JP2014039073A - 配線基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 コア用の配線導体においてもその幅や間隔を２０μｍ以下とした高密度な微細配線を有する配線基板を提供すること。
【解決手段】 両面に粗化可能なプライマー樹脂層Ｐを介して銅箔１１が積層されたコア用の絶縁板１に設けたスルーホール７内に第１の導体層１３を被着するとともに孔埋め樹脂８を充填し、次に絶縁板１の表面に銅箔１１の層が残るようにして孔埋め樹脂８の両端を研磨して平坦化し、次に絶縁板１上下面の銅箔１１の層をエッチングにより除去してからプライマー樹脂層Ｐの表面を粗化し、プライマー樹脂層Ｐおよび孔埋め樹脂８上に第２の配線導１４をセミアディティブ法に被着させてコア用の配線導体４を形成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は配線基板の製造方法に関し、より詳細には、例えば半導体素子をフリップチップ接続により搭載するのに好適な配線基板の製造方法に関する。

従来から、半導体素子である半導体集積回路素子として、多数の電極端子を、その一方の主面の略全面に亘って格子状の並びに配設した、いわゆるエリアアレイ型の半導体集積回路素子がある。
このような半導体集積回路素子を配線基板に搭載する方法として、フリップチップ接続により接続する方法が採用されている。フリップチップ接続とは、配線基板上に設けた半導体素子接続パッドの上面を半導体集積回路素子の電極端子の配置に対応した並びに露出させ、この半導体素子接続パッドの露出する上面と前記半導体集積回路素子の電極端子とを対向させ、これらの間を半田や金等からなる導電バンプを介して電気的に接続する方法である。

図１９は、半導体素子としてのエリアアレイ型の半導体集積回路素子をフリップチップ接続により搭載する従来の配線基板の一例を示す概略断面図である。

この図１９に示すように、従来の配線基板１１０は、コア用の絶縁板１０１の上下面に複数のビルドアップ用の絶縁層１０２が積層されて成る絶縁基体１０３の内部および表面にコア用の配線導体１０４およびビルドアップ用の配線導体１０５が被着されているとともに、その最表面には保護用のソルダーレジスト層１０６が被着されている。また、絶縁基体１０３の上面中央部には半導体集積回路素子Ｅが搭載される半導体素子搭載部１０３Ａを有している。

コア用の絶縁板１０１の上面から下面にかけては複数のスルーホール１０７が形成されており、スルーホール１０７の内面にはコア用の配線導体１０４が被着されている。さらに、スルーホール１０７の内部には孔埋め樹脂１０８が充填されており、この孔埋め樹脂１０８上を含む絶縁板１０１の上下面にもコア用の配線導体１０４が被着されている。なお、コア用の配線導体１０４の一部は、スルーホール１０７を覆ってビルドアップ用の配線導体１０５と接続するためのランドパターン１０４Ａを形成している。

また、ビルドアップ用の絶縁層１０２には、それぞれに複数のビアホール１０９が形成されており、各絶縁層１０２の表面およびビアホール１０９の内面には、ビルドアップ用の配線導体１０５が被着形成されている。そしてビルドアップ用の配線導体１０５はビアホール１０９を介してコア用の配線導体１０４におけるランドパターン１０４Ａに接続している。さらに、このビルドアップ用の配線導体１０５のうち、配線基板１１０の上面側における最外層の絶縁層１０２上に被着された一部は、半導体素子搭載部１０３Ａにおいて半導体集積回路素子Ｅの電極端子Ｔに導電バンプＢ１を介してフリップチップ接続により電気的に接続される円形の半導体素子接続パッド１０５Ａを形成しており、これらの半導体素子接続パッド１０５Ａは格子状の並びに複数並んで形成されている。そして、これらの半導体素子接続パッド１０５Ａはその外周部がソルダーレジスト層１０６により覆われているとともに上面の中央部がソルダーレジスト層１０６から露出しており、半導体素子接続パッド１０５Ａの露出部に半導体集積回路素子Ｅの電極端子Ｔが半田や金等から成る導電バンプＢ１を介して電気的に接続される。

他方、配線基板１１０の下面側における最外層の絶縁層１０２上に被着された一部は、外部電気回路基板の配線導体に電気的に接続される円形の外部接続パッド１０５Ｂであり、この外部接続パッド１０５Ｂは格子状の並びに複数並んで形成されている。この外部接続パッド１０５Ｂはその外周部がソルダーレジスト層１０６により覆われているとともに、その下面中央部がソルダーレジスト層１０６から露出しており、外部接続パッド１０５Ｂの露出部に、図示しない外部電気回路基板の配線導体が半田ボールＢ２を介して電気的に接続される。なお、ソルダーレジスト層１０６は、最外層の配線導体１０５を保護するとともに、半導体素子接続パッド１０５Ａや外部接続パッド１０５Ｂの露出部を画定する。

このような従来の配線基板１１０の製造方法について図２０〜図２５を基にして説明する。まず、図２０（ａ）に示すように、ガラス−エポキシ樹脂等の電気絶縁材料から成る絶縁板１０１の上下面に銅箔１１１が積層されて成る両面銅張り板１１２を準備する。絶縁板１０１の厚みは例えば５０〜８００μｍ程度であり、銅箔１１１の厚みは例えば２〜１８μｍ程度である。

次に、図２０（ｂ）に示すように、両面銅張り板１１２の上面から下面にかけてスルーホール１０７をドリル加工やレーザ加工により形成する。スルーホール１０７の直径は５０〜３００μｍ程度である。

次に、図２１（ｃ）に示すように、スルーホール１０７の内壁および銅箔１１１の表面の全面にわたり、第１の無電解銅めっき層１１３ａおよび第１の電解銅めっき層１１３ｂを順次被着させて成る第１の導体層１１３を形成する。第１の無電解銅めっき層１１３ａの厚みは０．１〜１．０μｍ程度であり、第１の電解銅めっき層１１３ｂの厚みは５〜３０μｍ程度である。

次に、図２１（ｄ）に示すように、第１の導体層１１３が被着されたスルーホール１０７内に孔埋め樹脂１０８を充填する。

次に、図２２（ｅ）に示すように、孔埋め樹脂１０８の上下端および第１の導体層１１３の表面を、絶縁板１０１の上下面に銅箔１１１の層が残存するように研磨して平坦化する。このとき、絶縁板１０１上に残存する銅箔１１１の層の厚みは２〜８μｍ程度とする。

次に、図２２（ｆ）に示すように、残存した銅箔１１１の層の表面および第１の導体層１１３の端面および孔埋め樹脂１０８の端面の全面にわたり第２の無電解銅めっき層１１４ａおよび第２の電解銅めっき層１１４ｂを順次被着させて成る第２の導体層１１４を形成する。第２の無電解銅めっき層１１４ａの厚みは０．１〜１．０μｍ程度であり、第２の電解銅めっき層１１４ｂの厚みは１０〜３０μｍ程度である。

次に、図２３（ｇ）に示すように、第２の導体層１１４におけるスルーホール１０７上およびその周囲に対応する領域を被覆するランド形成用のマスクパターンを含む所定パターンのエッチングレジスト層１１５を第２の導体層１１４の表面に被着形成する。

次に、図２３（ｈ）に示すように、エッチングレジスト層１１５から露出する第２の導体層１１４およびその下の銅箔１１１の層をエッチング除去する。これによりエッチングレジスト層１１５に対応した形状の配線導体１０４が形成される。

次に、図２４（ｉ）に示すように、第２の導体層１１４上からエッチングレジスト層１１５を剥離除去する。これにより、スルーホール１０７上を覆うランドパターン１０４Ａを含む所定パターンのコア用の配線導体１０４を有するコア用の絶縁板１０１が形成される。

次に、図２５（ｊ）に示すように、配線導体１０４が形成されたコア用の絶縁板１０１の上下面にビルドアップ用の絶縁層１０２を積層する。絶縁層１０２は、例えばエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂とシリカ等の無機絶縁フィラーを含有する樹脂系電気絶縁材料であり、２０〜５０μｍ程度の厚みである。

次に、図２５（ｋ）に示すように、ビルドアップ用の絶縁層１０２にレーザ加工を施すことによりコア用の配線導体１０４を底面とするビアホール１０９を形成する。

次に、図２５（ｌ）に示すように、ビアホール１０９内および絶縁層１０２の表面にランドパターン１０４Ａに接続する第３の導体層から成るビルドアップ用の配線導体１０５を形成する。第３の導体層から成る配線導体１０５は無電解めっき層および電解銅めっき層を順次被着させて成り、公知のセミアディティブ法を用いて形成する。

次に、図２５（ｍ）に示すように、次層の絶縁層１０２および配線導体１０５を必要に応じて所定層数形成し、最後に図２５（ｎ）に示すように、最表層の絶縁層１０２および配線導体１０５上にソルダーレジスト層１０６を被着形成して従来の配線基板１１０が完成する。

なお近時、半導体集積回路素子Ｅは、その高集積化が急激に進み、これを搭載する配線基板にも幅や間隔が２０μｍ以下の高密度な微細配線が要求されるようになってきている。このような高密度な微細配線の要求に答えるために、半導体素子集積回路素子Ｅが接続されるビルドアップ用の配線導体１０５のみならず、コア用の配線導体１０４においてもその幅や間隔を３０μｍ以下の微細なものにする要求が高まっているとともにコア用の絶縁板１０１に形成されたスルーホール１０７の直上にビルドアップ用のビアホール１０９を形成することによる配線の高密度化の要求が高まっている。

ところが、上述の従来の配線基板１１０においては、コア用の配線導体１０４におけるランドパターン１０４Ａを含む絶縁板１０１上のパターンは、絶縁板１０１上に積層された厚みが２〜１８μｍ程度の銅箔１１１の層の上に厚みが１５〜３０μｍ程度の第２の導体層を被着させた後、その上に形成したエッチングレジスト層１１５から露出する銅箔１１１の層および第２の導体層１１４をエッチング除去して形成することから、エッチングの際に、銅箔１１１の層および第２の導体層１１４がその厚みに応じて横方向にも極めて大きくエッチングされるので、例えば幅や隣接間隔が２０μｍ以下の微細な配線パターンを含むコア用の配線導体１０４を形成することは困難であった。

特開平１１−２７４７３０号公報

本発明の課題は、半導体素子を搭載する配線基板において、ビルドアップ用の配線導体のみならず、コア用の配線導体においてもその幅や間隔を２０μｍ以下とした高密度な微細配線を有する配線基板の製造方法を提供することにある。

本発明の配線基板の製造方法は、
コア用の絶縁板の上下面に粗化可能なプライマー樹脂層を介して銅箔が積層されて成る両面銅張り板、または複数のコア用の絶縁板が積層されて成る積層板の前記絶縁板間に銅箔から成る内層導体が配設されているとともに上下面に粗化可能なプライマー樹脂層を介して銅箔が積層されて成る多層板を準備する工程と、
前記両面銅張り板または多層板の上面から下面にかけて複数のスルーホールを形成する工程と、
該スルーホール内壁および前記銅箔表面の全面にわたり第１の無電解めっき層および第１の電解めっき層を順次被着させて成る第１の導体層を形成する工程と、
該第１の導体層が被着された前記スルーホール内に孔埋め樹脂を充填する工程と、
該孔埋め樹脂の上下端および前記第１の導体層の表面を、前記プライマー樹脂層上に前記銅箔の層が残存するように研磨して平坦化する工程と、
前記プライマー樹脂層上に残存する前記銅箔の層をエッチング除去して前記プライマー樹脂層を露出させるとともに前記スルーホール内の前記第１の導体層の端面を露出させる工程と、
露出した前記プライマー樹脂層の表面を粗化処理するとともに粗化処理された前記プライマー樹脂層の表面および前記第１の導体層の端面および前記孔埋め樹脂の表面の全面にわたり第２の無電解めっき層を被着させる工程と、
該第２の無電解めっき層における前記スルーホール上およびその周囲に対応する領域を露出させるランド形成用の開口パターンを含む所定パターンのめっきレジスト層を前記第２の無電解めっき層上に形成する工程と、
前記めっきレジスト層から露出する前記第２の無電解めっき層上に第２の電解めっき層を被着させる工程と、
前記第２の無電解めっき層上から前記めっきレジスト層を剥離除去した後、前記プライマー樹脂層上に露出する前記第２の無電解めっき層をエッチング除去し、残った前記第２の無電解めっき層および前記第２の電解めっき層から成る第２の導体層により、前記スルーホール上およびその周囲を覆って前記スルーホール内の前記第１の導体層に接続するランドパターンを有するコア用の配線導体を形成する工程と、
前記第２の導体層および露出する前記プライマー樹脂層の全面にわたりビルドアップ用の絶縁層を被着させるとともに、該絶縁層に前記ランドパターンの中央部を底面とするビアホールを形成する工程と、
前記ビアホール内および前記絶縁層の表面に前記ランドパターンと接続する所定パターンの第３の導体層から成るビルドアップ用の配線導体を形成する工程と、
を順次行なう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によれば、第１の導体層が被着されたスルーホール内に充填した孔埋め樹脂の上下端、およびコア用の絶縁板の上下面のプライマー樹脂層表面または複数のコア用の絶縁板が積層されて成る積層板の上下面のプライマー樹脂層の表面に積層された銅箔の層の上に被着させた第１の導体層の表面を前記銅箔の層が残存するように研磨して平坦化した後、銅箔の層をエッチング除去して前記プライマー樹脂層の表面を露出させるとともに該プライマー樹脂層の表面を粗化処理し、次に、粗化処理した前記プライマー樹脂層の表面および第１の導体層の端面および孔埋め樹脂の表面の全面にわたり第２の無電解めっき層を被着させた後、第２の無電解めっき層におけるスルーホール上およびその周囲に対応する領域を露出させるランド形成用の開口パターンを含む所定パターンのめっきレジスト層を第２の無電解めっき層上に形成し、次に、めっきレジスト層から露出する第２の無電解めっき層上に第２の電解めっき層を被着させた後、第２の無電解めっき層上からめっきレジスト層を剥離除去するとともに前記プライマー樹脂層上に露出する第２の無電解めっき層をエッチング除去することにより、前記プライマー樹脂層の表面に残った第２の無電解めっき層およびその上の第２の電解めっき層から成る第２の導体層により所定パターンのコア用の配線導体を形成することから、前記プライマー樹脂層表面およびスルーホール上に微細なコア用の配線導体を高密度で形成することができる。これは、プライマー樹脂層の表面に露出する第２の無電解めっき層をエッチング除去する際、第２の無電解めっき層の厚み分のみエッチングすればよいので第２の電解めっき層が横方向に大きくエッチングされることがないためであるとともに、粗化処理により微細配線に適した細かな凹凸の表面をプライマー樹脂層の表面で形成できるからである。従って、本発明の配線基板の製造方法によれば、コア用の絶縁板に形成されたスルーホール直上にビルドアップ用のビアホール形成ができ、かつコア用の配線導体においてもその幅や間隔を３０μｍ以下とした高密度な微細配線を含む配線基板の製造方法を提供することができる。

図１は、本発明の製造方法により製造される配線基板の例を示す概略断面図である。 （ａ），（ｂ）は、本発明の配線基板の製造方法における一実施形態例を説明するための概略断面図である。 （ｃ），（ｄ）は、本発明の配線基板の製造方法における一実施形態例を説明するための概略断面図である。 （ｅ），（ｆ）は、本発明の配線基板の製造方法における一実施形態例を説明するための概略断面図である。 （ｇ），（ｈ）は、本発明の配線基板の製造方法における一実施形態例を説明するための概略断面図である。 （ｉ），（ｊ）は、本発明の配線基板の製造方法における一実施形態例を説明するための概略断面図である。 （ｋ）は、本発明の配線基板の製造方法における一実施形態例を説明するための概略断面図である。 （ｌ）〜（ｐ）は、本発明の配線基板の製造方法における一実施形態例を説明するための概略断面図である。 （ｆ），（ｇ）は、本発明の配線基板の製造方法における他の実施形態の一例を説明するための概略断面図である。 （ｈ），（ｉ）は、本発明の配線基板の製造方法における他の実施形態の一例を説明するための概略断面図である。 （ｊ），（ｋ）は、本発明の配線基板の製造方法における他の実施形態の一例を説明するための概略断面図である。 （ａ），（ｂ）本発明の配線基板の製造方法における他の実施形態例の別の例を説明するための概略断面図である。 （ａ），（ｂ）は、本発明の配線基板の製造方法における他の実施形態のさらに別の例を説明するための概略断面図である。 （ｃ），（ｄ）は、本発明の配線基板の製造方法における他の実施形態のさらに別の例を説明するための概略断面図である。 （ｅ），（ｆ）は、本発明の配線基板の製造方法における他の実施形態のさらに別の例を説明するための概略断面図である。 （ｇ），（ｈ）は、本発明の配線基板の製造方法における他の実施形態のさらに別の例を説明するための概略断面図である。 （ｉ），（ｊ）は、本発明の配線基板の製造方法における他の実施形態のさらに別の例を説明するための概略断面図である。 （ｋ），（ｌ）は、本発明の配線基板の製造方法における他の実施形態のさらに別の例を説明するための概略断面図である。 図１９は、従来の製造方法により製造される配線基板を示す概略断面図である。 （ａ），（ｂ）は、従来の配線基板の製造方法を説明するための概略断面図である。 （ｃ），（ｄ）は、従来の配線基板の製造方法を説明するための概略断面図である。 （ｅ），（ｆ）は、従来の配線基板の製造方法を説明するための概略断面図である。 （ｇ），（ｈ）は、従来の配線基板の製造方法を説明するための概略断面図である。 （ｉ）は、従来の配線基板の製造方法を説明するための概略断面図である。 （ｊ）〜（ｎ）は、従来の配線基板の製造方法を説明するための概略断面図である。

以下、本発明にかかる配線基板の製造方法について図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明にかかる製造方法により製造された配線基板の一実施形態例を示す概略断面図であり、半導体素子としてのエリアアレイ型の半導体集積回路素子をフリップチップ接続により搭載する場合を示している。

本発明により製造される配線基板１０は、図１に示すように、コア用の絶縁板１の上下面に複数のビルドアップ用の絶縁層２が積層されて成る絶縁基体３の内部および表面にコア用の配線導体４とビルドアップ用の配線導体５とが被着されているとともに、その最表面にソルダーレジスト層６が被着されて成る。また、絶縁基体３の上面中央部には半導体集積回路素子Ｅが搭載される半導体素子搭載部３Ａを有している。

コア用の絶縁板１は、厚みが５０〜８００μｍ程度であり、例えばガラス繊維束を縦横に織ったガラスクロスにビスマレイミドトリアジン樹脂やエポキシ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る。絶縁板１は、絶縁基体３のコア部材として機能する。

コア用の絶縁板１の上面から下面にかけては直径が５０〜３００μｍの複数のスルーホール７が形成されており、スルーホール７の内面にはコア用の配線導体４が被着されている。さらに、スルーホール７の内部には孔埋め樹脂８が充填されており、この孔埋め樹脂８上を含む絶縁板１の上下面にもコア用の配線導体４が被着されている。なお、コア用の配線導体４の一部は、スルーホール７を覆ってビルドアップ用の配線導体５と接続するためのランドパターン４Ａを形成している。ランドパターン４Ａの直径はスルーホール７の直径よりも７０〜１５０μｍ程度大きい。さらに絶縁板１上下面の配線導体４の一部は幅または間隔が３０μｍ以下の微細なパターンを有している。

また、ビルドアップ用の絶縁層２は、厚みが２０〜５０μｍ程度であり、それぞれに直径が３５〜１００μｍ程度の複数のビアホール９が形成されており、各絶縁層２の表面およびビアホール９の内面には、ビルドアップ用の配線導体５が被着形成されている。そしてビルドアップ用の配線導体５は、ビアホール９の一部を介してコア用の配線導体４におけるランドパターン４Ａに接続している。さらに、このビルドアップ用の配線導体５のうち、配線基板１０の上面側における最外層の絶縁層２上に被着された一部は、半導体素子搭載部３Ａにおいて半導体集積回路素子Ｅの電極端子Ｔに導電バンプＢ１を介してフリップチップ接続により電気的に接続される円形の半導体素子接続パッド５Ａを形成しており、これらの半導体素子接続パッド５Ａは格子状の並びに複数並んで形成されている。そして、これらの半導体素子接続パッド５Ａはその外周部がソルダーレジスト層６により覆われているとともに上面の中央部がソルダーレジスト層６から露出しており、半導体素子接続パッド５Ａの露出部に半導体集積回路素子Ｅの電極端子Ｔが半田や金等から成る導電バンプＢ１を介して電気的に接続される。

他方、配線基板１０の下面側における最外層の絶縁層２上に被着された一部は、外部電気回路基板の配線導体に電気的に接続される円形の外部接続パッド５Ｂであり、この外部接続パッド５Ｂは格子状の並びに複数並んで形成されている。この外部接続パッド５Ｂはその外周部がソルダーレジスト層６により覆われているとともに、その下面中央部がソルダーレジスト層６から露出しており、外部接続パッド５Ｂの露出部に、図示しない外部電気回路基板の配線導体が半田ボールＢ２を介して電気的に接続される。なお、ソルダーレジスト層６は、最外層の配線導体５を保護するとともに、半導体素子接続パッド５Ａや外部接続パッド５Ｂの露出部を画定する。

このような本発明による配線基板１０の製造方法について図２〜図８を基にして説明する。まず、図２（ａ）に示すように、ガラス−エポキシ樹脂やガラス−ビスマレイミドトリアジン樹脂等の電気絶縁材料から成る絶縁板１の上下面に銅箔１１が積層されて成る両面銅張り板１２を準備する。絶縁板１の厚みは例えば５０〜８００μｍ程度であり、銅箔１１の厚みは例えば２〜１８μｍ程度である。また銅箔１１における絶縁板１と密着する面は、十点平均高さＲｚが０．１０〜７．０μｍの粗面となっている。このような両面銅張り板１２はプリント配線基板用途に一般的に販売されているものを用いればよい。なお、銅箔１１が５μｍより厚い場合、研磨やエッチングによりその厚みを５μｍ以下に薄くしておくことが好ましい。このように両面銅張り板１２における上下面の銅箔１１の厚みを５μｍ以下としておくことによって、後述するスルーホール７を形成する工程において、スルーホール７の形成が容易となる。

次に、図２（ｂ）に示すように、両面銅張り板１２の上面から下面にかけてスルーホール７をドリル加工やレーザ加工により形成する。スルーホール７の直径は５０〜３００μｍ程度である。スルーホール７を形成した後、スルーホール７内壁を過マンガン酸カリウムや過マンガン酸ナトリウム等を含む水溶液でデスミア処理することが好ましい。

次に、図３（ｃ）に示すように、スルーホール７の内壁および銅箔１１の表面の全面にわたり、第１の無電解銅めっき層１３ａおよび第１の電解銅めっき層１３ｂを順次被着させて成る第１の導体層１３を形成する。第１の無電解銅めっき層１３ａの厚みは０．１〜１．０μｍ程度であり、第１の電解銅めっき層１３ｂの厚みは１５〜３０μｍ程度である。これらのめっきを施すためのめっき液としては、公知のめっき液を用いればよい。

次に、図３（ｄ）に示すように、第１の導体層１３が被着されたスルーホール７内に孔埋め樹脂８を充填する。孔埋め樹脂８は、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂にシリカ等の無機絶縁フィラーを分散させた樹脂系絶縁材料から成り、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂組成物にシリカ等の無機絶縁フィラーを分散させて成る樹脂ペーストをスルーホール７内に注入するとともに熱硬化させることにより形成される。なお、樹脂ペーストの注入は公知のスクリーン印刷法を用いればよい。

次に、図４（ｅ）に示すように、孔埋め樹脂８の上下端および第１の導体層１３および銅箔１１の表面を、絶縁板１の上下面に銅箔１１の層が残存するように研磨して平坦化する。研磨にはロール研磨装置やベルト研磨装置が好適に用いられる。このとき、絶縁板１上に残存する銅箔１１の層の厚みは２〜５μｍ程度とする。なお、研磨する際には露出する第１の導体層１３表面や銅箔１１の層の表面をエッチングすることにより孔埋め樹脂８の端部を第１の導体層１３や銅箔１１の層から突出させておき、しかる後、突出した孔埋め樹脂８を研磨する方法を複数回繰り返すことが好ましい。このような方法を採ることによって、孔埋め樹脂８の上下端および第１の導体層１３および銅箔１１の表面を効率よく研磨することができる。

次に、図４（ｆ）に示すように、残存した銅箔１１の層をエッチング除去して絶縁板１の上下面を露出させる。銅箔１１のエッチングには塩化第二銅や塩化第二鉄等を含有するエッチング液を用いればよい。このとき、絶縁板１の表面には銅箔１１の粗面に対応した十点平均高さＲｚが０．１０〜７．０μｍの凹凸が残る。この凹凸は後述する第２の導体層１４を形成する際に絶縁板１と第２の導体層１４との間の密着を強固とするアンカーとして機能する。

次に、図５（ｇ）に示すように、絶縁板１の上下面および第１の導体層１３の端面および孔埋め樹脂８の表面の全面にわたり第２の無電解銅めっき層１４ａを被着させる。第２の無電解銅めっき層１４ａは、その厚みが０．１〜１．０μｍ程度であり、公知の無電解めっき液を用いることにより被着される。

次に、図５（ｈ）に示すように、第２の無電解銅めっき層１４ａにおけるスルーホール７上およびその周囲に対応する領域を露出させるランドパターン４Ａ形成用の開口パターンを含む所定パターンのめっきレジスト層１５を第２の無電解銅めっき層１４ａの表面に被着形成する。めっきレジスト層１５は感光性樹脂から成るドライフィルムレジストを第２の無電解銅めっき層１４ａ上に貼着するとともに上記所定のパターンに露光および現像することにより形成される。

次に、図６（ｉ）に示すように、めっきレジスト層１５から露出する第２の無電解銅めっき層１４ａ上に第２の電解銅めっき層１４ｂを被着させる。第２の電解銅めっき層１４ｂは、厚みが１５〜３０μｍ程度であり、公知の電解めっき液を用いることにより被着される。

次に、図６（ｊ）に示すように、第２の無電解銅めっき層１４ａ上からめっきレジスト層１５を剥離除去する。めっきレジスト層１５の剥離にはアルカリ系の剥離液を用いればよい。

次に、図７（ｋ）に示すように、絶縁板１上に露出する第２の無電解銅めっき層１４aをエッチング除去し、残った第２の無電解銅めっき層１４ａおよび第２の電解銅めっき層１４ｂから成る第２の導体層１４により、スルーホール７上およびその周囲を覆ってスルーホール７内の第１の導体層１３に接続するランドパターン４Ａ有するコア用の配線導体４を形成する。このような絶縁板１の上下面における第２の導体層１４を用いた配線導体４の形成方法は、いわゆるセミアディティブ法と呼ばれる方法であり、配線導体４を形成するためのエッチングの際に第２の無電解銅めっき層１４ａの厚み分だけエッチングすればよいので第２の電解銅めっき層１４ｂが横方向に大きくエッチングされることがない。したがって、コア用の絶縁板１上に残った第２の無電解銅めっき層１４ａおよびその上の第２の電解銅めっき層１４ｂから成る第２の導体層１４によりコア用の絶縁板１の上下面に微細なコア用の配線導体４を高密度で形成することができる。そしてこれにより、ビルドアップ用の配線導体５と接続するためのランドパターン４Ａをスルーホール７上に形成してスルーホール７内の配線導体４とこれに接続されるビルドアップ用の配線導体５とをランドパターン４Ａを介して最短で接続することができるとともにコア用の配線導体４における配線の幅や間隔を３０μｍ以下とした高密度な微細配線を有する配線基板１０を提供することができる。なお、無電解銅めっき層１４ａの厚みが０．１μｍ未満であると、その無電解銅めっき層１４ａの表面に第２の電解銅めっき層１４ｂを良好に被着させることが困難となり、１．０μｍを超えると、第２の無電解銅めっき層１４ａの露出部をエッチング除去する際に第２の電解銅めっき層１４ｂが横方向にエッチングされる量が多くなり、特に幅や間隔が２０μｍ以下の微細配線を良好に形成することが困難となる傾向にある。したがって、第２の無電解銅めっき層１４ａの厚みは、０．１〜１．０μｍの厚みが好ましい。なお、エッチングには過酸化水素および過硫酸ナトリウム等を含有する公知のエッチング液を用いればよい。

次に、図８（ｌ）に示すように、配線導体４が形成されたコア用の絶縁板１の上下面にビルドアップ用の絶縁層２を積層する。絶縁層２は、例えばエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂とシリカ等の無機絶縁フィラーを含有する樹脂系電気絶縁材料であり、２０〜５０μｍ程度の厚みである。このような絶縁層２は、例えばエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂組成物およびシリカ等の無機絶縁フィラーを含有する未硬化の樹脂シートを、配線導体４が形成されたコア用の絶縁板１の上下面に貼着するとともに熱硬化させることにより形成される。なお、絶縁層２はガラスクロスを含有していてもよい。

次に、図８（ｍ）に示すように、ビルドアップ用の絶縁層２にレーザ加工を施すことによりコア用の配線導体４を底面とするビアホール９を形成する。ビアホール９の直径は３５〜１００μｍ程度である。ビアホール９のいくつかはスルーホール７上のランドパターン４Ａの中央部を底面としている。

次に、図８（ｎ）に示すように、ビアホール９内および絶縁層２の表面にランドパターン４Ａに接続する第３の導体層１６から成るビルドアップ用の配線導体５を形成する。第３の導体層１６から成る配線導体５は、厚みが０．１〜１．０μｍ程度の無電解銅めっき層および厚みが１０〜２０μｍ程度の電解銅めっき層を順次被着させて成り、公知のセミアディティブ法を用いて形成すればよい。

次に、図８（ｏ）に示すように、次層の絶縁層２および配線導体５を必要に応じて所定層数形成し、最後に図８（ｐ）に示すように、最表層の絶縁層２および配線導体５上にソルダーレジスト層６を被着形成して本発明による配線基板１０が完成する。なお、ソルダーレジスト層６は、例えばアクリル変性エポキシ樹脂等の感光性を有する熱硬化性樹脂とシリカ等の無機絶縁フィラーとを含有する樹脂系電気絶縁材料であり、１０〜２５μｍ程度の厚みである。このようなソルダーレジスト層６は、例えばアクリル変性エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂組成物およびシリカ等の無機絶縁フィラーを含有する未硬化の感光性樹脂シートまたは樹脂ペーストを、最表層の絶縁層２および配線導体５上に被着させるとともに所定のパターンに露光および現像した後、熱硬化させることにより形成される。

かくして、本発明の配線基板の製造方法によれば、コア用の配線導体４における配線の幅や間隔を２０μｍ以下とした高密度な微細配線を有する配線基板１０を提供することができる。なお、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば、種々の変更は可能であり、例えば上述した実施形態例においては、絶縁板1の上下面に銅箔１１の層が残存するように孔埋め樹脂８の上下端および第１の導体層１３の表面を研磨して平坦化した後、絶縁板１の上下面に残存した銅箔１１の層を除去して絶縁板１の上下面を露出させ、しかる後、その上に第２の無電解銅めっき層１４ａを全面にわたり被着させるとともにその上に所定パターンの第２の電解銅めっき層１４ｂを被着させ、最後に絶縁板１上に露出する第２の無電解銅めっき層１４ａをエッチング除去することにより、絶縁板１および孔埋め樹脂８の上にコア用の配線導体４を形成したが、上述の実施形態例において図２（ａ）〜図４（ｅ）を基に説明した工程を経て絶縁板1の上下面に銅箔１１の層が残存するように孔埋め樹脂８の上下端および第１の導体層１３の表面を研磨して平坦化した後、図９（ｆ）に示すように、絶縁板１の上下面に残存した銅箔１１の層を完全にエッチング除去することなく、１．０〜２．０μｍの厚みで残るようエッチングにより厚みを減少させ、しかる後、図９（ｇ）に示すように、銅箔１１の表面および第１の導体層１３の端面および孔埋め樹脂８の表面の全面にわたり第２の無電解銅めっき層１４ａを０．１〜１．０μｍの厚みに被着させ、次に図１０（ｈ）に示すように、第２の無電解銅めっき層１４ａの表面に所定パターンのめっきレジスト層１５を被着形成するとともに、図１０（ｉ）に示すように、めっきレジスト層１５から露出する第２の無電解銅めっき層１４ａ上に第２の電解銅めっき層１４ｂを被着させ、次に図１１（ｊ）に示すように、第２の無電解銅めっき層１４ａ上からめっきレジスト層１５を剥離除去した後、図１１（ｋ）に示すように、絶縁板１上に露出する第２の無電解銅めっき層１４aおよびその下の銅箔１１の層をエッチング除去することによってコア用の配線導体４を形成しても良い。

この場合、厚みが減少された銅箔１１の層と第２の無電解銅めっき層１４ａとの厚み分だけエッチングすればよいので第２の電解銅めっき層１４ｂが横方向に大きくエッチングされることがない。したがって、コア用の絶縁板１上に残った厚みの薄い銅箔１１の層および第２の無電解銅めっき層１４ａおよびその上の第２の電解銅めっき層１４ｂから成る第２の導体層１４によりコア用の絶縁板１の表面およびスルーホール７上に微細なコア用の配線導体４を高密度で形成することができる。そしてこれにより、コア用の絶縁板１に形成されたスルーホール７直上にビルドアップ用のビアホール９形成ができ、かつコア用の配線導体４においてもその幅や間隔を３０μｍ以下とした高密度な微細配線を含む配線基板の製造方法を提供することができる。なお、厚みが減少された銅箔１１の層と無電解銅めっき層１４ａとの合計厚みが１μｍ未満であると、絶縁基板１の樹脂と銅箔１１の層との密着強度が低下することになり、２μｍを超えると、厚みが減少された銅箔１１の層および第２の無電解銅めっき層１４ａの露出部をエッチング除去する際に第２の電解銅めっき層１４ｂが横方向にエッチングされる量が多くなり、幅や間隔が３０μｍ以下の微細配線を良好に形成することが困難となる傾向にある。したがって、厚みが減少された銅箔１１の層と第２の無電解銅めっき層１４ａとの合計厚みは、１〜２μｍの厚みが好ましい。またこの場合、銅箔１１の絶縁板１と接する面は十点平均粗さＲｚが０．０２〜３．０μｍの範囲であることが好ましい。

さらに、上述の実施形態例では、コア用の基板として絶縁板１の上下面に銅箔１１が被着された両面銅張り板１２を用いたが、図１２（ａ）に概略断面図で示すように、複数のコア用の絶縁板１が積層されて成る積層板における絶縁板１の間に銅箔から成る内層導体２１が積層されるとともにその上下面に銅箔１１が積層されて成る多層板２２をコア用の基板として用い、上述の実施の形態例と同様の製造方法を用いて図１２（ｂ）に示すようなコア用の内層導体２１を有する配線基板３０を形成しても良い。

さらにまた、上述の実施形態例では、コア用の基板としてガラス−エポキシ樹脂やガラス−ビスマレイミドトリアジン樹脂等の電気絶縁材料から成る絶縁板１の上下面に銅箔１１が直接被着された両面銅張り板１２を用いたが、図１３（ａ）に示すように、ガラス−エポキシ樹脂やガラス−ビスマレイミドトリアジン樹脂等の電気絶縁材料から成る絶縁板１の上下面に表面が粗化可能なプライマー樹脂層Ｐを介して銅箔１１が被着されたプライマー樹脂層付き両面銅張り板３２をコア用の出発材料として用いてもよい。なお、プライマー樹脂層Ｐは、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有するとともに、表面を過マンガン酸カリウムや過マンガン酸ナトリウムを含む水溶液等の粗化液により算術平均粗さＲａで１００〜６００ｎｍに粗化可能な樹脂を用いる。このような樹脂には、粗化液による処理の際に樹脂表面から突出したり脱落したりすることによりプライマー樹脂層Ｐの表面に粗化面を形成する微細なフィラーや、粗化液により優先的に溶解されることによりプライマー樹脂層Ｐの表面に粗化面を形成する微細な樹脂相が分散されている。また、銅箔１１としては、プライマー樹脂層Ｐと接する面の表面粗さが算術平均粗さＲａで５００ｎｍ以下、特には３００ｎｍ以下のものを用いる。この場合、銅箔１１のプライマー樹脂層Ｐと接する面の表面粗さが５００ｎｍを超えると、後述するようにプライマー樹脂層Ｐの表面から銅箔１１の層をエッチング除去した後のプライマー樹脂層Ｐ表面の算術平均粗さＲａが６００ｎｍを超える粗い面となる危険性が高くなるので、そのプライマー樹脂層Ｐの表面に微細な配線導体４を形成することが困難となる傾向にある。

このようなプライマー樹脂層付き両面銅張り板３２を用いて配線基板を製造する場合、まず、図１３（ｂ）に示すように、両面銅張り板３２の上面から下面にかけてスルーホール７を上述の実施形態例と同様にして形成する。

次に、図１４（ｃ）に示すように、スルーホール７の内壁および銅箔１１の表面の全面にわたり、第１の無電解銅めっき層１３ａおよび第１の電解銅めっき層１３ｂを順次被着させて成る第１の導体層１３を上述の実施形態例と同様にして形成する。

次に、図１４（ｄ）に示すように、第１の導体層１３が被着されたスルーホール７内に孔埋め樹脂８を上述の実施形態例と同様にして充填する。

次に、図１５（ｅ）に示すように、孔埋め樹脂８の上下端および第１の導体層１３および銅箔１１の表面を、プライマー樹脂層Ｐ上に銅箔１１の層が残存するように上述の実施形態例と同様にして研磨して平坦化する。

次に、図１５（ｆ）に示すように、残存した銅箔１１の層を上述の実施形態例と同様にしてエッチング除去してプライマー樹脂層Ｐの表面を露出させる。このとき、プライマー樹脂層Ｐの表面は銅箔１１の表面に対応した算術平均粗さＲａが５００ｎｍ以下の平滑な面となる。

次に、図１６（ｇ）に示すように、露出したプライマー樹脂層Ｐの表面をその算術平均粗さＲａが１００〜６００ｎｍの微小な凹凸を有するように粗化する。粗化には過マンガン酸カリウムや過マンガン酸ナトリウムを含有する水溶液等の粗化液を用いればよい。この微小な凹凸は後述する第２の導体層１４を形成する際にプライマー樹脂層Ｐと第２の導体層１４との間の密着を強固とするアンカーとして機能する。また、プライマー樹脂層Ｐの表面を算術平均粗さＲａが１００〜６００ｎｍの微小な凹凸を有するように粗化することによりプライマー樹脂層Ｐ上に微細な配線導体４を良好に形成することが可能となる。なお、プライマー樹脂層Ｐにおける粗化後の表面粗さが算術平均粗さＲａで１００ｎｍ未満であると、プライマー樹脂層Ｐと第２の導体層１４とを強固に密着させることが困難となる傾向にあり、６００ｎｍを超えると、プライマー樹脂層Ｐの上に微細な配線導体４を良好に形成することが困難となる傾向にある。したがって、 プライマー樹脂層Ｐにおける粗化後の表面粗さは、算術平均粗さＲａで１００〜６００ｎｍの範囲であることが好ましい。

次に、図１６（ｈ）に示すように、プライマー樹脂層Ｐの表面および第１の導体層１３の端面および孔埋め樹脂８の表面の全面にわたり第２の無電解銅めっき層１４ａを上述の実施形態例と同様にして被着させる。第２の無電解銅めっき層１４ａは、その厚みが０．１〜１．０μｍ程度である。このとき、第２の無電解銅めっき層１４ａが被着しているプライマー樹脂層Ｐの表面の算術平均粗さＲａが１００〜６００ｎｍと微細な凹凸を有する粗化面となっているので、第２の無電解銅めっき層１４ａとプライマー樹脂層Ｐとが前記微細な凹凸をアンカーとして強固に密着するとともに第２の無電解銅めっき層１４ａの表面もその表面の算術平均粗さＲａが１００〜６００ｎｍと微細な凹凸を有した面となる。

次に、図１７（ｉ）に示すように、第２の無電解銅めっき層１４ａにおけるスルーホール７上およびその周囲に対応する領域を露出させるランドパターン４Ａ形成用の開口パターンを含む所定パターンのめっきレジスト層１５を上述の実施形態例と同様にして第２の無電解銅めっき層１４ａの表面に被着形成する。このとき、第２の無電解銅めっき層１４ａの表面は、上述したように算術平均粗さＲａが１００〜６００ｎｍと微細な凹凸を有した面となっていることから、めっきレジスト層１５と無電解銅めっき層１４ａとが隙間なく良好に密着することができる。

次に、図１７（ｊ）に示すように、めっきレジスト層１５から露出する第２の無電解銅めっき層１４ａ上に第２の電解銅めっき層１４ｂを上述の実施形態例と同様にして被着させる。このとき、上述したようにめっきレジスト層１５と無電解銅めっき層１４ａとが隙間なく良好に密着していることから、電解銅めっき層１４ｂがめっきレジスト層１５の下に潜り込むことなく、めっきレジスト層１５の開口パターンに対応した正確なパターンに被着される。

次に、図１８（ｋ）に示すように、第２の無電解銅めっき層１４ａ上からめっきレジスト層１５を上述の実施形態例と同様にして剥離除去した後、図１８（ｌ）に示すように、プライマー樹脂層Ｐ上に露出する第２の無電解銅めっき層１４ａを上述の実施形態例と同様してエッチング除去し、残った第２の無電解銅めっき層１４ａおよび第２の電解銅めっき層１４ｂから成る第２の導体層１４により、スルーホール７上およびその周囲を覆ってスルーホール７内の第１の導体層１３に接続するランドパターン４Ａ有するコア用の配線導体４を形成する。そしてこれにより、コア用の絶縁板１に形成されたスルーホール７直上にビルドアップ用のビアホール９形成ができ、かつコア用の配線導体４においてもその幅や間隔を３０μｍ以下とした高密度な微細配線を含む配線基板の製造方法を提供することができる。このとき、電解銅めっき層１４ｂは、めっきレジスト層１５の下に潜り込むことなく、めっきレジスト層１５の開口パターンに対応した正確なパターンに被着されていることから、プライマー樹脂層Ｐ上に露出する第２の無電解銅めっき層１４ａをエッチング除去することにより、コア用の配線導体４における配線の幅や間隔を３０μｍ以下（特に２０μｍ以下）とした高密度な微細配線を有する配線基板をさらに確実に提供することができる。また、このようなプライマー樹脂層Ｐを図１２（ａ）に示す多層板２２における銅箔１１と絶縁板１との間に用いてもよい。なお、コア用の配線導体４におけるビルドアップ用の絶縁層と接する表面は、ビルドアップ用の絶縁層との密着を強固とするために化学的に粗化処理することが好ましい。

１：コア用の絶縁板
２：ビルドアップ用の絶縁層
４：コア用の配線導体
４Ａ：ランドパターン
５：ビルドアップ用の配線導体
７：スルーホール
８：孔埋め樹脂
９：ビアホール
１１：銅箔
１２：両面銅張り板
１３：第１の導体層
１３ａ：第１の無電解めっき層
１３ｂ：第１の電解めっき層
１４：第２の導体層
１４ａ：第２の無電解めっき層
１４ｂ：第２の電解めっき層
１５：めっきレジスト層
１６：第３の導体層
２１：内層導体
２２：多層板
３２：プライマー樹脂層付き両面銅張り板
Ｐ：プライマー樹脂層

Claims (1)

1. コア用の絶縁板の上下面に粗化可能なプライマー樹脂層を介して銅箔が積層されて成る両面銅張り板、または複数のコア用の絶縁板が積層されて成る積層板の前記絶縁板間に銅箔から成る内層導体が配設されているとともに上下面に粗化可能なプライマー樹脂層を介して銅箔が積層されて成る多層板を準備する工程と、
   前記両面銅張り板または多層板の上面から下面にかけて複数のスルーホールを形成する工程と、
   該スルーホール内壁および前記銅箔表面の全面にわたり第１の無電解めっき層および第１の電解めっき層を順次被着させて成る第１の導体層を形成する工程と、
   該第１の導体層が被着された前記スルーホール内に孔埋め樹脂を充填する工程と、
   該孔埋め樹脂の上下端および前記第１の導体層の表面を、前記プライマー樹脂層上に前記銅箔の層が残存するように研磨して平坦化する工程と、
   前記プライマー樹脂層上に残存する前記銅箔の層をエッチング除去して前記プライマー樹脂層を露出させるとともに前記スルーホール内の前記第１の導体層の端面を露出させる工程と、
   露出した前記プライマー樹脂層の表面を粗化処理するとともに粗化処理された前記プライマー樹脂層の表面および前記第１の導体層の端面および前記孔埋め樹脂の表面の全面にわたり第２の無電解めっき層を被着させる工程と、
   該第２の無電解めっき層における前記スルーホール上およびその周囲に対応する領域を露出させるランド形成用の開口パターンを含む所定パターンのめっきレジスト層を前記第２の無電解めっき層上に形成する工程と、
   前記めっきレジスト層から露出する前記第２の無電解めっき層上に第２の電解めっき層を被着させる工程と、
   前記第２の無電解めっき層上から前記めっきレジスト層を剥離除去した後、前記プライマー樹脂層上に露出する前記第２の無電解めっき層をエッチング除去し、残った前記第２の無電解めっき層および前記第２の電解めっき層から成る第２の導体層により、前記スルーホール上およびその周囲を覆って前記スルーホール内の前記第１の導体層に接続するランドパターンを有するコア用の配線導体を形成する工程と、
   前記第２の導体層および露出する前記プライマー樹脂層の全面にわたりビルドアップ用の絶縁層を被着させるとともに、該絶縁層に前記ランドパターンの中央部を底面とするビアホールを形成する工程と、
   前記ビアホール内および前記絶縁層の表面に前記ランドパターンと接続する所定パターンの第３の導体層から成るビルドアップ用の配線導体を形成する工程と、を順次行なうことを特徴とする配線基板の製造方法。

Images