JP2005026476A

JP2005026476A - 配線基板および配線基板の製造方法

Info

Publication number: JP2005026476A
Application number: JP2003190623A
Authority: JP
Inventors: Hideyuki Wada; 英之和田; Kazuhisa Itoi; 和久糸井; Tatsuo Suemasu; 龍夫末益
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 2003-07-02
Filing date: 2003-07-02
Publication date: 2005-01-27

Abstract

【課題】本発明は、極めて簡単な構成により、配線基板本体の両面に形成された導体パターンを配線することを目的とする。
【解決手段】本発明は、基板内に貫通配線６が形成されている配線基板本体２の両面に夫々形成された導体パターン１１、１３を有し，前記配線基板本体２の両面の導体パターン１１、１３と貫通配線６とが電気的に接続されていることを特徴とする配線基板である。
【選択図】図１６

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、配線基板本体の両面に導体パターンを形成された配線基板、及び、該配線基板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高密度の配線を構築する従来技術として、例えば、特許文献１のように、セラミック基板の表裏両面に導体パターンを形成し、前記導体パターンを多層に積層することで、多層回路基板を構成するものが知られている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平５−１７５６５７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来の技術においては、基板の表裏両面に形成された導体パターンは導通することは考慮されていなかった。セラミック基板を介して両側の導体パターンを導通させるためには、例えば、ワイヤボンディング等によって接続用の外部配線を設けることも考えられるが、これでは接続に手間を要するとともに、基板のコンパクト化も実現できなくなる。
【０００５】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、極めて簡単な構成で、複雑な配線の接続や、配線の高密度化を実現できる配線基板、及び、配線基板の製造方法に関するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的のため、本発明は、基板内に貫通配線が形成されている配線基板本体の両面に夫々形成された導体パターンを有し，前記配線基板本体の両面の導体パターンと貫通配線とが電気的に接続されていることを特徴とする配線基板である。
【０００７】
また、本発明は、基板内に貫通配線が形成されている配線基板本体の一方の面側に第１の保護体を設けた状態で、前記配線基板本体の他方の面に第１の導体パターンを形成した後、前記第１の保護体を前記一方の面側から取り去り、前記他方の面側に第２の保護体を設けた状態で、前記配線基板本体の一方の面に第２の導体パターンを形成する、ことを特徴とする配線基板の製造方法である。
【０００８】
この発明によれば、配線基板本体の両面への導体パターンの形成を行うだけで、貫通配線を介して、極めて簡単な方法により、配線基板本体の両面の導体パターンが電気導通可能に接続されている配線基板が得られる。しかも、この発明では、配線基板本体の両面の導体パターンの接続を、基板内の貫通配線によって行うので、別途、接続用の外部配線を形成するといった手間も必要無い。
【０００９】
更に、本発明は、基板内に貫通配線が形成されている配線基板本体の両面に導電性膜を前記貫通配線と電気導通可能に接続して形成し、次いで、前記配線基板本体の一方の面側に第１の保護体を設け、次に、前記配線基板本体の他方の面側に、第１の導体パターンに応じたレジストマスクを形成し、その後、前記配線基板本体の他方の面側におけるレジストマスクが形成されていない箇所の前記導電性膜を除去することにより第１の導体パターンを形成し、次いで、前記配線基板本体の他方の面側におけるレジストマスクを除去し、次に、前記配線基板本体の一方の面側に設けられた第１の保護体を除去し、その後、前記配線基板本体の他方の面側に第２の保護体を設け、次いで、前記配線基板本体の一方の面側に、第２の導体パターンに応じたレジストマスクを形成し、次に、前記配線基板本体の一方の面側におけるレジストマスクが形成されていない箇所の前記導電性膜を除去することにより第２の導体パターンを形成し、その後、前記配線基板本体の一方の面側におけるレジストマスクを除去し、その後、前記配線基板本体の他方の面側に設けられた第２の保護体を除去する、ことを特徴とする配線基板の製造方法である。
【００１０】
この発明によれば、極めて簡単に、配線基板本体の両面に導体パターンを有する配線基板が得られる。
また、配線基板本体の両面に、夫々、導体パターンを形成する際、導体パターンを形成する反対面側に保護体を設けているので、配線基板本体の両面の双方に形成された導電性膜または導体パターンを保護することができる。
【００１１】
更に、本発明の製造方法は、全工程を、貫通配線を形成する導電性材料である金属の溶融温度よりも低い温度で行うことも採用可能である。
【００１２】
この方法によれば、貫通配線を形成する導電性材料が溶融することはなく、貫通配線や配線基板本体の特性の安定維持等に有効に寄与する。仮に、配線基板の製造工程において、貫通配線の導電性材料を溶融させる場合は、導電性材料の溶融や再凝固により、貫通電極が変形して電気的特性に影響を与えたり（例えば抵抗値の増大）、配線基板本体に熱応力による歪みや破損を生じさせるといった不都合の発生原因になる。しかし、本発明において、全工程を、貫通配線を形成する導電性材料である金属の溶融温度よりも低い温度で行うことで、前述のような不都合を回避できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態につき、図面を参照して説明する。
図１〜図３は、本発明の実施の形態による配線基板１（図１６参照）を製造するために使用される配線基板本体２（図３、５参照）を製造するため、基板２Ａ（図１参照）に貫通配線６を設ける工程を示す図である。
【００１４】
まず、図１に示すように、表裏両面３、４を貫通する貫通孔５が、複数、設けられている基板２Ａ（孔加工基板）を用意する。基板２Ａは、本実施の形態では、シリコン基板であるが、これに限定されず、例えば、セラミック製のもの、ガラス製のもの等も採用可能である。また、貫通孔５は、ここでは、径が数十μｍ程度の微細孔であるが、孔径や孔の断面形状には特に限定は無い。
次に、図２に示すように、配線基板本体２の両面３、４および複数の貫通孔５の表面３内面に、熱酸化処理によって、ＳｉＯ_２（酸化シリコン）８を形成する。
【００１５】
次に、図３に示すように、貫通孔５に、導電性材料を充填して貫通配線６を形成する。本実施態様において具体的には、導電性材料としてＡｕ−Ｓｎ合金等の導電性金属材料を採用し、これを加熱溶融状態（溶融金属）で貫通孔５に充填した後、冷却、固化することで貫通配線６を形成している。
【００１６】
これにより、本発明の実施の形態による配線基板１を製造するために使用される、貫通配線６が形成された配線基板本体２（貫通配線付き基板）が得られる。尚、基板２Ａの貫通孔５は、図４に示すように、基板２Ａの一部にのみに形成されても良く、例えば、基板２Ａに１つのみの貫通孔５が形成されているものであっても良い。
【００１７】
図５〜１６は、本発明の第１の実施の形態による配線基板１の製造方法における工程を示している。
まず、図５に示すように、図３を参照して説明した、貫通配線６が形成された配線基板本体２を用意する。
次に、図６に示すように、配線基板本体２の両面３、４に導電性膜９として金属膜を形成する。この導電性膜９は、貫通配線６と接するように形成して、貫通配線６との間の通電性を確保する。なお、ここでは、Ａｕ−Ｓｎ合金等の導電性金属の蒸着によって導電性膜９を形成しているが、導電性膜９の形成方法としては、これに限定されず、例えば、めっき法等、各種採用可能である。
【００１８】
次に、図７に示すように、配線基板本体２の裏面（一方の面）４側に第１の保護体１０ａを設ける。ここで、設けられる第１の保護体１０ａとしては、工程や条件等により、様々なものを選択可能であるが、例えば、市販されている熱剥離シートや、紫外線剥離型シートを用いることができる。ここで、熱剥離シートや紫外線剥離型シートとしては、例えば、常温では粘着材層の粘着力で配線基板本体２に付着させることができ、加熱によって、粘着材層が発泡あるいは液化あるいは硬化（紫外線剥離型シートの場合は、紫外線の照射によって、粘着材層が硬化）して粘着力を失い、配線基板本体２から簡単に剥せるようになるものであるが、粘着力を失う加熱温度が、貫通配線６を形成する導電性材料（金属）の溶融温度よりも低いものを採用する。例えば、貫通配線６を形成する、組成比Ａｕ８０ｗｔ％、Ｓｎ２０ｗｔ％であるＡｕ−Ｓｎの溶融温度は２８０℃であるが、この場合、粘着力を失う温度が２８０℃に達しないものを採用する。
【００１９】
第１の保護体１０ａは、導体パターンを形成する際、配線基板本体２における導体パターンが形成される面に対し反対側の面側を、埃、熱、薬品等から保護するものである。また、上述したように、加熱によって、配線基板本体２から簡単に除去できる保護体１０ａ（前記熱剥離シートあるいは前記紫外線剥離型シート）であれば、配線基板本体２側からの除去作業によって配線基板本体２や導電性膜９を傷めるといった心配が無い。
【００２０】
次に、図８に示すように、配線基板本体２の表面（他方の面）３側に、この製造方法によって得る配線基板１（図１６参照）の第１の導体パターン１１に応じたレジストマスク１２を形成する。
【００２１】
ここで、前記レジストマスク１２を形成する工程の一例を、図１７を参照して説明する。
図７に示すように、配線基板本体２の裏面４側への第１の保護体１０ａの取り付けが完了したら、配線基板本体２を乾燥ベーク（図１７中「Ｓ１」）し、冷却（図１７中「Ｓ２」）した後、表面３側にレジスト液を塗布してレジスト膜を形成（図１７中「Ｓ３」）し、プリベーク（図１７中「Ｓ４」）してレジスト膜を予備硬化し、冷却（図１７中「Ｓ５」）後、フォトリソグラフィー（図１７中「Ｓ６」のフォトリソ）、すなわち、レジスト膜のマスクアライメント及び露光（ここでは紫外線照射）を行い、現像（図１７中「Ｓ７」）する。これにより、所望のパターン形状のレジストマスク１２を形成できる。次に、ポストベーク（図１７中「Ｓ８」）、冷却（図１７中「Ｓ９」）の後、デスカム（ｄｅｓｃｕｍｕ。図１７中「Ｓ１０」）を行うことで、図８の配線基板本体２（レジストマスク１２を有する）を得る。但し、Ｓ１の乾燥ベーク、Ｓ４のプリベーク、Ｓ８のポストベークは、いずれも、貫通配線６を形成する金属溶融温度よりも低い温度で行う。例えば、貫通配線６が溶融温度３５０℃のＡｎ−Ｓｎ合金で形成されたものである場合、乾燥ベークを１５０℃程度、プリベークを８０℃程度、ポストベークを１４０℃程度で行う。レジストマスク１２の形成工程（図１７の工程）は、全工程にわたって、貫通配線６を形成する金属の溶融温度よりも低い温度で行うようになっており、これにより、貫通配線６、配線基板本体２に、熱応力による歪み等の悪影響を与えることを防止できる。
【００２２】
次に、図９に示すように、配線基板本体２の他方の面側におけるレジストマスク１２が形成されていない箇所の金属膜９を除去（エッジング）する。これにより、配線基板本体２の他方の面に第１の導体パターン１１が形成される。エッジングは、例えば、レーザ光の照射や、配線基板本体の表面３をエッジング液に浸けること等により行う。
【００２３】
次に、図１０、図１１に示すように、レジストマスク１２の除去、並びに、配線基板本体２の裏面４側における第１の保護体１０ａの剥離を行う。なお、レジストマスク１２の除去、第１の保護体１０ａの剥離は、順序が逆であってもよい。第１の保護体１０ａの剥離は、例えば、第１の保護体１０ａが熱剥離シートである場合は、該熱剥離シートの加熱であるが、この剥離のための加熱温度は、貫通配線６を形成する金属材料の溶融温度よりも低いものである。
【００２４】
次に、図１２に示すように、第１の導体パターン１１が形成されている配線基板本体２の表面３側に第２の保護体１０ｂを設ける。この第２の保護体１０ｂとしては、図７を参照して説明した保護体１０ａと同様のものを採用でき、配線基板本体２に設ける手法も保護体１０ａと同様で、以下、配線基板本体２の裏面４側へのレジストマスク１２の形成（図１３参照）、金属膜９の除去（エッジング）による裏面４での第２の導体パターン１３の形成（図１４参照）、配線基板本体２の裏面４側におけるレジストマスク１２の剥離（図１５参照）、配線基板本体２の表面３側における第２の保護体１０ｂの剥離（図１６参照）を行う。図１３から１６の工程は、図８〜１１を参照して説明した工程と同様に行う。これにより、配線基板本体２の表裏両面に導体パターン１１、１３を有する配線基板が得られる。
【００２５】
次に、図１８〜２９を参照して、本発明の第２の実施の形態による配線基板１の製造方法における工程を示す。
本発明の第２の実施の形態による配線基板１の製造方法において、本発明の第１の実施の形態による配線基板１の製造方法と異なる点は、本発明の第２の実施の形態では、レジストマスク１２の形成後に、第１の保護体１０ａ、１０ｂを形成し（図２０、２１等参照）、第１の保護体１０ａ、１０ｂの剥離の後に、レジストマスク１２の剥離を行う（図２３、２４等参照）点である。即ち、本発明の第２の実施の形態による配線基板１の製造方法において、配線基板本体２に保護体１０を設けた状態で実行する工程の数が、本発明の第１の実施の形態による配線基板１の製造方法よりも少なくなっている。
【００２６】
以下、本発明の第２の実施の形態による配線基板１の製造方法における工程を、詳細に説明する。この実施の形態でも、第１の実施の形態にて用いた配線基板本体２（図３、５参照）を配線基板本体として使用する。
まず、図１８に示すように、配線基板本体２を用意し、図１９に示すように、配線基板本体２の両面３、４に導電性膜９として金属膜を形成する。図１８、１９で示す工程は、第１の実施の形態にて図５、６を参照して説明したものと同様である。
【００２７】
次に、図２０に示すように、配線基板本体２の表面（他方の面）３側に、この製造方法によって得る配線基板１（図２９参照）の第１の導体パターン１１に応じたレジストマスク１２を形成する。レジストマスク１２を形成する工程としては、一例として、第１の実施の形態にて図１７を参照して説明した手法と同様のものを採用できる。
次に、図２１に示すように、配線基板本体２の裏面（一方の面）４側に第１の保護体１０ａを設ける。この詳細は、第１の実施の形態にて図７を参照して説明した手法と同様である。
【００２８】
次に、図２２に示すように、配線基板本体２の他方の面側におけるレジストマスク１２が形成されていない箇所の金属膜９を除去（エッジング）する。これにより、配線基板本体２の他方の面に第１の導体パターン１１が形成される。エッジングは、例えば、レーザ光の照射や、配線基板本体の表面３をエッジング液に浸けること等により行う。
【００２９】
次に、図２３、２４に示すように、配線基板本体２の裏面４側における第１の保護体１０ａの剥離、並びに、レジストマスク１２の除去を行う。第１の保護体１０ａの剥離は、例えば、第１の保護体１０ａが熱剥離シートである場合は、該熱剥離シートの加熱であるが、この剥離のための加熱温度は、貫通配線６を形成する金属材料の溶融温度よりも低いものである。
【００３０】
次に、配線基板本体２の裏面４側へのレジストマスク１２の形成（図２５参照）、第１の導体パターン１１が形成されている配線基板本体２の表面３側への第２の保護体１０ｂの形成（図２６参照）、金属膜９の除去（エッジング）による裏面４での第２の導体パターン１３の形成（図２７参照）、配線基板本体２の表面３側における第２の保護体１０ｂの剥離（図２８参照）、配線基板本体２の裏面４側におけるレジストマスク１２の剥離（図２９参照）、を行うことで、配線基板１が得られる。これら各工程（図２５〜２９を参照して説明した工程）は、図２０〜２４を参照して説明した工程において、配線基板本体２の表面３に対して行う作業を裏面４に対して行い、裏面４に対して行う作業を表面３に対して行うものであり、詳細の説明を略す。
【００３１】
以上、述べたような、本発明の第２の実施の形態による配線基板１の製造方法は、フォトリソグラフィ技術を利用して、配線基板本体２の表面３側および裏面４側にレジストマスク１２を形成する工程（図２０、２５に示す工程）にて、配線基板本体２の裏面４側および表面３側が傷付くおそれがない場合に、裏面４および表面３に保護体１０を設けることを省略するものである。
【００３２】
尚、以上記載したような、本発明の第１の実施の形態による配線基板１の製造方法によれば、本発明の第２の実施の形態による配線基板１の製造方法に比べ、配線基板本体２の両面３、４に導電性膜を形成した後、レジストマスク１２の形成を行う前に、配線基板本体２に対し保護体１０を設け、その後、レジストマスク１２の形成、導体パターン１１の形成、レジストマスク１２の除去を行い、それから、保護体１０を除去するため、導体パターン１１形成時に、導体パターン１１に対し反対面側を確実に保護することができる。
【００３３】
本発明に係る配線基板１は、配線基板本体２の両面に導体パターン１１、１３を有しており、さらに、配線基板本体２に、両側の導体パターン１１、１３を電気導通可能に接続する貫通配線を形成している。この配線基板１は、配線基板本体２に形成する導体パターン１１、１３の設計及び導体パターン１１、１３同士を接続する貫通配線６の形成位置の設定によって、配線基板本体２の両側の導体パターン１１、１３を貫通配線６を介して接続した構成の回路の設計を行えるので、例えば、ワイヤボンディング等による外部配線を設けて、配線基板本体２の両側の導体パターン１１、１３を接続する場合に比べて、回路設計の自由度が高く、複雑な回路も容易に形成できる。これにより、導体パターン１１、１３の高密度を図ることも容易となる。
本発明に係る製造方法においては、配線基板本体２における貫通配線６の形成位置の調整（第１、第２の実施形態においては、基板２Ａに対する貫通孔５（図１参照）の形成位置の調整）及び／又は、レジストマスクの形状の調整によって、両側の導体パターン１１、１３が貫通配線６で接続されている構造の回路の設計を容易に行える。
【００３４】
なお、本発明に係る配線基板１では、配線基板本体２の両面あるいは片面に導体パターン１１、１３を多層に積層した構造（但し、導体パターン１１、１３間の電気絶縁性を保つ）も採用可能であり、この場合には、配線基板本体２の貫通配線６を介して、配線基板本体２の両側の導体パターン１１、１３を接続する回路を構成することで、より複雑な回路の構築が可能になり、また、配線の高密度化も一層、容易となる。
【００３５】
【発明の効果】
以上の説明のように、本発明によれば、極めて簡単な構成により、配線基板本体の両面に形成された導体パターンを配線することができる。
【００３６】
また、配線基板本体の両面に、夫々、導体パターンを形成する際、導体パターンを形成する反対面側に保護体を設けているので、配線基板本体の両面の双方に形成された導電性膜または導体パターンを保護することができる。
【００３７】
更に、本発明の製造方法は、全工程を、貫通配線を形成する導電性材料である金属の溶融温度よりも低い温度で行うことも採用可能であり、これにより、貫通配線を形成する導電性材料が溶融することはなく、貫通配線や配線基板本体の形状、特性等の安定維持に有効に寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態による配線基板を製造するために使用される配線基板本体を製造する工程を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態による配線基板を製造するために使用される配線基板本体を製造する工程を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態による配線基板を製造するために使用される配線基板本体を製造する工程を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態による配線基板を製造するために使用される基板の一例を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態による配線基板の製造方法における工程を示す図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態による配線基板の製造方法における工程を示す図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態による配線基板の製造方法における工程を示す図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態による配線基板の製造方法における工程を示す図である。
【図９】本発明の第１の実施の形態による配線基板の製造方法における工程を示す図である。
【図１０】本発明の第１の実施の形態による配線基板の製造方法における工程を示す図である。
【図１１】本発明の第１の実施の形態による配線基板の製造方法における工程を示す図である。
【図１２】本発明の第１の実施の形態による配線基板の製造方法における工程を示す図である。
【図１３】本発明の第１の実施の形態による配線基板の製造方法における工程を示す図である。
【図１４】本発明の第１の実施の形態による配線基板の製造方法における工程を示す図である。
【図１５】本発明の第１の実施の形態による配線基板の製造方法における工程を示す図である。
【図１６】本発明の第１の実施の形態による配線基板の製造方法における工程を示す図である。
【図１７】本発明の実施の形態によるレジストマスクを形成する詳細な工程を示す図である。
【図１８】本発明の第２の実施の形態による配線基板の製造方法における工程を示す図である。
【図１９】本発明の第２の実施の形態による配線基板の製造方法における工程を示す図である。
【図２０】本発明の第２の実施の形態による配線基板の製造方法における工程を示す図である。
【図２１】本発明の第２の実施の形態による配線基板の製造方法における工程を示す図である。
【図２２】本発明の第２の実施の形態による配線基板の製造方法における工程を示す図である。
【図２３】本発明の第２の実施の形態による配線基板の製造方法における工程を示す図である。
【図２４】本発明の第２の実施の形態による配線基板の製造方法における工程を示す図である。
【図２５】本発明の第２の実施の形態による配線基板の製造方法における工程を示す図である。
【図２６】本発明の第２の実施の形態による配線基板の製造方法における工程を示す図である。
【図２７】本発明の第２の実施の形態による配線基板の製造方法における工程を示す図である。
【図２８】本発明の第２の実施の形態による配線基板の製造方法における工程を示す図である。
【図２９】本発明の第２の実施の形態による配線基板の製造方法における工程を示す図である。
【符号の説明】
１‥‥配線基板、２‥‥配線基板本体、２Ａ‥‥基板、３‥‥表面（他方の面）、４‥‥裏面（一方の面）、５‥‥貫通孔、６‥‥貫通配線、８‥‥酸化シリコン、９‥‥金属膜（導電性膜）、１０ａ‥‥第１の保護体、１０ｂ‥‥第２の保護体、１１‥‥第１の導体パターン、１２‥‥レジストマスク、１３‥‥第２の導体パターン

Claims

基板（２Ａ）内に貫通配線（６）が形成されている配線基板本体（２）の両面（３、４）に夫々形成された導体パターン（１１、１３）を有し，前記配線基板本体の両面の導体パターンと貫通配線とが電気的に接続されていることを特徴とする配線基板（１）。
基板（２Ａ）内に貫通配線（６）が形成されている配線基板本体（２）の一方の面（４）側に第１の保護体（１０ａ）を設けた状態で、前記配線基板本体の他方の面（３）に第１の導体パターン（１１）を形成した後、
前記第１の保護体を前記一方の面側から取り去り、
前記他方の面側に第２の保護体（１０ｂ）を設けた状態で、前記配線基板本体の一方の面に第２の導体パターン（１３）を形成する、ことを特徴とする配線基板（１）の製造方法。
基板（２Ａ）内に貫通配線（６）が形成されている配線基板本体（２）の両面（３、４）に導電性膜（９）を前記貫通配線と電気導通可能に接続して形成し、
次いで、前記配線基板本体の一方の面（４）側に第１の保護体（１０ａ）を設け、
次に、前記配線基板本体の他方の面（３）側に、第１の導体パターン（１１）に応じたレジストマスク（１２）を形成し、
その後、前記配線基板本体の他方の面側におけるレジストマスクが形成されていない箇所の前記導電性膜を除去することにより第１の導体パターンを形成し、
次いで、前記配線基板本体の他方の面側におけるレジストマスクを除去し、
次に、前記配線基板本体の一方の面側に設けられた第１の保護体を除去し、
その後、前記配線基板本体の他方の面側に第２の保護体（１０ｂ）を設け、
次いで、前記配線基板本体の一方の面側に、第２の導体パターン（１３）に応じたレジストマスクを形成し、
次に、前記配線基板本体の一方の面側におけるレジストマスクが形成されていない箇所の前記導電性膜を除去することにより第２の導体パターンを形成し、
その後、前記配線基板本体の一方の面側におけるレジストマスクを除去し、
その後、前記配線基板本体の他方の面側に設けられた第２の保護体を除去する、ことを特徴とする配線基板の製造方法。
全工程を、貫通配線を形成する導電性材料である金属の溶融温度よりも低い温度で行うことを特徴とする請求項２又は３に記載の配線基板の製造方法。