JP2017228572A - 配線板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】表側と裏側とで非対称な構造を有する配線板を容易に製造することが可能な配線板の製造方法の提供を目的とする。【解決手段】本発明の配線板１０の製造方法は、絶縁性基材２１と、絶縁性基材２１の表裏の両面上の導体層２２と、を含んでなる第１の基板１２を準備することと、複数の層間絶縁層３４と、層間絶縁層３４上に積層される導体層３５と、層間絶縁層３４に形成されて表裏の導体層３５，３５同士を接続するビア導体３６と、を含んでなる第２の基板１３を準備することと、第１の絶縁性シート５１と、第１の絶縁性シート５１よりも薄い第２の絶縁性シート５２と、を準備することと、第１の基板１２のＳ面１２Ｓと第２の基板１３のＦ面１３Ｆとの間に第１の絶縁性シート５１を配置し、且つ、第１の基板１２のＦ面１２Ｆ上に第２の絶縁性シート５２を配置した状態で熱プレスを行うことと、を含む。【選択図】図９

Description

本発明は、表側と裏側とで非対称な構造を有する配線板の製造方法に関する。

従来、この種の配線板として、絶縁性基材の表裏の一方側と他方側とで、積層される導体層の数が異なるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１０−１０１８３号公報（段落［００２４］〜［００２６］、図１）

ところで、上述した従来の配線板は、非対称な構造を有するため、製造が困難であるという問題が考えられる。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、表側と裏側とで非対称な構造を有する配線板を容易に製造することが可能な配線板の製造方法の提供を目的とする。

上記目的を達成するためなされた請求項１に係る発明は、表裏の一方側の面である第１面と表裏の他方側の面である第２面とを有し、且つ、複数の層間絶縁層と、その層間絶縁層上に積層される導体層と、前記層間絶縁層に形成されてその層間絶縁層の表側と裏側に配置される前記導体層同士を接続するビア導体と、を含んでなる多層配線基板を準備することと、表裏の一方側の面である第３面と表裏の他方側の面である第４面とを有し、且つ、層間絶縁層と、その層間絶縁層の表裏の両面上の導体層と、を含んでなる両面配線基板を準備することと、第１の絶縁性シートと、前記第１の絶縁性シートよりも薄い第２の絶縁性シートと、を準備することと、前記多層配線基板の前記第２面と前記両面配線基板の前記第３面との間に前記第１の絶縁性シートを配置し、且つ、前記両面配線基板の前記第４面の上に前記第２の絶縁性シートを配置した状態で熱プレスを行うことと、を含む配線板の製造方法である。

配線板の断面図 （Ａ）第１の基板の断面図、（Ｂ）第２の基板の断面図 第１の基板の製造工程を示す断面図 第１の基板の製造工程を示す断面図 第２の基板の製造工程を示す断面図 第２の基板の製造工程を示す断面図 第２の基板の製造工程を示す断面図 第２の基板の製造工程を示す断面図 配線板の製造工程を示す断面図 配線板の製造工程を示す断面図 配線板の製造工程を示す断面図 他の実施形態に係る配線板の製造工程を示す断面図 他の実施形態に係る配線板の断面図

以下、本実施形態を図１〜図１１に基づいて説明する。図１に示すように、本実施形態の配線板１０は、第１の基板１２と、第２の基板１３と、を有している。第１の基板１２は、第２の基板１３よりも薄い。第１の基板１２と第２の基板１３とは、第１絶縁層１１を介して接着されている。詳細には、第１絶縁層１１は、第１の基板１２の裏側面であるＳ面１２Ｓと第２の基板１３の表側面であるＦ面１３Ｆとに挟まれている。

第１の基板１２は、絶縁性基材２１の表裏の両面に導体層２２が積層されてなる（図２（Ａ）参照）。第１の基板１２の表側面であるＦ面１２Ｆ上には、第２絶縁層１４が積層されている。第２絶縁層１４は、第１絶縁層１１よりも薄くなっている。

第２の基板１３は、絶縁性基材３１と、絶縁性基材３１の表裏の両面に積層される導体層３２と、導体層３２の上に積層されるビルドアップ部１３Ｂと、を有する（図２（Ｂ）参照）。絶縁性基材３１には、表側の導体層３２と裏側の導体層３２を接続するスルーホール導体３３が形成されている。ビルドアップ部１３Ｂは、複数の層間絶縁層３４と複数の導体層３５とが交互に積層されてなる。各層間絶縁層３４には、ビア導体３６が形成されている。複数の層間絶縁層３４のうち最内の層間絶縁層３４（即ち、最も絶縁性基材３１に近い層間絶縁層３４）に形成されたビア導体３６は、最内の層間絶縁層３４の表裏の両面上に積層される導体層３２と導体層３５とを接続する。また、最内の層間絶縁層３４よりも外側に配置される層間絶縁層３４に形成されたビア導体３６は、その層間絶縁層３４の表裏の両面上に積層される導体層３５同士を接続する。

図１に示すように、第２の基板１３の裏側面であるＳ面１３Ｓ上には、ソルダーレジスト層１５が積層されている。ソルダーレジスト層１５には、Ｓ面１３Ｓ側の複数の導体層３５のうち最外の導体層３５（絶縁性基材３１から最も遠い導体層３５）の一部を露出させる開口１５Ａが形成されている。そして、最外の導体層３５のうち開口１５Ａによって露出する部分に、パッド１６が形成されている。

本実施形態の配線板１０では、第１の基板１２を構成する絶縁性基材２１の厚みは、第２の基板１３を構成する層間絶縁層３４及び絶縁性基材３１の何れの厚みよりも大きくなっている。また、第１絶縁層１１の厚みは、第１の基板１２の厚みと略等しくなっていて、第２の基板１３を構成する層間絶縁層３４及び絶縁性基材３１の厚みよりも大きくなっている。

なお、本実施形態では、第１の基板１２が本発明に係る「両面配線基板」に相当し、第１の基板１２の絶縁性基材２１が本発明に係る「両面配線基板を構成する層間絶縁層」に相当する。また、第２の基板１３が本発明に係る「多層配線基板」に相当し、絶縁性基材３１及び層間絶縁層３４が本発明に係る「多層配線基板を構成する層間絶縁層」に相当する。

次に、本実施形態の配線板１０の製造方法について説明する。ここで、配線板１０の製造にあたっては、まず、第１の基板１２（図２（Ａ）参照）と第２の基板１３（図２（Ｂ）参照）とが準備される。以下、第１の基板１２の製造方法と、第２の基板１３の製造方法について説明する。

［Ａ］第１の基板１２の製造方法
（Ａ１）図３（Ａ）に示す銅張積層板２１Ｋが準備される。銅張積層板２１Ｋは、絶縁性基材２１の表裏の両面に銅箔２２Ｃが積層されてなる。

（Ａ２）無電解めっき処理が行われ、銅張積層板２１Ｋの表側と裏側の銅箔２２Ｃ上に無電解めっき膜（図示せず）が形成される。次いで、銅箔２２Ｃ上の無電解めっき膜の上に所定パターンのめっきレジスト４０が形成される（図３（Ｂ）参照）。

（Ａ３）電解めっき処理が行われ、無電解めっき膜（図示せず）のうちめっきレジスト４０の非形成部分に電解めっき膜３９が形成される（図４（Ａ）参照）。

（Ａ４）めっきレジスト４０が除去されると共に、めっきレジスト４０の下方の無電解めっき膜（図示せず）及び銅箔２２Ｃが除去される。すると、図４（Ｂ）に示すように、絶縁性基材２１の表裏の両面に所定パターンの導体層２２が形成され、表裏の一方側にＦ面１２Ｆを有し、他方側にＳ面１２Ｓを有する第１の基板１２が形成される。なお、本実施形態では、Ｓ面１２Ｓが本発明の「第３面」に相当し、Ｆ面１２Ｆが本発明の「第４面」に相当する。

［Ｂ］第２の基板１３の製造方法
（Ｂ１）図５（Ａ）に示す銅張積層板３１Ｋが準備される。銅張積層板３１Ｋは、絶縁性基材３１の表裏の両面に銅箔３２Ｃが積層されてなる。

（Ｂ２）銅張積層板３１Ｋの表側と裏側とにレーザ加工が施されて、銅張積層板３１Ｋを貫通する貫通孔３３Ａが形成される（図５（Ｂ）参照）。そして、過マンガン酸塩等の酸化剤でそれら貫通孔３３Ａ内が洗浄（デスミア処理）される。なお、貫通孔３３Ａは、絶縁性基材３１の厚み方向の中央部で縮径される形状に形成される。

（Ｂ３）無電解めっき処理が行われ、銅箔３２Ｃ上と貫通孔３３Ａの内面に無電解めっき膜（図示せず）が形成される。次いで、銅箔３２Ｃ上の無電解めっき膜上に、所定パターンのめっきレジスト４０が形成される（図５（Ｃ）参照）。

（Ｂ４）電解めっき処理が行われ、電解めっきが貫通孔３３Ａ内に充填されてスルーホール導体３３が形成されると共に、銅箔３２Ｃ上の無電解めっき膜（図示せず）のうちめっきレジスト４０の非形成部分に電解めっき膜３９が形成される（図６（Ａ）参照）。

（Ｂ５）めっきレジスト４０が除去されると共に、めっきレジスト４０の下方の無電解めっき膜（図示せず）及び銅箔３２Ｃが除去される。そして、残された電解めっき膜３９、無電解めっき膜及び銅箔３２Ｃにより、絶縁性基材３１の表裏の両面に導体層３２が形成され、表側の導体層３２と裏側の導体層３２とがスルーホール導体３３によって接続される（図６（Ｂ）参照）。

（Ｂ６）図６（Ｃ）に示すように、絶縁性基材３１の表裏の各導体層３２上に、層間絶縁層３４としてのプリプレグ（心材に無機フィラーを含有する樹脂を含浸してなるＢステージの樹脂シート）と、銅箔３５Ｃと、が積層されて、加熱プレスされる。その際、絶縁性基材３１の表側と裏側の両方で、導体層３２，３２同士の間がプリプレグにて埋められる。なお、層間絶縁層３４として、プリプレグの代わりに心材を含まず且つ無機フィラーを含有する樹脂フィルムを用いてもよい。その場合は、銅箔３５Ｃを積層することなく、樹脂フィルムの表面に、直接、セミアディティブ法で導体層３５を形成することができる。

（Ｂ７）図７（Ａ）に示すように、銅箔３５ＣにＣＯ２レーザが照射されて、銅箔３５Ｃ及び層間絶縁層３４を貫通するテーパー状のビアホール３６Ａが形成される。そして、過マンガン酸塩等の酸化剤でそれらビアホール３６Ａ内が洗浄（デスミア処理）される。

（Ｂ８）無電解めっき処理が行われ、銅箔３５Ｃの上とビアホール３６Ａの内面とに無電解めっき膜（図示せず）が形成される。次いで、無電解めっき膜上に、所定パターンのめっきレジスト４０が形成される（図７（Ｂ）参照）。

（Ｂ９）電解めっき処理が行われ、図７（Ｃ）に示すように、電解めっきがビアホール３６Ａ内に充填されてビア導体３６が形成されると共に、無電解めっき膜（図示せず）のうちめっきレジスト４０から露出している部分の上に電解めっき膜３９が形成される。

（Ｂ１０）めっきレジスト４０が除去されると共に、めっきレジスト４０の下方の無電解めっき膜（図示せず）及び銅箔３５Ｃが除去される。そして、残された電解めっき膜３９、無電解めっき膜及び銅箔３５Ｃにより、層間絶縁層３４上に導体層３５が形成される（図８（Ａ）参照）。このとき、導体層３５と導体層３２とが、ビア導体３６によって接続される。

（Ｂ１１）上記した（Ｂ６）〜（Ｂ１０）の工程が繰り返され、図８（Ｂ）に示すように、絶縁性基材３１上の導体層３２の上に、複数の層間絶縁層３４と複数の導体層３５とが交互に積層されて、ビルドアップ部１３Ｂが形成される。このとき、積層方向で隣り合う導体層３５同士は、層間絶縁層３４に形成されるビア導体３６によって接続される。以上により、表裏の一方側にＦ面１３Ｆを有し、他方側にＳ面１３Ｓを有する第２の基板１３が形成される。なお、本実施形態では、Ｓ面１３Ｓが本発明の「第１面」に相当し、Ｆ面１３Ｆが本発明の「第２面」に相当する。

第１の基板１２及び第２の基板１３の製造方法に関する説明は以上である。次に、第１の基板１２及び第２の基板１３を用いた配線板１０の製造方法について説明する。

配線板１０は、以下のようにして製造される。
（１）第１の基板１２及び第２の基板１３の他に、第１の絶縁性シート５１（図９参照）と、第１の絶縁性シート５１よりも薄い第２の絶縁性シート５２（図９参照）と、が準備される。第１の絶縁性シート５１の厚みは、第１の基板１２の厚みと略同じになっていて、第２の絶縁性シート５２の厚みは、第２の基板１３の層間絶縁層３４の厚みと略同じか又は層間絶縁層３４の厚みより小さくなっている。本実施形態の例では、第１の絶縁性シート５１の厚みは３３０μｍになっていて、第２の絶縁性シート５２の厚みは４０μｍになっている。また、第１の基板１２の絶縁性基材２１の厚みは３００μｍになっていて、第２の基板１３の絶縁性基材３１と層間絶縁層３４の厚みは共に６０μｍになっている。また、第１の基板１２の導体層２２の厚みと第２の基板１３の導体層３２，３５の厚みは共に１５μｍとなっていて、第１の基板１２全体の厚みが３３０μｍになっていて、第２の基板１３全体の厚みが３９０μｍになっている。なお、本実施形態の例では、第１の絶縁性シート５１及び第２の絶縁性シート５２は共に、プリプレグで構成されていている。

（２）第１の基板１２、第２の基板１３、第１の絶縁性シート５１及び第２の絶縁性シート５２にアライメントマーク（図示せず）が形成される。アライメントマークの例としては、第１の基板１２、第２の基板１３、第１の絶縁性シート５１及び第２の絶縁性シート５２を貫通するピン孔が挙げられる。

（３）図９に示すように、第２の基板１３のＦ面１３Ｆ側に、第１の絶縁性シート５１と、第１の基板１２と、第２の絶縁性シート５２と、が順番に重ねられる。このとき、第１の基板１２は、Ｓ面１２Ｓが第２の基板１３側を向くように配置され、第１の絶縁性シート５１は、第１の基板１２のＳ面１２Ｓと第２の基板１３のＦ面１３Ｆとの間に配置される。また、第２の絶縁性シート５１は、第１の基板１２のＦ面１２Ｆ上に配置される。第１の基板１２、第２の基板１３、第１の絶縁性シート５１及び第２の絶縁性シート５２の水平方向の配置は、上述のアライメントマークを基準にして決定される。

（４）熱プレスが行われ、第１の基板１２のＳ面１２Ｓと第２の基板１３のＦ面１３Ｆとの間に、第１の絶縁性シート５１で構成される第１絶縁層１１が形成されると共に、第１の基板１２のＦ面１２Ｆ上に、第２の絶縁性シート５２で構成される第２絶縁層１４が形成される（図１０参照）。なお、このとき、第１の基板１２のＳ面１２Ｓで露出する導体層２２，２２同士の間が、第１の絶縁性シート５１を構成するプリプレグにて埋められると共に、第２の基板１３のＦ面１３Ｆで露出する導体層３５，３５同士の間が、第１の絶縁性シート５１を構成するプリプレグにて埋められる。また、第１の基板１２のＦ面１２Ｆで露出する導体層２２，２２同士の間が、第２の絶縁性シート５２を構成するプリプレグにて埋められる。

（５）第２の基板１３のＳ面１３Ｓ上にソルダーレジスト層１５が積層される。次いで、フォトレジスト処理が行われて、ソルダーレジスト層１５に開口１５Ａが形成される。そして、Ｓ面１３Ｓ側で最も外側（絶縁性基材３１から最も離れる側）に配置される導体層３５のうち開口１５Ａによって露出する部分によって、パッド１６が形成される（図１１参照）。以上により、図１に示した配線板１０が完成する。

本実施形態の配線板１０の製造方法に関する説明は以上である。次に、配線板１０の製造方法の作用効果について説明する。

本実施形態の配線板１０の製造方法では、第１の基板１２と、第２の基板１３と、第１の絶縁性シート５１と、第２の絶縁性シート５２と、が準備され、第１の絶縁性シート５１が、第１の基板１２のＳ面１２Ｓと第２の基板１３のＦ面１３Ｆとの間に配置されると共に、第２の絶縁性シート５２が第１の基板１２のＦ面１２Ｆ上に配置された状態で、熱プレスが行われる。そして、熱プレス後の第１の絶縁性シート５１により第１絶縁層１１が形成され、熱プレス後の第２の絶縁性シート５２により第２絶縁層１４が形成される。このように、本実施形態の配線板１０の製造方法によれば、第１絶縁層１１の表側と裏側とで非対称な構造を有する配線板１０を容易に製造することが可能となる。しかも、本実施形態の配線板１０の製造方法では、第１の基板１２と、第２の基板１３と、を別々に準備するので、第１絶縁層１１の表側に配置される部分（第１の基板１２）と裏側に配置される部分（第２の基板１３）の構造や厚みを容易に変更することが可能となる。

また、本実施形態では、熱プレス後の第１の絶縁性シート５１の厚み（第１絶縁層１１の厚み）が、第１の基板１２と第２の基板１３のうち薄い方の基板である第１の基板１２の厚みと略同じになっているので、第１絶縁層１１の表側と裏側とに積層される第１の基板１２と第２の基板１３の厚みが異なっていても、それら第１の基板１２と第２の基板１３の厚みの差に起因する剛性の差異を第１絶縁層１１で吸収することが可能となる。

なお、本実施形態の配線板１０において、第１の基板１２の絶縁性基材２１と第２の基板１３の絶縁性基材３１の何れかの絶縁性基材を低誘電率材料（例えば、誘電正接Ｄｆが０．００５以下の材料）で構成してもよい。このような構成とすることで、例えば、第１の基板１２がアンテナ基板で第２の基板１３がデジタル信号処理基板というように、第１の基板１２と第２の基板１３とを、別々の機能を有する配線基板とすることが可能となる。

また、本実施形態の配線板１０において、第１絶縁層１１（第１の絶縁性シート５１）を十分に厚くすれば、第１の基板１２内を伝送される電気信号が、第２の基板１３内を伝送される電気信号にノイズとして伝播されることが抑えられる。その結果、例えば、第１の基板１２がアンテナ基板で第２の基板１３がデジタル信号処理基板というように、第１の基板１２と第２の基板１３とを、別々の機能を有する配線基板とすることが可能となる。

［他の実施形態］
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。

（１）上記実施形態では、熱プレス後の第１の絶縁性シート５１の厚み（第１絶縁層１１の厚み）が、第１の基板１２の厚みと略同じであったが、第１の基板１２の厚みより大きくてもよい。

（２）上記実施形態では、第１の基板１２が第２の基板１３より薄くなっていたが、第２の基板１３が第１の基板１２よりも薄くなっていてもよい。この場合、熱プレス後の第１の絶縁性シート５１の厚みは、第２の基板１３の厚みと略同じか、又は、第２の基板１３の厚みより大きいことが好ましい。

（３）上記実施形態において、第１の絶縁性シート５１の代わりに、図１２に示すように、硬化済みの樹脂で構成される絶縁性基材５１Ａの表裏の両面に未硬化の樹脂層５１Ｂが積層されてなる第１の絶縁性シート５１Ｖを用いてもよい。図１３には、第１の絶縁性シート５１Ｖを用いて製造される配線板１０が示されている。なお、未硬化の樹脂層５１Ｂの厚みは、第１の基板１２の導体層２２の厚み及び第２の基板１３の導体層３５の厚みの何れよりも大きくなっている。具体的には、図１２において、絶縁性基材５１Ａの厚みは２３０μｍになっていて、未硬化の樹脂層５１Ｂの厚みは５０μｍになっている。第１の基板１２の各層の厚み、第２の基板１３の各層の厚み及び第２の絶縁性シート５２の厚みは、上記実施形態で述べた厚みと同じになっている。

１０ 配線板
１２ 第１の基板（両面配線基板）
１３ 第２の基板（多層配線基板）
２１ 絶縁性基材（層間絶縁層）
３４ 層間絶縁層
３５ 導体層
５１，５１Ｖ 第１の絶縁性シート
５２ 第２の絶縁性シート

Claims (5)

1. 表裏の一方側の面である第１面と表裏の他方側の面である第２面とを有し、且つ、複数の層間絶縁層と、その層間絶縁層上に積層される導体層と、前記層間絶縁層に形成されてその層間絶縁層の表側と裏側に配置される前記導体層同士を接続するビア導体と、を含んでなる多層配線基板を準備することと、
   表裏の一方側の面である第３面と表裏の他方側の面である第４面とを有し、且つ、層間絶縁層と、その層間絶縁層の表裏の両面上の導体層と、を含んでなる両面配線基板を準備することと、
   第１の絶縁性シートと、前記第１の絶縁性シートよりも薄い第２の絶縁性シートと、を準備することと、
   前記多層配線基板の前記第２面と前記両面配線基板の前記第３面との間に前記第１の絶縁性シートを配置し、且つ、前記両面配線基板の前記第４面の上に前記第２の絶縁性シートを配置した状態で熱プレスを行うことと、を含む配線板の製造方法。
2. 請求項１に記載の配線板の製造方法であって、
   前記熱プレスが行われた後の前記第１の絶縁性シートの厚みは、前記両面配線基板と前記多層配線基板のうち薄い方の配線基板の厚みと略同じか又はその厚みより大きい。
3. 請求項１又は２に記載の配線板の製造方法であって、
   前記両面配線基板を構成する前記層間絶縁層の厚みは、前記多層配線基板を構成する各前記層間絶縁層の厚みよりも大きい。
4. 請求項１乃至３のうち何れか１の請求項に記載の配線板の製造方法であって、
   前記熱プレスが行われた後の前記第１の絶縁性シートの厚みは、前記多層配線基板を構成する各前記層間絶縁層の厚みより大きい。
5. 請求項１乃至４のうち何れか１の請求項に記載の配線板の製造方法であって、
   前記熱プレスが行われた後の前記多層配線基板の前記第１面上にソルダーレジスト層を積層することを、さらに含む配線板の製造方法。

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