JP2023155032A - 配線基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】配線基板の信頼性向上。【解決手段】実施形態の配線基板の製造方法は、第１面１ｃａ及び第２面１ｃｂを有する絶縁基板１ｃを用意することと、第１面ｃａ及び第２面１ｃｂをそれぞれ樹脂で覆う第１被覆層１ａ及び第２被覆層１ｂを形成することと、絶縁基板１ｃ、並びに、第１及び第２被覆層１ａ、１ｂを貫く貫通孔１６ａを形成することと、貫通孔１６ａの内壁面上、並びに第１及び第２被覆層１ａ、１ｂそれぞれの外側表面１ｄ上に連続的に第１金属膜１２を形成することと、貫通孔１６ａの内部を樹脂で充填することと、外側表面１ｄ上の第１金属膜１２からなる金属層を除去することと、第１及び第２被覆層１ａ、１ｂそれぞれの外側表面１ｄの上に第２金属膜１３を形成することと、を含んでいる。【選択図】図２Ｍ

Description

本発明は、配線基板の製造方法に関する。

特許文献１には、めっきスルーホールを有するプリント配線板の製造方法が開示されている。特許文献１に開示の方法では、基板に穴開けが行われ、開けられた穴内及び基板の表面上に、無電解めっき及び電解めっきによってスルーホールめっき層が形成される。基板の表面上のスルーホールめっき層上に、さらにフタめっき層が形成される。基板の表面上のスルーホールめっき層及びフタめっき層からなる、プリント配線板の表面の銅層が形成される。

特開２００３－１６３４５２号公報

特許文献１に開示のプリント配線板の製造方法では、スルーホールめっき層の厚さに応じて基板の表面の銅層の厚さにばらつきが生じ得る。電解めっきなどによって形成されるスルーホールめっき層の厚さは、例えば電解めっき時の電界集中などの種々の要因でばらつくことがある。銅層の厚さがばらつくと、そのばらつきに応じて銅層の表面に生じる起伏によって、銅層に接続される電子部品の実装信頼性が低下することがある。また、表面に起伏を有する銅層上に、さらに絶縁層や導体層を積層して多層配線基板が製造される場合、これら各層間の界面剥離などが生じ易く、多層配線基板の信頼性が低下することがある。

本発明の配線基板の製造方法は、第１面及び前記第１面の反対面である第２面を有する絶縁基板を用意することと、前記第１面を樹脂で覆う第１被覆層を形成することと、前記第２面を樹脂で覆う第２被覆層を形成することと、前記絶縁基板、前記第１被覆層、及び前記第２被覆層を貫く貫通孔を形成することと、前記貫通孔の内壁面上、並びに前記第１被覆層及び前記第２被覆層それぞれにおける前記絶縁基板と反対側の表面である外側表面上に、連続的に第１金属膜を形成することと、前記貫通孔の内部を樹脂で充填することと、前記第１金属膜における前記外側表面上の部分からなる金属層を除去することと、前記第１被覆層及び前記第２被覆層それぞれの前記外側表面の上に第２金属膜を形成することと、を含んでいる。

本発明の実施形態によれば、導体層を構成する金属膜の厚さのばらつきによる導体層の表面の起伏を小さくすることができる。そのため、その導体層を含む配線基板の信頼性の低下や、実装部品と配線基板との接続信頼性の低下を防止できることがある。

本発明の一実施形態の配線基板の製造方法によって製造される配線基板の一例を示す断面図。 本発明の一実施形態の配線基板の製造方法の一例を示す断面図。 本発明の一実施形態の配線基板の製造方法の一例を示す断面図。 本発明の一実施形態の配線基板の製造方法の一例を示す断面図。 本発明の一実施形態の配線基板の製造方法の一例を示す断面図。 本発明の一実施形態の配線基板の製造方法の一例を示す平面図。 本発明の一実施形態の配線基板の製造方法の一例を示す断面図。 本発明の一実施形態の配線基板の製造方法の一例を示す平面図。 本発明の一実施形態の配線基板の製造方法の一例を示す断面図。 本発明の一実施形態の配線基板の製造方法の一例を示す断面図。 本発明の一実施形態の配線基板の製造方法の一例を示す断面図。 本発明の一実施形態の配線基板の製造方法の一例を示す断面図。 本発明の一実施形態の配線基板の製造方法の一例を示す断面図。 本発明の一実施形態の配線基板の製造方法の一例を示す断面図。 本発明の一実施形態の配線基板の製造方法の一例を示す断面図。 本発明の一実施形態の配線基板の製造方法の変形例を示す断面図。 本発明の一実施形態の配線基板の製造方法の変形例を示す断面図。 本発明の一実施形態の配線基板の製造方法の変形例を示す断面図。 本発明の一実施形態の配線基板の製造方法の変形例を示す断面図。

一実施形態の配線基板の製造方法が図面を参照しながら説明される。図１は、一実施形態の配線基板の製造方法によって製造される配線基板の一例である配線基板１００を示す断面図である。本実施形態の理解を容易にするために、先ず配線基板１００の構造が概説される。なお、配線基板１００は本実施形態の配線基板の製造方法（以下、単に「本実施形態の方法」とも称される）によって製造される配線基板の一例に過ぎない。本実施形態の方法によって製造される配線基板の積層構造、並びに、導体層及び絶縁層それぞれの数は、図１の配線基板１００の積層構造、並びに配線基板１００に含まれる導体層及び絶縁層それぞれの数に限定されない。また、以下の説明で参照される各図面では、開示される実施形態が理解され易いように特定の部分が拡大して描かれていることがあり、大きさや長さについて各構成要素がそれぞれの間の正確な比率で描かれていない場合がある。

図１に示されるように、配線基板１００は、コア基板１と、コア基板１の両面それぞれの上に積層されているビルドアップ層２と、各ビルドアップ層２の上に形成されているソルダーレジスト３とを含んでいる。コア基板１は、絶縁層１０と、絶縁層１０の第１面１０ａ及びその反対面である第２面１０ｂそれぞれの上に形成されている導体層１１とを含んでいる。絶縁層１０は、第１面１ｃａ及び第１面１ｃａの反対面である第２面１ｃｂを有するコア層１ｃと、コア層１ｃの第１面１ｃａ上に形成されている被覆層１ａ（第１被覆層）と、コア層１ｃの第２面１ｃｂ上に形成されている被覆層１ｂ（第２被覆層）とを含んでいる。被覆層１ａ及び被覆層１ｂは、いずれも絶縁性の樹脂を用いて形成されている。コア層１ｃの第１面１ｃａは被覆層１ａに覆われており、第２面１ｃｂは被覆層１ｂに覆われている。図１の配線基板１００では、コア層１ｃは、例えばガラス繊維やアラミド不織布などで形成される芯材（補強材）１ｃｃを含んでいる。一方、被覆層１ａ及び被覆層１ｂは、いずれも、芯材１ｃｃのような、被覆層１ａ又は被覆層１ｂの剛性を高める補強材を含んでいない。

導体層１１は、多層構造を有しており、絶縁層１０側から順に積層されている下層金属膜１３１及び上層金属膜１３２を含む金属膜１３（第２金属膜）を含んでいる。絶縁層１０には、その両面の導体層１１同士を接続するスルーホール導体１６が形成されている。スルーホール導体１６の内部は、エポキシ樹脂などを含む充填体１７によって充填されている。スルーホール導体１６は、コア層１ｃ、並びに被覆層１ａ及び被覆層１ｂを貫く貫通孔１６ａの内壁上に形成されている下層導体膜１６１と、下層導体膜１６１上に形成されている上層導体膜１６２とによって構成されている。

コア基板１の両面それぞれの上に形成されている各ビルドアップ層２は、コア基板１側から順に積層されている絶縁層２ａ、導体層２１、絶縁層２ｂ、及び導体層２２を含むと共に、各絶縁層を貫くビア導体２３を含んでいる。絶縁層２ａを貫くビア導体２３は導体層１１と導体層２１とを接続し、絶縁層２ｂを貫くビア導体２３は導体層２１と導体層２２とを接続している。各ビア導体２３は、導体層２１又は導体層２２と一体的に形成されている。導体層２１、２２、及びビア導体２３は、銅やニッケルなどの適切な導電性を有する材料で形成されている。絶縁層２ａ、２ｂは、例えばエポキシ樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂（ＢＴ樹脂）、フェノール樹脂、フッ素樹脂、及び液晶ポリマー（ＬＣＰ）のような、適切な絶縁性を有する熱硬化性又は熱可塑性の樹脂を用いて形成されている。

ソルダーレジスト３は、導体層２２が有する導体パッドを露出させる開口３ａを有している。ソルダーレジスト３は、例えば感光性のエポキシ樹脂やポリイミド樹脂などで形成されている。

次に、図１の配線基板１００が製造される場合を例に、図１を引き続き参照すると共に図２Ａ～図２Ｎを参照して、本実施形態の配線基板の製造方法が説明される。

図２Ａ及び図２Ｂに示されるように、本実施形態の方法は、その厚さ方向と直交する２つの主面（第１面１ｃａ及び第１面１ｃａの反対面である第２面１ｃｂ）を有する絶縁基板１ｃを用意することを含んでいる。

図２Ａの例では、まず、出発基板６が用意されている。出発基板６は、絶縁基板１ｃと金属箔６１とを含んでいる。金属箔６１は、絶縁基板１ｃの第１面１ｃａ及び第２面１ｃｂそれぞれの上に接合されている。例えば、銅からなる金属箔６１を備える両面銅張積層板が、出発基板６として用意される。しかし金属箔６１は、銅に限らず、例えばニッケルなどの適切な導電性を有する任意の金属からなり得る。また、絶縁基板１ｃ単体が、金属箔６１を備えない出発基板６として用意されてもよい。

適切な絶縁性を有する任意の材料で形成されている絶縁基板１ｃが用意され得る。絶縁基板１ｃの材料としては、エポキシ樹脂、ＢＴ樹脂、又はフェノール樹脂などの熱硬化性樹脂が例示されるが、絶縁基板１ｃの材料はこれらに限定されない。図２Ａの例において絶縁基板１ｃは、芯材（補強材）１ｃｃを含んでいる。すなわち、本実施形態の方法では、エポキシ樹脂などの樹脂を含むと共に芯材１ｃｃを含んでいる樹脂基板が、絶縁基板１ｃとして用意されてもよい。絶縁基板１ｃが芯材１ｃｃを含んでいると、製造される配線基板１００の剛性が高まり、反りなどの変形が生じ難くなることがある。芯材１ｃｃは、例えばガラス繊維、アラミド繊維、アラミド不織布などが例示されるが、芯材１ｃｃの材料はこれらに限定されない。絶縁基板１ｃは、さらに、二酸化ケイ素やアルミナなどの粒体からなるフィラー（図示せず）を含んでいてもよい。

用意される絶縁基板１ｃは任意の厚さを有し得る。例えば、絶縁基板１ｃとして、０．８ｍｍ以上、２．５ｍｍ以下の厚さを有する絶縁基板が用意されてもよい。絶縁基板１ｃは、製造される配線基板１００のコア層１ｃ（図１参照）を構成する。

本実施形態の方法の説明では、絶縁基板１ｃの厚さ方向（すなわち配線基板１００の厚さ方向）において絶縁基板１ｃから遠い側は、「外側」、「上側」若しくは「上方」、又は単に「上」とも称される。一方、絶縁基板１ｃに近い側は、「内側」、「下側」若しくは「下方」、又は単に「下」とも称される。さらに、各導体層及び各導体層に含まれる導体パターン、並びに各絶縁層において、絶縁基板１ｃと反対側を向く表面は「上面」とも称され、絶縁基板１ｃ側を向く表面は「下面」とも称される。

図２Ａ及び図２Ｂに示されるように、出発基板６から金属箔６１が除去される。図２Ｂの例では、絶縁基板１ｃの両面から、金属箔６１全体が除去されている。金属箔６１は、ウェットエッチングや機械的研磨などの任意の方法で除去され得る。図２Ｂに示されるように、絶縁基板１ｃの第１面１ｃａ及び第２面１ｃｂがそれぞれ露出して単体の絶縁基板１ｃが用意される。このように、本実施形態の方法において絶縁基板１ｃを用意することは、金属箔６１を絶縁基板１ｃの両面から除去することを含み得る。

図２Ｃに示されるように、絶縁基板１ｃの第１面１ｃａを覆う被覆層（第１被覆層）１ａが形成され、第２面１ｃｂを覆う被覆層（第２被覆層）１ｂが形成される。被覆層１ａ及び被覆層１ｂは、いずれも、主に樹脂によって構成されている。すなわち、被覆層１ａ、１ｂは、それぞれ、絶縁基板１ｃの第１面１ｃａ、第２面１ｃｂを樹脂で覆っている。被覆層１ａ、１ｂを構成する樹脂としては、例えばエポキシ樹脂、ＢＴ樹脂、フェノール樹脂、フッ素樹脂、及びＬＣＰのような、適切な絶縁性を有する熱硬化性又は熱可塑性の樹脂が例示される。被覆層１ａ、１ｂは、絶縁基板１ｃに含まれる樹脂と同じ樹脂で形成されてもよい。被覆層１ａ、１ｂは、さらに、二酸化ケイ素やアルミナなどの粒体からなるフィラー（図示せず）を含んでいてもよい。

図２Ｃに示されるように、被覆層１ａ及び被覆層１ｂは、シート状に成形された樹脂シート（第１樹脂シート）１ａｂを絶縁基板１ｃの第１面１ｃａ及び第２面１ｃｂそれぞれの全面に積層することによって形成され得る。前述したエポキシ樹脂などの各被覆層を構成する適切な樹脂を含む樹脂シート１ａｂが積層される。樹脂シート１ａｂを加熱及び加圧することによって、樹脂シート１ａｂが絶縁基板１ｃに熱圧着され、その結果、被覆層１ａ及び被覆層１ｂが形成される。

樹脂シート１ａｂは、後述される樹脂シート５ａ（第２樹脂シート、図２Ｈ参照）を構成する樹脂と略同じ熱膨張率を有する樹脂を含み得る。その場合、樹脂シート１ａｂによって形成される被覆層１ａ、１ｂが、樹脂シート５ａを用いて形成される充填体１７（図２Ｉ参照）の熱膨張率と略同じか近い熱膨張率を有し得る。そのため、充填体１７と被覆層１ａ、１ｂとの熱膨張率の違いによる応力の発生が防止又は軽減されると考えられる。このように、被覆層１ａ及び被覆層１ｂを形成することは、図２Ｈに示される樹脂シート５ａを構成する樹脂と略同じ熱膨張率を有する樹脂を含む樹脂シート１ａｂを絶縁基板１ｃの第１面１ｃａ及び第２面１ｃｂそれぞれの上に積層することを含み得る。

好ましくは、被覆層１ａ、１ｂを構成する樹脂が含侵される芯材、例えば絶縁基板１ｃが含む芯材１ｃｃのような芯材を含んでいない樹脂シート１ａｂが用いられ、芯材１ｃｃを含まない被覆層１ａ、１ｂが形成される。芯材１ｃｃのような芯材を含まない被覆層１ａ、１ｂは、後述される導体層１１の形成（図２Ｌ参照）において微細な導体パターンの形成に関して有利なことがある。このように、被覆層１及び被覆層１ｂは、芯材を含まない樹脂シート１ａｂを絶縁基板１ｃの第１面１ｃａ及び第２面１ｃｂそれぞれの上に積層することによって形成され得る。なお被覆層１ａ及び被覆層１ｂは、樹脂シート１ａｂの積層以外の任意の方法で形成されてもよい。例えば、被覆層１ａ及び被覆層１ｂは、エポキシ樹脂などの適切な樹脂の印刷や塗布によって形成されてもよい。被覆層１ａ及び被覆層１ｂの形成後、その表面が、必要に応じて、例えば薬液（アルカリ性過マンガン酸塩を含む溶液）などによって粗化されてもよい。

図２Ｄ及び図２Ｅに示されるように、絶縁基板１ｃ、被覆層１ａ、及び被覆層１ｂを貫く貫通孔１６ａが形成される。図２Ｅは、図２Ｄに示される被覆層１ａの上面を示す平面図である。図２ＥのIIＤ－IIＤ線での絶縁基板１ｃ及び各被覆層の断面図が図２Ｄに相当する。図２Ｄ及び図２Ｅの例では複数の貫通孔１６ａが形成されている。貫通孔１６ａは、例えば、ドリル加工や、炭酸ガスレーザーなどのレーザー光が照射されるレーザー加工のような任意の方法で形成され得る。

貫通孔１６ａは、後工程で形成されるスルーホール導体１６（図２Ｆ参照）の形成位置に形成される。貫通孔１６ａは、例えば、製造される配線基板１００に求められる電気的特性などに応じた任意の内径を有するように形成される。例えば、貫通孔１６ａとして、１００μｍ以上、２５０μｍ以下の内径を有する貫通孔が形成されてもよい。便宜上「内径」という用語が用いられているが、本実施形態の方法において形成される貫通孔１６ａのような貫通孔の平面形状は、円形や楕円形に限定されず、任意の平面形状であり得る。なお、本実施形態の方法の説明において、「平面形状」は平面視において看取される各対象物の形状であり、「平面視」は配線基板１００（図１参照）や絶縁基板１ｃの厚さ方向に沿う視線で各対象物を見ることを意味している。

図２Ｅに明示されるように、図２Ｄ及び図２Ｅの例では、複数の貫通孔１６ａは、平面視において絶縁基板１ｃに一様に形成されていない。絶縁基板１ｃは、貫通孔１６ａの配置密度の高い領域と低い領域とを有する。具体的には、二点鎖線で囲まれた領域Ａ（高密度領域）には、領域Ａ以外の領域（非高密度領域）よりも高い密度で貫通孔１６ａが形成されている。例えば、領域Ａには、６～２５個／ｍｍ²の密度で貫通孔１６ａが形成される。また領域Ａ以外の非高密度領域には、例えば、０～５個／ｍｍ²の密度で貫通孔１６ａが形成される。非高密度領域の中でも特に疎らに貫通孔１６ａが形成される領域（低密度領域）には、０～３個／ｍｍ²の密度で貫通孔１６ａが形成されてもよい。

貫通孔１６ａの形成後、好ましくは、貫通孔１６ａ内の樹脂残渣（スミア）が、例えばアルカリ性過マンガン酸塩を含む溶液を用いるデスミア処理によって除去される。このデスミア処理によって、先に形成されている被覆層１ａ及び被覆層１ｂの表面が粗化されてもよい。

図２Ｆに示されるように、本実施形態の方法は、さらに、金属膜（第１金属膜）１２を形成することを含んでいる。金属膜１２は、貫通孔１６ａの内壁面上、並びに、被覆層１ａ及び被覆層１ｂそれぞれにおける絶縁基板１ｃと反対側の表面である外側表面１ｄ上に形成される。図２Ｆの例では、下層金属膜（第１下層金属膜）１２１と上層金属膜（第１上層金属膜）１２２とを形成することによって、これら２つの金属膜で構成される２層構造の金属膜１２が形成される。下層金属膜１２１及び上層金属膜１２２は、いずれも、被覆層１ａ上の部分と被覆層１ｂ上の部分と各貫通孔１６ａの内部の部分とが一体となるように形成される。すなわち、金属膜１２は、貫通孔１６ａの内壁面上から被覆層１ａ及び被覆層１ｂそれぞれの外側表面１ｄ上まで連続的に形成される。下層金属膜１２１及び上層金属膜１２２の形成に用いられる金属としては、銅やニッケルなどが例示される。しかし金属膜１２は、銅及びニッケル以外の適切な導電性を有する任意の金属で形成されてもよい。

図２Ｆに示されるように、まず下層金属膜１２１が、被覆層１ａ及び被覆層１ｂそれぞれの外側表面１ｄの全面、並びに各貫通孔１６ａの内壁面の全面に形成される。下層金属膜１２１は、例えばパネルめっきによる無電解めっきやスパッタリングなどによって形成される。下層金属膜１２１は、エポキシ樹脂などの絶縁体上に金属膜の形成が可能な任意の方法で形成され得る。

下層金属膜１２１上に上層金属膜１２２が形成される。上層金属膜１２２は、例えば、下層金属膜１２１を給電層として用いる電解めっきによって、下層金属膜１２１の露出面の全面に形成される。すなわち図２Ｆの例ではパネルめっきによって上層金属膜１２２が形成されている。その結果、下層金属膜１２１及び上層金属膜１２２を含む金属膜１２が形成される。このように本実施形態の方法では、金属膜１２がパネルめっきによって形成されてもよい。また、本実施形態の方法において金属膜１２を形成することは、金属膜１２の形成領域全体にわたる電解めっき膜を形成することを含み得る。パネルめっきで電解めっきを行うことによって、簡便な方法且つ短い時間で、金属膜１２を形成することができる。

貫通孔１６ａ内には、下層金属膜１２１及び上層金属膜１２２（すなわち金属膜１２）からなるスルーホール導体１６が形成される。金属膜１２の形成後、その表面が、必要に応じて、例えば薬液による酸化処理（所謂黒化処理）などによって粗化されてもよい。

金属膜１２の形成では、種々の要因によって金属膜１２が一様の厚さで形成されずに、被めっき表面（例えば各被覆層の外側表面１ｄ及び貫通孔１６ａの内壁面）の面内で金属膜１２の厚さにばらつきが生じることがある。例えば、各被覆層を備えた絶縁基板１ｃがめっき液に浸漬される無電解めっきや電解めっきによって金属膜１２が形成される場合は、めっき液の不均一な流動によってめっき膜の成長速度にばらつきが生じ、その結果金属膜１２の厚さがばらつくことがある。

また、金属膜１２、例えばその上層金属膜１２２が、前述したように電解めっきで形成される場合、被めっき表面内での局部的な電解集中によって、上層金属膜１２２の厚さにばらつきが生じることがある。上層金属膜１２２は、前述したように、各被覆層の外側表面１ｄの上から各貫通孔１６ａの内部まで連続的に形成される。そのため、例えば、貫通孔１６ａの配置密度の違いによって、上層金属膜１２２が形成される電解めっきにおいて局部的な電界集中が生じ得る。すなわち、貫通孔１６ａの配置密度の低い領域では、配置密度の高い領域と比べて貫通孔１６ａの数が少ない分だけ被めっき表面の面積が小さい。故に電界が集中し易いため、相対的に厚いめっき膜が形成され易い。一方、貫通孔１６ａの配置密度の高い領域には、相対的に薄いめっき膜が形成され易い。上層金属膜１２２などで構成される金属膜１２においてその厚さにばらつきが生じると、金属膜１２における被覆層１ａ、１ｂと反対側の表面１２ａに厚さの違いに応じた起伏が生じ得る。

図２Ｆの例においても、図２Ｆ及び図２Ｇに示されるように、貫通孔１６ａの配置密度が他の領域よりも高い領域Ａには、周囲の領域よりも絶縁基板１ｃ側に窪んだ凹部４が形成されている。なお図２Ｇは、図２Ｆに示される被覆層１ａ側の上層金属膜１２２の上面を示す平面図である。図２ＧのIIＦ－IIＦ線での絶縁基板１ｃの断面図が図２Ｆに相当する。図２Ｆ及び図２Ｇの例の凹部４は、平面視で複数の貫通孔１６ａと重なるように、複数の貫通孔１６ａを跨いで形成されている。

図２Ｆに示されるような表面に起伏を有する金属膜からなる導体層を含む配線基板が製造されると、前述したように、その起伏が、製造される配線基板内の界面剥離による信頼性の低下や、配線基板に接続される部品の実装信頼性の低下をもたらすことがある。しかし、本実施形態の方法によれば、以下に説明されるように、金属膜１２が後工程で除去されて、別途形成される金属膜（第２金属膜）からなる導体層１１（図２Ｌ参照）が形成される。そのため、製造される配線基板自身の信頼性や実装信頼性の低下が防止されると考えられる。

図２Ｈ及び図２Ｉに示されるように、貫通孔１６ａの内部が樹脂で充填される。図２Ｈ及び図２Ｉに示される例では、図２Ｈに示されるように、金属膜１２の表面１２ａ上に、シート状に成形された樹脂からなる樹脂シート５ａ（第２樹脂シート）を積層することによって貫通孔１６ａが充填されている。すなわち、金属膜１２のうちの被覆層１ａ、１ｂそれぞれの外側表面１ｄ上の部分からなる金属層１２ｂ上に、樹脂シート５ａが積層される。積層された樹脂シート５ａは、過熱及び加圧されることによって軟化すると共に金属膜１２と接着する。また、その軟化によって、樹脂シート５ａを構成する樹脂が貫通孔１６ａ内に流入する。加熱及び加圧して樹脂シート５ａを積層する方法としては、ラミネート法やプレス法がある。これら方法で片面ずつ、あるいは両面同時に樹脂シート５ａが積層される。より好ましくは、ボイドなどの発生を抑制し、密着性を高める真空ラミネートや真空プレスなどの方法が用いられる。

図２Ｉに示されるように、流入した樹脂で貫通孔１６ａが充填される。流入した樹脂は貫通孔１６ａ内で充填体１７を形成する。金属層１２ｂ及び貫通孔１６ａの上には、積層された樹脂シート５ａが固化することによって樹脂層５が形成される。このように、本実施形態の方法において貫通孔１６ａの内部を充填することは、金属膜１２の一部からなる金属層１２ｂの上に樹脂シート５ａを積層することと、樹脂シート５ａを加熱及び加圧することと、を含み得る。

樹脂シート５ａは、例えばエポキシ樹脂やＢＴ樹脂などの熱硬化性樹脂、又はフッ素樹脂やＬＣＰなどの熱可塑性樹脂などの任意の絶縁性樹脂を含み得る。樹脂シート５ａは、二酸化ケイ素やアルミナなどの無機フィラー（図示せず）を含んでいてもよい。充填体１７は、樹脂シート５ａを形成する材料で構成される。そのため樹脂シート５ａは、絶縁基板１ｃを構成する樹脂と同じ樹脂で形成されていてもよい。しかし、後工程で行われる加工の容易性の面で、絶縁基板１ｃに含まれる補強材１ｃｃのような補強材を含まない樹脂シート５ａが好ましいことがある。前述したように、樹脂シート５ａは、樹脂シート１ａｂ（図２Ｃ参照）を構成する樹脂と略同じか近い熱膨張率を有する樹脂を含んでいてもよい。より一般的には、半硬化性の樹脂をシート状に加工して、絶縁性、及び硬化樹脂や金属などへの接着性を高めた熱圧着シート（ボンディングシート）の使用が好ましい。このような熱圧着シートは、フレキシブル基板やリジッド基板の接続用途として様々な物性の品種が市販されているので、容易に入手可能である。

なお、本実施形態の方法において樹脂シート５ａは絶縁性を有していなくてもよく、例えば、樹脂シート５ａが銀などからなる導電性粒子を含む導電性樹脂によって構成されていてもよい。また、貫通孔１６ａは、樹脂シート５ａの積層以外の任意の方法で充填されてもよい。例えば、貫通孔１６ａは、エポキシ樹脂などの適切な樹脂の印刷や塗布によって形成されてもよい。

図２Ｉにおいて金属層１２ｂの上に形成されている樹脂層５が、図２Ｊに示されるように除去される。このように本実施形態の方法は、さらに、貫通孔１６ａの内部の充填後に、金属層１２ｂの上、及び貫通孔１６ａの上（すなわち充填体１７の上）に形成されている樹脂層５を除去することを含み得る。樹脂層５の除去によって金属膜１２の表面１２ａが露出する。

樹脂層５は、樹脂層５を消滅させることが可能な、例えば研磨などの任意の方法で除去され得る。例えば、ベルトサンダによるサンディングやバフ研磨などの機械的研磨が行われてもよく、反応性のプラズマガスを用いるドライエッチングや、湿式エッチングによる化学的研磨が行われてもよく、機械的研磨と化学的研磨とを組み合わせた化学機械研磨（ＣＭＰ）が行われてもよい。また、比較的粗く多くの量を研磨する１次研磨として機械的研磨が行なわれ、その後に微細な凹凸を消滅させる２次研磨（仕上げ研磨）として、化学的研磨やＣＭＰが行われてもよい。なお、樹脂層５の除去によってその表面１２ａが露出する金属層１２ｂは、以下に説明されるように除去されるので、機械的研磨による１次研磨だけが行われ、仕上げ研磨が省略されてもよい。

本実施形態の方法は、さらに、金属層１２ｂを、図２Ｋに示されるように除去することを含んでいる。すなわち、金属膜１２における被覆層１ａ、１ｂそれぞれの外側表面１ｄ上の部分が除去される。金属層１２ｂの除去によって、被覆層１ａ、１ｂそれぞれの外側表面１ｄが露出する。金属層１２ｂは、任意の方法で除去され得る。例えば、機械的又は化学的研磨によって金属層１２ｂが除去されてもよく、塩化第二鉄溶液、塩化第二銅溶液、過酸化水素－硫酸系溶液、又はアルカリ性溶液に金属層１２ｂを晒すウェットエッチングによって金属層１２ｂが除去されてもよい。金属層１２ｂの除去がエッチングで行われる場合、その除去によって被覆層１ａ、１ｂそれぞれの外側表面１ｄから突出する充填体１７の突出部が、充填体１７の端面が外側表面１ｄと面一になるように、機械的研磨やＣＭＰなどで除去されてもよい。

金属層１２ｂの除去によって、図２Ｋに示されるような、絶縁基板１ｃと、その両側の被覆層１ａ、１ｂと、スルーホール導体１６と、を含む絶縁層１０が用意される。図２Ａ～図２Ｋを参照して説明されたように、絶縁層１０を用意することは、絶縁基板１ｃを用意することと、被覆層１ａ、１ｂを形成することと、貫通孔１６ａを形成することと、金属膜１２（図２Ｊ参照）を形成することと、貫通孔１６ａの内部を樹脂で充填することと、金属層１２ｂ（図２Ｊ参照）を除去することと、を含んでいる。

金属層１２ｂの除去後、被覆層１ａ、１ｂそれぞれの外側表面１ｄが粗化されてもよい。すなわち、本実施形態の方法は、さらに、金属層１２ｂの除去によって露出する被覆層１ａ、１ｂそれぞれの外側表面１ｄを粗化することを含み得る。例えば、アルカリ性過マンガン酸溶液などの処理液に外側表面１ｄを晒すことによって外側表面１ｄが粗化される。しかし、外側表面１ｄを粗化する方法は、このような方法に限定されず、外側表面１ｄの粗化には、任意の方法が用いられ得る。被覆層１ａ、１ｂそれぞれの外側表面１ｄを粗化することによって、各被覆層上に形成される導体層１１（図２Ｌ参照）と各被覆層との密着性が、所謂アンカー効果によって向上することがある。

図２Ｌ及び図２Ｍに示されるように、本実施形態の方法は、さらに、被覆層１ａ及び被覆層１ｂそれぞれの外側表面１ｄの上に金属膜（第２金属膜）１３を形成することを含んでいる。すなわち、金属膜１３を含む導体層１１が形成される。図２Ｌに示される例では、セミアディティブ法によって金属膜１３からなる導体層１１が形成されている。金属膜１３は、例えば銅やニッケルなどの適切な導電性を有する任意の金属を用いて形成される。図２Ｌの金属膜１３は、下層金属膜１３１（第２下層金属膜）と下層金属膜１３１上に形成されている上層金属膜１３２（第２上層金属膜）とを含んでいる。

図２Ｌに示されるように、まず、被覆層１ａ及び被覆層１ｂそれぞれの外側表面１ｄの全面に、下層金属膜１３１が形成される。下層金属膜１３１は、例えば無電解めっきやスパッタリングなどの金属膜の任意の形成方法によって形成される。すなわち、下層金属膜１３１として、無電解めっき膜が形成されてもよく、スパッタリング膜が形成されてもよい。

形成された下層金属膜１３１の上に、導体層１１が有するべき導体パターンの形成位置に開口Ｒ１を有するめっきレジストＲが設けられる。めっきレジストＲは、例えば、感光性を有するドライフィルムレジストの積層やレジスト液の塗布などによって設けられる。そして開口Ｒ１に対応する開口を有する露光マスク（図示せず）を通した露光、及び現像によって開口Ｒ１が形成される。

下層金属膜１３１上の開口Ｒ１内に、下層金属膜１３１を給電層として用いる電解めっきによって上層金属膜１３２が形成される。その結果、下層金属膜１３１と、電解めっき膜からなる上層金属膜１３２とで構成される２層構造を有する金属膜１３が形成される。このように本実施形態の方法において金属膜１３を形成することは、被覆層１ａ及び被覆層１ｂそれぞれの外側表面１ｄの上に無電解めっき膜（下層金属膜１３１）を形成することと、その無電解めっき膜上にパターンめっきによって電解めっき膜（上層金属膜１３２）を形成することと、を含み得る。上層金属膜１３２の形成後、めっきレジストＲが適切な溶剤を用いて除去される。そして、下層金属膜１３１のうちのめっきレジストＲの除去によって露出する部分が例えばクイックエッチングなどによって除去される。

図２Ｍに示されるように、金属膜１３からなり、所望の導体パターンを有する導体層１１が得られる。図１の配線基板１００のコア基板１が完成する。図２Ｍに例示の導体層１１の導体パターンは、スルーホール導体１６のスルーホールパッドである。すなわち、金属膜１３は、貫通孔１６ａ内でスルーホール導体１６を構成する金属膜１２と平面視で重なるように形成されていて絶縁基板１ｃの第１面１ｃａ側及び第２面１ｃｂ側それぞれにおいて貫通孔１６ａ内の金属膜１２の端面と接している。また、金属膜１３は、第１面１ｃａ側及び第２面１ｃｂ側それぞれにおいて、貫通孔１６ａの内部を樹脂で充填する充填体１７を覆っている。このように金属膜１３は、絶縁基板１ｃの両側それぞれにおいて、金属膜１２の端面と接するように、且つ、貫通孔１６ａの内部を充填する樹脂を被覆するように、形成されてもよい。そのように金属膜１３を形成することによって、絶縁層１０の両面の導体層１１同士が、貫通孔１６ａ内の金属膜１２、すなわちスルーホール導体１６を介して電気的に接続され得る。

本実施形態の方法では、貫通孔１６ａ内から被覆層１ａ、１ｂ上まで一体的に形成されるためその表面に凹部４（図２Ｆ参照）を有しやすい金属膜１２は、被覆層１ａ、１ｂの外側表面１ｄから除去される。そして、金属膜１２の除去後の外側表面１ｄ上に金属膜１３が形成され、金属膜１３からなる導体層１１が形成される。貫通孔１６ａは、金属膜１３の形成の前に充填体１７で充填されている。そのため、凹凸の少ない平坦な表面を有する金属膜１３、すなわち平坦な表面を有する導体層１１を形成することができる。従って、製造される配線基板内の界面剥離による信頼性の低下や、配線基板に接続される部品の実装信頼性の低下を防止できることがある。

また、本実施形態の方法では、導体層１１を構成する金属膜１３は、絶縁基板１ｃの第１面１ｃａ及び第２面１ｃｂの上に形成されるのではなく、被覆層１ａ、１ｂそれぞれの外側表面１ｄ上に形成される。そのため、製造される配線基板１００に求められる剛性を確保すべく絶縁基板１ｃが芯材１ｃｃを含んでいる場合でも、芯材を含まない被覆層１ａ、１ｂを形成することによって、微細なピッチで並ぶ導体パターンを含む導体層１１を形成し得ることがある。例えば前述したセミアディティブ法やフルアディティブ法を用いて適切に微細な導体パターンを含む導体層１１を形成できることがある。すなわち、芯材１ｃｃのような芯材を含む樹脂層や樹脂基板上には、芯材を含むことによる局所的なうねりが表面に存在するため、微細な配線を形成するセミアディティブ法やフルアディティブ法を適用し難いことがあり、また、下地との良好な密着性を有する無電解めっき膜も形成し難いことがある。そのため、芯材を含む絶縁層の上に導体層を形成する場合、金属箔を絶縁層上に接合してその金属箔上に無電解めっきを形成することが求められ易い。その場合、導体層のパターニングにおいて、エッチングなどによる金属箔の不要部分の除去が必要になるため、微細なピッチで並ぶ導体パターンの形成が困難なことがある。

これに対して、本実施形態の方法では、芯材を含まない樹脂で構成され得る被覆層１ａ、１ｂが絶縁基板１ｃの両面に形成される。そのため、被覆層１ａ、１ｂそれぞれの上に、金属箔を用いないセミアディティブ法や、フルアディティブ法などを用いて、各被覆層との間に良好な密着性を有する金属膜１３を容易に形成し得ることがある。すなわち、芯材１ｃｃを含む所望の剛性を有する絶縁層１０を備え、しかも、絶縁層１０との間に良好な密着性を有していて微細なピッチで並ぶ導体パターンを含む導体層１１を備える配線基板を製造できることがある。なお、金属膜１３は、必ずしもセミアディティブ法やフルアディティブ法で形成されず、サブトラクティブ法で形成されてもよい。すなわち、金属膜１３を構成する下層金属膜１３１及び上層金属膜１３２は、パネルめっきで形成されてもよい。

絶縁基板１ｃの厚さが、先に例示された０．８ｍｍ以上、２．５ｍｍ以下の厚さであると、絶縁基板１ｃにおいて十分な剛性が得られ、製造される配線基板の反りが抑制されることがある。また、スルーホール導体１６が過大な電気抵抗を有し難いと考えらえる。さらに、貫通孔１６ａの内径が、先に例示された１００μｍ以上、２５０μｍ以下の大きさであると、スルーホール導体１６において十分に低い電気抵抗が得られ、製造される配線基板に例えば低いインピーダンスを有する電源やＧＮＤパターンを形成できることがある。また、各被覆層上の金属膜１２の表面に深い凹部４（図２Ｆ参照）が形成され難く、樹脂層５（図２Ｉ参照）の除去が容易なことがある。

図１の配線基板１００が製造される場合、本実施形態の方法は、以下に説明される、さらなる工程を含み得る。

図２Ｎに示されるように、コア基板１の両面それぞれにビルドアップ層２が形成される。ビルドアップ層２は、一般的なビルドアップ工法によって形成され得る。すなわち、例えばフィルム状又はシート状に成形された半硬化状態のエポキシ樹脂、ＢＴ樹脂、又はフッ素樹脂などをコア基板１上に積層して熱圧着することによって、絶縁層２ａが形成される。絶縁層２ａの上に、サブトラクティブ法、セミアディティブ法、又はフルアディティブ法などの任意の方法によって導体層２１が形成され、絶縁層２ａ内にはビア導体２３が形成される。さらに絶縁層２ａ及び導体層２１と、それぞれ同様の方法で、絶縁層２ｂ及び導体層２２が形成され、絶縁層２ｂ内にもビア導体２３が形成される。

そして、ビルドアップ層２の上にソルダーレジスト３が形成される。ソルダーレジスト３は、例えば、感光性のエポキシ樹脂又はポリイミド樹脂などを、スプレーイングや積層、又は印刷などで供給することによって形成される。適切な開口を有する露光マスク（図示せず）を用いる露光、及び現像、又はレーザー加工などによって、所望の位置に開口３ａが形成される。以上の工程を経ることによって、配線基板１００が完成する。

図２Ａ～図２Ｎを参照して説明された本実施形態の方法の一例では、図２Ａ及び図２Ｂに示されるように、出発基板６の金属箔６１が全面的に除去される。しかし本実施形態の方法では、金属箔６１が全面的に除去されなくてもよく、所望の導体パターンが形成されるように、金沿箔６１を部分的に除去することによって金属箔６１がパターニングされてもよい。図３Ａ～図３Ｄには、そのように金属箔６１がパターニングされる、実施形態の配線基板の製造方法の変形例が示されている。

図３Ａに示されるように、本変形例では、先に参照した図２Ａに示される金属箔６１がパターニングされる。金属箔６１は、例えば適切な開口を有するエッチングレジスト（図示せず）を用いるエッチングによってパターニングされる。図３Ａに示される例では、金属箔６１のパターニングによって、絶縁基板１ｃの第１面１ｃａ及び第２面１ｃｂに、導体パッド６ａ、６ｃ、及び配線パターン６ｂのような所望の導体パターンを含む導体層６２が形成されている。導体パッド６ｃは、後工程で形成されるスルーホール導体１６（図３Ｃ参照）の形成領域を含む領域に形成されている。

図３Ｂに示されるように、図２Ｃを参照して説明された方法と同様の方法で、絶縁基板１ｃの第１面１ｃａに被覆層１ａが形成され、第２面１ｃｂに被覆層１ｂが形成される。図３Ｂの例では、それぞれが、導体層６２の導体パッド６ａ、６ｃ、及び配線パターン６ｂを覆う被覆層１ａ、１ｂが形成されている。

図３Ｃに示されるように、図２Ｄ～図２Ｋを参照して説明された方法と同様の方法で、貫通孔１６ａが形成され、金属膜１２を形成することによってスルーホール導体１６が形成され、貫通孔１６ａの内部が充填体１７で充填される。そして、被覆層１ａ、１ｂそれぞれの外側表面１ｄ上の金属層１２ｂ（図２Ｊ参照）を除去することによって絶縁層１０が用意される。図３Ｃの例では、導体パッド６ｃを貫くスルーホール導体１６、及び、導体層６２のいずれの導体パターンも貫かないスルーホール導体１６の両方が形成されている。すなわち、導体層６２と接するスルーホール導体１６及び導体層６２と接しないスルーホール導体１６の両方が形成されている。導体パッド６ｃは、導体層６２におけるスルーホールパッドとして機能する。さらに、図３Ｃの例では、被覆層１ａ及び被覆層１ｂそれぞれを貫いて導体パッド６ａを露出させる貫通孔１ｅが形成される。貫通孔１ｅは、例えば炭酸ガスレーザー光や、ＵＶレーザー光の照射などによって形成され得る。なお、第１面１ｃａ側及び第２面１ｃｂ側のいずれか一方の導体層６２とだけ接するスルーホール導体１６が形成されてもよい。

図３Ｄに示されるように、図２Ｌ及び図２Ｍを参照して説明された方法と同様の方法で、下層金属膜１３１及び上層金属膜１３２を含む金属膜１３が形成され、金属膜１３からなる導体層１１が形成される。下層金属膜１３１及び上層金属膜１３２は、貫通孔１ｅの内部にも形成される。貫通孔１ｅの内部の下層金属膜１３１及び上層金属膜１３２によって貫通孔１ｅの内部にビア導体６３が形成される。ビア導体６３によって、導体層１１と導体層６２とが接続される。また、スルーホール導体１６によって、第１面１ｃａ側及び第２面１ｃｂ側それぞれの導体層１１同士が接続される。さらに、導体パッド６ｃを貫くスルーホール導体１６によって、第１面１ｃａ側の導体層１１及び導体層６２と、第２面１ｃｂ側の導体層１１及び導体層６２とが接続される。

図３Ａ～図３Ｄに示される変形例のように、本実施形態の配線基板の製造方法では、金属箔６１が全面的に除去されずに所望の導体パターンが形成されるようにパターニングされてもよい。絶縁基板１ｃの第１面１ｃａ及び第２面１ｃｂそれぞれに、被覆層１ａ又は被覆層１ｂに覆われる導体層６２のような導体層を形成することができる。製造される配線基板の平面視での面積を増大させずに、より複雑な電気回路を配線基板中に構成し得ることがある。

実施形態の配線基板の製造方法は、各図面を参照して説明された方法に限定されない。例えば、前述したように、実施形態の配線基板の製造方法によって、任意の層数を有する任意の積層構造の配線基板が製造され得る。絶縁基板１ｃには、全体に渡って一様に貫通孔１６ａが形成されてもよい。被覆層１ａ、１ｂ上に形成される金属膜１２の厚さのばらつきは、貫通孔の配置密度の違い以外の種々の要因でも生じ得る。絶縁基板１ｃとして芯材１ｃｃを含まない樹脂基板が用意されてもよい。また、それぞれ単層構造を有する金属膜１２及び金属膜１３が形成されてもよい。実施形態の配線基板の製造方法には、前述された各工程以外に任意の工程が追加されてもよく、前述された工程のうちの一部が省略されてもよい。

１００ 配線基板
１ コア基板
１ａ 被覆層（第１被覆層）
１ｂ 被覆層（第２被覆層）
１ａｂ 樹脂シート（第１樹脂シート）
１ｃ 絶縁基板（コア層）
１ｃａ 第１面
１ｃｂ 第２面
１ｃｃ 芯材
１ｄ 被覆層の外側表面
１０ 絶縁層
１１ 導体層
１２ 金属膜（第１金属膜）
１２ｂ 金属層
１３ 金属膜（第２金属膜）
１６ スルーホール導体
１６ａ 貫通孔
１７ 充填体（樹脂）
５ 樹脂層
５ａ 樹脂シート（第２樹脂シート）
６ 出発基板
６１ 金属箔

Claims (14)

1. 配線基板の製造方法であって、
   第１面及び前記第１面の反対面である第２面を有する絶縁基板を用意することと、
   前記第１面を樹脂で覆う第１被覆層を形成することと、
   前記第２面を樹脂で覆う第２被覆層を形成することと、
   前記絶縁基板、前記第１被覆層、及び前記第２被覆層を貫く貫通孔を形成することと、
   前記貫通孔の内壁面上、並びに前記第１被覆層及び前記第２被覆層それぞれにおける前記絶縁基板と反対側の表面である外側表面上に、連続的に第１金属膜を形成することと、
   前記貫通孔の内部を樹脂で充填することと、
   前記第１金属膜における前記外側表面上の部分からなる金属層を除去することと、
   前記第１被覆層及び前記第２被覆層それぞれの前記外側表面の上に第２金属膜を形成することと、
   を含んでいる。
2. 請求項１記載の配線基板の製造方法であって、
   前記絶縁基板として芯材を含む樹脂基板が用意され、
   前記第１被覆層及び前記第２被覆層は、芯材を含まない第１樹脂シートを前記第１面及び前記第２面それぞれの上に積層することによって形成される。
3. 請求項１記載の配線基板の製造方法であって、前記貫通孔の内部を充填することは、
   前記金属層の上に第２樹脂シートを積層することと、
   前記第２樹脂シートを加熱及び加圧することと、を含んでいる。
4. 請求項３記載の配線基板の製造方法であって、さらに、前記貫通孔の内部を充填することの後に前記金属層及び前記貫通孔の上に形成されている樹脂層を除去することを含んでいる。
5. 請求項３記載の配線基板の製造方法であって、
   前記第１被覆層及び前記第２被覆層を形成することは、前記第２樹脂シートを構成する樹脂と略同じ熱膨張率を有する樹脂を含む第１樹脂シートを前記第１面及び前記第２面それぞれの上に積層することを含んでいる。
6. 請求項１記載の配線基板の製造方法であって、前記第２金属膜を形成することは、パターンめっきによって電解めっき膜を形成することを含んでいる。
7. 請求項１記載の配線基板の製造方法であって、前記第１金属膜を形成することは、前記第１金属膜の形成領域全体にわたる電解めっき膜を形成することを含んでいる。
8. 請求項１記載の配線基板の製造方法であって、前記第１金属膜はパネルめっきによって形成される。
9. 請求項１記載の配線基板の製造方法であって、前記絶縁基板を用意することは、
   前記絶縁基板と、前記第１面及び前記第２面それぞれの上に接合された金属箔と、を含む出発基板を用意することと、
   前記金属箔を除去することと、
   を含んでいる。
10. 請求項１記載の配線基板の製造方法であって、前記金属層はエッチングによって除去される。
11. 請求項１記載の配線基板の製造方法であって、さらに、前記金属層の除去によって露出する前記外側表面を粗化することを含んでいる。
12. 請求項１記載の配線基板の製造方法であって、前記第２金属膜は、前記第１面側及び前記第２面側それぞれにおいて、前記貫通孔内の前記第１金属膜の端面と接するように且つ前記貫通孔の内部を充填する前記樹脂を被覆するように、形成される。
13. 請求項１記載の配線基板の製造方法であって、前記貫通孔として、１００μｍ以上、２５０μｍ以下の内径を有する貫通孔が形成される。
14. 請求項１記載の配線基板の製造方法であって、前記絶縁基板として、０．８ｍｍ以上、２．５ｍｍ以下の厚さを有する絶縁基板が用意される。

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