JP2013045960A

JP2013045960A - 配線基板およびその製造方法

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Publication number: JP2013045960A
Application number: JP2011183840A
Authority: JP
Inventors: Yosuke Arakawa; 洋介荒川
Original assignee: Kyocera SLC Technologies Corp
Current assignee: Kyocera SLC Technologies Corp
Priority date: 2011-08-25
Filing date: 2011-08-25
Publication date: 2013-03-04

Abstract

【課題】電気絶縁信頼性が高い配線基板の製造方法を提供する。
【解決手段】絶縁層３の外周部および中央部に電解めっき層を析出させることにより形成された配線導体４を備えて成る配線基板１０であって、前記絶縁層３の外周縁に沿って前記絶縁層３を貫通するビアホール８の列が複数列配設されているとともに、前記ビアホール８が前記電解めっき層により充填されており、配線基板１０となる配線基板領域が間に切断領域を介して配列された多数個取り基板の表面に絶縁層３を被着し、次に絶縁層３における配線基板領域の外周縁に沿ってビアホール８の列を複数列形成し、次に絶縁層３の表面にビアホール８を充填するように電解めっき層を析出させて絶縁層３における配線基板領域の外周部および中央部に配線導体４を形成し、最後に切断領域を切断することにより製造される。
【選択図】図１

Description

本発明は、高密度配線基板およびその製造方法に関するものである。

近年、携帯型のゲーム機や通信機器に代表される電子機器の高機能化が進む中、それらに使用される配線基板には、複雑な配線パターンが密に配設される高密度配線化が要求されている。

このような高密度な配線基板の配線導体の形成には、周知のセミアディティブ法が好適に用いられる。セミアディティブ法は、絶縁層表面に下地金属層を被着させた後に、下地金属層の表面に配線パターンに対応する開口部を有するめっきレジストを被着させ、開口部内の下地金属層上に選択的に電解めっき層を形成した後、めっきレジストを剥離するとともに電解めっき層から露出した下地金属層をエッチング除去することでめっき金属層から成る配線導体を形成するものである。なお、このようなセミアディティブ法により形成される配線基板においては、通常、絶縁層とめっき金属層とを交互に複数積層することにより多層化が図られる。また、最表層の絶縁層およびめっき金属層の上には、保護用のソルダーレジスト層が被着される。

また、配線基板を製造する場合は、量産性の観点から個別の配線基板となる複数の配線基板領域が、間に切断領域を介して縦横の並びに一体的に配列された多数個取り基板が用いられることが多く、例えば多数個取り基板に周知のビルドアップ法を用いて加工を進めた後、最後に切断領域をダイシングにより切断して分割することで個別の配線基板が同時に多数個製造される。

このとき、多数個取り基板の切断領域には、セミアディティブ法によるめっき金属層のパターン形成は行われない。これは、切断領域に電解めっき等の金属層があると切断に用いるダイシングブレードの寿命が短くなる等の不具合が発生するためである。ところが、切断領域にめっき金属層のパターンを設けない状態で、配線基板領域に電解銅めっきを施すと、配線基板領域の外周部では、配線基板領域の中央部と比較して銅めっきの厚みが厚くなる。これは、めっき金属層のパターンの無い切断領域に隣接する配線基板領域の外周部では、配線導体における切断領域側の縁端部に電解めっきのための電界が大きく集中しやすくなり、その部分にめっき金属が多く析出するためである。このように、配線導体に厚みの差があると、その上にさらに次層の絶縁層やソルダーレジスト層を被着させる場合に、配線導体が厚い部分に被覆される絶縁層やソルダーレジスト層の厚みが、めっき厚が薄い部分に被覆される絶縁層やソルダーレジスト層の厚みに比べて薄くなってしまい、配線導体に対する電気絶縁信頼性が部分的に低下する個所が生じるおそれがあった。

特開平６−８８２８３号公報

本発明は、セミアディティブ法によるめっき金属層から成る配線導体の厚みが、配線基板の外周部と中央部とで大きく異なることがなく、配線導体上に被着される絶縁層やソルダーレジスト層が局所的に薄くなる個所を低減することで配線導体に対する電気絶縁信頼性が高い配線基板およびその製造方法を提供することを課題とする。

本発明における配線基板は、絶縁層の外周部および中央部に電解めっき層を析出させることにより形成された配線導体を備えて成る配線基板であって、絶縁層の外周縁に沿って絶縁層を貫通するビアホールの列が複数列配設されているとともに、ビアホールが電解めっき層により充填されていることを特徴とするものである。

本発明における配線基板の製造方法は、個別の配線基板となる複数の配線基板領域が間に切断領域を介して縦横の並びに一体的に配列された多数個取り基板の表面に絶縁層を被着する工程と、絶縁層における配線基板領域の外周縁に沿って絶縁層を貫通するビアホールの列を複数列形成する工程と、絶縁層の表面にビアホールを充填するように電解めっき層を析出させて絶縁層における配線基板領域の外周部および中央部に配線導体を形成する工程と、切断領域を切断することにより配線基板領域を個別の配線基板に分割する工程とを行なう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、絶縁層の外周縁に沿って絶縁層を貫通するビアホールの列が複数列配設されているとともに、それらのビアホールが電解めっき層により充填されていることから、配線導体の形成時に電解めっきのための電界が絶縁層の外周部に集中して絶縁層の外周部へのめっき金属の析出が多かったとしても、その析出はビアホール内を充填することに費やされるので絶縁層の外周部における配線導体の厚みが厚くなることがない。したがって、配線導体の厚みのバラツキを小さいものとすることができ、配線導体上に被覆される絶縁層やソルダーレジスト層の厚みが局所的に薄くなることを低減し、電気絶縁信頼性が高い配線基板を提供することができる。

また、本発明の配線基板の製造方法によれば、個別の配線基板となる複数の配線基板領域が間に切断領域を介して縦横の並びに一体的に配列された多数個取り基板表面の絶縁層に、配線基板領域の外周縁に沿って絶縁層を貫通するビアホールの列を複数列形成して絶縁層の表面にビアホールを充填するように電解めっき層を析出させて配線基板領域の外周部および中央部に配線導体を形成する。このため電解めっきのための電界が各配線基板領域の外周部に大きく集中して配線基板領域の外周部へのめっき金属の析出が多かったとしても、その析出はビアホール内を充填することに費やされるので配線基板領域の外周部における配線導体の厚みが厚くなることがない。したがって、配線導体の厚みのバラツキを小さいものとすることができ、配線導体上に被覆される絶縁層やソルダーレジストの厚みが局所的に薄くなることを低減し、電気絶縁信頼性が高い配線基板を提供することができる。

図１（ａ）および（ｂ)は、本発明の配線基板の実施の形態の一例を示す概略断面図および概略平面図である。図２（ａ）〜（ｅ）は、本発明の配線基板の製造方法の実施形態の一例を示す概略平面図および概略断面図である。図３（ｆ）は、本発明の配線基板の製造方法の実施形態の一例を示す概略平面図および概略断面図である。

次に、本発明の配線基板およびその製造方法の実施形態の一例を図１、図２、図３を基にして詳細に説明する。

図１（ａ）に本例の配線基板１０の概略断面図を示し、図１（ｂ）に配線基板１０における特定層の概略平面図を示す。配線基板１０は、コア用の配線導体２が被着されたコア用の絶縁板１の両主面にビルドアップ用の絶縁層３とビルドアップ用の配線導体４とが複数層ずつ積層されて成り、さらにその上下面にソルダーレジスト層５が被着されている。

コア用の絶縁板１は、例えばガラス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等の熱硬化性樹脂を含浸させた電気絶縁材料から成り、直径が１００〜３００μｍ程度のスルーホール７が複数形成されている。コア用の絶縁板１の厚みは４０〜３００μｍ程度である。

コア用の絶縁板１の上下面およびスルーホール７の内にはコア用の配線導体２が被着されている。コア用の配線導体２は、例えばコア用の絶縁板１の上下面では銅箔およびその上の銅めっき層から成り、スルーホール７の内部では、銅めっき層から成る。このようなコア用の絶縁板１およびコア用の配線導体２は、以下のようにして形成される。先ず、ガラスクロスに熱硬化性樹脂を含浸させた絶縁板の上下両面に厚みが５〜３５μｍ程度の銅箔が被着された両面銅張板を準備する。次に、両面銅張板にドリル加工やレーザ加工によりスルーホール７を穿孔する。次に、スルーホール７内および上下の銅箔表面に無電解銅めっき層および電解銅めっき層を順次被着させる。無電解銅めっき層の厚みは０．１〜１μｍ程度、電解銅めっき層の厚みは５〜２５μｍ程度とする。次に、電解銅めっき層が施されたスルーホール７の内部に孔埋め樹脂を充填する。次に、孔埋め樹脂上および上下面の銅めっき層上に無電解銅めっき層および電解銅めっき層を順次被着する。無電解銅めっき層の厚みは０．１〜１μｍ程度、電解銅めっき層の厚みは５〜３０μｍ程度とする。最後に、銅箔およびその上の銅めっき層を周知のサブトラクティブ法によりパターン加工する。

ビルドアップ用の絶縁層３は、例えばエポキシ樹脂やポリイミド樹脂などの熱硬化性樹脂を含有する電気絶縁材料からなり、その上面から下面にかけて貫通するビアホール８が複数形成されている。絶縁層３の厚みは１０〜５０μｍ程度である。また、ビアホール８の直径は、３０〜１００μｍ程度である。

ビルドアップ用の絶縁層３上およびビアホール８内には、ビルドアップ用の配線導体４が被着されている。ビルドアップ用の配線導体４は、例えば無電解銅めっき層およびその上の電解銅めっき層から成り、後述するセミアディティブ法で形成されている。配線基板１０の上面中央部には、半導体素子の電極と接続される半導体素子接続パッド９が形成されているとともに、配線基板１０の下面には外部回路基板の電極と接続される回路基板接続パッド１１が形成されている。

ソルダーレジスト層５はエポキシ樹脂やポリイミド樹脂などの熱硬化性樹脂を含有する電気絶縁材料から成る。配線基板１０の上面側に設けられたソルダーレジスト層５には、最表層の配線導体４の一部を半導体素子の電極と接続される半導体素子パッド９として露出させる開口部が形成されており、下面側に設けられたソルダーレジスト層５には、最表層の配線導体４の一部を外部回路基板の電極と接続される回路基板接続パッド１１として露出させる開口部が形成されている。

そして、本例の配線基板１０においては、図１（ｂ）に示すように、絶縁層３の中央部から外周部にかけて複数の配線導体４が形成されている。さらに絶縁層３の外周縁に沿って多数のビアホール８が複数の列を成して形成されており、このビアホール８の内部は配線導体４を形成する電解銅めっき層により充填されている。このように、絶縁層３の外周縁に沿ってビアホール８の列が複数列配設されているとともに、それらのビアホール８が電解銅めっき層により充填されていることから、配線導体４の形成時に電解めっきのための電界が絶縁層３の外周部に集中して絶縁層３の外周部への電解銅めっき層の析出が多かったとしても、その析出は絶縁層３の外周縁に沿って複数列形成された多数のビアホール８内を充填することに費やされるので絶縁層３の外周部における配線導体４の厚みが厚くなることがない。したがって、配線導体４の厚みのバラツキを小さいものとすることができ、配線導体上に被覆される絶縁層４やソルダーレジスト層５の厚みが局所的に薄くなることを低減し、電気絶縁信頼性が高い配線基板１０を提供することができる。

絶縁層３の外周縁に沿って形成される複数列のビアホール８は、直径が３０〜１００μｍ程度であり、絶縁層３の外周縁から２００〜６００μｍの領域に２００μｍ以下のピッチで２〜５列形成されることが好ましい。複数のビアホール８の列が絶縁層３の外周縁から２００μｍ未満の領域に形成されている場合、その領域よりも内側で配線導体４が厚いものとなる危険性があり、複数のビアホール８の列が絶縁層３の外周縁から６００μｍを超える領域に形成されている場合、その領域の内側部分における配線導体４の引き回しを制限してしまう危険がある。また、絶縁層３の外周縁に沿って形成された複数のビアホール８の列におけるビアホール８のピッチが２００μｍを超えると、絶縁層３の外周部における配線導体４の厚みが厚いものとなる危険性がある。さらに、絶縁層３の外周縁に沿って形成されたビアホール８の列が２列未満では、絶縁層３の外周部における配線導体４の厚みが厚いものとなる危険性があり、５列を超えると、そのような多数列のビアホール８を形成するために配線導体４の引き回しを制限してしまう危険がある。

次に、本発明の配線基板の製造方法の一例について、図２（ａ）〜（ｅ）および図３（ｆ）を基にして詳細に説明する。なお、図１と同様の個所には同様の符号を付して詳細な説明は省略する。

まず、図２（ａ）に示すように、複数の配線基板領域Ａが間に切断領域Ｂを介して縦横の並びに一体的に配列された加工途中の多数個取り基板２０を用意する。多数個取り基板２０は、両面銅張り板にスルーホール加工、めっき加工、エッチング加工等を施して、各配線基板領域Ａにコア用の絶縁板１および配線導体２を形成したものや、さらにその上に絶縁層３および配線導体４を形成したものである。なお、多数個取り基板２０は、通常数十〜数百個の配線基板領域Ａが配列されているが、本例においては簡略のため、２個の配線基板領域Ａのみを代表して示している。

次に、図２（ｂ）に示すように、多数個取り基板２０の表面に配線基板領域Ａと切断領域Ｂとを覆うようにビルドアップ用の絶縁層３を被着するとともに、配線基板領域Ａの外周縁に沿って絶縁層３を貫通するビアホール８を形成する。多数個取り基板２０の表面に絶縁層３を被着するには、例えば、未硬化の熱硬化性樹脂組成物を含有する樹脂フィルムを真空プレス機を用いて多数個取り基板２０の表面に貼着した後、熱硬化させればよい。また、ビアホール８の形成はレーザ加工により行なえばよく、例えばビアホール８の径はおよそ３０〜１００μｍである。このとき本発明においては、配線基板領域Ａの外周縁から２００〜６００μｍの領域に多数のビアホール８を、２００μｍ以下のピッチで２〜５列形成する。

次に、図２（ｃ）に示すように、ビルドアップ用の絶縁層３の表面およびビアホール８内に下地金属層２１を被着させる。下地金属層２１は、例えば厚みがおよそ１μｍの薄い無電解銅めっきにより形成される。

次に、図２（ｄ）に示すように、配線導体４に対応する下地金属層２１の部位２１ａを露出させるめっきレジスト２２を下地金属層２１表面に被覆する。このようなめっきレジスト２２は、感光性を有する樹脂フィルムを下地金属層２１の表面に真空プレス機を用いて貼着するとともに上記領域を露出させるように露光および現像処理することにより形成される。

次に、図２（ｅ）に示すように、めっきレジスト２２から露出した下地金属層２１上に、例えば電解めっき法によりビアホール８を充填するように電解銅めっき層２３を析出させる。電解銅めっき層２３の厚みは５〜３０μｍ程度である。このとき、各配線基板領域Ａの外周縁に沿って複数列形成されたビアホール８を充填するようにして電解銅めっき層２３が被着されることから、各配線基板領域Ａの外周部への電解銅めっき層２３の析出が多かったとしても、その析出は外周部に複数列設けられたビアホール８内を充填することに費やされるので、配線基板領域Ａの外周部における電解銅めっき層２３の厚みが厚くなることが有効に防止される。

なお、複数のビアホール８の列が絶縁層３の外周縁から２００μｍ未満の領域に形成されている場合、その領域よりも内側で配線導体４が厚いものとなる危険性があり、複数のビアホール８の列が絶縁層３の外周縁から６００μｍを超える領域に形成されている場合、その領域の内側部分における配線導体４の引き回しを制限してしまう危険がある。また、絶縁層３の外周縁に沿って形成された複数のビアホール８の列におけるビアホール８のピッチが２００μｍを超えると、絶縁層３の外周部における配線導体４の厚みが厚いものとなる危険性がある。さらに、絶縁層３の外周縁に沿って形成されたビアホール８の列が２列未満では、絶縁層３の外周部における配線導体４の厚みが厚いものとなる危険性があり、５列を超えると、そのような多数列のビアホール８を形成するために配線導体４の引き回しを制限してしまう危険がある。したがって、絶縁層３の外周縁に沿って形成される複数列のビアホール８は、直径が３０〜１００μｍ程度であり、絶縁層３の外周縁から２００〜６００μｍの領域に２００μｍ以下のピッチで２〜５列形成されることが好ましい。

次に、図３（ｆ）に示すように、めっきレジスト２２を剥離除去した後、電解銅めっき層２３の間から露出した下地金属層２１をエッチングにより除去することにより配線導体４を形成する。このとき、配線導体４を形成する電解銅めっき層２３は、その厚みが各配線基板領域Ａの外周部で厚くなっていないので、配線導体４の厚みのバラツキを小さいものとすることができる。

以後は、同様にしてビルドアップ用の絶縁層３、配線導体４を必要な層数だけ積層し、さらにその上に半導体素子接続パッド９が露出する開口部を有するソルダーレジスト層５を被着する。最後に切断領域Ｂをダイシングにより切断して分割することで個別の配線基板１０が同時に複数個製造される。このとき、配線導体４を形成する電解銅めっき層２３は、その厚みが各配線基板領域Ａの外周部で厚くなっておらず、配線導体４の厚みバラツキが小さいものとなってので、配線導体４上を被覆するビルドアップ用の絶縁層３やソルダーレジスト層５の厚みが局所的に薄くなることがない。したがって本発明の配線基板の製造方法によれば、電気絶縁信頼性が高い配線基板１０を提供することができる。

３絶縁層
４配線導体
８ビアホール
１０配線基板
２０多数個取り基板
Ａ配線基板領域
Ｂ切断領域

Claims

絶縁層の外周部および中央部に電解めっき層を析出させることにより形成された配線導体を備えて成る配線基板であって、前記絶縁層の外周縁に沿って前記絶縁層を貫通するビアホールの列が複数列配設されているとともに、前記ビアホールが前記電解めっき層により充填されていることを特徴とする配線基板。
個別の配線基板となる複数の配線基板領域が間に切断領域を介して縦横の並びに一体的に配列された多数個取り基板の表面に絶縁層を被着する工程と、前記絶縁層における前記配線基板領域の外周縁に沿って前記絶縁層を貫通するビアホールの列を複数列形成する工程と、前記絶縁層の表面に前記ビアホールを充填するように電解めっき層を析出させて前記絶縁層における前記配線基板領域の外周部および中央部に配線導体を形成する工程と、前記切断領域を切断することにより前記配線基板領域を個別の前記配線基板に分割する工程とを行なうことを特徴とする配線基板の製造方法。