JP2016092052A

JP2016092052A - 配線基板の製造方法

Info

Publication number: JP2016092052A
Application number: JP2014221170A
Authority: JP
Inventors: 茂治木村; Shigeharu Kimura
Original assignee: Kyocera Circuit Solutions Inc
Current assignee: Kyocera Circuit Solutions Inc
Priority date: 2014-10-30
Filing date: 2014-10-30
Publication date: 2016-05-23

Abstract

【課題】電気的絶縁信頼性の高い高密度配線を有する配線基板の製造方法を提供すること。【解決手段】ガラスクロス３入りの樹脂材料４から成る絶縁層１の表面に、第１の銅箔７ａおよび第２の銅箔７ｂが分離可能に密着された分離可能銅箔７が第２の銅箔７ｂを外側にして張着された銅張積層板１０を準備する工程と、銅張積層板１０の上面から下面にかけて貫通孔５を形成する工程と、貫通孔５内壁および分離可能銅箔７の露出表面をカーボンブラック膜６で被覆する工程と、第２の銅箔７ｂを第１の銅箔７ａから分離除去する工程と、貫通孔５内においてカーボンブラック膜６を下地導体にするとともに、絶縁層１表面において第１の銅箔７ａを下地導体にしてセミアディティブ法により電解めっきを行うことにより貫通孔５内および絶縁層１表面に配線導体２を形成する工程とを行なう。【選択図】図２

Description

本発明は、高密度配線を有する配線基板の製造方法に関するものである。

従来、高密度配線を有する配線基板として、例えばガラスクロス入りの樹脂材料から成る絶縁層に複数の貫通孔を設け、これらの貫通孔内および絶縁層の表面にめっき導体から成る配線導体を形成した配線基板が知られている。

ところで近年、通信機器や音楽プレーヤー等に代表される電子機器の小型化に伴い、これらの電子機器に搭載される配線基板も小型化が進み、更なる高密度配線化が求められている。
しかしながら、上述の配線基板では、更なる高密度配線化の要求に対応して貫通孔の配列ピッチを狭いものとしていくと、貫通孔内を充填するめっき導体を構成する金属イオンが、隣接する貫通孔同士の間でマイグレーションを起こして電気的な絶縁信頼性が低下してしまうという問題があった。これは貫通孔を設けた際に、絶縁層の厚み方向の中央部に補強材として一般的に入っているガラスクロスの断面が貫通孔内に露出し、その露出したガラスクロスと樹脂材料との界面を伝って金属イオンが移動するためである。

そこで、本願出願人は、先に特願２０１４−０３８５７２において、高密度配線を有する配線基板を提供する方法を提案した。この方法は、まず絶縁層表面に銅箔が張着された両面銅張積層板に貫通孔を設けて、貫通孔内壁および銅箔の露出表面をカーボンブラック膜で被覆し、これを下地導体として貫通孔内および銅箔上に第１のめっき導体を形成した後、絶縁層表面の第１のめっき導体および銅箔をエッチング除去して貫通孔内の上下方向の中央部の第１のめっき導体を残す。そして、貫通孔の第１のめっき導体よりも外側の部分および絶縁層表面に無電解めっき膜を被覆した後、無電解めっき膜を下地導体としてセミアディティブ法により絶縁層表面に第２のめっき導体から成る配線導体を形成する工程を行うものである。
ところが、特願２０１４−０３８５７２で提案した方法によると、銅箔表面のカーボンブラック膜が厚く被覆された場合に、カーボンブラック膜により銅箔のエッチングが阻害されて銅箔を完全に除去しきれないことがある。したがって、貫通孔内および銅箔の表面にカーボンブラック膜を厚く被着することができない。このため、貫通孔内のカーボンブラック膜がポーラスなものとなって貫通孔同士の間のマイグレーションを十分に防止することができない場合があった。

特願２０１４−０３８５７２号公報

本発明は、隣接する貫通孔の配設ピッチを狭いものとしても、隣接する貫通孔の間におけるマイグレーションが有効に防止されることにより電気的絶縁信頼性の高い、高密度配線を有する配線基板の製造方法を提供することを課題とするものである。

本発明の配線基板の製造方法は、ガラスクロス入りの樹脂材料から成る絶縁層の表面に、第１の銅箔および第２の銅箔が分離可能に密着された分離可能銅箔が第２の銅箔を外側にして張着された銅張積層板を準備する工程と、銅張積層板の上面から下面にかけて貫通孔を形成する工程と、貫通孔内壁および分離可能銅箔の露出表面をカーボンブラック膜で被覆する工程と、第２の銅箔を第１の銅箔から分離除去する工程と、貫通孔内においてカーボンブラック膜を下地導体にするとともに、絶縁層表面において第１の銅箔を下地導体にしてセミアディティブ法により電解めっきを行うことにより貫通孔内および絶縁層表面に配線導体を形成する工程と、を行なうことを特徴とするものである。

本発明の配線基板の製造方法によれば、貫通孔を有する銅張積層板の貫通孔内および分離可能銅箔の露出表面をカーボンブラック膜で被覆した後、第２の銅箔を第１の銅箔から分離除去する。そして、貫通孔内においてカーボンブラック膜を下地導体にするとともに、絶縁層表面において第１の銅箔を下地導体にしてセミアディティブ法により電解めっきを行うことで貫通孔内および絶縁層表面に配線導体を形成する。
このため、カーボンブラック膜を厚いものとしたとしても、分離可能銅箔の露出表面を被覆するカーボンブラック膜を第２の銅箔とともに完全に除去するとこができる。したがって、貫通孔の内壁を厚いカーボンブラック膜で被覆することが可能となり、このカーボンブラック膜が貫通孔同士の間のマイグレーションに対するバリアとして機能するので、隣接する貫通孔の配設ピッチを狭いものにしたとしても、隣接する貫通孔の間におけるマイグレーションが有効に防止される。その結果、電気的絶縁信頼性の高い、高密度配線を有する配線基板の製造方法を提供することができる。

図１は、本発明の配線基板の実施形態の一例を説明するための要部概略断面図である。図２（ａ）〜（ｄ）は、本発明の配線基板の製造方法における実施形態の一例を説明するための工程毎の要部概略断面図である。図３（ｅ）〜（ｈ）は、本発明の配線基板の製造方法における実施形態の一例を説明するための工程毎の要部概略断面図である。

次に、本発明の配線基板の実施形態の一例を添付の図１を基に説明する。図１において、１は絶縁層、２は配線導体であり、主としてこれらで配線基板Ａが形成されている。

絶縁層１は、ガラスクロス３入りの樹脂材料４から成る。樹脂材料４としては、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が用いられる。

絶縁層１の上面から下面にかけては、複数の貫通孔５が形成されている。貫通孔５の直径は、３０〜１００μｍ程度である。

貫通孔５の内壁は、カーボンブラック膜６で被覆されている。カーボンブラック膜６は、カーボンブラックの微粒子の連続層により形成されている。カーボンブラック膜６を形成するカーボンブラックの粒径は、０．０５〜０．１μｍ程度である。

配線導体２は、貫通孔５内においてカーボンブラック膜６を下地導体にするとともに、絶縁層１表面において第１の銅箔７ａを下地導体にして、銅等の良導電性金属から成る。

次に、本発明の配線基板の製造方法における実施形態の一例を、添付の図２（ａ）〜（ｄ）および図３（ｅ）〜（ｈ）を基に説明する。なお、これらの図２および図３において、上述した配線基板Ａの場合と同様の部位には同様の符号を付して詳細な説明は省略する。

先ず、図２（ａ）に示すように、第１の銅箔７ａおよび第２の銅箔７ｂが分離可能に密着された分離可能銅箔７が第２の銅箔７ｂを外側にして張着された銅張積層板１０を準備する。絶縁層１の厚みは１５０〜２００μｍ程度、第１の銅箔７ａの厚みは１〜３μｍ程度であり、第２の銅箔７ｂの厚みは１５〜１８μｍ程度である。

次に、図２（ｂ）に示すように、銅張積層板１０の上面から下面にかけて貫通孔５を形成する。貫通孔５は、例えばレーザー加工により形成する。レーザー加工では、貫通孔５におけるレーザーの入射側の開口径が出射側の開口径よりも大きくなる。したがって、貫通孔５はテーパ形状となる。貫通孔５がこのようにテーパ形状であると、貫通孔５の内部をめっき導体で充填することが容易となる。絶縁層１における貫通孔５の直径は、レーザーの入射側で８０〜１００μｍ程度、レーザーの出射側で３０〜６０μｍ程度となる。また、分離可能銅箔７は、絶縁層１よりもレーザー加工されにくいので、貫通孔５の上下端に分離可能銅箔７の一部が庇状に突出した状態となる。なお、貫通孔５を形成した後には、デスミア処理をすることが好ましい。

次に、図２（ｃ）に示すように、貫通孔５の内壁および分離可能銅箔７の露出表面をカーボンブラック膜６で被覆する。カーボンブラック膜６による被覆は、貫通孔５が形成された銅張積層板１０の表面をクリーニングおよびコンディショニング処理によりプラス電荷に帯電させた後、この帯電面にマイナス電荷をもつカーボンブラック粒子を吸着させる方法が用いられる。カーボンブラックの微粒子を吸着させるには、カーボンブラックの微粒子が分散されたカーボンブラック分散液中に銅張積層板１０を浸漬したり、カーボンブラック分散液をスプレーしたりする方法が採用される。これによりカーボンブラック微粒子の連続膜が形成される。なお、必要に応じてカーボンブラック粒子の吸着を複数回繰り返してもよい。

次に、図２（ｄ）に示すように、第２の銅箔７ｂを第１の銅箔７ａから分離除去する。このとき、分離可能銅箔７の表面を被覆するカーボンブラック膜６は、第２の銅箔７ｂとともに除去される。

次に、図３（ｅ）に示すように、絶縁層１上下面の第１の銅箔７ａ上に配線導体２のパターンに対応した開口パターンを有するめっきレジスト８を形成する。

次に、図３（ｆ）に示すように、めっきレジスト８の開口パターンから露出する第１の銅箔７ａの表面に、電解銅めっき法によりめっき導体９を析出させる。このめっき導体９は、貫通孔５内を充填するとともに絶縁層１の上下面で１０〜２０μｍ程度の厚みとなるように形成する。この場合、めっき導体９は、貫通孔５内においてカーボンブラック膜６を下地導体にするとともに、絶縁層１表面において第１の銅箔７ａを下地導体にして被着される。

次に、図３（ｇ）に示すように、めっきレジスト８を剥離除去する。めっきレジスト８の剥離には、アルカリ系の剥離液を用いることができる。

最後に、図３（ｈ）に示すように、めっき導体９から露出する第１の銅箔７ａをエッチング除去する。これによって、貫通孔５内および絶縁層１の上下面にめっき導体９から成る配線導体２が形成された配線基板Ａが完成する。

このように、本例の配線基板の製造方法によれば、貫通孔５を有する銅張積層板１０の貫通孔５内および分離可能銅箔７の露出表面をカーボンブラック膜６で被覆した後、第２の銅箔７ｂをその上のカーボンブラック膜６とともに第１の銅箔７ａから分離除去する。そして、貫通孔５内においてカーボンブラック膜６を下地導体にするとともに、絶縁層１表面において第１の銅箔７ａを下地導体にしてセミアディティブ法により電解めっきを行うことで貫通孔５内および絶縁層１表面に配線導体２を形成する。
このため、カーボンブラック膜６をカーボンブラック微粒子の連続膜が形成される程度に厚いものとしたとしても、分離可能銅箔７の露出表面を被覆するカーボンブラック膜６を第２の銅箔７ｂとともに完全に除去するとこができる。したがって、貫通孔５の内壁をカーボンブラック微粒子の連続膜が形成される程度に厚いカーボンブラック膜６で被覆することが可能となり、このカーボンブラック膜６が貫通孔５同士の間のマイグレーションに対するバリアとして機能するので、隣接する貫通孔５の配設ピッチを狭いものにしたとしても、隣接する貫通孔５の間におけるマイグレーションが有効に防止される。その結果、電気的絶縁信頼性の高い、高密度配線を有する配線基板の製造方法を提供することができる。

１絶縁層
２配線導体
３ガラスクロス
４樹脂材料
５貫通孔
６カーボンブラック膜
７分離可能銅箔
７ａ第１の銅箔
７ｂ第２の銅箔
Ａ配線基板

Claims

ガラスクロス入りの樹脂材料から成る絶縁層の表面に、第１の銅箔および第２の銅箔が分離可能に密着された分離可能銅箔が前記第２の銅箔を外側にして張着された銅張積層板を準備する工程と、前記銅張積層板の上面から下面にかけて貫通孔を形成する工程と、前記貫通孔内壁および前記分離可能銅箔の露出表面をカーボンブラック膜で被覆する工程と、前記第２の銅箔を前記第１の銅箔から分離除去する工程と、前記貫通孔内において前記カーボンブラック膜を下地導体にするとともに、前記絶縁層表面において前記第１の銅箔を下地導体にしてセミアディティブ法により電解めっきを行うことにより前記貫通孔内および前記絶縁層表面に配線導体を形成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。