JP2004207636A - 多層配線板およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】狭ピッチ回路形成を可能とし、絶縁フィルムと回路の密着性と密着耐熱性を向上させた多層配線板およびその製造方法を提供する。
【解決手段】ベース基材１の表面に形成したシードコート２上に選択的に金属導体を析出・積層させて回路４を形成する工程と、前記回路表面を粗化する工程と、回路１を備えたシート基材１と熱可塑性樹脂からなる樹脂シート５をラミネートし、樹脂シート５に回路４を転写して片面配線板８を作成する工程と、片面配線板８の樹脂シート５を穴あけし、回路４を底面とするホールＨを形成するとともに、前記ホールＨ内に導電性物質７を充填する工程と、複数の片面配線板８を積層した後、加熱プレスして各層を接着する工程とからなる多層配線板の製造方法。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、狭ピッチ回路形成を可能とし、かつ絶縁フィルムと回路の密着性と密着耐熱性を向上させた多層配線板およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
絶縁フィルム上に銅箔を設けた銅張積層板において、接着剤を使用して絶縁フィルムと銅箔を接着した、絶縁フィルム／接着剤／銅箔の銅張積層板では耐熱性に問題があった。すなわち接着剤を使用した３層銅張積層板では、接着剤の溶融温度（Ｔｇ）が１００℃以下であるために、ハンダ付けなどの工程で接着剤が溶融し、絶縁フィルムと銅箔とがずれる虞があった。
従って、最近では、接着剤を使用しない無接着剤フレキシブル金属積層体が使用されている。そして、この無接着剤フレキシブル金属積層体として、キャスティング法やラミネート法によって絶縁フィルムの表面に金属層を設けてなる無接着剤フレキシブル金属積層体（例えば、特許文献１を参照）や、メタライズ法によって絶縁フィルムの表面に金属層を設けてなる無接着剤フレキシブル金属積層体（例えば、特許文献２を参照）がある。
【０００３】
キャスティング法やラミネート法による無接着剤フレキシブル金属積層体の製造方法は、例えば、銅板の上に溶融状態の熱可塑性ポリイミド樹脂を流し込むことによって、ポリイミドフィルムと銅層（金属層）からなる銅張積層板を形成する。
そして、前記キャスティング法やラミネート法により作成した、銅層／絶縁フィルムの２層構造の無接着剤フレキシブル金属積層体（銅張積層板）を使用して多層配線板を製造する場合、前記銅張積層板を貫通するスルーホールを形成するとともに、スルーホールをメッキ処理した後、サブトラクト法によって回路形成することによって、絶縁フィルムと回路の密着性および密着耐熱性が優れた片面配線板を作成し、その後、前記片面配線板を複数積層し、加熱プレスにより各層を接着することによって、多層配線板を取得していた。
なおサブトラクト法による回路形成は、エッチング処理によって選択的に銅層を除去し、所望とする回路形成部分の銅を残し、銅回路を形成する。
【０００４】
一方、メタライズ法による無接着剤フレキシブル金属積層体の製造方法は、ポリイミドフィルム表面に厚さ数千Åの金属シード層（銅）を形成後、めっき処理によって金属導体（銅）を析出・積層し、ポリイミドフィルムと銅層からなる銅張積層板を形成する。
前記メタライズ法によって配線板を製造する場合、セミアディティブ法によりポリイミドフィルム表面の回路形成部分に選択的に金属導体を析出・積層させて回路形成できるため、Ｌ／Ｓ＝４０μｍ以下の狭ピッチ回路が形成された配線板を取得できる。そしてこの配線板（片面配線板）を複数積層し、加熱プレスにより各層を接着することによって、多層配線板を取得できる。
【０００５】
図４は、セミアディティブ法により回路形成した配線板（片面配線板）の製造方法を示すものである。
ポリイミドフィルム（絶縁フィルム）１０１の表面全体に蒸着やスパッタリングによって厚さ２０００Åのシードコート１０２を形成した後、前記シードコート１０２上にドライフィルムレジスト１０３を貼り付け（ロールラミネート）、このドライフィルムレジスト１０３に回路設計図を露光・現像し、回路形成部分のレジストを除去し、非回路形成部のみをレジスト１０３でマスキングする。
その後、電解銅めっきによって、非マスキング部に銅を析出・積層させ、銅回路１０４を形成するとともに、レジスト１０３を剥離した後、非回路形成部のシードコート１０２をエッチングによって除去することによって、必要とするところ（回路形成部）のみに銅を析出・積層し、ポリイミドフィルム１０１の表面に銅回路１０４を形成した配線板（片面配線板）１００を作成していた。
【０００６】
【特許文献１】
特開平８−２８１８６６号公報
【特許文献２】
特公平２−５５９４３号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、サブトラクト法によって配線板を製造した場合、絶縁フィルムと回路の優れた密着性や密着耐熱性は得られるものの、エッチング処理による回路形成時に、エッチングの進行に伴って回路部分も侵食されるため、回路の狭ピッチ化に限界があった。
また、セミアディティブ法によって配線板を製造した場合、Ｌ／Ｓ＝４０μｍ以下の狭ピッチの回路を形成することができるものの、キャスティング法やラミネート法による金属積層体に比べて、絶縁フィルムと回路との密着性や密着耐熱性が劣るものであった。
【０００８】
従って、狭ピッチ化された回路形成を可能とし、かつ絶縁フィルムと銅回路の密着性と密着耐熱性を向上せしめた片面配線板を積層した多層配線板を製造することが望まれていた。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
そこで、この発明による多層配線板は、ベース基材の表面に形成したシードコート上に選択的に銅を析出・積層させて形成した回路を、熱可塑性樹脂からなる樹脂シートに接着（転写）せしめた片面配線板を複数積層し、各層を接着せしめた多層配線板であって、さらに樹脂シートに導電性物質を充填したホールが形成され、異層（異なる片面配線板）にある回路間の導通性が確保されている。
【００１０】
またこの発明による多層配線板の製造方法は、ベース基材の表面に形成したシードコート上に選択的に金属導体を析出・積層させて回路を形成する工程と、熱可塑性樹脂からなる樹脂シートに前記回路を転写し、片面配線板を作成する工程と、片面配線板の樹脂シートを穴あけし、回路を底面とするホールを形成するとともに、前記ホール内に導電性物質を充填する工程と、複数の片面配線板を積層した後、加熱プレスして各層を接着する工程とからなる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
この発明による多層配線板の製造方法について、図１から図３を参照して説明する。
この発明による多層配線板の製造方法では、まず、樹脂シート５の片面に任意の回路４を形成した片面配線板８を作成した後（図１を参照）、複数の片面配線板を積層し、各層を接着することによって多層配線板１０を取得する（図３を参照）。
【００１２】
図１は、片面配線板８の作成方法について説明する図である。
図１に示す作成方法によれば、例えば、ポリイミドやポリエステルなどの絶縁フィルムや、銅との密着性の小さなシート、あるいはシート表面に銅との密着性を小さくするようにせしめたシートからなるベース基材１の表面全体に、銅（Ｃｕ）を蒸着またはスパッタリングし、ベース基材１の表面にシードコート２を形成する。
その後、前記シードコート２の表面の非回路形成部をレジスト３でマスキングする。
【００１３】
非回路形成部のみをレジスト３でマスキングするにあたって、シードコート２の表面にドライフィルムレジストをラミネート（またはロールラミネート）した後、前記ドライフィルレジストに回路設計図を露光・現像し、回路形成部（任意）のレジストを除去し、非回路形成部のみをレジスト３でマスキングする。
なお、シードコート２の表面に液状レジストを塗布してレジスト層を形成した後、レジスト層に回路設計図を露光・現像し、回路形成部（任意）のレジストを除去し、非回路形成部をレジスト３でマスキングしてもよい。
【００１４】
その後、非回路形成部がレジスト３でマスキングされている状態で電解銅めっき処理することによって、非マスキング部（シードコート２が露出している部分）に銅（Ｃｕ）を析出・積層し、銅回路４を形成する。
【００１５】
さらに図１に示す片面配線板の作成方法では、銅回路４を形成した後、レジスト３を剥離し、その後、銅回路４の表面をブラスト処理によって粗化して粗面４ａを形成する。
なお、レジスト３の層厚と同等になるように銅を析出・積層して銅回路４を形成した後、ブラスト処理し、レジスト３および銅回路４の表面を粗化し、粗面４ａを形成してもよい。
【００１６】
続いて、シート基材１に形成された回路４を熱可塑性樹脂からなる樹脂シート５に転写し、片面配線板８を作成する。
【００１７】
すなわち、ベース基材１に形成した回路４の粗面４ａと、熱塑性樹脂からなる樹脂シート５を対向させ、ラミネートあるいは加熱プレスすることによって、ベース基材１に形成されている回路４の表面（粗面４ａ）に樹脂シート５を接着（密着）する。その後、回路４を備えるシート基材１と熱可塑性樹脂からなる樹脂シート５を貼り合わせたものから、シート基材１とシードコート２を剥離・除去し、樹脂シート５に回路４が密着した片面配線板８を取得する。
【００１８】
このとき、熱可塑性樹脂を熱硬化させることによって、樹脂シート５に回路４を接着させるため、回路４と樹脂シート５は、ラミネート法やキャスティング法による接着と同等な密着性および密着耐熱性が確保される。
そして、回路４の表面が粗化されている（粗面４ａが形成されている）ことによって、熱可塑性樹脂に回路表面（粗面４ａ）が埋まり込んで、回路４と樹脂シート５の密着性を向上することができる。
【００１９】
なお、回路４を備えたシート基材１と樹脂シート５を貼り合わせたものから、シート基材１とシードコート２を剥離・除去する場合、シート基材１とシードコート２を一括剥離する方法や、シート基材１を剥離した後、エッチング処理によりシードコート２を除去する方法がある。
シードコート２をエッチングによって除去する場合は、サブトラクト法によるエッチングによる回路形成と異なり、非常に薄膜状に形成されたシードコート２を溶解除去するだけなので、処理時間も短く、そのためエッチング処理による回路侵食の虞はなく、狭ピッチ回路の形成が可能である。
【００２０】
また、レジスト３を備えた状態でベース基材１と樹脂シート５を貼り合わせた場合、シート基材１とシードコート２を剥離・除去した後、レジスト３を剥離し、樹脂シート５の表面に回路４が密着した片面配線板８を取得する。
【００２１】
次に、片面配線板８の非回路面（回路４が形成されていない面）にマスク６を被覆した後、マスク６表面から樹脂シート５を穴あけして、回路４を底面とするホールＨを形成するとともに、前記ホールＨ内に導電性物質（例えば導電性ペースト）７を充填し、その後、マスク６を除去して、樹脂シート５の表面に回路４が密着した片面配線板８に、導電性物質７を充填したホールＨを形成する。
なお、レーザー加工により穴することで、精密なホールＨを形成することができる。
【００２２】
図１に示す片面配線板の作成方法によって取得した片面配線板８について、図２に示す。
この片面配線板８によれば、任意の部分に選択的に銅を析出・積層して回路４を形成するため、狭ピッチ回路形成が可能であり、また熱可塑性樹脂を熱硬化して回路４と樹脂シート５を接着せしめたことにより、高い密着性と密着耐熱性が確保されている。
また、図２に示す片面配線板８には、複数の片面配線板６を積層して多層配線板を製造したとき、異層（異なる片面配線板８）にある回路間の導通性を確保するため、導電性物質７を充填したホールＨが形成されている。
【００２３】
図２に示す片面配線板８を使用した多層配線板の製造方法について図３を参照して説明する。
【００２４】
この製造方法では、複数の片面配線板８を、回路面（回路４が形成されている面）を一方に揃えて積層し、加熱プレスすることによって各層（各片面配線板８）を接着して多層配線板１０を製造する。
図３では、回路４が上になるように配設した３枚の片面配線板８を積み重ねる（積層する）とともに、最下層に金属板９を配設し、加熱プレスによって各層（各片面配線板８と金属板９）を接着し、その後、最下層に接着した金属板９をエッチング処理し、回路４を形成する。
このとき、上側に配設される片面配線板８のホールＨに充填した導電性物質７が、下側に配設される片面配線板８の回路４の表面に当接するよう、各片面配線板８を積層することによって、異層（異なる片面配線板８）にある回路間の導通性を確保することができる。
【００２５】
以上のように、ベース基材１の表面に形成したシードコート２上に選択的に銅を析出・積層して形成した回路４を、熱可塑性樹脂からなる樹脂シート６の表面に転写することによって、狭ピッチ化された回路形成が可能であり、かつ回路４と樹脂シート５との高い密着性と密着耐熱性が確保された片面配線板８を取得することができる。さらに前記片面配線板８の樹脂シート５に、ホール内に導電性物質７を充填したホールＨを形成し、この片面配線板８を複数積層し、各層を接着することによって、異層にある回路間の導通性を確保した多層配線板１０を取得することができる。
【００２６】
続いて、この発明による多層配線板を構成する片面配線板の製造方法の好適な実施例について、以下に説明する。
【００２７】
この実施例では、ベース基材１としてポリイミドフィルムであるカプトンＥＮ（東レデュポン製）を使用する。
そして、このベース基材１をスパッタチャンバにセットし、プラズマガスにアルゴンを用い、７×１０^−３Ｔｏｒｒの真空下でスパッタリングにより２０００Åの銅（Ｃｕ）層を形成し、ベース基材１の表面全体に、銅（Ｃｕ）からなるシードコート２を形成する。
【００２８】
そしてスパッタチャンバから、表面にシードコート２を形成したベース基材１を取り出し、さらに前記シードコート２の上にドライフィルムレジスト（日立化成製）をラミネートし、このドライフィルムレジストに回路設計図を露光・現像することによって、非回路形成部のみをレジスト３でマスキングする。
【００２９】
その後、電解銅めっき処理を行い、非マスキング部に銅（Ｃｕ）を析出・積層して、ベース基材１に銅回路４を形成する。
なお電解銅めっきには下記の硫酸銅めっき浴を用い、この硫酸銅めっき浴中に浸したベース基材１のシードコート２に電気を流すことによって、非マスキング部に銅を析出・積層し、銅回路４を形成した。
〔硫酸銅めっき浴〕
硫酸銅５水塩 ………………………………………… ７５ｇ／ｌ
硫酸 …………………………………………………… １９０ｇ／ｌ
塩酸イオン …………………………………………… ５０ｍｇ／ｌ
カッパーグリーム ＣＬＸ−Ａ（メルテックス製）…… ５ｍｍ／ｌ
カッパーグリーム ＣＬＸ−Ｃ（メルテックス製）…… ５ｍｍ／ｌ
【００３０】
非マスキング部に銅を析出・積層させて銅回路４を形成した後、銅回路４とレジスト３の表面をブラスト処理し、回路表面を粗化する（粗面４ａ）。
【００３１】
そして前記回路４の上から熱可塑性ポリイミドからなる樹脂シート６を貼り合わせ、ラミネートすることによって熱可塑性ポリイミドを熱硬化させて、銅回路４とレジスト３の表面に樹脂シート５を接着する。
【００３２】
その後、ベース基材１を剥離するとともに、一般的な銅エッチャント（例えば、塩化鉄）を用いてエッチング処理し、シードコート２を除去する。
そして、３％水酸化ナトリウム水溶液を用いてレジスト３を剥離し、樹脂シート５の表面（片面）に銅回路４が密着した片面配線板８を取得する。
【００３３】
こうして製造した片面配線板の剥離強度について、ＩＰＣ−ＴＭ−６５０に準拠して測定した結果、１７Ｎ／ｃｍであった。また、この片面配線板を１８０℃で２時間熱処理した後（熱処理後）の剥離強度は、１６Ｎ／ｃｍであった。
これに対し、図４に示す従来技術（セミアディティブ法）によって製造された片面配線板の密着性および密着耐熱性は低く、剥離強度は１２Ｎ／ｃｍであり、１８０℃で２時間熱処理した後（熱処理後）の剥離強度は、７Ｎ／ｃｍであった。
【００３４】
そして、上記の片面配線板（高い密着性および耐熱密着性を確保した片面配線板）８の非回路面にマスク６を被覆した後、マスク６の表面から樹脂シート５に穴あけし、回路４を底面とするホールＨを形成するとともに、前記ホール内に導電性ペースト７を充填し、その後、マスク６を剥離する。
その後、複数の片面配線板８を積層し、加熱プレスによって各層を接着することによって、導電性ペースト７を充填したホールＨによって異層にある回路間の導通性が確保され、かつ狭ピッチ回路形成が可能で、かつ回路と絶縁フィルム（樹脂シート）が密着した多層配線板１０を取得することができる。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、ベース基材１の表面に形成したシードコート２上に選択的に金属導体を析出・積層させて回路４を形成する工程と、回路表面を粗化する工程と、前記回路４を備えたベース基材１と熱可塑性樹脂からなる樹脂シート５を、ラミネートあるいは加熱プレスすることによって回路４の表面に樹脂シートを接着する工程と、ベース基材１およびシードコート２を除去し、片面配線板８を作成する工程と、前記片面配線板８の樹脂シート５を穴あけし、回路４を底面とするホールＨを形成するとともに、前記ホールＨ内に導電性物質７を充填する工程と、複数の片面配線板８を積層した後、加熱プレスして各層を接着する工程とから多層配線板を製造する。
これによって、狭ピッチ回路形成を可能とし、また絶縁フィルムと回路との高い密着性と密着耐熱性が確保された多層配線板を取得することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】片面配線板の作成法を説明する図。
【図２】片面配線板の断面図。
【図３】多層配線板の製造方法を説明する図。
【図４】従来技術による片面配線板の製造方法を説明する図。
【符号の説明】
１ ベース基材
２ シードコート
３ レジスト
４ 銅回路
５ 樹脂シート
６ マスク
７ 導電性物質
８ 片面配線板
９ 金属板
１０ 多層配線板
Ｈ ホール

Claims (8)

1. ベース基材（１）表面に形成したシードコート（２）上に選択的に銅を析出・積層させて形成した回路（４）を、熱可塑性樹脂からなる樹脂シート（５）に接着せしめた片面配線板（８）を複数積層し、各層を接着せしめた多層配線板であって、
   樹脂シート（５）に導電性物質（７）を充填したホール（Ｈ）が形成され、異層にある回路間の導通性が確保されていることを特徴とする多層配線板。
2. 熱可塑性ポリイミドからなる樹脂シート（５）を熱硬化させることによって、樹脂シート（５）と回路（４）を接着せしめたことを特徴とする請求項１に記載の多層配線板。
3. 樹脂シート（５）に接着する回路（４）の表面が粗化されていることを特徴とする請求項１または２に記載の多層配線板。
4. 接着剤を使用することなく絶縁フィルムと回路の密着性を確保した多層配線板の製造方法において、
   ベース基材（１）の表面にシードコート（２）を形成するとともに、シードコート（２）上の非回路形成部をレジスト（３）でマスキングした後、電解銅めっきにより非マスキング部に銅を析出・積層させ、ベース基材（１）に回路（４）を形成する工程と、
   レジスト（３）を剥離するとともに、回路（４）の表面を粗化する工程と、
   回路（４）を備えたベース基材（１）に樹脂シート（５）に貼り合わせ、ラミネートすることによって回路（４）の表面に樹脂シート（５）を接着する工程と、
   シート基材（１）とシードコート（２）を剥離・除去して片面配線板（８）を作成する工程と、
   片面配線板（８）の樹脂シート（５）を穴あけし、回路（４）を底面とするホール（Ｈ）を形成するとともに、前記ホール（Ｈ）内に導電性物質（７）を充填する工程と、
   複数の片面配線板（８）を積層した後、加熱プレスして各層を接着する工程と、からなることを特徴とする多層配線板の製造方法。
5. 接着剤を使用することなく絶縁フィルムと回路の密着性を確保した多層配線板の製造方法において、
   ベース基材（１）の表面にシードコート（２）を形成するとともに、シードコート（２）上の非回路形成部をレジスト（３）でマスキングした後、電解銅めっきにより非マスキング部に銅を析出・積層させ、ベース基材（１）に回路（４）を形成する工程と、
   前記回路（４）の表面を粗化する工程と、
   回路（４）を備えたベース基材（１）に樹脂シート（５）に貼り合わせ、ラミネートすることによって回路（４）の表面に樹脂シート（５）を接着する工程と、
   シート基材（１）とシードコート（２）を剥離・除去するとともに、レジスト（３）を剥離して片面配線板（８）を作成する工程と、
   片面配線板（８）の樹脂シート（５）を穴あけし、回路（４）を底面とするホール（Ｈ）を形成するとともに、前記ホール（Ｈ）内に導電性物質（７）を充填する工程と、
   複数の片面配線板（８）を積層した後、加熱プレスして各層を接着する工程と、からなることを特徴とする多層配線板の製造方法。
6. 複数の片面配線板（８）を、回路面を上にして積み重ねるとともに、最下層に金属板（９）を配設し、加熱プレスして各層を接着するとともに、最下層の金属板（９）をエッチング処理し、回路（４）を形成することを特徴とする請求項４または５に記載の多層配線板の製造方法。
7. 熱可塑性ポリイミドからなる樹脂シート（５）を使用することを特徴とする請求項４から６の何れか１項に記載の多層配線板の製造方法。
8. シードコート（２）が、銅であることを特徴とする請求項４か７の何れか１項に記載の多層配線板の製造方法。

Images