JP2009099622A - 基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基板に設けた貫通孔の内壁面を被覆するめっき層を侵食せず、信頼性の高い基板の製造方法を提供する。
【解決手段】基板１６に貫通孔１８を形成する工程と、基板１６にめっきを施して、前記貫通孔１８の内壁面をめっき層１９により被覆する工程と、前記基板１６の表面にフォトレジストをラミネートし、該フォトレジストを露光および現像して、少なくとも前記貫通孔１８の平面領域を覆うレジストパターン７２を形成する工程と、該レジストパターン７２をマスクとして、前記基板１６の表面に被着形成された導体層１４、１９をエッチングする工程とを備え、前記レジストパターン７２を形成する工程においては、前記導体層１４，１９を露出させる領域が、前記エッチング工程において前記導体層１４．１９が側面エッチングされる量よりも、前記貫通孔１４の開口縁から離間して配置されるようにレジストパターン７２を形成する。
【選択図】図５

Description

本発明は導電性を有するコア部を備えたコア基板、およびこのコア基板を用いた配線基板等の製造に適用することができる基板の製造方法に関し、とくに基板に形成した貫通孔の内壁面にめっき層を形成する工程を備える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２００１−２０３４５８号公報

コア基板を構成するコア部に設ける下孔をドリル加工によって形成した場合には、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、コア基板はコア部の両面に配線層を積層して形成するが、コア部をカーボンファイバ強化プラスチックのような熱膨張係数が小さい材料によって形成した場合には、配線層の熱膨張係数がかなり大きいために、コア部と配線層との間に熱膨張係数の相違による大きな熱応力が作用し、コア部と配線層との界面で剥離が生じたりクラックが生じたりするという問題が発生する。このような問題を回避するには、コア部と配線層との接合強度を高める必要がある。

前述したように、導電性を有するコア部を備えたコア基板に導通スルーホールを形成するような場合には、基板に貫通孔を形成し、貫通孔の内壁面に電気的導通のためにめっき層を形成するといったことが行われる。このような工程を備える基板の製造工程においては、めっき層による電気的導通性を確保するためにめっき層を保護する必要がある。
本発明は、内壁面にめっき層が被着形成された貫通孔を備える基板の製造に好適に適用することができる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、基板に貫通孔を形成する工程と、基板にめっきを施して、前記貫通孔の内壁面をめっき層により被覆する工程と、前記基板の表面にフォトレジストをラミネートし、該フォトレジストを露光および現像して、少なくとも前記貫通孔の平面領域を覆うレジストパターンを形成する工程と、該レジストパターンをマスクとして、前記基板の表面に被着形成された導体層をエッチングする工程とを備え、前記レジストパターンを形成する工程においては、前記導体層を露出させる領域が、前記エッチング工程において前記導体層が側面エッチングされる量よりも、前記貫通孔の開口縁から離間して配置されるようにレジストパターンを形成することを特徴とする。
なお、基板に貫通孔を形成し、貫通孔の内壁面に導体層（めっき層）を形成する工程は、配線基板の製造工程においてしばしばなされる。本発明は、貫通孔の内壁面にめっき層を被着形成した後、基板の表面に形成されている導体層を所定パターンにエッチングする際に、貫通孔の内壁面に被着形成されためっき層を損傷しないようにエッチングする方法として利用される。

また、本発明は、前記基板は導電性を備えるコア部を備え、前記貫通孔は、導通スルーホールを貫通させる下孔として形成され、該下孔の内壁面を被覆する場合にも適用できる。
また、前記下孔の内壁面にめっき層を被着形成し、前記下孔に絶縁材を充填した後、該下孔に絶縁材が充填された基板の表面にフォトレジストをラミネートし、該フォトレジストを露光および現像して、少なくとも前記樹脂材が充填された下孔の平面領域を覆うレジストパターンを形成する工程と、該レジストパターンをマスクとして、前記基板の表面に被着形成された導体層をエッチングする工程とを備え、前記レジストパターンを形成する工程においては、前記導体層を露出させる領域が、前記エッチング工程において前記導体層が側面エッチングされる量よりも、前記下孔の開口縁から離間して配置されるようにレジストパターンを形成することを特徴とする。この方法によれば、下孔の内壁面を被覆するめっき層がエッチング時に損傷することがなく、また、基板表面の導体層を所定パターンにエッチングすることによって、基板上に積層される配線層と基板との密着性が向上する。
また、前記レジストパターンを形成する工程において、前記下孔と下孔の外周縁に沿ってリング状に被覆するようにフォトレジストをパターニングすることにより、下孔の外周縁に沿ってリング状のランドが形成される。

また、前記下孔の内壁面をめっき層によって被覆することにより、下孔に導通スルーホールを貫通させた際に、導通スルーホールとコア部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、前記下孔の内壁面をめっき層により被覆する工程に続いて、前記めっき層を電源供給層とする電着法により、前記下孔の内壁面を絶縁被膜により被覆する工程を備え、該絶縁被膜によって内壁面が被覆された下孔に前記絶縁材を充填することにより、導通スルーホールとコア部との電気的短絡をさらに確実に防止することができる。また、本発明方法により、下孔の内壁面に絶縁被膜を被着した場合も、下孔の内壁面に被着するめっき層が損傷することを防止することができる。

また、前記下孔に絶縁材を充填する工程に続いて、基板の表面に無電解めっきを施す工程を備え、該無電解めっき層が被着形成された基板の表面にフォトレジストをラミネートしてレジストパターンを形成する工程を採用することにより、レジストパターンを除去する工程において、下孔に充填された絶縁材からレジストパターンを簡単に除去することができる。

また、本発明は、前記導体層をエッチングし、前記レジストパターンを除去した後、前記コア部の両面に配線層を積層して形成する工程を備え、前記配線層が一体形成された基板に、前記下孔を貫通する貫通孔を形成し、該貫通孔の内壁面にめっき層を被着形成して導通スルーホールを形成する工程を備える基板の製造工程にも適用できる。
また、前記導通スルーホールを形成する工程に続いて、前記貫通孔に樹脂を充填する工程と、基板の表面に被着形成された導体層を所定パターンにエッチングして、前記導通スルーホールを介して電気的に接続された配線パターンを基板の表面に形成する工程を備える基板の製造工程にも適用できる。

また、前記基板の製造方法により形成された基板の両面に、配線層を積層して配線基板を形成する工程を備えることにより、コア基板の両面に配線層が形成された配線基板が得られる。
前記配線基板は、ビルドアップ法により、前記基板の両面に配線層を積層して形成することができる。
また、前記コア部として、カーボンファイバを含有するプリプレグを複数枚重ね合わせ、加圧および加熱して平板体に形成したものを使用した場合は、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、信頼性の高い配線基板として提供することが可能となる。

本発明に係る基板の製造方法によれば、基板の表面の導体層をエッチングする際に貫通孔の内壁面を被覆するめっき層が損傷されることが防止でき、貫通孔の内壁面に設けためっき層による作用を確保することができる。また、基板の表面の導体層を所定パターンにエッチングすることによって基板と配線層との密着性を向上させることができ、基板と配線層との熱膨張係数がマッチングしていない場合でも、基板と配線層との界面が剥離したり、界面にクラックが生じるといった問題を回避することができる。

（コア基板の製造方法）
以下、本発明に係る基板の製造方法の実施の形態として、導電性を有するコア部を備えたコア基板の製造方法を例に説明する。
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、ガス抜き穴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に充填する絶縁材としての樹脂２０に混入すると、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の絶縁性が維持されるようになる。

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、コア基板の両面にビルドアップ層を形成して配線基板とする場合には、製造工程中に加熱工程があるから、この場合にも、内層のコア部１０あるいは基板から発生するガスによって銅箔１４あるいはめっき層１９が膨れるといった問題が起こり得る。

このため、本実施形態においては、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。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。
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としたが、ガス抜き穴１４０を配置する位置は、ガス抜き穴１４０をエッチングによって形成する際の側面エッチング量を考慮して決めればよい。

レジストパターン７０をマスクとして基板１６の表面の銅箔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は、エッチング時のエッチング液の回り込みによって生じるものであり、銅箔１４およびめっき層１９の厚さと、使用するエッチング液、エッチング液の噴射条件等のエッチング条件によって変動する。レジストパターン７０を設計する際には、エッチング時にエッチング液が下孔１８の内壁面にまで達しないように設定（距離Ｄを設定）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。

図３は、基板１６の表面にガス抜き穴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、ガス抜き穴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。ガス抜き穴１４０の底面にはプリプレグ１２の表面が露出する。
ガス抜き孔１４０は下孔１８の開口縁から距離Ｄ、離間した位置に配されている。ガス抜き穴１４０を下孔１８の開口縁から離間させているのは、前述したように、銅箔１４とめっき層１９をエッチングする際に、下孔１８の内壁面のめっき層１９が侵されないようにするためである。基板１６の表面はめっき層１９である。図２（ａ）は、図３のＡ−Ａ線断面図である。

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。ガス抜き穴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穴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。
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の端面を研磨し、樹脂２０の端面を平坦化するとともに、基板１６の表面と樹脂２０の端面が面一となるように研磨加工する。

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１６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。

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が設けられていることから、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変形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の端面を研磨して平坦面に加工する。この研磨加工の際に、基板１６の表面の絶縁被膜２１を研磨して除去し、基板１６の表面と樹脂２０の端面を面一にする。

なお、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。

コア基板は、図２（ｂ）あるいは図４（ｃ）に示したように、基板１６に設けた下孔１８に樹脂２０を充填した後、基板１６の両面に配線層を積層して形成し、下孔１８に導通スルーホールを貫通させることによって形成される。
この場合に、基板１６のコア部１０の熱膨張係数と配線層の熱膨張係数に大きな開きがあると、基板１６と配線層との界面が剥離したり、界面にクラックが生じたりする。このため、基板１６と配線層との間には銅箔等の導体を介在させず、基板１６の表面にプリプレグ（樹脂層）１２を露出させ、配線層の絶縁層と基板１６の絶縁層とを接合させるようにするのがよい。樹脂と銅箔との密着力と比較して樹脂同士の方がはるかに密着力が強いからである。

（導体層のエッチング工程）
図５は、このため、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、下孔１８の外周縁に沿って所定幅で銅箔１４およびめっき層１９を残すようにして基板１６の表面から銅箔１４とめっき層１９とを除去する工程を示す。
図５（ａ）は、基板１６に設けた下孔１８に樹脂２０を充填した後、基板１６の表面に無電解銅めっきを施し、基板１６の表面を無電解銅めっき層８０によって被覆した状態を示す。
図５（ｂ）は、無電解銅めっきを施した基板１６の表裏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の平面領域部分と、下孔１８の開口縁に沿って所定幅で被覆するように形成する。

図５（ｃ）は、レジストパターン７２をマスクとして化学的エッチングを施し、基板１６の表面で露出している部位の無電解銅めっき層８０、めっき層１９および銅箔１４を除去した状態を示す。
レジストパターン７２は下孔１８の領域と下孔１８の開口縁に沿って所定幅で被覆するように設けるから、レジストパターン７２をマスクとしてエッチングすると、下孔１８の周囲にリング状に銅箔１４とめっき層１９が残留する。
図５（ｄ）は、下孔１８の外周縁に沿って銅箔１４とめっき層１９が残留してランド１４２が形成された状態を示す。基板１６の表面にはプリプレグ１２が露出し、下孔１８には樹脂２０が充填されている。下孔１８に充填された樹脂２０の端面とランド１４２の端面（上面）とは面一になっている。

図５（ａ）に示す工程において、基板１６の両面に無電解銅めっきを施したのは、銅箔１４およびめっき層１９をエッチングした後、レジストパターン７２を除去する際に、下孔１８に充填された樹脂２０から容易にレジストパターン７２のみを除去できるようにするためである。
すなわち、基板１６の両面に無電解銅めっきを施さずに、基板１６の両面にそのままドライフィルムレジストをラミネートすると、ドライフィルムレジストと樹脂２０とは樹脂同士であるために密着力が強く、エッチング後にレジストパターン７２を樹脂２０から除去することが容易にできないためである。この場合に、ドライフィルムレジスト（レジストパターン７２）を樹脂２０から無理に引き剥がす、あるいは化学的に除去すると、樹脂２０の端面に剥離の際に残渣が発生したり、樹脂２０の端面が劣化するという問題が生じる。

これに対して、基板１６の表面にあらかじめ無電解銅めっきを施してからドライフィルムレジストをラミネートする方法であれば、エッチング後にドライフィルムレジスト（レジストパターン７２）を除去することは、剥離法によっても化学的に無電解銅めっき層８０を溶解して除去する方法であっても簡単にできる。無電解銅めっきを施すことによって、樹脂２０の端面とレジストパターン７２との間に無電解銅めっき層８０が介在し、無電解銅めっき層８０が剥離層として作用するからである。
剥離用として使用する無電解銅めっき層の厚さは０．５μｍ〜１μｍ程度でよい。ドライフィルムレジストの剥離に用いる無電解めっき層としては、無電解銅めっき以外の金属めっきによることが可能であるが、めっきの容易性、エッチングの容易性から無電解銅めっきが有効に利用できる。

また、図５（ｂ）に示すように、本実施形態では、基板１６の両面にレジストパターン７２を形成する際に、下孔１８の外周縁に沿って幅ｗで銅箔１４とめっき層１９を残すようにドライフィルムをパターニングしている。このように、下孔１８の外周縁に沿って銅箔１４とめっき層１９を残すようにしているのは、銅箔１４とめっき層１９をエッチングした際に、下孔１８の内壁面を被覆するめっき層１９がエッチングされないようにするためである。これは、下孔１８の平面領域範囲のみをレジストパターン７２によって被覆したのでは、銅箔１４とめっき層１９とをエッチングした際に、下孔１８の内壁面にエッチング液が回り込み、下孔１８の内壁面を被覆するめっき層１９がエッチングされてしまう可能性があるからである。

図５（ｂ）は、下孔１８の外周縁から幅Ｗだけ張り出すようにして下孔１８をレジストパターン７２によって被覆した状態を示す。この状態で銅箔１４とめっき層１９を化学的にエッチングすると、ランド１４２は側面エッチングされる。この側面エッチングの量は、銅箔１４とめっき層１９の厚さ、使用するエッチング液、エッチング液の噴射圧等のエッチング条件によって異なるが、被エッチング層の厚さの７０％程度が側面エッチング量となる。したがって、レジストパターン７２を下孔１８の外周縁から張り出させる量Ｗを設定する際には、この側面エッチング量を考慮して、エッチング時にエッチング液が下孔１８の内壁面まで達しないように、下孔１８の内壁面のめっき層１９を保護するように設定する必要がある。

（配線層の形成工程）
図６、７は、上述した製造工程により、下孔１８の外周縁にランド１４２が形成された基板の両面に配線層を形成し、次いで導通スルーホールを形成してコア基板を形成するまでの工程を示す。
図６（ａ）は、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て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、加熱および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６（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。

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（図６（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７（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。

導通スルーホール５２を形成した後、貫通孔５０に樹脂５４を充填し、蓋めっきを施した後、基板の表面に被着形成されている銅箔４６、めっき層５２ａ、蓋めっき層５５を所定パターンにエッチングし、基板の表面に配線パターン５６を形成してコア基板５８が得られる（図７（ｂ））。
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が被着形成されたことにより、コア部１０と導通スルーホール５２とが電気的に短絡することが防止されている。

図８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６、７に示した配線層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を積層し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。

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。

（配線基板）
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９は、図７（ｂ）に示した、基板１６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を備える配線基板を示す。
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は絶縁層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種々の方法がある。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、本発明の好適な適用例として、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方法に適用した例として説明した。本発明は、導電性を有するコア部を備えるコア基板の製造に適用する他、樹脂コアを備えるコア基板の製造工程においても同様に適用可能である。また、貫通孔の内壁面にめっき層を形成した後、当該めっき層がエッチングされないようにレジストパターンを形成する工程においては共通に本願発明方法を適用することができる。

基板に下孔とガス抜き穴を形成する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。 基板にガス抜き穴を形成し、下孔に樹脂を充填する他の工程を示す断面図である。 基板表面の導体層をエッチングする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。 配線基板の断面図である。

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
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
８０ 無電解銅めっき層
１４０ ガス抜き穴
１４２ ランド

Claims (11)

1. 基板に貫通孔を形成する工程と、
   基板にめっきを施して、前記貫通孔の内壁面をめっき層により被覆する工程と、
   前記基板の表面にフォトレジストをラミネートし、該フォトレジストを露光および現像して、少なくとも前記貫通孔の平面領域を覆うレジストパターンを形成する工程と、
   該レジストパターンをマスクとして、前記基板の表面に被着形成された導体層をエッチングする工程とを備え、
   前記レジストパターンを形成する工程においては、前記導体層を露出させる領域が、前記エッチング工程において前記導体層が側面エッチングされる量よりも、前記貫通孔の開口縁から離間して配置されるようにレジストパターンを形成することを特徴とする基板の製造方法。
2. 前記基板は導電性を備えるコア部を備え、
   前記貫通孔は、導通スルーホールを貫通させる下孔として形成され、該下孔の内壁面をめっき層により被覆することを特徴とする請求項１記載の基板の製造方法。
3. 前記下孔の内壁面をめっき層により被覆し、前記下孔に絶縁材を充填した後、
   該下孔に絶縁材が充填された基板の表面にフォトレジストをラミネートし、該フォトレジストを露光および現像して、少なくとも前記樹脂材が充填された下孔の平面領域を覆うレジストパターンを形成する工程と、
   該レジストパターンをマスクとして、前記基板の表面に被着形成された導体層をエッチングする工程とを備え、
   前記レジストパターンを形成する工程においては、前記導体層を露出させる領域が、前記エッチング工程において前記導体層が側面エッチングされる量よりも、前記下孔の開口縁から離間して配置されるようにレジストパターンを形成することを特徴とする請求項２記載の基板の製造方法。
4. 前記レジストパターンを形成する工程においては、前記下孔と下孔の外周縁に沿ってリング状に被覆するようにフォトレジストをパターニングすることを特徴とする請求項３記載の基板の製造方法。
5. 前記下孔の内壁面をめっき層により被覆する工程に続いて、前記めっき層を電源供給層とする電着法により、前記下孔の内壁面を絶縁被膜により被覆する工程を備え、
   該絶縁被膜によって内壁面が被覆された下孔に前記絶縁材を充填することを特徴とする請求項３記載の基板の製造方法。
6. 前記下孔に絶縁材を充填する工程に続いて、基板の表面に無電解めっきを施す工程を備え、該無電解めっき層が被着形成された基板の表面にフォトレジストをラミネートしてレジストパターンを形成することを特徴とする請求項３〜５のいずれか一項記載の基板の製造方法。
7. 前記導体層をエッチングし、前記レジストパターンを除去した後、
   前記コア部の両面に配線層を積層して形成する工程を備え、
   前記配線層が一体形成された基板に、前記下孔を貫通する貫通孔を形成し、該貫通孔の内壁面にめっき層を被着形成して導通スルーホールを形成する工程を備えることを特徴とする請求項３〜６のいずれか一項記載の事を特徴とする。
8. 前記導通スルーホールを形成する工程に続いて、
   前記貫通孔に樹脂を充填する工程と、
   基板の表面に被着形成された導体層を所定パターンにエッチングして、前記導通スルーホールを介して電気的に接続された配線パターンを基板の表面に形成する工程とを備えることを特徴とする請求項７記載の基板の製造方法。
9. 請求項８記載の基板の製造方法により形成された基板の両面に、配線層を積層して配線基板を形成する工程を備えることを特徴とする基板の製造方法。
10. ビルドアップ法により、前記基板の両面に配線層を積層して形成することを特徴とする請求項９記載の基板の製造方法。
11. 前記コア部を形成する工程として、カーボンファイバを含有するプリプレグを複数枚重ね合わせ、加圧および加熱して平板体に形成する工程を備えることを特徴とする請求項２〜１０のいずれか一項記載の基板の製造方法。