JP2004273681A

JP2004273681A - 配線基板の製造方法

Info

Publication number: JP2004273681A
Application number: JP2003061231A
Authority: JP
Inventors: Katsuya Fukase; 克哉深瀬; Shinichi Wakabayashi; 信一若林
Original assignee: Shinko Electric Industries Co Ltd
Current assignee: Shinko Electric Industries Co Ltd
Priority date: 2003-03-07
Filing date: 2003-03-07
Publication date: 2004-09-30

Abstract

【課題】基板に高精度に貫通孔等を孔加工することができ、信頼性の高い配線基板として提供することを可能にする。
【解決手段】熱可塑性樹脂および／または熱可塑性有機繊維からなる織布および／または不織布を補強材１６に使用し、補強材に熱硬化性樹脂１８を含浸させて硬化させてなる樹脂基板２２に、ドリル加工、ルーター加工、プレス加工等の機械的加工あるいはレーザ加工により、貫通孔１０、スリット孔、ビア穴等の孔加工あるいは基板の外形加工を施して配線基板を製造する方法であって、前記樹脂基板２２に、機械的加工あるいはレーザ加工により孔加工あるいは基板の外形加工を施す際に、孔の内壁面あるいは基板の外側面の近傍部分において、前記補強材１６を溶融温度Ｔｍ以上に加熱することにより、補強材を溶融して、孔の内壁面あるいは基板の外側面において補強材１６を樹脂１８に溶着させる。
【選択図】図１

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、基板に貫通孔やスリット孔を高精度に形成することができ、貫通孔あるいは基板の側面からの水分の侵入を防止する等によって信頼性が高く、配線パターンを高密度に形成することを可能にする配線基板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
配線基板を製造する際に、銅張り積層板にドリル加工によって貫通孔を形成し、貫通孔の内壁面にめっきにより導体層を形成して基板の両面に形成された配線パターンを電気的に導通させる方法は、配線基板を製造する際に常法として行われている。
ところで、銅張り積層板の基板部分は、ガラスクロス等の織布および／または不織布に熱硬化性樹脂を含浸させたプリプレグを複数枚積層し、加熱および加圧して硬化させてなるため、基板にドリル加工によって貫通孔を形成したり、スリット孔を加工したりした際に、ガラスクロスや不織布の切断位置により、また、孔の内壁面が部分的に欠落する等によって、ガラスクロスや不織布が孔の内壁面からばり状に露出することがある。これにより、貫通孔やスリット孔の寸法精度が確保されないこと、ばり状に露出したガラスクロス等によってめっきの付き回り性が低下し、めっきによって貫通孔の内壁面に形成した導体層の電気的導通が阻害されるといった問題がある。
【０００３】
図６は、銅張り積層板にドリル加工によって貫通孔１０を形成し、貫通孔１０の内面にめっき１２を施して基板１４の両面を電気的に接続する導通部を形成した状態を示す。同図で、１６が基板１４を構成するガラスクロス、１８が樹脂材である。図のように、ドリル加工によって貫通孔１０を形成すると、貫通孔１０の内壁面からガラスクロス１６の端部がばり状に突出し、めっきの付き回り性が阻害され、貫通孔１０の内壁面に突出したばり１６ａの部分にめっき１２が付着せず、断線（図のＡ部分）が生じることがある。
銅張り積層板はドリル加工に限らず、レーザ加工等によってビア穴を形成するといった場合にも穴の内面にばりが生じることがあり得るから、このようなばり等を生じさせずに加工できる基板材料が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−６９８８６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
図６に示すように、貫通孔１０の内壁面にガラスクロス１６がばり状に露出すると、貫通孔１０の内壁面にめっき１２が付着しないという問題と同時に、ばりの部分からガラスクロス１６と樹脂１８との隙間に水分が侵入し、電解質が溶け出すことにより、ガラスクロス１６を伝わるようにして隣接する貫通孔との間で電気的な短絡部が生じる（図のＢ部分）という問題がある。隣接する貫通孔１０が狭間隔になるとこのような電気的短絡が起こりやすくなるから、配線基板を設計する際には、貫通孔１０の配置間隔を一定以下としないように考慮して設計しなければならない。
【０００６】
しかしながら、半導体素子の高集積化と、半導体装置の小型化とともに、配線基板に形成する配線パターンをより高密度に形成することが求められるようになってきていることから、配線基板に形成する電気的導通用の貫通孔は近接して配置できるようにすることが求められ、また貫通孔は細径にかつ径寸法等を高精度に形成することが求められる。
【０００７】
これらの、配線基板に貫通孔を形成して電気的な導通部を形成する場合における問題とは別に、ＢＯＣ（ＢｏａｒｄＯｎＣｈｉｐ）基板のように配線基板にスリット孔を形成したり、配線基板の外形を加工するといった場合にも、基板に搭載される半導体素子と配線基板に形成されるスリット孔の孔位置を精度よく位置決めするため、スリット孔の内壁面や基板の外側面にばりを生じさせずに高精度にスリット孔を形成し、またスリット孔の内側面や基板の外側面から水分等が基板内に侵入することを防止することが求められる。
【０００８】
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、その目的とするところは、基板に穴加工を施して貫通孔、スリット孔、ビア穴を形成した際、あるいは基板を外形加工等した際に、所要の寸法精度で穴加工あるいは外形加工を施すことができ、基板内への水分の侵入を防止し、めっき等により導通部を形成した際に導通部の電気的導通を確実にすることができる配線基板の製造方法を提供するにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は次の構成を備える。
すなわち、熱可塑性樹脂および／または熱可塑性有機繊維からなる織布および／または不織布を補強材に使用し、補強材に熱硬化性樹脂を含浸させて硬化させてなる樹脂基板に、ドリル加工、ルーター加工、プレス加工等の機械的加工あるいはレーザ加工により、貫通孔、スリット孔、ビア穴等の孔加工あるいは基板の外形加工を施して配線基板を製造する方法であって、前記樹脂基板に、機械的加工あるいはレーザ加工により孔加工あるいは基板の外形加工を施す際に、孔の内壁面あるいは基板の外側面の近傍部分において、前記補強材を溶融温度Ｔｍ以上に加熱することにより、補強材を溶融して、孔の内壁面あるいは基板の外側面において補強材を樹脂に溶着させることを特徴とする。
前記織布あるいは不織布としては、液晶ポリマーが好適に使用できる。
【００１０】
また、熱可塑性樹脂および／または熱可塑性有機繊維からなる織布および／または不織布を補強材に使用し、補強材に熱可塑性樹脂を含浸させて硬化させてなる樹脂基板に、ドリル加工、ルーター加工、プレス加工等の機械的加工あるいはレーザ加工により、貫通孔、スリット孔、ビア穴等の孔加工あるいは基板の外形加工を施して配線基板を製造する方法であって、前記樹脂基板に、機械的加工あるいはレーザ加工により孔加工あるいは基板の外形加工を施す際に、孔の内壁面あるいは基板の外側面の近傍部分において、前記補強材および樹脂を溶融温度Ｔｍ以上に加熱することにより、前記補強材および樹脂を溶融して、孔の内壁面あるいは基板の外側面に前記補強材と樹脂との溶着層を形成することを特徴とする。
また、前記織布および不織布の溶融温度Ｔｍが、補強材に含浸される熱可塑性樹脂の溶融温度Ｔｍよりも高く設定されていることを特徴とする。
また、前記織布あるいは不織布が液晶ポリマーからなり、補強材に含浸される熱可塑性樹脂が液晶ポリマーからなることを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について添付図面と共に詳細に説明する。
図１は本発明に係る配線基板の製造方法によって得られた配線基板の構成を示す断面図である。補強材として用いているガラスクロス１６に熱硬化性樹脂を含浸させて形成したプリプレグを複数枚積層し、加熱および加圧して形成した銅張り積層板に、ドリル加工によって貫通孔１０を形成し、めっきにより貫通孔１０の内側面に導体層２８を設けて配線基板３０を形成した状態を示している。
【００１２】
図２は図１に示す配線基板の製造方法を示す。図２（ａ）は、配線基板の本体をなす樹脂基板に相当する基板２２の両面に銅箔２４を被着した両面銅張り積層板２０にドリル加工を施して貫通孔１０を形成した状態である。
図２（ｂ）は、次に、基板２２の両面に感光性レジストを塗布し、感光性レジストを露光および現像して、基板２２の両面で配線パターンとして形成する部位を露出させたレジストパターン２６を形成し、無電解銅めっきおよび電解銅めっきを施して、貫通孔１０の内壁面および基板２２の表面に露出する銅箔２４上に導体層２８を形成した状態である。
【００１３】
図２（ｃ）は、図２（ｂ）で基板２２の両面に被着しているレジストパターン２６を除去した後、レジストパターン２６を除去してあらわれた銅箔２４の露出部分を除去することにより配線基板３０が形成された状態を示す。図の配線パターン３２は貫通孔１０を形成した部位でパッド状に形成されていることを示す。
【００１４】
図１は、この図２（ｃ）に示す配線基板の状態を示している。図１に示す配線基板において特徴的な構成は、基板２２を構成するガラスクロス１６と樹脂１８のうち、貫通孔１０の内側面に露出するガラスクロス１６の端部（貫通孔１０の内壁面の近傍部分）が軟化（溶融）して互いに溶着しているとともに、ガラスクロス１６と樹脂１８とが溶着された状態になっていることである。
図３に図１のＣ部分を拡大して示す。図３では、貫通孔１０の内壁面１０ａに露出するガラスクロス１６の端部が互いに軟化して溶着し（溶着部１６ｂ）、樹脂１８とも溶着部１６ｂが溶着している様子を示す。
【００１５】
このように、貫通孔１０の内壁面に露出する部位でガラスクロス１６の端部が軟化して溶着した状態になることにより、貫通孔１０の内側にガラスクロス１６の端部がばり状に突出することがなくなり、貫通孔１０が所定の径寸法に精度よく形成されることになる。貫通孔１０の内側にガラスクロス１６がばり状に突出することがないから、貫通孔１０の内壁面でのめっきの付き回り性が良好となり、図１に示すように、貫通孔１０の内壁面の全面がめっきによって被覆された導体層２８として形成される。こうして、導体層２８を介して配線基板３０の両面に形成された配線パターン３２が確実に電気的に接続され、信頼性の高い配線基板３０として提供することが可能となる。
【００１６】
また、貫通孔１０の内壁面でガラスクロス１６が互いに溶着するとともに、ガラスクロス１６と樹脂１８とが貫通孔１０の内壁面で互いに溶着されていることによって、貫通孔１０の内壁面１０ａで露出するガラスクロス１６の端部と樹脂１８との間の隙間が封止され、貫通孔１０の内側面でガラスクロス１６が露出する部位における封止性を確実に確保することができる。このようにガラスクロス１６と樹脂１８との間の密着性が向上することによって、ガラスクロス１６と樹脂１８との隙間部分から水分等が侵入することを防止し、隣接する貫通孔１０の間で電気的短絡が生じるといった問題を解消することができる。こうして、貫通孔１０間の電気的絶縁性が良好となることから、貫通孔１０をより狭間隔に配置することが可能となり、配線基板に高密度に配線パターンを形成することが可能となる。
【００１７】
図３に示すように、貫通孔１０の内壁面でガラスクロス１６の端部が溶着されるようなるということは、ガラスクロス１６が、基板２２にドリル加工等によって貫通孔１０を形成した際に貫通孔１０の内壁面近傍で加熱されて、軟化、溶着される材料によって形成されているということである。いいかえれば基板２２をドリル加工した際に、貫通孔１０の内壁面近傍部分でガラスクロス１６はガラス転移温度Ｔｇあるいは溶融温度Ｔｍ以上に加熱されるということである。
配線基板に施す機械的な加工としては、上述したドリル加工によって貫通孔を形成する場合に限らず、ルーター加工によってスリット孔を形成したり配線基板の外形を加工したりする加工があり、また、プレス加工によって孔加工を施したり配線基板の外形を加工したりする方法もある。また、機械的加工に限らず、レーザ加工によって基板に孔をあけ、基板の外形を加工する場合もある。
【００１８】
本発明に係る配線基板の製造方法においては、これらのドリル加工等の機械的加工あるいはレーザ加工によって、孔加工あるいは基板の外形加工を施した際に軟化、溶着する材料からなるガラスクロス１６を用いた基板２２を使用することによって、高精度に孔加工や基板２２の外形加工を施すことを可能とし、また、加工後の配線基板で基板２２の内部に水分等が侵入せず、信頼性の高い配線基板として提供することを可能にすることを特徴とする。
上述した機械的加工あるいはレーザ加工によって軟化、溶着されるガラスクロス１６として使用できる素材としては熱可塑性樹脂、たとえば液晶ポリマーからなるものが好適に使用できる。
【００１９】
なお、上記実施形態においては基板２２の補強材としてガラスクロスを用いているが、ガラスクロスのかわりに、あるいはガラスクロスとともに不織布（ガラス素材からなる）を使用することも可能である。
不織布を使用する場合もガラスクロスを使用する場合と同様に、基板２２に孔加工等を施した際に、ガラス転移温度Ｔｇあるいは溶融温度Ｔｍ以上となる不織布を使用すればよい。不織布を使用した場合の作用はガラスクロスを使用した場合の作用とまったく同様である。
【００２０】
上記実施形態での配線基板の製造方法では、ガラスクロス１６が熱可塑性樹脂であり樹脂１８が熱硬化性樹脂であって異種材からなるものであるが、ガラスクロス１６と樹脂１８をともに熱可塑性樹脂によって形成することも可能である。ガラスクロス１６と樹脂１８に同種材を使用した場合には、上述した孔加工あるいは基板の外形加工の際に、ガラスクロス１６と樹脂１８とがともに軟化、溶着するようにガラスクロス１６と樹脂１８の材料を選択する。
【００２１】
図４は、ガラスクロス１６と樹脂１８として同種材を使用した場合で、孔加工によって貫通孔１０の内側面に沿ってガラスクロス１６と樹脂１８とが溶着した溶着層１７が形成されたことを示す。このように、ガラスクロス１６と樹脂１８に同種材を使用し、ガラスクロス１６と樹脂１８のガラス転移温度Ｔｇ、溶融温度Ｔｍを選択することによって、貫通孔１０の内壁面が溶着層１７によって被覆され、前述した実施形態と同様に、高精度に貫通孔１０を加工することができ、貫通孔１０の内壁面から水分が基板２２内に侵入するといったことを確実に防止することができる。
【００２２】
この場合、ガラスクロス１６のガラス転移温度Ｔｇあるいは溶融温度Ｔｍが、樹脂１８のガラス転移温度Ｔｇあるいは溶融温度Ｔｍよりも高く設定するのがよい。ガラスクロス１６が所定の補強強度を備えること、基板２２にドリル加工等を施した際に、樹脂１８が先に軟化、溶融することでガラスクロス１６と樹脂１８とが好適に溶着するからである。
ガラスクロス１６にかえて補強材として不織布を使用する場合もまったく同様で、その場合には、不織布のガラス転移温度Ｔｇあるいは溶融温度Ｔｍが、樹脂１８のガラス転移温度Ｔｇあるいは溶融温度Ｔｍよりも高く設定するのがよい。
ガラスクロス１６、不織布、樹脂１８に同種材として使用する熱可塑性樹脂としては液晶ポリマーが好適に使用できる。
【００２３】
図５は、本発明に係る配線基板の製造方法を利用してＢＯＣ基板を形成した例を示す。図はＢＯＣ基板４０に半導体素子を搭載し、半導体素子の電極端子とＢＯＣ基板４０のボンディングパッドとをワイヤボンディングによって接続した状態を示す。このＢＯＣ基板４０は基板の中央部にルーター加工によってスリット孔４２を形成し、ルーター加工によって基板の外形を加工したものである。
【００２４】
ＢＯＣ基板を構成する基板は、ガラスクロスまたは不織布に樹脂を含浸させたプリプレグを積層して形成してなる積層基板であり、ガラスクロスまたは不織布をルーター加工によって軟化、溶融する材料によって形成したことによって、スリット孔４２の内側面にガラスクロス等のばりが露出せず、高精度にスリット孔４２を形成することが可能となる。ＢＯＣ基板では基板に半導体素子を搭載した際に、スリット孔４２と半導体素子の電極端子との相互位置が精度よく位置決めされている必要がある。本発明に係る配線基板の製造方法であれば、スリット孔４２の内壁面にガラスクロス等のばりが露出するといったことがなくなり、半導体素子の電極端子と基板のボンディングパッドとを確実にワイヤボンディングすることが可能となる。
【００２５】
また、ルーター加工後のスリット孔４２では孔の内壁面から基板内に水分が基板内に侵入するといったことが好適に防止されている。また、基板の外側面についても、ルータ加工の際に基板の外側面からガラスクロスがばり状に露出したりすることがなく、高精度に加工することができるとともに、基板の外側面から基板内に水分が侵入したりすることが防止されている。これによって、信頼性の高いＢＯＣ基板として提供することができる。
このように、本発明に係る配線基板の製造方法はＢＯＣ基板に限らず、ガラスクロスおよび／または不織布を補強材として用いた基板によって信頼性の高い配線基板を製造する方法として好適に利用することができる。
【００２６】
なお、上記各実施形態においては、補強材としてガラスクロスを使用し、ガラス素材からなる不織布を使用した例について説明したが、補強材としてガラスクロス以外の織布を使用することも可能である。また、不織布もガラス素材からなるものに限定されるものではない。織布および／または不織布として、基板に機械的加工あるいはレーザ加工等により孔加工や外形加工を施す際に溶着する材料（溶融温度Ｔｍ以上になる）を選ぶことによって、上述したと同様に高精度の加工が可能となり、信頼性の高い配線基板として得ることが可能となる。
【００２７】
【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、樹脂基板に機械的加工あるいはレーザ加工により孔加工あるいは基板の外形加工を施した際に、樹脂基板を構成する補強材と樹脂とが互いに溶着することによって、孔の内壁面や基板の外側面から補強材がばり状に露出したり、補強材と樹脂との間に隙間が生じることが防止でき、高精度の孔加工が可能であるとともに、貫通孔間の電気的短絡を防止することができることから信頼性の高い配線基板を製造することができ、また、回路パターンに細径の貫通孔を形成したり高密度に配線パターンを形成することが可能になる等の著効を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る配線基板の製造方法によって得られた配線基板の構成を示す断面図である。
【図２】本発明に係る配線基板の製造方法を示す説明図である。
【図３】貫通孔の内壁面近傍におけるガラスクロスの溶着部を示す説明図である。
【図４】貫通孔の内壁面近傍におけるガラスクロスと樹脂の溶着層を示す説明図である。
【図５】ＢＯＣ基板の例を示す説明図である。
【図６】従来の配線基板の製造方法によって得られた配線基板の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１０貫通孔
１０ａ内壁面
１２めっき
１４基板
１６ガラスクロス
１６ａばり
１６ｂ溶着部
１７溶着層
１８樹脂
２０積層板
２２基板
２４銅箔
２６レジストパターン
２８導体層
３０配線基板
３２配線パターン
４０基板
４２スリット孔

Claims

熱可塑性樹脂および／または熱可塑性有機繊維からなる織布および／または不織布を補強材に使用し、補強材に熱硬化性樹脂を含浸させて硬化させてなる樹脂基板に、ドリル加工、ルーター加工、プレス加工等の機械的加工あるいはレーザ加工により、貫通孔、スリット孔、ビア穴等の孔加工あるいは基板の外形加工を施して配線基板を製造する方法であって、
前記樹脂基板に、機械的加工あるいはレーザ加工により孔加工あるいは基板の外形加工を施す際に、孔の内壁面あるいは基板の外側面の近傍部分において、前記補強材を溶融温度Ｔｍ以上に加熱することにより、補強材を溶融して、孔の内壁面あるいは基板の外側面において補強材を樹脂に溶着させることを特徴とする配線基板の製造方法。
織布あるいは不織布が、液晶ポリマーからな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。
熱可塑性樹脂および／または熱可塑性有機繊維からなる織布および／または不織布を補強材に使用し、補強材に熱可塑性樹脂を含浸させて硬化させてなる樹脂基板に、ドリル加工、ルーター加工、プレス加工等の機械的加工あるいはレーザ加工により、貫通孔、スリット孔、ビア穴等の孔加工あるいは基板の外形加工を施して配線基板を製造する方法であって、
前記樹脂基板に、機械的加工あるいはレーザ加工により孔加工あるいは基板の外形加工を施す際に、孔の内壁面あるいは基板の外側面の近傍部分において、前記補強材および樹脂を溶融温度Ｔｍ以上に加熱することにより、前記補強材および樹脂を溶融して、孔の内壁面あるいは基板の外側面に前記補強材と樹脂との溶着層を形成することを特徴とする配線基板の製造方法。
織布および不織布の溶融温度Ｔｍが、補強材に含浸される熱可塑性樹脂の溶融温度Ｔｍよりも高く設定されていることを特徴とする請求項３記載の配線基板の製造方法。
織布あるいは不織布が液晶ポリマーからなり、補強材に含浸される熱可塑性樹脂が液晶ポリマーからなることを特徴とする請求項３または４記載の配線基板の製造方法。