JP2003249761A - 多層プリント配線基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 断線や短絡などのない接続信頼性に優れる多
層プリント配線基板を提供する。 【解決手段】 銅張板１に貫通孔２を形成する工程、貫
通孔２内壁を粗化した後、銅張板１表面・貫通孔２内壁
に銅めっきを被着して銅張板１表面に銅箔と銅めっきと
から成る表層導体４・貫通孔２内壁に銅めっきから成る
貫通導体３を形成する工程、貫通導体３表面を粗化した
後、光硬化性・熱硬化性樹脂と無機絶縁フィラーとから
成る孔埋樹脂５を貫通導体３内に充填する工程、孔埋樹
脂５を光硬化・熱硬化した後、銅張板１表面と孔埋樹脂
５端面が同一面をなすように研磨する工程、銅張板１を
絶縁樹脂のガラス転移温度に対して30℃未満低い温度で
熱処理する工程、銅張板１表面の表層導体４の一部を選
択的にエッチング除去して配線導体７を形成する工程、
配線導体が形成された銅張板１を接着層８を介して複数
積層する工程を順次行う製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、インナービアホー
ル（ＩＶＨ）を有する多層プリント配線基板の製造方法
に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来、半導体素子を搭載するための有機
材料系の配線基板として、例えば両面または片面に厚み
が７〜50μｍの銅箔から成る配線導体を有する、厚みが
0.1〜1.0ｍｍのガラス−エポキシ板から成る銅張り板
を、同じく厚みが0.05〜0.2ｍｍのガラス−エポキシ板
から成る接着層を介して複数積層して成る配線基板が用
いられている。 【０００３】近年、このような配線基板は、高密度化と
いう要請から、配線基板を貫通するスルーホールに加え
て銅張り板にインナービアホール（貫通導体）を設け
て、配線の自由度を向上させることが行なわれている。
このようなインナービアホールを有する配線基板は、銅
張り板にドリル等を用いて貫通孔を形成するとともに貫
通孔の内壁に銅めっきを被着して貫通導体を形成し、次
に光硬化性および熱硬化性樹脂と無機絶縁フィラーとか
ら成る孔埋め樹脂を貫通導体の内部に充填するとともに
孔埋め樹脂を光硬化および熱硬化した後、銅張り板の表
面と孔埋め樹脂の端面が同一面をなすように研磨した
後、銅張り板の表面の表層導体の一部を選択的にエッチ
ングすることにより銅張り板の表面に表層導体から成る
配線導体を形成し、しかる後、複数の銅張り板を接着層
を介して積層することにより製作されている。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
製造方法では、銅張り板の表面と光硬化後および熱硬化
後の孔埋め樹脂の端面が同一面をなすように研磨する際
に研磨による残留応力によって銅張り板を構成する絶縁
板が0.005〜0.2％程度伸びてしまい、銅張り板に配線パ
ターンを形成するために銅張り板の表面に被着された耐
エッチング樹脂層を露光するマスクフィルムまたはガラ
スマスクと貫通導体との位置にずれが生じてしまい、そ
の結果、貫通導体と配線導体との位置ずれによる断線や
短絡が生じてしまうという問題点を有していた。 【０００５】本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑み
完成されたものであり、その目的は、インナービアホー
ルを有する多層プリント配線基板において、高密度配線
を行なっても、インナービアホールと配線導体との位置
ずれが生じず、断線や短絡などのない接続信頼性に優れ
た多層プリント配線基板を提供することにある。 【０００６】 【課題を解決するための手段】本発明の多層プリント配
線基板の製造方法は、ガラス繊維基材に絶縁樹脂を含浸
させた絶縁板の表面に銅箔を被着した銅張り板を準備す
る工程と、この銅張り板に貫通孔を形成する工程と、こ
の貫通孔の内壁を粗化した後、銅張り板の表面および貫
通孔の内壁に銅めっきを被着して銅張り板の表面に銅箔
と銅めっきとから成る表層導体および貫通孔の内壁に銅
めっきから成る貫通導体を形成する工程と、この貫通導
体の表面を粗化した後、光硬化性および熱硬化性樹脂と
無機絶縁フィラーとから成る孔埋め樹脂を貫通導体内に
充填する工程と、孔埋め樹脂を光硬化および熱硬化した
後、孔埋め樹脂の端面が表層導体の表面と同一面をなす
ように研磨する工程と、銅張り板を前記絶縁樹脂のガラ
ス転移温度に対して30℃未満低い温度で熱処理する工程
と、銅張り板の表面の表層導体の一部を選択的にエッチ
ング除去て配線導体を形成する工程と、配線導体が形成
された銅張り板を接着層を介して複数積層する工程とを
順次行なうことを特徴とするものである。 【０００７】本発明の多層プリント配線基板の製造方法
によれば、孔埋め樹脂の端面が表層導体の表面と同一面
をなすように研磨した後、銅張り板を絶縁樹脂のガラス
転移温度に対して30℃未満低い温度で熱処理するので、
研磨による残留応力により銅張り板を構成する絶縁板が
0.005〜0.2％程度伸びたとしても、銅張り板を絶縁樹脂
の軟化温度、すなわちガラス転移温度に対して30℃未満
低い温度で熱処理するので、絶縁板の残留応力が開放さ
れ、絶縁板の寸法がガラス繊維基材で規定された設計値
の寸法までもどり、その結果、露光・現像時のマスクフ
ィルムまたはガラスマスクとの位置ズレを低減でき、貫
通導体と配線導体との断線や短絡のない多層プリント配
線基板を得ることができる。 【０００８】 【発明の実施の形態】次に、本発明の配線基板の製造方
法を、図１に基づいて詳細に説明する。 【０００９】図１（ａ）〜（ｈ）は、本発明の多層プリ
ント配線基板の製造方法を説明するための各工程毎の断
面図であり、これらの図において、１は銅張り板、２は
貫通孔、３は貫通導体、４は銅箔４ａおよび銅めっき４
ｂからなる表層導体、５は孔埋め樹脂、６は耐エッチン
グ樹脂層、７は配線導体である。 【００１０】まず、図１（ａ）に断面図で示すような銅
張り板１を用意する。このような銅張り板１は、ガラス
クロスやアラミド不織布にエポキシ樹脂やビスマレイミ
ドトリアジン樹脂・ポリフェニレンエーテル樹脂等の熱
硬化性樹脂を含浸・硬化させて成るプリプレグＰの両面
に銅箔４ａを被着し、真空度が660〜8000Ｐａ、温度が1
80〜210℃、圧力が２〜５ＭＰａの条件で数時間熱プレ
スすることにより製作される。 【００１１】このような銅張り板１は、配線基板のコア
部材としての機能を有し、その厚みは50〜200μｍが好
ましく、厚みが50μｍ未満であると剛性が低下し後述す
る銅箔をエッチングする際に配線導体７が変形し易くな
る傾向にあり、200μｍを超えると配線基板が厚くなり
軽量化が困難となる傾向にある。従って、銅張り板１の
厚みは50〜200μｍが好ましい。 【００１２】次に、図１（ｂ）に断面図で示すように、
ドリルを用いて銅張り板１を貫通する直径が200〜500μ
ｍの貫通孔２を穿設する。貫通孔２は、その直径が200
〜500μｍが好ましく、直径が200μｍより小さいと貫通
孔２の内壁にめっきにより貫通導体３を形成する際に、
貫通孔２の内部にめっき液が浸入しにくくなり、貫通導
体３を良好に形成することが困難となる傾向にあり、ま
た、500μｍより大きいと高密度の配線パターンを形成
し難くなる傾向にある。従って、貫通孔２の直径は200
〜500μｍが好ましい。 【００１３】次に、図１（ｃ）に断面図で示すように、
銅張り板１の表面および貫通孔２の内壁に銅めっき４ｂ
を被着して銅張り板１の表面に銅箔４ａと銅めっき４ｂ
とから成る表層導体４および貫通孔２の内壁に銅めっき
４ｂから成る貫通導体３を形成する。このような表層導
体４および貫通導体３は次に述べる方法により形成され
る。 【００１４】まず、銅張り板１を過マンガン酸塩類水溶
液等の粗化液に浸漬し貫通孔２の内壁の残査樹脂を除去
するとともに貫通孔２の内壁を粗化した後、銅めっきを
被着して貫通導体３を形成する。このような貫通導体３
は、銅張り積層板１を無電解めっき用パラジウム触媒の
水溶液中に浸漬し貫通孔２の内壁にパラジウム触媒を付
着させ、次に、硫酸銅・ロッセル塩・ホルマリン・ＥＤ
ＴＡナトリウム塩・安定剤等から成る無電解銅めっき液
に数分間浸漬して１〜３μｍ程度の無電解銅めっき層を
貫通孔２の内壁に析出させ、さらに、硫酸・硫酸銅５水
和物・塩素・光沢剤等から成る電解銅めっき液に数Ａ／
ｄｍ²の電流を印加しながら数時間浸漬することにより
無電解銅めっき層上に10〜75μｍ程度の電解銅めっき層
を被着することにより形成される。 【００１５】貫通導体３の厚みは、10〜75μｍが好まし
い。厚みが10μｍより薄いと長期の熱履歴を繰返し加え
た場合、貫通導体３と銅張り板１との熱膨張率差による
応力で貫通導体３にクラックが生じ断線してしまう傾向
にあり、75μｍより厚いと貫通導体３の内部が狭くな
り、後述する孔埋め樹脂５を良好に充填できなくなる傾
向にある。従って、貫通導体３の厚みは10〜75μｍが好
ましい。また、この際に銅張り板表面にも0.5〜3μｍの
無電解銅めっき層および8〜100μｍの電解銅めっき層が
被着される。 【００１６】次に、図１（ｄ）に断面図で示すように、
貫通導体３の表面を粗化した後、光硬化性および熱硬化
性樹脂と無機絶縁フィラーとから成る孔埋め樹脂５を貫
通導体３内に充填する。 【００１７】まず、貫通導体３を形成した銅張り板１を
蟻酸水溶液に数分間浸漬し塩酸で処理する粗化を行なう
ことより、貫通導体３の表面に１μｍ程度の凹凸を有す
る粗化面を形成する。このような粗化面は、貫通導体３
と孔埋め樹脂５との密着性を向上させ、長期の熱履歴を
繰返し加えても貫通導体３と孔埋め樹脂５との界面で剥
がれることがない。 【００１８】次に、光硬化性樹脂および熱硬化性樹脂と
無機絶縁フィラーとから成る孔埋め樹脂５をスクリーン
印刷法等で貫通導体３内に充填する。この時、孔埋め樹
脂５の端面は銅張り積層板１の表面より、数μｍ高くな
るように充填される。このような孔埋め樹脂５は、エポ
キシアクリレート樹脂等の光硬化性樹脂およびエポキシ
樹脂等の熱硬化性樹脂と、シリカやアルミナ等の無機絶
縁フィラーと、光硬化開始剤とから成る。 【００１９】樹脂成分における光硬化性樹脂と熱硬化性
樹脂の含有率は、光硬化性樹脂50〜80重量％に対して熱
硬化性樹脂20〜50重量％が好ましい。光硬化性樹脂と熱
硬化性樹脂の含有率は光硬化性樹脂の含有率が50重量％
より少ないと、紫外線を照射して光硬化しても硬化が進
まず、研磨の際に孔埋め樹脂５の表面のみが過剰に研磨
される傾向にあり、80重量％より多いと、光硬化が進み
すぎて孔埋め樹脂５の硬度が高くなりすぎ、研磨の際に
研磨されず孔埋め樹脂５表面の突出や銅張り板１の表面
へ孔埋め樹脂５が残るといった不具合が生じ易くなる。
従って、樹脂成分における光硬化性樹脂と熱硬化性樹脂
の含有率は、光硬化性樹脂50〜80重量％に対して熱硬化
性樹脂20〜50重量％が好ましい。 【００２０】また、樹脂成分100重量％に対して、無機
絶縁フィラーの含有率が30〜80重量％であることが好ま
しい。無機絶縁フィラーの含有率が30重量％より少ない
と、銅張り板１を構成する絶縁板の熱膨張係数が大きな
ものとなり、銅張り板１に長期の熱履歴を繰返し加えた
際に貫通導体３と孔埋め樹脂５との界面で剥がれが生じ
る傾向にあり、80重量％より多いと孔埋め樹脂５の感光
性が低下し光硬化しても硬度が不足し、孔埋め樹脂５の
表面のみが過剰に研磨されてしまう傾向にある。従っ
て、無機絶縁フィラーの含有率は30〜80重量％であるこ
とが好ましい。 【００２１】次に、図１（ｅ）に断面図で示すように、
孔埋め樹脂５に強度が１〜５Ｊ／ｃｍ²の紫外線を照射
し光硬化するとともに、孔埋め樹脂５を150〜200℃の温
度で数時間熱硬化した後、孔埋め樹脂５の端面が表層導
体４の表面と同一面をなすようにセラミックス砥石およ
びバフで研磨する。また、この際表層導体４の研磨後の
厚みは、７〜35μｍが好ましく、７μｍ未満であると配
線導体４の抵抗値が大きなものとなる傾向があり、ま
た、35μｍを超えるとエッチング加工の際にパターン間
にエッチング残渣が残り高密度配線パターンを安定して
形成することが困難となる傾向にある。従って、表層導
体４の研磨後の厚みは７〜35μｍが好ましい。 【００２２】次に、図１（ｆ１）に断面図で示すよう
に、銅張り板１をこれを構成する絶縁樹脂のガラス転移
温度（Ｔｇ）に対して30℃未満低い温度で熱処理を行な
う。例えばＴｇが160℃であるエポキシ樹脂の場合は、
温度が130〜160℃で２時間熱処理を行ない、Ｔｇが180
℃であるビスマレイミドトリアジン樹脂の場合は、温度
がは150〜180℃で２時間熱処理を行ない、Ｔｇが200℃
である変性ポリフェニレンエーテル樹脂の場合は、温度
がは170〜200℃で３時間熱処理を行なえばよい。 【００２３】本発明の多層プリント配線基板の製造方法
においては、銅張り板１を絶縁樹脂のガラス転移温度
（Ｔｇ）に対して30℃未満低い温度で熱処理することが
重要である。本発明の多層プリント配線基板の製造方法
によれば、銅張り板１の表面と孔埋め樹脂５の端面が同
一面をなすように研磨した後、銅張り板１を絶縁樹脂の
ガラス転移温度に対して30℃未満低い温度で熱処理する
ので、研磨による残留応力により銅張り板１を構成する
絶縁板が0.005〜0.2％程度伸びたとしても、銅張り板１
を絶縁樹脂の軟化温度、すなわちガラス転移温度に対し
て30℃未満低い温度で熱処理するので、絶縁板の残留応
力を開放することができ、絶縁板の寸法がガラス繊維基
材で規定された設計値の寸法までもどり、その結果、図
１（ｆ２）に断面図に示すように、耐エッチング樹脂層
６を露光するマスクフィルムまたはガラスマスクとの位
置ズレを低減でき、貫通導体３と配線導体７との断線や
短絡のない多層プリント配線基板を得ることができる。 【００２４】なお、熱処理温度は絶縁樹脂のガラス転移
温度（Ｔｇ）に対して30℃未満低い温度でなければなら
ない。熱処理温度が絶縁樹脂のＴｇより30℃以上低いと
絶縁樹脂が絶縁板の残留応力を開放する程度まで軟化せ
ず、研磨の残留応力を開放することができず、マスクフ
ィルムまたはガラスマスクと貫通導体３との位置にずれ
が生じ、断線や短絡が生じてしまう傾向にあり、Ｔｇよ
り高いと絶縁樹脂に硬化収縮が生じはじめ、絶縁板が設
計値の寸法より縮んでしまい、位置ずれが生じ、断線や
短絡が生じてしまう傾向にある。従って、熱処理温度は
絶縁樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）に対して30℃未満低
い温度でなければならない。 【００２５】次に、図１（ｇ）に断面図で示すように、
銅張り板１の表面の表層導体４の一部を選択的にエッチ
ング除去し、銅張り板１の表面に表層導体４から成る配
線導体７を形成する。このような配線導体７は、次に述
べる方法により形成される。まず、銅張り板１の表面に
貫通孔２を塞ぐように感光性樹脂フィルムをラミネート
して耐エッチング樹脂層６を被着する。次に、配線パタ
ーンが形成されたマスクフィルムまたはガラスマスクを
耐エッチング樹脂層６に重ね、さらに、マスクフィルム
またはガラスマスクに紫外線を照射することにより露光
を行なう。次に、銅張り板１を炭酸ナトリウム水溶液に
浸漬することにより現像して未露光部分を剥離して耐エ
ッチング樹脂層６を配線パターン状に形成する。さら
に、耐エッチング樹脂層６が被着された銅張り板１を硫
酸・過酸化水素水液に浸漬し、耐エッチング樹脂層６が
被覆されていない表層導体４をエッチングした後、耐エ
ッチング樹脂層６を水酸化ナトリウム水溶液で剥離する
ことにより配線導体７形成される。 【００２６】次に、図１（ｈ）に断面図で示すように、
表層に配線導体７が形成された銅張り板１を接着層８を
介して複数積層し、真空度が660〜8000Ｐａ、温度が180
〜210℃、圧力が２〜５ＭＰａの条件で数時間熱プレス
することにより、配線基板が得られた。 【００２７】接着層８は、厚みが40〜200μｍで、銅張
り板１を接着し積層する機能を有し、ガラスクロスやア
ラミド不織布等にエポキシ樹脂やビスマレイミドトリア
ジン樹脂・ポリフェニレンエーテル樹脂等の熱硬化性樹
脂を含浸させて成る。そして、接着層８を介して銅張り
積層板１を積層して配線基板となる。 【００２８】複数の銅張り板１を積層して成る多層プリ
ント配線基板の厚みは0.5〜2.0ｍｍであり、0.5ｍｍ未
満では電子部品を実装する際等に熱や外力等の影響で配
線基板に反りや変形が発生して配線基板に要求される平
坦度を確保できなくなってしまう危険性が大きなものと
なり、他方、2.0ｍｍを超えると、軽量化することが困
難となる傾向にある。従って、配線基板の厚みは0.5〜
2.0ｍｍの範囲に特定される。 【００２９】かくして本発明の多層プリント配線基板の
製造方法によれば、銅張り板の表面と孔埋め樹脂の端面
が同一面をなすように研磨した後、銅張り板を絶縁樹脂
のガラス転移温度に対して30℃未満低い温度で熱処理す
るので、研磨による残留応力により銅張り板を構成する
絶縁板が0.005〜0.2％程度伸びたとしても、銅張り板を
絶縁樹脂の軟化温度、すなわちガラス転移温度に対して
30℃未満低い温度で熱処理するので、絶縁板の残留応力
を開放することができ、その結果、絶縁板の寸法がガラ
ス繊維基材で規定された設計値の寸法までもどり、露光
・現像時のマスクフィルムまたはガラスマスクとの位置
ズレを低減でき、貫通導体３と配線導体７との断線や短
絡のない多層プリント配線基板を得ることができる。 【００３０】なお、本発明の製造方法は、上述の実施の
形態の一例に限定されるものではなく、本発明の要旨を
逸脱しない範囲であれば、種々の変更・改良を施すこと
は何ら差し支えない。 【００３１】 【発明の効果】本発明の多層プリント配線基板の製造方
法によれば、銅張り板の表面と孔埋め樹脂の端面が同一
面をなすように研磨した後、銅張り板を絶縁樹脂のガラ
ス転移温度に対して30℃未満低い温度で熱処理するの
で、研磨による残留応力により銅張り板を構成する絶縁
板が0.005〜0.2％程度伸びたとしても、銅張り板を絶縁
樹脂の軟化温度、すなわちガラス転移温度に対して30℃
未満低い温度で熱処理するので、絶縁板の残留応力を開
放することができ、その結果、絶縁板の寸法がガラス繊
維基材で規定された設計値の寸法までもどり、露光・現
像時のマスクフィルムまたはガラスマスクとの位置ズレ
を低減でき、貫通導体と配線導体との断線や短絡のない
多層プリント配線基板を得ることができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】（ａ）〜（ｈ）は、本発明の配線基板の製造方
法を説明するための各工程毎の断面図である。 【符号の説明】 １・・・・・・・銅張り板 ２・・・・・・・貫通孔 ３・・・・・・・貫通導体 ４・・・・・・・表層導体 ４ａ・・・・・・銅箔 ４ｂ・・・・・・銅めっき ５・・・・・・・孔埋め樹脂 ６・・・・・・・耐エッチング樹脂層 ７・・・・・・・配線導体 ８・・・・・・・接着層

フロントページの続き Ｆターム(参考） 5E314 AA25 AA27 AA42 CC07 DD06 EE02 FF08 GG26 5E346 AA15 AA29 AA43 CC04 CC05 CC08 CC09 CC10 CC32 DD02 DD12 DD22 DD32 EE01 EE09 EE14 FF04 GG15 GG17 GG18 GG22 GG27 GG28 HH07 HH08 HH25 HH33

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】ガラス繊維基材に絶縁樹脂を含浸させた絶
   縁板の表面に銅箔を被着した銅張り板を準備する工程
   と、 該銅張り板に貫通孔を形成する工程と、 該貫通孔の内壁を粗化した後、前記銅張り板の表面およ
   び前記貫通孔の内壁に銅めっきを被着して前記銅張り板
   の表面に前記銅箔と前記銅めっきとから成る表層導体お
   よび前記貫通孔の内壁に前記銅めっきから成る貫通導体
   を形成する工程と、 該貫通導体の表面を粗化した後、光硬化性および熱硬化
   性樹脂と無機絶縁フィラーとから成る孔埋め樹脂を前記
   貫通導体内に充填する工程と、 前記孔埋め樹脂を光硬化および熱硬化した後、前記孔埋
   め樹脂の端面が前記表層導体の表面と同一面をなすよう
   に研磨する工程と、 前記銅張り板を前記絶縁樹脂のガラス転移温度に対して
   ３０℃未満低い温度で熱処理する工程と、 前記銅張り板の表面の前記表層導体の一部を選択的にエ
   ッチング除去して配線導体を形成する工程と、 前記配線導体が形成された前記銅張り板を接着層を介し
   て複数積層する工程とを順次行なうことを特徴とする多
   層プリント配線基板の製造方法。