JP3059961B2

JP3059961B2 - 配線基板の製造方法

Info

Publication number: JP3059961B2
Application number: JP10333015A
Authority: JP
Inventors: 照久林; 光二西浦
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Priority date: 1998-11-24
Filing date: 1998-11-24
Publication date: 2000-07-04
Anticipated expiration: 2018-11-24
Also published as: JP2000165038A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コア基板の両面に
絶縁層と導体層とを交互に積層して形成される配線基板
の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】多層の配線基板を得るには、図６(Ａ)に
示すように、両面に銅箔を含む導体層３４を形成したコ
ア基板３２において、導体層３４，３４同士を導通する
ため、該コア基板３２にスルーホール３６を穿設し且つ
該ホール３６内にスルーホール導体３８を形成してい
る。このスルーホール導体３８内の円筒形の中空部３９
内には、エポキシ等の絶縁用樹脂のみ又は銅等の金属粉
末を混入した導電用の樹脂４６を充填する。このため、
図示のように、コア基板３２の上面に中空部３９と同心
の開口部４２を有するマスク４０を配置し、スキージ４
４を用いて上記樹脂４６を摺動印刷し中空部３９内に強
制的に充填する。この際、コア基板３２の下面は図示し
ない平坦面の上に接触している。

【０００３】次いで、マスク４０を取外した後、加熱し
て仮硬化させる。すると、図６(Ｂ)に示すように、コア
基板３２の中空部３９内に充填された樹脂５０が得られ
る。この樹脂５０は、その上端にマスク４０の厚み相当
分の大きめの突出部分４８が、またその下端に小さめの
突出部分４９を有する。上記突出部分４８，４９は、コ
ア基板３２における各表面の平坦性を阻害するので、除
去する必要がある。そのため、図示しないベース上に図
６（Ｂ）に示す状態で、小さめの突出部分４９を下側に
してコア基板３２を載置して固定し、且つコア基板３２
の上面の導体層３４に沿って、図示しない回転する研磨
ロールを押圧しつつ水平方向に摺動することにより、上
端の突出部分４８を除去している。

【０００４】

【発明が解決すべき課題】しかし、図６(Ｃ)に示すよう
に、ベース５２上に突出部分４８を当接させるとコア基
板３２自体に撓みが生じ、研磨ロール５４による研磨圧
力にバラツキが生じるので、上端の突出部分４９の除去
する際に同時に研磨される導体層３４の研磨後における
厚みにバラツキを生じる。この結果、樹脂５０の端部を
含む導体層３４の平坦性が損なわれ、追ってコア基板３
２の表面に所定のパターンで形成される配線層の厚みが
不均一になる。場合によっては、得られる配線層におけ
る電気的特性にバラツキが生じるという問題があった。

【０００５】更には、導体層３４のうち不要部分をエッ
チングにより除去して配線層を形成する場合(サブトラ
クティブ法)に、エッチング速度のバラツキによりエッ
チング残り(不足)やオーバーエッチング等の不具合を発
生することもあった。本発明は、以上に説明した従来の
技術における問題点を解決し、コア基板のスルーホール
内に充填した樹脂における両端の突出部分を研磨除去す
るに際し、可及的に当該突出部分の周囲の導体層を均一
に研磨可能とし、コア基板の表面の平坦性を確保した配
線基板の製造方法を提供することを課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するため、スルーホール内に樹脂を充填したコア基板
の両面における研磨する順序を特定すると共に、スルー
ホール内に樹脂を充填した複数のコア基板を連続して適
正且つ確実に研磨することに着目して成されたものであ
る。即ち、本発明の配線基板の製造方法は、コア基板に
穿設したスルーホール内にその一方の開口部から樹脂を
充填する工程と、この充填された樹脂を機械的研磨に耐
え得る硬度まで硬化する工程と、この硬化された樹脂の
うちコア基板の両表面から突出する部分を研磨して除去
する工程とを含み、この研磨工程が、上記一方の開口部
を有するコア基板の表面を研磨した後、反対側の表面を
研磨する、ことを特徴とする。

【０００７】これによれば、予めスルーホール内に充填
した樹脂を加熱処理又は光照射処理することにより、機
械的研磨が可能な硬さまで硬化(熱硬化又は光硬化)した
後、樹脂の大きな突出部分を有するコア基板の表面を先
に研磨し、次いで小さな突出部分を有する表面を研磨す
る。従って、コア基板の撓みやガタ付きを少なくしてこ
れら突出部分と共にコア基板の各表面を確実に平坦化す
ることができる。尚、本発明におけるスルーホール内に
充填される樹脂には、必要に応じてガラス、シリカ、ア
ルミナ、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム、
チタン酸カルシウム、チタン酸マグネシウムのうちの少
なくとも１種以上を含む無機絶縁物フィラーや樹脂等か
らなる樹脂フィラーを添加することができる。或いは、
銅、アルミニウム、金、銀、モリブデン、タングステン
のうちの少なくとも１種以上を含む金属フィラーを添加
することもできる。

【０００８】また、上記誘電物フィラー及び樹脂フィラ
ーの粒径は、１μｍ乃至４０μｍ、金属フィラーの粒径
は、０.５μｍ乃至４０μｍの範囲内にあることが好まし
い。更に、誘電物フィラー及び樹脂フィラーの含有量
は、樹脂に対して１０〜６０wt％の範囲が、金属フィラ
ーの含有量は１０〜７０wt％の範囲が好ましい。加え
て、上記樹脂は感光性を有する樹脂でも非感光性の樹脂
でも良く、感光性を有する場合には紫外線を照射するこ
とにより、半硬化させることが可能であり、この後で更
に加熱処理を行って熱硬化させても良い。一方、非感光
性樹脂の場合には、加熱処理により熱硬化させると良
い。また、前記研磨工程が、前記樹脂を充填した開口部
を有するコア基板の表面を研磨する工程と、該コア基板
の反対側の表面を研磨する工程と、を交互に複数回繰り
返す、配線基板の製造方法も含まれる。これによれば、
コア基板の両表面を一層確実に平坦化することが可能と
なる。

【０００９】更に、前記研磨工程が、前記樹脂を充填し
たコア基板を研磨ロールとこれに近接する受けロールと
の間を搬送することにより行われ、且つ上記研磨ロール
と受けロールからなる複数対のロール組が、コア基板の
搬送方向に対し交互に逆位置に配置されている、配線基
板の製造方法も含まれる。これによれば、スルーホール
内に充填された樹脂の両端における各突出部分が研磨ロ
ールと受けロールの何れかに当接した状態で、常に大き
な突出部分を有する表面から先に研磨される。従って、
コア基板が撓みにくい状態で樹脂の各突出部分を除去で
き且つその周囲の表面も均一に研磨可能となる。

【００１０】しかも、複数対の研磨ロールと受けロール
がコア基板の搬送方向に沿って交互に逆位置に配置され
ているので、樹脂の突出部分を大・小、大・小の順序で
研磨できるため、１回の研磨作業毎にコア基板を反転し
なくても良く、多数のコア基板を連続して研磨すること
ができる。従って、表面を平坦にしたコア基板を効率良
く確実に研磨することが可能となる。尚、隣接する各対
の研磨ロールと受けロール同士の間には、コア基板を搬
送する複数のローラ又はコンベア等の搬送手段が配置さ
れる。また、研磨工程の前の加熱処理も上記ローラと連
続する搬送ローラを用いて行うことも可能で、これによ
り加熱硬化工程と研磨工程とを連続して施すことができ
る。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下において本発明の実施に好適
な形態を図面と共に説明する。図１は本発明における樹
脂の充填工程に関し、図１(Ａ)に示すように、コア基板
１は絶縁板２の両面に厚さ数１０μｍの銅箔４，４を一
体に接合したものである。上記絶縁板２は、ビスマレイ
ミドトリジアン(ＢＴ)樹脂とガラス繊維との複合材から
なる。図１(Ｂ)に示すように、コア基板１には、予めそ
の所定の位置にドリルにより直径約０．８ｍｍ程度のス
ルーホール６が穿設される。次に、図１(Ｃ)に示すよう
に、スルーホール６内及び銅箔４，４上に無電解及び電
解銅メッキを施し、スルーホール導体８及び銅箔４，４
を含み上記メッキにより厚みを増した導体層４，４が形
成される。このスルーホール導体８は、コア基板１両面
の導体層４，４が追ってパターニングされた配線層とな
った際に、これらを互いに導通するためのものである。

【００１２】次いで、図１(Ｄ)に示すように、スルーホ
ール導体８が形成されたスルーホール６内に樹脂１０が
充填される。予め、コア基板１を図示しない平坦面の上
に固定する。先ず、コア基板１の上面にスルーホール６
と同心で且つ太径の孔９ａを有する金属製のマスク９を
配置する。また、樹脂１０を側面に付着させたスキージ
１６をマスク９の表面に沿って摺動印刷し、樹脂１０を
スルーホール６内に上側の開口部６ａから強制的に充填
する。上記樹脂１０は、例えばエポキシ樹脂からなる場
合、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ノボラック型エ
ポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂等のエ
ポキシ樹脂、及びアミン系硬化剤、イミダゾール系硬化
剤、酸無水物系硬化剤等の硬化剤を添加・混合してなる
ペーストからなる。スルーホール６内に充填された樹脂
１０は、図１(Ｄ)に示すように、これを充填した表面側
の開口部６ａにマスク９の厚みに略相当する大きな突出
部分１２と、反対側の開口部６ｂに小さな突出部分１４
とを有する。

【００１３】樹脂１０を充填した後、マスク９を取り除
くと、コア基板１は、図２(Ａ)に示すような状態とな
る。この状態で、コア基板１を図示しない加熱炉内に入
れ、約８０〜２００℃(例えば１５０℃)に、約０.５〜３
時間程度保持する加熱処理を樹脂１０に対して施す。こ
れにより、樹脂１０は半硬化状態になり、研磨ロール等
による機械的研磨に耐え得る程度の硬度になる。尚、加
熱処理は樹脂１０の材質によっては樹脂１０を完全硬化
させても良い。また、樹脂１０に感光性樹脂を用いた場
合には、上記加熱処理に替えて光照射して光硬化させる
ことにより、半硬化又は完全硬化しても良い。

【００１４】次に、本発明における研磨の基本的工程に
ついて説明する。図２(Ａ)に示すように、樹脂１０の小
さな突出部分１４を有するコア基板１の下面(基準面)を
図示しない平坦面上に載置し且つ固定した状態とし、先
ず、コア基板１の開口部６ａを有する上(表)面に沿って
回転する研磨ロールＲを押圧しつつ摺動させる。その結
果、図２(Ｂ)に示すように、樹脂１０の上端の大きな突
出部分１２は除去されて平坦面１３になるか、極く微少
な突部となる。

【００１５】次いで、コア基板１の表裏面を逆にし平坦
面１３を下側にし且つ小さい突出部分１４を上側にした
状態で、上記同様に研磨ロールＲをコア基板１の上面に
押圧しつつ摺動させる。その結果、図２(Ｃ)に示すよう
に、樹脂１０の突出部分１４は除去されて平坦面１５と
なる。係る研磨工程においては、両面の各導体層４も研
磨ロールＲにより同時に数μｍ程除去されるため、コア
基板１の各表面は凹凸の極く少ない平坦面にすることが
できる。尚、当初の研磨で突出部分１４が微少な突部と
して残った場合は、再度コア基板１の表裏面を逆にして
研磨ロールＲで再研磨すると、確実に平坦面１３とする
ことができる。

【００１６】更に、本発明の具体的な研磨工程について
図３により説明する。図３(Ａ)に示すように、互いに近
接する大径の研磨ロールＲと小径の受けロールｒとから
なる複数(四)対のロール組Ｒ,ｒ、ｒ,Ｒ、Ｒ,ｒ、ｒ,Ｒ
が、搬送ローラ１６,１６,…の間において、コア基板１
の搬送方向に沿って配置される。且つ対となる研磨ロー
ルＲと受けロールｒは、隣接する各ロール組Ｒ，ｒの間
で上下逆の位置に配置され、各ロール組Ｒ，ｒはコア基
板１の搬送方向に沿って交互に逆位置になる。

【００１７】図３(Ａ)で左側から、前記スルーホール６
内に樹脂１０を充填し且つ加熱硬化処理を施したコア基
板１を搬送ローラ１６,１６,…上で搬送する。この際、
コア基板１は開口部６ａ側の大きな突出部分１２を上面
として搬送される。先ず、コア基板１は、図３(Ａ)中の
左端に位置し且つ上に研磨ロールＲを下に受けロールｒ
を配置したロール組Ｒ，ｒの間を通過し、その上面を研
磨される。この際、研磨ロールＲが大きな突出部分１２
を研磨する間に受けロールｒは小さな突出部分１４に当
接する。その結果、図３(Ｂ)に示すように、コア基板１
における上面の突出部分１２は大半が除去された状態と
なる。

【００１８】次に、コア基板１は３(Ａ)中の中央左寄り
に位置し且つ上に受けロールｒを下に研磨ロールＲを配
置したロール組ｒ，Ｒの間を通過し、その下(表)面を研
磨される。その結果、コア基板１における下面の小さい
突出部分１４は殆ど除去された状態となる。更に、コア
基板１は３(Ａ)中の中央右寄りに位置し且つ上に研磨ロ
ールＲを下に受けロールｒを配置したロール組Ｒ，ｒの
間を通過し、その上面を研磨される。その結果、図３
(Ｃ)に示すように、上面の突出部分１２は除去されて平
坦面１３になる。この間にコア基板１の上面の導体層４
も平坦面１３と同じレベルまで数μｍ程度が研磨除去さ
れる。

【００１９】そして、コア基板１は、図３(Ａ)中の右端
に位置し且つ上に受けロールｒを下に研磨ロールＲを配
置したロール組ｒ，Ｒの間を通過し、その下面を研磨さ
れる。その結果、図３(Ｄ)に示すように、下面の残って
いた突出部分１４も除去されて平坦面１５になると共
に、この間においてコア基板１の下面の導体層４も平坦
面１５と同じレベルになるまで数μｍ程度が研磨除去さ
れる。以上のように、コア基板１における樹脂１０の大
きな突出部分１２を有する表(上)面と小さな突出部分１
４を有する表(下)面とを、大小の突出部分１２，１４の
順番で且つ連続して研磨することにより、突出部分１
２，１４を確実に除去できる。しかも、この除去に伴う
コア基板１の両面の導体層４，４も薄く且つ均一に研磨
されるため、コア基板１の両面に追って形成される配線
層の厚みも均一化することができる。

【００２０】図４は上記研磨されたコア基板１を用いて
得る配線基板の製造方法に関する。図４(Ａ)は、前記図
３に示した研磨方法により絶縁用樹脂１０の両端を平端
面１３，１５としたコア基板１を示す。コア基板１の両
面の導体層４，４に対し所定パターンに倣ったエッチン
グを施すと、図４(Ｂ)に示すように、絶縁板２の両面に
所定パターンを有する第１の配線層１８が形成される。
スルーホール導体８に接続する配線層１８の一部にはラ
ンド１９が同時に形成される。この際、前記研磨工程に
おいて、導体層４，４はその厚みが均一で平坦性を有し
ているため、エッチングのバラツキやエッチングムラが
生じにくく均一な厚みの配線層１８を得ることができ
る。

【００２１】次いで、上下両面における絶縁板２と各配
線層１８の上に、図４(Ｃ)に示すように、エポキシ系樹
脂からなる厚さ数１０μｍの絶縁層２０を形成する。更
に、上記ランド１９の真上に位置する絶縁層２０に対
し、図４(Ｄ)に示すように、公知のフォトリソグラフィ
ー技術によりビアホール２２を形成する。且つビアホー
ル２２内と絶縁層２０の上に銅メッキによりそれぞれビ
ア導体２３及び銅メッキ層を形成し、これらの上にエッ
チングレジストを形成した後で、エッチングを施す。こ
れにより、図４(Ｄ)に示すように、絶縁層２０の上に第
２の配線層２４が形成される。第１，第２の各配線層１
８，２４はビア導体２３を介して互いに導通すると共
に、絶縁板２の両面の各配線層１８，２４もスルーホー
ル導体８を介して互いに導通する。

【００２２】そして、図４(Ｄ)に示すように、各絶縁層
２０と第２の配線層２４の上にソルダーレジスト層２
６，２６を形成し、且つ上方のレジスト層２６には、こ
れを貫通し且つ配線層２４の表面から立設する半田バン
プ２７を形成する。また、下方のレジスト層２６の間に
形成した開口部２８から露出する配線層２９には、その
表面にＡｕ及びＮｉメッキを施して接続端子として用い
る多層の配線基板３０を得ることができる。上記半田バ
ンプ２７は、配線基板３０の主表面上に配置されるＩＣ
素子等の電子部品との接続に使用される。上記配線基板
３０は、コア基板１における導体層４，４が均一で平坦
に研磨されているため、得られる第１の配線層１８,１
８も所定の均一な厚みを有し、且つこらを含む内部の回
路の電気的特性も信頼性を有するものとすることができ
る。

【００２３】図５は前記研磨されたコア基板１を用いた
異なる形態の配線基板の製造方法に関する。図５(Ａ)
は、前記図３に示した研磨方法により導電用樹脂１０′
の両端を平坦面１３,１５としたコア基板１に対し、そ
の導体層４,４にエッチングを施して第１の配線層１８,
１８を形成した後、その上に絶縁層２０,２０を形成し
た状態を示す。次に、上記樹脂１０′の平坦面１３,１
５の真上に位置する絶縁層２０に対し、図５(Ｂ)に示す
ように、公知のフォトリソグラフィー技術によりビアホ
ール２２を形成し、且つ各ビアホール２２内に銅メッキ
にてビア導体２３を形成する。各ビア導体２３の底面は
平坦面１３，１５を介して導電性樹脂１０′と密着す
る。

【００２４】そして、前記と同様に絶縁層２０,２０の
上に第２の配線層２４,２４を形成し、その上にソルダ
ーレジスト層２６，２６を形成し、且つ半田バンブ２７
や接続端子２９を形成することにより、多層の配線基板
３０′を得ることができる。この配線基板３０′では、
第１の配線層１８全体が均一の厚みを有すると共に、導
電用樹脂１０′及びビア導体２３を介して第２の配線層
２４，２４同士も直接且つ安定した導通を得ることがで
き、内設される回路の電気的特性も信頼性を有するもの
とすることができる。尚、両面の配線層１８同士も樹脂
１０′を介して導通されるので、スルーホール導体８の
形成を省略することも可能である。

【００２５】本発明は以上において説明した各形態に限
定されるものではない。例えば、１つのコア基板１に穿
設するスルーホール６が複数個となる場合、各スルーホ
ール６内に充填する樹脂１０,１０′は、同じ表面にお
ける開口部６ａ,６ａからマスク９を介して充填する。
これにより、充填された各樹脂１０,１０′は、その大き
な突出部分１２を先に小さな突出部分１４を後にして研
磨される。また、本発明の対象となる配線基板は、コア
基板１の絶縁板２の両面に形成する配線層と絶縁層の各
層数は任意であり、前記配線基板３０，３０′において
第３，第４の配線層を絶縁層を介して更に積層しても良
い。一方、絶縁板２の両面に形成する第１の配線層１８
のみとしてその上にソルダーレジスト層２６等を形成し
たものも含まれる。

【００２６】更に、前記コア基板１の絶縁板２には、前
記形態で使用したＢＴ樹脂−ガラス複合材の他、ガラス
−エポキシ材、ガラス−ＰＰＥ材や、紙−エポキシ等の
複合樹脂材、或いはエポキシ、ＢＴレジン、ポリイミ
ド、ＰＰＥ、ＰＴＦＥ等の樹脂を用いても良い。尚、前
記銅箔(導体層)４や各配線層１８,２４は銅に限らず、
Ｎｉ及びその合金(Ｎｉ−Ｐ,Ｎｉ−Ｂ,Ｎｉ−Ｃｕ−
Ｐ)、Ｃｏとその合金(Ｃｏ−Ｐ,Ｃｏ−Ｂ,Ｃｏ−Ｎｉ−
Ｐ)、Ｓｎとその合金(Ｓｎ−Ｐｂ,Ｓｎ−Ｐｂ−Ｐｄ)、
又はＡｕ,Ａｇ,Ｐｄ，Ｐｔ,Ｒｈ,Ｒｕ等及びそれらの合
金の何れを用いることも可能である。

【００２７】

【発明の効果】以上において説明した本発明の製造方法
によれば、配線基板を構成するコア基板の撓みやガタ付
きを少なくした状態で、そのスルーホール内に充填した
樹脂の両端における突出部分を確実に研磨除去して平坦
化でき、コア基板の表面に形成される導体層及び配線層
の厚みも均一で信頼性のあるものとすることができる。
また、請求項３の配線基板の製造方法によれば、上記に
加えて多数のコア基板の表面を連続して効率良く適正に
研磨することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】(Ａ)乃至(Ｄ)は本発明のコア基板に樹脂を充填
する各工程を示す概略図。

【図２】(Ａ)は樹脂が充填されたコア基板を示す部分断
面図、(Ｂ)及び(Ｃ)は本発明の基本的研磨工程を示す概
略図。

【図３】(Ａ)は樹脂が充填されたコア基板を連続的に研
磨する工程を示す概略図、(Ｂ)〜(Ｄ)は(Ａ)中における
一点鎖線部分Ｂ,Ｃ,Ｄにおける各拡大断面図。

【図４】(Ａ)は研磨後のコア基板を示す部分断面図、
(Ｂ)乃至(Ｄ)は本発明の配線基板を得るための製造工程
を示す概略図。

【図５】(Ａ)及び(Ｂ)は異なる形態の配線基板を得るた
めの製造工程を示す概略図。

【図６】(Ａ)及び(Ｂ)は従来のコア基板に樹脂を充填す
る各工程を示す概略図、(Ｃ)は従来の研磨工程を示す概
略図。

【符号の説明】

１………………コア基板６………………スルーホール６ａ……………開口部１０，１０′…樹脂１２，１４……突出部分３０，３０′…配線基板Ｒ………………研磨ロールｒ………………受けロールＲ,ｒ、ｒ,Ｒ…ロール組

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H05K 3/42

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】コア基板に穿設したスルーホール内にその
一方の開口部から樹脂を充填する工程と、上記充填された樹脂を機械的研磨に耐え得る硬度まで硬
化する工程と、上記硬化された樹脂のうちコア基板の両表面から突出す
る部分を研磨して除去する工程とを含み、上記研磨工程が、上記一方の開口部を有するコア基板の
表面を研磨した後、反対側の表面を研磨する、ことを特
徴とする配線基板の製造方法。
【請求項２】前記研磨工程が、前記樹脂を充填した開口
部を有するコア基板の表面を研磨する工程と、該コア基
板の反対側の表面を研磨する工程と、を交互に複数回繰
り返す、ことを特徴とする請求項１に記載の配線基板の
製造方法。
【請求項３】前記研磨工程が、前記樹脂を充填したコア
基板を研磨ロールとこれに近接する受けロールとの間を
搬送することにより行われ、且つ上記研磨ロールと受け
ロールからなる複数対のロール組が、コア基板の搬送方
向に対し交互に逆位置に配置されている、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の配線基板の製
造方法。