JP2003124632A - 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】ガラスクロスに絶縁樹脂を含浸させたプリプレ
グを絶縁層として使用する多層プリント配線板におい
て、電気的信頼性に優れた高精度、高密度の配線層を有
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。 【解決手段】絶縁基板１１の両面に第１配線層１２が形
成された配線基板１０にフィラーを混入した絶縁樹脂１
５をガラスクロス１４にを含浸させたプリプレーグ及び
銅箔を積層して絶縁層２１及び表層銅箔２２を形成し、
表層銅箔２２をパターニング処理して表層銅箔開口部２
３を形成し、表層銅箔開口部２３よりレーザービームを
照射し、ガラスクロス突出部１４ａを有するバイアホー
ル用孔１６を形成する。デスミア及び導電化処理した後
電解銅めっきにてバイアホール１７及び導体層１８を形
成し、パターニング処理して第２配線層３１を形成し、
ソルダーレジスト保護層４１を形成して、多層プリント
配線板１００を得る。

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
層を介して多層の配線層が形成された多層プリント配線
板及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、パーソナルコンピューター等に代
表されるように、電子機器の小型化、薄型化が求められ
ている。そのため、そのような電子機器等に用いられる
プリント配線板も、小型化、薄型化のために、高密度、
高精度の配線層形成が求められている。高密度の配線を
行うために、プリント配線板の配線層を多層化し、配線
層の線幅も小さく、配線層間の接続に用いられるビアホ
ールはより小さい穴径とすることが求められている。そ
して、ビア用孔の孔加工も、位置ずれを極力小さくする
ように高い精度の加工が求められている。そのような、
要求を満たすために、絶縁基板上に配線層と絶縁層を交
互に形成して多層プリント配線板を作製するいわゆるビ
ルドアップ法の多層プリント配線板が知られている。

【０００３】ビルドアップ法にも用いられる材料の違い
等によって数種の方法が知られているが、図４（ａ）〜
（ｇ）に、絶縁材料に液状樹脂を用いて絶縁層を形成す
る多層プリント配線板の製造方法の一例を示す。まず、
図４（ａ）に示すように、ガラスエポキシ基板等のリジ
ッドな材料からなる絶縁基板５１上に第１配線層５２を
形成する。続いて、図４（ｂ）に示すように、エポキシ
樹脂溶液を塗布し、乾燥硬化して絶縁層５３を形成し、
絶縁層５３の所定位置をレーザー加工にて孔明け加工を
行い、ビア用孔５４を形成する。エポキシ樹脂溶液の塗
布方法としては、スクリーン印刷法やカーテンコート法
が用いられる。レーザー加工のレーザーとしては、炭酸
ガスレーザー、ＹＡＧレーザー、エキシマレーザー等が
用いられる。

【０００４】次に、図４（ｃ）に示すように、絶縁層５
３上及びビア用孔５４側面を無電解銅めっき等にて導電
化処理し、電解銅めっきにて絶縁層５３上に導体層を、
ビア用孔５４にビアホール５５を形成し、導体層をパタ
ーニング処理して第２配線層５６を形成する。ここで、
無電解銅めっきによる導電化処理は、絶縁層上に導電性
を付与し、電解めっきができるような薄膜導体層を形成
するために行うものである。なお、配線層形成には、サ
ブトラクティブ法及びアディティブ法が用いられてい
る。このようにして二層の配線層と、配線層間の電気的
接続が行われる。なお、さらに高多層化をするために、
以下の工程が行われる。

【０００５】次に、図４（ｄ）に示すように、絶縁層５
３及び第２配線層５６上に絶縁層５７を形成し、図４
（ｂ）の工程と同様な方法で絶縁層５７の所定位置をレ
ーザーにて孔明け加工を行い、絶縁層５７の所定位置に
ビア用孔５９を形成する。さらに、ドリルを用いてスル
ーホール用の貫通孔５８を形成する。そして、図４
（ｃ）の工程と同様な方法で、ビアホール６１、導体層
６２及びスルーホール６４を形成する（図４（ｅ）参
照）。

【０００６】次に、図４（ｆ）に示すように、導体層６
２をパターニング処理して第３配線層６２ａを形成す
る。ここで、絶縁基板５１の反対側の導体層６３も同時
にパターニング処理して、電源層６３ａとする。そし
て、第３配線層６２ａ、電源層６３ａを保護するソルダ
ーレジスト保護層６５を設けて、ビルドアップ方式の多
層プリント配線板を得る（図４（ｇ）参照）。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、絶縁層
をレーザーにて孔明け加工する場合は熱硬化性樹脂から
なる絶縁層を対象としてきた。しかし、絶縁層が樹脂の
みで形成されている場合絶縁層のＺ（厚み）方向の熱膨
張係数αが１６０ｐｐｍ程度であり、熱サイクル試験に
よるビアホールの断線が発生する等の問題を有してい
る。この問題を解消するため、ガラスクロスに絶縁樹脂
を含浸させたプリプレグを絶縁層として使用する多層プ
リント配線板が提案されている。このガラスクロスに絶
縁樹脂を含浸させたプリプレグを絶縁層として使用する
多層プリント配線板では、ガラスクロスが内在する絶縁
層にビア用孔を形成し、フィルドビアを形成する際フィ
ルドビアにボイドが発生し、穴埋め状態が不完全な状態
になるという問題を有している。

【０００８】本発明は上記問題点に鑑み考案されたもの
で、ガラスクロスに絶縁樹脂を含浸させたプリプレグを
絶縁層として使用する多層プリント配線板において、電
気的信頼性に優れた高精度、高密度の配線層を有する多
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。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明に於いて上記問題
を解決するため、まず請求項１においては、絶縁基板上
に絶縁層を介して少なくとも２層以上の配線層が形成さ
れ、各配線層間がビア用孔に導電性物質を充填したビア
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
において、前記絶縁層はガラスクロスにフィラーを含む
絶縁樹脂を含浸させたプリプレーグを積層して形成され
ており、前記絶縁層にガラスクロス突出部を有するビア
用穴を形成する際前記ビア用孔の直径をｒ、ガラスクロ
ス突出部の突出量をａとしたとき、前記ガラスクロス突
出部の突出量ａが、０＜ａ＜ｒ／２なる条件で満たされ
ており、前記ビア用孔に導電性物質を充填して前記ビア
ホールが形成され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。

【００１０】また、請求項２においては、以下の工程を
少なくとも備えることを特徴とする請求項１に記載の多
層プリント配線板の製造方法としたものである。 （ａ）絶縁基板上に第１配線層を形成する工程。 （ｂ）第１配線層が形成された絶縁基板上にフィラーを
含む絶縁樹脂をガラスクロスに含浸させたプリプレーグ
及び銅箔を積層して絶縁層及び表層銅箔を形成する工
程。 （ｃ）前記表層銅箔の所定位置をパターニング処理して
開口部を形成する工程。 （ｄ）前記表層銅箔の開口部よりにレーザービームを照
射し、前記絶縁層にビア用孔を形成する工程。 （ｅ）前記ビア用孔及び周辺を導電化処理して電解銅め
っきを行い、導体層及びビアホールを形成する工程。 （ｆ）前記表層銅箔及び前記導体層をパターニング処理
して第２配線層を形成する工程。 （ｇ）第２配線層上にソルダーレジスト保護層を形成す
る工程。 （ｈ）（ｂ）〜（ｇ）の工程を必要回数繰り返して所望
層数の多層プリント配線板を作製する工程。

【００１１】さらにまた、請求項３においては、前記表
層銅箔の開口部の直径をｄ、前記ビア用孔の直径をｒと
したとき、ｄ＞ｒの条件が満たされていることを特徴と
する請求項２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。

【００１２】

【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。図１に、本発明の多層プリント配線板の一実
施例を示す模式構成断面図を、図２（ａ）〜（ｇ）に本
発明の多層プリント配線板の製造方法の一実施例を工程
順に示す模式構成断面図を、それぞれ示す。本発明の多
層プリント配線板１００は、絶縁基板１１の両面に第１
配線層１２が形成された配線基板１０にフィラーを混入
した絶縁樹脂１５をガラスクロス１４に含浸させたプリ
プレグ及び極薄銅箔を積層して絶縁層２１及び表層銅箔
２２を形成し、絶縁層２１の所定位置にまず、表層銅箔
開口部２３を形成し、ガラスクロス突出部１４ａを有す
るビア用孔１６を形成する。さらに、この絶縁層２１上
及びビア用孔１６に導体層を形成し、パターニング処理
して第２配線層３１及びビアホール１７を形成する。さ
らに、ソルダーレジスト保護層４１を形成したものであ
る。

【００１３】請求項１に係わる発明では、フィラーを混
入した絶縁樹脂をガラスクロスに含浸させたプリプレー
グ及び極薄銅箔を積層して絶縁層２１及び表層銅箔２２
を設け、絶縁層２１にビア用孔１６を形成する際ビア用
孔１６の直径をｒ、ガラスクロス突出部１４ａの突出量
をａとしたとき、ガラスクロス突出部１４ａの突出量ａ
が、０＜ａ＜ｒ／２なる条件で満たされており、前記ビ
ア用孔に導電性物質を充填して前記ビアホールが形成さ
れている。このように、ビア用孔１６をＣＯ₂レーザー
加工で形成する際ビア用孔の内壁にガラスクロス突出部
１４ａを形成することにより、ビアホール１７形成後は
このガラスクロス突出部がアンカー効果の役目をして、
ビア用孔内での導体層の密着性が向上し、結果的に多層
プリント配線板の信頼性を向上することができる。

【００１４】さらに、絶縁層にフィラーを混入している
ため、絶縁層の熱膨張係数を抑えることができ、耐熱性
に優れた高密度多層プリント配線板を得ることができ
る。図３（ａ）は絶縁層２１にビア用孔１６を形成した
状態を模式的に示す模式構成部分断面図を、図３（ｂ）
はビア用孔１６にビアホール１７及び絶縁層２１上に第
２配線層３１を形成した状態を模式的に示す模式構成部
分断面図をそれぞれ示す。図３（ｂ）の例では、ビアホ
ール１７に充填された導体は、ビアホール１７の上面が
ほぼ平坦となるように形成され、さらなる積層構造を可
能にしている。

【００１５】ビア用孔１６内壁でのガラスクロス突出部
１４ａの突出量ａは、ビア用孔１６の直径をｒとしたと
き、０＜ａ＜ｒ／２になるように設定され、例えば、ビ
ア用孔１６の直径ｒを１００μｍとしたとき突出量ａは
５０μｍ以下となり、好ましくは１０〜４０μｍであ
る。ガラスクロス１４は５〜１０μｍφのガラス繊維を
網戸状に織り込んだものである。絶縁樹脂１５としては
エポキシ樹脂が一般的で、フィラーを混入した絶縁樹脂
をガラスクロス１４に含浸させ所定厚のプリプレーグを
形成している。フィラーの材料としては、シリカ、炭酸
カルシウム等が使用でき、フィラーの添加量としては１
０〜３０％の範囲が望ましい。フィラーの効果として
は、フィラーを絶縁樹脂に混入し絶縁層を形成している
ので、絶縁層の熱膨張係数を抑えることができ、多層プ
リント配線板の耐熱性を向上できる。

【００１６】請求項２に係わる本発明の多層プリント配
線板の製造方法について、以下説明する。まず、絶縁基
板１１の両面に第１配線層１２及びインナービアホール
１３が形成された配線基板１０を作製する（図２（ａ）
参照）。配線基板１０としては、片面または両面プリン
ト配線板でも、内層に複数のコア配線層が形成されたコ
ア積層の多層配線板でもよい。絶縁基板１１の材料とし
ては、ガラスクロスにエポキシ樹脂、ビスマレイミドド
リアジン樹脂、ポリイミド樹脂等を含浸させたものや、
それらの樹脂をフィルム状に加工したもの等が用いられ
る。第１配線層１２の形成方法は、サブトラクティブ
法、セミアディティブ法、フルアディティブ法等いずれ
の方法でも良い。

【００１７】次に、絶縁基板１１及び第１配線層１２上
にフィラーを混入したエポキシ樹脂１５をガラスクロス
１４に含浸させたプリプレーグ及び極薄銅箔２２を両面
に積層、加圧、加熱して絶縁層２１及び表層銅箔２２を
形成する（図２（ｂ）参照）。

【００１８】次に、表層銅箔２２上にフォトレジストを
スピンナー等により塗布して感光層を形成し、パターン
露光、現像、エッチング等の一連のパターニング処理を
行って、表層銅箔２２の所定位置に直径ｄμｍφの表層
銅箔開口部２３を形成する（図２（ｃ）参照）。

【００１９】次に、表層銅箔開口部２３よりＣＯ₂（炭
酸ガス）レーザービームを照射して孔明け加工を行い、
ガラスクロス突出部１４ａを有するビア用孔１６を形成
する（図２（ｄ）参照）。ここで、ビア用孔１６の直径
をｒ、ガラスクロス突出部１４ａの突出量をａとしたと
き、ガラスクロス突出部１４ａの突出量ａは、０＜ａ＜
ｒ／２なる条件で満たさる必要がある。例えば、ビア用
孔１６の直径を１００μｍとしたとき、ガラスクロス突
出部１４ａの突出量ａは、０＜ａ＜５０μｍとなり、１
０〜４０μｍの範囲が好ましい。

【００２０】次に、ビア用孔１６内をデスミア処理し、
ビア用孔１６内及びビア用孔１６周辺を無電解銅めっき
等で導電化処理して、表層銅箔２２との電気的導通を図
り、表層銅箔２２をカソードにして電解銅めっきを行
い、ビアホール１７及び導体層１８を形成する（図２
（ｅ）参照）。ビアホール１７を形成する他の方法とし
て、ビア用孔１６に導電性ペースト等の導電性物質を充
填する方法でもよい。

【００２１】次に、表層銅箔２２及び導体層１８をパタ
ーニング処理して、表層銅箔パターン２２ａ及び導体層
パターン１８ａからなる第２配線層３１を形成する（図
２（ｆ）参照）。第２配線層３１の形成方法は、第１配
線層１２の形成方法同様に特に限定されるものではな
い。上記のようなサブトラクティブ法の他に、セミアデ
ィティブ法、フルアディティブ法等いずれの方法でもよ
い。

【００２２】次に、ソルダーレジスト等を用いてソルダ
ーレジスト保護層４１を形成して、第１配線層１２と第
２配線層３１とがビアホール１７にて電気的に接続され
た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）。さらに、必要であれば、上記の図
２（ｂ）〜図２（ｇ）の工程を必要回数繰り返すことに
より、所望の多層プリント配線板を得ることができる。

【００２３】請求項３に係わる発明では、絶縁層２１に
ビア用孔１６を形成する前に表層銅箔２２に開口部２３
を設けてビア用孔１６を形成し、表層銅箔２２の開口部
２３の直径をｄ、ビア用孔１６の直径をｒとしたとき、
ｄ＞ｒの条件が満たされるようにしている。このような
構造にすることにより、電解銅めっき等でビア用孔１６
に銅導体を析出してフィルドビアを形成する際空隙（ボ
イド）を著しく減少させることができる。

【００２４】

【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板１１に、内部
に内層配線層を二層と両面に外層配線層（ここでは第１
配線層１２）が二層形成された合計で四層の配線層及び
インナービアホール１３を備える配線基板１０を用意し
た（図２（ａ）参照）。

【００２５】次に、配線基板１０両面に、シリカからな
るフィラーを混入したエポキシ樹脂をガラスクロスに含
浸して作製した６０μｍ厚のプリプレグと３μｍ厚の極
薄銅箔を積層し、加熱、加圧して絶縁層２１及び表層銅
箔２２を形成した（図２（ｂ）参照）。

【００２６】次に、表層銅箔２２上にフォトレジストを
スピンナーで塗布して感光層を形成し、パターン露光現
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、レジストパターンをマスクにして表層銅箔
２２をエッチングして、レジストパターンを専用の剥離
液で剥離して、表層銅箔２２の所定位置に１２０μｍφ
の表層銅箔開口部２３を形成した（図２（ｃ）参照）。

【００２７】次に、１２０μｍφの表層銅箔開口部２３
より、ビーム径が１００μｍのＣＯ ₂（炭酸ガス）レー
ザービームを照射し、絶縁層２１の所定位置に突出量ａ
が３０μｍのガラスクロスの突出部１４ａを有する孔径
が１００μｍφのビア用孔１６を形成した（図２（ｄ）
参照）。

【００２８】次に、過マンガン酸水溶液にてビア用孔１
６内をデスミア処理した後ビア用孔１６内壁及びビア用
孔１６周辺部の絶縁層２１上及び表層銅箔２２の一部に
無電解銅めっきにて厚さ０．３μｍの薄膜導体層を形成
し、さらに、表層銅箔２２をカソードにして電解銅めっ
きを行い、ビアホール１７及び厚さ１５μｍ厚の導体層
１８を形成した（図２（ｅ）参照）。

【００２９】次に、表層銅箔２２及び導体層１８を公知
のフォトエッチングプロセスにてパターニング処理し
て、表層銅箔パターン２２ａ及び導体層パターン１８ａ
からなる第２配線層３１を形成した（図２（ｆ）参
照）。

【００３０】次に、第２配線層上にソルダーレジスト保
護層４１を形成し、マーキング印刷、表面仕上げ等を行
って本発明の多層プリント配線板１００を得た（図２
（ｇ）参照）。

【００３１】

【発明の効果】本発明の多層プリント配線板は、絶縁層
としてガラスクロス内在の絶縁樹脂を使用し、ビア用孔
の内壁にガラスクロス突出部を形成しているため、ビア
用孔内での導体層の密着性が向上する。さらに、絶縁層
２１にビア用孔１６を形成する際表層銅箔に開口部を設
けてビア用孔１６を形成しているため、電解銅めっき等
でビア用孔に銅導体を析出してフィルドビアを形成する
際空隙（ボイド）を著しく減少させることができる。さ
らに、絶縁層にフィラーを使用しているため、デスミア
処理でのビア用孔内壁の過剰な樹脂が除去されるのを防
止でき、ビア用孔径及びガラスクロス突出部の突出量を
適正化でき、電気的信頼性、電気的特性に優れた多層プ
リント配線板を得ることができる。

【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
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工程順に示す部分構成断面図
である。

【図３】（ａ）は、絶縁層２１にビア用孔１６を形成し
た状態を模式的に示す模式構成部分断面図である。
（ｂ）は、ビア用孔１６にビアホール１７と表層銅箔パ
ターン２２ａ及び導体層パターン１８ａからなる配線層
３１を形成した状態を模式的に示す模式構成部分断面図
である。

【図４】（ａ）〜（ｇ）は、従来の多層プリント配線板
の製造方法の一例を工程順に示す部分構成断面図であ
る。

【符号の説明】

１０……配線基板 １１、５１……絶縁基板 １２、５２……第１配線層 １３……インナーバイアホール １４……ガラスクロス １４ａ……ガラスクロス突出部 １５……フィラー混入の絶縁樹脂 １６、５４、５９……ビア用孔 １７、５５、６１……ビアホール １８……導体層 １８ａ……導体層パターン １９……ソルダーレジスト層 ２１……絶縁層 ２２……表層銅箔 ２２ａ……表層銅箔パターン ２３……表層銅箔開口部 ３１、５６……第２配線層 ５３、５７……絶縁層 ５８……貫通孔 ６２、６３……導体層 ６２ａ……第３配線層 ６３ａ……電源層 ６４……スルーホール ４１、６５……ソルダーレジスト保護層 １００……多層プリント配線板 ａ……ガラスクロス突出部の突出量 ｄ……表層銅箔の開口部径 ｒ……ビア用孔の直径

フロントページの続き (72)発明者 石黒 欽也 東京都台東区台東１丁目５番１号 凸版印 刷株式会社内 (72)発明者 直井 克巧 東京都台東区台東１丁目５番１号 凸版印 刷株式会社内 Ｆターム(参考） 5E346 AA43 CC04 CC09 CC32 DD12 DD25 DD32 DD33 FF03 FF07 FF15 FF18 GG15 HH07

Claims (3)

【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少なくとも２
   層以上の配線層が形成され、各配線層間がビア用孔に導
   電性物質を充填したビ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において、前記絶縁層はガラス
   クロスにフィラーを含む絶縁樹脂を含浸させたプリプレ
   ーグを積層して形成されており、前記絶縁層にガラスク
   ロス突出部を有するビア用穴を形成する際前記ビア用孔
   の直径をｒ、ガラスクロス突出部の突出量をａとしたと
   き、前記ガラスクロス突出部の突出量ａが、０＜ａ＜ｒ
   ／２なる条件で満たされており、前記ビア用孔に導電性
   物質を充填して前記ビアホールが形成されていることを
   特徴とする多層プリント配線板。
2. 【請求項２】以下の工程を少なくとも備えることを特徴
   とする請求項１に記載の多層プリント配線板の製造方
   法。 （ａ）絶縁基板上に第１配線層を形成する工程。 （ｂ）第１配線層が形成された絶縁基板上にフィラーを
   含む絶縁樹脂をガラスクロスに含浸させたプリプレーグ
   及び銅箔を積層して絶縁層及び表層銅箔を形成する工
   程。 （ｃ）前記表層銅箔の所定位置をパターニング処理して
   開口部を形成する工程。 （ｄ）前記表層銅箔の開口部よりにレーザービームを照
   射し、前記絶縁層にビア用孔を形成する工程。 （ｅ）前記ビア用孔及び周辺を導電化処理して電解銅め
   っきを行い、導体層及びビアホールを形成する工程。 （ｆ）前記表層銅箔及び前記導体層をパターニング処理
   して第２配線層を形成する工程。 （ｇ）第２配線層上にソルダーレジスト保護層を形成す
   る工程。 （ｈ）（ｂ）〜（ｇ）の工程を必要回数繰り返して所望
   層数の多層プリント配線板を作製する工程。
3. 【請求項３】前記表層銅箔の開口部の直径をｄ、前記ビ
   ア用孔の直径をｒとしたとき、ｄ＞ｒの条件が満たされ
   ていることを特徴とする請求項２記載の多層プリント配
   線板の製造方法。