JP2006229255A - 配線基板およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】貫通孔の直径が小さく、かつ貫通導体に断線が発生することがない極めて高密度な配線が可能な配線基板およびその製造方法を提供すること。
【解決手段】厚みが0.35〜0.45mmの絶縁樹脂板1の上下両面に厚みが7〜12μmの銅箔から成る内層導体2A・2Bが被着された両面銅張板の上下両面に厚みが内層導体2A・2B上で25〜45μmの絶縁樹脂層3A・3Bが被着されているとともに、連続した穿孔加工により、絶縁樹脂板1、内層導体2A・2Bおよび絶縁樹脂層3A・3Bを上下に貫通すると同時に絶縁樹脂板1においては直径が75〜115μmでその内壁が略垂直であり、かつ絶縁樹脂層3A・3Bにおいてはその内壁が垂直方向から10〜30度の角度で外側に向けて拡がる形状の複数の貫通孔4が形成され、貫通孔4の内壁に内層導体2A・2Bに接続された貫通導体5および絶縁樹脂層3A・3Bの表面に貫通導体5に接続された表層導体6A・6Bがそれぞれめっきにより被着形成されて成る。
【選択図】図1
【解決手段】厚みが0.35〜0.45mmの絶縁樹脂板1の上下両面に厚みが7〜12μmの銅箔から成る内層導体2A・2Bが被着された両面銅張板の上下両面に厚みが内層導体2A・2B上で25〜45μmの絶縁樹脂層3A・3Bが被着されているとともに、連続した穿孔加工により、絶縁樹脂板1、内層導体2A・2Bおよび絶縁樹脂層3A・3Bを上下に貫通すると同時に絶縁樹脂板1においては直径が75〜115μmでその内壁が略垂直であり、かつ絶縁樹脂層3A・3Bにおいてはその内壁が垂直方向から10〜30度の角度で外側に向けて拡がる形状の複数の貫通孔4が形成され、貫通孔4の内壁に内層導体2A・2Bに接続された貫通導体5および絶縁樹脂層3A・3Bの表面に貫通導体5に接続された表層導体6A・6Bがそれぞれめっきにより被着形成されて成る。
【選択図】図1
Description
本発明は、有機材料系の多層配線基板およびその製造方法に関するものである。
従来、半導体素子を搭載するための有機材料系の配線基板として、例えば両面または片面に銅箔から成る配線導体を有するガラス−エポキシ板から成る複数の絶縁層を同じくガラス−エポキシ板から成る接着層を介して積層して成る多層配線基板が用いられている。
この有機材料系の多層配線基板においては、その上面から下面にかけて複数の貫通孔が設けられており、貫通孔内壁には各絶縁層を挟んで上下に位置する配線導体同士を電気的に接続するための銅めっき膜から成る貫通導体が被着形成されており、それにより立体的な高密度配線が可能となっている。
なお、このような有機材料系の多層配線基板は、両面または片面に厚みが15〜50μm程度の銅箔から成る配線導体が被着形成された厚みが0.1〜0.5mm程度のガラス−エポキシ板から成る複数の絶縁板を厚みが0.1〜0.2mm程度のガラス−エポキシ板から成る接着層を介して積層した後、その上面から下面にかけて直径が200〜500μm程度の貫通孔をドリル加工により穿孔し、しかる後、貫通孔内壁に厚みが15〜50μm程度の銅めっき膜から成る貫通導体を無電解めっき法および電解めっき法により被着させることによって製作されている。
ところで、このような有機材料系の多層配線基板においては、その配線密度を更に高めるために貫通孔の直径を例えば75〜130μm程度の小さなものとする試みがなされている。このような直径が75〜130μm程度の小さな貫通孔を形成するためには例えばレーザーによる穿孔方法が採用される。
しかしながら、従来の有機材料系の多層配線基板においては、各絶縁板および接着層の厚みが0.1〜0.5mm程度と厚いことから、各絶縁板および接着層を貫通する貫通孔の直径を例えば75〜130μm程度の小さなものとすると、この貫通孔の内壁に銅めっき膜から成る貫通導体を被着させる際、貫通導体を被着させるためのめっき液が貫通孔内に良好に入り込みにくくなり、そのため貫通導体が良好に被着されずに貫通導体に断線が発生してしまいやすいという問題点を有していた。
本発明は、かかる従来の問題点に鑑み案出されたものであり、その目的は、貫通孔の直径を例えば75〜130μm程度の小さいものとしても貫通導体に断線が発生することがない極めて高密度な配線が可能な配線基板およびその製造方法を提供することにある。
本発明の配線基板は、厚みが0.35〜0.45mmの絶縁樹脂板の上下両面に厚みが7〜12μmの銅箔から成る内層導体が被着された両面銅張板の前記上下両面に厚みが前記内層導体上で25〜45μmの絶縁樹脂層が被着されているとともに、連続した穿孔加工により、前記絶縁樹脂板、前記内層導体および前記絶縁樹脂層を上下に貫通すると同時に前記絶縁樹脂板においては直径が75〜115μmでその内壁が略垂直であり、かつ前記絶縁樹脂層においてはその内壁が垂直方向から10〜30度の角度で外側に向けて拡がる形状の複数の貫通孔が形成され、該貫通孔の内壁に前記内層導体に接続された貫通導体および前記絶縁樹脂層の表面に前記貫通導体に接続された表層導体がそれぞれめっきにより被着形成されて成ることを特徴とするものである。
また、本発明の配線基板は、前記内層導体は、前記貫通孔により貫通されるとともに前記貫通導体に接する導体パターンを前記全ての貫通孔に対応してそれぞれ前記上下両面に有することを特徴とするものである。
本発明の配線基板の製造方法は、厚みが0.35〜0.45mmの絶縁樹脂板の上下両面に厚みが7〜12μmの銅箔から成る内層導体が被着された両面銅張板の前記上下両面に厚みが前記内層導体上で25〜45μmの絶縁樹脂層を被着させるとともに、連続した穿孔加工により、前記絶縁樹脂板、前記内層導体および前記絶縁樹脂層を上下に貫通し、かつ前記絶縁樹脂板においては直径が75〜115μmでその内壁が略垂直であり、かつ前記絶縁樹脂層においてはその内壁が垂直方向から10〜30度の角度で外側に向けて拡がる形状の複数の貫通孔を形成し、次に前記貫通孔の内壁に前記内層導体に接続された貫通導体および前記絶縁樹脂層の表面に前記貫通導体に接続された表層導体をそれぞれめっきにより被着させることを特徴とするものである。
また、本発明の配線基板の製造方法は、前記両面銅張板の前記貫通孔が形成される各位置の前記上下両面に前記貫通孔により貫通される前記内層導体の導体パターンをそれぞれ配設しておくとともに、該導体パターンを貫通して前記貫通孔を形成するとともにこの導体パターンに接して前記貫通導体を被着させることを特徴とするものである。
また、本発明の配線基板の製造方法は、前記穿孔加工はレーザー加工であることを特徴とするものである。
本発明の配線基板によれば、上述の構成としたことから、貫通孔の内壁に貫通導体を被着させる際、貫通導体を被着させるためのめっき液が貫通孔内に良好に入り込み、その結果、貫通孔の内壁に貫通導体が良好に形成される。
また、本発明の配線基板の製造方法によれば、上述の構成としたことから、貫通孔の内壁に貫通導体を被着させる際、貫通導体を被着させるためのめっき液が貫通孔内に良好に入り込み、その結果、貫通孔の内壁に貫通導体が良好に形成された配線基板を得ることができる。
次に、本発明の配線基板について詳細に説明する。図1は、本発明の配線基板の実施形態の一例を示す部分断面図である。図1において、1は絶縁樹脂板、2A・2Bは内層導体、3A・3Bは絶縁樹脂層、4は貫通孔、5は貫通導体、6A・6Bは表層導体であり、主として絶縁樹脂板1の上下両面に内層導体2A・2Bおよび絶縁樹脂層3A・3Bが被着されるとともに絶縁樹脂板1および内層導体2A・2Bおよび絶縁樹脂層3A・3Bを貫通して複数の貫通孔4が設けられ、さらに貫通孔4の内壁に貫通導体5が被着形成されるとともに絶縁樹脂層3A・3Bの表面に表層導体6A・6Bが被着形成されることにより本発明の配線基板が構成されている。
なお、本実施形態例においては、貫通孔4内および絶縁樹脂層3A・3B上にソルダーレジスト7が設けられている。
絶縁樹脂板1は、本発明の配線基板のコア部材として機能し、例えばガラスクロスやアラミド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・ポリフェニレンエーテル樹脂等の樹脂を含浸させた有機系絶縁材料から成る厚みが0.35〜0.45mmの平板であり、その上下両面に厚みが7〜12μmの銅箔から成る内層導体2A・2Bが被着された、いわゆる両面銅張り板を構成している。
この絶縁樹脂板1は、その厚みが0.35mm未満ではその上下面に絶縁樹脂層3A・3Bを被着させたり、あるいは絶縁樹脂板1および内層導体2A・2Bおよび絶縁樹脂層3A・3Bを貫通して複数の貫通孔4を形成したりする際等に熱や外力等の影響で配線基板に反りや変形が発生して配線基板に要求される平坦度を確保できなくなってしまう危険性が大きなものとなり、他方、0.45mmを超えると、後述するように貫通孔4内壁に貫通導体5を形成するとき、貫通孔4内にめっき液が浸入しにくくなり、貫通導体5を良好に形成することが困難となる。したがって、絶縁樹脂板1の厚みは0.35〜0.45mmの範囲に特定される。
なお、絶縁樹脂板1は、ガラスクロスやアラミドクロスに含浸させるエポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂・ポリフェニレンエーテル樹脂等の樹脂中にシリカやアルミナあるいはアラミド樹脂等から成るフィラーをガラスクロスやアラミドクロス等の繊維部分と樹脂部分とでレーザー光の透過度が略同等となる程度に含有させておけば、後述するように絶縁樹脂板1にレーザー光で貫通孔4を穿孔する際に、貫通孔4を絶縁樹脂板1に略均一な大きさで良好に形成することが可能となる。
したがって、絶縁樹脂板1のガラスクロスやアラミドクロスに含浸させるエポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂・ポリフェニレンエーテル樹脂等の樹脂中にはシリカやアルミナあるいはアラミド樹脂等から成るフィラーをガラスクロスやアラミドクロス等の繊維部分と樹脂部分とでレーザー光の透過度が略同等となるように含有させておくことが好ましい。
また、絶縁樹脂板1の上下面に被着された内層導体2A・2Bは、銅箔から成り、主として電源層やグランド層として機能する内層配線導体パターンWとこの内層配線導体パターンWから電気的に独立したダミー導体パターンDとを有し、その厚みが7〜12μm、その表面の中心線平均粗さRaが0.2〜2μm程度である。
内層導体2A・2Bは、その厚みが7μm未満の場合、電源層やグランド層としての内層配線導体パターンWに対して十分な電気特性を付与することができず、他方、12μmを超える場合、後述するように絶縁樹脂板1と内層導体2A・2Bおよび絶縁樹脂層3A・3Bとを貫通する貫通孔4をレーザー加工により穿孔する場合に、貫通孔4を安定して形成することが困難となる。したがって、内層導体2A・2Bの厚みは、7〜12μmの範囲に特定される。
なお、内層導体2A・2Bは、貫通孔4により貫通されるとともに後述する貫通導体5に接する内層配線導体パターンWまたはダミー導体パターンDを全ての貫通孔4に対応して有するように形成しておくと、貫通孔4をレーザー加工により穿孔する際に全ての貫通孔4においてレーザー光の吸収反射を略同じとして全ての貫通孔4を略均一な大きさおよび形状に形成することができる。したがって、内層導体2A・2Bは、貫通孔4により貫通される内層配線導体パターンWまたはダミー導体パターンDを全ての貫通孔4に対応して有するように形成しておくことが好ましい。
この場合、ダミー導体パターンDは、その直径が貫通孔4の直径よりも40〜100μm程度大きな略円形のパターンとすればよく、内層配線導体パターンWとの間に30〜60μm程度の幅の間隔を設ければよい。
ダミー導体パターンDの直径が貫通孔4の直径よりも40μm未満大きな場合には、レーザー加工により貫通孔4を穿孔する際にダミー導体パターンDを正確に貫通することが困難となり、他方、100μmを超えて大きな場合には、内層配線導体パターンWの面積を広く採ることが困難となる。
また、ダミー導体パターンDと内層配線導体パターンWとの間隔が30μm未満の場合には、ダミー導体パターンDと内層配線導体パターンWとの間の電気的絶縁が良好に保てなくなる傾向にあり、他方、60μmを超えると、内層配線導体パターンWの面積を広く採ることが困難となる。
また、内層導体2A・2Bは、その表面の中心線平均粗さRaが0.2μm未満の場合、内層導体2A・2Bと絶縁樹脂層3A・3Bとが強固に密着せずに内層導体2A・2Bと絶縁樹脂層3A・3Bとの間で剥離が発生しやすくなる傾向にあり、他方2μmを超えると、そのような粗い面を安定かつ効率良く形成することが困難となる傾向にある。
したがって、内層導体2A・2B表面の中心線平均粗さRaは0.2〜2μmの範囲が好ましい。
また、絶縁樹脂板1の上下面に被着された絶縁樹脂層3A・3Bはエポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂・ポリフェニレンエーテル樹脂等の熱硬化性樹脂から成り、レーザー光に対する分解度合いが絶縁樹脂板1よりも大きく、その表面に表層導体6A・6Bが被着されている。
絶縁樹脂層3A・3Bは、互いに絶縁すべき内層導体2A・2Bと表層導体6A・6Bとを電気的に絶縁するための絶縁間隔を提供するためのものであり、その厚みが内層導体2A・2B上で25〜45μmである。
この絶縁樹脂層3A・3Bは、その厚みが内層導体2A・2B上で25μm未満の場合、互いに絶縁すべき内層導体2A・2Bと表層導体6A・6Bとを電気的に良好に絶縁することができなくなり、他方、45μmを超えると、絶縁樹脂板1および内層導体2A・2Bならびに絶縁樹脂層3A・3Bを貫通する貫通孔4をレーザー加工により穿孔する際に貫通孔4を良好に形成することが困難となる。したがって、絶縁層3A・3Bの厚みは内層導体2A・2B上で25〜45μmの範囲に特定される。
表層導体6A・6Bは、厚みが8〜30μmの銅めっき膜から成り、電源配線およびグランド配線および信号配線を具備する表層配線パターンを形成している。
そして、例えば上面側の表層導体6Aの露出する一部に図示しない電子部品の電極が半田を介して接続されるとともに、下面側の表層導体6Bの露出する一部が図示しない他の配線基板等に半田を介して接続される。
これらの表層導体6A・6Bは、その厚みが8μm未満であると、表層配線パターンの電気抵抗が高いものとなり、他方、30μmを超えると、表層配線パターンを高密度に形成することが困難となる。したがって、表層導体6A・6Bの厚みは、8〜30μmの範囲が好ましい。
さらに、本発明の配線基板においては、絶縁樹脂板1および内層導体2A・2Bおよび絶縁樹脂層3A・3Bを貫通して貫通孔4が形成されており、この貫通孔4の内壁に貫通導体5が被着形成されている。
貫通孔4は、貫通導体5を絶縁樹脂層3Aの上面から絶縁樹脂層3Bの下面にかけて導出させるための導出路を提供するためのものであり、例えばレーザー加工により穿孔されている。
この貫通孔4は、絶縁樹脂板1においては直径が75〜115μmでその内壁が略垂直であり、絶縁樹脂層3A・3Bにおいてはその内壁が垂直方向から10〜30の角度で外側に向けて拡がる形状となっている。
このように、本発明の配線基板によれば、貫通孔4はその直径が絶縁樹脂板1において75〜115μmと小さく、かつその内壁が絶縁樹脂層3A・3Bにおいて垂直方向から10〜30の角度で外側に向けて拡がる形状となっているいことから、貫通導体5および表層導体6A・6Bを高密度で配置することができ、それにより極めて高密度な配線を有する配線基板を得ることができる。
また、貫通孔4はその直径が絶縁樹脂板1において75〜115μmと小さいものの、その内壁が絶縁樹脂板1においては略垂直でかつ絶縁樹脂層3A・3Bにおいては垂直方向から10〜30の角度で外側に向けて拡がる形状となっているいことから、後述するように貫通孔4内壁に貫通導体5を被着形成する際に、貫通導体5を形成するためのめっき液が貫通孔4の内部に良好に入り込み、その結果、貫通孔4内に貫通導体5を良好に形成することができる。
なお、絶縁樹脂板1における貫通孔4の直径が75μm未満の場合、貫通孔4内壁に貫通導体5を被着形成する際に、貫通導体5を形成するためのめっき液が貫通孔4の内部に良好に入り込まずに貫通孔4内壁に貫通導体5を良好に形成することが困難となり、他方、115μmを超えると、貫通導体5および表層導体6A・6Bを高密度で配置することが困難となる。したがって、絶縁樹脂板1における貫通孔4の直径は、75〜115μmの範囲に特定される。
また、絶縁樹脂板1における貫通孔4の内壁が略垂直でない場合、貫通孔4内壁に貫通導体5を被着形成する際に貫通孔4の内部に気泡が取り残されやすく、そのため貫通導体5を形成するためのめっき液が気泡が取り残された部分に良好に届かずに貫通孔4内壁に貫通導体5を良好に形成することが困難となる。したがって、絶縁樹脂板1における貫通孔4の内壁は略垂直であることに特定される。
また、貫通孔4の内壁が絶縁樹脂層3A・3Bにおいて外側に向けて拡がる角度が垂直方向から10度未満の場合、貫通孔4内壁に貫通導体5を被着形成する際に、貫通導体5を形成するためのめっき液が貫通孔4の内部に良好に入り込まずに貫通孔4内壁に貫通導体5を良好に形成することが困難となり、他方、30度を超えるとそのような角度で内壁が拡がる貫通孔4を安定して効率よく形成することが困難となる。したがって、貫通孔4の内壁が絶縁樹脂層3A・3Bにおいて外側に向けて拡がる角度は、垂直方向から10〜30度の範囲に特定される。
貫通孔4の内壁に被着形成された貫通導体5は、厚みが8〜25μm程度の銅めっき膜から成り、絶縁樹脂板1および絶縁樹脂層3A・3Bを挟んで上下に位置する内層導体2A・2Bおよび表層導体6A・6B同士を互いに電気的に接続する接続導体として機能する。
貫通導体5は、その厚みが8μm未満では、貫通導体5の電気抵抗が高いものとなりすぎる傾向にあり、他方、25μmを超えると、この貫通導体5が被着された貫通孔4の内部に後述するソルダーレジスト7を良好に充填することが困難となる。したがって、貫通導体5の厚みは、8〜25μmの範囲であることが好ましい。
さらに、絶縁樹脂層3A・3Bの表面および貫通孔4の内部には、エポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂・ポリフェニレンエーテル樹脂等の熱硬化性樹脂から成るソルダーレジスト7が被着および充填されている。
ソルダーレジスト7は、貫通導体5および表層導体6A・6Bを保護するとともに表層導体6A・6Bにおける表層配線パターン同士を電気的に良好に絶縁するための保護層として機能し、表層導体6A・6Bの一部を露出させる所定のパターンに被着形成されている。
なお、ソルダーレジスト7は、その表層導体6A・6B上における厚みが10μm未満であると、表層導体6を良好に保護することができなくなるとともに表層導体6A・6Bにおける表層配線パターン同士を電気的に良好に絶縁することができなくなる傾向にあり、他方、40μmを超えると、ソルダーレジスト7を所定のパターンに形成することが困難となる傾向にある。したがって、ソルダーレジストの表層導体6A・6B上における厚みは、10〜40μmの範囲が好ましい。
かくして、本発明の配線基板によれば、貫通孔4内に貫通導体5を良好に形成することができ、それにより貫通導体5に断線が発生することのない極めて高密度な配線の配線基板を提供することができる。
次に、図1に示した配線基板を本発明の製造方法により製造する方法について図2(a)〜(f)を参照して説明する。
まず、図2(a)に部分断面図で示すように、例えばガラスクロスやアラミド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・ポリフェニレンエーテル樹脂等の樹脂を含浸させた有機系絶縁材料から成る厚みが0.35〜0.45mmの絶縁樹脂板1の上下面に厚みが7〜12μmの銅箔から成る内層導体2A・2Bが被着形成された両面銅張板を準備する。なお、内層導体2A・2Bはその表面の中心線平均粗さRaが0.2〜2μm程度となるように、その表面を粗化しておく。
絶縁樹脂板1は、その厚みが0.35mm未満ではその上下面に絶縁樹脂層3A・3Bを被着させたり、あるいは絶縁樹脂板1および内層導体2A・2Bおよび絶縁樹脂層3A・3Bを貫通して複数の貫通孔4を形成する際等に熱や外力等の影響で配線基板に反りや変形が発生して配線基板に要求される平坦度を確保できなくなってしまう危険性が大きなものとなり、他方、0.45mmを超えると、後述するように貫通孔4内壁に貫通導体5を形成するとき、貫通孔4内にめっき液が浸入しにくくなり、貫通導体5に断線が発生しやすくなる。したがって、絶縁樹脂板1の厚みは0.35〜0.45mmの範囲に特定される。
また、内層導体2A・2Bは、その厚みが7μm未満の場合、内層導体2A・2Bの導体パターンに電源層やグランド層としての十分な電気特性を付与することができず、他方、12μmを超える場合、後述するように絶縁樹脂板1と内層導体2A・2Bおよび絶縁樹脂層3A・3Bとを貫通する貫通孔4をレーザー加工により穿孔する場合に、貫通孔4を安定して形成することが困難となる。したがって、内層導体2A・2Bの厚みは、7〜12μmの範囲に特定される。
また、内層導体2A・2Bは、その表面の中心線平均粗さRaが0.2μm未満の場合、後述するように、絶縁樹脂板1の上下面に絶縁樹脂層3A・3Bを被着させる際に内層導体2A・2Bと絶縁樹脂層3A・3Bとが強固に密着せずに内層導体2A・2Bと絶縁樹脂層3A・3Bとの間で剥離が発生しやすくなる傾向にあり、他方2μmを超えると、そのような粗い面を安定かつ効率良く形成することが困難となる傾向にある。したがって、内層導体2A・2B表面の中心線平均粗さRaは0.2〜2μmの範囲が好ましい。
さらに、内層導体2A・2Bは貫通孔4が形成される位置に貫通孔4により貫通されるとともに後述する貫通導体5に接する導体パターンを全ての貫通孔4に対応して設けておくと、レーザー加工により貫通孔4を形成する際に全ての貫通孔4においてレーザー光の吸収反射が均一となり、全ての貫通孔4を略均一に形成することができる。したがって、内層導体2A・2Bは貫通孔4が形成される位置に貫通孔4により貫通される導体パターンを全ての貫通孔4に対応して設けておくことが好ましい。
このような内層導体2A・2Bは、絶縁樹脂板1の上下全面に厚みが8〜16μm程度の銅箔を貼着するとともに、この銅箔上に感光性のドライフィルムレジストを被着させ、次にこの感光性ドライフィルムレジストを従来周知のフォトリソグラフィー技術により露光・現像して導体パターン形成位置にドライフィルムレジストを有するエッチングマスクを形成し、次にエッチングマスクから露出した銅箔を塩化第2銅水溶液もしくは塩化第2鉄水溶液から成るエッチング液を用いてエッチング除去し、最後にエッチングマスクを剥離した後、塩化第2銅水溶液に蟻酸が含有された粗化液を用いてその表面をエッチングして粗化することによって形成される。
次に、図2(b)に部分断面図で示すように、両面銅張板11の上下面にその厚みが内層導体2A・2B上で25〜45μmの絶縁樹脂層3A・3Bを被着形成する。
この絶縁樹脂層3A・3Bはエポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂・ポリフェニレンエーテル樹脂等の熱硬化型の樹脂から成り、炭酸ガスレーザー等のレーザー光に対する分解度合いが絶縁樹脂板1よりも大きい。
この絶縁樹脂層3A・3Bは、その厚みが内層導体2A・2B上で25μm未満の場合、互いに絶縁すべき内層導体2A・2Bと表層導体6A・6Bとを電気的に良好に絶縁することができなくなり、他方、45μmを超えると、絶縁樹脂板1および内層導体2A・2Bならびに絶縁樹脂層3A・3Bを貫通する貫通孔4をレーザー加工により穿孔する際に貫通孔4を良好に形成することが困難となる。したがって、絶縁層3A・3Bの厚みは内層導体2A・2B上で25〜45μmの範囲に特定される。
なお、絶縁樹脂板1の上下面に内層導体2A・2Bが被着されて成る両面銅張板の上下面に絶縁樹脂層3A・3Bを被着形成するには、半硬化状態の熱硬化性樹脂のフィルムを両面銅張板の上下両面に真空ラミネーターで仮圧着した後、これを熱処理して硬化させる方法が採用される。
次に図2(c)に部分断面図で示すように、レーザー加工により絶縁樹脂層3A・3Bおよび内層導体2A・2Bおよび絶縁樹脂板1を貫通する複数の貫通孔4を穿孔する。
貫通孔4は絶縁樹脂板1においは直径が75〜115μmでその内壁が略垂直であり、絶縁樹脂層3A・3Bにおいてはその内壁が垂直方向から10〜30度の角度で外側に向けて拡がった形状とする。
この場合、絶縁樹脂層3A・3Bのレーザー光に対する分解度合いを絶縁樹脂板1よりも大きくしておくことで、貫通孔4の内壁を絶縁樹脂板1においては略垂直で絶縁樹脂層3A・3Bにおいては垂直方向から10〜30度の角度で外側に向けて拡がった形状とすることができる。
このように、貫通孔4の直径を絶縁樹脂板1において75〜115μmと小さいものとするとともに貫通孔4の内壁を絶縁樹脂層3A・3Bにおいて垂直方向から10〜30度の角度で外側に向けて拡がった形状とすることから、後述するように貫通導体5および表層導体6A・6Bを形成する際に貫通導体5および表層導体6A・6Bを高密度で配置することができ、それにより高密度な配線基板を得ることができる。
また、貫通孔4はその直径が絶縁樹脂板1において75〜115μmと小さいものの、その内壁が絶縁樹脂板1においては略垂直でかつ絶縁樹脂層3A・3Bにおいては垂直方向から10〜30度の角度で外側に向けて拡がる形状となっているいことから、後述するように貫通孔4内壁に貫通導体5を被着形成する際に、貫通導体5を形成するためのめっき液が貫通孔4の内部に良好に入り込み、その結果、貫通孔4内に貫通導体5を良好に形成することができる。
なお、絶縁樹脂板1における貫通孔4の直径が75μm未満の場合、貫通孔4内壁に貫通導体5を被着形成する際に、貫通導体5を形成するためのめっき液が貫通孔4の内部に良好に入り込まず、貫通孔4内壁に貫通導体5を良好に形成することが困難となり、他方、115μmを超えると、貫通導体5および表層導体6A・6Bを高密度で配置することが困難となる。したがって、絶縁樹脂板1における貫通孔4の直径は、75〜115μmの範囲に特定される。
また、絶縁樹脂板1における貫通孔4の内壁が略垂直でない場合、貫通孔4内壁に貫通導体5を被着形成する際に貫通孔4の内部に気泡が取り残されやすく、そのため貫通導体5を形成するためのめっき液が気泡が取り残された部分に良好に届かずに貫通孔4内壁に貫通導体5を良好に形成することが困難となる。したがって、絶縁樹脂板1における貫通孔4の内壁は略垂直であることに特定される。
また、貫通孔4の内壁が絶縁樹脂層3A・3Bにおいて外側に向けて拡がる角度が垂直方向から10度未満の場合、貫通孔4内壁に貫通導体5を被着形成する際に、貫通導体5を形成するためのめっき液が貫通孔4の内部に良好に入り込まずに貫通孔4内壁に貫通導体5を良好に形成することが困難となり、他方、30度を超えるとそのような角度で内壁が拡がる貫通孔4を安定して効率よく形成することが困難となる。したがって、貫通孔4の内壁が絶縁樹脂層3A・3Bにおいて外側に向けて拡がる角度は、垂直方向から10〜30度の範囲に特定される。
なお、絶縁樹脂層3A・3Bおよび内層導体2A・2Bおよび絶縁樹脂板1に貫通孔4を形成するには、絶縁樹脂層3A・3B上に例えばレーザー光のエネルギーを良好に吸収する黒色もしくは黒色に近い色を有する樹脂から成るレーザー加工用シートを貼着し、このレーザー加工用シートの上から7〜12mJの出力の炭酸ガスレーザー光を50〜500μ秒のパルス幅で所定の位置に照射して貫通孔4を穿孔する方法が採用される。
このとき、炭酸ガスレーザー光の出力が7mJ未満だと貫通孔4を十分な大きさに穿孔することが困難となる傾向にあり、他方、12mJを超えると絶縁樹脂層3A・3Bにおける貫通孔4の孔径が大きくなりすぎてしまう傾向にある。
したがって、照射する炭酸ガスレーザー光は、その出力が7〜12mJでパルス幅が50〜500μ秒の範囲であることが好ましい。なお、レーザー加工用シートは、貫通孔4を穿孔した後に剥離する。
このように貫通孔4をレーザー加工により形成することにより、絶縁樹脂板1においては直径が75〜115μmでその内壁が略垂直であり、かつ絶縁樹脂層3A・3Bにおいてその内壁が垂直方向から10〜30度の角度で外側に向けて拡がる形状の貫通孔4を容易に形成することができる。
次に、図2(d)に部分断面図で示すように、貫通孔4内壁および絶縁樹脂層3A・3Bの表面に厚みが1〜3μmの無電解銅めっき膜から成るめっき膜13Aを被着させる。
なお、無電解めっき膜から成るめっき膜13Aを被着させるには、例えば塩化アンモニウム系酢酸パラジウムを含有するパラジウム活性液を使用して貫通孔4内壁および絶縁樹脂層3A・3Bの表面にパラジウム触媒を付着させるとともに、その上に硫酸銅系の無電解銅めっき液を用いて無電解銅めっき膜を被着させればよい。
貫通孔4はその直径が絶縁樹脂板1において75〜115μmと小さいものの、その内壁が絶縁樹脂板1においては略垂直でかつ絶縁樹脂層3A・3Bにおいては垂直方向から10〜30度の角度で外側に向けて拡がる形状となっているいことから、貫通孔4内に無電解銅めっき液が良好に浸入し、その結果、貫通孔4内壁および絶縁樹脂層3A・3Bの表面に無電解銅めっき膜を略均一な厚みに良好に被着させることができる。
なお、無電解銅めっき膜から成るめっき膜13Aを被着させる前に絶縁樹脂層3A・3B表面および貫通孔4内壁を例えば過マンガン酸カリウム溶液や過マンガン酸ナトリウム溶液から成る粗化液を用いてその中心線平均粗さRaが0.2〜2μm程度になるように粗化しておくと無電解銅めっき膜から成るめっき膜13Aを強固に被着させることができる。
したがって、無電解銅めっき膜から成るめっき膜13Aを被着させる前に絶縁樹脂層3A・3B表面および貫通孔4内壁を例えば過マンガン酸カリウム溶液や過マンガン酸ナトリウム溶液から成る粗化液を用いてその中心線平均粗さRaが0.2〜2μm程度になるように粗化しておくことが好ましい。
次に、図2(e)に部分断面図で示すように、絶縁層3A・3B上の無電解銅めっき膜上にめっき用マスク14を被着させるとともに、めっき用マスク14から露出した無電解銅めっき膜上に厚みが10〜35μm程度の電解銅めっき膜を被着させ、貫通孔4の内壁および絶縁樹脂層3A・3B表面の導体パターン形成部位が選択的に厚く被着された無電解めっき膜と電解銅めっき膜とから成るめっき膜13Bを形成する。
なお、めっき用マスク14は、例えば感光性ドライフィルムレジストを絶縁樹脂層3A・3B上の無電解銅めっき膜上に被着させるとともに、このドライフィルムレジストをフォトリソグラフィー技術により露光・現像して所定のパターンに加工することによって形成する。
また、電解銅めっき膜を被着させるための電解銅めっき液としては、例えば、硫酸銅系から成る電解銅めっき液を用いればよい。このとき、貫通孔4はその直径が絶縁樹脂板1において75〜115μmと小さいものの、その内壁が絶縁樹脂板1においては略垂直でかつ絶縁樹脂層3A・3Bにおいては垂直方向から10〜30の角度で外側に向けて拡がる形状となっているいことから、貫通孔4内に電解銅めっき液が良好に浸入し、その結果、貫通孔4内壁および絶縁樹脂層3A・3Bの表面に電解銅めっき膜が略均一な厚みに良好に被着される。
次に、図2(f)に部分断面図で示すように、めっきマスク14を剥離するとともにめっきマスク14の下にあった無電解銅めっき膜が消滅するまで無電解銅めっき膜および電解銅めっき膜をエッチングし、貫通孔4内壁に貫通導体5を形成するとともに絶縁樹脂層3A・3Bの表面に表層導体6A・6Bを形成する。
なお、無電解銅めっき膜および電解銅めっき膜をエッチングするには、塩化第2銅水溶液または塩化第2鉄水溶液から成るエッチング液を用いればよい。
最後に、絶縁樹脂層3A・3Bの表面および貫通孔4の内部にエポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂・ポリフェニレンエーテル等の熱硬化性樹脂から成るソルダーレジスト7を被着および充填させることにより図1に示す本発明の配線基板が完成する。
なお、ソルダーレジスト7は、ソルダーレジスト7用の感光性の樹脂ペーストを従来周知のスクリーン印刷法を採用して絶縁層3A側および3B側から貫通孔4を埋めるように印刷塗布し、これを従来周知のフォトリソグラフィー技術を採用して所定のパターンに露光・現像することによって形成される。
このとき、貫通孔4は、絶縁樹脂層3A・3Bにおいてその内壁が垂直方向から10〜30度の角度で外側に向けて拡がる形状であることから、貫通孔4内にソルダーレジスト7用の樹脂ペーストが良好に浸入し、その結果、貫通孔4内をソルダーレジスト7で良好に充填することができる。
かくして、本発明の配線基板の製造方法によれば、貫通導体5に断線が発生することがなく、極めて高密度な配線が可能な配線基板を得ることができる。
1・・・・・・・絶縁樹脂板
2A・2B・・・内層導体
3A・3B・・・絶縁樹脂層
4・・・・・・・貫通孔
5・・・・・・・貫通導体
6A・6B・・・表層導体
2A・2B・・・内層導体
3A・3B・・・絶縁樹脂層
4・・・・・・・貫通孔
5・・・・・・・貫通導体
6A・6B・・・表層導体
Claims (5)
- 厚みが0.35〜0.45mmの絶縁樹脂板の上下両面に厚みが7〜12μmの銅箔から成る内層導体が被着された両面銅張板の前記上下両面に厚みが前記内層導体上で25〜45μmの絶縁樹脂層が被着されているとともに、連続した穿孔加工により、前記絶縁樹脂板、前記内層導体および前記絶縁樹脂層を上下に貫通すると同時に前記絶縁樹脂板においては直径が75〜115μmでその内壁が略垂直であり、かつ前記絶縁樹脂層においてはその内壁が垂直方向から10〜30度の角度で外側に向けて拡がる形状の複数の貫通孔が形成され、該貫通孔の内壁に前記内層導体に接続された貫通導体および前記絶縁樹脂層の表面に前記貫通導体に接続された表層導体がそれぞれめっきにより被着形成されて成ることを特徴とする配線基板。
- 前記内層導体は、前記貫通孔により貫通されるとともに前記貫通導体に接する導体パターンを前記全ての貫通孔に対応してそれぞれ前記上下両面に有することを特徴とする請求項1記載の配線基板。
- 厚みが0.35〜0.45mmの絶縁樹脂板の上下両面に厚みが7〜12μmの銅箔から成る内層導体が被着された両面銅張板の前記上下両面に厚みが前記内層導体上で25〜45μmの絶縁樹脂層を被着させるとともに、連続した穿孔加工により、前記絶縁樹脂板、前記内層導体および前記絶縁樹脂層を上下に貫通し、かつ前記絶縁樹脂板においては直径が75〜115μmでその内壁が略垂直であり、かつ前記絶縁樹脂層においてはその内壁が垂直方向から10〜30度の角度で外側に向けて拡がる形状の複数の貫通孔を形成し、次に前記貫通孔の内壁に前記内層導体に接続された貫通導体および前記絶縁樹脂層の表面に前記貫通導体に接続された表層導体をそれぞれめっきにより被着させることを特徴とする配線基板の製造方法。
- 前記両面銅張板の前記貫通孔が形成される各位置の前記上下両面に前記貫通孔により貫通される前記内層導体の導体パターンをそれぞれ配設しておくとともに、該導体パターンを貫通して前記貫通孔を形成するとともにこの導体パターンに接して前記貫通導体を被着させることを特徴とする請求項3記載の配線基板の製造方法。
- 前記穿孔加工はレーザー加工であることを特徴とする請求項3または請求項4記載の配線基板の製造方法。
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