JP2006229115A

JP2006229115A - 配線基板製造用金属部材と、それを用いた配線基板の製造方法

Info

Publication number: JP2006229115A
Application number: JP2005043784A
Authority: JP
Inventors: Yukio Hashimoto; 幸夫橋本; Inataro Kurosawa; 稲太郎黒澤; Hideki Kotake; 秀樹小竹
Original assignee: North Corp; Socketstrate Inc
Current assignee: North Corp; Invensas Corp
Priority date: 2005-02-21
Filing date: 2005-02-21
Publication date: 2006-08-31
Also published as: US20080128288A1

Abstract

【課題】配線膜を転写により、この配線膜自身の表面が、絶縁材の表面と面一になるように埋込状に形成した配線基板の製造を、絶縁材の表面をその上に形成される各種膜、層との密着性、接続性が高まるようにできる配線基板製造用金属部材と、それを用いた配線基板の製造方法を提供する。
【解決手段】配線基板製造用金属部材１０は、少なくとも一方の主表面に凹凸のある金属からなるキャリア膜２のその凹凸のある主表面４に、そのキャリア膜（銅膜）２とは材質が異なり、且つそれよりも薄いエッチング阻止用金属膜（ニッケル膜）６が形成され、この膜６のキャリア膜２とは反対側の主表面に、この金属膜６とは材質の異なる配線膜形成用金属膜８が形成されてなる。
【選択図】図１

Description

本発明は配線基板製造用金属部材と、それを用いた配線基板の製造方法に関する。

配線基板は一般に、例えば基板を成す絶縁材の表面に配線膜を形成した構造を有し、配線膜は絶縁材の表面からその膜厚分突出している。従って、配線膜の形成密度の隣接配線膜間にショート事故が発生する等の問題がある。
そこで、基板を成す絶縁材の表面に、配線膜を、この配線膜自身の表面が、絶縁材の表面と面一（ツライチ：表面が同一平面上に位置すること）になるように埋込状に形成する技術が開発され、そのような技術が、例えば特開平０６−０２１６１９号公報により紹介されている。

上記技術は、多くの開発により進化を遂げており、その一つの例の製造方法を図４（Ａ）〜（Ｇ）によって工程順に示す。この方法は、転写技術を駆使して絶縁材と配線膜の表面同士を面一にする配線基板の典型例である。
（Ａ）先ず、図４（Ａ）に示すように、キャリアを成す銅膜ａの表面にエッチング阻止用のニッケル膜ｂを積層し、更に該ニッケル膜ｂの表面に配線膜形成用の銅膜ｃを形成した三層金属板を用意する。
（Ｂ）次に、図４（Ｂ）に示すように、上記配線膜形成用の銅膜ｃを選択的にエッチングすることにより配線膜ｄ、ｄ、・・・を形成する。このエッチングの際に、上記ニッケル膜ｂがキャリア層を成す銅膜ａがエッチングされることを阻止する。この工程によりできた部材をｅとする。

（Ｃ）次に、図４（Ｂ）に示す部材ｅを２個ｅ、ｅ用意し、図４（Ｃ）に示すように、２個の部材ｅ、ｅを、その配線膜ｄ、ｄ、・・・の形成面同士が対向する向きにし、その間にガラス繊維状のエポキシ樹脂ｆを介して積層する。
（Ｄ）次に、図４（Ｄ）に示すように、上記キャリア層を成す銅膜ａ及びエッチング阻止用のニッケル膜ｂを不要になったので除去する。すると、配線膜ｄ、ｄ、・・・が絶縁材ｆと表面において面一になるように両面に形成された配線基板ができる。
（Ｅ）次に、図４（Ｅ）に示すように、層間接続用スルーホールを形成すべく、貫通孔ｇを形成する。

（Ｆ）次に、配線基板表面に全面的に無電解メッキにより薄い銅膜ｈを形成し、その後、スルーホール形成用のマスクとなるフォトレジスト膜ｉを選択的に形成する。
しかる後、そのフォトレジスト膜ｉをマスクとして電解メッキによりスルーホールとなる銅膜ｊを形成する。図４（Ｆ）はその銅膜ｊ形成後の状態を示す。
（Ｇ）次に、上記フォトレジスト膜ｉを除去し、更に、無電解メッキにより全面的に形成した上記薄い銅膜ｈを上記銅膜ｊをマスクとして除去する。これにより、スルーホールを成す銅膜ｊを層間接続手段として有する配線基板が出来上がる。図４（Ｇ）はその配線基板を示す。尚、その後、半田等により配線膜ｄ、銅膜ｊ等と各種電子部品の電極とが接続されるので、図示はしないが、配線基板にはソルダーレジストが選択的に形成されることになる。
特開平０６−０２１６１９号公報

ところで、上記図４に示す背景技術によれば、次のような問題があった。
先ず第１に、層間接続手段たるスルーホールとなる銅膜ｊを電解メッキにより形成するためにその前提として不可欠な無電解メッキによる銅膜ｈの下地との接続性、密着性が悪く、剥がれが生じ、そのため、銅膜ｊを確実に形成することが難しいという問題があった。
第２に、銅膜ｊを電解メッキにより選択的に形成する前提として必要なレジスト膜ｉについても下地との接続性、密着性が悪く、剥がれが生じ、それによっても、銅膜ｊを確実に形成することが難しいという問題が生じた。
第３に、図４（Ｇ）に示す工程に終了後、図示はしないが配線基板の表面にソルダーレジスト膜を選択的に形成することが必要であるが、そのソルダーレジスト膜も下地との接続性、密着性が悪く、剥がれが生じるという問題があった。

これ等の問題は、配線基板のベースを成すガラス繊維状のエポキシ樹脂ｆの表面が平滑であることに起因する。
そのため、ベースを成すエポキシ樹脂ｆ等の表面を、化学薬品を使ってエッチングすることにより荒れた面、即ち粗面にするという手法を採る技術が開発されている。
しかし、わざわざ化学薬品を使ってエッチングする手法は、工程数の増加を招くのみならず、化学薬品の価格も高く、配線基板の製造コストが高くなるという問題があり、製造コストの増加を招くことなく問題を解決することにはならない。

本発明は、このような問題を解決すべく為されたものであり、絶縁材の表面に、配線膜を転写により、この配線膜自身の表面が、絶縁材の表面と面一になるように埋込状に形成した配線基板の製造を、絶縁材の表面をその上に形成される各種膜、層との密着性、接続性が高まるようにできる配線基板製造用金属部材を提供し、更に、この金属部材を用いて基板を成す上記絶縁材とその上に形成される各種膜、層との密着性、接続性が悪くなるという問題が生じない配線基板の製造方法を提供することを目的とする。

請求項１の配線基板製造用金属部材は、少なくとも一方の主表面に凹凸のある金属からなるキャリア膜のその凹凸のある主表面に、そのキャリア膜とは材質が異なり、且つそれよりも薄いエッチング阻止用金属膜が形成され、上記エッチング阻止用金属膜のキャリア膜とは反対側の主表面に、このエッチング阻止用金属膜とは材質の異なる配線膜形成用金属膜が形成されたことを特徴とする。

請求項２の配線基板の製造方法は、少なくとも一方の主表面に凹凸のある金属からなるキャリア膜のその凹凸のある主表面に、そのキャリア膜とは材質が異なり、且つそれよりも薄いエッチング阻止用金属膜が形成され、このエッチング阻止用金属膜のキャリア膜とは反対側の主表面に、このエッチング阻止用金属膜とは材質の異なる配線膜形成用金属膜が形成された配線基板製造用金属部材を用意し、該配線膜形成用金属部材の上記配線膜形成用金属膜の選択的エッチングにより配線膜を形成し、上記配線膜形成用金属部材の上記配線膜が形成された側を、絶縁材の表面に、上記配線膜がその絶縁材内に埋め込まれるように密着させ、上記キャリア膜及び上記エッチング阻止用金属膜を除去することにより上記絶縁材の表面にそれと表面が面一の配線膜が形成された配線基板を得ることを特徴とする。

本発明によれば、配線基板製造用部材としてキャリア膜として少なくとも一方の主表面に凹凸のある金属からなるものを用い、その凹凸のある面にエッチング阻止用の金属膜及び配線膜形成用金属膜を形成するので、この配線膜形成用金属膜を選択的にエッチングすることにより配線膜を形成すると、凹凸のある面を下地として形成されて凹凸のあるエッチング阻止用の金属膜が露出することとなる。
この配線基板製造用部材を、その上記配線膜を転写する前提として絶縁材の表面に重ねるときに、その表面にエッチング阻止用の金属膜による凹凸が転写され、その絶縁材の表面が凹凸のある粗面となる。
従って、絶縁材の表面が平滑であることによって生じていた上記の各種問題点がなくなり、わざわざ高価な化学薬品を使い、工程数の増加を招くことにより製造コストが増加するという問題を伴うことなく、基板を成す上記絶縁材とその上に形成される各種膜、層との密着性、接続性が悪くなるという従来の問題を解決することができる。

本発明において、配線基板製造用部材は、数〜数百μｍ程度のキャリア層となる金属膜として、少なくとも一方の表面に０．１μｍ〜１０μｍ程度の凹凸があり、数μｍ〜数百μｍ程度の厚さのある銅膜を用い、この銅膜の凹凸のある表面にエッチング条件の異なるエッチング阻止用の金属膜、例えば厚さ１．０μｍ以下の薄いニッケル膜を形成し、更に、このニッケル膜の表面に配線膜となる例えば数μｍ〜数十μｍ程度の厚さの例えば銅膜を形成したものを用いることが好ましい。
また、配線基板のベースを成す絶縁材としてガラス繊維を含んだエポキシ樹脂が好適である。

そして、絶縁材と、上記配線膜となる銅膜の選択的エッチングにより配線膜を形成した状態の配線基板製造用部材との積層は、加熱及び加圧により行うのが好適である。
また、スルーホールを形成する手法として、貫通孔を形成し、銅等の無電解メッキ、レジスト膜の選択的形成、そのレジスト膜をマスクとしての銅等の電解メッキを形成し、その後、レジスト膜を除去し、更に、無電解メッキによる銅等の除去するというのが好適な形態であるが、そのレジスト膜としては、ドライフィルム状のレジスト膜を用いることが好適である。

以下、本発明の詳細を図示実施例に基いて説明する。
図１（Ａ）〜（Ｍ）は本発明の第１の実施例を工程順に示す断面図である。
（Ａ）図１（Ａ）に示すように、銅からなるキャリア膜２を用意する。このキャリア膜２は一方の主表面４が０．１μｍ〜１０μｍ程度の凹凸を有する。市販の銅箔は少なくとも一方の主表面がその程度の凹凸を有するので、それを用いることができる。尚、両面に凹凸のある銅等の金属膜をキャリア膜２として用いるようにしても良い。

（Ｂ）次に、図１（Ａ）に示すように、上記キャリア膜２の上記凹凸のある主表面４上に、例えばニッケルからなる厚さ１．０μｍ未満のエッチング阻止用の金属膜６を形成する。
この金属膜６の表面は凹凸のある粗面となる。というのは、エッチング阻止用の金属膜６は１．０μｍ未満と薄く、金属膜２の凹凸のある主表面４を下地とするからである。
（Ｃ）次に、図１（Ｃ）に示すように、上記エッチング阻止用の金属膜６の表面に配線膜形成用の銅からなる金属膜８を形成する。これによって、配線基板製造用部材１０ができる。この配線基板製造用部材１０は、本願の請求項１の配線基板製造用部材の一つの実施例に該当する。

（Ｄ）次に、図１（Ｄ）に示すように、上記配線膜形成用金属膜８を選択的エッチングをすることにより配線膜１２、１２、・・・を形成する。このエッチングによりエッチング阻止用の金属膜６の配線膜１２、１２、・・・以外の部分が露出し、その表面は凹凸のある粗面となる。この工程（Ｄ）を終えた部材を１０ａとする。
（Ｅ）次に、図１（Ｄ）に示す部材１０ａを２個１０ａ、１０ａ用意し、図１（Ｅ）に示すように、その２個の部材１０ａ、１０ａを、その配線膜１２、１２、・・・の形成面同士が対向する向きにし、その間にガラス繊維状のエポキシ樹脂からなる絶縁材１４を介在させて積層する。
そのとき、その絶縁材１４の表面は、配線膜１２、１２、・・・のある部分を除き、凹凸のある面となる。というのは、エッチング阻止用の金属膜６の表面の凹凸がその絶縁材１４の表面に転写されるからである。
尚、本実施例においては、絶縁材１４の両方の主表面に配線膜１２、１２、・・・を形成した配線基板をつくるようにしているが、必ずしも、そのようにすることは不可欠ではなく、絶縁材１４の一方の表面のみに配線膜１２、１２、・・・を形成するようにしても良い。

（Ｆ）次に、図１（Ｆ）に示すように、上記キャリア膜２及びエッチング阻止用のニッケル膜６を不要になったので除去する。すると、配線膜１２、１２、・・・が絶縁材１４と表面において面一になるように両面に形成された配線基板ができる。そして、絶縁材１４の露出する面は上述したように凹凸のある粗面となる。
（Ｇ）次に、図１（Ｇ）に示すように、層間接続用スルーホールを形成すべく、貫通孔１８を形成する。
（Ｈ）次に、図１（Ｈ）に示すように、配線基板表面に全面的に無電解メッキにより薄い銅膜２０を形成する。この無電解メッキによる銅膜２０は凹凸のある絶縁材１４の表面に形成されるので、従来において生じていた密着性が悪く、剥がれが生じやすいという問題は、回避することができる。この無電解メッキによる銅膜は０．０２μｍ〜数μｍと薄いので、その表面は下地に沿って凹凸のある粗面となる。

（Ｉ）次に、図１（Ｉ）に示すように、スルーホール形成用のマスクとなるレジスト膜２２を選択的に形成する。このレジスト膜２２の選択的形成は、ドライフィルム上のレジストからなり、配線基板１０ａの両面に全面的に貼り付け、それを露光、現像することによりパターニングすることにより行うが、そのレジスト膜２２は凹凸のある無電解メッキによる銅膜２０上に形成されるので、下地との密着性が高く、従来において生じていた密着性が悪く、剥がれが生じやすいという問題は、回避することができる。

（Ｊ）次に、図１（Ｊ）に示すように、上記レジスト膜２２をマスクとして電解メッキによりスルーホールとなる銅層２４を形成する。
（Ｋ）次に、図１（Ｋ）に示すように、上記レジスト膜２２を除去する。
（Ｌ）次に、図１（Ｌ）に示すように、上記無電解メッキによる銅膜２０を除去する。
（Ｍ）次に、図１（Ｍ）に示すように、ソルダーレジスト膜２６を選択的に形成する。
このソルダーレジスト膜２６は上述したように、表面に凹凸のある絶縁材１４の表面に形成されるので、下地との密着性が高く、従来において生じていた密着性が悪く、剥がれが生じやすいという問題は、回避することができる。

図２（Ａ）〜（Ｈ）は本発明の第２の実施例を工程順に示す断面図である。
（Ａ）先ず、図１（Ｃ）に示す配線基板製造用部材１０を用意し、図２（Ａ）に示すように、その配線膜形成用金属膜８を選択的にエッチングすることにより配線膜１２、１２、・・・を形成する。この配線膜１２、１２、・・・が形成された状態の部材を１０ａと表示する。
（Ｂ）次に、図２（Ｂ）に示すように、配線基板製造用部材１０ａの配線膜１２、１２、・・・形成側の面に、例えば樹脂からなる絶縁材４０を積層する。
この部材は本実施例においては２個用意する。

（Ｃ）一方、図２（Ｃ）に示すように、例えば樹脂からなる絶縁材４２の両面に金属層４４、４４を形成したベースを用意する。
（Ｄ）次に、上記ベースの両面の金属層４４、４４上に、図２（Ｂ）に示した部材１０ａ、１０ａを、その絶縁材４０の底面にて積層する。
次に、両面の部材１０ａ、１０ａのキャリア層２、２を除去し、更に、エッチング阻止用の金属（ニッケル）膜６、６を除去する。
その後、層間接続手段となる穴４６、４６及び貫通孔４８を形成する。図２（Ｄ）はその穴４６、４６及び貫通孔４８形成後の状態を示す。

（Ｅ）次に、表面に全面的に無電解メッキによる銅等の金属膜５０を形成し、更に、配線基板の両面に、層間接続用の銅等からなるスルーホールをメッキにより選択的に形成する前提として必要なメッキマスクとなるレジスト膜５２、５２を選択的に形成する。
その後、そのレジスト膜５２、５２をマスクとして層間接続用の銅からなるスルーホール５４、５４を形成する。図２（Ｅ）はそのスルーホール５４、５４形成後の状態を示す。
（Ｆ）次に、図２（Ｆ）に示すように、上記レジスト膜５２、５２を除去する。
（Ｇ）次に、図２（Ｇ）に示すように、上記無電解メッキによる金属膜５０を除去する。
（Ｈ）次に、図２（Ｈ）に示すように、ソルダーレジスト膜５８を選択的に形成する。

この図２に示す実施例は、図１に示す実施例とは構造の少し異なる配線基板を得るようにしてはいるが、図１（Ｃ）に示す部材１０を用い、それによって、図１に示した実施例の技術が享受した効果をそのまま享受することができる。

図３は本発明の第３の実施例により得ることのできる配線基板を示す断面図である。
このように、本発明により、より多層化することができ、スルーホールの形成態様も多様化することができ、種々の構造の配線基板を得ることができる。
尚、スルーホールとなる銅等の層は、上記実施例では銅等の電解メッキにより形成することとしていたが、必ずしもそれに限定されず、例えば導電性フィラーを用いることによっても形成することができる。

本発明は、転写により絶縁材の表面にそれと表面が面一の配線膜を埋込状に形成した配線基板の製造に用いる配線基板製造用金属部材と、それを用いた配線基板の製造方法に一般的に利用可能性がある。

（Ａ）〜（Ｍ）は本発明の第１の実施例の配線基板の製造方法を工程順に示す断面図である。（Ａ）〜（Ｈ）は本発明の第２の実施例の配線基板の製造方法を工程順に示す断面図である。本発明の第３の実施例の配線基板を示す断面図である。（Ａ）〜（Ｇ）は背景技術の製造方法を工程順に示す断面図である。

符号の説明

２・・・キャリア層、４・・・キャリア層の凹凸のある主表面、
６・・・エッチング阻止用の金属膜、８・・・配線膜形成用金属膜、
１０、１０ａ・・・配線基板製造用部材、１２・・・配線膜、
１４・・・絶縁材、１６・・・絶縁材の凹凸のある粗面、１８・・・貫通孔、
２０・・・無電解メッキによる金属膜、２２・・・メッキのマスクとなるレジスト膜、
２４・・・電解メッキによる金属膜（スルーホール）、２６・・・ソルダーレジスト膜、
４０・・・絶縁材、５０・・・無電解メッキによる金属膜、
５４・・・電解メッキによる金属膜（スルーホール）、５８・・・ソルダーレジスト膜、

Claims

少なくとも一方の主表面に凹凸のある金属からなるキャリア膜のその凹凸のある主表面に、そのキャリア膜とは材質が異なり、且つそれよりも薄いエッチング阻止用金属膜が形成され、
上記エッチング阻止用金属膜のキャリア膜とは反対側の主表面に、このエッチング阻止用金属膜とは材質の異なる配線膜形成用金属膜が形成された
ことを特徴とする配線基板製造用金属部材。
少なくとも一方の主表面に凹凸のある金属からなるキャリア膜のその凹凸のある主表面に、そのキャリア膜とは材質が異なり、且つそれよりも薄いエッチング阻止用金属膜が形成され、このエッチング阻止用金属膜のキャリア膜とは反対側の主表面に、このエッチング阻止用金属膜とは材質の異なる配線膜形成用金属膜が形成された配線基板製造用金属部材を用意し、
上記配線膜形成用金属部材の上記配線膜形成用金属膜の選択的エッチングにより配線膜を形成し、
上記配線膜形成用金属部材の上記配線膜が形成された側を、絶縁材の表面に、上記配線膜がその絶縁材内に埋め込まれるように密着させ、
上記キャリア膜及び上記エッチング阻止用金属膜を除去することにより上記絶縁材の表面にそれと表面が面一の配線膜が形成された配線基板を得る
ことを特徴とする配線基板の製造方法。