JP2003309356A

JP2003309356A - メッキスルーホールの形成方法、及び多層配線基板の製造方法

Info

Publication number: JP2003309356A
Application number: JP2002112355A
Authority: JP
Inventors: Eiji Yoshimura; 栄二吉村; Ikuo Suyama; 育男巣山
Original assignee: Daiwa Kogyo Co Ltd
Current assignee: Daiwa Kogyo Co Ltd
Priority date: 2002-04-15
Filing date: 2002-04-15
Publication date: 2003-10-31
Anticipated expiration: 2022-04-15
Also published as: JP4060629B2

Abstract

(57)【要約】【課題】メッキスルーホールに導電接続される銅層の
厚みを薄くかつ均一に制御することができるメッキスル
ーホールの形成方法、及び当該形成方法を利用した多層
配線基板の製造方法を提供する。【解決手段】銅のエッチング時に耐性を有する保護層
１２が両面銅張積層板ＣＰの両表面に形成された積層板
に、貫通孔２０を形成する工程、その積層板に銅のメッ
キを施して、少なくとも前記貫通孔２０内にメッキスル
ーホール１３ｂを形成する工程、そのメッキスルーホー
ル１３ｂの内部に充填材料２１を充填する工程、充填後
の積層板をエッチングして露出する銅メッキ層１３を除
去する工程、及び除去後の積層板の前記保護層１２を除
去する工程を含むメッキスルーホールの形成方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コア基板や積層用
両面配線基板などに、配線層間を導電接続するためのメ
ッキスルーホールを形成するメッキスルーホールの形成
方法、及び当該形成方法を利用して多層配線基板を製造
する多層配線基板の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子機器等の小形化や軽量化に伴
い、電子部品の小形化が進められると共に、電子部品を
実装するための配線基板に対して高密度化の要求が高ま
っている。配線基板を高密度化するには、配線層自体の
配線密度を高くする方法や配線層を複数積層することで
多層構造とする方法などが採られている。

【０００３】多層配線基板を製造する方法には、絶縁層
の両面に配線層を形成した両面配線基板の複数と、それ
らの間に接着性の絶縁シートを介在させつつ積層・接合
等を行う接合方式や、配線パターンの形成されたコア基
板の上に絶縁層と配線層の形成を順次繰り返すことによ
り積層構造を形成していくビルドアップ方式が知られて
いる。

【０００４】一方、多層配線基板では、それぞれの配線
層間で回路設計に応じた導電接続を行う必要がある。こ
のような導電接続構造として、コア基板や積層用両面配
線基板の貫通孔にメッキを施したメッキスルーホールが
知られている。メッキスルーホールの形成は、従来、必
要により補強材を含む絶縁層の両面に銅箔を積層一体化
した両面銅張積層板に対し、ドリル等で貫通孔を形成し
た後、孔内を含む全体に無電解メッキ（電解メッキを併
用することもある）を施して形成される。形成されたメ
ッキスルーホールには通常樹脂が充填された後、絶縁層
の両面の銅箔（メッキ部分を含む）にエッチング等でパ
ターン形成されて、両面に配線層が形成されたコア基板
等が製造される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
方法でメッキスルーホールを形成する場合、両面銅張積
層板の表面にメッキが成長するため、銅層の厚みが増加
することになる。一方、近年の電気信号の高周波数化に
伴って、絶縁層の厚みやその絶縁層を介した配線層間の
間隔が高精度に制御されることが要求されている。しか
も、多層配線基板の各層の薄層化の要求もあり、配線層
の厚みを薄い厚み（例えば１８μｍ）で厳密に制御する
必要がある。

【０００６】ところが上記方法では、銅層の厚みが増加
するため、従来はメッキで増加した分の銅メッキ層を樹
脂充填後にエッチングなどで除去する方法が採られてい
た。しかし、この方法では、エッチングの度合いが不均
一になり易いため、銅層の厚みが不均一となり、上記の
ような高精度の厚み制御は困難であった。

【０００７】一方、前記のメッキスルーホールの内部に
は樹脂や導電性ペーストなどを充填する場合が多く、充
填後の盛り上がった部分に存在する樹脂等を研磨などで
除去する必要があった。その際、盛り上がった部分だけ
でなく、周囲の銅層も研磨され易く、これが銅層の厚み
を不均一にする原因となっていた。

【０００８】そこで、本発明の目的は、メッキスルーホ
ールに導電接続される銅層の厚みを薄くかつ均一に制御
することができるメッキスルーホールの形成方法、及び
当該形成方法を利用して多層配線基板を製造する多層配
線基板の製造方法を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的は、下記の如き
本発明により達成できる。即ち、本発明のメッキスルー
ホールの形成方法は、（１ａ）銅のエッチング時に耐性
を有する保護層が両面銅張積層板の両表面に形成された
積層板に、貫通孔を形成する工程、（１ｂ）その積層板
に銅のメッキを施して、少なくとも前記貫通孔内にメッ
キスルーホールを形成する工程、（１ｃ）そのメッキス
ルーホールの内部に充填材料を充填する工程、（１ｄ）
充填後の積層板をエッチングして露出する銅メッキ層を
除去する工程、及び（１ｅ）除去後の積層板の前記保護
層を除去する工程を含むことを特徴とする。なお、本発
明における両面銅張積層板は、予めパターン形成された
もの（配線層）を含む概念である。

【００１０】上記において、前記（１ｅ）工程の後に、
前記メッキスルーホールと前記充填材料の突出部を平坦
化する（１ｆ）工程を有することが好ましい。

【００１１】また、前記（１ａ）工程の前記保護層が、
両面銅張積層板の両表面に電解メッキにより形成されて
いる保護金属層であり、前記（１ｅ）工程でその保護金
属層を選択的にエッチングすることが好ましい。

【００１２】一方、本発明の多層配線基板の製造方法
は、（２ａ）銅のエッチング時に耐性を有する保護金属
層をパターン形成された両面銅張積層板の両表面に形成
する工程、（２ｂ）少なくとも前記（２ａ）工程を経た
積層板の所定の位置に貫通孔を形成する工程、（２ｃ）
その積層板の貫通孔内と両表面とに銅のメッキを施して
第１銅メッキ層を形成する工程、（２ｄ）形成されたメ
ッキスルーホールの内部に充填材料を充填する工程、
（２ｅ）柱状銅を形成する位置の表面部分にマスク層を
形成する工程、（２ｆ）マスク層を形成した積層板をエ
ッチングして銅を選択的に除去する工程、及び（２ｇ）
除去後の積層板の前記保護金属層を選択的にエッチング
する工程を含むことを特徴とする。

【００１３】上記において、前記（２ａ）工程の保護金
属層がニッケルで形成されると共に、前記（２ａ）工程
と（２ｂ）工程との間に、銅の電解メッキを行って前記
保護金属層の両表面に電解銅メッキ層を形成しておくこ
とが好ましい。

【００１４】また、前記（２ｄ）工程と（２ｅ）工程と
の間に、銅の電解メッキを行って前記第１銅メッキ層の
両表面に第２銅メッキ層を形成しておくことが好まし
い。

【００１５】あるいは、前記（２ｄ）工程と（２ｅ）工
程との間に、銅の無電解メッキと電解メッキとを順次行
って前記第１銅メッキ層の両表面に第２銅メッキ層を形
成しておくことが好ましい。

【００１６】［作用効果］本発明のメッキスルーホール
の形成方法によると、両面銅張積層板の両表面に保護層
が形成されているため、メッキスルーホールの形成後に
保護層を除去すると、両面銅張積層板の銅層を復元する
ことができる。その際、当該保護層の除去に先立ってメ
ッキされた銅がエッチングされるが、保護層はエッチン
グされず、しかもメッキスルーホールの内部には充填材
料が充填されているため、その貫通孔内のメッキ部分を
残すことができる。そして、両面銅張積層板の銅層は、
厚みが薄くかつ均一に制御できるため、メッキスルーホ
ールに導電接続される銅層の厚みを薄くかつ均一に制御
することができる。更に、本発明では、メッキスルーホ
ールのメッキ厚を独立して変化させることができるた
め、これを介して層間の放熱を行う場合には、その厚み
を大きくして、伝熱性を高めることができる。

【００１７】前記（１ｅ）工程の後に、前記メッキスル
ーホールと前記充填材料の突出部を平坦化する（１ｆ）
工程を有する場合、その部分を含めて全体が平坦化する
ため、上層の形成工程や多層化のための積層工程がより
好適に行えるようになる。

【００１８】前記（１ａ）工程の前記保護層が、両面銅
張積層板の両表面に電解メッキにより形成されている保
護金属層であり、前記（１ｅ）工程でその保護金属層を
選択的にエッチングする場合、電解メッキであるとエッ
チングによる選択的な除去が好適に行え、除去後の銅層
とパターン形成後に形成される絶縁樹脂層との密着性も
より良好にすることができる。

【００１９】一方、本発明の多層配線基板の製造方法に
よると、パターン形成された両面銅張積層板（配線パタ
ーン）を保護しながら、上記のようにしてメッキスルー
ホールを形成することができる。このとき、第１銅メッ
キ層などを選択的にエッチングするためのマスク層を形
成した後にエッチングして銅を選択的に除去するため、
同時に配線層間を接続するための柱状銅を形成すること
ができる。その結果、コア基板の配線パターンを保護し
ながら、メッキスルーホールと層間接続構造とを同時に
形成することができる。

【００２０】前記（２ａ）工程の保護金属層がニッケル
で形成されると共に、前記（２ａ）工程と（２ｂ）工程
との間に、銅の電解メッキを行って前記保護金属層の両
表面に電解銅メッキ層を形成しておく場合、保護金属層
をニッケルで形成すると、下層の密着性、保護金属層の
剥離容易性、層間の導電性、製造コストなどが良好にな
る。しかも、保護金属層の表面に電解銅メッキ層を形成
するため、無電解銅メッキ層が形成される場合と比較し
て、上層との密着性が良好になる。

【００２１】前記（２ｄ）工程と（２ｅ）工程との間
に、銅の電解メッキを行って前記第１銅メッキ層の両表
面に第２銅メッキ層を形成しておく場合、第１銅メッキ
層の厚みは、メッキスルーホールの厚みで略決まるた
め、第２銅メッキ層を所定の厚みで形成することで、配
線層間を接続するための柱状銅の高さを調整することが
できるようになる。

【００２２】前記（２ｄ）工程と（２ｅ）工程との間
に、銅の無電解メッキと電解メッキとを順次行って前記
第１銅メッキ層の両表面に第２銅メッキ層を形成してお
く場合、第１銅メッキ層の厚みは、メッキスルーホール
の厚みで略決まるため、第２銅メッキ層を所定の厚みで
形成することで、配線層間を接続するための柱状銅の高
さを調整することができるようになる。その際に、無電
解メッキを予め行うため、充填された充填材料が導電性
でない場合でも、その表面にも第２銅メッキ層を形成し
て、その部分に柱状銅を形成することができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら説明する。図１〜図４は、本発
明のメッキスルーホールの形成方法の例を示す工程図で
ある。図５〜図８は、本発明の多層配線基板の製造方法
の例を示す工程図である。

【００２４】（メッキスルーホールの形成方法）本発明
の（１ａ）工程は、図１（１）〜（２）に示すように、
銅のエッチング時に耐性を有する保護層が両面銅張積層
板ＣＰの両表面に形成された積層板に貫通孔２０を形成
するものである。本実施形態では、保護層が銅のエッチ
ング時に耐性を有する金属からなる保護金属層１２であ
る例を示す。両面銅張積層板ＣＰとしては、絶縁層１０
の両面に銅層１１（銅箔）が積層一体化されたものであ
ればよく、２層タイプのものは各種の市販品が何れも使
用できる。また、両面銅張積層板ＣＰは、両面の銅層１
１以外に、内部に配線層が形成されたものでもよく、例
えば両面の銅層１１を含めて４層、６層の配線層が形成
されたものでもよい。

【００２５】絶縁層１０はエポキシ樹脂、フェノール樹
脂、ポリイミド樹脂などの熱硬化性樹脂、反応硬化性樹
脂、耐熱性樹脂が樹脂成分として使用され、更にそれを
マトリックスとして補強相を有していてもよい。かかる
補強相としてはガラス繊維、セラミック繊維、アラミド
等の耐熱性繊維などが挙げられる。

【００２６】絶縁層１０の両面の銅層１１は、銅又は銅
を含む合金など何れでもよく、その厚みは例えば５〜１
００μｍ程度である。但し、本発明のように、銅層１１
の厚みを薄く制御することを目的とする場合、５〜２０
μｍが有効となる。本発明では、例えば厚さ１８μｍの
銅箔が積層された両面銅張積層板ＣＰを用いると、厚さ
１８μｍ±２μｍに制御することも可能である。なお、
絶縁層１０の厚みは製品となる多層配線基板の面積、形
状、層数にもよるが、５０〜２０００μｍ程度である。

【００２７】両面銅張積層板ＣＰの両表面に形成される
保護金属層１２は、銅のエッチング時に耐性を有するも
のである。保護金属層１２を構成する金属としては、例
えば金、銀、亜鉛、パラジウム、ルテニウム、ニッケ
ル、ロジウム、鉛−錫系はんだ合金、又はニッケル−金
合金が挙げられるが、エッチングによる選択的な除去が
行え、コスト的にも有利なニッケルが好ましい。

【００２８】保護金属層１２は、両面銅張積層板ＣＰの
両表面に、電解メッキ、無電解メッキなどのメッキ法、
蒸着、スパッタリング、クラッドなどで形成することが
可能である。保護金属層１２としては、特にニッケルが
電解メッキにより形成されているものが好ましい。

【００２９】保護金属層１２の厚みは、１〜４０μｍ、
特に３〜２０μｍが好ましい。この厚みが薄すぎると、
バリヤー機能を十分果たしにくく、厚みが厚すぎると、
エッチングで除去するのに時間がかかり、材料コスト面
からも不利になる。なお、保護金属層１２は、後にパタ
ーン形成される部分に少なくとも設けられていればよ
い。

【００３０】貫通孔２０を形成する方法として、ドリリ
ング、パンチ、レーザー等用いることができ、レーザを
用いる場合には貫通孔２０を形成する位置に、予めエッ
チングなどで開口部分を設けておいてもよい。また、必
要に応じて、スミア除去などが行われる。貫通孔２０の
内径は１００μｍ〜１０ｍｍが一般的であるが、スルホ
ールメッキが可能であれば、何れの内径でもよい。

【００３１】本発明の（１ｂ）工程は、図１（３）に示
すように、貫通孔２０を形成した積層板に銅のメッキを
施して、少なくとも貫通孔２０内にメッキスルーホール
１３ｂを形成するものである。本実施形態では、特にメ
ッキレジストなどを設けずに、積層板の全面にメッキす
る例を示す。これにより、メッキスルーホール１３ｂと
表面部１３ａを有する銅メッキ層１３が形成できる。メ
ッキスルーホール１３ｂの厚みは、１０〜１００μｍが
好ましい。メッキスルーホール１３ｂを介して放熱を行
う場合、更に厚い（例えば１００μｍ〜３ｍｍ以下）メ
ッキ厚とすることも可能である。

【００３２】メッキスルーホール１３ｂのメッキ方法
は、従来公知のメッキ方法を何れも使用可能である。一
般的に、貫通孔２０内の特に絶縁層１０の内周面は、銅
メッキしにくいため、触媒化処理してから、無電解銅メ
ッキ、必要により電解銅メッキなどが施される。無電解
メッキを行う際のメッキ液は、各種金属に対応して周知
であり、各種のものが市販されている。一般的には、液
組成として、金属イオン源、アルカリ源、還元剤、キレ
ート剤、安定剤などを含有する。なお、触媒化処理は、
パラジウム等のメッキ触媒を沈着させればよい。

【００３３】電解メッキも、周知の方法で行うことがで
きるが、一般的には、無電解メッキしたものをメッキ浴
内に浸漬しながら、無電解銅メッキ層を陰極とし、メッ
キする金属の金属イオン補給源を陽極として、電気分解
反応により陰極側に金属を析出させることにより行われ
る。なお、無電解メッキの代わりに他の導電化処理を行
ってもよい。

【００３４】本発明の（１ｃ）工程は、図１（４）に示
すように、上記のメッキスルーホール１３ｂの内部に充
填材料２１を充填するものである。充填材料２１として
は、導電性を有するものでもよく、例えば銀、銅などの
金属粉末を含有する導電性ペースト、メッキ形成した
銅、錫などの金属体などを用いてもよい。絶縁性の充填
材料２１としては、熱硬化性樹脂、耐熱性樹脂、熱可塑
性樹脂、セラミックスなどが挙げられる。なかでもエポ
キシ樹脂を主成分とする熱硬化性樹脂を用いると、熱収
縮性が少ないために良好な充填が行える。

【００３５】特に、本発明のメッキスルーホールの形成
方法が、絶縁層の厚みが高精度に制御されることが要求
される高周波用配線基板に適用される場合、充填材料２
１は、導電性を有するものが好ましい。

【００３６】充填の方法としては、スクリーン印刷、メ
タルマスクを介して液状の樹脂を貫通孔内に注入し、加
熱等により樹脂液を硬化させる方法、国際公開番号ＷＯ
００／３０４１９号に開示された方法などを利用するこ
とができる。充填材料２１は、充填直後、あるいは何れ
かの基板製造工程で固化又は硬化される。

【００３７】充填材料２１の充填高さは、銅層１１の高
さ以上、好ましくは保護金属層１２の高さ以上、より好
ましくは銅メッキ層１３の表面部１３ａと略同じ高さで
あるのが好ましい。充填材料２１が表面部１３ａの表面
に残存すると、次のエッチング工程を阻害する場合があ
るので、充填材料２１の充填後に充填材料２１の表面部
１３ａが貫通孔２０の周囲で露出していることが好まし
い。このため、銅メッキ層１３の表面部１３ａに残存す
る充填材料２１を除去する工程を追加してもよく、除去
方法としては、バフ研磨、サンドブラスト処理、薬剤剥
離などが挙げられる。

【００３８】本発明の（１ｄ）工程は、図２（５）に示
すように、充填後の積層板をエッチングして露出する銅
メッキ層１３を除去するものである。これにより、主に
銅メッキ層１３の表面部１３ａが除去され、メッキスル
ーホール１３ｂが残存することになる。また、充填材料
２１の表面部２１ａが若干突出した状態となる。

【００３９】エッチングは、銅又は銅合金が選択的にエ
ッチング可能なエッチング液で行われ、市販のアルカリ
エッチング液、過硫酸アンモニウム、過酸化水素／硫酸
等が使用できる。エッチングは浸漬やエッチング液のス
プレー塗布で行うことができる。

【００４０】本発明の（１ｅ）工程は、図２（６）に示
すように、除去後の積層板の保護金属層１２を選択的に
エッチングするものである。これにより、充填材料２１
の表面部２１ａ側に加えて、メッキスルーホール１３ｂ
が若干突出した状態となる。

【００４１】選択的なエッチングの方法としては、（１
ｄ）工程とは異なるエッチング液を用いたエッチング方
法が挙げられるが、塩化物エッチング液を用いると金属
系レジスト及び銅の両者が浸食されるため、その他のエ
ッチング液を用いるのが好ましい。具体的には、保護金
属層１２が前記の金属である場合、はんだ剥離用として
市販されている、硝酸系、硫酸系、シアン系などの酸系
のエッチング液等を用いるのが好ましい。

【００４２】本発明では、図２（７）に示すように、前
記（１ｅ）工程の後に、メッキスルーホール１３ｂと充
填材料２１の突出部を平坦化する（１ｆ）工程を有する
のが好ましい。平坦化は、ダイヤモンド製等の硬質刃を
回転板の半径方向に複数配置した硬質回転刃を有する研
削装置を使用する方法が挙げられ、当該硬質回転刃を回
転させながら、固定支持された配線基板の上面に沿って
移動させることによって、上面を平坦化することができ
る。また、ベルトサンダ、バフ研磨等により軽く研磨す
る方法などが挙げられる。

【００４３】以上の製造工程によって、充填材料２１が
充填されたメッキスルーホール１３ｂによって、両面の
銅層１１が層間接続された両面銅張積層板が製造でき
る。このような両面銅張積層板は、エッチングによりパ
ターン形成され、両面配線基板、又は多層配線基板のコ
ア基板もしくは積層用両面配線基板などに使用すること
ができる。パターン形成は、フォトリソグラフィ技術を
用いて所定のマスクを形成し、エッチング処理すること
によって、所定のパターンを持った配線層を形成するこ
とができる。

【００４４】［他の実施形態］以下、本発明の他の実施
形態について説明する。

【００４５】（１）前述の実施形態では、両面銅張積層
板ＣＰとして、パターン形成されていないものを用いる
例を示したが、本発明では、図３（１）〜図４（７）に
示すように、予めパターン形成された両面銅張積層板Ｃ
Ｐを用いてもよい。以下、その場合のメッキスルーホー
ルの形成方法について、前述の実施形態と相違する部分
を説明する。

【００４６】先ず、図３（１）に示すような、予めパタ
ーン形成された両面銅張積層板ＣＰの両面に、銅のエッ
チング時に耐性を有する保護金属層１２が形成された積
層板を用意する。両面銅張積層板ＣＰのパターン形成
は、パネルメッキ法やパターンメッキ法など従来公知の
方法が何れも採用できる。

【００４７】保護金属層１２の形成は、無電解メッキな
どのメッキ法、蒸着、スパッタリング、これらと電解メ
ッキの組合せなどにより行うことができる。また、全面
に無電解メッキを行って下地導電層を形成して導電化処
理をしておき、保護金属層１２のエッチング後に、非パ
ターン部に残存する下地導電層をソフトエッチングで除
去する方法を利用してもよい。

【００４８】その後の工程は、図３（２）〜図４（７）
に示すように、前述の実施形態と同様にして行うことが
できる。これによって、図４（７）に示すように、元の
配線パターンがそのまま維持された状態で、充填材料２
１が充填されたメッキスルーホール１３ｂによって、両
面の銅層１１（配線パターン）が層間接続された両面銅
張積層板が製造できる。

【００４９】（２）前述の実施形態では、銅層又は配線
層が２層積層された両面銅張積層板ＣＰを用いる例を示
したが、本発明では、本発明の両面銅張積層板ＣＰは、
両面の銅層１１以外に、内部に配線層が形成されたもの
でもよい。このような両面銅張積層板ＣＰとしては、例
えば両面の銅層を含めて４層、６層の配線層（銅層を含
む）が形成されたものでもよい。このような多層の両面
銅張積層板ＣＰは、複数の両面配線基板を接着性のドラ
イフィルムや接着剤によって、積層一体化したものが挙
げられる。

【００５０】（３）前述の実施形態では、保護金属層の
表面の全面に銅メッキする例を示したが、本発明では、
メッキレジストなどを設けて、貫通孔の内周面２０ａと
その周辺のみに銅メッキを行ってもよい。メッキレジス
トとしては、フォトリソグラフィ技術を用いて所定のレ
ジストを形成するなどすればよい。（４）前述の実施形態では、保護層が銅のエッチング時
に耐性を有する金属からなる保護金属層である例を示し
たが、保護層は、金属に限らず、樹脂層やセラミック層
などでもよい。樹脂層を設ける場合、樹脂の原料液の塗
布、接着性樹脂シートの接着、粘着層を有する樹脂シー
トの貼着などが可能である。

【００５１】（５）前述の実施形態では、図１（４）に
示すように、メッキスルーホール１３ｂの内部に充填材
料２１を充填した後、引き続いて充填後の積層板をエッ
チングする例を示したが、充填材料２１が充填後に盛り
上がった部分が存在する場合、これを研磨又は研削して
除去してもよい。その際、盛り上がった部分だけでな
く、周囲の表面部１３ａの銅メッキ層１３も研磨等され
易く、これによって表面部１３ａの厚みが不均一化し易
い。しかし、本発明では表面部１３ａは、後の工程で除
去されるため、絶縁層１０の表面の銅層１１の厚み制御
に、表面部１３ａの厚みの不均一化は影響しない。

【００５２】（多層配線基板の製造方法）本発明の多層
配線基板の製造方法は、図５（１）〜（２）に示すよう
に、銅のエッチング時に耐性を有する保護金属層１２を
パターン形成された両面銅張積層板ＣＰの両表面に形成
する（２ａ）工程を含む。両面銅張積層板ＣＰのパター
ン形成は、パネルメッキ法やパターンメッキ法など従来
公知の方法が何れも採用できる。

【００５３】保護金属層１２の形成は、無電解メッキな
どのメッキ法、蒸着、スパッタリング、これらと電解メ
ッキの組合せなどにより行うことができる。また、全面
に無電解メッキを行って下地導電層を形成して導電化処
理をしておき、保護金属層１２のエッチング後に、非パ
ターン部に残存する下地導電層をソフトエッチングで除
去する方法を利用してもよい。

【００５４】保護金属層１２を構成する金属としては、
例えば金、銀、亜鉛、パラジウム、ルテニウム、ニッケ
ル、ロジウム、鉛−錫系はんだ合金、又はニッケル−金
合金が挙げられるが、エッチングによる選択的な除去が
行え、コスト的にも有利なニッケルが好ましい。

【００５５】保護金属層１２の厚みは、１〜４０μｍ、
特に２〜２０μｍが好ましい。この厚みが薄すぎると、
バリヤー機能を十分果たしにくく、厚みが厚すぎると、
エッチングで除去するのに時間がかかり、材料コスト面
からも不利になる。なお、両面銅張積層板ＣＰを構成す
る絶縁層１０、銅層１１などは、前述のメッキスルーホ
ールの形成方法で説明した通りである。

【００５６】本発明の多層配線基板の製造方法は、図５
（４）に示すように、少なくとも前記（２ａ）工程を経
た積層板の所定の位置に貫通孔２０を形成する（２ｂ）
工程を含む。本実施形態では、図５（３）に示すよう
に、前記（２ａ）工程と（２ｂ）工程との間に、銅の電
解メッキを行って前記保護金属層１２の両表面に電解銅
メッキ層３０を形成する例を示す。

【００５７】電解メッキは、周知の方法で行うことがで
きるが、一般的には保護金属層１２を有する積層体をメ
ッキ浴内に浸漬しながら、保護金属層１２を陰極とし、
メッキする金属の金属イオン補給源を陽極として、電気
分解反応により陰極側に金属を析出させることにより行
われる。

【００５８】貫通孔２０を形成する方法として、ドリリ
ング、パンチ、レーザー等用いることができ、レーザを
用いる場合には貫通孔２０を形成する位置に、予めエッ
チングなどで開口部分を設けておいてもよい。また、必
要に応じて、スミア除去などが行われる。貫通孔２０の
内径は１００μｍ〜１０ｍｍが一般的であるが、スルホ
ールメッキが可能であれば、何れの内径でもよい。

【００５９】本発明の多層配線基板の製造方法は、図６
（５）に示すように、その積層板の貫通孔２０内と両表
面とに銅のメッキを施して第１銅メッキ層１３を形成す
る（２ｃ）工程を含む。これにより、メッキスルーホー
ル１３ｂと表面部１３ａを有する第１銅メッキ層１３が
形成できる。メッキスルーホール１３ｂの厚みは、１０
〜１００μｍが好ましい。

【００６０】メッキスルーホール１３ｂのメッキ方法
は、従来公知のメッキ方法を何れも使用可能である。一
般的に、貫通孔２０内の特に絶縁層１０の内周面は、銅
メッキしにくいため、触媒化処理してから、無電解銅メ
ッキ、必要により電解銅メッキなどが施される。無電解
メッキを行う際のメッキ液は、各種金属に対応して周知
であり、各種のものが市販されている。一般的には、液
組成として、金属イオン源、アルカリ源、還元剤、キレ
ート剤、安定剤などを含有する。なお、触媒化処理は、
パラジウム等のメッキ触媒を沈着させればよい。

【００６１】電解メッキも、周知の方法で行うことがで
きるが、一般的には、無電解メッキしたものをメッキ浴
内に浸漬しながら、無電解銅メッキ層を陰極とし、メッ
キする金属の金属イオン補給源を陽極として、電気分解
反応により陰極側に金属を析出させることにより行われ
る。なお、無電解メッキの代わりに他の導電化処理を行
ってもよい。

【００６２】本発明の多層配線基板の製造方法は、図６
（６）に示すように、形成されたメッキスルーホール１
３ｂの内部に充填材料２１を充填する（２ｄ）工程を含
む。充填材料２１としては、導電性を有するものでもよ
いが、本実施形態では導電性を有しない例を示す。絶縁
性の充填材料２１としては、熱硬化性樹脂、耐熱性樹
脂、熱可塑性樹脂が挙げられる。なかでもエポキシ樹脂
を主成分とする熱硬化性樹脂を用いると、熱収縮性が少
ないために良好な充填が行える。

【００６３】充填の方法としては、スクリーン印刷、メ
タルマスクを介して液状の樹脂を貫通孔内に注入し、加
熱等により樹脂液を硬化させる方法、国際公開番号ＷＯ
００／３０４１９号に開示された方法などを利用するこ
とができる。充填材料２１は、充填直後、あるいは何れ
かの基板製造工程で固化又は硬化される。

【００６４】充填材料２１の充填高さは、銅層１１の高
さ以上、好ましくは保護金属層１２の高さ以上、より好
ましくは第１銅メッキ層１３の表面部１３ａと略同じ高
さであるのが好ましい。充填材料２１が表面部１３ａの
表面に残存すると、次のエッチング工程を阻害する場合
があるので、充填材料２１の充填後に充填材料２１の表
面部１３ａが貫通孔２０の周囲で露出していることが好
ましい。このため、銅メッキ層１３の表面部１３ａに残
存する充填材料２１を除去する工程を追加してもよく、
除去方法としては、バフ研磨、サンドブラスト処理、薬
剤剥離などが挙げられる。

【００６５】本発明の多層配線基板の製造方法は、図７
（９）に示すように、柱状銅を形成する位置の表面部分
にマスク層３３を形成する（２ｅ）工程を含むが、図６
（７）〜（８）に示すように、銅の無電解メッキと電解
メッキとを順次行って前記第１銅メッキ層１３の両表面
に第２銅メッキ層３１，３２を形成しておくのが好まし
い。銅の無電解メッキと電解メッキとは、上記のような
周知の方法で行うことができる。

【００６６】この無電解メッキにより、図６（７）に示
すように、充填材料２１の表面を含めた全面に第２銅メ
ッキ層３１が形成され、電解メッキにより、図６（８）
に示すように、第２銅メッキ層３１の全面に第２銅メッ
キ層３２が形成される。この第２銅メッキ層３１，３２
の厚みによって、層間接続のための柱状銅の高さを調整
することができる。柱状銅の高さとしては、例えば２０
〜２００μｍ、或いはそれ以上のものが例示される。こ
のようにメッキにより全面に銅の層を形成するため、そ
の層の厚みが略等しくなり、略均一な高さの柱状銅を形
成することができる。

【００６７】マスク層３３の形成方法は何れでもよい
が、本実施形態では、スクリーン印刷により、散点状に
マスク層３３を印刷する例を示す。マスク層３３の個々
の大きさ（面積又は外径等）は、柱状銅の大きさに対応
して決定され、例えば５０〜３００μｍ、或いはそれ以
上の外径を有するものが例示される。このマスク層３３
の個々の形状によって柱状銅の横断面形状を円形、四角
形など何れにも制御することができる。

【００６８】本発明の多層配線基板の製造方法は、図７
（１０）に示すように、マスク層３３を形成した積層板
をエッチングして銅を選択的に除去する（２ｆ）工程を
含む。これにより、メッキスルーホール１３ｂ、及び層
間接続のための柱状銅（１３Ｖ，３０Ｖ〜３２Ｖ）が残
存することになる。また、充填材料２１の表面部２１ａ
が若干突出した状態となる。その際、エッチングによる
浸食量が多過ぎると、形成される柱状銅が小径化（アン
ダーカットの増大）して、後の工程に支障をきたす場合
が生じ、逆に、浸食量が少な過ぎると、非パターン部に
銅が残存して、短絡の原因となる場合が生じる。従っ
て、上記のエッチングによる浸食の程度は、図７（１
０）に示す程度か、或いはこれより多少増減する範囲内
が好ましい。

【００６９】エッチングは、銅又は銅合金が選択的にエ
ッチング可能なエッチング液で行われ、市販のアルカリ
エッチング液、過硫酸アンモニウム、過酸化水素／硫酸
等が使用できる。エッチングは浸漬やエッチング液のス
プレー塗布で行うことができる。

【００７０】本発明の多層配線基板の製造方法は、図７
（１１）に示すように、銅を除去後の積層板の保護金属
層１２を選択的にエッチングする（２ｇ）工程を含む。
これにより、充填材料２１の表面部２１ａ側に加えて、
メッキスルーホール１３ｂが若干突出した状態となる。

【００７１】選択的なエッチングの方法としては、（２
ｆ）工程とは異なるエッチング液を用いたエッチング方
法が挙げられるが、塩化物エッチング液を用いると金属
系レジスト及び銅の両者が浸食されるため、その他のエ
ッチング液を用いるのが好ましい。具体的には、保護金
属層１２が前記の金属である場合、はんだ剥離用として
市販されている、硝酸系、硫酸系、シアン系などの酸系
のエッチング液等を用いるのが好ましい。

【００７２】このエッチングで非パターン部に残存する
下地導電層が残存する場合、これをソフトエッチング等
で除去すればよい。ソフトエッチングを行うのは、柱状
銅や、露出する銅層１１（パターン部）を過度に浸食す
るのを防止するためである。ソフトエッチングの方法と
しては、下地導電層を構成する金属に対するエッチング
液を、低濃度で使用したり、また緩やかなエッチングの
処理条件で使用したりする方法等が挙げられる。

【００７３】本発明では、必要に応じてマスク層３３の
除去を行うが、これは薬剤除去、剥離除去など、マスク
層３３の種類に応じて適宜選択すればよい。例えば、ス
クリーン印刷により形成された感光性のインクである場
合、アルカリ等の薬品にて除去される。

【００７４】次に、図８（１２）に示すように、絶縁層
３４ａを形成するための絶縁材３４の塗布を行う。絶縁
材３４としては、例えば絶縁性が良好で安価な液状ポリ
イミド樹脂等の反応硬化性樹脂を用いることができ、こ
れを各種方法で、柱状銅の高さよりやや厚くなるように
塗布した後、加熱又は光照射等により硬化させればよ
い。塗布方法としては、ホットプレス及び各種コーター
が用いられる。熱接着性のドライフィルムを用いて真空
ラミネート等を行うことも可能である。

【００７５】次に、図８（１３）に示すように、硬化し
た絶縁材３４を研削・研磨等することにより、柱状銅の
高さと略同じ厚さを有する絶縁層３４ａを形成する。研
削の方法としては、ダイヤモンド製等の硬質刃を回転板
の半径方向に複数配置した硬質回転刃を有する研削装置
を使用する方法が挙げられ、当該硬質回転刃を回転させ
ながら、固定支持された配線基板の上面に沿って移動さ
せることによって、上面を平坦化することができる。ま
た、研磨の方法としては、ベルトサンダ、バフ研磨等に
より軽く研磨する方法が挙げられる。

【００７６】次に、図８（１４）に示すように、柱状銅
に一部が導電接続された上層の配線層３５を形成する。
この配線層３５の形成は、下層の配線層である銅層１１
を形成するのと同様の方法で形成することができる。例
えば、フォトリソグラフィ技術を用いて所定のマスクを
形成し、エッチング処理することによって、所定のパタ
ーンを持った配線層３５を形成することができる。

【００７７】以上の工程によると、更に上層に配線層を
形成することにより、例えば６層〜１００層の多層配線
基板を製造することができる。この多層配線基板は、コ
ア基板がメッキスルーホール１３ｂによって層間で導電
接続され、その両面に順次積層される配線層間が柱状銅
で導電接続された構造となる。

【００７８】〔他の実施形態〕以下、本発明の他の実施
形態について説明する。

【００７９】（１）前記の実施形態では、マスク層を印
刷により形成する例を示したが、ドライフィルムレジス
ト等を用いてマスク層を形成してもよい。その場合、ド
ライフィルムレジストの熱圧着、露光、現像が行われ
る。また、マスク層の除去（剥離）には、メチレンクロ
ライドや水酸化ナトリウム等が用いることができる。

【００８０】（２）また、マスク層をメッキ層のエッチ
ング時に耐性を示す金属で形成してもよい。その場合、
保護金属層と同様の金属を使用することができ、パター
ン形成と同様の方法により、所定の位置にマスク層を形
成すればよい。マスク層を金属等の導電体で形成する場
合、それを除去することなく、柱状金属体に導通した上
層の配線層を形成することも可能である。例えば、金属
のマスク層を残したまま、銅箔付きの絶縁材（熱硬化性
樹脂等）を熱プレスして絶縁層を形成すると、金属のマ
スク層と銅箔が導電接続され、銅箔をパターン形成する
ことで上層を配線層を形成することができる。

【００８１】（３）前記の実施形態では、絶縁材を研削
・研磨等することにより、柱状銅の高さと略同じ厚さを
有する絶縁層を形成する例を示したが、絶縁材である樹
脂シートを加熱加圧することにより、柱状銅の高さと略
同じ厚さを有する絶縁層を形成してもよい。その場合、
柱状銅上に薄く残る絶縁性樹脂は、プラズマ処理等によ
って簡単に除去でき、また加熱後に研磨して平坦化する
こともできる。

【００８２】（４）前記の実施形態では、マスク層の除
去を絶縁層を形成する直前に行っている例を示したが、
マスク層の除去工程の順序はこれに限定されず、例え
ば、銅のエッチング工程の直後、下地導電層のソフトエ
ッチング工程の直後、あるいは、絶縁材を研削・研磨等
する際に、マスク層の除去を行ってもよい。

【００８３】（５）前記の実施形態では（２ａ）工程と
（２ｂ）工程との間に、銅の電解メッキを行って保護金
属層の両表面に電解銅メッキ層を形成する例を示した
が、電解銅メッキ層を形成せずに、直接第１銅メッキ層
を形成してもよい。

【００８４】（６）前記の実施形態では、銅の無電解メ
ッキと電解メッキとを順次行って第１銅メッキ層の両表
面に第２銅メッキ層を形成しておく例を示したが、前記
（２ｄ）工程と（２ｅ）工程との間に、銅の電解メッキ
を行って第１銅メッキ層の両表面に第２銅メッキ層を形
成しておいてもよい。このとき、充填材料が導電性であ
れば、全面に第２銅メッキ層を形成することができる
が、充填材料が導電性でない場合、充填材料の表面には
直接第２銅メッキ層が成長しない。この場合でもメッキ
スルーホールの直上に柱状銅を形成する必要がなければ
特に問題はない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のメッキスルーホールの形成方法の一例
を示す工程図（１）〜（４）

【図２】本発明のメッキスルーホールの形成方法の一例
を示す工程図（５）〜（７）

【図３】本発明のメッキスルーホールの形成方法の他の
例を示す工程図（１）〜（４）

【図４】本発明のメッキスルーホールの形成方法の他の
例を示す工程図（５）〜（７）

【図５】本発明の多層配線基板の製造方法の一例を示す
工程図（１）〜（４）

【図６】本発明の多層配線基板の製造方法の一例を示す
工程図（５）〜（８）

【図７】本発明の多層配線基板の製造方法の一例を示す
工程図（９）〜（１１）

【図８】本発明の多層配線基板の製造方法の一例を示す
工程図（１２）〜（１４）

【符号の説明】

１０絶縁層１１銅層１２保護金属層（保護層）１３銅メッキ層（第１銅メッキ層）１３ｂメッキスルーホール２０貫通孔２１充填材料３０電解メッキ層３１第２銅メッキ層（無電解メッキ）３２第２銅メッキ層（電解メッキ）３３マスク層ＣＰ両面銅張積層板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０５Ｋ 3/46 Ｈ０５Ｋ 3/46 ＢＮＦターム(参考） 4K024 AA03 AA09 AB04 BA11 BB11 DB10 FA05 GA02 4K057 WA11 WB04 WE03 WE21 WE25 WM03 WM04 WN01 5E317 AA24 BB01 BB12 BB13 BB14 BB15 BB18 CC25 CC32 CC33 CD12 CD25 GG14 GG20 5E346 AA15 AA32 AA43 CC01 CC32 CC37 CC38 CC39 CC57 CC58 DD25 DD32 DD48 FF15 FF24 GG15 GG17 GG22 GG28 HH07 HH11 HH17 HH25 HH26

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（１ａ）銅のエッチング時に耐性を有す
る保護層が両面銅張積層板の両表面に形成された積層板
に、貫通孔を形成する工程、（１ｂ）その積層板に銅の
メッキを施して、少なくとも前記貫通孔内にメッキスル
ーホールを形成する工程、（１ｃ）そのメッキスルーホ
ールの内部に充填材料を充填する工程、（１ｄ）充填後
の積層板をエッチングして露出する銅メッキ層を除去す
る工程、及び（１ｅ）除去後の積層板の前記保護層を除
去する工程を含むメッキスルーホールの形成方法。
【請求項２】前記（１ｅ）工程の後に、前記メッキス
ルーホールと前記充填材料の突出部を平坦化する（１
ｆ）工程を有する請求項１記載のメッキスルーホールの
形成方法。
【請求項３】前記（１ａ）工程の前記保護層が、両面
銅張積層板の両表面に電解メッキにより形成されている
保護金属層であり、前記（１ｅ）工程でその保護金属層
を選択的にエッチングする請求項１又は２に記載のメッ
キスルーホールの形成方法。
【請求項４】（２ａ）銅のエッチング時に耐性を有す
る保護金属層をパターン形成された両面銅張積層板の両
表面に形成する工程、（２ｂ）少なくとも前記（２ａ）
工程を経た積層板の所定の位置に貫通孔を形成する工
程、（２ｃ）その積層板の貫通孔内と両表面とに銅のメ
ッキを施して第１銅メッキ層を形成する工程、（２ｄ）
形成されたメッキスルーホールの内部に充填材料を充填
する工程、（２ｅ）柱状銅を形成する位置の表面部分に
マスク層を形成する工程、（２ｆ）マスク層を形成した
積層板をエッチングして銅を選択的に除去する工程、及
び（２ｇ）除去後の積層板の前記保護金属層を選択的に
エッチングする工程を含む多層配線基板の製造方法。
【請求項５】前記（２ａ）工程の保護金属層がニッケ
ルで形成されると共に、前記（２ａ）工程と（２ｂ）工
程との間に、銅の電解メッキを行って前記保護金属層の
両表面に電解銅メッキ層を形成しておく請求項４記載の
多層配線基板の製造方法。
【請求項６】前記（２ｄ）工程と（２ｅ）工程との間
に、銅の電解メッキを行って前記第１銅メッキ層の両表
面に第２銅メッキ層を形成しておく請求項４又は５に記
載の多層配線基板の製造方法。
【請求項７】前記（２ｄ）工程と（２ｅ）工程との間
に、銅の無電解メッキと電解メッキとを順次行って前記
第１銅メッキ層の両表面に第２銅メッキ層を形成してお
く請求項４又は５に記載の多層配線基板の製造方法。