JP2009099620A - コア基板およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】導電性を有するコア部を備えるコア基板において導通スルーホールとコア部との電気的短絡を防止して確実に配線基板を製造する方法を提供する。
【解決手段】導通性を有するコア部１０に下孔１８を形成する工程と、該下孔１８が形成された基板にめっきを施し、前記下孔１８の内壁面と該基板の表面にめっき層１９を被着形成する工程と、前記めっき層１９が被着形成された基板の表面にガス抜き穴１４０を形成する工程と、該ガス抜き穴１４０が形成された基板の前記下孔１８に絶縁材２０を充填する工程とを備えることを特徴とする。
【選択図】図６

Description

本発明は導電性を有するコア部を備えたコア基板およびその製造方法に関し、より詳細には製造工程における加熱処理等の際に基板から発生するガスによって基板に被着された導体層が膨れるといった問題を解消することができるコア基板の構成およびその製造方法、並びにこのコア基板を用いた配線基板の製造方法に関する。

半導体素子を搭載する配線基板や半導体ウエハの検査に使用される試験用基板には、カーボンファイバ強化プラスチック（CFRP)をコア基板に備えている製品がある。このカーボンファイバ強化プラスチックを備えたコア基板は、従来のガラスエポキシ基板からなるコア基板と比較して低熱膨張率であり、基板の熱膨張係数を基板に搭載される半導体素子の熱膨張係数にマッチングさせることができ、半導体素子と配線基板との間に生じる熱応力を回避することができるという利点を有する。

配線基板はコア基板の両面に配線層を積層して形成され、コア基板には、その両面に積層される配線層と電気的導通をとるための導通スルーホールPTH（Plated through hole)が形成される。この導通スルーホールは、基板に貫通孔を形成し、めっきにより貫通孔の内壁面に導通部（めっき層）を形成することによって形成される。

ところで、カーボンファイバ強化プラスチックのような導電性を有するコア部を備えるコア基板の場合には、単に基板に貫通孔を形成して貫通孔の内壁面にめっきを施すと、導通スルーホールとコア部とが電気的に短絡してしまう。このため、導電性を有するコア部を備えるコア基板に導通スルーホールを形成する際には、コア基板に導通スルーホールよりも大径の下孔を貫設し、下孔に絶縁性を有する樹脂を充填した後、下孔に導通スルーホールを貫通させて、導通スルーホールとコア部とが電気的に短絡しないようにしている（特許文献１、２参照）。
再表２００４／０６４４６７号公報 特開２００６−２２２２１６号公報 特開２００４−８７９８９号公報 特開２００５−１３６３４７号公報

しかしながら、コア基板に設ける下孔をドリル加工によって形成したような場合には、下孔の内壁面にバリが生じ、下孔に貫通させた導通スルーホールとコア部とが電気的に導通するおそれがある。このため、たとえば特許文献２においては、下孔の内壁面を絶縁層によって被覆し、導通スルーホールと導電性を備えるコア部とが電気的に短絡しないようにする方法がとられている。しかしながら、粗面となった下孔の内壁面を確実に絶縁層によって被覆することは必ずしも容易ではない。

また、配線基板の製造工程においては、配線層を積層して形成するために、プリプレグと配線シートとを重ね合わせ、加圧および加熱して一体の積層構造に配線層を形成するといった方法が行われる。このような製造工程においては、加熱工程の際に絶縁材から分解性のガスが生じたり、基板が吸湿した水分か加熱されて水蒸気が発生するという問題が生じ、基板の内層からガスを排出する工夫がなされている（特許文献３、４参照）。
製造工程中で基板の内部で発生するガスの問題は、導通スルーホールを貫通させる下孔を有する基板においては、製造工程によっては、コア部と導通スルーホールとが電気的に導通する原因になることがあり、解決しなければならない問題となる。

本発明は、配線基板の製造工程、とくに導電性を有するコア部を備える基板において導通スルーホールとコア部との電気的短絡を防止し、確実に配線基板を製造することができるコア基板の構造およびコア基板の製造方法、並びに配線基板の製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するため次の構成を備える。
すなわち、導通スルーホールが貫通する下孔が設けられた、導電性を有するコア部と、前記下孔の内壁面と前記コア部の表面に被着形成された導体層と、前記コア部の表面に被着形成された導体層を開口して設けられたガス抜き穴と、前記下孔の内壁面と前記導通スルーホールの外周面との間に充填された絶縁材と、前記コア部の両面に積層して形成された配線層とを備えることを特徴とする。

また、前記コア部の両面に、絶縁層を介して銅箔が被着形成され、前記下孔は、該銅箔が被着した基板を貫通して設けられ、前記導体層は、前記下孔の内壁面と前記基板の表面に被着した銅箔の表面を被覆し、前記ガス抜き穴は、前記基板の表面に被着した銅箔と導体層とを開口して設けられていることを特徴とする。
また、前記下孔の内壁面を被覆する導体層に積層して絶縁被膜が被着形成されている構成とすることによって、導電性を有するコア部と導通スルーホールとの電気的短絡を確実に防止することができる。
前記ガス抜き穴は、前記下穴の開口縁の近傍に配置されていることにより、コア基板の製造工程においてコア部あるいは基板から発生するガス、あるいは基板に吸湿された水分から発生する水蒸気を効率的に排出することができ、下孔の内壁面でめっき層が膨れるといった障害を回避することができる。

また、前記コア部は、カーボンファイバを含有するプリプレグを複数枚積層し、加圧・加熱して平板体に形成されたカーボンファイバ強化プラスチックからなることにより、配線基板に搭載される半導体素子との熱膨張係数をマッチングさせることができ、信頼性の高い配線基板として提供することができる。

また、コア基板の製造方法として、導電性を有するコア部に下孔を形成する工程と、
該下孔が形成された基板にめっきを施し、前記下孔の内壁面と該基板の表面にめっき層を被着形成する工程と、前記めっき層が被着形成された基板の表面に被着する導体層をエッチングしてガス抜き穴を形成する工程と、該ガス抜き穴が形成された基板の前記下孔に絶縁材を充填する工程とを備えることを特徴とする。基板の表面を被覆する導体層をエッチングしてガス抜き穴を形成することによって、下孔に絶縁材としての樹脂を充填し、加熱して樹脂を熱硬化させる際に、下孔の内壁面を被覆するめっき層が膨れたりすることを防止することができる。

また、前記下孔の内壁面と基板の表面にめっき層を被着形成する工程に続いて、前記めっき層を電源供給層とする電着法により、前記めっき層に積層して絶縁被膜を被着させる工程を備えることにより、導電性を有するコア部と導通スルーホールとの電気的短絡をさらに確実に防止することができる。
また、前記基板の下孔に絶縁材を充填する工程に続いて、前記基板の表面に被着する導体層を所定パターンにエッチングする工程を備えることにより、基板の表面に被着された導体層を任意パターンに形成した後、基板に配線層を積層してコア基板とすることができる。

また、前記下孔に絶縁材を充填する工程に続いて、基板の両面に基板と一体に配線層を形成する工程を備え、該配線層が一体形成された基板に、前記下孔内を貫通する貫通孔を形成し、貫通孔の内壁面にめっき層を被着形成して前記導通スルーホールを形成することによってコア基板を製造することができる。
また、前記コア基板の製造方法により形成したコア基板に配線層を積層して多層配線基板を形成することができる。

本発明に係るコア基板およびその製造方法によれば、導通スルーホールが貫通する下孔の内壁面をめっき層によって被覆したことにより、導通スルーホールとコア部との電気的短絡を防止することができる。また、基板にガス抜き穴を設けたことで、下孔に樹脂を充填したり、コア基板の製造工程中で基板を加熱処理した際に、コア部あるいは基板からガスが発生し、あるいは基板が吸湿した水分によって水蒸気が発生した場合でも、ガス抜き穴からガスが排出され、下孔の内壁面に形成されためっき層に膨れが生じるといった問題を防止し、導通スルーホールとコア部との電気的短絡をより確実に回避することが可能になる。

（ガス抜き穴の形成工程）
以下、本発明の実施の形態として、カーボンファイバ強化プラスチックからなる、導電性を有するコア部を備えたコア基板の製造方法について説明する。
図１、２は、コア基板の導通スルーホールを貫通させる下孔を基板に形成し、ガス抜き孔を形成して下孔に絶縁材を充填するまでの工程を示す。
図１（ａ）は、カーボンファイバ強化プラスチックからなるコア部１０の両面にプリプレグ１２を介して銅箔１４を接合し、平板体に形成した基板１６を示す。コア部１０は、カーボンクロスにエポキシ樹脂などの高分子材料を含浸させたプリプレグを４枚積層し、加熱および加圧して一体形成される。なお、コア部１０を構成するカーボンファイバを含むプリプレグの積層数は任意に選択できる。

本実施形態では、長繊維カーボンファイバからなるカーボンファイバクロスを使用してコア部１０を形成したが、カーボンファイバクロスの他に、カーボンファイバ不織布、カーボンファイバメッシュ等が使用できる。カーボンファイバの熱膨張係数は約０ppm／℃であり、カーボンファイバ強化プラスチックにおけるカーボンファイバの含有率、カーボンファイバに含浸させる樹脂、樹脂に混入させるフィラーの材料を選択することによってコア部１０の熱膨張係数を調節することができる。本実施形態のコア部１０の熱膨張係数は１ppm／℃程度である。

また、カーボンファイバ強化プラスチックからなるコア部１０を備えるコア基板全体の熱膨張係数は、コア基板を構成する配線層、配線層間に介在させる絶縁層の熱膨張係数を選択することによって調節することができる。また、コア基板の両面にビルドアップ法等によって配線層を積層して形成される配線基板の熱膨張係数は、コア基板とその両面に形成される配線層（ビルドアップ層）の熱膨張係数を選択することによって調節することができる。半導体素子の熱膨張係数は約３．５ppm／℃である。配線基板の熱膨張係数をこれに搭載する半導体素子の熱膨張係数にマッチングさせることは容易に可能である。

図１（ｂ）は、基板１６に下孔１８をあけた状態である。下孔１８はドリル加工によって基板１６を厚さ方向に貫通するように形成する。下孔１８は後工程で形成する導通スルーホールの貫通孔よりも大径に形成する。本実施形態では、下孔１８の孔径を０．８ｍｍとし、導通スルーホールの孔径を０．３５ｍｍとした。下孔１８はコア基板に形成する導通スルーホールの各々の平面配置位置に合わせて形成する。

下孔１８をドリル加工によってあけると、ドリルの磨耗等によって下孔１８の内壁面にばりが生じ、内壁面が粗面（凹凸面）になり、内壁面にコア部１０の切粉１１が付着して残留することがある。
カーボンファイバ強化プラスチックからなるコア部１０の場合は、カーボンの切粉１１が下孔１８の内壁面に付着して残留し、この切粉１１は導電性を有することから、切粉１１が下孔１８に充填される樹脂２０に混入すると、絶縁材としての樹脂２０の絶縁性が阻害され、導通スルーホールとコア部１０とが電気的に短絡するという障害が生じる。

本実施形態においては、導通スルーホールとコア部１０とが短絡しないように、基板１６に下孔１８をあけた後、基板１６に無電解銅めっきおよび電解銅めっきをこの順に施し、下孔１８の内壁面をめっき層１９によって被覆する工程を採用する。基板１６に無電解銅めっきを施すことによって、下孔１８の内面の全面と、基板１６の表裏面の全面に無電解銅めっき層が形成される。この無電解銅めっき層をめっき給電層として電解銅めっきを施すことにより、下孔１８の内面と、基板１６の両面にめっき層１９を形成することができる。無電解銅めっき層の厚さは０．５μｍ程度、電解銅めっき層の厚さは１０〜２０μｍ程度である。

このように、下孔１８の内壁面をめっき層１９によって被覆すると、下孔１８の内壁面が平滑面になるから、下孔１８に樹脂２０を充填しやすくなり、樹脂２０中にボイドが発生しにくくなって、ボイド部分で導通スルーホールとコア部１０とが電気的に短絡することを防止することができる。また、下孔１８に内壁面に付着した切粉１１がめっき層１９によって遮蔽され、下孔１８の内壁面から剥離しにくくなって樹脂２０の絶縁性を阻害しなくなる。

ところで、下孔１８に樹脂２０を充填する工程では、樹脂２０を熱硬化させるために加熱キュア工程を経過させるから、その際にコア部１０を構成する樹脂中に含まれていた溶剤等から分解性のガスが発生し、製造工程中でコア部１０に吸湿された水分が水蒸気として発生する。

加熱キュア工程で生じた分解性のガスや水蒸気は、なんらかの経路を経由してコア部１０の外側に抜け出ようとするのであるが、めっき層１９は、下孔１８の内壁面を含む基板１６の全表面を完全に被覆しているから、ガスの逃げ場がなく、下孔１８の内壁面のめっき層１９が膨れたり、基板１６の表面の銅箔１４、めっき層１９が膨れるといった問題が生じる。めっき層１９は下孔１８の内壁面を平滑化し、下孔１８の内壁面を被覆するという目的で設けているから、めっき層１９に膨れが生じたりしてはその目的が達成されなくなる。

なお、基板１６の下孔１８の内壁面を含む表面の全体を、めっき層１９あるいは銅箔１４によって完全に被覆した構成は、下孔１８に樹脂２０を充填する工程での加熱の際に問題となるばかりでなく、基板１６の両面にプリプレグを介して配線シートを加熱および加圧して配線層を形成する場合にも問題になる。
また、コア基板を形成した後工程では、コア基板の両面にビルドアップ層を形成して配線基板とする。このビルドアップ層を形成する工程においても加熱工程がある。配線基板の製造工程においては、絶縁層を介して配線層を積層構造とする際にしばしば加熱工程がある。したがって、このような加熱工程の際にコア部１０あるいは基板の内層から発生するガスあるいは基板に吸湿された水分から発生する水蒸気を外部に排出させるようにすることは重要である。

本実施形態の製造工程においては、コア部１０から発生する分解性のガスあるいは水蒸気を抜け出させる経路を確保するために、基板１６の表面にガス抜き穴１４０を形成することが特徴的である。
図１（ｄ）は基板１６の表面にガス抜き穴１４０を形成するために、基板１６の表面にドライフィルムレジスト（フォトレジスト）をラミネートし、露光および現像により、ガス抜き穴１４０を形成する部位を露出させたレジストパターン７０を形成した状態を示す。
ガス抜き穴１４０は、基板１６の表面を被覆する銅箔１４および銅箔１４に積層されためっき層１９を部分的に穴あけし、コア部１０の外面を被覆するプリプレグ１２の表面を露出させてコア部１０と外部とを連通させる経路を形成するためのものである。

ガス抜き穴１４０を形成する位置および大きさは適宜選択することが可能である。本実施形態においては、下孔１８の内壁面でのめっき層１９の膨れを避けることから、下孔１８の近傍にガス抜き穴１４０を配置する構成としている。なお、下孔１８の近傍にガス抜き穴１４０を配置する場合に、レジストパターン７０をマスクとしてめっき層１９と銅箔１４とをエッチングすると、エッチング液の回り込みによってガス抜き穴１４０の側面が側面エッチングされるから、この側面エッチング量を考慮してガス抜き穴１４０を下孔１８の周縁から離間させて配置する。
本実施形態では、ガス抜き穴１４０と下孔１８の開口縁との間隔Ｄを３００〜３５０μｍとした。ガス抜き穴１４０を形成する際の側面エッチング量は、めっき層１９および銅箔１４の厚さ、使用するエッチング液等のエッチング条件によって異なるから、具体的にはこれらの諸条件から設定すればよい。

図２（ａ）は、レジストパターン７０をマスクとしてめっき層１９と銅箔１４とをエッチングしてガス抜き穴１４０を形成した状態を示す。ガス抜き穴１４０を形成した部位では、下層のプリプレグ１２の表面が露出し、コア部１０と基板１６の外部とがガス抜き穴１４０を経由して連通し、コア部１０と外部とを連通させる経路が形成される。ガス抜き穴１４０と下孔１８の開口縁との離間距離がＤである。

図３は、基板１６の表面にガス抜き孔１４０を形成した状態を基板１６の平面方向から見た状態を示す。基板１６を貫通する下孔１８が縦横方向に所定間隔で整列配置され、ガス抜き孔１４０は、下孔１８の周縁近傍に、十字配置として各々４つ配置されている。ガス抜き孔１４０の底面にはプリプレグ１２の表面が露出する。基板１６の表面はめっき層１９である。図２（ａ）は図３のＡ−Ａ線断面を示す。

基板１６に形成する下孔１８の配置は、縦横方向に整列した配置とする方法に限らず、任意の配置とすることができる。ガス抜き孔１４０も隣り合った下孔１８の中間に複数配置することももちろん可能であり、下孔１８の周囲に放射方向に配置したり、基板１６の平面内で所定間隔で整列させて配置することもできる。
前述したように、下孔１８の開口縁の近傍にガス抜き穴１４０を配置しているのは、下孔１８近傍からのガス抜き作用を有効にするためである。下孔１８の周囲以外に、基板１６の表面に多数個のガス抜き孔１４０を形成すれば、コア部１０からガスが抜けやすくなり、また、基板１６の表面に多数の凹凸が形成されるから、基板１６の表面に絶縁層を被着形成する際に、絶縁層と基板１６との接合強度を増大させるといった作用効果が得られる。

図２（ｂ）は、下孔１８に絶縁材として樹脂２０を充填した状態を示す。樹脂２０はスクリーン印刷法あるいはメタルマスクを用いて下孔１８に充填することができる。下孔１８に樹脂２０を充填した後、加熱キュア工程により、樹脂２０を硬化させる。本実施形態では、熱硬化型のエポキシ樹脂を使用し、樹脂２０を加熱キュアする工程では、１６０℃程度に加熱する。基板１６の表面にガス抜き穴１４０が形成されているから、加熱工程でコア部１０から発生する分解性のガスあるいは水蒸気は、ガス抜き穴１４０から外部に排出され、めっき層１９や銅箔１４が膨らむといった障害を防止することができる。
なお、下孔１８に樹脂２０を充填して熱硬化した後、下孔１８から突出する樹脂２０の端面を研磨し、樹脂２０の端面を平坦化し、めっき層１９の表面と樹脂２０の端面とを面一に形成する。

図４は、下孔１８の内壁面をめっき層１９によって被覆した後、さらに下孔１８の内壁面を絶縁被膜２１によって被覆する工程例を示す。図４（ａ）は、図２（ａ）に示した、下孔１８をめっき層１９によって被覆した状態を示す。
図４（ｂ）は、めっき層１９を電源供給層とする電着法によって下孔１８の内壁面と基板１８の表面に被着形成された銅箔１４およびめっき層１９の表面に絶縁被膜２１を形成した状態を示す。めっき層１９は下孔１８の内壁面と基板１６の表面全体に被着しているから、めっき層１９を電源供給層とする電着法を適用することによって、下孔１８の内面の全面と基板１６の表面の全面に絶縁被膜２１を被着させることができる。絶縁被膜２１は、一例として、エポキシ樹脂の電着液中に基板１６を浸漬し、めっき層１９を直流電源に接続し、定電流法によって電着することができる。
この絶縁被膜２１は、下孔１８と導通スルーホールとの電気的短絡をさらに確実に防止するために設けるものである。
絶縁被膜２１を基板１６の表面および下孔１８の内壁面に被着した後、乾燥処理および加熱処理を行って絶縁被膜２１を硬化させる。絶縁被膜２１の厚さは１０〜２０μｍである。

絶縁被膜２１を基板１６の表面および下孔１８の内壁面に被着した後、乾燥処理および加熱処理を行って絶縁被膜２１を硬化させる。絶縁被膜２１の厚さは１０〜２０μｍである。この絶縁被膜２１を形成する工程における加熱処理の際にも、コア部１０から発生したガスはガス抜き穴１４０から外部に排出されるから、銅箔１４や絶縁被膜２１を膨らませるといった問題を生じさせずに絶縁被膜２１によって下孔１８の内壁面を被覆することができる。

図４（ｃ）は、絶縁被膜２１によって内壁面が被覆された下孔１８に、絶縁材として樹脂２０を充填した状態を示す。
下孔１８に樹脂２０を充填した後、加熱キュアによって樹脂２０を熱硬化させる際にも、基板１６の表面にガス抜き穴１４０が設けられているから、コア部１０から発生したガス、基板に吸湿された水分による水蒸気がガス抜き穴１４０から排出され、銅箔１４、めっき層１９および絶縁被膜２１を膨らませるといった問題を生じさせることなく処理することができる。
下孔１８に樹脂２０を充填して熱硬化させた後、下孔１８から突出する樹脂２０の端面を研磨する。この研磨加工の際に、基板１６の表面に被着する絶縁被膜２１が研磨されて除去される。

下孔１８の内壁面をめっき層１９によって被覆するのは、粗面となった下孔１８の内壁面を円滑面とし、下孔１８に樹脂２０を充填する際にボイドを発生させないようにして、樹脂２０中に生じたボイド部分で導通スルーホールと導電性を有するコア部１０とが電気的に短絡することを防止するためである。めっき層１９に積層してさらに絶縁被膜２１によって被覆すると、下孔１８の内壁面の平滑性がさらに良好になり、樹脂２０の充填性が良好になるとともに、絶縁被膜２１が下孔１８と導通スルーホールとの間に介在することになって、コア部１０と導通スルーホールとの電気的短絡をさらに確実に防止することができる。

（コア基板の製造工程：１）
コア基板は基板１６の両面に配線層を積層して形成される。
図５は、図２（ｂ）に示した、下孔１８にめっき層１９を被着形成した基板１６の両面に配線層を形成してコア基板とする製造工程を示す。
図５（ａ）は、プリプレグ４０、配線シート４２、プリプレグ４４、銅箔４６をこの順に配置した状態を示す。配線シート４２は絶縁樹脂シート４１の両面に配線パターン４２ａを形成したものである。配線シート４２は、たとえばガラスクロスからなる絶縁樹脂シートの両面に銅箔を被着した両面銅張り基板の銅箔層を所定パターンにエッチングして形成される。

プリプレグ４０、配線シート４２、プリプレグ４４、銅箔４６を基板１６の両面に位置合わせし、加熱下で加圧することによりプリプレグ４０、４４を熱硬化させ、基板１６に一体に配線層４８を形成する（図５（ｂ））。プリプレグ４０、４４はガラスクロスに熱硬化型の樹脂材料を含浸して形成され、未硬化状態で層間に介装して加熱および加圧することにより、各層間を電気的に絶縁した状態で配線層４８を一体化する。基板１６の両面にガス抜き穴１４０を形成したことで、基板１６の表面に凹凸が形成され、ガス抜き穴１４０が形成された部位がアンカー的に作用し、配線層４８は基板１６に強固に接合される。

このプリプレグ４０、４４を熱硬化させて配線層４８を積層構造に形成する加熱工程においても、基板１６の表面にガス抜き穴１４０を形成したことによって、コア部１０等から生じたガス、あるいは基板に吸湿された水分が加熱されて生じた水蒸気はガス抜き穴１４０から外部に放出される。ガス抜き穴１４０から配線層４８に抜け出たガスは、積層された絶縁層を通過して排出される。

次に、配線層４８が積層された基板１６に導通スルーホールを形成するための貫通孔５０を形成する。貫通孔５０は、ドリル加工により、下孔１８と同芯に、配線層４８および基板１６を厚さ方向に貫通させて形成することができる（図５（ｃ））。貫通孔５０は下孔１８よりも小径に形成するから、貫通孔５０の樹脂２０を通過する部位では、樹脂２０が貫通孔５０の内壁面に露出する。

図６（ａ）は、貫通孔５０を形成した後、基板に無電解銅めっきおよび電解銅めっきを施し、貫通孔５０の内面に導通スルーホール５２を形成した状態を示す。無電解銅めっきにより、貫通孔５０の内面および基板の表面の全面に、無電解銅めっき層が形成される。この無電解銅めっき層をめっき給電層として電解銅めっきを施すことにより、貫通孔５０の内壁面の全面と基板の表面の全面にめっき層５２ａが被着形成される。貫通孔５０の内壁面に形成されためっき層５２ａは基板の表裏面の配線パターンを電気的に接続する導通スルーホール５２となる。

図６（ａ）に示す工程では、貫通孔５０に樹脂５４を充填し、加熱キュア工程によって樹脂５４を樹脂硬化している。この加熱キュア工程においても、基板１６の両面にガス抜き穴１４０を形成したことによって、加熱時にコア部１０等から発生するガスあるいは水蒸気がガス抜き穴１４０から基板外に排出され、内層の銅箔１４やめっき層１９が膨れるといった問題を回避することができる。

図６（ｂ）は、基板の表面に被着形成された、銅箔４６とめっき層５２ａと、蓋めっきによって形成されためっき層５５とを所定パターンにエッチングして、基板の表面に配線パターン５６を形成して得られたコア基板５８を示す。
コア基板５８の表裏面に形成された配線パターン５６は、導通スルーホール５２を介して電気的に接続される。また、配線層４８の内層に形成された配線パターン４２ａが適宜位置において導通スルーホール５２に接続する。
コア基板５８は、コア部１０を含む基板１６の両面に形成された銅箔１４およびめっき層１９にガス抜き穴１４０が形成された構成、基板１６に形成した下孔１８の内壁面にめっき層１９が被着形成され、コア部１０と導通スルーホール５２との電気的絶縁性が確保された構成が特徴的である。

図７は、図４（ｃ）に示した、下孔１８の内壁面にめっき層１９と絶縁被膜２１とを積層した基板１６を使用してコア基板５８を製造した例を示す。
この場合も、図５、６に示す配線層４８の形成方法とまったく同様に、基板１６の両面に配線層４８を積層させて一体化することによってコア基板５８を形成することができる。コア基板５８の両面に配線パターン５６が形成され、コア基板５８の両面に形成された配線パターン５６は導通スルーホール５２を介して電気的に接続されている。コア部１０の両面に形成された銅箔１４およびめっき層１９にはガス抜き穴１４０が形成されている。

本実施形態のコア基板５８では、コア部１０に形成した下孔１８の内壁面がめっき層１９と絶縁被膜２１とによって二重に積層され、下孔１８の内側が絶縁被膜２１であることから、下孔１８に樹脂２０を充填した際に、仮に樹脂２０中にボイドが発生し、ボイド部分で導通スルーホール５２に膨張部５２ｂが生じたとしても、絶縁被膜２１がめっき層１９との間に介在することによって、導通スルーホール５２とコア部１０とが短絡することを確実に防止することが可能となる。

（コア基板の製造工程：２）
上述したコア基板５８の製造工程においては、図２、４に示したように、基板１６の両面にガス抜き孔１４０を形成した後、下孔１８に絶縁材として樹脂２０を充填し、この樹脂２０を充填した基板の両面に配線層４８を積層して形成した。この場合において、ガス抜き穴１４０については、下孔１８に樹脂２０を充填する工程でのみ使用し、後工程では、ガス抜き穴１４０が形成されている銅箔１４およびめっき層１９を除去して工程を進める場合もある。基板１６の表面に銅箔１４とめっき層１９が広い範囲で被着していると、その上層に絶縁層を形成した際に、絶縁層と基板１６との密着性が阻害されるおそれがあるからである。

図８は、下孔１８に樹脂２０を充填し、ガス抜き穴１４０を除去した後、コア基板の製造工程へ進める製造例を示す。
図８（ａ）は、下孔１８に樹脂２０を充填した後、基板１６の両面にフォトレジストをラミネートし、露光および現像してレジストパターン７２を形成した状態を示す。レジストパターン７２は、下孔１８の外周縁に沿って、所定幅で被覆するように形成する。

図８（ｂ）は、レジストパターン７２をマスクとして基板１６の表面に露出する銅箔１４およびめっき層１９をエッチングにより除去した状態を示す。下孔１８の外周縁に沿ってリング状のランド１４２が被着形成されて残る。
レジストパターン７２をパターニングする際には、基板１６の両面にガス抜き穴１４０を形成した工程と同様に、銅箔１４およびめっき層１９をエッチングする際の側面エッチング量を考慮して、下孔１８の外周縁に沿って残すレジストのパターン幅を設定する。

図８（ｃ）は、上述した方法によって形成した基板１６の両面に配線層４８を一体に積層して形成した状態を示す。
配線層４８は、図５に示した方法と同様に、プリプレグ４０、配線シート４２、プリプレグ４４、銅箔４６をこの順に積層配置し、加熱および加圧して基板１６に一体に接合して形成する。基板１６の表面には、下孔１８の外周縁に沿ってランド１４２が被着形成されているのみであるから、基板１６のコア部１０から発生する分解性のガスあるいは基板に吸湿された水分によって生じる水蒸気を外部に排出する経路は十分に確保される。

図９は、基板１６の両面に配線層４８を形成した後、下孔１８を貫通する導通スルーホール５２を形成して得られたコア基板５８を示す。下孔１８を配置した位置で基板を厚さ方向に貫通するように貫通孔５０を設け、無電解銅めっきおよび電解銅めっきにより、貫通孔５０の内壁面にめっき層５２ａを被着形成して導通スルーホール５２を形成し、貫通孔５０に樹脂５４を充填した後、基板表面の銅箔４６とめっき層５２ａと蓋めっきによるめっき層５５を所定パターンにエッチングして配線パターン５６を形成する。
コア基板５８の両面に形成された配線パターン５６は導通スルーホール５２を介して電気的に接続されている。また、コア部１０に形成された下孔１８の外周縁に沿ってリング状のランド１４２が設けられた構成となっている。

（配線基板の製造方法）
配線基板はコア基板５８の両面に、たとえばビルドアップ法により配線層を積層して形成することによって得られる。
図１０は、図６（ｂ）に示した、基板１６の表面にガス抜き穴１４０を備えたコア基板５８の両面に、２層のビルドアップ層６０ａ、６０ｂを積層したビルドアップ層６０を備える。

１層目のビルドアップ層６０ａは、絶縁層６１ａおよび配線パターン６２ａと、下層の配線パターン５６と配線パターン６２ａとを電気的に接続するビア６３ａとを備える。２層目のビルドアップ層６０ｂも絶縁層６１ｂおよび配線パターン６２ｂとビア６３ｂとを備える。
コア基板５８の両面に形成されたビルドアップ層６０の配線パターン６２ａ、６２ｂは導通スルーホール５２およびビア６３ａ、６３ｂを介して電気的に導通される。

ビルドアップ層６０は、一般的なビルドアップ法によって形成される。すなわち、コア基板５８の両面にエポキシフィルム等の絶縁性樹脂フィルムをラミネートして絶縁層６１ａを形成し、レーザ加工により、ビア６３ａを形成するビア穴を底面でコア基板５８の表面に形成されている配線パターン５６が露出するように絶縁層６１ａに開口させる。
次に、デスミア処理によりビア穴の内面を粗化し、無電解銅めっきを施してビア穴の内面および絶縁層６１ａの表面に無電解銅めっき層を形成する。
次に、無電解銅めっき層の表面にフォトレジストを被着し、露光および現像操作により、無電解銅めっき層の配線パターン６２ａとなる部位を露出させたレジストパターンを形成する。

次いで、レジストパターンをマスクとして、無電解銅めっき層をめっき給電層とする電解銅めっきを施し、無電解銅めっき層が露出している部位に電解銅めっきを盛り上げ形成する。この工程で、ビア穴に電解銅めっきが充填され、ビア６３ａが形成される。
次に、レジストパターンを除去し、無電解銅めっき層の露出領域をエッチングして除去することにより、絶縁層６１ａの表面に配線パターン６２ａが形成される。
２層目のビルドアップ層６０ｂについても、同様にして形成することができる。
配線層の最上層では、半導体素子を接続するための電極、あるいは外部接続端子を接合するための接続パッドをパターン形成し、外部に露出する電極あるいは接続パッドを除いて保護膜によって被覆する。外部に露出する電極あるいは接続パッドについては、金めっき等の所要の保護めっきが施される。
配線基板の製造方法には多種の方法がある。コア基板５８の両面に形成する配線層の形成方法も上述した方法に限定されるものではない。

上記実施形態では、本発明の好適な実施形態として、導電性を有するカーボンファイバ強化プラスチックからなるコア部１０を備えるコア基板の製造工程において適用した例について説明した。本発明は、たとえばカーボンファイバ強化プラスチック以外の導電性を備えるコア部を備えるコア基板、あるいは一般的な配線基板の製造工程においても同様に適用することが可能であり、基板の内層から発生するガス、あるいは製造工程中に基板に吸湿された水分から発生する水蒸気が外部に排出されないことによる障害を回避する方法として有効に利用することができる。

基板にガス抜き穴を形成する製造工程を示す断面図である。 基板にガス抜き穴を形成し、下孔に樹脂を充填する製造工程を示す断面図である。 下孔とガス抜き穴の平面図である。 下孔にガス抜き穴を形成する他の製造工程を示す断面図である。 コア基板の製造工程を示す断面図である。 コア基板の製造工程を示す断面図である。 コア基板の他の構成例を示す断面図である。 コア基板の他の製造工程を示す断面図である。 コア基板の他の構成例を示す断面図である。 配線基板の構成を示す断面図である。

符号の説明

１０ コア部
１１ 切粉
１２ プリプレグ
１４ 銅箔
１６ 基板
１８ 下孔
１９ めっき層
２０ 樹脂
２１ 絶縁被膜
４０、４４ プリプレグ
４１ 絶縁樹脂シート
４２ 配線シート
４２ａ 配線パターン
４６ 銅箔
４８ 配線層
５０ 貫通孔
５２ 導通スルーホール
５２ａ めっき層
５２ｂ 膨張部
５４ 樹脂
５６ 配線パターン
５８ コア基板
６０、６０ａ、６０ｂ ビルドアップ層
６２ａ、６２ｂ 配線パターン
６３ａ、６３ｂ ビア
７０、７２ レジストパターン

Claims (10)

1. 導通スルーホールが貫通する下孔が設けられた、導電性を有するコア部と、
   前記下孔の内壁面と前記コア部の表面に被着形成された導体層と、
   前記コア部の表面に被着形成された導体層を開口して設けられたガス抜き穴と、
   前記下孔の内壁面と前記導通スルーホールの外周面との間に充填された絶縁材と、
   前記コア部の両面に積層して形成された配線層と
   を備えることを特徴とするコア基板。
2. 前記コア部の両面に、絶縁層を介して銅箔が被着形成され、前記下孔は、該銅箔が被着した基板を貫通して設けられ、
   前記導体層は、前記下孔の内壁面と前記基板の表面に被着した銅箔の表面を被覆し、
   前記ガス抜き穴は、前記基板の表面に被着した銅箔と導体層とを開口して設けられていることを特徴とする請求項１記載のコア基板。
3. 前記下孔の内壁面を被覆する導体層に積層して絶縁被膜が被着形成されていることを特徴とする請求項１または２記載のコア基板。
4. 前記ガス抜き穴は、前記下穴の開口縁の近傍に配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載のコア基板。
5. 前記コア部は、カーボンファイバを含有するプリプレグを複数枚積層し、加圧および加熱して平板体に形成されたカーボンファイバ強化プラスチックからなることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項記載のコア基板。
6. 導電性を有するコア部に下孔を形成する工程と、
   該下孔が形成された基板にめっきを施し、前記下孔の内壁面と該基板の表面にめっき層を被着形成する工程と、
   前記めっき層が被着形成された基板の表面に被着する導体層をエッチングしてガス抜き穴を形成する工程と、
   該ガス抜き穴が形成された基板の前記下孔に絶縁材を充填する工程と
   を備えることを特徴とするコア基板の製造方法。
7. 前記下孔の内壁面と基板の表面にめっき層を被着形成する工程に続いて、前記めっき層を電源供給層とする電着法により、前記めっき層に積層して絶縁被膜を被着させる工程を備えることを特徴とする請求項６記載のコア基板の製造方法。
8. 基板の下孔に絶縁材を充填する工程に続いて、前記基板の表面に被着する導体層を所定パターンにエッチングする工程を備えることを特徴とする請求項６または７記載のコア基板の製造方法。
9. 前記下孔に絶縁材を充填する工程に続いて、基板の両面に基板と一体に配線層を形成する工程を備え、
   該配線層が一体形成された基板に、前記下孔内を貫通する貫通孔を形成し、貫通孔の内壁面にめっき層を被着形成して前記導通スルーホールを形成することを特徴とする請求項６〜８のいずれか一項記載のコア基板の製造方法。
10. 請求項６〜９のいずれか一項記載のコア基板の製造方法により形成したコア基板に配線層を積層して多層配線基板を形成する工程を備えることを特徴とする配線基板の製造方法。