JP2004022623A

JP2004022623A - 配線基板の製造方法

Info

Publication number: JP2004022623A
Application number: JP2002172273A
Authority: JP
Inventors: Kenji Yanagisawa; 柳沢　賢司
Original assignee: Shinko Electric Industries Co Ltd
Current assignee: Shinko Electric Industries Co Ltd
Priority date: 2002-06-13
Filing date: 2002-06-13
Publication date: 2004-01-22

Abstract

【課題】光造形法を配線基板の製造に効果的に適用して、容易に配線基板を製造可能とする。
【解決手段】電気的絶縁層と配線層とを積層してなる配線基板の製造方法において、光硬化樹脂として絶縁性液状樹脂１０を用いる光造形法により、前記電気的絶縁層を形成する工程と、光硬化樹脂として導電性液状樹脂１２を用いる光造形法により、導電性液状樹脂１２に光照射して配線パターンとなる部位を光硬化させ、光硬化した部位以外の導電性液状樹脂を除去して前記配線層の配線パターンを形成する工程とを備えることを特徴とする。
【選択図】　　　　　図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は配線基板の製造方法に関し、より詳細には、光造形法を利用して配線基板を製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光造形法は光硬化性樹脂を所定形状の層状に硬化させ、硬化層を順次積層することによって所要の立体形状を形成するものである。
この光造形法を半導体装置の配線基板の製造に利用する方法がいくつか提案されている。たとえば、特開平１０−１２９９５号公報には、光造形法により造形品を形成し、造形品の表面にめっきを施し、造形品の表面に形成されためっきを所定のパターンにエッチングすることによって造形品の表面に回路パターンを形成する方法が記載されている。また、特開２０００−５９００５号公報には、表面に銅箔が被着された銅張り基板の表面に、配線パターンのデータに基づいて液状樹脂を硬化させてエッチング用の被覆パターンを形成し、被覆パターンをマスクとして銅箔をエッチングすることにより基板の表面に所要の配線パターンを形成する方法が記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、光造形法で使用する光硬化性樹脂には電気的な絶縁材料が使用されるから、導体部を備える配線基板の製造に光造形法を利用する場合は、光造形プロセスとは別に、導体部を形成するためのめっきを施したり、導体部をエッチングして所定の配線パターンを形成したりするといった別の製造装置が必要となり、製造プロセスが複雑になるという課題があった。
【０００４】
そこで、本発明は、これらの課題を解決すべくなされたものであり、光造形装置のみを使用して電気的絶縁層と配線層とを形成することを可能とし、製造プロセスを簡素化して、効率的に配線基板を製造することができる光造形法を利用した配線基板の製造方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は次の構成を備える。
すなわち、電気的絶縁層と配線層とを積層してなる配線基板の製造方法において、光硬化樹脂として絶縁性液状樹脂を用いる光造形法により、前記電気的絶縁層を形成する工程と、光硬化樹脂として導電性液状樹脂を用いる光造形法により、導電性液状樹脂に光照射して配線パターンとなる部位を光硬化させ、光硬化した部位以外の導電性液状樹脂を除去して配線層の配線パターンを形成する工程とを備えることを特徴とする。
【０００６】
また、前記絶縁性液状樹脂に光照射して電気的絶縁層を形成する際に、層間で配線パターンを電気的に接続するビアを形成する部位については光照射領域から除いて光照射し、電気的絶縁層を形成した後、当該電気的絶縁層の絶縁性液状樹脂を除去することにより、電気的絶縁層にビア穴を形成することを特徴とする。電気的絶縁層を形成した後、絶縁性液状樹脂を除去することによって底面に配線パターンが露出するビア穴を形成することができる。
また、前記ビア穴を形成した電気的絶縁層の表面を導電性液状樹脂により被覆し、前記導電性液状樹脂に光照射して、前記ビア穴内にビアを形成するとともに、前記電気的絶縁層の表面に配線パターンを形成することを特徴とする。
また、前記導電性液状樹脂として、電気的絶縁性を有する液状樹脂にアルミニウム粉末等の金属粉末を添加したものを使用することを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１〜３は本発明に係る配線基板の製造方法によって配線基板を形成する製造工程と、この製造方法で使用する光造形装置の概略構成を示す説明図である。
本実施形態の配線基板の製造方法に使用する光造形装置は、図１に示すように、絶縁性液状樹脂１０を貯溜する第１の貯溜槽２０ａと、導電性液状樹脂１２を貯溜する第２の貯溜槽２０ｂを備える２槽構造からなる。
同図で、１４は被加工品をセットするテーブル、１６はテーブル１４を移動操作する移動制御部である。この移動制御部１６はテーブル１４を第１の貯溜槽２０ａと第２の貯溜槽２０ｂとの間を搬送制御し、各槽でテーブル１４を所定の高さに位置制御する。
【０００８】
１８ａは絶縁性液状樹脂１０あるいは導電性液状樹脂１２にこれらの液状樹脂を硬化させる紫外線光を照射するレーザ照射装置である。レーザ照射装置１８ａは位置制御部（不図示）により水平面内においてＸ−Ｙ方向に任意に移動可能であり、位置制御データに基づいて被加工品に紫外線光を照射する。
なお、絶縁性液状樹脂１０は配線基板の電気的絶縁層を形成するためのものであり、導電性液状樹脂１２は配線基板の配線層（導体部）を形成するためのものである。いずれの液状樹脂も、レーザ照射装置１８ａからの紫外線光が照射された部位のみが硬化する。
【０００９】
絶縁性液状樹脂には、紫外線硬化用樹脂として一般に使用されているウレタン系等の電気的絶縁性を有する紫外線硬化樹脂が使用される。
一方、導電性液状樹脂は、配線基板の導体部（配線パターン）を形成するためのものであり、硬化した状態で一定の導電性を有する樹脂が使用される。導電性性液状樹脂としては、ウレタン系等の電気的絶縁性を有する紫外線硬化樹脂にアルミニウム粉末、銅粉末、タングステン粉末等の金属粉末を添加したものが使用できる。紫外線硬化樹脂にこれらの金属粉末を添加することにより、光硬化した導電性樹脂は一定の導電性を得ることができる。現在、導電性液状樹脂を用いて０．３Ω／ｃｍ程度の抵抗値の導電部が得られている。
【００１０】
図１は、テーブル１４を絶縁性液状樹脂１０を貯溜した第１の貯溜槽２０ａにセットして、第１の貯溜槽２０ａにおいて光造形操作を行っている状態を示す。光造形操作は、テーブル１４の表面を絶縁性液状樹脂１０の液面からわずかに沈め、レーザ照射装置１８ａから紫外線光を絶縁性液状樹脂１０に照射することによって行う。
テーブル１４の表面を被覆する絶縁性液状樹脂１０の厚さが第１層目の電気的絶縁層の厚さを規定するから、電気的絶縁層の厚さに合わせてテーブル１４を絶縁性液状樹脂１０の液面から沈める深さを調節する。テーブル１４の表面を絶縁性液状樹脂１０によって覆った後、テーブル１４の表面上でスライドバーを移動させ、テーブル１４の表面を覆っている絶縁性液状樹脂１０を平坦状にならし、テーブル１４の表面を被覆する絶縁性液状樹脂１０の厚さを均一にする。これによって、電気的絶縁層の厚さを均一にすることができる。
実施形態ではテーブル１４のほぼ全面にわたって紫外線光を照射して、平板状の第１の電気的絶縁層を形成する。
【００１１】
図２は、第１層目の電気的絶縁層を形成した後、テーブル１４を導電性液状樹脂１２が貯溜されている第２の貯溜槽２０ｂに移動し、第２の貯溜槽２０ｂで光造形操作を行っている状態を示す。
第２の貯溜槽２０ａでは、第１層目の電気的絶縁層の表面全体が導電性液状樹脂１２によって被覆される深さにテーブル１４を沈め、テーブル１４上の導電性液状樹脂１２に紫外線光を照射し光造形法によって配線層（導体部）を形成する。導電性液状樹脂１２も絶縁性液状樹脂１０と同様に、レーザ照射装置１８ｂからレーザ光が照射された部位のみが硬化し、導電性液状樹脂１２が硬化された部位が配線パターンとなる。したがって、電気的絶縁層の表面に形成する配線パターンにしたがってレーザ照射装置１８ｂを移動させ、レーザ光によって配線パターンを描くようにすることにより任意の配線パターンを形成することができる。レーザ照射装置１８ａから照射されるレーザ光によれば、０．２ｍｍ程度の幅で配線パターンを形成することが可能である。
【００１２】
配線パターンの厚さは第１層目の電気的絶縁層を被覆する導電性液状樹脂１２の厚さによって規定されるから、テーブル１４の液面からの沈み量を調節してテーブル１４の表面の導電性液状樹脂１２の厚さを制御する。第１層目の電気的絶縁層と同様に、スライドバーによって導電性液状樹脂１２の表面が平坦面になるようにならしてから、レーザ照射装置１８ｂによって光照射する。
なお、レーザ照射装置１８ｂは第１の貯溜槽２０ａと第２の貯溜槽２０ｂとに各々設置して、各々の貯溜槽で個別にレーザ照射処理ができるようにしてもよいし、１台のレーザ照射装置を第１の貯溜槽２０ａと第２の貯溜槽２０ｂとの間を移動させて共通に使用してもよい。各々の貯溜槽に別個にレーザ照射装置を設置した場合は、個別にレーザ照射処理ができることから処理効率を上げることができる。
【００１３】
なお、第１の貯溜槽２０ａから第２の貯溜槽２０ｂにテーブル１４を移動させる際には、第１の貯溜槽２０ａからテーブル１４を引き上げ、テーブル１４上に残留している絶縁性液状樹脂１０をテーブル１４上から除去した後、第２の貯溜槽２０ｂに移送する。同様に、第２の貯溜槽２０ｂからテーブル１４を第１の貯溜槽２０ａに移動させる際も、テーブル１４上に残留している導電性液状樹脂１２を除去した後に、第１の貯溜槽２０ａに移送する。絶縁性液状樹脂１０や導電性液状樹脂１２は液体状であるから、硬化していない部分の樹脂はエアブロー等によって簡単に除去することができる。貯溜槽に洗浄槽等を付設しておき、被加工品を洗浄して液状樹脂を除去した後、被加工品を他の槽に移送するように設けることもできる。
このように、異なる液状樹脂を貯溜した第１の貯溜槽２０ａと第２の貯溜槽２０ｂとの間でテーブル１４（被加工品）を移送する際に、不要な液状樹脂を除去して移送するように光造形装置を構成することは容易であり、不要な液状樹脂を除去して他方の貯溜槽に移動する操作を自動化することも容易である。
【００１４】
図３は、第２の貯溜槽２０ｂで配線パターンを形成した後、再度、テーブル１４を第１の貯溜槽２０ａに移送して、第２の電気的絶縁層を形成する光造形操作を行っている状態を示す。
第１層目の電気的絶縁層の表面に形成した配線パターンが絶縁性液状樹脂１０の液面よりも若干沈むようにテーブル１４の高さを制御し、レーザ照射装置１８ａによって配線パターンを被覆する絶縁性液状樹脂１０に紫外線光を照射することによって第２層目の電気的絶縁層を形成することができる。テーブル１４を沈めて配線パターンを絶縁性液状樹脂１０によって覆った後、スライドバーにより絶縁性液状樹脂１０の表面をならし、配線パターンを絶縁性液状樹脂内に埋没させるようにした後、紫外線光を照射して第２層目の電気的絶縁層を形成する。
【００１５】
このように、第１の貯溜槽２０ａと第２の貯溜槽２０ｂの間で被加工品を移送しながら、光造形操作を行うことによって、層間に電気的絶縁層を介して配線層（配線パターン）を積層した配線基板を製造することができる。
図４は、上述した光造形法によって電気的絶縁層と配線層とを形成する際の層構成を拡大して示す説明図である。
図４（ａ）は、基板３０の表面に第１層目の電気的絶縁層３２を形成した状態を示す。第１層目の電気的絶縁層３２は、図１に示すように、絶縁性液状樹脂１０を貯溜した第１の貯溜槽２０ａでの光造形操作によって形成する。絶縁性液状樹脂１０が光硬化し基板３０の表面に所定の厚さに形成されている状態を示す。
【００１６】
図４（ｂ）は、第１層目の電気的絶縁層３２の表面を導電性液状樹脂１２によって被覆した状態を示す。テーブル１４を第２の貯溜槽２０ｂに移送し、テーブル１４を液面から若干沈めた状態である。導電性液状樹脂１２の被覆厚は１００μｍ程度である。
図４（ｃ）は、導電性液状樹脂１２に紫外線光を照射して配線パターンを形成する部位を光硬化させた状態を示す。１２ａがレーザ照射装置１８ｂから紫外線光が照射されて光硬化した部位、１２ｂが液状樹脂の部位である。
図４（ｄ）は、第１層目の電気的絶縁層３２の表面に光硬化樹脂１２ａのみを残して、導電性液状樹脂１２ｂを除去した状態を示す。光硬化樹脂１２ａの部位が配線パターン３４に相当し、第１層目の電気的絶縁層３２の表面に配線パターン３４が形成された状態になる。
【００１７】
図４（ｅ）は、配線パターン３４を被覆するように第２層目の電気的絶縁層３６を形成した状態を示す。上述したように、第２層目の電気的絶縁層３６は、第１の貯溜槽２０ａにおいて、絶縁性液状樹脂１０により配線パターン３４を所定の厚さに被覆し、レーザ照射装置１８ａにより紫外線光を照射して光硬化させることによって形成することができる。
こうして、基板３０上に配線パターン３４を設けた配線基板が得られる。
【００１８】
図５は、配線パターンを電気的絶縁層を介して多層に積層して形成する際に、層間で配線パターンを電気的に接続する方法を示す。
図５（ａ）は、第２層目の電気的絶縁層３６を形成する際に、層間で配線パターン３４を電気的に接続するビアを形成する部位にビア穴３６ａを形成した状態を示す。第２層目の電気的絶縁層３６を形成する際に、ビア穴３６ａを形成する部位については光照射領域から除くことにより、ビアを形成する部位については絶縁性液状樹脂１０が硬化しないから、光照射処理を行った後、絶縁性液状樹脂１０を除去する操作を行うことによって第２層目の電気的絶縁層３６にビア穴３６ａを形成することができる。ビア穴３６ａは、下層の配線パターン３４が底面に露出するように開口した状態に形成される。
【００１９】
図５（ｂ）は、第２層目の電気的絶縁層３６の表面に次層の配線パターンを形成するため、第２の貯溜槽２０ｂにおいて、電気的絶縁層３６の表面を導電性液状樹脂１２によって被覆した状態を示す。
図５（ｃ）は、第２層目の電気的絶縁層３６の表面を被覆する導電性液状樹脂１２にレーザ照射装置１８ｂから配線パターンを形成する部位にしたがって紫外線光を照射し、第２層目の配線パターン３８を形成した状態を示す。導電性液状樹脂１２はビア穴３６ａにも充填されているから、レーザ照射装置１８ｂから形成すべき配線パターンにしたがって紫外線光を照射することにより、ビア穴３６ａの部分が導体部であるビア３８ａとなり、下層の配線パターン３４と第２層目の配線パターン３８とがビア３８ａを介して電気的に接続された状態になる。
【００２０】
図５（ｄ）は、上述した操作と同様に、第２層目の電気的絶縁層３６の表面に絶縁性液状樹脂を用いた光造形法により第３層目の電気的絶縁層４０を形成し、次いで、導電性液状樹脂を用いた光造形法により第３層目の配線パターン４２を形成した状態を示す。第２層目の配線パターン３８と第３層目の配線パターン４２も、第３層目の電気的絶縁層４０に設けたビア４２ａを介して電気的に接続されている。
こうして、層間に電気的絶縁層を配して、配線パターンを層間で電気的に接続した多層の配線基板を得ることができる。
【００２１】
本実施形態の配線基板の製造方法によれば、単一の光造形装置内のみで、電気的絶縁層と配線層（配線パターン）を形成することができ、多層配線基板を製造するような場合であっても煩雑な製造工程によらずに容易に配線基板を製造することができる。
また、配線パターンを形成する場合も、レーザ照射装置による光照射を制御するだけで形成できるから、任意の製品に対応することができる。また、配線パターンの配線幅も０．２ｍｍ程度に形成できることから、微細な配線の配線基板であっても容易に製造することができる等の利点を有する。
【００２２】
なお、上記実施形態においては絶縁性液状樹脂１０と導電性液状樹脂１２を別槽に貯溜した２槽式の光造形装置を使用して配線基板を製造する方法について説明したが、図６に示すような１槽式の光造形装置を使用して配線基板を製造することも可能である。
図６に示す光造形装置では、貯溜槽２０に連通して絶縁性液状樹脂１０を供給する絶縁性樹脂供給部５０と、導電性液状樹脂１２を供給する導電性樹脂供給部５２を設け、絶縁性液状樹脂による光造形操作を行う際には、絶縁性樹脂供給部５０から絶縁性液状樹脂１０を貯溜槽２０に供給し、導電性液状樹脂による光造形操作を行う際には導電性樹脂供給部５２から導電性液状樹脂１２を貯溜槽２０に供給して光造形操作を行う。
【００２３】
絶縁性樹脂供給部５０と導電性樹脂供給部５２は、絶縁性液状樹脂１０と導電性液状樹脂１２を給排する操作を行う給排制御部を備え、所要の光造形操作ごとに絶縁性液状樹脂１０あるいは導電性液状樹脂１２を適宜貯溜槽２０に給排して光造形処理を行う。本実施形態の光造形装置の場合は、従来の光造形装置で使用しているレーザ照射装置１８、テーブル１４を昇降移動させる移動制御部１６をそのまま利用して配線基板を製造することができるという利点がある。本実施形態の光造形装置を用いて配線基板を形成する方法も上述した２槽式の光造形装置による場合とまったく同様である。
【００２４】
【発明の効果】
本発明に係る配線基板の製造方法によれば、上述したように、光造形法によって電気的絶縁層と配線層をともに形成するから、光造形法を配線基板の製造に効果的に適用して、配線基板を容易に製造することができる。また、既存の光造形装置を配線基板の製造に好適に利用することができる等の著効を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】光造形装置の主要構成と光造形法により電気的絶縁層を形成する方法を示す説明図である。
【図２】光造形法により配線層を形成する方法を示す説明図である。
【図３】光造形法により電気的絶縁層を形成する方法を示す説明図である。
【図４】光造形法により電気的絶縁層と配線層とを形成する方法を示す説明図である。
【図５】配線層を積層して形成する方法を示す説明図である。
【図６】配線基板を製造する光造形装置の他の構成を示す説明図である。
【符号の説明】
１０　絶縁性液状樹脂
１２　導電性液状樹脂
１２ａ　光硬化樹脂
１４　テーブル
１６　移動制御部
１８、１８ａ、１８ｂ　レーザ照射装置
２０、２０ａ、２０ｂ　貯溜槽
３０　基板
３２、３６、４０　電気的絶縁層
３４、３８、４２　配線パターン
３６ａ　ビア穴
３８ａ、４２ａ　ビア
５０　絶縁性樹脂供給部
５２　導電性樹脂供給部

Claims

電気的絶縁層と配線層とを積層してなる配線基板の製造方法において、
光硬化樹脂として絶縁性液状樹脂を用いる光造形法により、前記電気的絶縁層を形成する工程と、
光硬化樹脂として導電性液状樹脂を用いる光造形法により、導電性液状樹脂に光照射して配線パターンとなる部位を光硬化させ、光硬化した部位以外の導電性液状樹脂を除去して配線層の配線パターンを形成する工程とを備えることを特徴とする配線基板の製造方法。
絶縁性液状樹脂に光照射して電気的絶縁層を形成する際に、層間で配線パターンを電気的に接続するビアを形成する部位については光照射領域から除いて光照射し、
電気的絶縁層を形成した後、当該電気的絶縁層の絶縁性液状樹脂を除去することにより、電気的絶縁層にビア穴を形成することを特徴とする請求項１記載の配線基板の製造方法。
ビア穴を形成した電気的絶縁層の表面を導電性液状樹脂により被覆し、
前記導電性液状樹脂に光照射して、前記ビア穴内にビアを形成するとともに、前記電気的絶縁層の表面に配線パターンを形成することを特徴とする請求項２記載の配線基板の製造方法。
導電性液状樹脂として、電気的絶縁性を有する液状樹脂にアルミニウム粉末等の金属粉末を添加したものを使用することを特徴とする請求項１、２または３記載の配線基板の製造方法。