JP2006093303A - プリント配線板およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】フィルドビアとそれに接合する導体層と接続抵抗の低減と安定化を図り、高い電気的信頼性を得ると共に、回路形成後の絶縁層上の導体層の剥離について充分な強度を得ること。
【解決手段】導体層１３を電解めっきのための導電シード層１５を介して形成された電解めっき層により構成し、導電シード層１５に接触する側の絶縁層１１の表面１１Ａを、フィルドビア１４の絶縁層表面１１Ａに対する露呈面１４Ａを含めて粗化加工面１６とする。
【選択図】 図１

Description

この発明は、プリント配線板およびその製造方法に関し、特に、層間接続を行うフィルドビアを形成されたプリント配線板および製造方法に関するものである。

両面プリント配線板や多層プリント配線板として用いられるプリント配線板として、絶縁層の両面に導体層を有し、前記絶縁層を貫通して層間接続を行うフィルドビアを形成されたプリント配線板がある。

フィルドビアによるプリント配線板として、一方の面の導体層をなす金属層(ベース導体箔）上にエッチング等によって金属製のバンプ（導電性突起部）を形成し、金属層のバンプ形成面に、絶縁層となるをバンプ頂部が突出するように接着し、絶縁層（接着シート）上に、他方の面の導体層をなす別の金属層を貼り合わせることで前記バンプがフィルドビアをなすプリント配線板がある（例えば、特許文献１、２）。

しかし、この種のプリント配線板では、絶縁層上の導体層（他方の面の導体層）と金属製バンプによるフィルドビアとの導通接続が単なる接触だけであるため、接続抵抗のばらつきが大きく、層間接続の信頼性に欠けることがある。また、導体パターン形成後、つまり、回路形成後の絶縁層上の導体層の剥離について充分な強度を得ることが難しい。
特開２００１−１１１１８９号公報 特開２００２−３５９４７１号公報

この発明が解決しようとする課題は、フィルドビアとそれに接合する導体層と接続抵抗の低減と安定化を図り、高い電気的信頼性を得ると共に、回路形成後の絶縁層上の導体層の剥離について充分な強度を得ることである。

この発明によるプリント配線板は、絶縁層の両面に導体層を有し、前記絶縁層を貫通して層間接続を行うフィルドビアを形成されたプリント配線板において、前記導体層のうちの少なくとも片面の導体層は、電解めっきのための導電シード層を介して形成された電解めっき層により構成され、前記導電シード層に接触する側の前記絶縁層の表面が前記フィルドビアの絶縁層表面に対する露呈面を含めて粗化加工面になっている。

この発明によるプリント配線板の製造方法は、絶縁層の両面に導体層を有し、前記絶縁層を貫通して層間接続を行うフィルドビアを形成されたプリント配線板の製造方法において、片面にフィルドビアになる導電性突起部を有し一方の面の導体層をなすベース導体箔の片面に絶縁層を形成する絶縁層形成工程と、前記絶縁層の表面および当該表面に露呈している前記導電性突起部の露呈面を転写法によって粗化する粗化工程と、粗化された前記絶縁層の表面および当該表面に露呈している前記導電性突起部の露呈面に電解めっきのための導電シード層を形成する導電シード層形成工程と、前記導電シード層を電極として電解めっきを行い、前記導電シード層上に他方の面の導体層をなす電解めっき層を形成する電解めっき工程とを有する。

この発明によるプリント配線板の製造方法は、好ましくは、前記粗化工程は、前記一方の面が粗化面である銅箔を前記絶縁層の表面および当該表面に露呈している前記導電性突起部の露呈面に押し付け、前記絶縁層の表面および当該表面に露呈している前記導電性突起部の露呈面に前記銅箔の粗化形状を転写する銅箔プレス工程と、銅箔プレス工程後に前記銅箔をエッチングによって除去する銅箔除去工程とを有する。

この発明によるプリント配線板の製造方法は、好ましくは、前記粗化工程は、前記一方の面が粗化面である押型を前記絶縁層の表面および当該表面に露呈している前記導電性突起部の露呈面に押し付け、前記絶縁層の表面および当該表面に露呈している前記導電性突起部の露呈面に前記押型の粗化形状を転写するエンボス工程を有する。

また、この発明によるプリント配線板の製造方法では、前記他方の面の導体層の導体パターン形成は、アディティブ法とサブトラクティブ法の何れでも行うことができる。

この発明によるプリント配線板は、導体層のうちの少なくとも片面の導体層が、電解めっきのための導電シード層を介して形成された電解めっき層により構成されているから、この導体層とフィルドビアとの接続抵抗の低減と安定化が図られ、高い電気的信頼性を得ることができる。しかも、導電シード層に接触する側の絶縁層の表面がフィルドビアの絶縁層表面に対する露呈面を含めて粗化加工面になっているから、さらに高い電気的信頼性を得ることができると共に、投錨効果によって導電シード層の剥離強度、ついてはその上の電解めっき層による導体層の剥離強度が向上する。

この発明によるプリント配線板の一つの実施形態を、図１を参照して説明する。

この実施形態のプリント配線板は、ポリイミド等の樹脂製の絶縁層１１の両面に銅等による導体層１２、１３を有し、絶縁層１１を貫通して層間接続を行うフィルドビア１４を形成されている。

フィルドビア１４は、導体層１２の片面にエッチングによって形成された導電性突起部により構成されている。

導体層１３は、絶縁層１１上に、電解めっきのための導電シード層１５を介して形成された電解めっき層により構成されている。導電シード層１５に接触する側の絶縁層１１の表面１１Ａがフィルドビア１４の絶縁層表面１１Ａに対する露呈面１４Ａを含めて粗化加工面１６になっている。

導電シード層１５の絶縁層表面１１Ａおよびフィルドビア１４の露呈面１４Ａに対する接合面１５Ａは粗化加工面１６がなす粗化面形状の補形をなし、導体層１３に対する接合面１５Ｂはフラット面になっている。

絶縁層１１上の導体層１３は、電解めっきのための導電シード層１５を介して形成された電解めっき層により構成されているから、導体層１５とフィルドビア１４との接続抵抗の低減と安定化が図られ、高い電気的信頼性を得ることができる。しかも、導電シード層１５に接触する側の絶縁層１１の表面１１Ａがフィルドビア１４の絶縁層表面１１Ａに対する露呈面１４Ａを含めて粗化加工面１６になっているから、さらに高い電気的信頼性を得ることができると共に、投錨効果によって導電シード層１５の剥離強度、ついてはその上の電解めっき層による導体層１３の剥離強度が向上する。

つぎに、この発明によるプリント配線板の製造方法の一つの実施形態を、図２、図３を参照して説明する。

先ず、図２（ａ）に示されているように、一方の面の導体層をなすベース銅箔２１の片面（上面２１Ａ）に、フィルドビアになる導電性突起部２２をエッチングあるいは導電性ペーストの印刷によって形成した基材２０を作成する。

次に、絶縁層形成工程として、図２（ｂ）に示されているように、ベース銅箔２１の上面２１Ａにポリイミド等のワニス状の樹脂を塗布するなどして、ベース銅箔２１の上面２１Ａに絶縁層２３を形成する。絶縁層形成工程では、絶縁層２３を形成した後、導電性突起部２２の先端面２２Ａが絶縁層２３の表面２３Ａより少し突き出た態様で絶縁層表面２３Ａに確実に露呈するよう、絶縁層２３の表面２３Ａを研磨する。なお、これより以降、導電性突起部２２の先端面２２Ａを露呈面２２Ａと云う。

次に、粗化工程の第１工程である銅箔プレス工程として、図２（ｄ）に示されているように、一方の面（下面）が粗化面２４である銅箔２５を絶縁層２３の表面２３Ａおよび当該表面２３Ａに露呈している導電性突起部２２の露呈面２２Ａに高温、高圧でプレスする。

これにより、図２（ｄ）に示されているように、銅箔２５の粗化面２４の粗化形状が、絶縁層２３の表面２３Ａおよび絶縁層表面２３Ａに露呈している導電性突起部２２の露呈面２２Ａに転写される。

次に、粗化工程の第２工程である銅箔除去工程として、図２（ｅ）に示されているように、全面エッチングによって銅箔２５を除去する。これにより、絶縁層２３の表面２３Ａと導電性突起部２２の露呈面２２Ａの全体が粗化加工面２６になる。粗化加工面２６の平均面粗度は、０．５μｍ〜６．０μｍ程度でよく、好ましくは２．０μｍ〜４．５μｍ程度であればよい。

この銅箔除去工程に先立って、ベース銅箔２１の下面２１Ｂにパターンニングされたエッチングレジスト層（図示省略）を形成し、銅箔２５の全面エッチング工程と同工程で、ベース銅箔２１をエッチングすることにより、導体パターン２７を形成する。

つぎに、図３（ｆ）に示されているように、絶縁層２３の導体パターン２７の側の面（下面）の全体にレジスト塗布によってレジスト層２８を形成する。この後に、導電シード層形成工程として、図３（ｇ）に示されているように粗化加工面２６、つまり、粗化された絶縁層２２の表面２２Ａおよび絶縁層表面２２Ａに露呈している導電性突起部２２の露呈面２２Ａの全面にめっき触媒（図示省略）を付加し、無電解めっきによって電解めっきのための導電シード層２９（金属皮膜）を形成する。

導電シード層２９の絶縁層表面２３Ａおよび導電性突起部２２の露呈面２２Ａに対する接合面（下面）２９Ａは粗化加工面１６がなす粗化面形状の補形をなし、それとは反対の上面２９Ｂはフラット面になっている。

導電シード層２９の絶縁層２３側の接合面２９Ａが、絶縁層２３側の粗化加工面１６がなす粗化面形状の補形をなして絶縁層表面２３Ａおよび導電性突起部２２の露呈面２２Ａに接合しているから、投錨効果によって導電シード層２９の絶縁層表面２３Ａおよび導電性突起部２２の露呈面２２Ａに対する剥離強度が高くなる。

次に、図３（ｈ）に示されているように、導電シード層２９上にパターンニングされためっきレジスト層３０を形成し、図３（ｉ）に示されているように、電解めっき工程として、導電シード層２９を電極として電解銅めっきを行い、導電シード層２９上に他方の面の導体層をなす電解銅めっき層３１を形成する。

その後、図３（ｈ）に示されているように、レジスト層２８およびめっきレジスト層３０を除去し、ついで、図３（ｉ）に示されているように、電解銅めっき層３１が形成されていない部分の導電シード層２９をエッチングによって除去する。

これにより、アディティブ法によって導体パターン３２が形成され、導電性突起部２２が導体パターン２７と３２とを導通接続するフィルドビアとなり、両面プリント配線板が完成する。

この両面プリント配線板では、導体パターン３２が導電シード層２９を介して形成された電解銅めっき層３１により構成されているから、この導体パターン３２と導電性突起部２２によるフィルドビアとの接続抵抗の低減と安定化が図られ、高い電気的信頼性が得られる。

しかも、導電シード層２９に接触（接合）する側の絶縁層２３の表面２３Ａが、その表面２３Ａに露呈する導電性突起部２２の露呈面２２Ａを含めて粗化加工面２６になっているから、つまり、導電シード層２９が粗化加工面２６をもって絶縁層表面２３Ａおよび導電性突起部２２の露呈面２２Ａに接合してるから、接合表面積の増加により、さらなる接続抵抗の低減が図られ、さらに高い電気的信頼性を得ることができると共に、投錨効果によって導電シード層２９の剥離強度、ついては、その上の電解銅めっき層３１による導体パターン３２の剥離強度が向上し、このことによっても電気的信頼性が向上する。

絶縁層２３の表面２３Ａおよび絶縁層表面２３Ａに露呈する導電性突起部２２の露呈面２２Ａの粗化加工は、上述の実施形態の銅箔２５によるものに限られることはなく、図４（ａ）〜（ｃ）に示されているように、一方の面が粗化面４１である押型４０をホットプレス機に装着し、押型４０を絶縁層２３の表面２３Ａおよび絶縁層表面２３Ａに露呈している導電性突起部２２の露呈面２２Ａに所定圧力をもって押し付け、その後に、押型４０を絶縁層表面２３Ａおよぞ導電性突起部２２の露呈面２２Ａより引き離しことにより、押型４０の粗化面４１の粗化形状を転写するエンボス工程によって、絶縁層２３の表面２３Ａおよび導電性突起部２２の露呈面２２Ａを粗化加工面２６にすることもできる。

また、導体パターン形成は、アディティブ法に限られることはなく、サブトラクティブ法により行うこともできる。サブトラクティブ法によって導体パターン形成を行う場合は、図５（ａ）に示されているように、導電シード層２９の全面に電解銅めっき層５１を形成し、その後、図５（ｂ）に示されているように、電解銅めっき層５１をエッチングによってパターンニングし、そして、図５（ｃ）に示されているように、電解銅めっき層５１が残っていない部分の導電シード層２９をエッチングによって除去し、導体パターン５２を完成させる。

この場合も、導電シード層２９に接触（接合）する側の絶縁層２３の表面２３Ａが、その表面２３Ａに露呈する導電性突起部２２の露呈面２２Ａを含めて粗化加工面２６になっているから、つまり、導電シード層２９が粗化加工面２６をもって絶縁層表面２３Ａおよび導電性突起部２２の露呈面２２Ａに接合してるから、接合表面積の増加により、さらなる接続抵抗の低減が図られ、高い電気的信頼性を得ることができると共に、投錨効果によって導電シード層２９の剥離強度、ついては、その上の電解銅めっき層５１による導体パターン５２の剥離強度が向上し、このことによっても電気的信頼性が向上する。

この発明によるプリント配線板の一つの実施形態を模式的に示す拡大断面図である。 （ａ）〜（ｅ）はこの発明によるプリント配線板の製造方法の一つの実施形態の工程（前半）を模式的に示す工程図である。 （ｆ）〜（ｋ）はこの発明によるプリント配線板の製造方法の一つの実施形態の工程（後半）を模式的に示す工程図である。 （ａ）〜（ｃ）はこの発明によるプリント配線板の製造方法の他の実施形態の粗化工程を模式的に示す工程図である。 （ａ）〜（ｃ）はこの発明によるプリント配線板の製造方法の他の実施形態の導体パターン形成工程を模式的に示す工程図である

符号の説明

１１ 絶縁層
１２、１３ 導体層
１４ フィルドビア
１５ 導電シード層
１６ 粗化加工面
２１ ベース銅箔
２２ 導電性突起部
２３ 絶縁層
２４ 粗化面
２５ 銅箔
２６ 粗化加工面
２７ 導体パターン
２８ レジスト層
２９ 導電シード層
３０ めっきレジスト層
３１ 電解銅めっき層
３２ 導体パターン
４０ 押型
４１ 粗化面
５１ 電解銅めっき層
５２ 導体パターン

Claims (6)

1. 絶縁層の両面に導体層を有し、前記絶縁層を貫通して層間接続を行うフィルドビアを形成されたプリント配線板において、
   前記導体層のうちの少なくとも片面の導体層は、電解めっきのための導電シード層を介して形成された電解めっき層により構成され、前記導電シード層に接触する側の前記絶縁層の表面が前記フィルドビアの絶縁層表面に対する露呈面を含めて粗化加工面になっているプリント配線板。
2. 絶縁層の両面に導体層を有し、前記絶縁層を貫通して層間接続を行うフィルドビアを形成されたプリント配線板の製造方法において、
   片面にフィルドビアになる導電性突起部を有し一方の面の導体層をなすベース導体箔の片面に絶縁層を形成する絶縁層形成工程と、
   前記絶縁層の表面および当該表面に露呈している前記導電性突起部の露呈面を転写法によって粗化する粗化工程と、
   粗化された前記絶縁層の表面および当該表面に露呈している前記導電性突起部の露呈面に電解めっきのための導電シード層を形成する導電シード層形成工程と、
   前記導電シード層を電極として電解めっきを行い、前記導電シード層上に他方の面の導体層をなす電解めっき層を形成する電解めっき工程と、
   を有するプリント配線板の製造方法。
3. 前記粗化工程は、前記一方の面が粗化面である銅箔を前記絶縁層の表面および当該表面に露呈している前記導電性突起部の露呈面に押し付け、前記絶縁層の表面および当該表面に露呈している前記導電性突起部の露呈面に前記銅箔の粗化形状を転写する銅箔プレス工程と、銅箔プレス工程後に前記銅箔をエッチングによって除去する銅箔除去工程とを有する請求項２記載のプリント配線板の製造方法。
4. 前記粗化工程は、前記一方の面が粗化面である押型を前記絶縁層の表面および当該表面に露呈している前記導電性突起部の露呈面に押し付け、前記絶縁層の表面および当該表面に露呈している前記導電性突起部の露呈面に前記押型の粗化形状を転写するエンボス工程を有する請求項２記載のプリント配線板の製造方法。
5. 前記他方の面の導体層の導体パターン形成をアディティブ法により行う請求項２〜４の何れか１項記載のプリント配線板の製造方法。
6. 前記他方の面の導体層の導体パターン形成をサブトラクティブ法により行う請求項２〜４の何れか１項記載のプリント配線板の製造方法。
   

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