JP2003204152A - 両面配線板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 両面配線板の配線パターンを微細化する。 【解決手段】 両面配線板５０の基板材料に感光性ガラ
ス２を用い、感光性ガラス２を部分的に露光してスルー
ホール３を形成し、スルーホール３形成後の感光性ガラ
ス２を結晶化させ、この結晶化された感光性ガラス２の
スルーホール３内壁面及び感光性ガラス２の表裏面に銅
膜層６を形成する。これにより、感光性ガラス２に小径
のスルーホール３を形成することができるとともに、感
光性ガラス２と銅膜層６との間の熱膨張係数差を小さく
することができ、断線等の不具合を回避して微細な配線
パターンを形成することができる。さらに、感光性ガラ
ス２を結晶化することにより、その機械的強度や耐熱性
向上、イオンマイグレーションの抑制等も可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は表裏面に配線パター
ンを備える両面配線板の製造方法に関し、特に高密度の
配線パターンの形成が可能な両面配線板の製造方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】近年、両面配線板を基本構造とする多層
配線板上に複数のＬＳＩをベアチップで高密度実装した
ＭＣＭ（Multi Chip Module）の普及が進んでいる。Ｍ
ＣＭは、ノート型パソコン、携帯電話をはじめとする様
々なＯＡ機器、移動体通信機器、産業機器等に利用さ
れ、これらの小型・軽量化に大きく貢献している。ノー
ト型パソコン及び携帯電話等の分野では、今後もさらな
る小型・軽量化が進むものと思われ、これらに対応する
ＭＣＭにもさらなる小型化が必要とされていくことは必
須である。

【０００３】ＭＣＭを小型化する要素としては、実装さ
れるＬＳＩの小型化、配線パターンの高密度化等があ
る。ＬＳＩとしてフリップチップを用いる場合、そのパ
ッドピッチは、将来的に０．０７ｍｍ程度までなるとい
われており、このようなフリップチップを実装する多層
配線板についても、このようなパッドパターンの微細化
に対応した高密度配線パターン形成が必要となる。

【０００４】一般に、このような多層配線板としては、
セラミック素材を用いたセラミック配線板及びガラスエ
ポキシ等を用いたビルドアップ配線板が知られている。
セラミック配線板の製造にはグリーンシートが用いら
れ、そこにパンチング処理を行なうことによりスルーホ
ールが形成される。また、配線パターンの形成は、グリ
ーンシートに導電性インクを印刷することによって行な
う。そして、このようにスルーホール及び配線パターン
が形成されたグリーンシートを多数枚重ね合わせ、高温
・高圧化で焼結させることにより、配線パターンが積層
された配線板が形成される。一方、ビルドアップ配線板
の製造には、銅張りしたガラスエポキシを出発材料とし
て用い、そこにドリルでスルーホールを形成した後、メ
ッキ処理を行なうことによってスルーホール内壁に導電
層を形成し、表裏面の導電接続を行なう。その後、配線
パターンの形成を行ない（以下コア層）、その配線済み
材料の片面或いは両面に有機系の絶縁層（以下ビルドア
ップ層）を形成する。そして、各層の接続部分にあたる
ビルドアップ層のみをレーザやエッチング等で除去し、
メッキを使用して各層間を接続することによって多層化
した配線板を形成する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、セラミック配
線板の場合、グリーンシートへの配線パターンの形成
は、印刷により行なうこととなるため、高密度の配線パ
ターン形成が困難であるという問題点がある。

【０００６】また、セラミック配線板の場合スルーホー
ルの形成はパンチングで行なうこととなるため、小径の
スルーホール形成が困難であり、その径に対応するラン
ド幅も大きくなってしまうため、配線パターンの密度向
上が困難であるという問題点もある。

【０００７】一方、ビルドアップ配線板の場合、コア層
の銅箔とガラスエポキシの間に形成されるメッキ銅の熱
膨張係数（１６ｐｐｍ／℃）とガラスエポキシの厚み方
向の熱膨張係数（８０ｐｐｍ／℃）との差が大きいた
め、その熱膨張係数の差によって生じる断線等の不具合
を回避する必要性から、メッキ銅の厚みは２０μｍ以上
確保しなければならない。さらに、コア層の銅箔は、そ
の裏面を３〜５μｍ程度粗化し、樹脂にラミネートする
ことにより密着強度を確保しているため、その粗化分の
厚み３〜５μｍも確保する必要がある。そのため、極薄
の銅箔を用いた場合でも、メッキ銅及び粗化分を含めた
銅箔の厚みの合計は３５μｍ以上となる。このような厚
い銅膜をエッチングする場合、そのサイドエッチング量
が大きくなる傾向があるため、コア層の配線の微細化を
図ることができないという問題点がある。

【０００８】また、ビルドアップ配線板の場合、スルー
ホール形成はドリル加工によって行なわれることとなる
ため、０．３ｍｍ径以下のスルーホール形成が困難であ
り、その径に対応するランド幅も大きくなってしまうた
め、配線パターンの密度向上が困難であるという問題点
もある。

【０００９】本発明はこのような点に鑑みなされたもの
であり、微細な配線パターンの形成を可能とし、配線パ
ターンの高密度化を実現できる両面配線板の製造方法を
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】本発明では上記課題を解
決するために、表裏面を連通するように形成された貫通
孔を備えるガラス基板と、前記ガラス基板の表裏面上に
形成された配線層と、前記貫通孔の内壁面に導体膜が形
成され、前記ガラス基板の表裏面を導体接続してなる導
通部とを備え、かつ前記ガラス基板が感光性ガラスから
なる両面配線板の製造方法において、前記ガラス基板に
マスクを通して前記貫通孔を形成する部分に潜像が形成
されるように露光し、該露光した部分に熱処理を行ない
結晶化させ、結晶化した部分を溶解除去して前記貫通孔
を形成する貫通孔形成工程と、前記貫通孔形成工程につ
いで、前記貫通孔が形成された前記ガラス基板を加熱し
て結晶化させる結晶化工程と、結晶化された前記ガラス
基板の表裏面に前記配線層を形成する配線層形成工程
と、結晶化された前記ガラス基板の前記貫通孔の内壁面
に前記導体膜を形成して前記ガラス基板の表裏面を導通
可能とする導体膜形成工程と、を有することを特徴とす
る両面配線板の製造方法が提供される（請求項１）。

【００１１】このような両面配線板の製造方法によれ
ば、その基板材料として感光性ガラスを用い、感光性ガ
ラスを部分的に露光して貫通孔を形成するので、小径の
貫通孔を形成することが可能になる。また、感光性ガラ
スを用いることにより、ガラス基板とその貫通孔内壁面
に形成される導体膜或いはガラス基板表裏面に形成され
る配線層との間の熱膨張係数差が小さくなる。これによ
り、断線等の不具合を回避して微細な配線パターンを形
成することが可能になる。さらに、貫通孔の形成後にガ
ラス基板を加熱して結晶化させることにより、そのガラ
ス基板の機械的強度、耐熱性を向上させ、また、熱膨張
係数の制御やイオンマイグレーションの抑制などを図る
こともできるようになる。これにより、熱履歴による膨
張・収縮の繰返し等に起因する断線等の欠陥発生を抑制
して微細な配線パターンを形成することが可能になる。

【００１２】また、本発明では、前記配線層と前記導体
膜とは連続した膜であり、かつ前記導体膜の膜厚が１μ
ｍ〜２０μｍであることを特徴とする請求項１記載の両
面配線板の製造方法が提供される（請求項２）。

【００１３】さらに、本発明では、前記配線層に形成さ
れた配線パターンの線幅が、３μｍ〜５０μmであるこ
とを特徴とする、請求項１乃至２のいずれかに記載の両
面配線板の製造方法が提供される（請求項３）。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。まず、第１の実施の形態について
説明する。

【００１５】図１は、本形態における両面配線板の断面
図である。両面配線板５０には、そのコアを構成するガ
ラス基板である感光性ガラス２、感光性ガラス２の表裏
面を貫通する貫通孔であるスルーホール３、感光性ガラ
ス２からのアルカリ金属イオン等の漏洩を抑制するイオ
ンブロッキング層４が設けられている。

【００１６】本形態では、イオンブロッキング層４は、
スパッタ酸化シリコン層４ａ及びスパッタ窒化シリコン
層４ｂから構成されている。また、配線層であり同時に
感光性ガラス２の表裏面を導体接続する導体膜でもある
銅膜層６、銅膜層６の膜密着力を保持・向上させる密着
力強化層５が設けられており、この密着力強化層５はス
パッタクロム層５ａ、スパッタクロム銅層５ｂ及びスパ
ッタ銅層５ｃにより構成されている。さらに、スルーホ
ール３内部の銅膜層６は、保護層である樹脂８で被覆さ
れている。

【００１７】なお、この図１に示した両面配線板５０
は、後述の図６（ｃ）に示す多層プリント基板１の基本
構造であり、両面配線板５０として製造される場合に
は、多層プリント基板１と同様、銅膜層６の表面導通部
は表面処理層１２で被覆され、表面導通部以外の両面配
線板５０表面はカバーコート１３で被覆される。

【００１８】ここで使用するガラス基板は、その平滑
性、硬質性、絶縁性の面からコア基板の材料として最適
であり、その特性は本形態で例示する感光性ガラスのみ
ならず、ソーダライムガラス等の化学強化ガラス、結晶
化ガラス、無アルカリガラス、アルミノシリケートガラ
ス等でも同様である。

【００１９】スパッタ窒化シリコン層４ｂは感光性ガラ
ス２の表裏面に構成され、スパッタ酸化シリコン層４ａ
は、このスパッタ窒化シリコン層４ｂの外面に構成され
る。さらに、スパッタ酸化シリコン層４ａの外面には、
スパッタクロム層５ａが構成され、スパッタクロム層５
ａの外面にはスパッタクロム銅層５ｂが、スパッタクロ
ム銅層５ｂの外面にはスパッタ銅層５ｃがそれぞれ構成
される。銅膜層６は、スパッタ銅層５ｃの外側及びスル
ーホール３の内壁面に構成され、スパッタ銅層５ｃの外
側に構成される銅膜層６の一部とスルーホール３の内壁
面に構成される銅膜層６は導体接続される。樹脂８は、
スルーホール３内壁面の銅膜層６に囲まれたスルーホー
ル３内部に充填される。そして、両面配線板５０最外面
にカバーコート１３及び表面処理層１２が構成されるよ
うになる。

【００２０】次に、両面配線板５０の製造工程について
説明する。本発明の両面配線板５０の製造工程は、スル
ーホール形成工程、イオンブロッキング層形成工程、配
線層及び導体膜形成工程、導体膜被覆工程、エッチング
工程によって構成される。

【００２１】また、必要に応じて、ガラス基板を改質さ
せる工程を付加することができる。改質させるガラスの
特性としては、ガラスの硬度、曲げ強度、熱膨張係数な
どの物理的特性や、透過率、屈折率等の光学的特性等、
さらには、イオンマイグレーション性等の化学的特性、
誘電率や誘電正接等の電気的特性などが挙げられる。

【００２２】ガラス基板の改質は、例えば、ガラス基板
全体を結晶化させることにより行なうことができる。結
晶化を行なうことにより、ガラス基板の曲げ強度、熱膨
張係数や、透過率などの特性を所望に改質することがで
きる。

【００２３】さらに、ガラス基板の改質は、基板表面状
態、例えば平滑性、清浄性、濡れ性等の調整を目的とし
て行なわれるものであってもよい。図２は、感光性ガラ
ス２にスルーホール３を構成するスルーホール形成工程
を示した断面図である。

【００２４】スルーホール形成工程では、まず、感光性
ガラス２の表面にマスクを配置し、感光性ガラス２上の
スルーホール３形成部分のみに選択的に紫外線を照射す
る。ここで用いられる感光性ガラス２の材料としては、
感光性成分を含有し、感光性を示すものであれば特に制
限なく使用可能である。この感光性成分は、Ａｕ、Ａ
ｇ、Ｃｕ₂Ｏ又はＣｅＯ₂のうち少なくとも１種を含むこ
とが好ましく、これらのうち２種以上を含むことは更に
好ましい。

【００２５】本発明においては、ガラス基板として、例
えば重量％で、ＳｉＯ₂：５５〜８５％、Ａｌ₂Ｏ₃：２
〜２０％、Ｌｉ₂Ｏ：５〜１５％、ＳｉＯ₂＋Ａｌ₂Ｏ₃＋
Ｌｉ ₂Ｏ＞８５％を基本成分とし、Ａｕ：０．００１〜
０．０５％、Ａｇ：０．００１〜０．５％、Ｃｕ₂Ｏ：
０．００１〜１％を感光性金属成分とし、更にＣｅ
Ｏ₂：０．００１〜０．２％を光増感剤として含有する
感光性ガラスを用いることが特に好ましい。

【００２６】また、スルーホール形成のために用いられ
るマスクとしては、スルーホールを形成する位置に開口
部を有し、感光性ガラス２に密着し、感光性ガラス２の
選択的な露光を可能にするものであれば特に制限なく使
用可能である。このようなマスクとしては、例えば、透
明な薄板ガラスにクロム膜等の実質的に紫外線などの露
光光を通さない膜からなるパターンを形成したものを用
いることができる。

【００２７】スルーホール３形成部分にマスクを通して
選択的に紫外線を照射された感光性ガラス２は、図２の
（ａ）に示すように、その照射によりスルーホール３形
成部分に露光結晶化部２ａを形成する。

【００２８】次に、露光結晶化部２ａが形成されたガラ
ス基板を熱処理する。この熱処理は、用いられるガラス
の転移点と屈伏点との間の温度で行なわれることが好ま
しい。転移点未満の温度では熱処理効果が十分に得られ
ず、一方、屈伏点を超える温度では、収縮が起こり、寸
法精度が低下するおそれがあるからである。熱処理時間
としては、３０分〜５時間程度とすることが好ましい。

【００２９】続いて、このように熱処理された感光性ガ
ラス２を希フッ化水素酸に浸漬させ、露光結晶化部２ａ
のみをエッチングする。このエッチングにより、図２の
（ｂ）に示すように感光性ガラス２からスルーホール形
成部のみが選択的に溶解除去され、スルーホール３が形
成されることとなる。感光性ガラス２を用いたフォトリ
ソグラフィーによるスルーホール形成では、アスペクト
比１０程度のスルーホール３を所望の数だけ同時に形成
することが可能であり、例えば、厚み０．３〜１．５ｍ
ｍ程度の感光性ガラス２を用いた場合、３０〜１５０μ
ｍ程度の小径のスルーホールを所望の位置に複数同時に
形成することができる。これにより、配線パターンの微
細化、スルーホール形成工程の時間の短縮を図ることが
できる。

【００３０】さらに、配線パターンの高密度化のため
に、ランド幅を極めて小さく、或いはランド幅をゼロと
したランドレス構造とした場合、スルーホール間スペー
スを十分広く確保することができ、スルーホールの間に
も配線を設けることが可能となる等、配線設計の自由度
がより拡大する。

【００３１】また、狭ピッチでスルーホールが形成で
き、配線密度の向上を図ることができる。なお、基板上
に配線層等の薄膜を形成する前に、ガラス基板全体の結
晶化などのガラス基板改質工程を付加することもでき
る。

【００３２】このような工程を付加することにより、ガ
ラス基板の特性が改善・向上され、もとの感光性ガラス
等よりも機械的強度、耐熱性の向上、熱膨張係数の制御
やイオンマイグレーションの抑制などを図ることができ
る。

【００３３】例えば、ガラス基板全体を結晶化した場
合、結晶化ガラス基板の熱膨張係数を、配線層を構成す
る金属材料の熱膨張係数と近似させたとき、例えばラン
ドレス構造として狭ピッチ・高密度配線パターンを形成
しても、熱履歴による膨張・収縮の繰返し等に起因す
る、断線やランド切れなどの欠陥発生を抑制することが
できる。

【００３４】ガラス基板全体の結晶化は、スルーホール
を形成した後、紫外線を基板全体に照射し、ついで熱処
理を施すことにより行なうことができる。ここでの結晶
化条件は、得られる結晶化ガラス基板の特性に応じて、
析出する結晶の種類、大きさ、量等を調節するべく適宜
選択される。

【００３５】図３の（ａ）は、感光性ガラス２の表裏面
にスパッタ酸化シリコン層４ａ及びスパッタ窒化シリコ
ン層４ｂのイオンブロッキング層形成工程における断面
図である。

【００３６】感光性ガラス２がＬｉ⁺、Ｎａ⁺等のアルカ
リ金属イオンを有する場合、イオンマイグレーションに
よる短絡不良の対策を講じる必要がある。イオンマイグ
レーションとは、長時間の電圧印加によりアルカリ金属
イオンが絶縁物上を移動し、最終的に電極間の短絡を引
き起こす現象であり、両面配線板５０或いは多層プリン
ト基板１の信頼性を低下させる１つの要因となる。本形
態では、このイオンマイグレーションによる短絡不良を
抑制するため、感光性ガラス２の表裏面にスパッタ酸化
シリコン層４ａ及びスパッタ窒化シリコン層４ｂのイオ
ンブロッキング層４を形成し、感光性ガラス２から銅膜
層６、絶縁層１０等へのアルカリ金属イオンの漏洩を抑
制する。これにより、イオン性不純物を含むガラスにつ
いてもイオンマイグレーションについて十分な抑制効果
を発揮し、さらに膜厚が小さくても十分な絶縁抵抗を有
する。

【００３７】イオンブロッキング層４を形成する場合、
まず、感光性ガラス２の表裏面に含有されるアルカリ金
属イオンを除去する脱アルカリ処理を施す。この脱アル
カリ処理は、例えば硫酸溶液等の電解溶媒中に感光性ガ
ラス２を浸し、感光性ガラス２に電界を与えることによ
り、感光性ガラス２の表裏面に含有されるアルカリ金属
イオンを電界溶媒中に溶かし出すことによって行なう。

【００３８】この脱アルカリ処理の終了後、感光性ガラ
ス２の表裏面にイオンブロッキング層４を形成する。イ
オンブロッキング層４に用いられる材質は、有機系、無
機系どちらでもよく、絶縁特性を有し、ガラスとの膨張
係数差が小さく、できれば耐熱性、耐湿性、電気特性に
優れているものが好ましい。このようなものとして、例
えばＳｉＯ₂、Ｓｉ₃Ｎ₄、Ａｌ₂Ｏ₃等があるが、ピンホ
ールなどの欠陥がなく、絶縁膜としての完全性が高く、
絶縁耐圧が高いという観点からＳｉＯ₂及びＳｉ₃Ｎ₄が
より好ましい。

【００３９】これらの成膜方法は、スパッタ、真空蒸
着、ＣＶＤ等、特に限定されないが、良好な密着性が得
られるという面からスパッタを用いることがより好まし
い。本形態の場合、図３（ａ）に示すように感光性ガラ
ス２の表裏面にスパッタ窒化シリコン層４ｂを構成し、
さらにその外面にスパッタ酸化シリコン層４ａを構成す
る。なお、本形態では、感光性ガラス２の脱アルカリ処
理を行なった後に、イオンブロッキング層４を形成する
こととしたが、脱アルカリ処理或いはイオンブロッキン
グ層４の形成いずれか一方のみを行なうこととしてもよ
い。また、本発明におけるガラス基板とは、イオンブロ
ッキング層４が形成されたものを含むものとする。

【００４０】イオンブロッキング層形成工程が終了する
と、配線層及び導体膜形成工程に移る。図３の（ｂ）及
び（ｃ）は、この配線層及び導体膜形成工程における断
面図である。

【００４１】両面配線板５０の配線層形成はメッキ等に
より行なうこととなるが、ここで、配線層に使用される
材質と配線層が構成されるイオンブロッキング層４に使
用される材質との膜密着性が悪い場合、配線層とイオン
ブロッキング層４の間に密着力強化層５を設け、配線層
の膜密着強度の向上を図る。密着力強化層５に用いる材
質としては、配線層及びイオンブロッキング層４の双方
と膜密着力が良いもの、例えばクロム、タンタル、チタ
ン等を用い、それをスパッタ、真空蒸着、ＣＶＤ等でイ
オンブロッキング層４の表面に製膜して形成する。ま
た、配線層と膜密着力が良い材質、イオンブロッキング
層４と膜密着力が良い材質、及びそれらを混合した材質
を用い、配線層と膜密着力が良い材質とイオンブロッキ
ング層４と膜密着力が良い材質の間にそれらを混合した
材質を介在させた３層構造をとることにより密着力強化
層５を構成することとしてもよい。また、イオンブロッ
キング層を形成しない場合、密着力強化層５には、配線
層に使用される材質及びコア基板に使用される材質の双
方と膜密着力が良いものを用いる。この場合において
も、イオンブロッキング層を形成する場合と同様に、密
着力強化層５を３層構造とすることとしてもよい。

【００４２】本実施の形態では配線層の材質として銅を
用い、密着力強化層５は、スパッタ酸化シリコン層４ａ
と膜密着力の良いスパッタクロム層５ａ、配線層である
銅膜層６と膜密着力の良いスパッタ銅層５ｃ、及びそれ
らの間に介在させたスパッタクロム銅層５ｂによる３層
構造によって構成される。図３の（ｂ）は、このように
構成された密着力強化層５を示した断面図である。本形
態では密着力強化層５の形成にスパッタを用い、図３の
（ｂ）に示すように、スパッタ酸化シリコン層４ａの外
面にスパッタクロム層５ａを構成し、その外面にスパッ
タクロム銅層５ｂを構成し、さらにその外面にスパッタ
銅層５ｃが形成される。ここで、密着力強化層５を構成
する各層の厚さは、後述するエッチングによる配線層の
パターン形成時におけるサイドエッチング量を考慮して
極力薄く構成されることが望ましい。しかし、密着力強
化層５を構成する各層の厚さが薄すぎると、その後に行
なう銅膜層６形成の前処理によって、密着力強化層５が
除去されてしまうため注意が必要である。例えば密着力
強化層５としてクロムを用いる場合、そのスパッタクロ
ム層５ａの厚さは０．０４μｍ〜０．１μｍ程度が望ま
しい。また、中間層であるスパッタクロム銅層５ｂの厚
みは、０．０４μｍ〜０．１μｍ程度が望ましい。スパ
ッタ銅層５ｃの厚みについては、０．５μｍ〜１．５μ
ｍ程度が望ましい。この工程により、合計で２μｍ以下
の非常に薄い密着力強化層５を形成する。

【００４３】次に、配線層及び導体膜の形成を行なう。
本形態では、図３の（ｃ）に示すように配線層及び導体
膜を同一層である銅膜層６とし、銅膜層６は、密着力強
化層５の表面及びスルーホール３の内壁面に連続して一
様に構成される。これにより、この銅膜層６がスルーホ
ール３を介して両面配線板５０の表裏面を導体接続する
こととなる。ここで、銅膜層６の形成は電解メッキ及び
無電解メッキ等のメッキにより行なうこととなるが、電
解メッキ及び無電解メッキは互いに利点、欠点を併せ持
つ。電解メッキは、無電解メッキに比べメッキ生成時間
が短いという利点を持つが、メッキ膜の均一性、定着性
の面で劣るという欠点を持つ。一方、無電解メッキは、
電解メッキに比べてメッキ膜の均一性、定着性の面で優
れているという利点を持つが、メッキ生成時間が長いと
いう欠点を持つ。そこで、まず無電解メッキによって１
μｍ以下の銅メッキ層を形成し、その上に電解メッキに
よって銅メッキを厚付けする方法がより好ましい。

【００４４】ここで形成される銅膜層６の厚みは、上述
した密着力強化層５の場合と同様に、サイドエッチング
量を考慮して極力薄く構成されることが望ましい。しか
し、その使用環境により両面配線板５０の温度変化が繰
り返された場合、銅膜層６の熱膨張係数と感光性ガラス
２の熱膨張係数との差が、銅膜層６の金属疲労を引き起
こす結果となる。そのため、この金属疲労に対する銅膜
層６の接続信頼性を確保するために、銅膜層６をある程
度の厚みにしておく必要がある。本発明に用いた感光性
ガラス２の熱膨張係数は、熱膨張係数８０ｐｐｍ／℃
（Ｚ方向）を有するガラスエポキシをコア基板とした場
合に比べて銅の熱膨張係数に近い。例えば、感光性ガラ
ス２の厚み方向の熱膨張係数は８．４ｐｐｍ／℃程度で
あり、銅膜層６の熱膨張係数１６ｐｐｍ／℃の半分程度
に収まっている。そのため、ガラスエポキシ等を使用し
た場合に比べ、銅膜層６に加わる応力の変化を小さく抑
えることができ、結果として、銅膜層６を薄く形成して
も十分な接続信頼性を確保することができる。本形態で
は、銅膜層６の厚みを１μｍ〜２０μｍ程度とすること
が望ましく、さらには４μｍ〜７μｍ程度とすることが
より好ましい。ここで、銅膜層６の厚みを１μｍ以下と
すると、上記に述べた金属疲労により銅膜層６の断線が
生じる危険性が高く、一方、銅膜層６の厚みを２０μｍ
以上とすると配線層のパターンの微細化を図ることが難
しくなる。

【００４５】銅膜層６の形成後、次に導体膜被覆工程に
移る。図４は、導体膜被覆工程における断面図である。
導体膜被覆工程では、まずバリア層の構成を行なう。こ
のバリア層は、スルーホール３の内壁面を除いた銅膜層
６の外面に構成され、後述する研磨時に研磨から銅膜層
６を保護する。これにより、非常に薄く構成された銅膜
層６にダメージを与えることなく研磨を行なうことがで
きる。バリア層に用いられる材質としては、研磨に耐え
得るだけの機械的強度を有し、また、このバリア層は研
磨後に除去する必要があるため、容易に銅膜層６から除
去できるものを使用する。このような特性を有する材料
としては、クロム、タンタル、チタン等が望ましく、こ
のような材料をスパッタ、真空蒸着、ＣＶＤ、メッキ等
によって膜構成することによりバリア層を形成する。図
４の（ａ）は、バリア層の材料としてクロムを用い、ス
パッタによってバリア層であるスパッタクロム層７を構
成した場合の断面図を示している。このバリア層の厚み
は、バリア層に使用される材料の種類、研磨剤の種類、
研磨条件により異なるが、研磨後におけるバリア層の剥
離時を考慮してできるだけ薄くしたほうが望ましい。例
えば、バリア層の材料としてクロムを用い、バフ材を使
用しロール研磨で不要な樹脂を研磨した場合、バリア層
の厚みは０．１μｍ程度が望ましい。

【００４６】次に、図４の（ｂ）に示すように、スクリ
ーン印刷等を用い、樹脂８をスルーホール３に選択的に
充填する。ここで使用する樹脂８は絶縁樹脂及び導電性
樹脂のどちらでもよい。樹脂８の充填後、図４の（ｃ）
に示すように、スルーホール３からはみ出した樹脂８を
バフ材等を用い研磨機で除去する。研磨後、スパッタク
ロム層７のみを選択的に除去し、図４の（ｄ）に示すよ
うに、銅膜層６を表面に出す。この樹脂８の充填によ
り、スルーホール３内壁面に形成される銅膜層６を保護
できるため、銅膜層６を薄く構成することが可能とな
る。また、スルーホール３の表面部を平坦化できるた
め、レジストパターンを形成するレジスト膜や、後のカ
バーコート１３の形成が容易になる。さらに、充填によ
りスルーホール３内部の空気を排除することができるた
め、環境温度の変化による空気の膨張が引き起こす絶縁
層１０等のクラック等の不具合を排除することが可能と
なり、信頼性の向上を図ることができる。

【００４７】次に、エッチング工程について説明する。
図５の（ａ）は、エッチング処理によりエッチング部９
が除去された両面配線板５０の断面図である。エッチン
グ工程では、図４の（ｄ）に示した両面配線板５０の外
面に配線層のパターンに応じたレジストパターンを形成
し、レジストに被覆されていない部分の銅膜層６、スパ
ッタ銅層５ｃ、スパッタクロム銅層５ｂ、スパッタクロ
ム層５ａをエッチングで除去して配線層のパターンを形
成する。すべてのスルーホール３は樹脂８により充填さ
れているため、ここで用いられるレジストは、液状レジ
ストでもドライフィルムレジストでも電着レジストでも
よい。また、レジストタイプとしては、ポジ型、ネガ型
どちらでもかまわないが、ポジ型レジストのほうが一般
的に解像性が高いため、微細配線パターンの形成に適し
ている。

【００４８】エッチングによるパターン形成を行なう場
合、レジストが配置されている上面付近では、ほぼレジ
ストパターン通りのエッチングが可能となるが、このエ
ッチング部が深くなりレジストから離れれば離れるほ
ど、そのレジストパターンとエッチングにより形成され
る配線パターンの形状誤差が大きくなっていく。つまり
エッチングする金属層の膜厚が厚ければ厚いほど、その
金属層の下層付近におけるエッチング形状の誤差が大き
くなっていく。配線パターンの微細化のためには、この
誤差を小さく抑える必要があり、誤差を小さくするため
には、できるだけ金属層の厚みを小さく抑える必要があ
る。本形態では、上述したようにコア基板として銅と熱
膨張係数の近い感光性ガラス２を用いることとしたた
め、銅膜層６を１〜２０μｍ程度に薄く構成でき、結果
として、配線パターンをも微細化することが可能とな
る。一般に、この金属層の厚みとエッチングで形成する
配線パターン幅とは１：２の関係にあるため、スパッタ
クロム層５ａ、スパッタクロム銅層５ｂ、スパッタ銅層
５ｃの合計の厚みを、０．５μｍ〜５μｍ程度とする
と、銅膜層６を含めた金属層の厚みの合計は、１．５μ
ｍ〜２５μｍ程度となり、形成できる配線パターン幅
は、３μｍ〜５０μｍ程度となる。なお、銅膜層６の厚
みを４μｍ〜７μｍとし、スパッタクロム層５ａ、スパ
ッタクロム銅層５ｂ、スパッタ銅層５ｃの合計の厚み
を、０．５８μｍ〜１．７μｍとすることで、９μｍ〜
２０μｍ程度の幅の配線パターンを形成することがより
望ましい。

【００４９】また、スルーホールランド幅（ランド幅）
は１０μｍ以下が好ましく、８μｍ以下がより好まし
く、５μｍ以下がより好ましい。スルーホールランド幅
が小さいほど、スルーホール間スペースをより広く確保
することができ、そこに新たに配線を設けることも可能
となる等、配線設計の自由度がより拡大する。

【００５０】さらに、スルーホールを狭いピッチで設け
ることもでき、配線パターンの高密度化を図ることがで
きる。なお、このエッチング工程後に、後述の多層プリ
ント基板１形成における表面処理工程と同様の工程を経
て、両面配線板５０の配線層の表面導通部を表面処理層
１２で被覆し、それ以外の部分をカバーコート１３で被
覆することができる。

【００５１】また、エッチング工程後に、両面配線板５
０の片面或いは表裏面に絶縁層を形成し、配線層形成工
程、エッチング工程及び絶縁層形成工程を繰り返して配
線パターンを積層し、その後に表面処理層１２及びカバ
ーコート１３を形成することにより、多層プリント基板
１の製造が可能である。

【００５２】次に、多層プリント基板１製造におけるエ
ッチング工程後の絶縁層形成工程について説明する。図
５の（ｂ）は、絶縁層が形成された多層プリント基板１
の断面図を示している。

【００５３】絶縁層形成工程では、図５の（ａ）までで
構成されたエッチング後の両面配線板５０の片面或いは
表裏面に絶縁層１０を形成する。この絶縁層１０に用い
られる材料としては、感光性ガラス２と熱膨張係数が比
較的近く、耐熱性及び耐湿性に優れたものが適してい
る。このような材料としては、有機系であればポリイミ
ド樹脂、耐熱性エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂等が適し
ており、無機系であればガラス（ＳＯＧ）、ＳｉＯ₂、
Ｓｉ₃Ｎ₄、Ａｌ₂Ｏ₃等が適している。有機系材料の場
合、一般にその熱膨張係数は感光性ガラス２に比べ大き
いが、有機系材料を１０μｍ程度形成しても、その膨張
係数は感光性ガラス２に引っ張られほぼ感光性ガラス２
と同じになるため問題ない。

【００５４】有機系の材料を絶縁層１０として用いる場
合、この絶縁層１０の形成は、スピンコート、カーテン
コート、スロットコート等により行なう。ここで、本形
態ではコア基板として透明な感光性ガラス２を使用して
いるため、片面の露光の光が透明な感光性ガラス２を透
過し、もう片面のパターン形成に影響を与えてしまうこ
とを考慮し、絶縁層１０の形成は片面ずつ行なうことが
望ましい。なお、コア基板として不透明な感光性ガラス
を用いる場合には、絶縁層１０形成の際、露光光がもう
片側に影響を及ぼすことがないため、両面同時露光も可
能である。

【００５５】一方、無機系の材料を絶縁層１０として用
いる場合には、上述のコート法等の他に、スパッタ、真
空蒸着、ＣＶＤ等によって形成することとしてもよい。
このように絶縁層１０を形成した後、後の工程で積層さ
れる配線層との導電接続部が位置する絶縁層１０の部分
のみを選択的に除去する。ここで、この絶縁層１０の除
去部分（以下バイアホール）の形状をすり鉢状とするこ
とが他層の導体金属とのつき回り性向上の点より好まし
い。

【００５６】図５の（ｂ）のようにバイアホールが形成
されると、次は、その外面に再び配線層を構成する配線
層形成工程に移る。図６の（ａ）は、この配線層形成工
程により配線層が形成された多層プリント基板１を示し
た断面図である。

【００５７】配線層形成工程では、絶縁層１０及び銅膜
層６の外面に絶縁層１０と膜密着性の良い膜、例えばク
ロム、タンタル、チタン等をスパッタ、真空蒸着、ＣＶ
Ｄ等で成膜し、さらにその外面に導電性の良い膜、例え
ば銅膜等を成膜する。ここで、絶縁層１０と膜密着性の
良い膜と、その外面に成膜される導電性の良い膜とで界
面の密着性が悪い場合、絶縁層１０と膜密着性の良い膜
を構成する材料と、その外面に成膜される導電性の良い
膜を構成する材料とを混合した混合材料からなる中間層
をそれらの間に介在させ多層構造とすること等により、
密着性の向上を図ることができる。

【００５８】図６の（ａ）では、絶縁層１０と膜密着性
の良い膜の材料としてクロムを用い、スパッタ法によっ
て成膜することによりスパッタクロム層５ａを形成し、
その外面にスパッタクロム銅層５ｂを形成し、さらにそ
の外面には、導電性の良い銅を用い、スパッタにより銅
膜層１１を形成する。絶縁層と密着性の良い膜の厚さ
（例えばスパッタクロム層５ａ）としては、０．０４μ
ｍ〜０．１μｍ程度が好ましく、この厚みで十分な密着
強度が得られる。また、導電性の良い膜として銅を用い
た場合（例えば銅膜層１１）、その厚みは１μｍ〜２０
μｍ程度あれば十分バイアホールとの接続信頼性が得ら
れ、電気抵抗値も低い。多層構造とした場合における混
合材料層（例えばスパッタクロム銅層５ｂなどの中間
層）の厚さは０．０４μｍ〜０．１μｍで十分な界面の
膜密着強度を得ることができる。

【００５９】配線層形成工程が終了すると、図６の
（ｂ）に示すように再びエッチング工程及び絶縁層形成
工程を行ない配線層のパターン形成を行なう。そして、
以後同様に配線層の形成工程、エッチング工程及び絶縁
層形成工程を繰り返し、配線パターンを積層していく。

【００６０】配線パターンの積層形成が終了した後、表
面処理工程に移る。表面処理工程では、図６の（ｃ）に
示すように、最外層における配線層の表面導通部を表面
処理層１２で被覆し、それ以外の最外層をカバーコート
１３で被覆する。表面処理層１２には導電性の良い材料
を用い、例えば半田、耐熱プリフラックス、水溶性プリ
フラックス、ニッケル、金メッキ等を用いる。カバーコ
ート１３には、絶縁層１０に使用した無機系材料或いは
有機系材料でもよいし、一般的なソルダーレジスト等を
用いてもよい。

【００６１】このように、両面配線板５０及び多層プリ
ント基板１においては、銅膜層６と熱膨張係数が近い感
光性ガラス２をコア基板として用い、スルーホール３内
壁面の銅膜層６の厚みを１〜２０μｍと薄く形成するこ
ととしたため、それと一体的に形成される配線層におけ
る銅膜層６の膜厚を小さくすることが可能となり、配線
パターンの微細化を図ることが可能となる。

【００６２】また、スルーホール３の内壁面に形成され
た銅膜層６を樹脂８で被覆することとしたため、この銅
膜層６を薄く形成した場合であっても、その樹脂８の保
護によって十分な接続信頼性を確保でき、この銅膜層６
と一体的に形成される配線層における銅膜層６の厚みを
薄くすることができるため、配線パターンの微細化を図
ることが可能となる。

【００６３】さらに、コア基板として感光性ガラス２を
用い、スルーホール形成部に選択的に紫外線を照射し、
その照射による露光部をエッチングすることによりスル
ーホールを形成することとしたため、小径のスルーホー
ルを精度よく形成することが可能である。また、ガラス
基板の改質を行なうことによって、熱膨張係数を所望に
制御することができ、断線やランド切れなどの発生を抑
えることができるため、ランド幅も小さくすることが可
能となって配線パターンの高密度化を図ることができ
る。

【００６４】また、銅膜層６と熱膨張係数が近い感光性
ガラス２にスルーホール３を設け、スルーホール３の内
壁面及び配線層に銅膜層６を形成し、スルーホール３内
部を樹脂で被覆し、絶縁層１０を形成することとしたた
め、微細な配線パターンを有する両面配線板５０及び多
層プリント基板１を製造することが可能となる。

【００６５】なお、スルーホール３の内壁面の銅膜層６
と配線層の銅膜層６とを同一工程において形成すること
としたが、それぞれを別工程で形成することとしてもよ
い。また、スルーホール３の内部に樹脂８を充填するこ
ととしたが、充填を行なわず、樹脂８が少なくともスル
ーホール３の内壁面の銅膜層６を被覆するよう形成され
ていてもよい。

【００６６】さらに、イオンブロッキング層４を形成す
ることとしたが、アルカリ金属イオンを含有しないガラ
ス基板を用いるか、或いはガラス基板全体を結晶化させ
る等の改質を行なうことによってイオンマイグレーショ
ンを抑制可能にした場合、イオンブロッキング層４を設
けない構成としてもよい。

【００６７】

【実施例１】次に、第１の実施の形態における実施例に
ついて、多層プリント基板の製造を例にして説明する。

【００６８】本実施例では、ガラス基板としてとして下
記の組成を有する感光性ガラス（商品名：ＨＯＹＡ株式
会社製ＰＥＧ３）を用いた。 （スルーホール形成工程） １）上記感光性ガラス上にマスクを密着させ、該マスク
を通してスルーホール部分にＵＶ光を照射し、露光部分
に対応する潜像を形成した。マスクは、石英ガラスをク
ロム／酸化クロムでパターニングしたものを使用した。
その後、４００℃で熱処理を行ない、露光部分のみを結
晶化させた。 ２）薄いフッ化水素酸（１０％溶液）を感光性ガラスの
表裏にスプレーし、結晶化したスルーホール部分のガラ
スを溶解除去し、φ０．０５ｍｍ（５０μｍ）径のスル
ーホールを形成した。 （イオンブロッキング層形成工程） ３）このスルーホールが形成された感光性ガラスを２０
ｖｏｌ％の硫酸水溶液の中に入れ、プラス電圧を２０Ｖ
で１０分間加えた。このときのマイナス電極にはステン
レスを用いた。 ４）スパッタ装置を使用し、膜厚０．０５μｍのＳｉ₃
Ｎ₄膜の上に、ＳｉＯ₂膜（膜厚０．０５μｍ）を成膜
し、イオンブロッキング層とした。 （配線層及び導体膜形成工程） ５）スパッタ装置を使用し、膜厚０．０５μｍのクロム
膜を成膜した。 ６）スパッタ装置を使用し、クロム・銅合金膜（クロ
ム；４％／銅；９６％）（膜厚：０．０５μｍ）を成膜
した。 ７）スパッタ装置を使用し、銅膜（膜厚１．５μｍ）を
成膜した。ここで５）〜７）の各工程は、各金属膜間で
の酸化物生成を防ぐため、すべて空気を遮断した環境で
連続処理された。 ８）次に、無電解メッキにより、銅膜（膜厚０．３μ
ｍ）を形成し、続いて、電気メッキにより膜厚５μｍの
銅膜を積層することにより、配線層及び導体膜を連続膜
として一体形成した。 （導体膜被覆工程） ９）スパッタ装置を使用し、配線層表面にバリア層とし
て膜厚０．１μｍのクロム薄膜を成膜した。 １０）スルーホール部分のみ開口されたスクリーン版を
使用し、スクリーン印刷機によって感光性エポキシ樹脂
（サンワ化学社製ＳＰＢＲ−８０００）を充填し保護層
を設けた。 １１）熱風乾燥機を用いて９０℃の温度で３０分間、こ
の樹脂を仮乾燥させた後、ＵＶ光にてスルーホールの表
裏より１０００ｍｊ／ｃｍ²の光量を与えさらに硬化さ
せた。 １２）ロールバフ研磨機を使用しスルーホールの開口部
より上又は周囲に広がったエポキシ樹脂を研磨除去し
た。 １３）熱風乾燥機を用い１５０℃の温度で６０分間、こ
の樹脂を完全硬化させた。 １４）次に、バリア層であるクロム層のみを選択的に剥
離した。このときの剥離剤としてフェリシアン化カリを
主成分とした薬品を使用した。 （エッチング工程） １５）ポジ型の液状レジスト（シプレー社製マイクロポ
ジットＳＪＲ５４４０）をスピンナーで約１０μｍの厚
さで塗布した後、ガラスマスクを使い、平行光露光機で
１０００ｍｊ／ｃｍ²露光を行なった。続いて現像液
（シプレー社製現像液２５００）により１分間室温でデ
ィップ現像し、レジストパターンを形成した。 １６）レジストパターンが形成された上記配線層に４０
ボーメの塩化第二鉄溶液をスプレーして銅エッチングを
行なった後、レジストをアセトンにより除去した。続い
て、銅パターンを金属レジストとしてクロム層をエッチ
ングして、線幅２０μｍ、間隙２０μｍ、スルーホール
ランド幅１２０μｍの配線パターンを形成した。

【００６９】なお、クロムエッチング液として、フェリ
シアン化カリを主成分とする薬品を使用した。（絶縁層
形成工程） １７）ここまで作成されたガラス両面配線板にスピンナ
ーを使い、層間絶縁層（シプレー社製マルチポジット９
５００）を約１０μｍ片面に形成した。 １８）ガラスマスクを使用し、露光機で１３００ｍｊ／
ｃｍ²の光量で露光した後、熱風乾燥機で８０℃で１０
分間乾燥させた。その後、専用現像液で現像した。 １９）再度もう片面に層間絶縁層（シプレー社製マルチ
ポジット９５００）をスピンナーで約１０μｍ形成し、
露光、現像によりφ２０μｍのビアホールを形成した
後、１７０℃の窒素雰囲気中で４時間熱風乾燥させ完全
硬化させた。

【００７０】ここで片面ずつ絶縁層のパターン形成を行
なった理由は、透光性を有するガラスが基板として使用
されているため、露光時の光がガラス基板を透過し、裏
面に達してしまうからである。 （配線層形成工程） ２０）１層目の配線層の形成工程と同様にして、スパッ
タ装置を使用し、膜厚０．０５μｍのクロム層を成膜し
た。 ２１）続いて、スパッタ装置を使用し、膜厚０．０５μ
ｍのクロム・銅合金層（クロム；４％／銅；９６％）を
成膜した。 ２２）スパッタ装置を使用し、銅膜（膜厚：５μｍ）を
成膜した。ここで、２０）〜２１）の各工程は、各金属
間での酸化物生成を防ぐため、すべて空気を遮断した環
境で連続処理された。 （エッチング工程） ２３）ポジ型の液状レジスト（シプレー社製マイクロポ
ジットＳＪＲ５４４０）をスピンナーで約１０μｍの厚
さで塗布し、その後ガラスマスクを使い、平行光露光機
で１０００ｍｊ／ｃｍ²露光を行なった。最後に現像液
（シプレー社製現像液２５００）により１分間室温でデ
ィップ現像してレジストパターンを形成した。 ２４）レジストパターンが形成された上記配線層に４０
ボーメの塩化第二鉄溶液をスプレーして銅エッチングを
行なった後、レジストをアセトンにより除去した。最後
に銅パターンを金属レジストとしてクロム層をエッチン
グして、線幅２０μｍ、間隙２０μｍ、５０μｍ幅のビ
アランドを有する２層目配線パターンを形成した。

【００７１】なお、クロムエッチング液として、フェリ
シアン化カリを主成分とする薬品を使用した。 （表面処理工程） ２５）これまでの工程で作成されたガラス４層配線板の
片面にスピンナーで絶縁膜（シプレー社製マルチポジッ
ト９５００）を約１０μｍ形成し、カバーコートとし
た。 ２６）ガラスマスクを使用し、露光機で１３００ｍｊ／
ｃｍ²の光量で露光し、熱風乾燥機で８０℃で１０分乾
燥させた後、専用現像液で現像した。 ２７）再度もう片面に層間絶縁層（シプレー社製マルチ
ポジット９５００）をスピンナーで約１０μｍ形成し、
露光現像後、１７０℃の窒素雰囲気中で４時間熱風乾燥
させた。 ２８）表面処理として、無電解ニッケル・金メッキ処理
を施した。

【００７２】以上のようにして、ガラス基板の片面に配
線パターンが２層ずつ形成された高密度の両面多層プリ
ント配線板が得られた。次に、第２の実施の形態につい
て説明する。

【００７３】本実施形態は上述の第１実施形態の変形例
であり、コア基板としてアルカリ金属イオンを含有しな
い無アルカリガラスを用い、スルーホール形成工程をレ
ーザ加工に代えた以外は、第１実施形態と同様にして両
面配線板、多層プリント配線板が作成される。

【００７４】図７及び図８は、本実施形態におけるスル
ーホール形成工程を示した断面図である。本実施形態に
おけるスルーホール形成は、レーザ照射によって行な
う。用いられ得るレーザの種類は特に限定されず、例え
ばエキシマレーザ、イットリウム−アルミニウム−ガー
ネットレーザ、炭酸ガスレーザ、アルゴンガスレーザ等
を用いることができる。下記に、使用するレーザの一例
として、ＨＯＹＡコンテニュアム株式会社製ファムト秒
レーザ（ＣＰＡ−２０００）のレーザ特性を示す。

【００７５】 レーザによるスルーホール形成は、レーザ光の照射をコ
ア基板の片面ずつ行なうこととしてもよいし、両面から
レーザ光を同時に照射して行なうこととしてもよい。

【００７６】図７は、レーザ光を片面ずつ照射してスル
ーホールを形成する工程を示した断面図である。この場
合、図７の（ａ）に示すように、まず無アルカリガラス
２０の片面からレーザ光を照射し、原点の位置決めを行
なうための原点位置決め用スルーホール２１を形成す
る。次に、図７の（ｂ）に示すようにスルーホールを形
成する部分に片面からレーザ光を照射し、無アルカリガ
ラス２０の途中までスルーホール２２を形成する。次
に、図７の（ｃ）に示すように、もう片方側からレーザ
光を照射しスルーホール２２を貫通させる。

【００７７】図８は、レーザ光を両面から同時に照射し
てスルーホールを形成する工程を示した断面図である。
この方法でも、まず、図８の（ａ）に示すように原点位
置決め用スルーホール２１の形成を行なう。次に、レー
ザ光を無アルカリガラスの両面から同時に照射し、図８
の（ｂ）に示すようにスルーホール２２を形成する。

【００７８】スルーホール形成工程が終了した後、第１
実施形態と同様に配線層及び導体膜形成工程、導体膜被
覆工程、エッチング工程を行なって両面配線板５０を形
成し、或いはエッチング工程後に絶縁層形成工程、配線
層形成工程、表面処理工程を行なって多層プリント基板
１を作成した。

【００７９】なお、本実施形態ではアルカリ金属イオン
を含まない無アルカリガラス２０をコア基板として使用
しているため、イオンブロッキング層の形成を行なわな
くてもよい。そのため、本形態における密着力強化層５
は、無アルカリガラス２０と膜密着性の良い材質を選択
する必要がある。

【００８０】このように、第２実施形態では、無アルカ
リガラス２０を基板材料として使用したが、第１実施形
態と同様の両面配線板、多層プリント配線板が作成され
た。また、基板材料として感光性ガラス２を用い、レー
ザ加工によりスルーホールを形成することも可能であ
る。この場合でも、小径のスルーホールを精度よく形成
することが可能であり、さらにその小径のスルーホール
の開口周囲を囲むランド幅も小さくすることができるた
め、配線パターンの高密度化を図ることができる。

【００８１】なお、本実施形態では、無アルカリガラス
をレーザ加工してスルーホールを形成することとした
が、レーザ加工によるスルーホールの形成は、無アルカ
リガラスに限られず、感光性ガラス等その他のガラスに
も適用可能である。

【００８２】次に、第３の実施の形態について説明す
る。基板材料として、実施例１と同様の感光性ガラス材
料（商品名：ＨＯＹＡ株式会社製ＰＥＧ３）を用い、ス
ルーホールを形成した後、ガラス全体を結晶化により改
質することにより、もとの感光性ガラスの諸特性をより
向上させた以外は、実施例１とほぼ同様にして両面配線
板或いは多層配線基板を作成した。以下、詳細に説明す
る。 （スルーホール形成工程） 実施例１の場合と同様にしてスルーホール３３（φ５０
μｍ径）を形成した（図９（ａ）、（ｂ））。 （結晶化工程）スルーホール３３が形成された感光性ガ
ラス３２全体に、紫外線を３０秒間照射した。続いて、
当該ガラスの屈伏点温度よりも高い温度で約２時間熱処
理を行なうことにより基板全体を結晶化させた（図９
（ｃ））。

【００８３】このような工程を付加したことにより、例
えば、イオンブロッキング効果を高め、実施例１で形成
されたイオンブロッキング層を不要とした。また、ガラ
ス基板の曲げ強度値をもとの感光性ガラスよりも倍以上
にすることができ、さらには、熱膨張係数もＬＳＩチッ
プと代表的なプリント配線基板銅張りしたガラスエポキ
シ（ＦＲ４）のほぼ中間値とすることができた。 （配線層及び導体膜形成工程）次に、実施例１と同様に
して、厚さ０．０５μｍのクロム薄膜を形成し（スパッ
タクロム層３５ａ）、ついで、厚さ０．０５μｍのクロ
ム・銅合金（クロム；４％／銅；９６％）薄膜（スパッ
タクロム銅層３５ｂ）、さらに、膜厚１．５μｍの銅薄
膜（スパッタ銅層３５ｃ）を成膜した。

【００８４】なお、これらの工程は、実施例１と同様、
各金属間での酸化物生成を防ぐため空気を遮断した環境
で連続的に行なった。続いて、無電解メッキにより銅薄
膜（膜厚：０．３μｍ）形成し、その後電気メッキによ
り銅薄膜（膜厚：５μｍ）を積層することにより、導体
膜及び配線層を連続膜として一体形成した（銅膜層３
６）（図９（ｄ））。 （導体膜被覆工程）次に、実施例１と同様にして配線層
表面にバリア層としてクロム薄膜（０．１μｍ）を形成
した。この後、スクリーン印刷機を用いて、スルーホー
ル内に感光性エポキシ樹脂（サンワ化学社製ＳＰＢＲ−
８０００）を充填し、熱風乾燥機を用いて９０℃の温度
で３０分間、樹脂を仮乾燥させた後、ＵＶ光照射により
樹脂を硬化させて、導体膜を被覆した。

【００８５】その後、ロールバフ研磨機を使用し、図４
（ｂ）に示されるようなスルーホールの開口から上又は
周囲に広がったエポキシ樹脂を研磨除去した。続いて熱
風乾燥機を用い１５０℃の温度で６０分間、この樹脂を
完全硬化させ、導体膜の保護層（樹脂３８）を形成した
（図１０（ａ））。

【００８６】次に、実施例１と同様にして、バリア層で
あるクロム薄膜のみを選択的に剥離した。 （レジストパターン形成工程）ポジ型の液状レジスト
（シプレー社製マイクロポジットＳＪＲ５４４０）をス
ピンナーで約１０μｍの厚さで塗布した後、ガラスマス
クを使い、平行光露光機で１０００ｍｊ／ｃｍ²露光を
行なった。次に現像液（シプレー社製現像液２５００）
により１分間室温でディップ現像し、レジストパターン
（レジスト３４）を形成した（図１０（ｂ））。 （エッチング工程）実施例１と同様にして、レジストパ
ターンが形成された配線層に４０ボーメの塩化第二鉄溶
液をスプレーして銅エッチングを行なった後、レジスト
をアセトンにより除去した。続いて、銅パターンを金属
レジストとしてクロム層をエッチングし、ライン幅２０
μｍ、間隙２０μｍ、ランド幅ゼロの配線パターンを形
成した（図１１（ａ）、図１３）。 （絶縁層形成工程）次に、これまでの工程で作成された
ガラス両面配線板に、スピンナーを使用して層間絶縁層
（シプレー社製マルチポジット９５００）を約１０μｍ
片面に形成した。続いて、ガラスマスクを使用し、露光
機で１３００ｍｊ／ｃｍ²の光量で露光した後、熱風乾
燥機で８０℃で１０分乾燥させた。その後、専用現像液
で現像し絶縁層４０を形成した（図１１（ｂ））。

【００８７】もう片面に、先の工程と同様にして層間絶
縁層（シプレー社製マルチポジット９５００）をスピン
ナーで約１０μｍ形成し、露光現像でφ２０μｍのビア
ホールを形成した。その後、１７０℃の窒素雰囲気中で
４時間熱風乾燥させ完全硬化させた。

【００８８】このとき、結晶化させたガラス基板が露光
光に対して不透明なものである場合、両面一度に絶縁層
のパターン形成を行なうことも可能である。 （配線層形成工程）再び、１層目の配線層と同様の工程
を繰り返し、クロム薄膜（厚さ０．０５μｍ）（スパッ
タクロム層３５ａ）、膜厚０．０５μｍのクロム・銅合
金薄膜（クロム；４％／銅；９６％）（スパッタクロム
銅層３５ｂ）、膜厚５μｍの銅薄膜（銅膜層４１）をそ
れぞれスパッタリング法により成膜した（図１２
（ａ））。 （エッチング工程）次に、ポジ型の液状レジスト（シプ
レー社製マイクロポジットＳＪＲ５４４０）をスピンナ
ーで約１０μｍの厚さで塗布した後、ガラスマスクを使
い、平行光露光機で１０００ｍｊ／ｃｍ²露光を行なっ
た。最後に現像液（シプレー社製現像液２５００）によ
り１分間室温でディップ現像し、レジストパターンを形
成した。

【００８９】レジストパターンが形成された上記配線層
に、実施例１と同様にして、４０ボーメの塩化第二鉄溶
液をスプレーして銅エッチングを行なった後、レジスト
をアセトンにより除去した。最後に銅パターンを金属レ
ジストとし、クロムをエッチングし、ライン幅２０μ
ｍ、間隙２０μｍ、５０μｍ径のビアランドを有する２
層目配線パターンを形成した。 （表面処理工程）この後、作成された４層の両面多層配
線板の片面にスピンナーで層間絶縁（シプレー社製マル
チポジット９５００）を約１０μｍ形成し、カバーコー
ト４３を設けた。次に、ガラスマスクを使用し、露光機
で１３００ｍｊ／ｃｍ²の光量で露光した後、熱風乾燥
機で８０℃１０分乾燥させた。その後専用現像液で現像
した。

【００９０】もう片面にも層間絶縁層（シプレー社製マ
ルチポジット９５００）をスピンナーで約１０μｍ形成
し、露光現像後、１７０℃の窒素雰囲気中で４時間熱風
乾燥させた。

【００９１】最後に、無電解ニッケル・金メッキにて表
面処理を施して（表面処理層４２）、ガラス基板の片面
に配線パターンが２層ずつ形成された高密度４層プリン
ト配線板を作成した（図１２（ｂ））。

【００９２】次に、実施例２において結晶化させたガラ
ス基板について、ガラス特性の改質の効果を検証した。
まず、配線層と同様の銅を主体とする金属膜構成で、図
１４のように、ライン部とみたてた一対の櫛形パターン
（４０μｍ間隔、計１２５本）の櫛部対向させ、片方を
プラス電極に接続し、もう片方をマイナス電極に接続し
て櫛部を互い違いにかみ合わせた。かみ合った部分の隣
の櫛間の距離（スペース部とみたてる）を櫛の幅と同じ
く４０μｍとした典型的なイオンマイグレーション加速
試験用配線パターンを形成した。

【００９３】これを８５℃、８５％雰囲気中で５００時
間連続して５Ｖの電圧をかけた。この結果、実施例２の
結晶化されたガラス基板は、イオンマイグレーションに
よる電極ショートもしくはリークタッチによる電圧降下
等が観測されず、優れたイオンマイグレーション耐性を
有することが確認できた。

【００９４】したがって、ガラス基板を結晶化させるこ
とでガラス表面及び内部に含まれるアルカリイオン等が
もとの感光性ガラスに比して移動しにくくなったため、
イオンブロッキング層を設ける必要がなく、両面配線板
及び多層プリント基板作製工程の簡略化ができることが
わかった。

【００９５】また、結晶化したガラス基板の曲げ強度を
測定したが、感光性ガラスの曲げ強度よりも２倍以上の
値を示し、物理的特性に優れたものであった。誘電率及
び誘電正接についても測定したが、これらはいずれもも
との感光性ガラスよりも小さく、電気特性に優れ多層プ
リント基板の基板材料として、より適するものになるこ
とがわかった。

【００９６】第３の実施の形態の両面配線板及び多層プ
リント配線板は、スルーホールのランド幅をゼロとし、
ビアホールの径をより小さくしたため、スルーホール間
スペースを十分広く確保することができ、スルーホール
の間にも配線を設けることが可能であり、配線設計の自
由度がより拡大した。また、ライン間隔や線幅をより小
さくすることも可能であって、配線パターンの高密度化
という観点から非常に優れたものであった。

【００９７】さらに、第３の実施の形態では、ランドレ
スのスルーホール径を５０μｍとし、２層目の配線パタ
ーンのビアランドの径を５０μｍとして両者を同じ径と
したことにより、配線の引回しによるランド迂回の条件
が１層目と２層目とで同様であり、配線パターン設計の
自由度が向上したといえる。

【００９８】また、各実施例で作成された多層プリント
基板について、ヒートサイクル試験（１２５℃〜−６５
℃各３０分を１０００サイクル）を行なったところ、い
ずれも断線やランド切れの欠陥発生は全くみられず、ス
ルーホール及びビアホールの接続信頼性が全く損なわれ
ることはなかった。

【００９９】特に第３の実施の形態の多層プリント基板
については、２０００サイクルを超えても断線やランド
切れなどの欠陥は全くみられなかった。

【０１００】

【発明の効果】以上説明したように本発明では、両面配
線板の製造方法において、その基板材料として感光性ガ
ラスを用い、感光性ガラスを部分的に露光して貫通孔を
形成し、貫通孔形成後の感光性ガラスを結晶化させ、こ
の結晶化された感光性ガラスの貫通孔及び表裏面にそれ
ぞれ導体膜及び配線層を形成するようにした。これによ
り、感光性ガラスに小径の貫通孔を形成することができ
るとともに、感光性ガラスとその貫通孔内壁面に形成さ
れる導体膜或いは表裏面に形成される配線層との間の熱
膨張係数差を小さくすることができ、断線等の不具合を
回避して微細な配線パターンを形成することができる。

【０１０１】さらに、両面配線板の感光性ガラスを結晶
化することにより、その機械的強度や耐熱性向上、熱膨
張係数の制御やイオンマイグレーションの抑制等を図る
ことができる。また、イオンマイグレーションが抑制さ
れることによって、感光性ガラスにイオンブロッキング
層を形成する必要がなくなり、工程が簡略化される。

【０１０２】また、両面配線板の感光性ガラスを結晶化
して、その熱膨張係数を、配線層を構成する金属材料の
熱膨張係数と近似させることにより、例えばランドレス
構造として狭ピッチ・高密度配線パターンが形成されて
も、熱履歴による膨張・収縮の繰返し等に起因する断線
やランド切れ等の欠陥発生を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】両面配線板の断面図である。

【図２】感光性ガラスにスルーホールを構成するスルー
ホール形成工程を示した断面図である。

【図３】イオンブロッキング層形成工程、及び配線層及
び導体膜形成工程における断面図である。

【図４】導体膜被覆工程における断面図である。

【図５】エッチング部が除去された両面配線板の断面図
及び絶縁層が形成された多層プリント基板の断面図であ
る。

【図６】配線層形成工程により配線層が形成された多層
プリント基板を示した断面図、再びエッチング工程及び
絶縁層形成工程を行ない配線層のパターン形成を行なっ
た多層プリント基板を示した断面図、及び表面処理工程
を示した断面図である。

【図７】スルーホール形成工程を示した断面図である。

【図８】スルーホール形成工程を示した断面図である。

【図９】スルーホール形成工程、結晶化工程、配線層及
び導体膜形成工程を示した断面図である。

【図１０】導体膜被覆工程、及びレジストパターン形成
工程を示した断面図である。

【図１１】エッチング工程、及び絶縁層形成工程を示し
た断面図である。

【図１２】配線層形成工程、エッチング工程、及び表面
処理工程を示した断面図である。

【図１３】ランドレス構造の配線パターンの一例を示す
平面図である。

【図１４】イオンマイグレーション加速試験用に形成さ
れた櫛形パターンの概略図である。

【符号の説明】

１ 多層プリント基板 ２、３２ 感光性ガラス ３、３３ スルーホール ４ イオンブロッキング層 ４ａ スパッタ酸化シリコン層 ４ｂ スパッタ窒化シリコン層 ５ 密着力強化層 ５ａ、３５ａ スパッタクロム層 ５ｂ、３５ｂ スパッタクロム銅層 ５ｃ、３５ｃ スパッタ銅層 ６、３６ 銅膜層 ７ スパッタクロム層 ８、３８ 樹脂 １０、４０ 絶縁層 １１、４１ 銅膜層 １２、４２ 表面処理層 １３、４３ カバーコート ５０ 両面配線板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松井 茂和 東京都新宿区中落合２丁目７番５号 ＨＯ ＹＡ株式会社内 Ｆターム(参考） 5E317 AA24 BB01 BB12 CC31 CC52 CD01 CD21 CD23 CD25 CD27 CD32 GG05 GG14

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表裏面を連通するように形成された貫通
   孔を備えるガラス基板と、 前記ガラス基板の表裏面上に形成された配線層と、 前記貫通孔の内壁面に導体膜が形成され、前記ガラス基
   板の表裏面を導体接続してなる導通部とを備え、 かつ前記ガラス基板が感光性ガラスからなる両面配線板
   の製造方法において、 前記ガラス基板にマスクを通して前記貫通孔を形成する
   部分に潜像が形成されるように露光し、該露光した部分
   に熱処理を行ない結晶化させ、結晶化した部分を溶解除
   去して前記貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、 前記貫通孔形成工程についで、前記貫通孔が形成された
   前記ガラス基板を加熱して結晶化させる結晶化工程と、 結晶化された前記ガラス基板の表裏面に前記配線層を形
   成する配線層形成工程と、 結晶化された前記ガラス基板の前記貫通孔の内壁面に前
   記導体膜を形成して前記ガラス基板の表裏面を導通可能
   とする導体膜形成工程と、 を有することを特徴とする両面配線板の製造方法。
2. 【請求項２】 前記配線層と前記導体膜とは連続した膜
   であり、かつ前記導体膜の膜厚が１μｍ〜２０μｍであ
   ることを特徴とする請求項１記載の両面配線板の製造方
   法。
3. 【請求項３】 前記配線層に形成された配線パターンの
   線幅が、３μｍ〜５０μmであることを特徴とする、請
   求項１乃至２のいずれかに記載の両面配線板の製造方
   法。