JP2006202819A - 多層配線板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 配線層間の絶縁樹脂層の均一な厚さで形成することができる多層配線板の製造方法を提供する。
【解決手段】 配線パターンを形成した基板上に、未硬化樹脂シートを載置し、該シートを押し板の平坦面で押圧しつつ加熱することにより、上記配線パターンを覆う絶縁樹脂層を形成する工程を含むビルドアップ工法による多層配線板の製造方法において、
上記押し板の平坦面には上記形成すべき絶縁樹脂層の厚さに対応する高さの突起が多数配設されており、上記押圧により上記突起が上記樹脂シートを貫通し、該突起の先端が上記基板の表面に当接することを特徴とする多層配線板の製造方法。
【選択図】 図４

Description

本発明は、多層配線板の製造方法に関し、特に配線層間の絶縁樹脂層の形成方法を改良した多層配線板の製造方法に関する。

いわゆるプリント配線板の多層配線構造を形成する方法としてビルドアップ工法が行なわれている（特許文献１）。この工法で多層配線板を製造する一般的なプロセスを図１、図２を参照して説明する。

先ず、図１（１）に示すコア基板１０を作製する。コア基板１０は、例えば両面銅張り積層板をフォトリソグラフィー処理して樹脂基板１２の両面に配線パターン１４を形成したもので、両面の配線パターン１４間は必要箇所において樹脂基板１２を貫通するスルーホール１６により接続されている。

次に、図１（２）に示すように、コア基板１０の両面に未硬化状態の絶縁樹脂シート１８’を載置し、離型用のリリースフィルム２０を介して押し板２２を押し当てる。

次に、図１（３）に示すように、両側の押し板２２に加圧力Ｆを負荷しつつ加熱すると、樹脂１８’が流動して、配線パターン１４上を覆い且つ配線パターン１４間を充填する絶縁樹脂層１８が形成される。絶縁樹脂層１８が硬化したら、押し板２２とリリースフィルム２０とを取り外す。

次に、図２（１）に示すように、絶縁樹脂層１８の所定箇所にレーザビーム加工等によりビア孔２４を開ける。

次に、図２（２）に示すように、無電解銅めっきを行い、絶縁樹脂層１８の表面とビア孔２４の内壁面に薄いシード層（下地めっき層）２６を形成し、更にその上にドライフィルムレジスト（ＤＦＲ）を貼り付け、露光、現像を行ない、開口を持つフォトレジストパターン２８を形成する。

次に、図２（３）に示すように、シード層２６を給電層とする電解銅めっきを行い、フォトレジストパターン２８の開口内に露出したシード層２６上に厚い銅めっき層を形成した後、フォトレジストパターン２８を剥離除去し、これにより露出したシード層２６の残留部分を軽エッチングにより除去することにより、上層の配線パターン３０とビア３２とを同時に形成する。この図では特に示していないが薄い無電解銅めっきシード層２６は、その上の厚い電解銅めっき層と一体化して配線パターン３０を構成している。上層の配線パターン３０はビア３２を介して下層の配線パターン１４と接続される。

以下、必要な配線パターン層数に応じて、図１（１）の工程から図１（２）、図１（３）、図２（１）、図２（２）の各工程を経て図２（３）の工程までを繰り返すことにより、多層配線板が得られる。

近年、製品の性能向上に伴い、適用される電気信号も高速かつ高周波となってきており、そのため製品の製造に用いられる配線基板に要求される電気的特性も高度化してきている。重要な電気特性の１つは特性インピーダンスであり、安定して所定値を確保するには、配線の幅・厚さといった配線自体の寸法精度に加えて、配線層間の絶縁樹脂層の厚さを設計通りばらつきなく形成することが極めて重要である。

配線パターンの形成は一般にフォトリソグラフィーで行なわれ、所定の寸法精度で形成することに特段の困難は無い。

これに対して配線層間の絶縁層の形成は、配線パターンを形成した基板上に、未硬化樹脂シートを載置し、該シートを押し板の平坦面で押圧しつつ加熱することにより、上記配線パターンを覆う絶縁樹脂層を形成する工法により行なわれる。その際に、使用する樹脂シートの厚さを許容範囲内に管理することは比較的容易であるが、上記工法で形成した絶縁樹脂層の厚さは、下記の要因（１）〜（４）によってバラツキが発生することが避けられなかった。

〔絶縁樹脂層の厚さバラツキ発生要因〕
（１）樹脂流動の全体的な傾向として基板中央から基板周縁に向かう。

（２）樹脂シートを積層する基板上の配線パターンが製品の種類により異なる。

（３）同一種類の製品であっても基板内で配線パターンの粗密が存在している。

（４）樹脂シート積層は製品を多数個割り付けた大きな基板に対して行なうため押し板で基板全体を均一に押圧できない。

図３に、上記の各要因による絶縁樹脂層の厚さバラツキ発生の状況を模式的に示す。

まず、図３（１）は要因（１）による厚さバラツキの発生状況を示しており、押し板２２により上下から加圧力Ｆを負荷されたときに、流動の拘束の大きい基板中央部の樹脂が自由な解放端である基板外縁部へ向けて押出されることにより、絶縁樹脂層の厚さは中央部で薄く外縁部で厚くなる。この場合、必然的に押し板２２は外縁部に比べて中央部が基板寄りに窪むように撓んでいる。このような撓みの発生は、押し板２２の剛性に対して基板表面との間で樹脂内に生成する圧力が相対的に大きいことによる。

次に、図３（２）は要因（２）または要因（３）による厚さバラツキの発生状況を示しており、配線パターンの粗密が製品の種類により（要因（２））または同一製品でも基板上の部位により（要因（３））変動することによって、絶縁樹脂層の厚さが配線パターンの粗な部位で薄く、配線パターンの密な部位で厚くなる。

また、図３（３）は要因（４）による厚さバラツキの発生状況を示しており、大面積の基板全体に対して押し板２２を均等な加圧力Ｆを負荷できないことにより、絶縁樹脂層の厚さが不規則に変動する。この場合、加圧力Ｆの分布に応じて押し板２２が不規則に撓んでいる。

特開２００１−５３１８８

本発明は、配線層間の絶縁樹脂層の均一な厚さで形成することができる多層配線板の製造方法を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明によれば、配線パターンを形成した基板上に、未硬化樹脂シートを載置し、該シートを押し板の平坦面で押圧しつつ加熱することにより、上記配線パターンを覆う絶縁樹脂層を形成する工程を含むビルドアップ工法による多層配線板の製造方法において、
上記押し板の平坦面には上記形成すべき絶縁樹脂層の厚さに対応する高さの突起が多数配設されており、上記押圧により上記突起が上記樹脂シートを貫通し、該突起の先端が上記基板の表面に当接することを特徴とする多層配線板の製造方法が提供される。

従来は、前記（１）（２）の要因により下地である基板上の配線パターンあるいはその粗密により、樹脂の埋め込み性や流動性が変化したり、前記（３）の要因により加圧により押し板の変形や傾きが発生したことが、絶縁樹脂層厚さのバラツキ発生の原因となっていた。

本発明においては、押し板平坦面に配設した多数の突起が基板上の樹脂シートを貫通して基板表面に当接することにより、上記（１）（２）（３）の要因の影響が排除され、突起が押し板平坦面と基板表面との間の間隔を規定するゲージとして作用し、これら両面間に樹脂が充填されて成る絶縁樹脂層の厚さを均一にする。

〔実施形態１〕
図４および図２を参照して、本発明の多層配線板の製造方法の一形態を説明する。

先ず、従来（図１（１））と同様に、図４（１）に示すコア基板１０を作製する。コア基板１０は、例えば両面銅張り積層板をフォトリソグラフィー処理して樹脂基板１２の両面に配線パターン１４を形成したもので、両面の配線パターン１４間は必要箇所において樹脂基板１２を貫通するスルーホール１６により接続されている。

次に、図４（２）に示すように、コア基板１０の両面に未硬化状態の絶縁樹脂シート１８’を載置し、その上から押し板３４を押し当てる。この押し板３４は、平板部３６の押し当て面Ｐの所定箇所に突起３８を備えている。

次に、図４（３）に示すように、両側の押し板３４に加圧力Ｆを負荷しつつ加熱する。このとき、押し板３４の突起３８が基板１０の表面に当接して、押し板３４の押し当て面Ｐと基板１０の表面との間隔を突起３８の高さｈに保持する。この突起高さｈを絶縁樹脂層１８の厚さに等しく設定しておけば、突起３８がゲージとして作用して、絶縁樹脂層１８は至る所同一の厚さｈに制御されて形成される。

このようにして、配線パターン１４上を覆い且つ配線パターン１４間を充填する絶縁樹脂層１８が均一の厚さで形成される。絶縁樹脂層１８が硬化したら、押し板３４を取り外す。

以下、従来と同様に、図２を参照して説明した工程を経て多層配線板が得られる。

このように、本発明においては、従来用いていたリリースフィルム２０を介さずに、押し板３４を未硬化樹脂シート１８’に押し当てる。これは、押し板３４の押し当て面Ｐに突起３８があり平坦ではないため、リリースフィルム２０を用いることができないからである。

そこで、リリースフィルム２０に代わって離型性を確保するために、下記のいずれかの手段を取る。

（Ａ）従来の押し板と同様にステンレス等で作製した押し板３４の押し当て面Ｐと突起の表面に、シリコーン、テトラフルオロエチレン等の離型剤を被覆する。従来はＰＥＴ等から成るリリースフィルムの表面にこれらの離型剤が被覆されていた。

（Ｂ）押し板の平板部および突起部を離型性材料で作製する。離型性材料としては、離型剤として用いられているのと同じ材質、例えばテトラフルオロエチレン等が適している。

本発明の押し板３４は、平面部３６と突起部３８とを一体で作製しても良いし、それぞれ別体として作製した後に、溶接、接着等により接合して一体化しても良い。あるいは、平面部３６の押し当て面Ｐに、開口部を持つフォトレジスト層を形成し、この開口内にめっきにより突起３８を形成しても良い。

絶縁樹脂層１８の厚さ均一性を確保するゲージとしての突起３４の先端は、基板１０の配線パターン１４の表面または絶縁樹脂基板１２の表面に当接させる。

図４（３）には、配線パターン１４の表面に当接させる場合を示した。必要に応じて配線パターン１４と同じ導体層からダミー配線パターンを形成しておき、これをパッドとして突起３８の先端を当接させることもできる。絶縁樹脂層の厚さのうちで特に配線上の厚さが電気特性に影響が大きい。ダミー配線パターンをパッドとすることで、この配線上絶縁樹脂層厚さを確実に高精度に制御できる。ただし、図４（３）中では特に区別していないが、突起３８が当接している配線パターン１４のうち、一部は実際の配線パターンをパッド兼用とし、他はダミー配線パターンとしてパッド専用に形成したものであってよい。

当接パッドとしてダミー配線パターンを用いる場合のもう１つの利点は、下地の絶縁樹脂に比べて硬いので、突起が確実に停止することである。下地の絶縁樹脂層に突起３８を当接させると、加圧力Ｆが大きい場合には突起３８が樹脂内にめり込んでしまう可能性がある。

一方、突起３８は押し板３４を除去した後に絶縁樹脂層１８内に貫通孔が残留する。そのため、次に上層の配線層を形成するめっきを行なったときに、貫通孔内に露出している下層の配線１４上にもめっき層が形成され、これが余分な導体部となるので、電気特性に対して悪影響を及ぼさないように十分注意する必要がある。

この点、下地の絶縁樹脂層に当接させれば、上記のように余分な導体部が形成することがないという利点がある。したがって加圧力Ｆが大きくなく、絶縁樹脂層に突起がめり込む心配のないときには、配線パターンではなく絶縁樹脂層に当接させる方が望ましい。

〔実施形態２〕
図５を参照して、製品を多数個割り付けた大きな基板（ワークパネル）に本発明を適用する場合の一実施形態を説明する。

大判の基板（ワークパネル）Ｗに多数個の多層配線板Ｓを割り付けて全体を一括作製した後に、多層配線板Ｓ間の切断帯域Ｃで個片に切り分ける。この場合、切断帯域Ｃ内および基板Ｗの不要な周縁帯域Ｌに、突起当接用のパッドＤを形成しておく。これにより、多層配線板Ｓの領域内においては突起当接用パッドをゼロまたは個数削減できるので、前述したような余分の導体層の形成をゼロまたは削減することができる。

〔実施形態３〕
図６に、本発明の押し板３４に設ける突起３８の望ましい先端形状の種々の形態を模式的に示した。

突起３８は押し板３４に加圧したときに、確実に半硬化絶縁樹脂１８’内を貫通して、基板１０の表面に当接しなくてはならない。突起３８の先端と基板１０の表面との間に樹脂１８’の残留があると、突起３８による正確なゲージ作用が達成できない。そのため、突起３８の先端は、その周囲を樹脂１８’が流れ易い流線型であることが望ましい。

図６に示したのその具体例であり、突起３８の先端形状は、（１）半球状、（２）蒲鉾状、（３）円錐状、（４）角錐状、（５）両流れ屋根状、（６）片流れ屋根状等が望ましい。

本発明によれば、配線層間の絶縁樹脂層の均一な厚さで形成することができる多層配線板の製造方法が提供される。

従来方法により多層配線板を製造する工程の前半を示す断面図である。 従来方法により多層配線板を製造する工程の後半を示す断面図である。 従来方法による絶縁樹脂層の厚さバラツキの発生形態を示す断面図である。 本発明により多層配線板を製造する工程の特徴部分を示す断面図である。 本発明により多層配線板を大判基板に一括作製する一実施形態を示す平面図である。 本発明による押し板に設ける突起の先端形状の種々の実施形態を示す斜視図である。

符号の説明

１０ コア基板
１２ 樹脂基板
１４ 配線パターン
１６ スルーホール
１８’ 未硬化状態の絶縁樹脂シート
１８ 絶縁樹脂層
２０ 離型用のリリースフィルム（従来技術）
２２ 押し板（従来技術）
２４ ビア孔
２６ 薄いシード層（下地めっき層）
２８ フォトレジストパターン
３０ 上層の配線パターン
３２ ビア
３４ 押し板
３６ 平板部
３８ 突起部

Claims (6)

1. 配線パターンを形成した基板上に、未硬化樹脂シートを載置し、該シートを押し板の平坦面で押圧しつつ加熱することにより、上記配線パターンを覆う絶縁樹脂層を形成する工程を含むビルドアップ工法による多層配線板の製造方法において、
   上記押し板の平坦面には上記形成すべき絶縁樹脂層の厚さに対応する高さの突起が多数配設されており、上記押圧により上記突起が上記樹脂シートを貫通し、該突起の先端が上記基板の表面に当接することを特徴とする多層配線板の製造方法。
2. 請求項１において、上記押し板の少なくとも平坦面および上記突起の少なくとも表面は、上記絶縁樹脂層に対して離型性を持つ材質から成ることを特徴とする多層配線板の製造方法。
3. 請求項１または２において、上記基板の表面に上記配線パターンの形成材料で該配線パターンと同じ厚さのパッドを形成しておき、上記押し板の突起を該パッドに当接させることを特徴とする多層配線板の製造方法。
4. 請求項３において、ワークパネル上に多数個の多層配線板を形成した後に個々の多層配線板の間でワークパネルを切断することにより多層配線板を製造する際に、ワークパネル上の個々の多層配線板形成予定区画の間の切断予定帯域に上記パッドを形成することを特徴とする多層配線板の製造方法。
5. 請求項１または２において、上記押し板の突起を上記基板の表面の下層絶縁樹脂層の表面に当接させることを特徴とする多層配線板の製造方法。
6. 請求項１から５までのいずれか１項において、上記突起の先端は、半球状、蒲鉾状、円錐状、角錐状、両流れまたは片流れの屋根状のいずれかであることを特徴とする多層配線板の製造方法。

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