JP2011165999A - 配線板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】空中配線部を有する両面配線板の製造方法において、製造時間を短縮するとともに製造コストを低減し、安定したチップとの接合が可能な配線板の製造方法を提供する。
【解決手段】絶縁基板の第１、第２主面とに第１及び第２導体膜とが設けられ、第２主面に接着剤がない両面銅張積層板を準備する工程と、第1導体膜と絶縁基板とを貫通するブラインドビアホールを形成する工程と、絶縁基板の第１主面側の表面全面に導電膜を形成する工程と、第１導体膜上及びブラインドビアホール内にめっきを形成する工程と、第１導体膜及び第２導体膜をパターニングして第１、第２導体パターンを形成する工程とを有し、導体パターンの形成工程の後、デバイスホール形成予定領域を除いた第１主面側及び第２主面側の表面全面にレジスト膜を形成する工程と、エッチングにより絶縁基板にデバイスホールを形成する工程と、レジスト膜を剥膜する工程とを備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、配線板の製造方法に関し、特に、絶縁基板の両面に配線が設けられ、かつ、前記配線の一部が前記絶縁基板の開口部上を通る配線板に適用して有効な技術に関するものである。

従来、フィルム状の絶縁基板の表面に導体パターン（配線）が設けられた配線板には、前記絶縁基板の両面に導体パターンが設けられた両面配線板がある。このとき、前記絶縁基板の各面に設けられた導体パターンは、前記絶縁基板に設けられたビアホール（via hole）やスルーホールなどの開口部に沿って設けたビアやめっきスルーホール（ＰＴＨ）により電気的に接続されている。

また、前記両面配線板には、例えば、前記絶縁基板に、前記ビアホールやスルーホールとは別の開口部が設けられており、前記導体パターンの一部が、前記絶縁基板の開口部上を通っている配線板がある。以下、前記絶縁基板に設けられた開口部のうち、前記ビアや前記めっきスルーホールを設けるための開口部を第１開口部と称し、それ以外の開口部を第２開口部と称する。

このとき、前記導体パターンのうち、前記絶縁基板の第２開口部上を通る部分は、例えば、前記配線板上に半導体チップを実装するときに、前記半導体チップの外部電極と電気的に接続される部分である。以下、前記導体パターンのうち、前記絶縁基板の開口部上を通っている部分を空中配線部と称する。

前記空中配線部を有する両面配線板の製造方法には、前記絶縁基板の第１主面側の導体パターンを形成した後、レーザエッチングにより、前記絶縁基板に前記第２開口部を形成し、前記絶縁基板の前記第１主面の裏面（第２主面）の導体パターンを形成する方法がある（例えば、特許文献１を参照）。

前記特許文献１に記載された配線板の製造方法を簡単に説明すると、まず、ポリイミドテープなどの絶縁基板の両面に、銅箔などの導体膜を接着し、前記ビアやめっきスルーホールを形成して前記各導体膜を電気的に接続した後、前記導体膜の一方をパターニングして第１導体パターンを形成する。次に、前記第１導体パターンを形成した面から、例えば、炭酸ガスレーザを照射するレーザエッチングにより、前記絶縁基板に第２開口部（デバイスホール）を形成する。その後、もう一方の導体膜をパターニングして、前記空中配線部を有する第２導体パターンを形成する。

また、前記空中配線部を有する両面配線板の製造方法には、絶縁基板の予め設けられた第１主面側の第１導体箔を接着した状態で前記絶縁基板と前記第１導体箔とを打ち抜き加工し、前記絶縁基板及び前記第１導体箔とを貫通する開口部を設け、その後第２主面側に第２導体箔を貼り付け、第１、第２導体箔に導体パターンを形成する方法がある（例えば、特許文献２参照）。

前記特許文献２に記載された配線板の製造方法を簡単に説明すると、ポリイミドテープなどの絶縁基板の第１主面に第１導体膜を接着した状態で、絶縁基板及び第１導体膜を貫通するように前記ビア、めっきスルーホール、デバイスホール等の開口部を金型を用いた打ち抜き加工で形成した後、第２主面に第２導体膜を貼り付け、前記第１の導体膜をパターニングして第１導体パターンを形成し、そして、前記第２の導体膜をパターニングして前記空中配線部を有する第２導体配線部を有する第２導体パターンを形成する。

特開平１０−１２６７７号公報（第１図−第３図） 特開２００５−２７３５１６号公報（第４図−第７図）

しかしながら、前記従来の技術では、例えば、前記レーザエッチングにより前記絶縁基板の第２開口部（デバイスホール）を形成するには、広い領域を開口する場合に加工時間が長くなるという問題があり、また、レーザ発振器の保守管理等のコストも高くなる。また、レーザの熱により、第２導体面が変形し、チップとの接合に不具合が生じる可能性がある。

また、金型で打ち抜く方法によれば、次のような問題が生じる。つまり、近年パッケージサイズの小型化により、はんだボール搭載領域の面積が小さくなることが影響してボールパッドの間隔が密になるとともにビア径の小径化が進んでいる。そのため、開口部を形成するための金型自体もピンを細く密にする必要があり、加工精度をより高いものとしなければならないという問題がある。現状では最小径でも２００μｍが限界であり、金型での打ち抜きでは、小径のビアが形成できない。

したがって、本発明の目的は、空中配線部を有する両面配線板の製造方法において、製造時間を短縮するとともに製造コストを低減し、空中配線に変形がなく安定したチップとの接合が可能な技術を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、空中配線部を有する両面配線基板の製造方法において、小型化に対応し安定したビアの形成が可能な技術を提供することにある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかになるであろう。

本願において開示される発明の概要を説明すれば、以下の通りである。

絶縁基板の第１主面と第２主面とに夫々第１導体膜と第２導電膜とが設けられ、前記絶縁基板の前記第２主面に接着剤がない両面銅張積層板を準備する工程と、前記両面銅張積層板に前記第１導体膜と前記絶縁基板とを貫通するブラインドビアホールを形成する工程と、前記絶縁基板の第１主面側の表面全面に導電膜を形成する工程と、前記第１導体膜上及び前記ブラインドビアホール内にめっきを形成する工程と、前記第１導体膜をパターニングして第１導体パターンを形成する工程と、前記第２導体膜をパターニングして第２導体パターンを形成する工程とを有し、前記第１導体パターン及び前記第２導体パターンを形成する工程の後、デバイスホール形成予定領域を除いた第１主面側の表面と、第２主面側の表面全面にレジスト膜を形成する工程と、前記レジスト膜を形成する工程の後、エッチングにより前記絶縁基板にデバイスホールを形成する工程と、前記レジスト膜を剥膜する工程とを備えることを特徴とする配線板の製造方法である。

前記手段によれば、第２主面側に接着剤層を設けないので、ブラインドビアホールをレーザで穿孔した場合であってもデスミアプロセスにより接着剤層が侵食されず、安定したビアホール形状となる。

また、出発材料として絶縁基板の両面に導体膜が設けられた両面銅張積層板を用いるので、導体箔を貼り付ける工程が不要であり、前記配線板の製造にかかる時間を短縮することができる。

また、導電化やパターニング後にデバイスホールを形成するため、デバイスホール内の導電膜を除去する工程の必要がないので、前記配線板の製造にかかる時間を短縮することができる。

本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、以下の通りである。

（１）空中配線部を有する両面配線板の製造方法において、製造にかかる時間を短縮することができる。

（２）空中配線部を有する両面配線板の製造方法において、製造コストを低減することができる。

（３）空中配線部を有する両面配線板の製造方法において、細径のブラインドビアホールを形成することができ、延いてはパッケージの小型化を図ることができる。

本発明に関わる配線板の概略構成を示す模式図であり、空中配線部を有する配線板の一例を示す平面図である。 本発明に関わる配線板の概略構成を示す模式図であり、図１のＡ−Ａ’線での断面図である。 本発明による一実施形態の配線板の製造方法を説明するための模式図であり、製造方法の手順を説明するためのフロー図である。 本実施形態の配線板の製造方法を説明するための模式図である。

以下、本発明について、図面を参照して実施の形態（実施例）とともに詳細に説明する。

なお、実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは、同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。

本発明の実施の形態を説明する前に、まず、本発明に関わる配線板の概略構成について説明する。

図１及び図２は、本発明に関わる配線板の概略構成を示す模式図であり、図１は空中配線部を有する配線板の一例を示す平面図、図２は図１のＡ−Ａ’線での断面図である。

本発明に関わる配線板は、例えば、図１及び図２に示すように、フィルム状の絶縁基板１の第１主面に第１導体パターン２が設けられ、前記絶縁基板１の第１主面の裏面（以下、第２主面と称する）に第２導体パターン３が設けられている。また、前記第１導体パターン２と前記第２導体パターン３は、例えば、図２に示したように、前記絶縁基板１に設けられた開口部（以下、ブラインドビアホールと称する）１Ａに沿って設けられたビア２Ｖにより電気的に接続されている。

また、前記絶縁基板１には、前記ブラインドビアホール１Ａとは異なる開口部１Ｂ（以下、デバイスホールと称する）が設けられており、例えば、前記第２導体パターン３の一部３Ａが、前記デバイスホール１Ｂ上を通っている。以下、前記第２導体パターン３のうち、前記デバイスホール１Ｂ上を通る部分３Ａを空中配線部と称する。

前記空中配線部３Ａは、例えば、前記配線板に半導体チップを実装したときに、前記半導体チップの外部電極と電気的に接続される部分である。またこのとき、前記空中配線部３Ａは、例えば、前記半導体チップの外部電極と接続するときに、前記絶縁基板１のデバイスホール１Ｂ上で切断され、どちらか一方、あるいは両方が前記半導体チップの外部電極と接続される。

また、前記第１導体パターン２及び第２導体パターン３上には、図２に示したように、ソルダレジストなどの保護膜４、あるいは金めっきや錫めっきなどの機能めっき５が設けられている。

以下、図１及び図２に示した配線板を例に挙げ、その製造方法についての実施の形態を説明する。

（実施形態）
図３及び図４は、本発明による一実施形態の配線板の製造方法を説明するための模式図であり、図３は製造方法の手順を説明するためのフロー図、図４（ａ）は両面銅張積層板を示す断面図、図４（ｂ）はブラインドビアホールを形成する工程の断面図、図４（ｃ）は導電化処理を行う工程の断面図、図４（ｄ）はブラインドビアホールにめっきを施す工程の断面図、図４（ｅ）はパターニングを行う工程の断面図、図４（ｆ）はレジスト膜を形成する工程の断面図、図４（ｇ）は絶縁基板をエッチングする工程の断面図である。なお、図４の各断面図は、図２に示した断面図と同じ断面を示しているものとする。

本実施形態の配線板の製造方法は、図３に示すように、絶縁基板の第１主面と第２主面とに導体膜が設けられ、前記絶縁基板の第２主面に接着剤がない両面銅張積層板を準備し、前記絶縁基板及び前記第１導体膜を貫通するブラインドビアホールを形成するブラインドビアホール形成工程６０１と、前記絶縁基板の第１主面側の表面全面を導電化する導電化工程６０２と、前記第１導体膜上及び前記絶縁基板のブラインドビアホール（第１開口部）内にめっきを形成するめっき工程６０３と、前記第１導体膜及び第２導体膜をパターニングして第１導体パターン及び第２導体パターンを形成するパターニング工程６０４と、第１主面のデバイスホール形成予定領域を除く部分にレジスト膜を形成するレジスト膜形成工程６０５と、前記デバイスホール形成予定領域の絶縁基板をエッチングで除去するエッチング工程６０６と、保護膜及び機能めっきを形成する工程６０７とを有する。

本実施形態の製造方法を用いて、図１及び図２に示したような配線板を製造するときには、まず、前記ブラインドビアホール形成工程６０１を行い、図４（ａ）に示すようなフィルム上の絶縁基板１の両面に導体膜２０１、３０１が設けられた両面銅張積層板を準備する。前記絶縁基板１には、例えば厚さが５０μｍのポリイミドテープを用いる。また、前記第１導体膜２０１及び第２導体膜３０１には、例えば、厚さが１２μｍの銅箔を用いる。また、少なくとも第２導体膜３０１は接着剤を介さずに絶縁基板１に貼り付けられている。そして、図４（ｂ）に示すように、前記ブラインドビアホール１Ａを形成する。前記ブラインドビアホール１Ａは、例えば、ＵＶレーザやＣＯ₂レーザを用いて形成する。また、ブラインドビアホール１Ａは第１導体膜２０１と絶縁基板１の両方をレーザ加工することで形成できるが、前記第１導体膜２０１に所望とする径（ブラインドビアホール径）の開口をエッチング等で形成した後、絶縁基板１にレーザ照射することでも形成することが可能である。

次に、前記導電化工程６０２を行い、図４（ｃ）に示すように、前記絶縁基板１の第１主面側の表面全面に薄い導電膜７を形成して導電化する。前記導電膜７は、例えば、ＤＰＳ（Direct Plating System）あるいは無電解銅めっき等で形成する。このとき、前記導電膜７は、前記第１導体膜２０１の表面だけでなく、絶縁基板１の第１導体膜２０１側の全面に形成し、前記ブラインドビアホール１Ａの内部にも形成する。

次に、前記めっき工程６０３を行い、図４（ｄ）に示すように、前記導電膜７の露出面上にめっきをして、前記ブラインドビアホール１Ａ内にビア２Ｖを形成する。前記ビア２Ｖは、例えば、電気銅めっきで形成する。またこのとき、前記第１導体膜２０１上にも、薄くめっきが積層される。そのため、前記絶縁基板１の第１主面上の導体膜は、前記第１導体膜２０１上にめっきが積層した積層導体膜２０２になる。

次に、前記パターニング工程６０４を行う。まずは、前記第１導体膜２０１及び導電膜７、ならびにめっきからなる積層導体膜２０２上及び前記第２導体膜３０１上にエッチングレジスト（図示しない）を形成する。そして、図４（ｅ）に示すように、前記積層導体膜２０２の不要な部分を除去して第１導体パターン２を形成するとともに、前記第２導体膜３０１の不要な部分を除去して第２導体パターン３を形成する。パターニング後、前記エッチングレジストを剥膜する。

前記第１導体パターン２と前記第２導体パターン３を形成する工程は、一度に行ってもよいし、それぞれを分けて行ってもよい。

次に、前記レジスト膜形成工程６０５を行い、図４（ｆ）に示すように前記絶縁基板１のデバイスホール１Ｂ形成予定領域を除く第１主面にレジスト膜８を形成する。前記レジスト膜８は、例えば厚さ４０μｍのドライフィルムレジストを用いる。まず、前記デバイスホール１Ｂを含む第１主面全面にドライフィルムレジストを貼り付け、前記デバイスホール１Ｂの形成予定領域のドライフィルムが除去されるように露光・現像される。

その後、エッチング工程６０６を行い、図４（ｇ）に示すように、前記デバイスホール１Ｂ形成予定領域においてレジスト膜８から露出した絶縁基板１をエッチング処理によって除去する。エッチングに用いられる薬液として、例えば、東レエンジニアリング（株）製のポリイミドケミカルエッチング液TPE3000を用いればよい。そして、エッチング後、レジスト膜８を剥膜する。

その後、保護膜及び機能めっきを形成する工程６０７を行い、前記第１導体パターン２及び第２導体パターン３の表面に、ソルダレジストなどの保護膜４、及び金めっきや錫めっき等の機能めっき５を形成すると、図１及び図２に示したような配線板が得られる。

以上、本発明を、前記実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、種々変更可能であることはもちろんである。

例えば、前記実施形態では、図１及び図２に示したような配線板の製造方法を例に挙げて説明したが、これに限らず、前記空中配線部３Ａを有する両面配線板に適用できることは言うまでもない。このとき、前記空中配線部３Ａは、例えば、一端が前記ブラインドビアホール１Ａ上にあってもよい。

また、前記空中配線部３Ａは、例えば、半導体チップの外部電極と接続する部分である必要はなく、例えば、高周波伝送路等で、絶縁基板の誘電率の影響を防ぐために形成した開口部上を通る配線であってもよい。

１ 絶縁基板
１Ａ 第１開口部（ブラインドビアホール）
１Ｂ 第２開口部（デバイスホール）
２ 第１導体パターン
２０１ 第１導体膜
２０２ 積層導体膜
２Ｖ ビア
３ 第２導体パターン
３０１ 第２導体膜
３Ａ 空中配線部
４ 保護膜
５ 機能めっき
７ 導電膜
８ レジスト膜（ドライフィルムレジスト）

Claims (4)

1. 絶縁基板の第１主面と第２主面とに夫々第１導体膜と第２導体膜とが設けられ、前記絶縁基板の前記第２主面に接着剤がない両面銅張積層板を準備する工程と、
   前記両面銅張積層板に前記第１導体膜と前記絶縁基板とを貫通するブラインドビアホールを形成する工程と、
   前記絶縁基板の第１主面側の表面全面に導電膜を形成する工程と、
   前記第１導体膜上及び前記ブラインドビアホール内にめっきを形成する工程と、
   前記第１導体膜をパターニングして第１導体パターンを形成する工程と、
   前記第２導体膜をパターニングして第２導体パターンを形成する工程とを有し、
   前記第１導体パターン及び前記第２導体パターンを形成する工程の後、デバイスホール形成予定領域を除いた第１主面側の表面と、第２主面側の表面全面にレジスト膜を形成する工程と、
   前記レジスト膜を形成する工程の後、エッチングにより前記絶縁基板にデバイスホールを形成する工程と、
   前記レジスト膜を剥膜する工程と
   を備えることを特徴とする配線板の製造方法。
2. 前記ブラインドビアホールを形成する工程は、第１主面側からレーザを照射して行うことを特徴とする請求項１に記載の配線板の製造方法。
3. 前記導電膜を形成する工程は、ＤＰＳまたは無電解めっきにより行われることを特徴とする請求項１又は２に記載の配線板の製造方法。
4. 前記第１導体パターンおよび／又は前記第２導体パターンに機能めっきを施す工程を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の配線板の製造方法。

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