JP2998238B2 - 多層配線基板の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、スルーホールを有する
多層配線基板の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】多層配線基板において、全ての層を貫通
するスルーホールによって各層の導体層の接続を図ろう
とすると、接続の必要のない層においてもスルーホール
が基板面積を占有することになり、高密度化に不利であ
る。そこで、高密度多層配線基板の設計に際しては、所
謂ブラインド孔の採用が検討されており、接続する必要
がある層間にのみスルーホールを配置し、これによって
スルーホールやパターンの配線密度を高めようとする試
みがなされている。

【０００３】従来、この種のブラインド孔の加工は、例
えば微細な研磨粉の噴射によるパウダー・ビーム・エッ
チングによって行われる。

【０００４】そこで、ブラインド孔の加工を備えた４層
配線基板の製造を例にしてその製造方法につき、図４〜
図７を用いて説明する。

【０００５】（１） 図４（Ａ）に示すように市販され
ている絶縁基材１の両側に導体層としての銅箔２を形成
する。

【０００６】（２） 同図（Ｂ）に示すように銅箔２の
一部に、エッチング液に耐久性がありかつ後で除去可能
なレジストを塗布することによりレジストパターン３を
形成する。このとき、銅箔２の残りが外部に露呈する。

【０００７】（３） 同図（Ｃ）に示すように塩化第２
鉄等によって銅箔２の露呈部をエッチング除去する。こ
のとき、レジストパターン３と絶縁基材１との間に導体
層４が形成される。

【０００８】（４） 同図（Ｄ）に示すようにアルカリ
あるいは溶剤によってレジストパターン３をエッチング
除去する。

【０００９】（５） 図５（Ａ）に示すように例えばガ
ラスエポキシ系の材料からなる半硬化の絶縁層（プリプ
レグ）５と銅箔６を用意する。この場合、銅箔６の代わ
りに片面材あるいは両面材（内側の部分のみ回路形成さ
れた両面材）を使用してもよい。但し、両側に両面材を
配置した場合には、６層基板となる。

【００１０】（６） 同図（Ｂ）に示すように絶縁層５
と銅箔６を加熱・加圧して積層し、絶縁基材１に絶縁層
５を硬化させる。

【００１１】（７） 同図（Ｃ）に示すように孔加工す
る部分を除いてパウダー・ビーム・エッチング用のマス
ク７を銅箔６に形成する。なお、マスク７の材料として
は、感光性材料である必要はないが、ここでは感光性ウ
レタンゴムを使用した。

【００１２】（８） 図６（Ａ）に示すようにマスク７
の開口部７ａに連通する貫通孔８を塩化第２鉄等の湿式
エッチングによって銅箔６に形成する。この場合、銅箔
６および絶縁層５の厚さが薄い寸法に設定され、かつマ
スク７として耐パウダー・ビーム・エッチング性が高い
マスクが使用されるものであれば、湿式エッチングする
必要はない。

【００１３】（９） 同図（Ｂ）に示すように貫通孔８
に連通しかつ導体層４の主面を底面とするブラインド孔
としての凹部９を絶縁層５にパウダー・ビーム・エッチ
ングによって形成する。この後、同図（Ｃ）に示すよう
にアルカリあるいは溶剤等によってマスク７を除去す
る。

【００１４】（１０） 同図（Ｄ）に示すように凹部９
内および銅箔６にスルーホールめっき処理を施して層間
導通用のめっき層１０を形成する。この場合、貫通孔の
スルーホールが必要であるなら、ドリルを使用して貫通
孔を加工した後にスルーホールめっき処理を施し、層間
の導通を確保する。

【００１５】（１１） 図７（Ａ）に示すようにめっき
層１０の一部に凹部１０ａを閉塞するようにエッチング
・レジストを塗布することにより、エッチング・レジス
ト・パターン１１を形成する。このとき、めっき層１０
の一部が外部に露呈する。ここで、エッチング・レジス
トとしてはエッチング液に耐久性があり、かつ後で除去
可能な材料を使用する。

【００１６】（１２） 同図（Ｂ）に示すように塩化第
２鉄等によってめっき層１０の外部露呈部および銅箔６
の一部をエッチング除去する。

【００１７】（１３） 同図（Ｃ）に示すようにアルカ
リあるいは溶剤等によってエッチング・レジスト・パタ
ーン１１を除去する。

【００１８】この後、ソルダー・レジスト形成等の一般
的な基板の後加工を施し、製品を完成する。

【００１９】このようにして、スルーホールＡを有する
４層配線基板を製造することができる。

【００２０】ところで、この種の多層配線基板の製造に
用いられるブラインド孔の加工方法においては、パウダ
ー・ビーム・エッチングが例１〜例３に示すように銅箔
およびマスクの厚さを種々色々な寸法に設定して行われ
る。

【００２１】例１は図８（Ａ）〜（Ｃ）に示すように銅
箔６の厚さおよびマスク７の厚さが各々２０μ，４０μ
とする場合である。

【００２２】例２は図９（Ａ）〜（Ｃ）に示すように銅
箔６の厚さおよびマスク７の厚さが各々２０μ，１００
μとする場合である。

【００２３】例３は図１０（Ａ）〜（Ｃ）に示すように
銅箔６の厚さおよびマスク７の厚さが各々４０μ，４０
μとする場合である。

【００２４】なお、各図において、（Ａ），（Ｂ）およ
び（Ｃ）は各々ブラインド孔の加工前と加工３分後と加
工５分後の状態を示す。また、各材料のパウダー・ビー
ムによるエッチング速度，厚さは次に示す通りである。
すなわち、レジスト，銅および絶縁層のエッチング速度
は各々２０μ／分と１０μ／分と２０μであり、絶縁層
５のエッチング厚さは１００μである。

【００２５】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、例１の場合
にあっては、例えば絶縁層５を深さ１００μまで加工す
るには表面の銅箔６が無くなってしまい、後工程でめっ
き処理を施しても、下地銅箔が無いことから密着力が出
ず、使用不可能となる。

【００２６】また、例２の場合にあっては、マスク７の
厚さが大きい寸法であるため、マスク７の解像性が低下
し、小径の孔加工ができない。例えば、マスク厚４０μ
で孔径７５μが解像限界とすると、マスク厚１００μで
は孔径１５０μ程度まで解像性が低下する。また、銅箔
６の一部が損傷してばらつきが発生し易くなり、性能上
の信頼性が低下する。

【００２７】さらに、例３の場合にあっては、銅箔６に
ばらつきがあると、加工後に薄い銅箔６を得ることがで
きず、ファインパターンの形成が不確実なものとなる。
また、回路パターンの厚さにばらつきが発生し易く、例
２と同様に性能上の信頼性が低下する。

【００２８】本発明はこのような事情に鑑みてなされも
ので、小径のブラインド孔を加工することができると共
に、性能上の信頼性を高めることができ、かつファイン
パターンを確実に得ることができる多層配線基板の製造
方法を提供するものである。

【００２９】

【課題を解決するための手段】本発明に係る多層配線基
板の製造方法は、導体層をその内部に有する絶縁基材の
主面に、内外層に各々銅箔とアルミキャリアーを有する
積層体を介してマスクを形成し、次いでこのマスクの開
口部に連通する貫通孔を積層体に形成し、しかる後この
貫通孔に連通しかつ導体層の主面を底面とする凹部をパ
ウダー・ビーム・エッチングによって絶縁基材に形成
し、マスクおよびアルミキャリアーを除去してから、銅
箔と導体層を接続するスルーホールを形成するものであ
る。

【００３０】

【作用】本発明においては、銅箔と略同じエッチングレ
ートをもつアルミキャリアーをパウダー・エッチング・
レジストとして使用することができる。

【００３１】

【実施例】以下、本発明の構成等を図に示す実施例によ
って詳細に説明する。

【００３２】図１（Ａ）〜（Ｄ）および図２は本発明に
係る多層配線基板の製造方法を説明するために示す断面
図で、同図以下において図４〜図１０と同一の部材につ
いては同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

【００３３】本発明における多層配線基板の製造方法
は、従来の多層配線基板（４層）の製造工程（１）〜
（１３）のうち一部の工程（５）〜（９）が異なり、他
の工程は同一である。

【００３４】すなわち、従来の工程（５）〜（９）は次
に示す工程（５ａ）〜（９ａ）になる。

【００３５】（５ａ） 図１（Ａ）に示すように、例え
ばガラスエポキシ系の材料からなる半硬化の絶縁層５
と、内層および外層に各々銅箔６とアルミキャリアー１
１を有する積層体１２を用意する。この場合、アルミキ
ャリアー１１の厚さを２０μ〜１００μの寸法に設定さ
れており、このアルミキャリアー１１によって銅箔６の
厚さを５μ〜１２μの寸法に設定することができる。ま
た、銅箔６の代わりに片面材あるいは両面材（内側の部
分のみ回路形成された両面材）を使用してもよいことは
従来例と同様である。

【００３６】（６ａ） 同図（Ｂ）に示すように絶縁層
５と積層体１２を加熱・加圧して積層し、絶縁基材１に
絶縁層５を硬化させる。

【００３７】（７ａ） 同図（Ｃ）に示すように孔加工
する部分を除いてパウダー・ビーム・エッチング用のマ
スク７を積層体１２のアルミキャリアー１１に形成す
る。同図（Ｃ）において、符号７ａはマスク７の開口部
である。

【００３８】（８ａ） 図２（Ａ）に示すようにマスク
７の開口部７ａに連通する貫通孔１２ａを塩化第２鉄等
の湿式エッチングによって積層体１２に形成する。

【００３９】（９ａ） 同図（Ｂ）に示すように貫通孔
８に連通しかつ第１導体層４の主面を底面とするブライ
ンド孔としての凹部９を絶縁層５にパウダー・ビーム・
エッチングによって形成する。この後、同図（Ｃ）に示
すようにアルカリあるいは溶剤等によってマスク７を除
去すると共に、アルカリあるいは酸（銅をエッチングし
ない酸）によってアルミキャリアー１１を除去する。こ
のうちアルミキャリアー１１の除去については、ピーラ
ブルタイプのアルミキャリアー付き銅箔を使用した場合
には機械的除去も可能である。

【００４０】なお、本実施例においては、銅箔６，アル
ミキャリアー１１およびマスク７の各厚さが１０μと４
０μと４０μに設定されている。図３（Ａ），（Ｂ）お
よび（Ｃ）は各々ブラインド孔の加工前と加工３分後と
加工５分後の状態を示す。この加工では、絶縁層５を深
さ１００μまで加工した時点でアルミキャリアー１１が
若干残る。但し、各材料のパウダー・ビームによるエッ
チング速度，厚さは従来と同一のエッチング速度，厚さ
とする。

【００４１】このように構成された多層配線基板の製造
方法においては、銅箔６のエッチングレートと略同一の
エッチングレートをもつアルミキャリアー１１をパウダ
ー・エッチング・レジストとして使用することができる
から、加工時に銅箔６の損傷を防止することができ、比
較的薄い寸法をもつ銅箔６を得ることができる。

【００４２】また、本実施例において、アルミキャリア
ー１１をパウダー・エッチング・レジストとして使用で
きることは、マスク７の厚さを従来より小さい寸法に設
定することができる。

【００４３】さらに、本実施例において、加工時に銅箔
６の損傷を防止できることは、均一な厚さをもつ回路パ
ターンを得ることできる。

【００４４】なお、本実施例においては、レジスト，銅
および絶縁層のエッチング速度が各々２０μ／分と１０
μ／分と２０μに設定し、かつ絶縁層５のエッチング厚
さが１００μに設定する場合を示したが、本発明はこれ
に限定されるものではなく、他の条件に設定しても何等
差し支えない。

【００４５】また、本実施例においては、４層配線基板
を例にして説明したが、本発明は任意の積層数をもつ多
層配線基板の製造に適用できることは勿論である。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、導
体層がその内部に埋設される絶縁基材の主面に対して、
内層および外層に各々銅箔とアルミキャリアーを有する
積層体を介してマスクを形成し、次いでこのマスクの開
口部に連通する貫通孔を積層体に形成し、しかる後この
貫通孔に連通しかつ導体層の主面を底面とする凹部をパ
ウダー・ビーム・エッチングによって絶縁基材に形成
し、マスクおよびアルミキャリアーを除去してから、銅
箔と導体層を接続するスルーホールを形成するので、銅
箔と略同じエッチングレートをもつアルミキャリアーを
パウダー・エッチング・レジストとして使用することが
できる。したがって、加工時に銅箔の損傷を防止するこ
とができるから、比較的薄い寸法をもつ銅箔を得ること
ができ、ファインパターンを確実に得ることができる。

【００４７】また、アルミキャリアーをパウダー・エッ
チング・レジストとして使用できることは、マスクの厚
さを従来より小さい寸法に設定することができるから、
小径のブラインド孔を加工することができる。

【００４８】さらに、加工時に銅箔の損傷を防止できる
ことは、均一な厚さをもつ回路パターンを得ることでき
るから、性能上の信頼性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）乃至（Ｃ）は本発明に係る多層配線基板
の製造方法を説明するために示す断面図。

【図２】（Ａ）乃至（Ｃ）は同じく本発明における多層
配線基板の製造方法を説明するために示す断面図。

【図３】（Ａ）乃至（Ｃ）は図２（Ｃ）の後における多
層配線基板の製造方法を説明するために示す断面図。

【図４】（Ａ）乃至（Ｄ）は従来における多層配線基板
の製造方法を説明するために示す断面図。

【図５】（Ａ）乃至（Ｃ）は図４（Ｄ）の後における多
層配線基板の製造方法を説明するために示す断面図。

【図６】（Ａ）乃至（Ｄ）は図５（Ｃ）の後における多
層配線基板の製造方法を説明するために示す断面図。

【図７】（Ａ）乃至（Ｃ）は図６（Ｄ）の後における多
層配線基板の製造方法を説明するために示す断面図。

【図８】（Ａ）乃至（Ｃ）は従来におけるブラインド孔
の加工を説明するために示す断面図。

【図９】（Ａ）乃至（Ｃ）は従来における他のブライン
ド孔の加工を説明するために示す断面図。

【図１０】（Ａ）乃至（Ｃ）は従来における他のブライ
ンド孔の加工を説明するために示す断面図。

【符号の説明】

１…絶縁基材、２…銅箔、４…導体層、５…絶縁層、６
…銅箔、７…マスク、９…凹部、１１…アルミキャリア
ー、１２…積層体、１２ａ…貫通孔、Ａ…スルーホー
ル。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H05K 3/46

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導体層がその内部に埋設される絶縁基材
   の主面に、内層および外層に各々銅箔とアルミキャリア
   ーを有する積層体を介してマスクを形成し、次いでこの
   マスクの開口部に連通する貫通孔を前記積層体に形成
   し、しかる後この貫通孔に連通しかつ前記導体層の主面
   を底面とする凹部をパウダー・ビーム・エッチングによ
   って前記絶縁基材に形成し、前記マスクおよび前記アル
   ミキャリアーを除去してから、前記銅箔と前記導体層を
   接続するスルーホールを形成することを特徴とする多層
   配線基板の製造方法。