JP2005005335A - プリント基板の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】構成材料の寸法変化等に影響されることなく回路パターンを高精度に形成することができ、また多層に形成された複数の回路パターンを各々のビアホールで精度よく接続することができるプリント基板の製造方法を提供する。
【解決手段】電気絶縁性基材１０１にビア用貫通孔１０２とアライメントマーク用貫通孔１０３を形成する工程と、貫通孔１０２，１０３に導電性ペースト１０４ａ，１０４ｂを充填する工程と、基材１０１にアライメントマーク部分を除いて配線材料１０５を積層する工程と、基材１０１と配線材料１０５とを加熱加圧して基材１０１及び導電性ペースト１０４ａ，１０４ｂを硬化させ、配線材料１０５の層を電気的に接続させる工程と、配線材料１０５の表面に感光性レジスト１０７を形成する工程と、感光性レジスト１０７の表面にフォトマスク１０８を配置し、フォトマスク側アライメントマーク１１０と開口部１０６から露出した基材１０１のアライメントマーク１０３，１０４ｂとを位置合わせする工程と、露光、現像を経て配線材料１０５から回路パターン１０５ａ，１０５ｂを形成する工程とを行なう。
【選択図】 図１
【解決手段】電気絶縁性基材１０１にビア用貫通孔１０２とアライメントマーク用貫通孔１０３を形成する工程と、貫通孔１０２，１０３に導電性ペースト１０４ａ，１０４ｂを充填する工程と、基材１０１にアライメントマーク部分を除いて配線材料１０５を積層する工程と、基材１０１と配線材料１０５とを加熱加圧して基材１０１及び導電性ペースト１０４ａ，１０４ｂを硬化させ、配線材料１０５の層を電気的に接続させる工程と、配線材料１０５の表面に感光性レジスト１０７を形成する工程と、感光性レジスト１０７の表面にフォトマスク１０８を配置し、フォトマスク側アライメントマーク１１０と開口部１０６から露出した基材１０１のアライメントマーク１０３，１０４ｂとを位置合わせする工程と、露光、現像を経て配線材料１０５から回路パターン１０５ａ，１０５ｂを形成する工程とを行なう。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インナービアホール接続により複数個の回路パターンを電気的に接続したプリント基板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電気機器の小型化、高密度化に伴い、産業用にとどまらず民生用の分野においても、ＬＳＩ等の半導体チップを高密度に実装できるプリント基板が安価に供給されることが強く要望されている。プリント基板において、実装密度を向上させ、小型化の目的を果たすためには、より微細な配線ピッチを容易かつ高歩留まりに実現することが重要である。
【０００３】
そのようなプリント基板に、旧来のプリント基板の層間接続で主流になっていたスルーホール内蔵の金属めっき導体に代えて、プリント基板の任意の電極を任意の回路パターン位置で層間接続できるインナービアホール（ＩＶＨ）接続法を採用したプリント基板、すなわち全層ＩＶＨ構造樹脂プリント基板と呼ばれるものがある（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
全層ＩＶＨ構造樹脂プリント基板は、プリント基板のビアホール内に導電性ペーストを充填することにより、必要な層間のみを接続することが可能であり、部品ランド直下にインナービアホールを設けることができるため、基板サイズの小型化や高密度実装を実現できる。
【０００５】
この種の多層基板のベースとなる両面プリント基板の製造方法を図６を参照しながら説明する。
まず、図６（ａ）に示すように、芳香族ポリアミド繊維に熱硬化性エポキシ樹脂を含浸させた電気絶縁性基材７０１の両面に、厚さ約２０μｍポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の離型フィルム７０５をラミネートする。そして、図６（ｂ）に示すように、離型フィルム７０５、電気絶縁性基材７０１の全てを貫通する貫通孔７０３を所定の位置に形成する。
【０００６】
次に、図６（ｃ）に示すように、貫通孔７０３に導電性ペースト７０２を充填する。充填する方法としては、貫通孔７０３が形成された電気絶縁性基材７０１をスクリーン印刷機（図示せず）のテーブル上に設置し、離型フィルム７０５の上から導電性ペースト７０２を印刷する。上面の離型フィルム７０５は印刷マスクの役割と電気絶縁性機材７０１の汚染防止の役割を果たす。その後に、図６（ｄ）に示すように、電気絶縁性基材７０１の両面から離型フィルム７０５を剥離して絶縁接合体７０６を得る。
【０００７】
次に、図６（ｅ）に示すように、絶縁接合体７０６の両面に厚さ１８μｍの銅箔などの配線材料７０４を重ねる。そしてその状態で熱プレスにより加圧加熱することにより、図６（ｆ）に示すように、絶縁接合体７０６を厚み方向に圧縮するとともに両面の配線材料７０４と接着させ、この配線材料７０４に対して導電性ペースト７０２を電気的に接続させる。
【０００８】
次に、図６（ｇ）に示すように、Ｘ線ドリル加工機（図示せず）により一部の導電性ペースト７０２の位置を認識して、所定の位置にマスク位置決め孔７０８を形成する。その後に、両面の配線材料７０４に感光性レジストを形成し、マスク位置決め孔７０８を利用してフォトマスク（図示せず）を位置合わせし、サブトラクティブ法にて、図６（ｈ）に示すように、導電性ペースト７０２（つまりビア）に接続する回路パターン７０４ａ、７０４ｂを形成して、両面基板７０９を得る。
【０００９】
プリント基板におけるフォトアライメントの方法には、上記した方法の他に、基板上にレーザービアやフォトビア方式で描かれたアライメントマークの形状をＣＣＤカメラで直接認識して行う方法もある（例えば特許文献２参照）。このフォトアライメント方法は、被露光体のアライメントマークの形状を表面から検出可能な場合に有効な手段である。
【００１０】
【特許文献１】
特開平６−２６８３４５号公報参照
【００１１】
【特許文献２】
特開２００１−２２０９８号公報（第３頁、図１）
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
プリント基板の製造方法では一般に、一つの基板に多数個の同一回路パターンを形成し、その最終工程の終了後に複数のプリント基板に分割する方法がとられており、積層された複数層のパターン間の積層合致精度が歩留まりの点で重要となる。
【００１３】
図６を用いて説明した従来のプリント配線基板の製造方法では、上記したようにフォトアライメント工程前に銅箔などの配線材料７０４によって絶縁接合体７０６の表面が覆われるため、電気絶縁性基材７０１に形成されたアライメントマークの位置を外部から直接に可視光で検出することは困難である。そのために、一部の貫通孔７０３内の導電性ペースト７０２の位置をＸ線にて検出し、検出した導電性ペースト７０２の位置に位置決め孔７０８をドリル加工機等で形成し、その位置決め孔７０８を基準にフォトマスクの位置合わせする手順で、外層回路パターン７０４ａ，７０４ｂを形成しているのである。
【００１４】
しかしながら、位置決め孔７０８を形成する際の機械加工精度やＸ線の解像度が積層合致精度に加味され、外層回路パターン７０４ａ，７０４ｂの位置ずれを誘発することとなる。また工程中で構成材料の熱膨張係数の相違による寸法変化や吸湿による寸法変化等が起こり、十分な寸法精度が得られず、回路パターン７０４ａ，７０４ｂなどとビア、つまり導電性ペースト７０２との位置がずれて層間の電気的接続が不安定になり、生産歩留まりが低下する問題がある。
【００１５】
本発明は上記問題を解決するもので、構成材料の寸法変化等に影響されることなく回路パターンを高精度に形成することができ、また多層に形成された複数の回路パターンを各々のビアホールで精度よく接続することができるプリント基板の製造方法を提供することを目的とするものである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の第１のプリント基板の製造方法は、電気絶縁性基材にビア用貫通孔とアライメントマーク用貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、前記ビア用貫通孔に導電性ペーストを充填する導電性ペースト充填工程と、前記導電性ペースト充填工程後の電気絶縁性基材にアライメントマーク部分を除いて配線材料を積層する積層工程と、前記電気絶縁性基材と配線材料とを加熱加圧して前記電気絶縁性基材及び導電性ペーストを硬化させ、前記配線材料の層を電気的に接続させる熱プレス工程と、前記電気的接続がなされた配線材料の表面に感光性レジストを形成する感光性レジスト形成工程と、前記感光性レジストの表面にフォトマスクを配置し、このフォトマスク側アライメントマークと前記配線材料から露出した前記電気絶縁性基材のアライメントマークとを位置合わせするフォトアライメント工程と、露光、現像を経て前記配線材料から回路パターンを形成する回路パターン形成工程とを行なうことを特徴とする。
【００１７】
上記構成によれば、電気絶縁性基材のアライメントマークを配線材料から露出させているので、何層目の配線層を形成する場合であっても、電気絶縁性基材のアライメントマークの形状及び位置を可視光により認識することができる。これにより製造工程における温度変化等による電気絶縁性基材の寸法変化量を簡便な方法で正確に把握することができ、この寸法変化量を加味して回路パターンの拡大縮小率を決定すればよいので、各層間においてビアと回路パターンの位置ずれを抑制することができ、簡便な方法で製造歩留まりを向上させることができる。
【００１８】
前記電気絶縁性基材は未硬化樹脂を含み、前記積層工程の後であって熱プレス工程の前に、前記アライメントマークの周辺部の電気絶縁性基材を硬化させるのが好ましい。これにより、熱プレス工程における電気絶縁性基材中の樹脂の流動によるアライメントマークの形状変形や位置ずれを抑制することができる。
【００１９】
前記導電性ペースト充填工程でビア用貫通孔とアライメントマーク用貫通孔とに導電性ペーストを充填し、前記積層工程の後であって熱プレス工程の前に、前記アライメントマーク用貫通孔に充填された導電性ペーストを硬化させるのが好ましい。それにより、熱プレス工程における加圧動作時にアライメントマーク用貫通孔から導電性ペーストが流出し、マークエッジが不鮮明になるのを抑制できる。
【００２０】
本発明の第２のプリント基板の製造方法は、電気絶縁性基材にビア用貫通孔とアライメントマーク用貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、前記ビア用貫通孔に導電性ペーストを充填する導電性ペースト充填工程と、前記導電性ペースト充填工程後の電気絶縁性基材に配線材料を積層する積層工程と、前記電気絶縁性基材と配線材料とを加熱加圧して前記電気絶縁性基材及び導電性ペーストを硬化させ、前記配線材料の層を電気的に接続させる熱プレス工程と、前記電気的接続がなされた配線材料に前記アライメントマークを露出させる開口部を形成する開口部形成工程と、前記開口部が形成された配線材料の表面に感光性レジストを形成する感光性レジスト形成工程と、前記感光性レジストの表面にフォトマスクを配置し、このフォトマスク側アライメントマークと前記配線材料の開口部内にある前記電気絶縁性基材のアライメントマークとを位置合わせするフォトアライメント工程と、露光、現像を経て前記配線材料から回路パターンを形成する回路パターン形成工程とを行なうことを特徴とする。
【００２１】
上記構成によれば、電気絶縁性基材のアライメントマークを配線材料に開口部を設けて露出させるので、何層目の配線層を形成する場合であっても、電気絶縁性基材のアライメントマークの形状及び位置を可視光により認識することができる。これにより製造工程における温度変化等による電気絶縁性基材の寸法変化量を簡便な方法で正確に把握することができ、この寸法変化量を加味して回路パターンの拡大縮小率を決定すればよいので、各層間においてビアと回路パターンとの位置ずれを抑制することができ、簡便な方法で製造歩留まりを向上させることができる。
【００２２】
前記導電性ペースト充填工程でビア用貫通孔とアライメントマーク用貫通孔とに導電性ペーストを充填し、前記開口部の形成を、前記配線材料を前記アライメントマーク用貫通孔に充填された導電性ペーストに対して選択的にエッチングすることにより行なうのが好ましい。これによれば、配線材料のエッチング時に導電性ペーストを侵食することがなく、導電性ペーストからなるアライメントマークをその表面に金属粒子の光沢を維持したまま露出させることが可能となる。
【００２３】
前記導電性ペーストに含有される導電性粒子の少なくとも一部が前記配線材料とは異なる材料であるのが好ましい。これによれば、開口部形成工程後のアライメントマークの表面に配線材料と異なる材料である金属粒子が存在するので、配線材料と区別しての認識が容易になる。
【００２４】
上記した第１または第２のプリント基板の製造方法において、前記導電性ペースト充填工程は、前記アライメントマーク用貫通孔の周辺の電気絶縁性基材をカバーフィルムで被覆した状態で行なうのが好ましい。導電性ペーストの充填後にカバーフィルムを剥離することで、電気絶縁性基材の表面への導電性ペーストの残留がなくなり、光学的な認識が妨げられることがない。
【００２５】
前記電気絶縁性基材側に設けられたアライメントマークと前記フォトマスク側アライメントマークとが、フォトアライメント時に形成される両者間の隙間がアライメントずれ許容値と同等となるように設計された個所を少なくとも１個所有するのが好ましい。前記隙間を認識することで容易に製品の良否判定を行うことができ、許容範囲外にアライメントされていた場合には再度アライメントすればよく、結果としてアライメント歩留まりを向上させることができる。
【００２６】
前記フォトマスクはアライメントマークの周辺に可視光を透過する領域を備えるのが好ましい。フィルムマスク面側からの照明によって十分な光量を得ることができ、電気絶縁性基材に設けられたアライメントマークの認識精度を向上させることが可能となる。
【００２７】
前記フォトアライメント工程前に、前記電気絶縁性基材に設けられたアライメントマークと下層に配置された配線パターンの位置を計測し、計測値を基に下層の合致の良否判定を行うのが好ましい。計測値を基に下層の配線パターンとビアとの合致情報を得、下層の合致の良否判定を容易に行なえるので、判定によって許容値外とされた製品を次工程に回さないことによって、製品コストを低減することが可能となる。
【００２８】
なお、導電性ペーストの硬化はたとえば、レーザーにより行うことができる。これにより、レーザーの熱エネルギーによって導電性ペースト中の金属微粒子よりなる導電性フィラーが溶融し、複数個のフィラーが一体化する結果、アライメントマークの反射性が高まり、高精度なアライメントマーク認識を行うことが可能になる。
【００２９】
電気絶縁性基材はたとえば、ポリイミドフィルム、液晶ポリマーフィルム、アラミドフィルムから選択されたいずれかの材料の両面に接着剤層を設けてなるものとすることができる。これらのフィルムは高耐熱かつ高剛性で均一な組成を有するため、工程での寸法挙動のばらつきを抑制することができる。また接着剤層は表層にのみ設けることになるので、電気絶縁性基材全体としての未硬化樹脂の比率を下げることができ、熱プレス工程で樹脂成分が配線材料の開口部から表面の広い領域に流出するのを抑制できる。
【００３０】
接着剤層の厚みはたとえば、配線厚みと略同等とすることができる。電気絶縁性基材の表面に形成される接着剤層は配線を埋めこむ厚みがあれば十分であり、必要最小量の接着剤厚みにすることで、配線材料の開口部からの樹脂流出をより抑制することができる。
【００３１】
アライメントマークの周辺部の電気絶縁性基材の硬化はたとえば、ＵＶランプにより行うことができる。それにより、開口部を有した配線材料をマスクとしてアライメントマークの周辺部のみを局所的に容易に硬化させることができ、樹脂流れ不足による配線埋め込み不良を防止できる。
【００３２】
アライメントマーク用貫通孔はたとえば、電気絶縁性基材に複数個形成することができる。複数個のアライメントマーク用貫通孔のそれぞれに充填された導電性ペースト中の導電性粒子が可視光を反射するため、全体としての反射光量を十分に確保することができ、より精度の高い位置合わせを実現できる。
【００３３】
導電性ペースト内の導電性粒子はたとえば、Ｃｕ，Ａｇ及びこれらの合金からなる群から選択された少なくとも１種の金属粉末を含むものとすることができる。Ａｇ，Ｃｕとも絶縁の妨げとなる不純物を形成しないので、電気的な絶縁を妨げることがない。その中でもＡｇは、配線材料として用いられるＣｕ箔のエッチングのための一般的な薬液、硫酸・過酸化水素水、塩化第二鉄等で侵食されることがないので、鮮明なアライメントマークの露出が可能となる。
【００３４】
フォトマスク側アライメントマークと前記電気絶縁性基材に設けられたアライメントマークとの位置合わせの際の認識はたとえば、ＣＣＤカメラで行なうことができる。ＣＣＤカメラによれば、アライメントマークを光学的に精度よく読み取ることができ、アライメント工程の自動化も容易である。
【００３５】
【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。
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１におけるプリント基板の製造方法を説明する工程断面図を、両面基板を例として図１（ａ）〜（ｉ）に示す。
【００３６】
まず、図１（ａ）に示すように、離型フィルム１００を電気絶縁性基材１０１の両面にラミネートし、図１（ｂ）に示すように、離型フィルム１００、電気絶縁性基材１０１の全てを貫通するビア用貫通孔１０２とアライメントマーク（貫通孔）１０３とを所定位置にレーザーにより形成する。
【００３７】
電気絶縁性基材１０１は、ガラスエポキシや、アラミド不織布とエポキシ樹脂との複合材料など、接着剤層（図示せず）を少なくとも表面に有するものである。この接着剤層は、配線を埋めこむ必要最小量の厚みがあれば十分であり、配線厚みが９ｍ程度の場合は１０μｍ程度の接着剤厚みで十分である。電気絶縁性基材１０１には、ポリイミドフィルム、アラミドフィルム、液晶ポリマーフィルムなどを用いることもできる。レーザーは、電気絶縁基材１０１に貫通孔を形成できるものであれば特に限定はなく、ＵＶ−ＹＡＧレーザー，エキシマレーザ、ＣＯ２レーザなどを用いることができる。アライメントマーク（貫通孔）１０３は、電気絶縁性基材１０１の面内のできるだけ外側に、アライメント精度を向上させるうえで望ましくは少なくとも一対をそれぞれ対角上に形成する。
【００３８】
具体例を挙げると、電気絶縁性基材１０１として、１２μｍ厚のポリイミドフィルムの両側に、エポキシ樹脂を塗布し乾燥させて半硬化状態とした接着剤層を１０μｍ厚にて設けたものを用い、ＵＶ−ＹＡＧレーザーにより、孔径約５０μｍの貫通孔１０２，アライメントマーク（貫通孔）１０３を形成する。ポリイミドフィルムは均一な組成を有し、高耐熱かつ高剛性を有するため、工程での寸法挙動のばらつきを抑制することができ、またその表層にのみ接着剤層を設けることになるため、電気絶縁性基材１０１全体としての未硬化樹脂の比率を下げることができ、好ましい。
【００３９】
次に、図１（ｃ）に示すように、ビア用貫通孔１０２，アライメントマーク（貫通孔）１０３に導電性ペースト１０４をスクリーン印刷法などにより充填する。
【００４０】
導電性ペースト１０４としては、エポキシ樹脂と導電性粒子とより構成される材料が用いられ、電気的接続を確保するために好ましくは導電性粒子としてＣｕやＡｇなどの貴金属を用いる。導電性ペースト１０４の充填方法としては他に、真空遠心法、ローラ加圧法等も可能である。ビア用貫通孔１０２，アライメントマーク（貫通孔）１０３への安定した充填のためには、印刷を繰り返すのが望ましい。
【００４１】
次に、図１（ｄ）に示すように、離型フィルム１００を剥離する。このように導電性ペースト１０４の充填後に離型フィルム１００を剥離するため、電気絶縁性基材１０１の表面に導電性ペースト１０４が残存することはなく、後段で光学的認識を行なう場合の妨げとなることはない。
【００４２】
次に、図１（ｅ）に示すように、アライメントマーク（貫通孔）１０３に対応する位置に予め開口部１０６を設けた配線材料１０５を電気絶縁性基材１０１の両面に積層する。配線材料１０５としてはたとえば銅箔を用い、好ましくはその表面は密着性を向上させるために粗化しておく。
【００４３】
次に、アライメントマーク（貫通孔）１０３の周辺部の電気絶縁性基材１０１中に含まれる未硬化樹脂をＵＶランプにより局所的に硬化させる。また、アライメントマーク（貫通穴）１０３内の導電性ペースト１０４をレーザーなどで硬化させる。以下、アライメントマーク（貫通穴）１０３内で硬化した導電性ペースト１０４をアライメントマーク１０４ｂと称す。
【００４４】
そしてその後に、真空熱プレスにより加熱加圧を行って、配線材料１０５を電気絶縁性基材１０１に接着させるとともに、ビア用貫通孔１０２内の導電性ペースト１０４によって配線材料１０５間の電気的接続を図る。以下、ビア用貫通孔１０２内で硬化した導電性ペースト１０４をビア１０４ａと称す。
【００４５】
次に、図１（ｆ）に示すように、配線材料１０５の表面に感光性レジスト１０７を形成する。その方法としてたとえば、ロールラミネーターによりドライフィルムレジストをラミネートする。
【００４６】
次に、図１（ｇ）に示すように、回路パターン１０９とアライメントマーク１０４ｂに対応したフォトマスク側アライメントマーク１１０とが所定の位置に描画されたフォトマスク１０８と、電気絶縁性基材１０１とを、それぞれのアライメントマーク１０４ｂ，１１０を用いて、相対的に位置合わせし、露光する。
【００４７】
次に、図１（ｈ）に示すように、現像及びエッチングを行って回路パターン１０５ａ，１０５ｂを形成し、両面基板１１１を得る。
その後に、図１（ａ）〜（ｈ）の工程を繰り返し行うことで、図１（ｉ）に示すような、配線層１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃが多層に形成された多層基板１１２を得る。
【００４８】
なお、図１（ｅ）に示した電気絶縁性基材１０１への配線材料１０５の接着、電気的接続工程で、アライメントマーク１０４ｂの周辺部の電気絶縁性基材１０１を予め局所的に硬化させておくのは、基材中に含有される未硬化の樹脂量が多いため、加熱加圧時に開口部１０６を通じて配線材料１０５の表面に流れ出すとともに、露出状態で加熱加圧されるアライメントマーク１０４ｂが未硬化樹脂の流動の影響を受け、形状が変形したり位置ずれしたりするので、それを抑制するためである。
【００４９】
アライメントマーク１０４ｂを予め硬化させておくのも、露出状態で加熱加圧される際に未硬化であれば形状をくずして流出することとなり、結果としてエッジが不鮮明になるので、それを抑制するためである。
【００５０】
電気絶縁性基材１０１を硬化させる手段は上記したＵＶランプに限らず、レーザーやヒーターであってもよいが、配線材料１０５の開口部１０６をマスクとして容易にアライメントマーク１０４ｂの周辺部のみを硬化させ得る点でＵＶランプが有効である。
【００５１】
アライメントマーク１０４ｂの材料たる導電性ペーストを硬化させる手段は上記したレーザーに限らず、ＵＶランプやヒーターであってもよいが、レーザーを用いると、その熱エネルギーによって導電性ペースト中の金属微粒子よりなる導電性フィラーが溶融し、その複数個が一体化することで反射性を高め、結果として高精度なアライメントマーク認識を行うことが可能となる点でより好ましい。
【００５２】
導電性ペース中の導電性金属微粒子はＣｕ、Ａｇ、これらの合金等の貴金属であり、光の反射率がよく、これをアライメントマーク１０４ｂに存在させることで反射光量を十分に確保できるのであるが、さらにその複数個が溶融一体化することで反射性を高まり、アライメントマーク１０４ｂの位置認識性が向上し、結果として合致精度を更に向上させることができる。
【００５３】
銅箔などの配線材料１０５の開口部１０６はアライメントマーク１０４ｂよりも大きな孔であればよく、特に精度を必要とするものではない。
このため、パンチャー，レーザー，ドリル等を用いて開口部１０６を形成しておくという簡便な方法で、容易にアライメントマーク１０４ｂを露出させることができ、従来のＸ線撮像装置による内層ビアの認識やドリル加工を行う必要はなく、生産性の向上を図ることができる。また、回路パターン１０５ａ，１０５ｂを合致させるためのアライメントマーク１０４ｂを直接見ることから、より合致精度の高い多層基板１１２を得ることができる。
【００５４】
図１（ｇ）に示したフォトアライメント工程で、フォトマスク１０８と電気絶縁性基材１０１との相対的位置合わせに用いるフォトマスク側アライメントマーク１１０，基材側アライメントマーク１０４ｂの具体例は、図２に示すような、格子形状マークと、複数個のアライメントマーク１０４ｂを十字に配置した十字形状マークである。
【００５５】
これによれば、複数個のアライメントマーク１０４ｂのそれぞれが可視光を反射し、全体としての反射光量を十分に確保することができるため、より精度の高い位置合わせを実現することができる。また格子形状と十字形状とすることで、パターン欠損や、アライメントマーク１０４ｂの加工位置ばらつきに左右されない、より高精度なアライメントを実現できる。
【００５６】
フォトマスク側アライメントマーク１１０と基材側アライメントマーク１０４ｂとのクリアランスは、基板スペックと合わせることが好ましい。例えば、図３に示すように、ランド４０１の径Ｌｄに対しビア１０４ａの径Ｖｄである時のずれ許容値は±（Ｌｄ−Ｖｄ）／２で与えられるのであるが、この値をフォトマスク側アライメントマーク１１０，基材側アライメントマーク１０４ｂのクリアランスとすることで、アライメント後に容易に製品の良否判定を行うことができ、許容範囲外にアライメントされた場合には再度アライメントすることで、結果としてアライメント歩留まりを向上させることができる。
【００５７】
このようなクリアランスを有したフォトマスク側アライメントマーク１１０，基材側アライメントマーク１０４ｂを少なくとも１か所に（つまり一対）設けることで、上述した格子形状と十字形状との組合せと同様の効果を実現することができる。
【００５８】
フォトマスク側アライメントマーク１１０は、周辺部に可視光を透過する領域を備えた形状であることが好ましい。例えば図４に示すようなリング形状のアライメントマーク１１０であれば、フォトマスク面側からの照明によって十分な光量を得ることが可能となり、電気絶縁性基材１０１に設けられたアライメントマーク１０４ｂの認識精度を向上させることができる。
【００５９】
なお、位置合わせおよび露光に当たっては、先の熱プレス工程で電気絶縁性基材１０１の寸法が変化していることが多いため、電気絶縁性基材１０１のアライメントマーク１０４ｂの形状及び位置を認識し、電気絶縁性基材１０１の寸法変化量を加味して回路パターン１０５ａ，１０５ｂ・・の拡大縮小率を決定する。それにより、各層間においてビア１０４ａと回路パターン１０５ａ，１０５ｂ・・との位置ずれを抑制することができ、簡便な方法で製造歩留まりを向上させることができるのである。
【００６０】
アライメントマーク１０４ｂ，１１０の認識手段としては、顕微鏡による目視、ＣＣＤカメラ、Ｘ線撮像装置等が可能であるが、ＣＣＤカメラを通しての認識によれば、光学的に精度よく読み取りできるとともに、アライメント工程の自動化が容易となる。
【００６１】
フォトアライメント工程前に予め、電気絶縁性基材１０１に設けられたアライメントマーク１０４ｂと下層に配置された回路パターン１０５ａ，１０５ｂ・・との位置を計測し、下層の回路パターン１０５ａ，１０５ｂ・・とビア１０４ａとの合致情報を得ることで、容易に下層の合致の良否判定をすることが可能となる。そして、許容値外の製品を次工程に回さないことで、結果として製品コストを低減することができる。
【００６２】
なお、上記においては、アライメントマーク（貫通穴）１０３内に導電性ペースト１０４を充填し、その硬化物をアライメントマーク１０４ｂとして用いたが、アライメントマーク（貫通穴）１０３を、導電性ペースト１０４を充填することなくそのままフォトアライメントに用いてもよく、上記と同様の効果が得られる。
【００６３】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２におけるプリント基板の製造方法を説明する工程断面図を、両面基板を例として図５（ａ）〜（ｈ）に示す。
【００６４】
図５（ａ）は、上記した実施の形態１の図１（ｄ）と同様のものであり、電気絶縁性基材１０１に形成したビア用貫通孔１０２とアライメントマーク（貫通孔）１０３とに導電性ペースト１０４を充填している。以下、ビア用貫通孔１０２内の導電性ペースト１０４をビア１０４ａ，アライメントマーク（貫通孔）１０３内の導電性ペースト１０４をアライメントマーク１０４ｂと称す。
【００６５】
この電気絶縁性基板１０１の両面に、図５（ｂ）に示すように、配線材料１０５を積層する。
次に、図５（ｃ）に示すように、配線材料１０５に、アライメントマーク１０４ｂを露出させるための開口部１０６を形成する。
【００６６】
この開口部１０６の形成は、配線材料１０５とアライメントマーク１０４ｂとを選択的にエッチングするのが好ましい。アライメントマーク１０４ｂを侵食せずに、その表面の金属粒子による光沢を維持した状態で露出させられるからである。ただし開口部１０６の形成方法はエッチングに限定されるものではなく、機械的な剥離、レーザー加工を用いても同様にアライメントマーク１０４ｂを露出させることはできる。
【００６７】
また、アライメントマーク１０４ｂに含有される導電性粒子の少なくとも一部を、配線材料１０５とは異なる材料としておくことが好ましい。開口部１０６から露出したアライメントマーク１０４ｂの表面に、配線材料１０５と異なる材料からなる金属粒子を存在させることで、区別が容易になるからである。
【００６８】
たとえば、アライメントマーク１０４ｂの材料たる導電性ペースト内の導電微粒子がＡｇを含むものとし、配線材料１０５をＣｕとした時に、Ｃｕのエッチングに一般に用いられる硫酸、過酸化水素、塩化第二鉄等の薬液を用いる選択的エッチングを行なうことで、Ａｇを侵食なく残留させることができ、配線材料１０５との区別を容易化できる。
【００６９】
その後は、実施の形態１と同様であり、図５（ｄ）に示すように、配線材料１０５の表面に感光性レジスト１０７を形成する。
次に、図５（ｅ）に示すように、回路パターン１０９とアライメントマーク１０４ｂに対応したフォトマスク側アライメントマーク１１０とが所定の位置に描画されたフォトマスク１０８と、電気絶縁性基材１０１とを、それぞれのアライメントマーク１１０，１０４ｂを用いて、相対的に位置合わせし、露光する。
【００７０】
次に、図５（ｆ）に示すように、現像及びエッチングを行って回路パターン１０５ａ，１０５ｂを形成し、両面基板１１１を得る。
その後に、図５（ａ）〜（ｆ）の工程を繰り返し行うことで、図５（ｇ）に示すような、配線層１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃが多層形成された多層基板１１２を得る。
【００７１】
この実施の形態２の方法によれば、電気絶縁性基材１０１の材質に依存することなくアライメントマーク１０４ｂを露出させることができる。
なお、この実施の形態２では実施の形態１と相違する部分を主に説明したが、実施の形態１で述べたアライメントマークの形状を保持する手法などをこの実施の形態２にも適用して同様の効果が得られるのは言うまでもない。
【００７２】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、電気絶縁性基材に形成されたアライメントマークを形状認識性に優れた状態で表面に露出させることで、電気絶縁性基材を覆って配置された配線材料の下のビアパターン位置情報を直接的にかつ高精度に得ることができ、結果としてフォトマスクとのアライメント性を向上させ、プリント基板のビア−ランド合致性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態におけるプリント基板の製造方法を示す工程断面図
【図２】同プリント基板の製造方法で用いるアライメントマークの拡大透視平面図
【図３】同プリント基板のランド及びビアの相対的位置を示す拡大平面図
【図４】同プリント基板の製造方法で用いる他のアライメントマークの拡大透視平面図
【図５】本発明の第２の実施の形態におけるプリント基板の製造方法を示す工程断面図
【図６】従来のプリント基板の製造方法を示す工程断面図
【符号の説明】
１０１ 電気絶縁性基材
１０２ ビア用貫通孔
１０３ アライメントマーク（貫通孔）
１０４ 導電性ペースト
１０４ａ ビア
１０４ｂ アライメントマーク
１０５ 配線材料
１０６ 開口部
１０７ 感光性レジスト
１０８ フォトマスク
１０５ａ，１０５ｂ 回路パターン
１１０ フォトマスク側アライメントマーク
１１１ 両面基板
１１２ 多層基板
４０１ 下層ランド
【発明の属する技術分野】
本発明は、インナービアホール接続により複数個の回路パターンを電気的に接続したプリント基板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電気機器の小型化、高密度化に伴い、産業用にとどまらず民生用の分野においても、ＬＳＩ等の半導体チップを高密度に実装できるプリント基板が安価に供給されることが強く要望されている。プリント基板において、実装密度を向上させ、小型化の目的を果たすためには、より微細な配線ピッチを容易かつ高歩留まりに実現することが重要である。
【０００３】
そのようなプリント基板に、旧来のプリント基板の層間接続で主流になっていたスルーホール内蔵の金属めっき導体に代えて、プリント基板の任意の電極を任意の回路パターン位置で層間接続できるインナービアホール（ＩＶＨ）接続法を採用したプリント基板、すなわち全層ＩＶＨ構造樹脂プリント基板と呼ばれるものがある（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
全層ＩＶＨ構造樹脂プリント基板は、プリント基板のビアホール内に導電性ペーストを充填することにより、必要な層間のみを接続することが可能であり、部品ランド直下にインナービアホールを設けることができるため、基板サイズの小型化や高密度実装を実現できる。
【０００５】
この種の多層基板のベースとなる両面プリント基板の製造方法を図６を参照しながら説明する。
まず、図６（ａ）に示すように、芳香族ポリアミド繊維に熱硬化性エポキシ樹脂を含浸させた電気絶縁性基材７０１の両面に、厚さ約２０μｍポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の離型フィルム７０５をラミネートする。そして、図６（ｂ）に示すように、離型フィルム７０５、電気絶縁性基材７０１の全てを貫通する貫通孔７０３を所定の位置に形成する。
【０００６】
次に、図６（ｃ）に示すように、貫通孔７０３に導電性ペースト７０２を充填する。充填する方法としては、貫通孔７０３が形成された電気絶縁性基材７０１をスクリーン印刷機（図示せず）のテーブル上に設置し、離型フィルム７０５の上から導電性ペースト７０２を印刷する。上面の離型フィルム７０５は印刷マスクの役割と電気絶縁性機材７０１の汚染防止の役割を果たす。その後に、図６（ｄ）に示すように、電気絶縁性基材７０１の両面から離型フィルム７０５を剥離して絶縁接合体７０６を得る。
【０００７】
次に、図６（ｅ）に示すように、絶縁接合体７０６の両面に厚さ１８μｍの銅箔などの配線材料７０４を重ねる。そしてその状態で熱プレスにより加圧加熱することにより、図６（ｆ）に示すように、絶縁接合体７０６を厚み方向に圧縮するとともに両面の配線材料７０４と接着させ、この配線材料７０４に対して導電性ペースト７０２を電気的に接続させる。
【０００８】
次に、図６（ｇ）に示すように、Ｘ線ドリル加工機（図示せず）により一部の導電性ペースト７０２の位置を認識して、所定の位置にマスク位置決め孔７０８を形成する。その後に、両面の配線材料７０４に感光性レジストを形成し、マスク位置決め孔７０８を利用してフォトマスク（図示せず）を位置合わせし、サブトラクティブ法にて、図６（ｈ）に示すように、導電性ペースト７０２（つまりビア）に接続する回路パターン７０４ａ、７０４ｂを形成して、両面基板７０９を得る。
【０００９】
プリント基板におけるフォトアライメントの方法には、上記した方法の他に、基板上にレーザービアやフォトビア方式で描かれたアライメントマークの形状をＣＣＤカメラで直接認識して行う方法もある（例えば特許文献２参照）。このフォトアライメント方法は、被露光体のアライメントマークの形状を表面から検出可能な場合に有効な手段である。
【００１０】
【特許文献１】
特開平６−２６８３４５号公報参照
【００１１】
【特許文献２】
特開２００１−２２０９８号公報（第３頁、図１）
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
プリント基板の製造方法では一般に、一つの基板に多数個の同一回路パターンを形成し、その最終工程の終了後に複数のプリント基板に分割する方法がとられており、積層された複数層のパターン間の積層合致精度が歩留まりの点で重要となる。
【００１３】
図６を用いて説明した従来のプリント配線基板の製造方法では、上記したようにフォトアライメント工程前に銅箔などの配線材料７０４によって絶縁接合体７０６の表面が覆われるため、電気絶縁性基材７０１に形成されたアライメントマークの位置を外部から直接に可視光で検出することは困難である。そのために、一部の貫通孔７０３内の導電性ペースト７０２の位置をＸ線にて検出し、検出した導電性ペースト７０２の位置に位置決め孔７０８をドリル加工機等で形成し、その位置決め孔７０８を基準にフォトマスクの位置合わせする手順で、外層回路パターン７０４ａ，７０４ｂを形成しているのである。
【００１４】
しかしながら、位置決め孔７０８を形成する際の機械加工精度やＸ線の解像度が積層合致精度に加味され、外層回路パターン７０４ａ，７０４ｂの位置ずれを誘発することとなる。また工程中で構成材料の熱膨張係数の相違による寸法変化や吸湿による寸法変化等が起こり、十分な寸法精度が得られず、回路パターン７０４ａ，７０４ｂなどとビア、つまり導電性ペースト７０２との位置がずれて層間の電気的接続が不安定になり、生産歩留まりが低下する問題がある。
【００１５】
本発明は上記問題を解決するもので、構成材料の寸法変化等に影響されることなく回路パターンを高精度に形成することができ、また多層に形成された複数の回路パターンを各々のビアホールで精度よく接続することができるプリント基板の製造方法を提供することを目的とするものである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の第１のプリント基板の製造方法は、電気絶縁性基材にビア用貫通孔とアライメントマーク用貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、前記ビア用貫通孔に導電性ペーストを充填する導電性ペースト充填工程と、前記導電性ペースト充填工程後の電気絶縁性基材にアライメントマーク部分を除いて配線材料を積層する積層工程と、前記電気絶縁性基材と配線材料とを加熱加圧して前記電気絶縁性基材及び導電性ペーストを硬化させ、前記配線材料の層を電気的に接続させる熱プレス工程と、前記電気的接続がなされた配線材料の表面に感光性レジストを形成する感光性レジスト形成工程と、前記感光性レジストの表面にフォトマスクを配置し、このフォトマスク側アライメントマークと前記配線材料から露出した前記電気絶縁性基材のアライメントマークとを位置合わせするフォトアライメント工程と、露光、現像を経て前記配線材料から回路パターンを形成する回路パターン形成工程とを行なうことを特徴とする。
【００１７】
上記構成によれば、電気絶縁性基材のアライメントマークを配線材料から露出させているので、何層目の配線層を形成する場合であっても、電気絶縁性基材のアライメントマークの形状及び位置を可視光により認識することができる。これにより製造工程における温度変化等による電気絶縁性基材の寸法変化量を簡便な方法で正確に把握することができ、この寸法変化量を加味して回路パターンの拡大縮小率を決定すればよいので、各層間においてビアと回路パターンの位置ずれを抑制することができ、簡便な方法で製造歩留まりを向上させることができる。
【００１８】
前記電気絶縁性基材は未硬化樹脂を含み、前記積層工程の後であって熱プレス工程の前に、前記アライメントマークの周辺部の電気絶縁性基材を硬化させるのが好ましい。これにより、熱プレス工程における電気絶縁性基材中の樹脂の流動によるアライメントマークの形状変形や位置ずれを抑制することができる。
【００１９】
前記導電性ペースト充填工程でビア用貫通孔とアライメントマーク用貫通孔とに導電性ペーストを充填し、前記積層工程の後であって熱プレス工程の前に、前記アライメントマーク用貫通孔に充填された導電性ペーストを硬化させるのが好ましい。それにより、熱プレス工程における加圧動作時にアライメントマーク用貫通孔から導電性ペーストが流出し、マークエッジが不鮮明になるのを抑制できる。
【００２０】
本発明の第２のプリント基板の製造方法は、電気絶縁性基材にビア用貫通孔とアライメントマーク用貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、前記ビア用貫通孔に導電性ペーストを充填する導電性ペースト充填工程と、前記導電性ペースト充填工程後の電気絶縁性基材に配線材料を積層する積層工程と、前記電気絶縁性基材と配線材料とを加熱加圧して前記電気絶縁性基材及び導電性ペーストを硬化させ、前記配線材料の層を電気的に接続させる熱プレス工程と、前記電気的接続がなされた配線材料に前記アライメントマークを露出させる開口部を形成する開口部形成工程と、前記開口部が形成された配線材料の表面に感光性レジストを形成する感光性レジスト形成工程と、前記感光性レジストの表面にフォトマスクを配置し、このフォトマスク側アライメントマークと前記配線材料の開口部内にある前記電気絶縁性基材のアライメントマークとを位置合わせするフォトアライメント工程と、露光、現像を経て前記配線材料から回路パターンを形成する回路パターン形成工程とを行なうことを特徴とする。
【００２１】
上記構成によれば、電気絶縁性基材のアライメントマークを配線材料に開口部を設けて露出させるので、何層目の配線層を形成する場合であっても、電気絶縁性基材のアライメントマークの形状及び位置を可視光により認識することができる。これにより製造工程における温度変化等による電気絶縁性基材の寸法変化量を簡便な方法で正確に把握することができ、この寸法変化量を加味して回路パターンの拡大縮小率を決定すればよいので、各層間においてビアと回路パターンとの位置ずれを抑制することができ、簡便な方法で製造歩留まりを向上させることができる。
【００２２】
前記導電性ペースト充填工程でビア用貫通孔とアライメントマーク用貫通孔とに導電性ペーストを充填し、前記開口部の形成を、前記配線材料を前記アライメントマーク用貫通孔に充填された導電性ペーストに対して選択的にエッチングすることにより行なうのが好ましい。これによれば、配線材料のエッチング時に導電性ペーストを侵食することがなく、導電性ペーストからなるアライメントマークをその表面に金属粒子の光沢を維持したまま露出させることが可能となる。
【００２３】
前記導電性ペーストに含有される導電性粒子の少なくとも一部が前記配線材料とは異なる材料であるのが好ましい。これによれば、開口部形成工程後のアライメントマークの表面に配線材料と異なる材料である金属粒子が存在するので、配線材料と区別しての認識が容易になる。
【００２４】
上記した第１または第２のプリント基板の製造方法において、前記導電性ペースト充填工程は、前記アライメントマーク用貫通孔の周辺の電気絶縁性基材をカバーフィルムで被覆した状態で行なうのが好ましい。導電性ペーストの充填後にカバーフィルムを剥離することで、電気絶縁性基材の表面への導電性ペーストの残留がなくなり、光学的な認識が妨げられることがない。
【００２５】
前記電気絶縁性基材側に設けられたアライメントマークと前記フォトマスク側アライメントマークとが、フォトアライメント時に形成される両者間の隙間がアライメントずれ許容値と同等となるように設計された個所を少なくとも１個所有するのが好ましい。前記隙間を認識することで容易に製品の良否判定を行うことができ、許容範囲外にアライメントされていた場合には再度アライメントすればよく、結果としてアライメント歩留まりを向上させることができる。
【００２６】
前記フォトマスクはアライメントマークの周辺に可視光を透過する領域を備えるのが好ましい。フィルムマスク面側からの照明によって十分な光量を得ることができ、電気絶縁性基材に設けられたアライメントマークの認識精度を向上させることが可能となる。
【００２７】
前記フォトアライメント工程前に、前記電気絶縁性基材に設けられたアライメントマークと下層に配置された配線パターンの位置を計測し、計測値を基に下層の合致の良否判定を行うのが好ましい。計測値を基に下層の配線パターンとビアとの合致情報を得、下層の合致の良否判定を容易に行なえるので、判定によって許容値外とされた製品を次工程に回さないことによって、製品コストを低減することが可能となる。
【００２８】
なお、導電性ペーストの硬化はたとえば、レーザーにより行うことができる。これにより、レーザーの熱エネルギーによって導電性ペースト中の金属微粒子よりなる導電性フィラーが溶融し、複数個のフィラーが一体化する結果、アライメントマークの反射性が高まり、高精度なアライメントマーク認識を行うことが可能になる。
【００２９】
電気絶縁性基材はたとえば、ポリイミドフィルム、液晶ポリマーフィルム、アラミドフィルムから選択されたいずれかの材料の両面に接着剤層を設けてなるものとすることができる。これらのフィルムは高耐熱かつ高剛性で均一な組成を有するため、工程での寸法挙動のばらつきを抑制することができる。また接着剤層は表層にのみ設けることになるので、電気絶縁性基材全体としての未硬化樹脂の比率を下げることができ、熱プレス工程で樹脂成分が配線材料の開口部から表面の広い領域に流出するのを抑制できる。
【００３０】
接着剤層の厚みはたとえば、配線厚みと略同等とすることができる。電気絶縁性基材の表面に形成される接着剤層は配線を埋めこむ厚みがあれば十分であり、必要最小量の接着剤厚みにすることで、配線材料の開口部からの樹脂流出をより抑制することができる。
【００３１】
アライメントマークの周辺部の電気絶縁性基材の硬化はたとえば、ＵＶランプにより行うことができる。それにより、開口部を有した配線材料をマスクとしてアライメントマークの周辺部のみを局所的に容易に硬化させることができ、樹脂流れ不足による配線埋め込み不良を防止できる。
【００３２】
アライメントマーク用貫通孔はたとえば、電気絶縁性基材に複数個形成することができる。複数個のアライメントマーク用貫通孔のそれぞれに充填された導電性ペースト中の導電性粒子が可視光を反射するため、全体としての反射光量を十分に確保することができ、より精度の高い位置合わせを実現できる。
【００３３】
導電性ペースト内の導電性粒子はたとえば、Ｃｕ，Ａｇ及びこれらの合金からなる群から選択された少なくとも１種の金属粉末を含むものとすることができる。Ａｇ，Ｃｕとも絶縁の妨げとなる不純物を形成しないので、電気的な絶縁を妨げることがない。その中でもＡｇは、配線材料として用いられるＣｕ箔のエッチングのための一般的な薬液、硫酸・過酸化水素水、塩化第二鉄等で侵食されることがないので、鮮明なアライメントマークの露出が可能となる。
【００３４】
フォトマスク側アライメントマークと前記電気絶縁性基材に設けられたアライメントマークとの位置合わせの際の認識はたとえば、ＣＣＤカメラで行なうことができる。ＣＣＤカメラによれば、アライメントマークを光学的に精度よく読み取ることができ、アライメント工程の自動化も容易である。
【００３５】
【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。
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１におけるプリント基板の製造方法を説明する工程断面図を、両面基板を例として図１（ａ）〜（ｉ）に示す。
【００３６】
まず、図１（ａ）に示すように、離型フィルム１００を電気絶縁性基材１０１の両面にラミネートし、図１（ｂ）に示すように、離型フィルム１００、電気絶縁性基材１０１の全てを貫通するビア用貫通孔１０２とアライメントマーク（貫通孔）１０３とを所定位置にレーザーにより形成する。
【００３７】
電気絶縁性基材１０１は、ガラスエポキシや、アラミド不織布とエポキシ樹脂との複合材料など、接着剤層（図示せず）を少なくとも表面に有するものである。この接着剤層は、配線を埋めこむ必要最小量の厚みがあれば十分であり、配線厚みが９ｍ程度の場合は１０μｍ程度の接着剤厚みで十分である。電気絶縁性基材１０１には、ポリイミドフィルム、アラミドフィルム、液晶ポリマーフィルムなどを用いることもできる。レーザーは、電気絶縁基材１０１に貫通孔を形成できるものであれば特に限定はなく、ＵＶ−ＹＡＧレーザー，エキシマレーザ、ＣＯ２レーザなどを用いることができる。アライメントマーク（貫通孔）１０３は、電気絶縁性基材１０１の面内のできるだけ外側に、アライメント精度を向上させるうえで望ましくは少なくとも一対をそれぞれ対角上に形成する。
【００３８】
具体例を挙げると、電気絶縁性基材１０１として、１２μｍ厚のポリイミドフィルムの両側に、エポキシ樹脂を塗布し乾燥させて半硬化状態とした接着剤層を１０μｍ厚にて設けたものを用い、ＵＶ−ＹＡＧレーザーにより、孔径約５０μｍの貫通孔１０２，アライメントマーク（貫通孔）１０３を形成する。ポリイミドフィルムは均一な組成を有し、高耐熱かつ高剛性を有するため、工程での寸法挙動のばらつきを抑制することができ、またその表層にのみ接着剤層を設けることになるため、電気絶縁性基材１０１全体としての未硬化樹脂の比率を下げることができ、好ましい。
【００３９】
次に、図１（ｃ）に示すように、ビア用貫通孔１０２，アライメントマーク（貫通孔）１０３に導電性ペースト１０４をスクリーン印刷法などにより充填する。
【００４０】
導電性ペースト１０４としては、エポキシ樹脂と導電性粒子とより構成される材料が用いられ、電気的接続を確保するために好ましくは導電性粒子としてＣｕやＡｇなどの貴金属を用いる。導電性ペースト１０４の充填方法としては他に、真空遠心法、ローラ加圧法等も可能である。ビア用貫通孔１０２，アライメントマーク（貫通孔）１０３への安定した充填のためには、印刷を繰り返すのが望ましい。
【００４１】
次に、図１（ｄ）に示すように、離型フィルム１００を剥離する。このように導電性ペースト１０４の充填後に離型フィルム１００を剥離するため、電気絶縁性基材１０１の表面に導電性ペースト１０４が残存することはなく、後段で光学的認識を行なう場合の妨げとなることはない。
【００４２】
次に、図１（ｅ）に示すように、アライメントマーク（貫通孔）１０３に対応する位置に予め開口部１０６を設けた配線材料１０５を電気絶縁性基材１０１の両面に積層する。配線材料１０５としてはたとえば銅箔を用い、好ましくはその表面は密着性を向上させるために粗化しておく。
【００４３】
次に、アライメントマーク（貫通孔）１０３の周辺部の電気絶縁性基材１０１中に含まれる未硬化樹脂をＵＶランプにより局所的に硬化させる。また、アライメントマーク（貫通穴）１０３内の導電性ペースト１０４をレーザーなどで硬化させる。以下、アライメントマーク（貫通穴）１０３内で硬化した導電性ペースト１０４をアライメントマーク１０４ｂと称す。
【００４４】
そしてその後に、真空熱プレスにより加熱加圧を行って、配線材料１０５を電気絶縁性基材１０１に接着させるとともに、ビア用貫通孔１０２内の導電性ペースト１０４によって配線材料１０５間の電気的接続を図る。以下、ビア用貫通孔１０２内で硬化した導電性ペースト１０４をビア１０４ａと称す。
【００４５】
次に、図１（ｆ）に示すように、配線材料１０５の表面に感光性レジスト１０７を形成する。その方法としてたとえば、ロールラミネーターによりドライフィルムレジストをラミネートする。
【００４６】
次に、図１（ｇ）に示すように、回路パターン１０９とアライメントマーク１０４ｂに対応したフォトマスク側アライメントマーク１１０とが所定の位置に描画されたフォトマスク１０８と、電気絶縁性基材１０１とを、それぞれのアライメントマーク１０４ｂ，１１０を用いて、相対的に位置合わせし、露光する。
【００４７】
次に、図１（ｈ）に示すように、現像及びエッチングを行って回路パターン１０５ａ，１０５ｂを形成し、両面基板１１１を得る。
その後に、図１（ａ）〜（ｈ）の工程を繰り返し行うことで、図１（ｉ）に示すような、配線層１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃが多層に形成された多層基板１１２を得る。
【００４８】
なお、図１（ｅ）に示した電気絶縁性基材１０１への配線材料１０５の接着、電気的接続工程で、アライメントマーク１０４ｂの周辺部の電気絶縁性基材１０１を予め局所的に硬化させておくのは、基材中に含有される未硬化の樹脂量が多いため、加熱加圧時に開口部１０６を通じて配線材料１０５の表面に流れ出すとともに、露出状態で加熱加圧されるアライメントマーク１０４ｂが未硬化樹脂の流動の影響を受け、形状が変形したり位置ずれしたりするので、それを抑制するためである。
【００４９】
アライメントマーク１０４ｂを予め硬化させておくのも、露出状態で加熱加圧される際に未硬化であれば形状をくずして流出することとなり、結果としてエッジが不鮮明になるので、それを抑制するためである。
【００５０】
電気絶縁性基材１０１を硬化させる手段は上記したＵＶランプに限らず、レーザーやヒーターであってもよいが、配線材料１０５の開口部１０６をマスクとして容易にアライメントマーク１０４ｂの周辺部のみを硬化させ得る点でＵＶランプが有効である。
【００５１】
アライメントマーク１０４ｂの材料たる導電性ペーストを硬化させる手段は上記したレーザーに限らず、ＵＶランプやヒーターであってもよいが、レーザーを用いると、その熱エネルギーによって導電性ペースト中の金属微粒子よりなる導電性フィラーが溶融し、その複数個が一体化することで反射性を高め、結果として高精度なアライメントマーク認識を行うことが可能となる点でより好ましい。
【００５２】
導電性ペース中の導電性金属微粒子はＣｕ、Ａｇ、これらの合金等の貴金属であり、光の反射率がよく、これをアライメントマーク１０４ｂに存在させることで反射光量を十分に確保できるのであるが、さらにその複数個が溶融一体化することで反射性を高まり、アライメントマーク１０４ｂの位置認識性が向上し、結果として合致精度を更に向上させることができる。
【００５３】
銅箔などの配線材料１０５の開口部１０６はアライメントマーク１０４ｂよりも大きな孔であればよく、特に精度を必要とするものではない。
このため、パンチャー，レーザー，ドリル等を用いて開口部１０６を形成しておくという簡便な方法で、容易にアライメントマーク１０４ｂを露出させることができ、従来のＸ線撮像装置による内層ビアの認識やドリル加工を行う必要はなく、生産性の向上を図ることができる。また、回路パターン１０５ａ，１０５ｂを合致させるためのアライメントマーク１０４ｂを直接見ることから、より合致精度の高い多層基板１１２を得ることができる。
【００５４】
図１（ｇ）に示したフォトアライメント工程で、フォトマスク１０８と電気絶縁性基材１０１との相対的位置合わせに用いるフォトマスク側アライメントマーク１１０，基材側アライメントマーク１０４ｂの具体例は、図２に示すような、格子形状マークと、複数個のアライメントマーク１０４ｂを十字に配置した十字形状マークである。
【００５５】
これによれば、複数個のアライメントマーク１０４ｂのそれぞれが可視光を反射し、全体としての反射光量を十分に確保することができるため、より精度の高い位置合わせを実現することができる。また格子形状と十字形状とすることで、パターン欠損や、アライメントマーク１０４ｂの加工位置ばらつきに左右されない、より高精度なアライメントを実現できる。
【００５６】
フォトマスク側アライメントマーク１１０と基材側アライメントマーク１０４ｂとのクリアランスは、基板スペックと合わせることが好ましい。例えば、図３に示すように、ランド４０１の径Ｌｄに対しビア１０４ａの径Ｖｄである時のずれ許容値は±（Ｌｄ−Ｖｄ）／２で与えられるのであるが、この値をフォトマスク側アライメントマーク１１０，基材側アライメントマーク１０４ｂのクリアランスとすることで、アライメント後に容易に製品の良否判定を行うことができ、許容範囲外にアライメントされた場合には再度アライメントすることで、結果としてアライメント歩留まりを向上させることができる。
【００５７】
このようなクリアランスを有したフォトマスク側アライメントマーク１１０，基材側アライメントマーク１０４ｂを少なくとも１か所に（つまり一対）設けることで、上述した格子形状と十字形状との組合せと同様の効果を実現することができる。
【００５８】
フォトマスク側アライメントマーク１１０は、周辺部に可視光を透過する領域を備えた形状であることが好ましい。例えば図４に示すようなリング形状のアライメントマーク１１０であれば、フォトマスク面側からの照明によって十分な光量を得ることが可能となり、電気絶縁性基材１０１に設けられたアライメントマーク１０４ｂの認識精度を向上させることができる。
【００５９】
なお、位置合わせおよび露光に当たっては、先の熱プレス工程で電気絶縁性基材１０１の寸法が変化していることが多いため、電気絶縁性基材１０１のアライメントマーク１０４ｂの形状及び位置を認識し、電気絶縁性基材１０１の寸法変化量を加味して回路パターン１０５ａ，１０５ｂ・・の拡大縮小率を決定する。それにより、各層間においてビア１０４ａと回路パターン１０５ａ，１０５ｂ・・との位置ずれを抑制することができ、簡便な方法で製造歩留まりを向上させることができるのである。
【００６０】
アライメントマーク１０４ｂ，１１０の認識手段としては、顕微鏡による目視、ＣＣＤカメラ、Ｘ線撮像装置等が可能であるが、ＣＣＤカメラを通しての認識によれば、光学的に精度よく読み取りできるとともに、アライメント工程の自動化が容易となる。
【００６１】
フォトアライメント工程前に予め、電気絶縁性基材１０１に設けられたアライメントマーク１０４ｂと下層に配置された回路パターン１０５ａ，１０５ｂ・・との位置を計測し、下層の回路パターン１０５ａ，１０５ｂ・・とビア１０４ａとの合致情報を得ることで、容易に下層の合致の良否判定をすることが可能となる。そして、許容値外の製品を次工程に回さないことで、結果として製品コストを低減することができる。
【００６２】
なお、上記においては、アライメントマーク（貫通穴）１０３内に導電性ペースト１０４を充填し、その硬化物をアライメントマーク１０４ｂとして用いたが、アライメントマーク（貫通穴）１０３を、導電性ペースト１０４を充填することなくそのままフォトアライメントに用いてもよく、上記と同様の効果が得られる。
【００６３】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２におけるプリント基板の製造方法を説明する工程断面図を、両面基板を例として図５（ａ）〜（ｈ）に示す。
【００６４】
図５（ａ）は、上記した実施の形態１の図１（ｄ）と同様のものであり、電気絶縁性基材１０１に形成したビア用貫通孔１０２とアライメントマーク（貫通孔）１０３とに導電性ペースト１０４を充填している。以下、ビア用貫通孔１０２内の導電性ペースト１０４をビア１０４ａ，アライメントマーク（貫通孔）１０３内の導電性ペースト１０４をアライメントマーク１０４ｂと称す。
【００６５】
この電気絶縁性基板１０１の両面に、図５（ｂ）に示すように、配線材料１０５を積層する。
次に、図５（ｃ）に示すように、配線材料１０５に、アライメントマーク１０４ｂを露出させるための開口部１０６を形成する。
【００６６】
この開口部１０６の形成は、配線材料１０５とアライメントマーク１０４ｂとを選択的にエッチングするのが好ましい。アライメントマーク１０４ｂを侵食せずに、その表面の金属粒子による光沢を維持した状態で露出させられるからである。ただし開口部１０６の形成方法はエッチングに限定されるものではなく、機械的な剥離、レーザー加工を用いても同様にアライメントマーク１０４ｂを露出させることはできる。
【００６７】
また、アライメントマーク１０４ｂに含有される導電性粒子の少なくとも一部を、配線材料１０５とは異なる材料としておくことが好ましい。開口部１０６から露出したアライメントマーク１０４ｂの表面に、配線材料１０５と異なる材料からなる金属粒子を存在させることで、区別が容易になるからである。
【００６８】
たとえば、アライメントマーク１０４ｂの材料たる導電性ペースト内の導電微粒子がＡｇを含むものとし、配線材料１０５をＣｕとした時に、Ｃｕのエッチングに一般に用いられる硫酸、過酸化水素、塩化第二鉄等の薬液を用いる選択的エッチングを行なうことで、Ａｇを侵食なく残留させることができ、配線材料１０５との区別を容易化できる。
【００６９】
その後は、実施の形態１と同様であり、図５（ｄ）に示すように、配線材料１０５の表面に感光性レジスト１０７を形成する。
次に、図５（ｅ）に示すように、回路パターン１０９とアライメントマーク１０４ｂに対応したフォトマスク側アライメントマーク１１０とが所定の位置に描画されたフォトマスク１０８と、電気絶縁性基材１０１とを、それぞれのアライメントマーク１１０，１０４ｂを用いて、相対的に位置合わせし、露光する。
【００７０】
次に、図５（ｆ）に示すように、現像及びエッチングを行って回路パターン１０５ａ，１０５ｂを形成し、両面基板１１１を得る。
その後に、図５（ａ）〜（ｆ）の工程を繰り返し行うことで、図５（ｇ）に示すような、配線層１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃが多層形成された多層基板１１２を得る。
【００７１】
この実施の形態２の方法によれば、電気絶縁性基材１０１の材質に依存することなくアライメントマーク１０４ｂを露出させることができる。
なお、この実施の形態２では実施の形態１と相違する部分を主に説明したが、実施の形態１で述べたアライメントマークの形状を保持する手法などをこの実施の形態２にも適用して同様の効果が得られるのは言うまでもない。
【００７２】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、電気絶縁性基材に形成されたアライメントマークを形状認識性に優れた状態で表面に露出させることで、電気絶縁性基材を覆って配置された配線材料の下のビアパターン位置情報を直接的にかつ高精度に得ることができ、結果としてフォトマスクとのアライメント性を向上させ、プリント基板のビア−ランド合致性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態におけるプリント基板の製造方法を示す工程断面図
【図２】同プリント基板の製造方法で用いるアライメントマークの拡大透視平面図
【図３】同プリント基板のランド及びビアの相対的位置を示す拡大平面図
【図４】同プリント基板の製造方法で用いる他のアライメントマークの拡大透視平面図
【図５】本発明の第２の実施の形態におけるプリント基板の製造方法を示す工程断面図
【図６】従来のプリント基板の製造方法を示す工程断面図
【符号の説明】
１０１ 電気絶縁性基材
１０２ ビア用貫通孔
１０３ アライメントマーク（貫通孔）
１０４ 導電性ペースト
１０４ａ ビア
１０４ｂ アライメントマーク
１０５ 配線材料
１０６ 開口部
１０７ 感光性レジスト
１０８ フォトマスク
１０５ａ，１０５ｂ 回路パターン
１１０ フォトマスク側アライメントマーク
１１１ 両面基板
１１２ 多層基板
４０１ 下層ランド
Claims (10)
- 電気絶縁性基材にビア用貫通孔とアライメントマーク用貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、
前記ビア用貫通孔に導電性ペーストを充填する導電性ペースト充填工程と、
前記導電性ペースト充填工程後の電気絶縁性基材にアライメントマーク部分を除いて配線材料を積層する積層工程と、
前記電気絶縁性基材と配線材料とを加熱加圧して前記電気絶縁性基材及び導電性ペーストを硬化させ、前記配線材料の層を電気的に接続させる熱プレス工程と、
前記電気的接続がなされた配線材料の表面に感光性レジストを形成する感光性レジスト形成工程と、
前記感光性レジストの表面にフォトマスクを配置し、このフォトマスク側アライメントマークと前記配線材料から露出した前記電気絶縁性基材のアライメントマークとを位置合わせするフォトアライメント工程と、
露光、現像を経て前記配線材料から回路パターンを形成する回路パターン形成工程と
を行なうプリント基板の製造方法。 - 前記電気絶縁性基材は未硬化樹脂を含み、前記積層工程の後であって熱プレス工程の前に、前記アライメントマークの周辺部の電気絶縁性基材を硬化させる請求項１に記載のプリント基板の製造方法。
- 前記導電性ペースト充填工程でビア用貫通孔とアライメントマーク用貫通孔とに導電性ペーストを充填し、前記積層工程の後であって熱プレス工程の前に、前記アライメントマーク用貫通孔に充填された導電性ペーストを硬化させる請求項１に記載のプリント基板の製造方法。
- 電気絶縁性基材にビア用貫通孔とアライメントマーク用貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、
前記ビア用貫通孔に導電性ペーストを充填する導電性ペースト充填工程と、
前記導電性ペースト充填工程後の電気絶縁性基材に配線材料を積層する積層工程と、
前記電気絶縁性基材と配線材料とを加熱加圧して前記電気絶縁性基材及び導電性ペーストを硬化させ、前記配線材料の層を電気的に接続させる熱プレス工程と、
前記電気的接続がなされた配線材料に前記アライメントマークを露出させる開口部を形成する開口部形成工程と、
前記開口部が形成された配線材料の表面に感光性レジストを形成する感光性レジスト形成工程と、
前記感光性レジストの表面にフォトマスクを配置し、このフォトマスク側アライメントマークと前記配線材料の開口部内にある前記電気絶縁性基材のアライメントマークとを位置合わせするフォトアライメント工程と、
露光、現像を経て前記配線材料から回路パターンを形成する回路パターン形成工程と
を行なうプリント基板の製造方法。 - 前記導電性ペースト充填工程でビア用貫通孔とアライメントマーク用貫通孔とに導電性ペーストを充填し、前記開口部の形成を、前記配線材料を前記アライメントマーク用貫通孔に充填された導電性ペーストに対して選択的にエッチングすることにより行なう請求項４に記載のプリント基板の製造方法。
- 前記導電性ペーストに含有される導電性粒子の少なくとも一部が前記配線材料とは異なる材料である請求項５に記載のプリント基板の製造方法。
- 前記導電性ペースト充填工程は、前記アライメントマーク用貫通孔の周辺の電気絶縁性基材をカバーフィルムで被覆した状態で行なう請求項１または請求項４のいずれかに記載のプリント基板の製造方法。
- 前記電気絶縁性基材側に設けられたアライメントマークと前記フォトマスク側アライメントマークとが、フォトアライメント時に形成される両者間の隙間がアライメントずれ許容値と同等となるように設計された個所を少なくとも１個所有する請求項１または請求項４のいずれかに記載のプリント基板の製造方法。
- 前記フォトマスクはアライメントマーク周辺に可視光を透過する領域を備える請求項１または請求項４のいずれかに記載のプリント基板の製造方法。
- 前記フォトアライメント工程前に、前記電気絶縁性基材に設けられたアライメントマークと下層に配置された配線パターンの位置を計測し、計測値を基に下層の合致の良否判定を行う請求項１または請求項４のいずれかに記載のプリント基板の製造方法。
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