め用銅め
    っき液を使用して、電解銅めっきを行い、前記ビア用穴
    にフィルドビア及び前記絶縁層上に所定厚の導体層を形
    成する工程。 (f)前記絶縁層及び前記フィルドビアの表面を導電化
    処理して、薄膜導体層を形成する工程。 (g)前記フィルドビア及び前記導体層の所定位置にレ
    ジストパターンを形成し、前記レジストパターンをめっ
    きマスクにして電解銅パターンめっきを行い、所定厚の
    第2導体層を形成する工程。 (h)前記レジストパターンを剥離し、前記レジストパ
    ターン下部にあった薄膜導体層をフラッシュエッチング
    して第2配線層を形成し、前記フィルドビアと第2配線
    層が前記薄膜導体層にて電気的に接続された多層プリン
    ト配線板を作製する工程。 (i)上記絶縁層、フィルドビア及び配線層の形成工程
    を必要回数繰り返して所定層数のフィルドビア構造を有
    する多層プリント配線板を作製する工程。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013058777A (ja) * 2012-11-06 2013-03-28 Tdk Corp プリント配線板の製造方法

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