JP2004207339A - 配線基板およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】貫通導体およびビルドアップ配線層に断線が発生することがない配線が可能な配線基板およびその製造方法を提供すること。
【解決手段】ガラスクロスに樹脂を含浸させた芯体１Ａの上下面にこの芯体１Ａよりもレーザ光により分解されやすい樹脂層１Ｂを積層して成る絶縁樹脂板１の上下両面に銅箔２Ａ’・２Ｂ’およびこの銅箔２Ａ’・２Ｂ’を被覆しためっき導体層13から成る配線導体層２Ａ・２Ｂが被着されているとともに、絶縁樹脂板１および銅箔２Ａ’・２Ｂ’を上下に貫通し、かつ樹脂層１Ｂにおいて外側に向けて拡径する複数の貫通孔３がレーザ加工により形成され、この貫通孔３の内面に、上下両面の配線導体層２Ａ・２Ｂ同士を接続する、めっき導体を被着して成る貫通導体４が形成されていることを特徴とする配線基板。
【選択図】 図１
【解決手段】ガラスクロスに樹脂を含浸させた芯体１Ａの上下面にこの芯体１Ａよりもレーザ光により分解されやすい樹脂層１Ｂを積層して成る絶縁樹脂板１の上下両面に銅箔２Ａ’・２Ｂ’およびこの銅箔２Ａ’・２Ｂ’を被覆しためっき導体層13から成る配線導体層２Ａ・２Ｂが被着されているとともに、絶縁樹脂板１および銅箔２Ａ’・２Ｂ’を上下に貫通し、かつ樹脂層１Ｂにおいて外側に向けて拡径する複数の貫通孔３がレーザ加工により形成され、この貫通孔３の内面に、上下両面の配線導体層２Ａ・２Ｂ同士を接続する、めっき導体を被着して成る貫通導体４が形成されていることを特徴とする配線基板。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機材料系の配線基板およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体素子等の電子部品を搭載するための有機材料系の配線基板として、例えばガラス−エポキシ板から成り、その上面から下面にかけて貫通する貫通孔を有する絶縁樹脂板の上下両面に銅箔およびその上に施しためっき導体層から成る配線導体層を被着させるとともに、前記貫通孔の内面に前記上下両面の配線導体層同士を接続するめっき導体から成る貫通導体を被着させて成る配線基板が使用されている。
【０００３】
このような有機材料系の配線基板は、ガラス−エポキシ板から成る絶縁樹脂板の上下両面に銅箔が被着された両面銅張板を準備するとともに、この両面銅張板を上下に貫通する貫通孔をドリル加工により穿孔し、次に前記上下両面の銅箔上および貫通孔内面に銅から成るめっき導体を無電解めっき法および電解めっき法により析出させて前記上下両面の銅箔の上にめっき導体層を被着するとともに貫通孔の内面にめっき導体から成る貫通導体を形成し、次に前記絶縁樹脂板の上下両面に被着された銅箔およびその銅箔に被着しためっき導体層をフォトリソグラフィー技術を採用して部分的にエッチングして配線導体層を形成することによって製作されている。
【０００４】
また、この配線基板の両面にビルドアップ樹脂層およびビルドアップ配線層を形成することによりビルドアップ配線基板が製作される。なお、このような配線基板においては、貫通導体が被着された貫通孔は通常、エポキシ樹脂等の穴埋め樹脂により充填されている。
【０００５】
ところで、このような有機材料系の多層配線基板においては、電子装置の小型・薄型化の要求に対応してその配線密度を高めるために、例えば絶縁樹脂板の厚みを0.2〜１ｍｍ程度、貫通孔の直径を75〜130μｍ程度の小さなものとする試みがなされている。また、このような直径が75〜130μｍ程度の小さな貫通孔を形成するためには、例えばレーザによる穿孔方法が採用される。
【０００６】
【特許文献１】
特開2000−91750号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の有機材料系の配線基板においては、絶縁樹脂板に形成された貫通孔の直径が絶縁樹脂板の上面から下面にかけて略同一で、絶縁樹脂板の上下両面と貫通孔の内面とのなす角度が略直角となっていることから、貫通孔の内面にめっき導体から成る貫通導体を形成する際に、めっき液が貫通孔内に良好に入り込みにくく、そのため貫通導体が貫通孔内に良好に被着されずに、貫通導体を形成するのに長時間を要してしまう、あるいは貫通導体を良好に形成できずに電気的接続信頼性に劣ってしまうという問題点を有していた。
【０００８】
また、例えば絶縁樹脂板の厚みを0.2〜１ｍｍ程度、絶縁樹脂板を貫通する貫通孔の直径を75〜130μｍ程度の小さなものとすると、この貫通孔の内面にめっき導体から成る貫通導体を被着させる際、貫通導体を被着させるためのめっき液が貫通孔内に極端に入り込みにくくなり、そのため貫通導体が良好に被着されずに貫通導体に断線が発生してしまう危険性があるという問題点を有していた。
【０００９】
また、貫通導体と穴埋め樹脂との間で剥離が生じ、この剥離により貫通導体が断線したり、あるいはこの配線基板を用いてビルドアップ配線基板を製作した場合、この剥離が起点となりビルドアップ樹脂層にクラックが生じビルドアップ配線層が断線してしまうという問題点も有していた。
【００１０】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑み案出されたものであり、その目的は、貫通孔内に貫通導体を良好に被着形成できるとともに電気的接続信頼性に優れる配線基板およびその製造方法、さらには絶縁樹脂板の厚みを0.2〜１ｍｍ程度、絶縁樹脂板を貫通する貫通孔の直径を75〜130μｍ程度の小さいものとしても貫通導体に断線が発生することがなく、また貫通導体と穴埋め樹脂間での剥離により生じるクラックでのビルドアップ配線層での断線を発生させない、極めて高密度な配線が可能な配線基板およびその製造方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の配線基板は、ガラスクロスに樹脂を含浸させた芯体の上下面にこの芯体よりもレーザ光により分解されやすい樹脂層を積層して成る絶縁樹脂板の上下両面に銅箔およびこの銅箔を被覆しためっき導体層から成る配線導体層が被着されているとともに、前記絶縁樹脂板および前記銅箔を上下に貫通し、かつ前記樹脂層において外側に向けて拡径する複数の貫通孔がレーザ加工により形成され、この貫通孔の内面に、前記上下両面の配線導体層同士を接続する、めっき導体を被着して成る貫通導体が形成されていることを特徴とするものである。
【００１２】
本発明の配線基板によれば、配線基板を上述の構成としたことから、貫通孔をレーザ加工により形成する際に芯体の上下面に積層された樹脂層が芯体より多く分解されるので、外側に向けて拡径する複数の貫通孔を容易に形成することができるとともに、そのような形状の貫通孔の内部にめっきを充填して貫通導体を形成する際、貫通導体を形成するためのめっき液が貫通孔内に良好に入り込み、その結果、貫通孔の内面に貫通導体が良好に形成され、貫通導体に断線が発生することはない。
【００１３】
また、本発明の配線基板の製造方法は、ガラスクロスに樹脂を含浸させた芯体の上下面にこの芯体よりもレーザ光により分解されやすい樹脂層を積層して成る絶縁樹脂板の上下両面に銅箔が被着された両面銅張板を準備する工程と、次にこの両面銅張板を上下に貫通し、かつ前記樹脂層において外側に向けて拡径する複数の貫通孔をレーザ加工により形成する工程と、次に前記銅箔の表面にめっき導体層を被着させるとともに、前記貫通孔の内面に前記めっき導体を被着して成る貫通導体を形成して前記上下両面の銅箔同士を接続し、次に前記上下両面の銅箔およびこの銅箔に被着した前記めっき導体層をエッチングして配線導体層を形成する工程とを有することを特徴とするものである。
【００１４】
本発明の配線基板の製造方法によれば、上述の構成としたことから、貫通孔をレーザ加工により形成する際に芯体の上下面に積層された樹脂層が芯体より多く分解されるので外側に向けて拡径する複数の貫通孔を容易に形成することができるとともに、そのような形状の貫通孔内に貫通導体を被着させる際、貫通導体を被着させるためのめっき液が貫通孔内に良好に入り込み、その結果、貫通孔の内面に貫通導体が良好に形成され、貫通孔に断線のない配線基板を得ることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の配線基板について添付の図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の配線基板の実施の形態の一例を示す部分断面図である。図１において、１は絶縁樹脂板、２Ａ・２Ｂは配線導体層、３は貫通孔、４は貫通導体、５は穴埋め樹脂であり、主として絶縁樹脂板１の上下両面に配線導体層２Ａ・２Ｂが被着されるとともに貫通孔３の内面に貫通導体４が被着形成されることにより本発明の配線基板が構成されている。なお、本実施例においては、貫通孔３内に穴埋め樹脂５を設けた例を示している。また、本実施例においては、配線基板が直径が75〜130μｍと微細な貫通孔３を有するとともに、厚みが0.2〜0.8ｍｍと薄型のものである場合の例を示している。
【００１６】
絶縁樹脂板１は、本発明の配線基板のコア部材として機能し、例えばガラスクロス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樹脂を含浸させた芯体１Ａの上下面に、芯体１Ａよりもレーザにより分解されやすい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から成る樹脂層１Ｂを積層して成る厚みが0.2〜0.8ｍｍの平板であり、その上下両面に厚みが３〜12μｍの銅箔およびその銅箔を被覆した銅めっきから成る配線導体層２Ａ・２Ｂが被着された、いわゆるめっき付両面銅張板を構成している。
【００１７】
そして、この絶縁樹脂板１は、ガラスクロスに樹脂を含浸させて成る芯体１Ａの上下面に芯体１Ａよりもレーザにより分解されやすい樹脂層１Ｂを積層して成ることから、後述するように、絶縁樹脂板１および配線導体層２Ａ・２Ｂ用の銅箔を貫通する複数の貫通孔３をレーザ加工により形成する際に、芯体１Ａの部分よりも樹脂層１Ｂの部分が多く分解されるので、樹脂層１Ｂにおいて直径が75〜130μｍで上下両面側に向けて拡径する貫通孔３を極めて容易に形成することができる。
【００１８】
なお、ここで樹脂層１Ｂが芯体１Ａよりもレーザにより分解されやすいとは、同じ厚みの、例えば厚みが0.01〜0.1ｍｍの範囲の芯体１Ａと樹脂層１Ｂとに、同じレーザ条件、例えばエネルギが0.3〜１Ｊ／ｃｍ2、パルス幅が30〜100μｓｅｃ、照射回数が２〜10回の条件で貫通孔３を形成した際に、樹脂層１Ｂの貫通孔３の直径が芯体１Ａの貫通孔３の1.1倍以上になることをいう。
【００１９】
また、ここで、樹脂層１ｂにおいて貫通孔３の直径が上下両面側に向けて拡径するとは、貫通孔３の樹脂層１ｂ部分の直径が芯体１Ａ側から絶縁樹脂板１の外側にかけて大きくなっていることをいう。
【００２０】
絶縁樹脂板１は、その厚みが0.2ｍｍ未満では、絶縁樹脂板１および配線導体層２Ａ・２Ｂ用の銅箔を貫通して複数の貫通孔３を形成したり、あるいは絶縁樹脂板１の上下両面に配線導体層２Ａ・２Ｂを形成したり、さらには穴埋め樹脂５を形成する際等に印加される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、0.8ｍｍを超えると、後述するように、貫通孔３の内面にめっき導体を被着させて貫通導体４を形成するときに、貫通孔３内にめっき液が浸入しにくくなり、貫通導体４を良好に形成することが困難となる。したがって、絶縁樹脂板１の厚みは0.2〜0.8ｍｍの範囲が好ましい。
【００２１】
さらに、樹脂層１Ｂはその厚みが0.01ｍｍ未満では貫通孔３において外側に拡径する領域が短くなりやすく、そのため貫通孔３の内面にめっき導体を被着させて貫通導体４を形成する際に、貫通孔３内にめっき液が浸入しにくく貫通導体４を良好に形成することが困難となり、また0.1ｍｍを超えるとレーザ加工により貫通孔３を形成する際に樹脂層１Ｂにおいて貫通孔３の孔径が大きくなりすぎ、孔径が75〜130μｍの貫通孔３を形成することが困難となる。したがって、樹脂層１Ｂの厚みは0.01〜0.1ｍｍの範囲であることが好ましい。
【００２２】
なお、芯体１Ａは、ガラスクロスに含浸させる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樹脂中にシリカやアルミナあるいはアラミド樹脂等から成るフィラーをガラスクロス部分と樹脂部分とでレーザ光の透過度が略同等となる程度に含有させておけば、後述するように絶縁樹脂板１にレーザ光で貫通孔３を穿孔する際に、貫通孔３を芯体１Ａに略均一な大きさで良好に形成することが可能となる。したがって、芯体１Ａのガラスクロスに含浸させる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樹脂中にはシリカやアルミナあるいはアラミド樹脂等から成るフィラーをガラスクロス部分と樹脂部分とでレーザ光の透過度が略同等となるように含有させておくことが好ましい。
【００２３】
また、絶縁樹脂板１の上下両面に被着された配線導体層２Ａ・２Ｂは、厚みが３〜12μｍの銅箔に銅めっき等のめっき導体を被着させて成り、配線基板に搭載される電子部品（図示せず）の電極を外部電気回路基板の配線導体（図示せず）に電気的に接続するための導電路の一部として機能し、上面側の配線導体層２Ａには、電子部品の電極が半田等の導電性接合部材を介して接続される電子部品接続パッドおよびこの電子部品接続パッドから引き回される配線パターン等が形成されており、下面側の配線導体層２Ｂには、外部電気回路基板の配線導体に半田等の導電性接合部材を介して接続される外部接続パッド等が形成されている。
【００２４】
なお、配線導体層２Ａ・２Ｂを構成する銅箔は、その厚みが３μｍ未満の場合、後述するように、配線導体層２Ａ・２Ｂに貫通孔３を形成した後に無電解銅めっきの前処理として行なわれるマイクロエッチング時に銅箔がエッチングされて銅箔にピンホールまたは銅箔の欠損を生じ、銅箔への銅めっきの付き周り性や密着力が弱くなる傾向がある。他方、12μｍを超える場合、後述するように絶縁樹脂板１と配線導体層２Ａ・２Ｂ用の銅箔とを貫通する貫通孔３をレーザ加工により穿孔する場合に、直径が75〜130μｍの貫通孔３を安定して形成することが困難となる傾向がある。したがって配線導体層２Ａ・２Ｂを構成する銅箔の厚みは３〜12μｍの範囲が好ましい。
【００２５】
また、配線導体層２Ａ・２Ｂは、これらを構成する銅箔とそれに被着しためっき導体との合計の厚みが８μｍ未満であると、配線導体層２Ａ・２Ｂの電気抵抗が高いものと傾向があり、他方、30μｍを超えると、配線導体層２Ａ・２Ｂを高密度のパターンに形成することが困難となる傾向がある。したがって、配線導体層２Ａ・２Ｂを構成する銅箔とこの銅箔に被着しためっき導体との合計の厚みは、８〜30μｍの範囲が好ましい。
【００２６】
さらに、配線導体層２Ａ・２Ｂは、その表面の算術平均粗さＲａが0.2μｍ未満の場合、配線導体層２Ａ・２Ｂ上にソルダーレジスト（図示せず）またはビルドアップ層等の層間絶縁層（図示せず）を形成する際に、これらが強固に密着せずに配線導体層２Ａ・２Ｂとソルダーレジストまたはビルドアップ層等の層間絶縁層との間で剥離が発生しやすくなる傾向にあり、他方２μｍを超えると、そのような粗い面を安定かつ効率良く形成することが困難となる傾向にある。したがって、配線導体層２Ａ・２Ｂ表面の算術平均粗さＲａは0.2〜２μｍの範囲が好ましい。
【００２７】
また、本発明の配線基板においては、絶縁樹脂板１を貫通して直径が75〜130μｍの貫通孔３が形成されており、この貫通孔３の内面にめっきを被着することにより貫通導体４が形成されている。
【００２８】
貫通孔３は、貫通導体４を絶縁樹脂板１の上面から下面にかけて導出させるための導出路を提供するためのものであり、レーザ加工により穿孔されている。この貫通孔３は、その直径が絶縁樹脂板１断面の略中央部においては75〜115μｍで略同じ大きさであり、絶縁樹脂板１の開口部で90〜130μｍとなるように、樹脂層１Ｂにおいて外側に向かって拡径している。
【００２９】
なお、貫通導体４は、貫通孔３の内面に被着形成されており筒状の形状となっている。貫通導体４の形状を筒状とすることにより、貫通導体４を形成するめっき時間を短いものとすることができ、配線基板の生産効率を高めることができる。
【００３０】
本発明の配線基板によれば、上述したように絶縁樹脂板１は、ガラスクロスに樹脂を含浸させて成る芯体１Ａの上下面に芯体１Ａよりもレーザにより分解されやすい樹脂層１Ｂを積層して成ることから、絶縁樹脂板１を貫通する複数の貫通孔３をレーザ加工により形成する際に芯体１Ａの部分よりも樹脂層１Ｂの部分が多く分解されるので、直径が75〜130μｍで樹脂層１Ｂにおいて外側に向けて拡径する貫通孔３を極めて容易に形成することができる。
【００３１】
そして、このように本発明の配線基板によれば、貫通孔３の孔径を75〜130μｍと微細にした場合には、貫通導体４を高密度で配置することができ、それにより極めて高密度な配線を有する配線基板を得ることができる。
【００３２】
また、貫通孔３は、その直径が樹脂層１Ｂにおいて外側に向かって広がっていることから、後述するように貫通孔３の内面にめっきを被着して貫通導体４を形成する際に、貫通導体４を形成するためのめっき液が貫通孔４の内部に良好に入り込み、その結果、貫通孔３の内面に貫通導体４を良好に被着・形成することができる。なお、貫通孔３の直径が75μｍ未満の場合、貫通孔３の内面にめっきを被着・形成して貫通導体４を形成する際に、貫通導体４を形成するためのめっき液が貫通孔３の内部に良好に入り込まずに貫通孔３の内面にめっきを被着・形成して貫通導体４を良好に形成することが困難となる傾向があり、他方、130μｍを超えると、貫通導体４および配線導体層２Ａ・２Ｂを高密度で配置することが困難となる傾向がある。したがって、貫通孔３の直径は、75〜130μｍの範囲が好ましい。
【００３３】
さらに、貫通孔３の開口部における直径が絶縁樹脂板１の厚み方向の略中央部における直径よりも10μｍ未満大きい場合には、貫通孔３の内面にめっきを被着・形成して貫通導体４を形成する際に、貫通導体４を形成するためのめっき液が貫通孔３の内部に良好に入り込まずに貫通孔３の内面に貫通導体４を良好に被着・形成することが困難となり、他方、50μｍを超えて大きな場合には、そのような形状を有する貫通孔４を安定して形成することが困難となる傾向がある。したがって、貫通孔４の開口部における直径は、絶縁樹脂板１の厚み方向の略中央部における直径よりも10〜50μｍ大きいことが好ましい。
【００３４】
また、貫通孔３の内面に被着・形成された貫通導体４は銅めっき等のめっき導体から成り、絶縁樹脂板１を挟んで上下に位置する配線導体層２Ａ・２Ｂ同士を互いに電気的に接続する接続導体として機能する。そして、貫通孔３が上述したように樹脂層１Ｂにおいて外側に向けて拡径する形状となっていることから、貫通孔３の内面にめっき導体を被着させることにより良好に形成されている。したがって、本発明の配線基板によれば、貫通導体４に断線が発生することはない。
【００３５】
さらに、内面に貫通導体４を被着形成した貫通孔３の内部には、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から成る穴埋め樹脂５が充填されている。このように貫通孔３の内部に穴埋め樹脂５を充填した場合には、貫通孔３内からクラックが発生することはなく、これによってビルドアップ絶縁層にクラックが発生したり、ビルドアップ配線層に断線が発生したりすることはない。
このような穴埋め樹脂５は、例えばエポキシ樹脂を従来周知のスクリーン印刷法を用いて絶縁樹脂板１の上下面に印刷することにより貫通孔３の内部に充填される。
【００３６】
さらに、配線導体層２Ａ・２Ｂが被着された絶縁樹脂板１の表面には、必要に応じて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から成るソルダーレジスト（図示せず）が被着される。ソルダーレジストは、配線導体層２Ａ・２Ｂを保護するとともに配線導体層２Ａ・２Ｂにおける各配線パターン同士を電気的に良好に絶縁するための保護層として機能し、配線導体層２Ａ・２Ｂの一部を露出させる所定のパターンに被着形成されている。
【００３７】
なお、ソルダーレジストは、その配線導体層２Ａ・２Ｂ上における厚みが10μｍ未満であると、配線導体層２Ａ・２Ｂを良好に保護することができなくなるとともに配線導体層２Ａ・２Ｂにおける各配線パターン同士を電気的に良好に絶縁することができなくなる傾向にあり、他方、40μｍを超えると、ソルダーレジストを所定のパターンに形成することが困難となる傾向にある。したがって、ソルダーレジストの配線導体層２Ａ・２Ｂ上における厚みは、10〜40μｍの範囲が好ましい。
【００３８】
かくして、本発明の配線基板によれば、外側に向けて拡径する貫通孔３を容易に形成することができるとともに、その貫通孔３の内面に貫通導体４を良好に被着・形成することができ、それにより貫通導体４に断線が発生することのないとともに、本発明の配線基板を用いてビルドアップ配線基板を製作した場合においても、ビルドアップ絶縁層にクラックの発生しない極めて信頼性の高い高密度な配線の配線基板とすることができる。
【００３９】
次に、図１に示した配線基板を本発明の製造方法により製造する方法について図２（ａ）〜（ｅ）を参照して詳細に説明する。なお、本実施例においても、直径が75〜130μｍと微細な貫通孔３を有するとともに、厚みが0.2〜0.8ｍｍと薄型の配線基板を製造する場合の例を示している。
【００４０】
まず、図２（ａ）に部分断面図で示すように、例えばガラスクロス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樹脂を含浸させた芯体１Ａの上下面に芯体１Ａよりもレーザ光により分解されやすい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樹脂から成る厚みが0.01〜0.1ｍｍの樹脂層１Ｂを積層して成る厚みが0.2〜0.8ｍｍの絶縁樹脂板１の上下両面に厚みが３〜12μｍの銅箔２Ａ’・２Ｂ’が被着形成された両面銅張板を準備する。
【００４１】
なお、絶縁樹脂板１は、その厚みが0.2ｍｍ未満では後述するように絶縁樹脂板１および銅箔２Ａ’・２Ｂ’を貫通して複数の貫通孔３を形成したり、貫通孔３内に穴埋め樹脂５を充填したり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、0.8ｍｍを超えると、後述するように貫通孔３の内面にめっきを被着して貫通導体４を形成するとき、貫通孔３の内部にめっき液が浸入しにくくなり、貫通導体４に断線が発生しやすくなる。したがって、絶縁樹脂板１の厚みは0.2〜0.8ｍｍの範囲が好ましい。
【００４２】
さらに、樹脂層１Ｂはその厚みが0.01ｍｍ未満では、後述するように絶縁樹脂板１および銅箔２Ａ’・２Ｂ’を貫通して複数の貫通孔３を形成する際に貫通孔３において外側に拡径する領域が短くなりやすく、そのため貫通孔３の内面にめっき導体を被着させて貫通導体４を形成する際に、貫通孔３の内部にめっき液が浸入しにくく貫通導体４を良好に形成することが困難となり、また0.1ｍｍを超えるとレーザ加工により貫通孔３を形成する際に樹脂層１Ｂにおいて貫通孔３の孔径が大きくなりすぎ、孔径が75〜130μｍの貫通孔３を形成することが困難となる。したがって、樹脂層１Ｂの厚みは0.01〜0.1ｍｍの範囲であることが好ましい。
【００４３】
また、銅箔２Ａ’・２Ｂ’は、その厚みが３μｍ未満の場合、後述するように貫通孔３形成後のめっきの前処理として行なわれるマイクロエッチング時に銅箔２Ａ’・２Ｂ’がエッチングされて銅箔２Ａ’・２Ｂ’にピンホールまたは欠損を生じ、銅箔２Ａ’・２Ｂ’へのめっきの付き周り性や密着力が弱くなる傾向があり、他方、12μｍを超える場合、貫通孔３をレーザ加工により穿孔する場合に、直径が75〜130μｍの貫通孔３を安定して形成することが困難となる。したがって、銅箔２Ａ’・２Ｂ’の厚みは、３〜12μｍの範囲が好ましい。
【００４４】
このような銅箔２Ａ’・２Ｂ’は、絶縁樹脂板１の上下全面に厚みが８〜18μｍ程度の銅箔を貼着するとともにこの銅箔を硫酸−過酸化水素水などの銅エッチング液で膜厚が均一となるようにエッチングし、厚みが３〜12μｍとなるように加工して形成される。
【００４５】
次に、図２（ｂ）に部分断面図で示すように、レーザ加工により銅箔２Ａ’・２Ｂ’および絶縁樹脂板１を貫通する直径が75〜130μｍで、樹脂層１Ｂにおいて外側に向けて拡径する複数の貫通孔３を穿孔する。
【００４６】
このように、貫通孔３の直径を75〜130μｍと微細とした場合には、後述するように、貫通導体３および配線導体層２Ａ・２Ｂを形成する際に貫通導体４および配線導体層２Ａ・２Ｂを高密度で配置することができ、それにより高密度な配線基板を得ることができる。また、貫通孔３の孔径が樹脂層１Ｂにおいて外側に向かって広がっていることから、後述するように貫通孔３の内面にめっきを被着して貫通導体４を形成する際に、貫通導体４を形成するためのめっき液が貫通孔３の内部に良好に入り込み、その結果、貫通孔３の内面に貫通導体４を良好に被着・形成することができる。
【００４７】
なお、貫通孔３の孔径が75μｍ未満の場合、貫通孔３の内面にめっきを被着して貫通導体４を形成する際に、貫通導体４を形成するためのめっき液が貫通孔３の内部に良好に入り込まず、貫通孔３の内面に貫通導体４を良好に形成することができなくなり、他方、130μｍを超えると、貫通導体４および配線導体層２Ａ・２Ｂを高密度で配置することが困難となる。したがって、貫通孔３の直径は、75〜130μｍの範囲が好ましい。
【００４８】
また、貫通孔３の開口部における直径が絶縁樹脂板１の厚み方向の略中央部における直径よりも10μｍ未満大きい場合には、貫通孔３の内面にめっき導体を被着して貫通導体４を形成する際に、貫通導体４を形成するためのめっき液が貫通孔３の内部に良好に入り込まずに貫通孔３の内面に貫通導体４を良好に形成することが困難となり、他方、50μｍを超えて大きな場合には、そのような形状を有する貫通孔３を安定して形成することが困難となる。したがって、貫通孔３の開口部における直径は、絶縁樹脂板１の略中央部における直径よりも10〜50μｍ大きくしておくことが好ましい。
【００４９】
なお、銅箔２Ａ’・２Ｂ’および絶縁樹脂板１に貫通孔３を形成するには、銅箔２Ａ’・２Ｂ’上に例えばレーザ光のエネルギーを良好に吸収する黒色もしくは黒色に近い色を有する樹脂から成るレーザ加工用シートを貼着し、このレーザ加工用シートの上から炭酸ガスレーザ光を照射する方法、もしくは銅箔２Ａ’・２Ｂ’の表面を算術平均粗さＲａで0.2〜２μｍの範囲で表面を粗化した後、その銅箔を酸化雰囲気150℃下で30分程度の熱処理を行ないその表面をレーザ光のエネルギーを良好に吸収する黒色もしくは黒色に近い色を有する色として炭酸ガスレーザ光を照射する方法のどちらかの方法を使用し、20〜30ｍＪの出力の炭酸ガスレーザ光を10〜500μ秒のパルス幅で所定の位置に照射して貫通孔３を穿孔する方法が採用される。このとき、炭酸ガスレーザ光の出力が20ｍＪ未満だと貫通孔３を十分な大きさに穿孔することが困難となる傾向にあり、他方、30ｍＪを超えると樹脂層１Ｂにおける貫通孔３の孔径が大きくなりすぎてしまう傾向にある。したがって、照射する炭酸ガスレーザ光は、その出力が20〜30ｍＪでパルス幅が10〜500μ秒の範囲であることが好ましい。
【００５０】
なおまた、レーザ加工用シートを使用した場合は、貫通孔３を穿孔した後にレーザ加工用シートを剥離する。このとき、絶縁樹脂板１は、ガラスクロスに樹脂を含浸させた芯体１Ａの上下面に芯体１Ａよりもレーザ光により分解されやすい樹脂層１Ｂが積層されていることから、この絶縁樹脂板１および配線導体層２Ａ・２Ｂ用の銅箔を貫通して複数のレーザ加工により貫通孔３を形成する際に芯体１Ａの部分よりも樹脂層１Ｂの部分が多く分解されるので、直径が75〜130μｍで、樹脂層１Ｂにおいて外側に向けて拡径する形状の貫通孔３を極めて容易に形成することができる。またこのとき、銅箔２Ａ’・２Ｂ’は絶縁樹脂板１よりも穿孔されにくいので、貫通孔３はその直径が銅箔２Ａ’・２Ｂ’の部位において絶縁樹脂板１の部位よりも小さく、銅箔２Ａ’・２Ｂ’が内側に突き出た形状となるが、銅箔２Ａ’・２Ｂ’をマイクロエッチングしてその内側に突き出た部位を除去することにより、樹脂層１Ｂにおいて直径が75〜130μｍの範囲で外側に向けて拡径する形状の貫通孔３を形成することができる。
【００５１】
次に、図２（ｃ）に部分断面図で示すように、貫通孔３の内面に厚みが１〜３μｍの無電解めっき銅めっきおよび電解銅めっきを順次析出させて貫通導体４を形成するとともに、銅箔２Ａ’・２Ｂ’の表面に厚みが１〜３μｍの無電解銅めっきおよび厚みが50〜60μｍの電解銅めっきを順次析出させてめっき導体層13を被着させる。なお、無電解銅めっき析出させるには、例えば塩化アンモニウム系酢酸パラジウムを含有するパラジウム活性液を使用して貫通孔３の内面および銅箔２Ａ’・２Ｂ’の表面にパラジウム触媒を付着させるとともに、その上に硫酸銅系の無電解銅めっき液を用いて無電解銅めっきを被着させればよい。このとき、貫通孔３は、絶縁樹脂板１の開口部において外側に向けて拡径していることから、貫通孔３内に無電解銅めっき液が良好に浸入し、その結果、貫通孔３の内面および銅箔２Ａ’・２Ｂ’の表面に無電解銅めっきを略均一な厚みに良好に被着させることができる。なお、無電解銅めっき析出させる前に貫通孔３の内面を例えば過マンガン酸カリウム溶液や過マンガン酸ナトリウム溶液から成る粗化液を用いてその算術平均粗さＲａが0.2〜２μｍ程度になるように粗化しておくと無電解銅めっきを強固に被着させることができる。したがって、無電解銅めっきを被着させる前に貫通孔の３内面を例えば過マンガン酸カリウム溶液や過マンガン酸ナトリウム溶液から成る粗化液を用いてその算術平均粗さＲａが0.2〜２μｍ程度になるように粗化しておくことが好ましい。
【００５２】
また、電解銅めっきを被着させるための電解銅めっき液としては例えば硫酸銅系からなる電解銅めっき液を用いればよい。このとき、貫通孔３は、絶縁樹脂板１の開口部において外側に向けて拡径していることから、貫通孔３の内部に電解銅めっき液が良好に浸入し、その結果、貫通孔３の内面に貫通導体４を良好に形成することができる。したがって、本発明の配線基板の製造方法によれば、貫通孔３内面に貫通導体４が良好に被着・形成され、貫通導体４に断線が発生することのない配線基板を提供することができる。
【００５３】
次に、図２（ｄ）に部分断面図で示すように、貫通孔３の内部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から成る穴埋め樹脂５を充填する。このように貫通孔３の内部に穴埋め樹脂を充填した場合には、貫通孔３内からクラックが発生することはなく、これによってビルドアップ絶縁層にクラックが発生したり、ビルドアップ配線層に断線が発生したりすることはない。
なお、このような穴埋め樹脂５は、例えばエポキシ樹脂を従来周知のスクリーン印刷法を用いて絶縁樹脂板１の上下面に印刷することにより貫通孔３の内部に充填される。
【００５４】
最後に、図２（ｅ）の部分断面図で示すように、穴埋め樹脂５および銅箔２Ａ’・２Ｂ’上のめっき導体層13を機械的に研磨して平坦化した後、銅箔２Ａ’・２Ｂ’およびその上のめっき導体層13を従来周知のフォトリソグラフィー技術により所定のパターンにエッチングすることにより配線導体層２Ａ・２Ｂを形成することにより図1に示す本発明の基板が完成する。なお、エッチング液としては塩化第２銅水溶液や塩化第２鉄水溶液から成るエッチング液を用いればよい。
【００５５】
かくして、本発明の配線基板の製造方法によれば、貫通導体４に断線が発生することなく、極めて高密度な配線が可能な配線基板を得ることができる。またその上にビルドアップ樹脂層およびビルドアップ配線層を積層してビルドアップ配線基板を製作したとしてもビルドアップ樹脂層に貫通孔３内からのクラックが発生することのない配線基板を得ることができる。
【００５６】
なお、上述の実施例では貫通孔の直径が75〜130μｍ、厚みが0.2〜0.8ｍｍの配線基板を例にとって示したが、本発明は上述の実施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、種々の変更が可能であることはいうまでもない。
【００５７】
【実施例】
本発明の配線基板で、貫通孔の直径が75〜130μｍ、厚みが0.2〜0.8ｍｍの配線基板の特性を評価するために、サンプルを作製し次の評価を行なった。
（実施例１）
まず、厚みが0.05〜0.85ｍｍのガラスクロスにエポキシ樹脂を含浸させて成る芯体の上下面に厚みが0.05ｍｍのエポキシ樹脂から成る樹脂層をそれぞれ積層し、その合計の厚みを0.1〜0.9ｍｍの範囲とした絶縁樹脂板の上下両面に7.5μｍの厚みの銅箔が貼着された両面銅張板を準備するとともにその両面銅張板に、絶縁樹脂板の厚みの略中央部における直径が75μｍで開口部における直径100μｍの貫通孔をレーザにより形成した後、貫通孔の内面を過マンガン酸カリウム溶液からなる粗化液で算術平均粗さＲａが0.2〜２μｍ程度になるように粗化し、次に銅箔の表面および貫通孔の内面に無電界銅めっきおよび電解銅めっきを順次被着させることにより貫通孔の内面に貫通導体を形成し、しかる後貫通孔に穴埋め樹脂を埋め込み光硬化で仮硬化させた後、機械研磨で穴埋め樹脂と銅箔およびその上の銅めっきを平坦化させ、160℃の温度で２時間加熱する。その後、銅箔およびその上の銅めっきを従来周知のフォトリソグラフィーを採用して導体パターンを形成することでテスト基板を作成して、それぞれの厚みの基板の反りを測定した。反りの定義は1辺が40ｍｍの正方形の基板の対角線で50ｍｍ長を測定した反り値である。また、反り測定後に貫通導体の導通チェックを行なった。なお、各厚みの試験結果は、各厚みの絶縁樹脂板を20枚ずつ測定し、その平均値を示した。また導通チェックは各厚みの絶縁樹脂板を200枚ずつチェックする。結果を表１に示す。
【００５８】
【表１】
【００５９】
実験結果から、絶縁樹脂板の厚みが0.2〜0.8ｍｍの範囲では、反りが配線基板に要求される平坦度（反りの値で100μｍ／50ｍｍ以下）を十分に満足するとともに、貫通導体の導通不良（断線）も発生しないことがわかった。
【００６０】
（実施例２）
厚みが0.35ｍｍのガラスクロスにエポキシ樹脂を含浸させて成る芯体の上下面に厚みが0.05ｍｍのエポキシ樹脂から成る樹脂層をそれぞれ積層し、その合計の厚みを0.4ｍｍとした絶縁樹脂板の上下両面に厚みを３〜12μｍの範囲とした銅箔をそれぞれ被着させた両面銅張板を準備するとともにその両面銅張板に、直径が100μｍとなるように貫通孔をレーザにより形成した。このときのレーザ条件は事前テストで100μｍに近づくように検討した各絶縁基板の最適条件で形成した。その後、貫通孔の直径を測定し75〜130μｍの範囲に入っているか各絶縁基板より100穴の貫通孔を測定しその最大値で判定した。
【００６１】
次に貫通孔の内面を過マンガン酸カリウム溶液からなる粗化液で算術平均粗さＲａが0.2〜２μｍ程度になるように粗化した後、銅箔の表面および貫通孔の内面に無電界銅めっきおよび電解銅めっきを順次被着させることにより貫通孔の内面にめっき導体から成る貫通導体を形成し、さらに貫通孔に穴埋め樹脂を埋め込み光硬化で仮硬化させた後、機械研磨で穴埋め樹脂と銅箔およびその上の銅めっきを平坦化させ、160℃の温度で２時間加熱する。その後、銅箔およびその上の銅めっきを従来周知のフォトリソグラフィーを採用して配線幅が100μｍおよび100μｍのテストパターンを形成することでテスト基板を作成し、各テスト基板のテストパターンの導通チェックを行なった。導通チェックはテスト基板を200枚ずつチェックした。結果を表２に示す。
【００６２】
【表２】
【００６３】
実験結果から銅箔の厚みが３〜12μｍの範囲において、テストパターンに導通不良が発生することはなく、また、直径が上下両面側に拡径する形状の貫通孔を安定して形成できることがわかった。
【００６４】
（実施例３）
厚み0.35ｍｍのガラスクロスにエポキシ樹脂を含浸させて成る芯体の上下面に厚みが0.05ｍｍのエポキシ樹脂から成る樹脂層をそれぞれ積層し、その合計の厚みを0.4ｍｍとした絶縁樹脂板の上下両面に厚みが7.5μｍの銅箔が被着された両面銅張板を準備するとともにその両面銅張板に直径が72〜135μｍの範囲で上下両面側に拡径する貫通孔をあらかじめ事前テストにより検討した条件によりレーザで形成した。その後過マンガン酸カリウム溶液からなる粗化液で貫通孔の内面を算術平均粗さＲａが0.2〜２μｍ程度になるように粗化し、次に銅箔の表面および貫通孔の内面に無電界銅めっきおよび電解銅めっきを順次被着させることにより貫通孔の内面にめっき導体から成る貫通導体を形成し、しかる後、貫通孔に穴埋め樹脂を埋め込み光硬化で仮硬化させた後、機械研磨で穴埋め樹脂と銅箔およびその上の銅めっきを平坦化させ、160℃の温度で２時間加熱する。
【００６５】
その後、銅箔およびその上の銅めっきを従来周知のフォトリソグラフィーを採用して貫通導体に接続された直径が150μｍの円形の受けランドパターンおよびその受けランドパターンを30μｍの間隔で取り囲む円環状パターンを形成することでテスト基板を作成した。そして、貫通導体の導通チェックおよび貫通導体に接続された受けランドパターンとそれを取り囲む円環状パターンとの間での絶縁不良を確認するテストを200枚ずつチェックした。結果を表３に示す。
【００６６】
【表３】
【００６７】
実験結果から貫通孔径が77〜130μｍの範囲においては、貫通導体で導通不良が発生することはなく、また、貫通導体に接続された受けランドパターンとそれを取り囲む円環状パターンとの間で絶縁不良も発生しなかった。
【００６８】
【発明の効果】
本発明の配線基板によれば、ガラスクロスに樹脂を含浸させた芯体の上下面にこの芯体よりもレーザ光により分解されやすい樹脂層を積層して成る絶縁樹脂板の上下両面に銅箔およびこの銅箔を被覆しためっき導体層から成る配線導体層が被着されていることから、貫通孔をレーザ加工により形成する際に芯体の上下面に積層された樹脂層が芯体より多く分解されるので、外側に向けて拡径する複数の貫通孔を容易に形成することができるとともに、そのような形状の貫通孔の内部にめっきを充填して貫通導体を形成する際、貫通導体を形成するためのめっき液が貫通孔内に良好に入り込み、その結果、貫通孔の内面に貫通導体が良好に形成され、貫通導体に断線が発生することはない。
【００６９】
本発明の配線基板の製造方法によれば、ガラスクロスに樹脂を含浸させた芯体の上下面にこの芯体よりもレーザ光により分解されやすい樹脂層を積層して成る絶縁樹脂板の上下両面に銅箔が被着された両面銅張板を準備する工程と、次にこの両面銅張板を上下に貫通し、かつ樹脂層において外側に向けて拡径する複数の貫通孔をレーザ加工により形成する工程と、次に銅箔の表面にめっき導体層を被着させるとともに、貫通孔の内面にめっき導体を被着して成る貫通導体を形成して上下両面の銅箔同士を接続する工程を有することから、貫通孔をレーザ加工により形成する際に芯体の上下面に積層された樹脂層が芯体より多く分解されるので外側に向けて拡径する複数の貫通孔を容易に形成することができるとともに、そのような形状の貫通孔内に貫通導体を被着させる際、貫通導体を被着させるためのめっき液が貫通孔内に良好に入り込み、その結果、貫通孔の内面に貫通導体が良好に形成され、貫通孔に断線のない配線基板を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の配線基板の実施の形態の一例を示す部分断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｅ）は、本発明の配線基板の製造方法を説明するための工程毎の部分断面図である。
【符号の説明】
１・・・・・・・・・・・・・絶縁樹脂板
１Ａ・・・・・・・・・・・・芯体
１Ｂ・・・・・・・・・・・・樹脂層
２Ａ’・２Ｂ’・・・・・・・・銅箔
２Ａ・２Ｂ・・・・・・・・・配線導体層
３・・・・・・・・・・・・・貫通孔
４・・・・・・・・・・・・・貫通導体
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機材料系の配線基板およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体素子等の電子部品を搭載するための有機材料系の配線基板として、例えばガラス−エポキシ板から成り、その上面から下面にかけて貫通する貫通孔を有する絶縁樹脂板の上下両面に銅箔およびその上に施しためっき導体層から成る配線導体層を被着させるとともに、前記貫通孔の内面に前記上下両面の配線導体層同士を接続するめっき導体から成る貫通導体を被着させて成る配線基板が使用されている。
【０００３】
このような有機材料系の配線基板は、ガラス−エポキシ板から成る絶縁樹脂板の上下両面に銅箔が被着された両面銅張板を準備するとともに、この両面銅張板を上下に貫通する貫通孔をドリル加工により穿孔し、次に前記上下両面の銅箔上および貫通孔内面に銅から成るめっき導体を無電解めっき法および電解めっき法により析出させて前記上下両面の銅箔の上にめっき導体層を被着するとともに貫通孔の内面にめっき導体から成る貫通導体を形成し、次に前記絶縁樹脂板の上下両面に被着された銅箔およびその銅箔に被着しためっき導体層をフォトリソグラフィー技術を採用して部分的にエッチングして配線導体層を形成することによって製作されている。
【０００４】
また、この配線基板の両面にビルドアップ樹脂層およびビルドアップ配線層を形成することによりビルドアップ配線基板が製作される。なお、このような配線基板においては、貫通導体が被着された貫通孔は通常、エポキシ樹脂等の穴埋め樹脂により充填されている。
【０００５】
ところで、このような有機材料系の多層配線基板においては、電子装置の小型・薄型化の要求に対応してその配線密度を高めるために、例えば絶縁樹脂板の厚みを0.2〜１ｍｍ程度、貫通孔の直径を75〜130μｍ程度の小さなものとする試みがなされている。また、このような直径が75〜130μｍ程度の小さな貫通孔を形成するためには、例えばレーザによる穿孔方法が採用される。
【０００６】
【特許文献１】
特開2000−91750号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の有機材料系の配線基板においては、絶縁樹脂板に形成された貫通孔の直径が絶縁樹脂板の上面から下面にかけて略同一で、絶縁樹脂板の上下両面と貫通孔の内面とのなす角度が略直角となっていることから、貫通孔の内面にめっき導体から成る貫通導体を形成する際に、めっき液が貫通孔内に良好に入り込みにくく、そのため貫通導体が貫通孔内に良好に被着されずに、貫通導体を形成するのに長時間を要してしまう、あるいは貫通導体を良好に形成できずに電気的接続信頼性に劣ってしまうという問題点を有していた。
【０００８】
また、例えば絶縁樹脂板の厚みを0.2〜１ｍｍ程度、絶縁樹脂板を貫通する貫通孔の直径を75〜130μｍ程度の小さなものとすると、この貫通孔の内面にめっき導体から成る貫通導体を被着させる際、貫通導体を被着させるためのめっき液が貫通孔内に極端に入り込みにくくなり、そのため貫通導体が良好に被着されずに貫通導体に断線が発生してしまう危険性があるという問題点を有していた。
【０００９】
また、貫通導体と穴埋め樹脂との間で剥離が生じ、この剥離により貫通導体が断線したり、あるいはこの配線基板を用いてビルドアップ配線基板を製作した場合、この剥離が起点となりビルドアップ樹脂層にクラックが生じビルドアップ配線層が断線してしまうという問題点も有していた。
【００１０】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑み案出されたものであり、その目的は、貫通孔内に貫通導体を良好に被着形成できるとともに電気的接続信頼性に優れる配線基板およびその製造方法、さらには絶縁樹脂板の厚みを0.2〜１ｍｍ程度、絶縁樹脂板を貫通する貫通孔の直径を75〜130μｍ程度の小さいものとしても貫通導体に断線が発生することがなく、また貫通導体と穴埋め樹脂間での剥離により生じるクラックでのビルドアップ配線層での断線を発生させない、極めて高密度な配線が可能な配線基板およびその製造方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の配線基板は、ガラスクロスに樹脂を含浸させた芯体の上下面にこの芯体よりもレーザ光により分解されやすい樹脂層を積層して成る絶縁樹脂板の上下両面に銅箔およびこの銅箔を被覆しためっき導体層から成る配線導体層が被着されているとともに、前記絶縁樹脂板および前記銅箔を上下に貫通し、かつ前記樹脂層において外側に向けて拡径する複数の貫通孔がレーザ加工により形成され、この貫通孔の内面に、前記上下両面の配線導体層同士を接続する、めっき導体を被着して成る貫通導体が形成されていることを特徴とするものである。
【００１２】
本発明の配線基板によれば、配線基板を上述の構成としたことから、貫通孔をレーザ加工により形成する際に芯体の上下面に積層された樹脂層が芯体より多く分解されるので、外側に向けて拡径する複数の貫通孔を容易に形成することができるとともに、そのような形状の貫通孔の内部にめっきを充填して貫通導体を形成する際、貫通導体を形成するためのめっき液が貫通孔内に良好に入り込み、その結果、貫通孔の内面に貫通導体が良好に形成され、貫通導体に断線が発生することはない。
【００１３】
また、本発明の配線基板の製造方法は、ガラスクロスに樹脂を含浸させた芯体の上下面にこの芯体よりもレーザ光により分解されやすい樹脂層を積層して成る絶縁樹脂板の上下両面に銅箔が被着された両面銅張板を準備する工程と、次にこの両面銅張板を上下に貫通し、かつ前記樹脂層において外側に向けて拡径する複数の貫通孔をレーザ加工により形成する工程と、次に前記銅箔の表面にめっき導体層を被着させるとともに、前記貫通孔の内面に前記めっき導体を被着して成る貫通導体を形成して前記上下両面の銅箔同士を接続し、次に前記上下両面の銅箔およびこの銅箔に被着した前記めっき導体層をエッチングして配線導体層を形成する工程とを有することを特徴とするものである。
【００１４】
本発明の配線基板の製造方法によれば、上述の構成としたことから、貫通孔をレーザ加工により形成する際に芯体の上下面に積層された樹脂層が芯体より多く分解されるので外側に向けて拡径する複数の貫通孔を容易に形成することができるとともに、そのような形状の貫通孔内に貫通導体を被着させる際、貫通導体を被着させるためのめっき液が貫通孔内に良好に入り込み、その結果、貫通孔の内面に貫通導体が良好に形成され、貫通孔に断線のない配線基板を得ることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の配線基板について添付の図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の配線基板の実施の形態の一例を示す部分断面図である。図１において、１は絶縁樹脂板、２Ａ・２Ｂは配線導体層、３は貫通孔、４は貫通導体、５は穴埋め樹脂であり、主として絶縁樹脂板１の上下両面に配線導体層２Ａ・２Ｂが被着されるとともに貫通孔３の内面に貫通導体４が被着形成されることにより本発明の配線基板が構成されている。なお、本実施例においては、貫通孔３内に穴埋め樹脂５を設けた例を示している。また、本実施例においては、配線基板が直径が75〜130μｍと微細な貫通孔３を有するとともに、厚みが0.2〜0.8ｍｍと薄型のものである場合の例を示している。
【００１６】
絶縁樹脂板１は、本発明の配線基板のコア部材として機能し、例えばガラスクロス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樹脂を含浸させた芯体１Ａの上下面に、芯体１Ａよりもレーザにより分解されやすい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から成る樹脂層１Ｂを積層して成る厚みが0.2〜0.8ｍｍの平板であり、その上下両面に厚みが３〜12μｍの銅箔およびその銅箔を被覆した銅めっきから成る配線導体層２Ａ・２Ｂが被着された、いわゆるめっき付両面銅張板を構成している。
【００１７】
そして、この絶縁樹脂板１は、ガラスクロスに樹脂を含浸させて成る芯体１Ａの上下面に芯体１Ａよりもレーザにより分解されやすい樹脂層１Ｂを積層して成ることから、後述するように、絶縁樹脂板１および配線導体層２Ａ・２Ｂ用の銅箔を貫通する複数の貫通孔３をレーザ加工により形成する際に、芯体１Ａの部分よりも樹脂層１Ｂの部分が多く分解されるので、樹脂層１Ｂにおいて直径が75〜130μｍで上下両面側に向けて拡径する貫通孔３を極めて容易に形成することができる。
【００１８】
なお、ここで樹脂層１Ｂが芯体１Ａよりもレーザにより分解されやすいとは、同じ厚みの、例えば厚みが0.01〜0.1ｍｍの範囲の芯体１Ａと樹脂層１Ｂとに、同じレーザ条件、例えばエネルギが0.3〜１Ｊ／ｃｍ2、パルス幅が30〜100μｓｅｃ、照射回数が２〜10回の条件で貫通孔３を形成した際に、樹脂層１Ｂの貫通孔３の直径が芯体１Ａの貫通孔３の1.1倍以上になることをいう。
【００１９】
また、ここで、樹脂層１ｂにおいて貫通孔３の直径が上下両面側に向けて拡径するとは、貫通孔３の樹脂層１ｂ部分の直径が芯体１Ａ側から絶縁樹脂板１の外側にかけて大きくなっていることをいう。
【００２０】
絶縁樹脂板１は、その厚みが0.2ｍｍ未満では、絶縁樹脂板１および配線導体層２Ａ・２Ｂ用の銅箔を貫通して複数の貫通孔３を形成したり、あるいは絶縁樹脂板１の上下両面に配線導体層２Ａ・２Ｂを形成したり、さらには穴埋め樹脂５を形成する際等に印加される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、0.8ｍｍを超えると、後述するように、貫通孔３の内面にめっき導体を被着させて貫通導体４を形成するときに、貫通孔３内にめっき液が浸入しにくくなり、貫通導体４を良好に形成することが困難となる。したがって、絶縁樹脂板１の厚みは0.2〜0.8ｍｍの範囲が好ましい。
【００２１】
さらに、樹脂層１Ｂはその厚みが0.01ｍｍ未満では貫通孔３において外側に拡径する領域が短くなりやすく、そのため貫通孔３の内面にめっき導体を被着させて貫通導体４を形成する際に、貫通孔３内にめっき液が浸入しにくく貫通導体４を良好に形成することが困難となり、また0.1ｍｍを超えるとレーザ加工により貫通孔３を形成する際に樹脂層１Ｂにおいて貫通孔３の孔径が大きくなりすぎ、孔径が75〜130μｍの貫通孔３を形成することが困難となる。したがって、樹脂層１Ｂの厚みは0.01〜0.1ｍｍの範囲であることが好ましい。
【００２２】
なお、芯体１Ａは、ガラスクロスに含浸させる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樹脂中にシリカやアルミナあるいはアラミド樹脂等から成るフィラーをガラスクロス部分と樹脂部分とでレーザ光の透過度が略同等となる程度に含有させておけば、後述するように絶縁樹脂板１にレーザ光で貫通孔３を穿孔する際に、貫通孔３を芯体１Ａに略均一な大きさで良好に形成することが可能となる。したがって、芯体１Ａのガラスクロスに含浸させる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樹脂中にはシリカやアルミナあるいはアラミド樹脂等から成るフィラーをガラスクロス部分と樹脂部分とでレーザ光の透過度が略同等となるように含有させておくことが好ましい。
【００２３】
また、絶縁樹脂板１の上下両面に被着された配線導体層２Ａ・２Ｂは、厚みが３〜12μｍの銅箔に銅めっき等のめっき導体を被着させて成り、配線基板に搭載される電子部品（図示せず）の電極を外部電気回路基板の配線導体（図示せず）に電気的に接続するための導電路の一部として機能し、上面側の配線導体層２Ａには、電子部品の電極が半田等の導電性接合部材を介して接続される電子部品接続パッドおよびこの電子部品接続パッドから引き回される配線パターン等が形成されており、下面側の配線導体層２Ｂには、外部電気回路基板の配線導体に半田等の導電性接合部材を介して接続される外部接続パッド等が形成されている。
【００２４】
なお、配線導体層２Ａ・２Ｂを構成する銅箔は、その厚みが３μｍ未満の場合、後述するように、配線導体層２Ａ・２Ｂに貫通孔３を形成した後に無電解銅めっきの前処理として行なわれるマイクロエッチング時に銅箔がエッチングされて銅箔にピンホールまたは銅箔の欠損を生じ、銅箔への銅めっきの付き周り性や密着力が弱くなる傾向がある。他方、12μｍを超える場合、後述するように絶縁樹脂板１と配線導体層２Ａ・２Ｂ用の銅箔とを貫通する貫通孔３をレーザ加工により穿孔する場合に、直径が75〜130μｍの貫通孔３を安定して形成することが困難となる傾向がある。したがって配線導体層２Ａ・２Ｂを構成する銅箔の厚みは３〜12μｍの範囲が好ましい。
【００２５】
また、配線導体層２Ａ・２Ｂは、これらを構成する銅箔とそれに被着しためっき導体との合計の厚みが８μｍ未満であると、配線導体層２Ａ・２Ｂの電気抵抗が高いものと傾向があり、他方、30μｍを超えると、配線導体層２Ａ・２Ｂを高密度のパターンに形成することが困難となる傾向がある。したがって、配線導体層２Ａ・２Ｂを構成する銅箔とこの銅箔に被着しためっき導体との合計の厚みは、８〜30μｍの範囲が好ましい。
【００２６】
さらに、配線導体層２Ａ・２Ｂは、その表面の算術平均粗さＲａが0.2μｍ未満の場合、配線導体層２Ａ・２Ｂ上にソルダーレジスト（図示せず）またはビルドアップ層等の層間絶縁層（図示せず）を形成する際に、これらが強固に密着せずに配線導体層２Ａ・２Ｂとソルダーレジストまたはビルドアップ層等の層間絶縁層との間で剥離が発生しやすくなる傾向にあり、他方２μｍを超えると、そのような粗い面を安定かつ効率良く形成することが困難となる傾向にある。したがって、配線導体層２Ａ・２Ｂ表面の算術平均粗さＲａは0.2〜２μｍの範囲が好ましい。
【００２７】
また、本発明の配線基板においては、絶縁樹脂板１を貫通して直径が75〜130μｍの貫通孔３が形成されており、この貫通孔３の内面にめっきを被着することにより貫通導体４が形成されている。
【００２８】
貫通孔３は、貫通導体４を絶縁樹脂板１の上面から下面にかけて導出させるための導出路を提供するためのものであり、レーザ加工により穿孔されている。この貫通孔３は、その直径が絶縁樹脂板１断面の略中央部においては75〜115μｍで略同じ大きさであり、絶縁樹脂板１の開口部で90〜130μｍとなるように、樹脂層１Ｂにおいて外側に向かって拡径している。
【００２９】
なお、貫通導体４は、貫通孔３の内面に被着形成されており筒状の形状となっている。貫通導体４の形状を筒状とすることにより、貫通導体４を形成するめっき時間を短いものとすることができ、配線基板の生産効率を高めることができる。
【００３０】
本発明の配線基板によれば、上述したように絶縁樹脂板１は、ガラスクロスに樹脂を含浸させて成る芯体１Ａの上下面に芯体１Ａよりもレーザにより分解されやすい樹脂層１Ｂを積層して成ることから、絶縁樹脂板１を貫通する複数の貫通孔３をレーザ加工により形成する際に芯体１Ａの部分よりも樹脂層１Ｂの部分が多く分解されるので、直径が75〜130μｍで樹脂層１Ｂにおいて外側に向けて拡径する貫通孔３を極めて容易に形成することができる。
【００３１】
そして、このように本発明の配線基板によれば、貫通孔３の孔径を75〜130μｍと微細にした場合には、貫通導体４を高密度で配置することができ、それにより極めて高密度な配線を有する配線基板を得ることができる。
【００３２】
また、貫通孔３は、その直径が樹脂層１Ｂにおいて外側に向かって広がっていることから、後述するように貫通孔３の内面にめっきを被着して貫通導体４を形成する際に、貫通導体４を形成するためのめっき液が貫通孔４の内部に良好に入り込み、その結果、貫通孔３の内面に貫通導体４を良好に被着・形成することができる。なお、貫通孔３の直径が75μｍ未満の場合、貫通孔３の内面にめっきを被着・形成して貫通導体４を形成する際に、貫通導体４を形成するためのめっき液が貫通孔３の内部に良好に入り込まずに貫通孔３の内面にめっきを被着・形成して貫通導体４を良好に形成することが困難となる傾向があり、他方、130μｍを超えると、貫通導体４および配線導体層２Ａ・２Ｂを高密度で配置することが困難となる傾向がある。したがって、貫通孔３の直径は、75〜130μｍの範囲が好ましい。
【００３３】
さらに、貫通孔３の開口部における直径が絶縁樹脂板１の厚み方向の略中央部における直径よりも10μｍ未満大きい場合には、貫通孔３の内面にめっきを被着・形成して貫通導体４を形成する際に、貫通導体４を形成するためのめっき液が貫通孔３の内部に良好に入り込まずに貫通孔３の内面に貫通導体４を良好に被着・形成することが困難となり、他方、50μｍを超えて大きな場合には、そのような形状を有する貫通孔４を安定して形成することが困難となる傾向がある。したがって、貫通孔４の開口部における直径は、絶縁樹脂板１の厚み方向の略中央部における直径よりも10〜50μｍ大きいことが好ましい。
【００３４】
また、貫通孔３の内面に被着・形成された貫通導体４は銅めっき等のめっき導体から成り、絶縁樹脂板１を挟んで上下に位置する配線導体層２Ａ・２Ｂ同士を互いに電気的に接続する接続導体として機能する。そして、貫通孔３が上述したように樹脂層１Ｂにおいて外側に向けて拡径する形状となっていることから、貫通孔３の内面にめっき導体を被着させることにより良好に形成されている。したがって、本発明の配線基板によれば、貫通導体４に断線が発生することはない。
【００３５】
さらに、内面に貫通導体４を被着形成した貫通孔３の内部には、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から成る穴埋め樹脂５が充填されている。このように貫通孔３の内部に穴埋め樹脂５を充填した場合には、貫通孔３内からクラックが発生することはなく、これによってビルドアップ絶縁層にクラックが発生したり、ビルドアップ配線層に断線が発生したりすることはない。
このような穴埋め樹脂５は、例えばエポキシ樹脂を従来周知のスクリーン印刷法を用いて絶縁樹脂板１の上下面に印刷することにより貫通孔３の内部に充填される。
【００３６】
さらに、配線導体層２Ａ・２Ｂが被着された絶縁樹脂板１の表面には、必要に応じて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から成るソルダーレジスト（図示せず）が被着される。ソルダーレジストは、配線導体層２Ａ・２Ｂを保護するとともに配線導体層２Ａ・２Ｂにおける各配線パターン同士を電気的に良好に絶縁するための保護層として機能し、配線導体層２Ａ・２Ｂの一部を露出させる所定のパターンに被着形成されている。
【００３７】
なお、ソルダーレジストは、その配線導体層２Ａ・２Ｂ上における厚みが10μｍ未満であると、配線導体層２Ａ・２Ｂを良好に保護することができなくなるとともに配線導体層２Ａ・２Ｂにおける各配線パターン同士を電気的に良好に絶縁することができなくなる傾向にあり、他方、40μｍを超えると、ソルダーレジストを所定のパターンに形成することが困難となる傾向にある。したがって、ソルダーレジストの配線導体層２Ａ・２Ｂ上における厚みは、10〜40μｍの範囲が好ましい。
【００３８】
かくして、本発明の配線基板によれば、外側に向けて拡径する貫通孔３を容易に形成することができるとともに、その貫通孔３の内面に貫通導体４を良好に被着・形成することができ、それにより貫通導体４に断線が発生することのないとともに、本発明の配線基板を用いてビルドアップ配線基板を製作した場合においても、ビルドアップ絶縁層にクラックの発生しない極めて信頼性の高い高密度な配線の配線基板とすることができる。
【００３９】
次に、図１に示した配線基板を本発明の製造方法により製造する方法について図２（ａ）〜（ｅ）を参照して詳細に説明する。なお、本実施例においても、直径が75〜130μｍと微細な貫通孔３を有するとともに、厚みが0.2〜0.8ｍｍと薄型の配線基板を製造する場合の例を示している。
【００４０】
まず、図２（ａ）に部分断面図で示すように、例えばガラスクロス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樹脂を含浸させた芯体１Ａの上下面に芯体１Ａよりもレーザ光により分解されやすい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樹脂から成る厚みが0.01〜0.1ｍｍの樹脂層１Ｂを積層して成る厚みが0.2〜0.8ｍｍの絶縁樹脂板１の上下両面に厚みが３〜12μｍの銅箔２Ａ’・２Ｂ’が被着形成された両面銅張板を準備する。
【００４１】
なお、絶縁樹脂板１は、その厚みが0.2ｍｍ未満では後述するように絶縁樹脂板１および銅箔２Ａ’・２Ｂ’を貫通して複数の貫通孔３を形成したり、貫通孔３内に穴埋め樹脂５を充填したり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、0.8ｍｍを超えると、後述するように貫通孔３の内面にめっきを被着して貫通導体４を形成するとき、貫通孔３の内部にめっき液が浸入しにくくなり、貫通導体４に断線が発生しやすくなる。したがって、絶縁樹脂板１の厚みは0.2〜0.8ｍｍの範囲が好ましい。
【００４２】
さらに、樹脂層１Ｂはその厚みが0.01ｍｍ未満では、後述するように絶縁樹脂板１および銅箔２Ａ’・２Ｂ’を貫通して複数の貫通孔３を形成する際に貫通孔３において外側に拡径する領域が短くなりやすく、そのため貫通孔３の内面にめっき導体を被着させて貫通導体４を形成する際に、貫通孔３の内部にめっき液が浸入しにくく貫通導体４を良好に形成することが困難となり、また0.1ｍｍを超えるとレーザ加工により貫通孔３を形成する際に樹脂層１Ｂにおいて貫通孔３の孔径が大きくなりすぎ、孔径が75〜130μｍの貫通孔３を形成することが困難となる。したがって、樹脂層１Ｂの厚みは0.01〜0.1ｍｍの範囲であることが好ましい。
【００４３】
また、銅箔２Ａ’・２Ｂ’は、その厚みが３μｍ未満の場合、後述するように貫通孔３形成後のめっきの前処理として行なわれるマイクロエッチング時に銅箔２Ａ’・２Ｂ’がエッチングされて銅箔２Ａ’・２Ｂ’にピンホールまたは欠損を生じ、銅箔２Ａ’・２Ｂ’へのめっきの付き周り性や密着力が弱くなる傾向があり、他方、12μｍを超える場合、貫通孔３をレーザ加工により穿孔する場合に、直径が75〜130μｍの貫通孔３を安定して形成することが困難となる。したがって、銅箔２Ａ’・２Ｂ’の厚みは、３〜12μｍの範囲が好ましい。
【００４４】
このような銅箔２Ａ’・２Ｂ’は、絶縁樹脂板１の上下全面に厚みが８〜18μｍ程度の銅箔を貼着するとともにこの銅箔を硫酸−過酸化水素水などの銅エッチング液で膜厚が均一となるようにエッチングし、厚みが３〜12μｍとなるように加工して形成される。
【００４５】
次に、図２（ｂ）に部分断面図で示すように、レーザ加工により銅箔２Ａ’・２Ｂ’および絶縁樹脂板１を貫通する直径が75〜130μｍで、樹脂層１Ｂにおいて外側に向けて拡径する複数の貫通孔３を穿孔する。
【００４６】
このように、貫通孔３の直径を75〜130μｍと微細とした場合には、後述するように、貫通導体３および配線導体層２Ａ・２Ｂを形成する際に貫通導体４および配線導体層２Ａ・２Ｂを高密度で配置することができ、それにより高密度な配線基板を得ることができる。また、貫通孔３の孔径が樹脂層１Ｂにおいて外側に向かって広がっていることから、後述するように貫通孔３の内面にめっきを被着して貫通導体４を形成する際に、貫通導体４を形成するためのめっき液が貫通孔３の内部に良好に入り込み、その結果、貫通孔３の内面に貫通導体４を良好に被着・形成することができる。
【００４７】
なお、貫通孔３の孔径が75μｍ未満の場合、貫通孔３の内面にめっきを被着して貫通導体４を形成する際に、貫通導体４を形成するためのめっき液が貫通孔３の内部に良好に入り込まず、貫通孔３の内面に貫通導体４を良好に形成することができなくなり、他方、130μｍを超えると、貫通導体４および配線導体層２Ａ・２Ｂを高密度で配置することが困難となる。したがって、貫通孔３の直径は、75〜130μｍの範囲が好ましい。
【００４８】
また、貫通孔３の開口部における直径が絶縁樹脂板１の厚み方向の略中央部における直径よりも10μｍ未満大きい場合には、貫通孔３の内面にめっき導体を被着して貫通導体４を形成する際に、貫通導体４を形成するためのめっき液が貫通孔３の内部に良好に入り込まずに貫通孔３の内面に貫通導体４を良好に形成することが困難となり、他方、50μｍを超えて大きな場合には、そのような形状を有する貫通孔３を安定して形成することが困難となる。したがって、貫通孔３の開口部における直径は、絶縁樹脂板１の略中央部における直径よりも10〜50μｍ大きくしておくことが好ましい。
【００４９】
なお、銅箔２Ａ’・２Ｂ’および絶縁樹脂板１に貫通孔３を形成するには、銅箔２Ａ’・２Ｂ’上に例えばレーザ光のエネルギーを良好に吸収する黒色もしくは黒色に近い色を有する樹脂から成るレーザ加工用シートを貼着し、このレーザ加工用シートの上から炭酸ガスレーザ光を照射する方法、もしくは銅箔２Ａ’・２Ｂ’の表面を算術平均粗さＲａで0.2〜２μｍの範囲で表面を粗化した後、その銅箔を酸化雰囲気150℃下で30分程度の熱処理を行ないその表面をレーザ光のエネルギーを良好に吸収する黒色もしくは黒色に近い色を有する色として炭酸ガスレーザ光を照射する方法のどちらかの方法を使用し、20〜30ｍＪの出力の炭酸ガスレーザ光を10〜500μ秒のパルス幅で所定の位置に照射して貫通孔３を穿孔する方法が採用される。このとき、炭酸ガスレーザ光の出力が20ｍＪ未満だと貫通孔３を十分な大きさに穿孔することが困難となる傾向にあり、他方、30ｍＪを超えると樹脂層１Ｂにおける貫通孔３の孔径が大きくなりすぎてしまう傾向にある。したがって、照射する炭酸ガスレーザ光は、その出力が20〜30ｍＪでパルス幅が10〜500μ秒の範囲であることが好ましい。
【００５０】
なおまた、レーザ加工用シートを使用した場合は、貫通孔３を穿孔した後にレーザ加工用シートを剥離する。このとき、絶縁樹脂板１は、ガラスクロスに樹脂を含浸させた芯体１Ａの上下面に芯体１Ａよりもレーザ光により分解されやすい樹脂層１Ｂが積層されていることから、この絶縁樹脂板１および配線導体層２Ａ・２Ｂ用の銅箔を貫通して複数のレーザ加工により貫通孔３を形成する際に芯体１Ａの部分よりも樹脂層１Ｂの部分が多く分解されるので、直径が75〜130μｍで、樹脂層１Ｂにおいて外側に向けて拡径する形状の貫通孔３を極めて容易に形成することができる。またこのとき、銅箔２Ａ’・２Ｂ’は絶縁樹脂板１よりも穿孔されにくいので、貫通孔３はその直径が銅箔２Ａ’・２Ｂ’の部位において絶縁樹脂板１の部位よりも小さく、銅箔２Ａ’・２Ｂ’が内側に突き出た形状となるが、銅箔２Ａ’・２Ｂ’をマイクロエッチングしてその内側に突き出た部位を除去することにより、樹脂層１Ｂにおいて直径が75〜130μｍの範囲で外側に向けて拡径する形状の貫通孔３を形成することができる。
【００５１】
次に、図２（ｃ）に部分断面図で示すように、貫通孔３の内面に厚みが１〜３μｍの無電解めっき銅めっきおよび電解銅めっきを順次析出させて貫通導体４を形成するとともに、銅箔２Ａ’・２Ｂ’の表面に厚みが１〜３μｍの無電解銅めっきおよび厚みが50〜60μｍの電解銅めっきを順次析出させてめっき導体層13を被着させる。なお、無電解銅めっき析出させるには、例えば塩化アンモニウム系酢酸パラジウムを含有するパラジウム活性液を使用して貫通孔３の内面および銅箔２Ａ’・２Ｂ’の表面にパラジウム触媒を付着させるとともに、その上に硫酸銅系の無電解銅めっき液を用いて無電解銅めっきを被着させればよい。このとき、貫通孔３は、絶縁樹脂板１の開口部において外側に向けて拡径していることから、貫通孔３内に無電解銅めっき液が良好に浸入し、その結果、貫通孔３の内面および銅箔２Ａ’・２Ｂ’の表面に無電解銅めっきを略均一な厚みに良好に被着させることができる。なお、無電解銅めっき析出させる前に貫通孔３の内面を例えば過マンガン酸カリウム溶液や過マンガン酸ナトリウム溶液から成る粗化液を用いてその算術平均粗さＲａが0.2〜２μｍ程度になるように粗化しておくと無電解銅めっきを強固に被着させることができる。したがって、無電解銅めっきを被着させる前に貫通孔の３内面を例えば過マンガン酸カリウム溶液や過マンガン酸ナトリウム溶液から成る粗化液を用いてその算術平均粗さＲａが0.2〜２μｍ程度になるように粗化しておくことが好ましい。
【００５２】
また、電解銅めっきを被着させるための電解銅めっき液としては例えば硫酸銅系からなる電解銅めっき液を用いればよい。このとき、貫通孔３は、絶縁樹脂板１の開口部において外側に向けて拡径していることから、貫通孔３の内部に電解銅めっき液が良好に浸入し、その結果、貫通孔３の内面に貫通導体４を良好に形成することができる。したがって、本発明の配線基板の製造方法によれば、貫通孔３内面に貫通導体４が良好に被着・形成され、貫通導体４に断線が発生することのない配線基板を提供することができる。
【００５３】
次に、図２（ｄ）に部分断面図で示すように、貫通孔３の内部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から成る穴埋め樹脂５を充填する。このように貫通孔３の内部に穴埋め樹脂を充填した場合には、貫通孔３内からクラックが発生することはなく、これによってビルドアップ絶縁層にクラックが発生したり、ビルドアップ配線層に断線が発生したりすることはない。
なお、このような穴埋め樹脂５は、例えばエポキシ樹脂を従来周知のスクリーン印刷法を用いて絶縁樹脂板１の上下面に印刷することにより貫通孔３の内部に充填される。
【００５４】
最後に、図２（ｅ）の部分断面図で示すように、穴埋め樹脂５および銅箔２Ａ’・２Ｂ’上のめっき導体層13を機械的に研磨して平坦化した後、銅箔２Ａ’・２Ｂ’およびその上のめっき導体層13を従来周知のフォトリソグラフィー技術により所定のパターンにエッチングすることにより配線導体層２Ａ・２Ｂを形成することにより図1に示す本発明の基板が完成する。なお、エッチング液としては塩化第２銅水溶液や塩化第２鉄水溶液から成るエッチング液を用いればよい。
【００５５】
かくして、本発明の配線基板の製造方法によれば、貫通導体４に断線が発生することなく、極めて高密度な配線が可能な配線基板を得ることができる。またその上にビルドアップ樹脂層およびビルドアップ配線層を積層してビルドアップ配線基板を製作したとしてもビルドアップ樹脂層に貫通孔３内からのクラックが発生することのない配線基板を得ることができる。
【００５６】
なお、上述の実施例では貫通孔の直径が75〜130μｍ、厚みが0.2〜0.8ｍｍの配線基板を例にとって示したが、本発明は上述の実施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、種々の変更が可能であることはいうまでもない。
【００５７】
【実施例】
本発明の配線基板で、貫通孔の直径が75〜130μｍ、厚みが0.2〜0.8ｍｍの配線基板の特性を評価するために、サンプルを作製し次の評価を行なった。
（実施例１）
まず、厚みが0.05〜0.85ｍｍのガラスクロスにエポキシ樹脂を含浸させて成る芯体の上下面に厚みが0.05ｍｍのエポキシ樹脂から成る樹脂層をそれぞれ積層し、その合計の厚みを0.1〜0.9ｍｍの範囲とした絶縁樹脂板の上下両面に7.5μｍの厚みの銅箔が貼着された両面銅張板を準備するとともにその両面銅張板に、絶縁樹脂板の厚みの略中央部における直径が75μｍで開口部における直径100μｍの貫通孔をレーザにより形成した後、貫通孔の内面を過マンガン酸カリウム溶液からなる粗化液で算術平均粗さＲａが0.2〜２μｍ程度になるように粗化し、次に銅箔の表面および貫通孔の内面に無電界銅めっきおよび電解銅めっきを順次被着させることにより貫通孔の内面に貫通導体を形成し、しかる後貫通孔に穴埋め樹脂を埋め込み光硬化で仮硬化させた後、機械研磨で穴埋め樹脂と銅箔およびその上の銅めっきを平坦化させ、160℃の温度で２時間加熱する。その後、銅箔およびその上の銅めっきを従来周知のフォトリソグラフィーを採用して導体パターンを形成することでテスト基板を作成して、それぞれの厚みの基板の反りを測定した。反りの定義は1辺が40ｍｍの正方形の基板の対角線で50ｍｍ長を測定した反り値である。また、反り測定後に貫通導体の導通チェックを行なった。なお、各厚みの試験結果は、各厚みの絶縁樹脂板を20枚ずつ測定し、その平均値を示した。また導通チェックは各厚みの絶縁樹脂板を200枚ずつチェックする。結果を表１に示す。
【００５８】
【表１】
実験結果から、絶縁樹脂板の厚みが0.2〜0.8ｍｍの範囲では、反りが配線基板に要求される平坦度（反りの値で100μｍ／50ｍｍ以下）を十分に満足するとともに、貫通導体の導通不良（断線）も発生しないことがわかった。
【００６０】
（実施例２）
厚みが0.35ｍｍのガラスクロスにエポキシ樹脂を含浸させて成る芯体の上下面に厚みが0.05ｍｍのエポキシ樹脂から成る樹脂層をそれぞれ積層し、その合計の厚みを0.4ｍｍとした絶縁樹脂板の上下両面に厚みを３〜12μｍの範囲とした銅箔をそれぞれ被着させた両面銅張板を準備するとともにその両面銅張板に、直径が100μｍとなるように貫通孔をレーザにより形成した。このときのレーザ条件は事前テストで100μｍに近づくように検討した各絶縁基板の最適条件で形成した。その後、貫通孔の直径を測定し75〜130μｍの範囲に入っているか各絶縁基板より100穴の貫通孔を測定しその最大値で判定した。
【００６１】
次に貫通孔の内面を過マンガン酸カリウム溶液からなる粗化液で算術平均粗さＲａが0.2〜２μｍ程度になるように粗化した後、銅箔の表面および貫通孔の内面に無電界銅めっきおよび電解銅めっきを順次被着させることにより貫通孔の内面にめっき導体から成る貫通導体を形成し、さらに貫通孔に穴埋め樹脂を埋め込み光硬化で仮硬化させた後、機械研磨で穴埋め樹脂と銅箔およびその上の銅めっきを平坦化させ、160℃の温度で２時間加熱する。その後、銅箔およびその上の銅めっきを従来周知のフォトリソグラフィーを採用して配線幅が100μｍおよび100μｍのテストパターンを形成することでテスト基板を作成し、各テスト基板のテストパターンの導通チェックを行なった。導通チェックはテスト基板を200枚ずつチェックした。結果を表２に示す。
【００６２】
【表２】
実験結果から銅箔の厚みが３〜12μｍの範囲において、テストパターンに導通不良が発生することはなく、また、直径が上下両面側に拡径する形状の貫通孔を安定して形成できることがわかった。
【００６４】
（実施例３）
厚み0.35ｍｍのガラスクロスにエポキシ樹脂を含浸させて成る芯体の上下面に厚みが0.05ｍｍのエポキシ樹脂から成る樹脂層をそれぞれ積層し、その合計の厚みを0.4ｍｍとした絶縁樹脂板の上下両面に厚みが7.5μｍの銅箔が被着された両面銅張板を準備するとともにその両面銅張板に直径が72〜135μｍの範囲で上下両面側に拡径する貫通孔をあらかじめ事前テストにより検討した条件によりレーザで形成した。その後過マンガン酸カリウム溶液からなる粗化液で貫通孔の内面を算術平均粗さＲａが0.2〜２μｍ程度になるように粗化し、次に銅箔の表面および貫通孔の内面に無電界銅めっきおよび電解銅めっきを順次被着させることにより貫通孔の内面にめっき導体から成る貫通導体を形成し、しかる後、貫通孔に穴埋め樹脂を埋め込み光硬化で仮硬化させた後、機械研磨で穴埋め樹脂と銅箔およびその上の銅めっきを平坦化させ、160℃の温度で２時間加熱する。
【００６５】
その後、銅箔およびその上の銅めっきを従来周知のフォトリソグラフィーを採用して貫通導体に接続された直径が150μｍの円形の受けランドパターンおよびその受けランドパターンを30μｍの間隔で取り囲む円環状パターンを形成することでテスト基板を作成した。そして、貫通導体の導通チェックおよび貫通導体に接続された受けランドパターンとそれを取り囲む円環状パターンとの間での絶縁不良を確認するテストを200枚ずつチェックした。結果を表３に示す。
【００６６】
【表３】
実験結果から貫通孔径が77〜130μｍの範囲においては、貫通導体で導通不良が発生することはなく、また、貫通導体に接続された受けランドパターンとそれを取り囲む円環状パターンとの間で絶縁不良も発生しなかった。
【００６８】
【発明の効果】
本発明の配線基板によれば、ガラスクロスに樹脂を含浸させた芯体の上下面にこの芯体よりもレーザ光により分解されやすい樹脂層を積層して成る絶縁樹脂板の上下両面に銅箔およびこの銅箔を被覆しためっき導体層から成る配線導体層が被着されていることから、貫通孔をレーザ加工により形成する際に芯体の上下面に積層された樹脂層が芯体より多く分解されるので、外側に向けて拡径する複数の貫通孔を容易に形成することができるとともに、そのような形状の貫通孔の内部にめっきを充填して貫通導体を形成する際、貫通導体を形成するためのめっき液が貫通孔内に良好に入り込み、その結果、貫通孔の内面に貫通導体が良好に形成され、貫通導体に断線が発生することはない。
【００６９】
本発明の配線基板の製造方法によれば、ガラスクロスに樹脂を含浸させた芯体の上下面にこの芯体よりもレーザ光により分解されやすい樹脂層を積層して成る絶縁樹脂板の上下両面に銅箔が被着された両面銅張板を準備する工程と、次にこの両面銅張板を上下に貫通し、かつ樹脂層において外側に向けて拡径する複数の貫通孔をレーザ加工により形成する工程と、次に銅箔の表面にめっき導体層を被着させるとともに、貫通孔の内面にめっき導体を被着して成る貫通導体を形成して上下両面の銅箔同士を接続する工程を有することから、貫通孔をレーザ加工により形成する際に芯体の上下面に積層された樹脂層が芯体より多く分解されるので外側に向けて拡径する複数の貫通孔を容易に形成することができるとともに、そのような形状の貫通孔内に貫通導体を被着させる際、貫通導体を被着させるためのめっき液が貫通孔内に良好に入り込み、その結果、貫通孔の内面に貫通導体が良好に形成され、貫通孔に断線のない配線基板を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の配線基板の実施の形態の一例を示す部分断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｅ）は、本発明の配線基板の製造方法を説明するための工程毎の部分断面図である。
【符号の説明】
１・・・・・・・・・・・・・絶縁樹脂板
１Ａ・・・・・・・・・・・・芯体
１Ｂ・・・・・・・・・・・・樹脂層
２Ａ’・２Ｂ’・・・・・・・・銅箔
２Ａ・２Ｂ・・・・・・・・・配線導体層
３・・・・・・・・・・・・・貫通孔
４・・・・・・・・・・・・・貫通導体
Claims (2)
- ガラスクロスに樹脂を含浸させた芯体の上下面に該芯体よりもレーザ光により分解されやすい樹脂層を積層して成る絶縁樹脂板の上下両面に銅箔および該銅箔を被覆しためっき導体層から成る配線導体層が被着されているとともに、前記絶縁樹脂板および前記銅箔を上下に貫通し、かつ前記樹脂層において外側に向けて拡径する複数の貫通孔がレーザ加工により形成され、該貫通孔の内面に、前記上下両面の配線導体層同士を接続する、めっき導体を被着して成る貫通導体が形成されていることを特徴とする配線基板。
- ガラスクロスに樹脂を含浸させた芯体の上下面に該芯体よりもレーザ光により分解されやすい樹脂層を積層して成る絶縁樹脂板の上下両面に銅箔が被着された両面銅張板を準備する工程と、次に該両面銅張板を上下に貫通し、かつ前記樹脂層において外側に向けて拡径する複数の貫通孔をレーザ加工により形成する工程と、次に前記銅箔の表面にめっき導体層を被着させるとともに、前記貫通孔の内面に前記めっき導体を被着して成る貫通導体を形成して前記上下両面の銅箔同士を接続し、次に前記上下両面の銅箔および該銅箔に被着した前記めっき導体層をエッチングして配線導体層を形成する工程とを有することを特徴とする配線基板の製造方法。
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| JP2009123986A (ja) * | 2007-11-16 | 2009-06-04 | Fujitsu Ltd | 多層回路基板の製造方法 |
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