JP2005191112A - 配線基板及びその製造方法並びに電気装置 - Google Patents

Abstract

【課題】セミアディティブ工法において１５μｍ以下の微細配線を形成するために、通常の無電解めっきの替わりに蒸着金属層を用いた場合、貫通孔壁面への蒸着金属層の形成が不充分となることから、その上面に続けて形成される電解めっき層の形成が不充分となり、導通信頼性が低下する。
【解決手段】少なくとも樹脂を含有してなる絶縁層９と、該絶縁層９の表面に形成された配線導体層１５と、前記絶縁層９を貫通して前記絶縁層９に隔てられた配線導体層１５を接続するビア導体層１３とを具備してなり、前記配線導体層１５が、前記絶縁層９主面に順次蒸着金属層１５ａ、電解めっき層１５ｂを形成して構成され、前記ビア導体層１３が、前記絶縁層９に形成された貫通孔１１に順次、無電解銅めっき層１３ａ、蒸着金属層１３ｂ、電解めっき層１３ｃを形成して構成されてなることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、少なくとも樹脂を含有してなる絶縁層と、該絶縁層の表面に形成された配線導体層と、前記絶縁層を貫通して、前記絶縁層に隔てられた配線導体層を接続するビアとを具備してなる配線基板に関するものである。

一般に、現在の電子機器は、移動体通信機器に代表されるように小型・薄型・軽量・高性能・高機能・高品質・高信頼性が要求されてきており、このような電子機器に搭載される電子装置も小型・高密度化が要求されるようになってきている。そのため、電子装置を構成する配線基板にも小型・薄型・多端子化が求められてきており、それを実現するために信号導体等の配線導体の幅を細くするとともにその間隔を狭くし、さらに配線導体を多層化するなどして高密度配線化が図られている。

このような配線導体を形成する方法としては、サブトラクティブ法、セミアディティブ法およびフルアディティブ法があるが、サブトラクティブ法は細密な配線導体の形成が難しいという問題点を、フルアディティブ法は無電解めっきのみで配線導体の形成を行うために、その形成に長時間を要してしまうという問題点を有していた。そのため、配線導体を形成する方法としては、一般的には、セミアディティブ法が用いられている。

ビルドアップ基板におけるセミアディティブ法とは、プリント配線基板に絶縁樹脂をラミネートした後硬化する工程と、絶縁樹脂表面を過マンガン酸塩類水溶液等の粗化液に所定の時間浸漬し粗化する工程と、上面に無電解銅めっき用のパラジウム触媒を付着させる工程と、パラジウム触媒を付着させた絶縁樹脂の上面に無電解めっき層を被着させる工程と、無電解めっき層の上面にめっきレジスト層のフィルムをラミネートまたは塗布した後に、このフィルムを露光・現像して、めっきレジスト層に、無電解めっき層の上面に電解めっき層を被着させるための配線導体のパターン形状の開口部を形成する工程と、その開口部内の無電解めっき層の上面に１０〜３０μｍ程度の電解めっき層を被着させる工程と、無電解めっき層の上面からめっきレジスト層を剥離する工程と、硫酸系や塩素系水溶液のエッチング液を用いてめっきレジスト層を剥離したことにより露出した無電解めっき層およびパラジウム触媒を除去する工程とを順次行うことにより配線導体を形成する方法である。なお、この方法では、無電解めっき層およびパラジウム触媒を除去する際に、電解めっき層の上面や側面も同時にエッチングされる。

昨今の配線基板は、配線導体の幅や配線導体間の間隔が２０μｍ以下と狭くなってきているにもかかわらず、絶縁樹脂表面の粗化面が深いために、絶縁樹脂表面の粗化面全体に、無電解めっきを形成するために、無電解めっきの厚みが１μｍ以上必要となり、厚みのばらつきも大きくなっていた。また、粗化の深い位置に形成されている無電解めっきを完全に除去するためにエッチング時間がより長くかかることから配線導体を構成する無電解めっき層と電解めっき層のうち、特に無電解めっき層が選択的にエッチングされてしまい、無電解めっき層エッチング工程及び洗浄工程において、無電解めっき層が選択的にエッチングされて生じた段差部分に、エッチング液や洗浄液が入り込み、配線導体が持ち上げられることによって、配線導体の剥がれが生じて断線してしまうという問題点を有していた。

逆に、エッチングが不十分な場合には、粗化面の深いところに形成された無電解めっき層やパラジウム触媒を完全に除去することができず、無電解めっき層が隣接する配線導体の方向にかけて裾をひいた形状に残ってしまい、その結果、隣接する配線導体間で電気的に短絡してしまうという問題点を有していた。

このような問題の対策として、硫酸系や塩素系水溶液のエッチング液を用いて無電解めっき層およびパラジウム触媒を除去する際、配線導体を構成する電解めっき層と無電解めっき層のうち、無電解めっき層が選択的にエッチングされる前にエッチングをストップし、配線導体間に残存する無電解めっき層の残さやパラジウム触媒をクロム酸によって除去するという提案や（特許文献１参照）、絶縁基板の表層部分を一部除去することにより同時に配線導体間に残存する無電解めっき層の残さやパラジウム触媒を除去するという提案がなされている（特許文献２参照）。

しかしながら、特許文献１の配線導体間に残存する無電解めっき層の残さやパラジウム触媒をクロム酸によって除去する方法では、無電解めっき層およびパラジウム触媒のエッチング量をコントロールすることが難しいことや、クロム酸の残さが残ることが問題となる。また、特許文献２の絶縁基板の表層部分を一部除去することにより同時に配線導体間に残存する無電解めっき層の残さやパラジウム触媒を除去する方法においては、絶縁基板が薄くなることによる層間絶縁信頼性の低下や、配線導体下部の絶縁基板の一部まで除去され、配線導体の剥がれが生じるという問題を有していた。そして配線導体に剥がれが生じないように配線導体のエッチング時間を調整すると配線導体間に残渣が除去しきれず、長期使用後の絶縁抵抗値が低下するという問題が生じていた。

このような問題を解決するために、無電解めっき層を薄く均一に形成する技術、もしくは、無電解めっき層よりも化学的な耐久性に優れた下地金属層を形成する技術が必要とされている。

しかしながら、無電解めっき層を薄くすることについては、先に述べた通り絶縁樹脂へのめっき付きまわり性の点で限界があるため、より均一に薄く金属層を形成する手法として、スパッタリングや真空蒸着やイオンプレーティング等の方法を用いて絶縁樹脂層に０．１μｍ以下の蒸着金属層を形成することが提案されている。（特許文献３参照）。

無電解めっきによる金属層の形成は、処理液濃度の変化や、絶縁層表面の粗化状態のばらつき等による影響を受けるため、形成される金属層の厚みを０．３μｍ以下で均一に形成することが難しい。さらに無電解めっきのみで貫通導体を形成すると、電解めっきと比較して、導通抵抗が高いという問題もあった。それと比較してスパッタリングなどによる金属層の形成は真空中での蒸着のため処理条件の変化による影響を受けにくく、無電解めっきのように粗大な粒子が形成されない。そのため絶縁樹脂表面に安定して０．１μｍ以下の厚みの金属層を形成することが可能となった。
特開２０００−２９４９２６号公報 特開２０００−２０８９３６号公報 特開平１１−２８９１６４号公報

しかしながら、無電解めっき層に換えて蒸着金属層を用いると、比較的容易に３０μｍピッチ以下で１５μｍ以下の幅の配線形成が可能となるものの、スパッタリングの性質上、蒸着金属の発生源に対して垂直に形成された貫通孔壁面を蒸着金属層で完全に被覆することが困難で、その上に形成される電解めっき層が部分的に薄くなってしまうことによる導通抵抗信頼性の低下が問題となっている。さらに貫通孔内の蒸着金属層の厚みを充分に厚くするためにはスパッタ時間を長くする必要があり、配線基板の製造時間が長くなるという問題が発生する。また、スパッタ時間を長くすると、絶縁層表面の蒸着金属層が厚くなり、エッチング時間が長く必要になることで配線導体層下部へのサイドエッチングが大きくなるため、配線導体の剥がれや導通抵抗信頼性が低下するという問題が生じていた。

本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑み完成されたものであり、配線導体間の電気的絶縁性を維持するとともに、配線導体と絶縁基板の接合信頼性に優れた配線基板並びに電気装置を提供することを目的とする。

本発明の配線基板は、少なくとも樹脂を含有してなる絶縁層と、該絶縁層の表面に形成された配線導体層と、前記絶縁層を貫通して前記絶縁層に隔てられた配線導体層を接続するビア導体層とを具備してなり、前記配線導体層が、前記絶縁層主面に順次蒸着金属層、電解めっき層を形成して構成され、前記ビア導体層が、前記絶縁層に形成された貫通孔に順次、無電解銅めっき層、蒸着金属層、電解めっき層を形成して構成されてなることを特徴とする。

また、本発明の配線基板は、無電解めっき層の厚みを、０．５〜２μｍとすることが望ましい。

また、本発明の配線基板は、蒸着金属層の厚みを、０．１μｍ以下とすることが望ましい。

また、本発明の配線基板は、配線導体層を形成する電解めっき層の厚みを、５μｍ以上とすることが望ましい。

また、本発明の配線基板は、電解めっき層の表面粗さをＲａ＝０．４μｍ以下とすることが望ましい。

また、本発明の配線基板は、絶縁層主面に形成された凹みの最大深さを３μｍ以下とすることが望ましい。

また、本発明の配線基板は、絶縁層の厚みを、５０μｍ以下とすることが望ましい。

また、本発明の配線基板は、絶縁層が少なくとも樹脂と、無機フィラーあるいは樹脂フィラーからなることが望ましい。

本発明の電気装置は、以上説明した配線基板の主面に電気素子を搭載したことを特徴とする。

本発明の配線基板の製造方法は、少なくとも樹脂を含有してなる絶縁層に貫通孔を形成する工程と、貫通孔のみに無電解めっき層を形成する工程と、絶縁層主面及び貫通孔に蒸着金属層を形成する工程と、絶縁層主面及び貫通孔に電解めっき層を形成する工程と、を具備することを特徴とする。

本発明では、ビア導体層を、絶縁層に形成された貫通孔に順次無電解めっき層、蒸着金属層、電解めっき層を形成して構成し、電解めっき層の下地金属層として無電解めっき層と蒸着金属層とを組み合わせることにより、蒸着金属層の形成が困難な貫通孔においても、配線基板の製造時間が短くでき、しかも、電解めっき層を形成するための下地金属層を十分に形成することができるため、電解めっき層を不足なく形成することが可能となり、ビア導体の導通不良をなくし、導通信頼性を向上することができる。しかも、絶縁層の主面に形成された配線導体層においては、無電解めっき層や蒸着金属層と比較して、化学的な耐久性に劣り、導通抵抗が高い無電解めっきが存在しないため、仮に、配線基板の製造工程において様々な化学処理を施したとしても、配線導体の剥離や導通不良や導通抵抗の低下を抑制することができ、信頼性に優れた配線基板となる。

また、無電解めっき層の厚みを、０．５μｍ以上とすることで、電解めっき層の下地を十分に形成することができる。

また、蒸着金属層や、電解めっき層に比べ、導通抵抗が高い無電解めっき層の厚みを、２μｍ以下とすることでビア導体の抵抗を小さくすることができる。

また、電解めっき層に比べ、形成速度が遅い蒸着金属層の厚みを０．１μｍ以下とすることで、配線導体層の形成時間をより短くすることができ、配線基板の製造時間を短縮することができ、安価な配線基板を提供することができる。

また、導通抵抗の低い電解めっき層の厚さを５μｍ以上とすることで、配線導体層の導通抵抗を小さくすることができる。

また、電解めっき層の表面粗さをＲａ＝０．４μｍ以下とすることで、表皮効果による伝送損失を抑えることができるため、電気特性に優れた配線層を形成することができる。

また、絶縁層主面に形成された凹みの最大深さを３μｍ以下とすることで、例えば、蒸着金属層や電解めっき層のエッチングが必要な工程であったとしても、エッチング時間を短縮することができるため、余分なエッチング時間を見込む必要がなくなり、配線基板の製造時間を短縮することができる。

また、蒸着金属層は、一般的には、貫通孔のような垂直な面には形成しにくいのであるが、絶縁層の厚みを５０μｍ以下とすることで、蒸着金属層を容易に形成することができる。

また、絶縁層を樹脂と無機フィラーあるいは樹脂フィラーと含有させて形成した場合には、絶縁層の粗化液による粗化処理工程において、無機フィラーあるいは有機フィラーが脱粒して、良好な粗化面を形成することができる。さらには、無機フィラーあるいは樹脂フィラーの粒径、体積％を適宜調整することで安定した粗化面を形成することができる。

そして、以上説明した配線基板の主面に、半導体素子などの電気素子を搭載することで、信頼性に優れた電気装置となる。

また、本発明の配線基板の製造方法では、少なくとも樹脂を含有してなる絶縁層に貫通孔を形成する工程と、貫通孔のみに無電解めっき層を形成する工程と、絶縁層主面及び貫通孔に蒸着金属層を形成する工程と、絶縁層主面及び貫通孔に電解めっき層を形成する工程としたことから、配線導体層に化学的耐久性の低い無電解めっき層が存在せず、配線導体層の剥がれを防止することができ、配線導体間の残渣がないことから絶縁信頼性の低下も防止することができる。また貫通導体には、蒸着金属層の形成が不充分となりやすい貫通孔壁面においても無電解銅めっき層が形成されていることから、電解めっき層を充分な厚さで形成することが可能なため導通信頼性の低下も防止することができる。

本発明の配線基板は、例えば、図１に示すように、ガラスクロスと樹脂とを含有してなるコア基板１と、コア基板１を貫通して形成されたスルーホール３と、スルーホール３内に形成されたスルーホール導体５と、コア基板１の両面に形成されたコア配線層７と、コア基板１の主面に形成された絶縁層９と、絶縁層９を貫通して形成された貫通孔１１と、貫通孔１１内に形成されたビア導体１３と、絶縁層９の主面に形成された配線導体層１５とで構成されている。

このような配線基板において、コア基板１、絶縁層９は、それぞれを挟持するように配置されたコア配線層７、配線導体層１５並びに、それぞれを貫通して設けられたスルーホール導体５、ビア導体１３と、を支持し、電気的に絶縁する機能を有している。

そして、コア配線層７、配線導体層１５、スルーホール導体５、ビア導体１３は、それぞれが任意に接続され、配線回路を形成している。

配線基板１７は、図１の例では、板状の芯体を有するコア基板１と、この表面に被着した絶縁層９とから形成されている。コア基板１の芯体は、配線基板１７のそりを防止する機能を有し、厚みが０．３〜１．５ｍｍ程度であり、ガラス繊維を縦横に織り込んだ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等の熱硬化性樹脂を含浸させてなり、また、絶縁層９は、配線導体層１５の支持体としての機能を有し、厚みが１０〜８０μｍであり、エポキシ樹脂や変性ポリフェニレンエーテル樹脂等の熱硬化性樹脂からなる。

そして、図２に要部拡大図で示すように、ビア導体１３は、絶縁層９の主面においては、スパッタ法等により形成された蒸着金属層１３ｂと、めっき法により形成された電解めっき層１３ｃとが順次形成されて構成されており、貫通孔１１内においては、めっき法により形成された無電解めっき層１３ａとスパッタ法等により形成された蒸着金属層１３ｂと、電解めっき層１３ｃとが順次形成されて構成されている。

また、配線導体層１５は、ビア導体１３とともに形成することができ、例えば、図２の例では、スパッタ法等により形成された蒸着金属層１５ａと、めっき法により形成された電解めっき層１５ｂとから構成されている。

本発明の配線基板１７によれば、蒸着金属層１３ｂの形成が困難な貫通孔１１においても、蒸着金属層１３ｂの形成前に無電解めっき層１３ａを形成することで、電解めっき層１３ｃの下地金属層を十分に形成することができ、ビア導体１３の導通不良をなくし、導通信頼性を向上することができる。しかも配線導体層１５には、化学的耐久性に劣る無電解めっき層が存在しないことから、エッチングなどにより配線導体層１５の剥離を防止でき、導通不良や導通抵抗の低下をなくすことができる。

この無電解めっき層１３ａの厚みは、０．５μｍ以上とすることで、十分な下地金属層を形成することができる。

また、無電解めっき層１３ａは成長速度が電解めっき層１３ｃに比べ、遅いため、製造時間の短縮の点から、２μｍ以下とすることが望ましく、さらに、１．５μｍ以下とすることが望ましい。

この無電解めっき層１３ａの上に形成する金属蒸着層１３ｂ、及び絶縁層９の主面に形成される金属蒸着層１５ａは、スパッタ法等により形成することができ、Ｃｕを主成分とすることが望ましい。そして、その厚みは０．１μｍ以下とすることが製造時間の短縮の点から望ましく、さらに、０．０８μｍ以下とすることが望ましい。

また、電気抵抗が小さい電解めっき層１５ｂの厚みを５μｍ以上とすることで、配線導体層１５の抵抗値を小さくすることができる。特に、８μｍ以上、さらに、１０μｍ以上とすることが望ましい。

また、電解めっき層１３ｃ、１５ｂの表面粗さをＲａ＝０．４μｍ以下、さらに、０．２μｍ以下とすることで、高周波信号を流したとしても、表面効果による信号のロスを低減することができる。

また、絶縁層９主面に一旦形成した金属層を除去する必要がある場合には、絶縁層９主面の凹みの最大深さを３μｍ以下、さらに１μｍ以下とすることで、金属層の除去に要する時間を短縮することができる。

また、絶縁層９の厚みを５０μｍ以下とすることで、蒸着金属層１３ａを容易に形成することができ、特に、３５μｍ以下とすることが望ましい。

次に、本発明の製造方法を図３（ａ）〜図６（ｋ）を用いて説明する。

まず、図３（ａ）に示すように、コア配線層７を具備するコア基板１の上面に、エポキシ樹脂や変性ポリフェニレンエーテル樹脂等の熱硬化性からなる厚みが２０〜６０μｍの絶縁層９を粘着し、硬化する。

次に、図３（ｂ）に示すように、炭酸ガスレーザまたはＹＡＧレーザにより絶縁層９に貫通孔１１を形成する。

次に、図３（ｃ）に示すように、絶縁層９の主面に、レジスト層１９をラミネート、塗布等の方法により形成する。その後、図４（ｄ）に示すように、露光と現像により開口部１９ａを形成する。

次に、図４（ｅ）に示すように、硫酸銅・ロッセル塩・ホルマリン・ＥＤＴＡナトリウム塩・安定剤等からなる６０℃の無電解めっき液に約３０分間浸漬させて、開口部１９から露出した貫通孔１１の内壁及び底部に、無電解めっき層１３ａを析出させ、３０℃の水酸化ナトリウム水溶液で残存していたレジスト層１９を除去した。

次に、図４（ｆ）に示すように、貫通孔１１内部及び絶縁層９主面に、スパッタリング、真空蒸着、イオンプレーティングのうちのいずれかの方法により、蒸着金属層１３ｂ、１５ａを形成する。

次に、図５（ｇ）に示すように、再度、絶縁層９の主面に形成された金属蒸着層１５ａの主面にレジスト層２１をラミネート、塗布等の方法により形成し、図５（ｈ）に示すように露光と現像により開口部２１ａを形成した。

次に、図５（ｉ）に示すように、硫酸・硫酸銅５水和物・塩素・光沢剤等からなる電解銅めっき液に３Ａ／ｄｍ^２の電流を印加しながら数時間浸漬することにより、電解めっき層１３ｃ、１５ｂを形成した。

次に、図６（ｊ）に示すように、５０℃の水酸化ナトリウム水溶液で残存していためっきレジスト層２１を除去した。

次に、図６（ｋ）に示すように、レジスト層２１を剥離したことにより露出する金属蒸着層１５ａを２５℃の硫酸・過酸化水素水あるいは硫酸銅等の硫酸系水溶液によりエッチングして除去する。

さらに、必要に応じて他の絶縁層９を積層し、図３（ｂ）〜図６（ｋ）の工程を繰り返して、必要な層数の配線基板１７を作製することができる。

このような本発明の製造方法１７によれば、本発明の配線基板１７を容易に作製することができる。

そして、以上説明した本発明の配線基板１７の主面に半田などを介して電気素子を搭載することで、信頼性に優れた本発明の電気装置を提供することができる。

なお、本発明の配線基板１７は上述の実施例に限定されるものではなく、本要旨を逸脱しない範囲であれば種々の変更は可能であり、例えば、上述の例では絶縁層９をコア基板１の上面に積層し、この絶縁層９の主面に配線導体層１５を形成したが、絶縁層９をコア基板１の上下両面に積層し、この両面に配線導体層１５を形成してもよい。また、両面に形成した配線導体層１５間をコア基板１の内部に形成した貫通導体５で電気的に接続してもよい。

また、コア基板１に換えて、例えば、液晶ポリマーなどからなる絶縁層を用いてもよい。

また、本発明の配線基板１７の製造方法も、上述の実施の形態の一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・改良を施すことは何ら差し支えない。

本発明の配線基板及び配線基板の製造方法を評価するために、サンプルを作製し、次の評価を行なった。

（実施例１配線基板の作製）
（１）ガラス繊維を縦横に織り込んだガラスクロスに対してビスマレイミドトリアジン樹脂を５０体積％の割合で含浸させた厚さ２００μｍのプリプレグを４枚積層し、さらにその表面に銅箔を積層し、５ＭＰａの圧力で圧着し、２００℃で２時間加熱して完全硬化させたのち、表面の銅箔をサブトラクティブ法等で加工し、配線導体を形成し、コア基板を作製した。

（２）そして、コア基板に従来周知のドクターブレード法を採用して形成したエポキシ樹脂からなるシートを積層するとともに、これらに１３０℃、１ＭＰａの圧力を加え、仮硬化した。

（３）続いて仮硬化したエポキシ樹脂からなる絶縁層を積層したコア基板をホットプレス機により１００℃、３０秒、０．３ＭＰａで両面から加熱加圧し、さらに、これを１７０℃で２時間加熱し、熱硬化した。

（４）さらに、絶縁層にＹＡＧレーザにより５０μｍ径の貫通孔を形成した。

（５）そして、絶縁層主面に形成された蒸着金属層上にめっきレジスト層となるアクリル樹脂を主たる成分としてなるフォトレジストを被着し、露光・現像により、貫通孔に無電解銅めっき層を被着するための開口部を形成した。

（７）さらに、硫酸銅・ロッセル塩・ホルマリン・ＥＤＴＡナトリウム塩・安定剤等からなる６０℃の無電解銅めっき液に浸漬し、浸漬時間を調整することで、貫通孔に表１、２に示す厚みの無電解銅めっき層を形成した。

（６）その後、めっきレジスト層を水酸化ナトリウムで除去し、絶縁層主面並びに貫通孔に形成された無電解めっき層１３ａの表面に、銅スパッタにより表１、２に示す厚みの蒸着金属層を形成した。

（８）次に、再度アクリル樹脂を主たる成分とするめっきレジスト層を被着し、露光・現像により、配線導体層並びにビア導体の電解銅めっき層を形成するための開口部を形成した。

（９）次に、硫酸・硫酸銅５水和物・塩素・光沢剤等からなる電解銅めっき液に３Ａ／ｄｍ^２の電流を印加しながら所定の時間浸漬して、それぞれの開口部に表１、２に示す厚みの電解銅めっき層を形成し、ビア導体と配線導体層とを形成した。

（１０）その後、めっきレジスト層を水酸化ナトリウムで除去し、さらに、露出した蒸着金属層を硫酸加水水溶液により、無電解銅めっき層の厚みに応じ、エッチング速度を調整して除去した。

（１１）そして、絶縁層、ビア導体、配線導体層の表面に絶縁抵抗・導通抵抗測定のための開口部を有する厚み２０μｍのアクリル変性エポキシ樹脂からなるソルダーレジスト層を形成し、配線基板とした。

（比較例１配線基板の作製）
（１）ガラス繊維を縦横に織り込んだガラスクロスに対してビスマレイミドトリアジン樹脂を５０体積％の割合で含浸した厚さ２００μｍのプリプレグを４枚積層し、さらに、その表面に銅箔を積層し、５ＭＰａの圧力で圧着し、２００℃で２時間加熱して完全硬化させたのち、表面の銅箔をサブトラクティブ法等で配線導体を加工しコア基板を作製した。

（２）そして、芯体表面に従来周知のドクターブレード法を採用して形成したエポキシ樹脂からなるシートを積層するとともにこれらを１３０℃、１ＭＰａの圧力で仮硬化した。

（３）続いて仮硬化されたエポキシ樹脂からなるシートを積層した芯体をホットプレス機により１００℃、３０秒、０．３ＭＰａで両面から加熱加圧し、さらにはこれを１７０℃で２時間加熱し熱硬化した。

（４）さらに、絶縁層９にＹＡＧレーザにより５０μｍ径の貫通孔を形成した。

（５）次に絶縁層表面に、硫酸銅・ロッセル塩・ホルマリン・ＥＤＴＡナトリウム塩・安定剤等からなる６０℃の無電解銅めっき液に浸漬し、浸漬時間を調整することで厚さが０．６μｍとなるように無電解銅めっき層を形成した。

（６）次にアクリル樹脂を主たる成分としてなるめっきレジスト層を被着し露光・現像により、電解銅めっき層を被着するための導体パターン形成のための開口部を形成した。

（７）次に、硫酸・硫酸銅５水和物・塩素・光沢剤等からなる電解銅めっき液に３Ａ／ｄｍ^２の電流を印加しながら所定の時間浸漬することにより、それぞれの開口部に電解銅めっき層を表１に示す厚みで形成した。

（８）その後、めっきレジスト層を水酸化ナトリウムで除去し、露出した無電解銅めっき層を硫酸加水水溶液を使用し、エッチング速度を調整して除去した。

（９）そして、表面に絶縁抵抗・導通抵抗測定のための開口部を有する２０μｍ厚のアクリル変性エポキシ樹脂からなるソルダーレジスト層を形成し比較例１の配線基板とした。

（比較例２配線基板の作製）
（１）ガラス繊維を縦横に織り込んだガラスクロスに対してビスマレイミドトリアジン樹脂を５０体積％の割合で含浸した厚さ２００μｍのプリプレグを４枚積層し、さらに、その表面に銅箔を積層し、５ＭＰａの圧力で圧着し、２００℃で２時間加熱して完全硬化させたのち、表面の銅箔をサブトラクティブ法等で配線導体を加工しコア基板を作製した。

（２）そして、芯体表面に従来周知のドクターブレード法を採用して形成したエポキシ樹脂からなるシートを積層するとともにこれらを１３０℃、１ＭＰａの圧力で仮硬化した。

（３）続いて仮硬化されたエポキシ樹脂からなるシートを積層した芯体をホットプレス機により１００℃、３０秒、０．３ＭＰａで両面から加熱加圧し、さらにはこれを１７０℃で２時間加熱し熱硬化した。

（４）さらに、絶縁層９にＹＡＧレーザにより５０μｍ径の貫通孔を形成した。

（５）次に絶縁層表面に、銅スパッタにより厚さ０．６μｍの蒸着金属層を形成した。

（６）次にアクリル樹脂を主たる成分としてなるめっきレジスト層を被着し、露光・現像により、電解銅めっき層を被着するための導体パターン形成のための開口部を形成した。

（７）次に、硫酸・硫酸銅５水和物・塩素・光沢剤等からなる電解銅めっき液に３Ａ／ｄｍ^２の電流を印加しながら所定の時間浸漬することにより、それぞれの開口部に電解銅めっき層を表１に示す厚みで形成した。

（８）その後、めっきレジスト層を水酸化ナトリウムで除去し、露出した蒸着金属層を硫酸加水水溶液を使用し、エッチング速度を調整して除去した。

（９）そして、表面に絶縁抵抗・導通抵抗測定のための開口部を有する２０μｍ厚のアクリル変性エポキシ樹脂からなるソルダーレジスト層を形成し比較例２の配線基板とした。

なお、接続信頼性の評価を行うためのテスト基板は、その内部にコア基板を介して位置する上下２層の配線導体と、両者を電気的に接続する貫通孔とでチェーンを形成したものとした。また接続信頼性の評価は試料を温度が−５５℃の条件で３０分、１２５℃の条件で３０分を１サイクルとする温度サイクル試験ＴＣＴと１２１℃、１００％ＲＨでの高温高圧試験ＰＣＴを行い、ＴＣＴは１０００サイクル後、ＰＣＴは１６８時間後のビアチェーンの導通抵抗絶縁抵抗を測定し、試験前後の導通抵抗変化率及び絶縁抵抗値を比較することにより評価した。

表１より、本発明の範囲外のビア導体が無電解金属層、蒸着金属層、電解金属層で形成されていない試料Ｎｏ．２、３のうち、電解めっき層の下地金属として無電解めっき層のみを形成した比較例１である試料Ｎｏ．２では、無電解めっき層の０．６μｍとしたため、無電解めっき層の厚みは十分であり、電解めっき層の形成はできたものの、耐役品性に劣る無電解めっき層を除去する工程で配線層の無電解めっき層の一部までもエッチングされたため、温度サイクル試験後オープン不良となり導通性を保てなかった。

また、電解めっき層の下地金属として蒸着金属層のみを形成した比較例２である試料Ｎｏ．３では、蒸着金属層の形成に非常に時間がかかり、また、貫通孔１１の内壁に蒸着金属層が十分に形成されず、電解めっき層の形成が不十分となり、温度サイクル試験後オープン不良となり導通性を保てなかった。

一方、電解めっき層の下地金属として、無電解めっき層、蒸着金属層を順次形成した本発明の試料Ｎｏ．１では、導通抵抗の上昇は、わずかに５％にとどまり、また、絶縁抵抗値も１０^８Ωとなり、優れた信頼性を示した。

表２より、配線導体層を形成する蒸着金属層の厚みが０．１μｍの試料Ｎｏ．４では試料Ｎｏ．１と同じ導通抵抗の増加にとどまっているが、蒸着金属層がより厚い試料Ｎｏ．５では、蒸着金属層のエッチングに時間がかかるため、電解めっき層部分に細りが生じ、導通抵抗変化率が１１％と若干高くなった。

また、ビア導体層を形成する無電解めっき層の厚みを変化させた試料Ｎｏ．６〜１０のうち、無電解めっき層の厚みが０．５μｍより小さい試料Ｎｏ．６においては、部分的に電解めっき層の形成が不十分なところがわずかにできたため、導通抵抗の変化率が１２％となり、若干高くなった。

また、無電解めっき層の厚みが２μｍより大きい試料Ｎｏ．１０では、温度サイクルによる導通抵抗の上昇が大きい無電解めっきに対して、導通抵抗の上昇の小さい電解めっきの割合が低くなることから、導通抵抗の変化率が１１％となり、若干高くなった。これらと比較してビア導体層を形成する無電解めっき層の厚みが、０．１〜２μｍである試料Ｎｏ．７、８、９では良好な導通抵抗の変化率が９％以下となり、高い信頼性を有することがわかる。

また、配線導体層を構成する電解めっき層の厚さが５μｍより小さい試料Ｎｏ．１１では、蒸着金属層に対する電解めっき層の厚みが小さくなったため、温度サイクル試験における導通抵抗の上昇が若干見られた。それに対して電解めっき層の厚さが５μｍである試料Ｎｏ．１２では導通抵抗変化率は１１％であり、実用上、問題のない値となった。

また、絶縁層主面に形成された凹みの最大深さが３μｍを越え、４μｍである試料Ｎｏ．１３においては、３μｍを越える凹み底部に形成された蒸着金属層を完全にエッチングするためにエッチング時間が長くなり、配線導体が細くなったため、温度サイクルでの導通抵抗の増加もしくは、凹み底部に蒸着金属層がわずかに残ることによる不飽和ＰＣＴ試験での絶縁抵抗の若干の低下が見られた。それに対して凹みの最大深さが３μｍ以下である試料Ｎｏ．１４においては温度サイクルによる導通抵抗の増加も、不飽和ＰＣＴ試験による絶縁抵抗の低下も認められなかった。

また、絶縁層の厚みが５０μｍである試料Ｎｏ．１５は温度サイクル後の導通抵抗の上昇が絶縁層の厚みが３５μｍのときとほぼ同じであったが、絶縁層の厚みが５５μｍである試料Ｎｏ．１６では温度サイクル後の導通抵抗の変化率が１２％となり、若干、導通抵抗が上昇した。

本発明の配線基板の実施の形態の一例を示す断面図である。 本発明の配線基板の実施の形態の一例を示す断面図の要部拡大図である。 本発明の配線基板の製造方法を説明するための要部拡大断面図である。 本発明の配線基板の製造方法を説明するための要部拡大断面図である。 本発明の配線基板の製造方法を説明するための要部拡大断面図である。 本発明の配線基板の製造方法を説明するための要部拡大断面図である。

符号の説明

１・・・・・・コア基板
５・・・・・・スルーホール導体
７・・・・・・コア配線層
１１・・・・・・貫通孔
１３・・・・・・ビア導体
１３ａ・・・・・無電解めっき層
１３ｂ・・・・・蒸着金属層
１３ｃ・・・・・電解めっき層
１５・・・・・・配線導体層
１５ａ・・・・・蒸着金属層
１５ｂ・・・・・電解めっき層
１７・・・・・・配線基板
１９・・・・・・ビア部無電解めっきレジスト層
２１・・・・・・ビア部及び配線導体部電解めっきレジスト層

Claims (10)

1. 少なくとも樹脂を含有してなる絶縁層と、該絶縁層の表面に形成された配線導体層と、前記絶縁層を貫通して前記絶縁層に隔てられた配線導体層を接続するビア導体層とを具備してなり、前記配線導体層が、前記絶縁層主面に順次蒸着金属層、電解めっき層を形成して構成され、前記ビア導体層が、前記絶縁層に形成された貫通孔に順次、無電解銅めっき層、蒸着金属層、電解めっき層を形成して構成されてなることを特徴とする配線基板。
2. 無電解めっき層の厚みが、０．５〜２μｍであることを特徴とする請求項１に記載の配線基板。
3. 蒸着金属層の厚みが、０．１μｍ以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の配線基板。
4. 配線導体層を形成する電解めっき層の厚みが、５μｍ以上であることを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれかに記載の配線基板。
5. 電解めっき層の表面粗さがＲａ＝０．４μｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれかに記載の配線基板。
6. 絶縁層主面に形成された凹みの最大深さが３μｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれかに記載の配線基板。
7. 絶縁層の厚みが、５０μｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至６のうちいずれかに記載の配線基板。
8. 絶縁層が少なくとも樹脂と、無機フィラーあるいは樹脂フィラーからなることを特徴とする請求項１乃至７のうちいずれかに記載の配線基板。
9. 請求項１乃至８のうちいずれかに記載の配線基板の主面に電気素子を搭載したことを特徴とする電気装置。
10. 少なくとも樹脂を含有してなる絶縁層に貫通孔を形成する工程と、貫通孔のみに無電解めっき層を形成する工程と、絶縁層主面及び貫通孔に蒸着金属層を形成する工程と、絶縁層主面及び貫通孔に電解めっき層を形成する工程とを具備することを特徴とする配線基板の製造方法。

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