JP3596374B2 - 多層プリント配線板の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は多層プリント配線板の製造方法に関し、特に基材上に導電回路パターンと絶縁樹脂を交互に形成する方法、所謂ビルドアップ法による多層プリント配線板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体実装技術の発展により半導体装置を実装するプリント配線板においては細線導電回路を有する高精度多層プリント配線板が要求されている。高精度多層プリント配線板の製造方法として、細線導電回路と小径ビアホールの形成が容易であるパターン基材上に導電回路パターンと感光性絶縁樹脂を交互に積み上げて多層回路を形成する所謂ビルドアップ法が実用化されている。
【０００３】
図６は、特開平１０―２５６７０７号公報（以下、第１の従来技術という）に開示されたビルドアップ法による多層プリント配線板の製造方法の工程を説明するための基板要部の断面図である。
【０００４】
図６を参照してビルドアップ法による多層プリント配線板の製造方法について説明する。まず、図６（ａ）のように、絶縁樹脂板４０１の両面に銅箔４０２を被覆した銅張り積層板４００にドリルで穴明け加工を行い、貫通孔４０３を形成する。
【０００５】
次に、図６（ｂ）のように、この銅張り積層板の両面および貫通孔４０３に銅めっき膜４０４を形成した後に、貫通孔４０３および基板表面の導電回路形成領域にエッチングレジスト４０５のパターンを形成する。続いて、これをエッチング液に浸漬することによりエッチングレジスト４０５の非被覆部の銅箔４０２と銅めっき膜４０４をエッチングして図６（ｃ）に示すように、導電回路４０７と表裏導通用のスルーホール４０６を有するコア基板４１２が得られる。
【０００６】
次に、図６（ｄ）に示すようにスルーホール４０６内部を絶縁樹脂４０８で穴埋めして、さらに、表裏面にも絶縁樹脂４０８を塗布した後、研磨して基板表面を平坦化する。
【０００７】
次いで、図６（ｅ）のように、感光性の絶縁樹脂を全面に塗布し、露光・現像して所望の位置にマイクロビアホール用の孔を開口したビルドアップ絶縁樹脂層４０９を形成した後、ビルドアップ絶縁樹脂層４０９上に銅めっきした後、公知のエッチング法により、マイクロビアホール４１０、導電回路４１１を形成して多層プリント配線板４１５が製造される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記の第１の従来技術による多層プリント配線板の製造方法には次のような問題点があった。
【０００９】
第１の問題点は、コア基板の貫通スルーホールの穴明けにドリル加工を使用しているために、小径スルーホールが形成しにくいことである。ドリル加工では、小径化の努力を行っても、ドリル折れなく確実に穴明けする生産性や、穴壁の品質を確保し、欠陥のない電気めっきを行うとういう接続信頼性の確保という点から考えて、穴明け可能な直径は、コア基板の板厚にもよるが２５０μｍが限界であり、量産的には直径０．３５ｍｍである。さらに小径化する改良も試みられているが、前記製造上の問題点がさらに厳しくなるのに加え、ドリル自体のコストも上昇し、また、重ねて複数枚を同時に穴開けすることができず、また、穴明け条件も低速になることが相乗して、穴明けコストが急激に上昇してしまうという課題に直面する。さらに、従来の貫通スルホールに対するランド径は、ドリル加工された貫通スルーホールと写真法で回路形成されるランドの相対位置精度を考慮して、ドリル径に対して片側１２５μｍ大きく設計する。これは、貫通スルーホールと回路形成されるランドの位置がズレて接続不良を生じるのを防ぐためである。さらに、ランドに隣接して通る回路は、ランドと回路間の絶縁性を維持するために最低１００μｍの間隙を維持しなければならない。
【００１０】
例として、基板サイズ７３．５ｍｍ×９６ｍｍのコア基板において、１３９８カ所の表裏導通スルホールをφ０．３５ｍｍのドリルで加工した場合、前記の基準を満足させたのち、このコア基板上で配線可能エリアは表１の通りである。
【００１１】
【表１】
【００１２】
このように従来法では、基板総表面面積の実に１２．６％が、表裏の電気的接続のため貫通スルホールによって費やされている。つまり、回路の配線に使用可能な表面積は残りの８７．４％にしか過ぎない。
【００１３】
上記の第１の従来技術の第２の問題点は、７５μｍ以下の細線回路の形成が難しいことである。一般にエッチング法により形成可能な配線パターンの回路幅や回路間隙の加工限界は、エッチングされる導体層の厚さに依存している。つまり、導体厚が薄ければ薄いほど、微細な回路幅や回路間隙が形成でき、また、歩留も向上できることになる。上記の従来技術では、銅箔とめっきの二層で構成されており、導体厚は２５〜３５μｍと厚い。導体厚が２５〜３５μｍの場合においては、量産可能な限界は、回路幅７５〜１００μｍと回路間隙７５〜１００μｍである。
【００１４】
上記の第１の従来技術における配線パターン精度を改善する技術が特開平９―４６０４２号公報（以下、第２の従来技術という）に開示されている。この技術について図７を参照して説明する。まず、図７（ａ）に示すように、絶縁樹脂板５０１の両側に銅箔５０２を有する銅張り積層板５００に、一方の銅箔面に上からレーザを照射して、もう一方の導電層を貫通しない有底マイクロビアホール用孔５０３を形成する。
【００１５】
次に、図７（ｂ）に示すように、有底マイクロビアホール用孔５０３の開口している側の面に銅めっき膜５０４を施し、表裏の銅箔を電気的に接続した後、基板の両面を感光性エッチングレジスト（表示していない）で被覆し、露光・現像してからエッチングして、図７（ｃ）のように、導電回路５０６，導電回路５０７および有底マイクロビアホール５０５を有するコア基板５１２を形成する。
【００１６】
さらに、図７（ｄ）に示すように、コア基板５１２上に、絶縁樹脂５０８と銅箔５０９を積層した後、図７（ａ）〜（ｃ）と同様な工程を繰り返すことによって、図７（ｅ）に示すように、導電回路５１１およびマイクロビアホール５１０を有するビルドアップ層５１３を形成して多層プリント配線板５１５が完成する。
【００１７】
この第２の従来技術の方法によれば、図７（ｂ）に示す絶縁樹脂板の下側導体はめっきがない構成のため、導体層の薄化が図られている。この効果として、エッチング法による微細回路形成を実現できている。
【００１８】
一方、図７（ｂ）に示す絶縁樹脂板の上面の導体層は、銅箔５０２上に薄いめっき膜５０３を施すことで、エッチングすべき導体厚の薄化を図るという構成である。これでは、銅箔とめっき膜という二層の導体層が積み重なる構成自体は、図６に示した第１の従来技術と同じであり、導体層の薄化が困難である。導体層の薄化を図ろうとすれば、めっき膜を薄くすることになるが、これは同時に、マイクロビアホール部のめっき膜も薄くなってしまうので、マイクロビア部の接続信頼性が低下する問題点があった。したがって、第２の従来技術によっても、微細な配線パターンの形成性とマイクロビアホールの接続信頼性を両立させることが困難である。
【００１９】
上記の第１の従来技術のコア基板の配線収容性を改善する方法が、特開平７−２８３５３９号公報（以下、第３の従来技術という）に開示されている。この技術では、コア基板の表裏導通スルーホールに、導電性充填材を穴埋めすることにより表裏導通スルーホールの軸上にマイクロビアホールを配置し、ビルドアップ層の導体と接続してコア基板の表裏導通スルーホール部の配線収容性を改善している。
【００２０】
この第３の従来技術について図８を参照して説明する。まず、図８（ａ）のように、絶縁樹脂板６０１の両面に銅箔６０２を被覆した銅張り積層板６００に、ドリルで穴明け加工を行い、貫通孔６０３を形成する。次に、図８（ｂ）のごとく、基板の両面と貫通孔６０３に銅めっき膜６０４を形成し、基板の表裏を電気的に接続する。
【００２１】
次に、図８（ｃ）に示すように貫通孔６０３を導電性充填材６０５で穴埋めした後、基板の両面を感光性エッチングレジスト（表示していない）で被覆し、公知のエッチング法の手段を使って露光・現像してエッチングし、図８（ｄ）に示すような、銅箔６０２と銅めっき膜６０４からなる導電回路６０７と導電性充填材６０５で穴埋めされた表裏導通スルーホール６０６を有するコア基板６１４が得られる。
【００２２】
次に、公知のビルドアップ法を使用して、図８（ｅ）に示すように、ビルドアップ絶縁樹脂層６０８、導電回路６１０、マイクロビアホール６０９，６０９’を有するビルドアップ層６１５を形成した多層プリント配線板６１６が製造される。なお、マイクロビアホール６０９’は、導電性充填材で穴埋めされた貫通スルーホールの軸上に配置されたマイクロビアホールである。
【００２３】
このように、上記の第３の従来技術では、コア基板の表裏導通スルーホールに導電性充填材を穴埋めする構成となっているので、表裏導通スルーホールの軸上へビルドアップ層のマイクロビアホールを配置が可能となっている。
【００２４】
しかしながら、導電性充填材を穴埋めする付加的な工程を追加する必要があり、また、導電性充填材は高価であり、製造コストの増加をもたらす問題があった。
【００２５】
ビルドアップ法で形成された多層プリント配線板は、小型化、軽量化が強く要請されている。これを実現するためには、高い配線収容性を有する構造と製造方法が必要であるが、上記の従来技術では、十分な配線収容性が得られず、多層プリント配線板の小型化、軽量化に限界がある。
【００２６】
本発明の目的は、上記の従来技術における問題点を解決したビルドアップ法による多層プリント配線板の製造方法を提供することにある。
【００２７】
【課題を解決するための手段】
本発明の多層プリント配線板の製造方法は、第１の絶縁樹脂層の両面に銅箔を接着して形成された銅張り積層板の前記銅箔をエッチングして薄化する工程と、前記銅張り積層板の一方の面の前記銅箔をパターニングして第１の導電回路を形成する工程と、前記銅張り積層板の前記第１の導電回路形成面からレーザ光を照射して前記銅張り積層板の他方の面の前記銅箔の前記第１の絶縁樹脂層との被着面まで達する第１の孔を形成する工程と、前記第１の孔壁に選択的に化学銅めっき膜を形成する工程と、前記銅張り積層板の前記他方の面の前記銅箔をめっきリードとして前記第１の孔壁の前記化学銅めっき膜を電気銅めっきで選択的に厚付けして第１のビアホールを形成する工程と、前記銅張り積層板の前記他方の面の前記銅箔をパターニングして第２の導電回路を形成し、前記第１の絶縁樹脂層の両面に前記第１の導電回路、前記第２の導電回路および前記第１のビアホールを有するコア基板を形成する工程と、前記コア基板の両面に第２の絶縁樹脂層を形成する工程と、前記第２の絶縁樹脂層の所定の位置に前記コア基板の表面に達する第２の孔を形成する工程と、前記第２の孔壁を含む前記第２の絶縁樹脂層の全面に銅めっき膜を形成した後パターニングし、前記第２の絶縁樹脂層上に第３の導電回路および前記第２の孔壁に第２のビアホールを形成する工程とを含むことを特徴する。
【００２８】
本発明では、前記コア基板の両面にエッチングし薄化した銅箔で導電回路を形成し、コア基板の両面の導通はレーザ加工して半貫通の前記第１の孔を設け、前記第１の孔のみに電気めっきして形成した前記第１のビアホールにより行うことにより、回路幅、回路間隙の低減とビアホールの微小化ができ、コア基板の配線収容性を向上できる。
【００２９】
また、本発明では、前記コア基板の前記第１のビアホールは一方の面からレーザ加工で孔明けして電気めっきして形成し、半貫通で導電性であるため、前記第１の裏面は平坦なランドの状態が維持され、この軸上に、前記第２のビアホールを配置して配線することができ、回路の配線自由度を向上できる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１〜図３は、本発明の第１の実施の形態の多層プリント配線板の製造方法を工程順に説明するための基板要部の断面図である。なお、図２は図１（ｆ）に続く工程を説明する基板要部の断面図、図３は図２（ｅ）に続く工程を説明するための基板要部の断面図である。まず、図１（ａ）に示すように、銅箔１０１上に、エポキシ樹脂を塗布して半硬化状態にした５０〜１００μｍ厚の絶縁樹脂層１０２を有する銅箔付き樹脂シート１０３を２枚準備する。
【００３１】
次に、図１（ｂ）のように、真空油圧プレスを使用して圧力１０〜２５Ｋｇ／ｃｍ２、温度１５０〜１８０℃で６０〜１２０分間の条件下で加熱成形して銅張り積層板１０４を得た。
【００３２】
ここにおいて、貼り合わせる材料は銅箔付きエポキシ樹脂シートに限定されるものではない。ポリイミド樹脂等の絶縁樹脂を塗布した銅箔付き絶縁樹脂シートでも良く、また絶縁樹脂としてエポキシ樹脂等の光熱硬化性樹脂を使用することができる。銅箔１０１は厚さ１２〜１８μｍのものが使用される。
【００３３】
次に、この銅張り積層板１０４に硫酸８０〜１６０ｇ／ｌと３５ｗｔ％過酸化水素水９０〜１５０ｇ／ｌを組成とする酸化性液を１５〜６０秒間スプレーすることにより、銅箔１０１をマクロエッチングして、銅箔１０１厚みを５〜１０μｍ程度にした。
【００３４】
一般にエッチング法により形成される配線パターンの回路幅や回路間隙の加工限界は、エッチングされる導体の厚さに依存している。つまり、導体厚が薄ければ薄いほど、微細な回路幅や回路間隙が形成でき、また、歩留も向上できることになる。このため、銅箔１０１の薄化の程度は５〜１０μｍ程度に限定されることなく、後工程でエッチングして形成することが予定されている回路の微細さの程度に応じて変更することができる。さらに５〜１０μｍを下回る銅箔の薄化を実施するためには、酸化性液によるマイクロエッチング工程を繰り返し実施したり、酸化性液のスプレー時間を長くすることにより、所望の銅厚まで薄化を図ることができる。
【００３５】
次に、図１（ｃ）のように、銅張り積層板１０４の両面に感光性のエッチングレジスト１０５を温度８０〜１２０℃の熱ロールを通過させることにより、熱圧着した後、一方の面（図中上面）には、所望の配線パターンの図柄を有するマスクフィルムを当接させ、また、他方の面（図中下面）にはマスクフィルムなしのまま、超高圧水銀ランプで１５０〜２００ｍＪ／ｃｍ２の紫外線を照射して露光し、０．５〜２ｗｔ％炭酸ナトリウム水溶液で感光性のエッチングレジストの未露光部を溶出させ、一方の面には配線パターンの図柄を有するエッチングレジスト１０５を形成し、他方の面には全面にエッチングレジト１０５ａで覆われた銅張り積層板１０４を得た。
【００３６】
次に、この銅張り積層板１０４に、塩化第二銅２００〜４００ｇ／ｌ、塩酸１００〜１５０ｇ／ｌからなるエッチング液をスプレーすることにより、エッチングレジストが被覆していない部分の銅箔１０１をエッチング除去して、図１（ｄ）のごとく一方の面（図中上面）にのみ導電回路１０７、ランド１０６を有する所望の配線パターンを形成した。また、他方の面（図中下面）は全面に銅箔が残っている。続いて、エッチグレジスト１０５，１０５ａを０．５〜２．０ｗｔ％水酸化ナトリウム水溶液で剥離して除去する。
【００３７】
さらに、図１（ｅ）のごとく、所望の配線パターンを形成した面から、炭酸ガスレーザを照射して所望の位置にマイクロビアホール用孔１０８を明けた。レーザ加工条件は、スポット径（直径）０．１２５ｍｍの炭酸ガスレーザを５〜２０ｍＪで１〜３パルス照射するのが好適である。
【００３８】
レーザで開口したマイクロビアホール用孔１０８の底にはレーザで焼き付いたエポキシ樹脂スカムが付着しているので、膨潤浴（例えば、シプレイ・ファーイースト（株）製ＭＬＢ２１１が２０ｖｏｌ％、キューポジットＺが１０ｖｏｌ％からなる６０〜８５℃の膨潤浴）に１〜５分間浸漬した後、エッチング浴（例えば、シプレイ・ファーイースト（株）製ＭＬＢ２１３Ａが１０ｖｏｌ％、２１３Ｂが１５ｖｏｌ％からなる５５〜７５℃のエッチング浴）に２〜１０分間浸漬してエポキシ樹脂スカムをエッチングする。最後に中和浴（例えば、シプレイ・ファーイースト（株）製ＭＬＢ２１６−２が２０ｖｏｌ％からなる３５〜５５℃の中和浴）に２〜１０分間浸漬することにより、マイクロビアホール用孔内を中和して清浄なマイクロビアホール用孔１０８を得た。
【００３９】
次に、この基板をシプレイ・ファーイースト（株）製プレディップＣＰ−３０２３浴に２５℃で６０秒間浸漬後、同社製キャタリスト同ＣＰ−３３１６浴に２５℃で１８０秒間、同社製アクセラレーター（ＮＲ−２ＡとＮＲ−２Ｂを各々１０ｖｏｌ％と３ｖｏｌ％で混合した水溶液）に２５℃で３００秒間順次浸漬して、図１（ｆ）のごとく、基板全面にパラジウム触媒１０９を付与した。
【００４０】
次に、図２（ａ）のごとく、基板の両面に、感光性のドライフィルム１１０を温度８０〜１２０℃の熱ロールを通過させて熱圧着した。この時、基板の一方の面（図中上面）については全面にドライフィルム１１０で覆い、他方の面（図中下面）については、基板板端の二辺に５ｍｍ幅で下面の銅箔が露出するように覆った。基板板端に露出させた銅箔部は後工程で電気めっきする際に電気的接点をとるためのものである。
【００４１】
続いて、基板の一方の面にはマイクロビアホール用孔１０８に重なる位置で直径０．１５０ｍｍの遮光部を有するマスクフィルムをドライフィルム１１０上に当接して、超高圧水銀ランプで５０〜２００ｍＪ／ｃｍ２の紫外線を照射して露光した後、０．５〜２ｗｔ％炭酸ナトリウム水溶液をスプレーして未露光部のドライフィルム１１０を溶出させた。これにより、図２（ｂ）に示すように、マイクロビアホール用孔１０８に重なる位置で、ドライフィルム１１０を直径０．１５０ｍｍの径で開口させた。基板の他方の面（図中下面）に熱圧着したドライフィルムはマスクフィルムなしで全面露光して、図２（ｂ）に示すように、板端の二辺を除く銅箔１０１全体をマスクキングした状態とした。
【００４２】
次に、基板板端で露出した二辺の銅箔１０１部をカソード１１１でクランプして基板を保持し、シプレイ・ファーイースト（株）製キューポジット２５３Ａ、２５３Ｂ、５３Ｃ、２５３Ｅ、２５３Ｙを５８：２５：２：５０：１４の割合で混合した４０℃の化学銅めっき溶液に、１５分間浸漬して、化学銅めっき膜を析出させた。
【００４３】
続いて、硫酸銅７０〜１００ｇ／ｌ、硫酸１５０〜２５０ｇ／ｌ、塩酸５０〜１００ｐｐｍの組成から成る硫酸銅めっき浴中に浸漬し、基板をクランプするカソード１１１から、基板板端の露出した銅箔部を通じて、電流密度１．５〜２．５Ａ／ｄｍ２の条件で２０〜５０分めっきして、マイクロビアホール用孔に厚み１０〜１５μｍの電気銅めっき膜を析出させ、図２（ｃ）に示すように、マイクロビアホール１１２を形成した。
【００４４】
次に、カソード１１１を取り外し、基板の両面に０．５〜２ｗｔ％水酸化ナトリウム水溶液をスプレーして、ドライフィルム１１０を剥離除去して図２（ｄ）のごときを基板を得た。
【００４５】
マイクロビアホール用孔のめっき膜の厚さはマイクロビアホールの接続信頼性上重要な因子であり、めっき膜が薄い場合には、はんだ耐熱試験や温度サイクル試験に於いてマイクロビアホール部でのコーナークラックが発生することがわかっている。良好な接続信頼性を確保するために、めっき厚は１０〜１５μｍが好適である。
【００４６】
次に、図２（ｅ）のように、図１（ｃ）〜（ｄ）で説明したのと同じ方法を使って、今度は、基板の逆面（図中下面）に、パターン１１４，ランド１１３およびマイクロビアホール１１２の裏面に位置するランド１１３’から成る所望の配線パターンを形成してコア基板１１５を作製した。
【００４７】
次に、図３（ａ）のように、コア基板１１５の両面に公知の方法によりビルドアップ層１１９を形成する。つまり、コア基板１１５の両面に感光性絶縁樹脂を塗布、乾燥して、絶縁樹脂層を積み重ね、露光、現像の工程を経て絶縁樹脂層１２５にマイクロビアホール用孔を形成した後、熱硬化させてビルドアップ絶縁樹脂層を形成する。続いて、ビルドアップ絶縁樹脂層の表面を平滑に研磨した後、めっきを実施してビルドアップ導体層を形成し、公知の回路形成の方法を実施して、マイクロビアホール１１６，１１６’，１１７，ランド１１８を具備するビルドアップ層１１９を形成した。尚、マイクロビアホール１１６’はコア基板の表裏導通マイクロビアホール１１２の軸上に形成したものである。
【００４８】
ビルドアップ層１１９の感光性絶縁樹脂材料は液状に限定されることはなく、フィルム状材料の場合は、前記塗布、乾燥に替えてラミネートして適用可能である。
【００４９】
また、ビルドアップ層１１９の形成を感光性絶縁樹脂材料によるフォト法に拠らず、熱硬化性層間材料を使用した場合は、熱硬化した後、レーザ加工でマイクロビアホール用孔を形成してビルドアップ絶縁樹脂層を形成すことも可能である。
【００５０】
さらに、多層のビルドアップ層を形成する場合には、前述と同様の製法を繰り返し実施して、図２（ｂ）に示すように、マイクロビアホール１２０、導電回路１２１を具備する２層目のビルドアップ層１２２を形成することができる。
【００５１】
本発明では、コア基板１１５は両面にエッチングし薄化した銅箔で形成した導電回路１０７，１１４を有するとともに、レーザ加工して半貫通孔を設けこの半貫通孔のみに電気めっきして形成した表裏導通マイクロビアホール１１２を具備することに大きな特徴がある。コア基板１１５の両面の接続はレーザ加工して電気めっきして形成した小径の表裏導通マイクロビアホール１１２によって担われるため、コア基板の両面について回路の配線に使用可能な表面積を増加させることができる。また、コア基板の表裏導通マイクロビアホールは一方の面からレーザ加工で孔明けして電気めっきして形成し、半貫通で導電性であるため、表裏導通マイクロビアホールの裏面は平坦なランドの状態が維持されおり、この軸上に、ビルドアップ層のマイクロビアホール１１６’を配置して配線することが可能な構成となっており、回路の配線の自由度が高い。
【００５２】
さらに、コア基板の回路１０７，１１４は、めっきを行わない薄い銅箔をエッチングして形成するため、微細な回路の形成が可能である。これらにより、コア基板の配線収容性が向上するという効果が得られる。
【００５３】
表２は、本発明により製造した基板サイズ７３．５ｍｍ×９６ｍｍのコア基板の配線収容性を計算した結果である。
【００５４】
表２によるとコア基板の両面を接続するためのマイクロビアホールが占有するために回路の配線に使用できない面積は、基板総面積の２．１％にしか過ぎない。残りの９７．９％が回路の配線に使用可能である。したがって、本発明のコア基板では、従来のコア基板に比較して、回路の配線に使用できる面積の比率を約１０％以上増加できるため、配線の収容性を向上できることがわかる。
【００５５】
【表２】
【００５６】
次に、本発明の第２の実施の形態の多層プリント配線板の製造方法について図４を参照して説明する。
【００５７】
本実施の形態では、上記の第１の実施の形態のコア基板１１５の作製工程の図１（ｄ）において、導電回路１０７形成面にレーザ防御用の銅箔を残してコア基板のマイクロビアホール用孔をレーザ孔明けすることによって上記の第１の実施の形態よりもマイクロビアホール用孔の形成精度を向上できる。まず、図１（ａ）〜図１（ｂ）と同じ工程で、銅張り積層板１０４を形成した後、銅張り積層板１０４の両面に感光性エッチングレジストフィルム（表示していない）を温度８０〜１２０℃の熱ロールを通過させることにより、熱圧着する。次いで、一方の面（図中上面）には、所望の配線パターンの図柄を有するマスクフィルムを当接させ、また、他方の面（図中下面）にはマスクフィルムなしのまま、超高圧水銀ランプで１５０〜２００ｍＪ／ｃｍ２の紫外線を照射して露光し、０．５〜２ｗｔ％炭酸ナトリウム水溶液で感光性エッチングレジスト膜の未露光部を溶出させ、一方の面には配線パターンの図柄を有するエッチングレジストを形成し、他方の面には全面にエッチングレジトで覆ってエッチングし、図４（ａ）のごとく片面に導体回路１０７とレーザ防御用の銅箔部１０７ａを形成する。次いで、図４（ｂ）のごとく、所望の配線パターンを形成した面（図中上面）から、レーザ防御用の銅箔部１０７ａをマスクとしてレーザを照射し、マイクロビアホール用孔１０８ａを開口させる。
【００５８】
次いで、図４（ｃ）に示すごとくマイクロビアホール用孔１０８ａと後工程で電気的接点となる裏面の二辺の板端銅箔部を除く全てをドライフィルム１１０でマスキングした後、上記の第１の実施の形態と同様に、化学銅めっき後、カソート１１１から通電しながら電気めっきして、図４（ｄ）ようにマイクロビアホール用孔１０８ａに銅めっき膜２００を析出させ、マイクロビアホール１１２を形成した後、図２（ｄ）の工程以降の工程により多層プリント配線板を製造する。
【００５９】
次に、本発明の第３の実施の形態の多層プリント配線板の製造方法について図５を参照して説明する。本実施の形態では、コア基板１１５のマイクロビアホール１１２に直接重畳するようにコア基板１１５上の感光性絶縁樹脂からなる絶縁樹脂層１２５にさらにマイクロビアホールを形成し、上記の第１の実施の形態よりも配線収容性の向上した多層プリント配線板を製造できる。まず、上記の第１の実施の形態の図１（ａ）〜図２（ｅ）の工程で、コア基板１１５を作製する。次いで図５（ａ）のように、感光性絶縁樹脂からなる絶縁樹脂層１２５をコア基板１１５の両面に塗布して表面を研磨して平坦化する。
【００６０】
次に図５（ｂ）のごとく、コア基板１１５の表裏に絶縁樹脂層を両面に形成した絶縁樹脂層１２５にレーザ加工によりマイクロビアホール用孔１２６を形成する。マイクロビアホール用孔１２６ａはコア基板１１５の表裏導通用のマイクロビアホール１１２の軸上に開口している。マイクロビアホール用孔１２６ａについては、通常のマイクロビア１２６の加工条件の２〜３倍のエネルギーを照射して加工することができる。
【００６１】
次に、図５（ｃ）のごとく、この基板の全面にめっきした後、エッチング法により、導電回路１２７、ビアランド１２８、マイクロビアホール１２９，１２９ａ，１２９ｂからなる所望の配線パターンを形成する。尚、ビルドアップ層１１９ａのマイクロビアホール１２９ａおよび１２９ｂは、ともに、コア基板１１５にある共通の表裏導通マイクロビアホール１１２の軸上に配置されている。
【００６２】
図５（ｄ）は、前述と同様の方法を繰り返し、もう一層のビルドアップ層１２２ａを積み上げた場合の断面図である。
【００６３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のビルドアップ法による多層プリント配線板の製造方法では次の効果が得られる。
（１）コア基板の両面にエッチングし薄化した銅箔で導電回路を形成し、コア基板の両面の導通はレーザ加工して半貫通孔を設けこの半貫通孔のみに電気めっきして形成した表裏導通マイクロビアホールにより行うことにより、回路幅５０μｍと回路間隙５０μｍの細線導電回路の形成と直径１２５μｍのマイクロビアホールが高歩留まりで形成でき、コア基板の配線収容性を向上できる。
（２）コア基板の表裏導通マイクロビアホールは一方の面からレーザ加工で孔明けして電気めっきして形成し、半貫通で導電性であるため、表裏導通マイクロビアホールの裏面は平坦なランドの状態が維持されおり、この軸上に、ビルドアップ層のマイクロビアホールを配置して配線することができ、回路の配線自由度を向上できる。
【００６４】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の多層プリント配線板の製造方法を工程順に説明するための基板要部の断面図である。
【図２】図１（ｆ）に続く工程を説明する基板要部の断面図である。
【図３】図２（ｅ）に続く工程を説明するための基板要部の断面図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態の多層プリント配線板の製造方法を工程順に説明するための基板要部の断面図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態の多層プリント配線板の製造方法を工程順に説明するための基板要部の断面図である。
【図６】第１の従来技術のビルドアップ法による多層プリント配線板の製造方法を工程順に説明するための基板要部の断面図である。
【図７】第２の従来技術のビルドアップ法による多層プリント配線板の製造方法を工程順に説明するための基板要部の断面図である。
【図８】第３の従来技術のビルドアップ法による多層プリント配線板の製造方法を工程順に説明するための基板要部の断面図である。
【符号の説明】
１０１，４０２，５０２，５０９，６０２ 銅箔
１０２，１２５，１２５ａ，４０９ 絶縁樹脂層
１０３ 銅箔付き樹脂シート
１０４，４００，５００，６００ 銅張り積層板
１０５，１０５ａ，４０５ エッチングレジスト
１０６，１１３，１１３’，１１７，１２８ ランド
１０７，１１４，１２１，１２７，４０７，４１１，５０６，５０７，５１１，６０７，６１０ 導電回路
１０７ａ 銅箔部
１０８，１０８ａ，１２６，１２６ａ マイクロビアホール用孔
１０９ パラジウム触媒
１１０ ドライフィルム
１１１ カソード
１１２，１１６，１１６’，１２０，１２９，１２９ａ，１２９ｂ，４１０，５１０，６０９，６０９’ マイクロビアホール
１１５，４１２，５１２，６１４ コア基板
１１９，１２２，１２２ａ，４１３，５１３，６１５ ビルドアップ層
１２８ ビアランド
４０１，５０１，６０１ 絶縁樹脂板
４０３，６０３ 貫通孔
２００，４０４，５０４，６０４ 銅めっき膜
４０６ スルーホール
４０８，５０８ 絶縁樹脂
４０９，６０８ ビルドアップ絶縁樹脂層
４１５，５１５，６１６ 多層プリント配線板
５０３ 有底マイクロビアホール用孔
５０５ 有底マイクロビアホール
６０５ 導電性充填材
６０６ 表裏導通スルーホール
【発明の属する技術分野】
本発明は多層プリント配線板の製造方法に関し、特に基材上に導電回路パターンと絶縁樹脂を交互に形成する方法、所謂ビルドアップ法による多層プリント配線板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体実装技術の発展により半導体装置を実装するプリント配線板においては細線導電回路を有する高精度多層プリント配線板が要求されている。高精度多層プリント配線板の製造方法として、細線導電回路と小径ビアホールの形成が容易であるパターン基材上に導電回路パターンと感光性絶縁樹脂を交互に積み上げて多層回路を形成する所謂ビルドアップ法が実用化されている。
【０００３】
図６は、特開平１０―２５６７０７号公報（以下、第１の従来技術という）に開示されたビルドアップ法による多層プリント配線板の製造方法の工程を説明するための基板要部の断面図である。
【０００４】
図６を参照してビルドアップ法による多層プリント配線板の製造方法について説明する。まず、図６（ａ）のように、絶縁樹脂板４０１の両面に銅箔４０２を被覆した銅張り積層板４００にドリルで穴明け加工を行い、貫通孔４０３を形成する。
【０００５】
次に、図６（ｂ）のように、この銅張り積層板の両面および貫通孔４０３に銅めっき膜４０４を形成した後に、貫通孔４０３および基板表面の導電回路形成領域にエッチングレジスト４０５のパターンを形成する。続いて、これをエッチング液に浸漬することによりエッチングレジスト４０５の非被覆部の銅箔４０２と銅めっき膜４０４をエッチングして図６（ｃ）に示すように、導電回路４０７と表裏導通用のスルーホール４０６を有するコア基板４１２が得られる。
【０００６】
次に、図６（ｄ）に示すようにスルーホール４０６内部を絶縁樹脂４０８で穴埋めして、さらに、表裏面にも絶縁樹脂４０８を塗布した後、研磨して基板表面を平坦化する。
【０００７】
次いで、図６（ｅ）のように、感光性の絶縁樹脂を全面に塗布し、露光・現像して所望の位置にマイクロビアホール用の孔を開口したビルドアップ絶縁樹脂層４０９を形成した後、ビルドアップ絶縁樹脂層４０９上に銅めっきした後、公知のエッチング法により、マイクロビアホール４１０、導電回路４１１を形成して多層プリント配線板４１５が製造される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記の第１の従来技術による多層プリント配線板の製造方法には次のような問題点があった。
【０００９】
第１の問題点は、コア基板の貫通スルーホールの穴明けにドリル加工を使用しているために、小径スルーホールが形成しにくいことである。ドリル加工では、小径化の努力を行っても、ドリル折れなく確実に穴明けする生産性や、穴壁の品質を確保し、欠陥のない電気めっきを行うとういう接続信頼性の確保という点から考えて、穴明け可能な直径は、コア基板の板厚にもよるが２５０μｍが限界であり、量産的には直径０．３５ｍｍである。さらに小径化する改良も試みられているが、前記製造上の問題点がさらに厳しくなるのに加え、ドリル自体のコストも上昇し、また、重ねて複数枚を同時に穴開けすることができず、また、穴明け条件も低速になることが相乗して、穴明けコストが急激に上昇してしまうという課題に直面する。さらに、従来の貫通スルホールに対するランド径は、ドリル加工された貫通スルーホールと写真法で回路形成されるランドの相対位置精度を考慮して、ドリル径に対して片側１２５μｍ大きく設計する。これは、貫通スルーホールと回路形成されるランドの位置がズレて接続不良を生じるのを防ぐためである。さらに、ランドに隣接して通る回路は、ランドと回路間の絶縁性を維持するために最低１００μｍの間隙を維持しなければならない。
【００１０】
例として、基板サイズ７３．５ｍｍ×９６ｍｍのコア基板において、１３９８カ所の表裏導通スルホールをφ０．３５ｍｍのドリルで加工した場合、前記の基準を満足させたのち、このコア基板上で配線可能エリアは表１の通りである。
【００１１】
【表１】
このように従来法では、基板総表面面積の実に１２．６％が、表裏の電気的接続のため貫通スルホールによって費やされている。つまり、回路の配線に使用可能な表面積は残りの８７．４％にしか過ぎない。
【００１３】
上記の第１の従来技術の第２の問題点は、７５μｍ以下の細線回路の形成が難しいことである。一般にエッチング法により形成可能な配線パターンの回路幅や回路間隙の加工限界は、エッチングされる導体層の厚さに依存している。つまり、導体厚が薄ければ薄いほど、微細な回路幅や回路間隙が形成でき、また、歩留も向上できることになる。上記の従来技術では、銅箔とめっきの二層で構成されており、導体厚は２５〜３５μｍと厚い。導体厚が２５〜３５μｍの場合においては、量産可能な限界は、回路幅７５〜１００μｍと回路間隙７５〜１００μｍである。
【００１４】
上記の第１の従来技術における配線パターン精度を改善する技術が特開平９―４６０４２号公報（以下、第２の従来技術という）に開示されている。この技術について図７を参照して説明する。まず、図７（ａ）に示すように、絶縁樹脂板５０１の両側に銅箔５０２を有する銅張り積層板５００に、一方の銅箔面に上からレーザを照射して、もう一方の導電層を貫通しない有底マイクロビアホール用孔５０３を形成する。
【００１５】
次に、図７（ｂ）に示すように、有底マイクロビアホール用孔５０３の開口している側の面に銅めっき膜５０４を施し、表裏の銅箔を電気的に接続した後、基板の両面を感光性エッチングレジスト（表示していない）で被覆し、露光・現像してからエッチングして、図７（ｃ）のように、導電回路５０６，導電回路５０７および有底マイクロビアホール５０５を有するコア基板５１２を形成する。
【００１６】
さらに、図７（ｄ）に示すように、コア基板５１２上に、絶縁樹脂５０８と銅箔５０９を積層した後、図７（ａ）〜（ｃ）と同様な工程を繰り返すことによって、図７（ｅ）に示すように、導電回路５１１およびマイクロビアホール５１０を有するビルドアップ層５１３を形成して多層プリント配線板５１５が完成する。
【００１７】
この第２の従来技術の方法によれば、図７（ｂ）に示す絶縁樹脂板の下側導体はめっきがない構成のため、導体層の薄化が図られている。この効果として、エッチング法による微細回路形成を実現できている。
【００１８】
一方、図７（ｂ）に示す絶縁樹脂板の上面の導体層は、銅箔５０２上に薄いめっき膜５０３を施すことで、エッチングすべき導体厚の薄化を図るという構成である。これでは、銅箔とめっき膜という二層の導体層が積み重なる構成自体は、図６に示した第１の従来技術と同じであり、導体層の薄化が困難である。導体層の薄化を図ろうとすれば、めっき膜を薄くすることになるが、これは同時に、マイクロビアホール部のめっき膜も薄くなってしまうので、マイクロビア部の接続信頼性が低下する問題点があった。したがって、第２の従来技術によっても、微細な配線パターンの形成性とマイクロビアホールの接続信頼性を両立させることが困難である。
【００１９】
上記の第１の従来技術のコア基板の配線収容性を改善する方法が、特開平７−２８３５３９号公報（以下、第３の従来技術という）に開示されている。この技術では、コア基板の表裏導通スルーホールに、導電性充填材を穴埋めすることにより表裏導通スルーホールの軸上にマイクロビアホールを配置し、ビルドアップ層の導体と接続してコア基板の表裏導通スルーホール部の配線収容性を改善している。
【００２０】
この第３の従来技術について図８を参照して説明する。まず、図８（ａ）のように、絶縁樹脂板６０１の両面に銅箔６０２を被覆した銅張り積層板６００に、ドリルで穴明け加工を行い、貫通孔６０３を形成する。次に、図８（ｂ）のごとく、基板の両面と貫通孔６０３に銅めっき膜６０４を形成し、基板の表裏を電気的に接続する。
【００２１】
次に、図８（ｃ）に示すように貫通孔６０３を導電性充填材６０５で穴埋めした後、基板の両面を感光性エッチングレジスト（表示していない）で被覆し、公知のエッチング法の手段を使って露光・現像してエッチングし、図８（ｄ）に示すような、銅箔６０２と銅めっき膜６０４からなる導電回路６０７と導電性充填材６０５で穴埋めされた表裏導通スルーホール６０６を有するコア基板６１４が得られる。
【００２２】
次に、公知のビルドアップ法を使用して、図８（ｅ）に示すように、ビルドアップ絶縁樹脂層６０８、導電回路６１０、マイクロビアホール６０９，６０９’を有するビルドアップ層６１５を形成した多層プリント配線板６１６が製造される。なお、マイクロビアホール６０９’は、導電性充填材で穴埋めされた貫通スルーホールの軸上に配置されたマイクロビアホールである。
【００２３】
このように、上記の第３の従来技術では、コア基板の表裏導通スルーホールに導電性充填材を穴埋めする構成となっているので、表裏導通スルーホールの軸上へビルドアップ層のマイクロビアホールを配置が可能となっている。
【００２４】
しかしながら、導電性充填材を穴埋めする付加的な工程を追加する必要があり、また、導電性充填材は高価であり、製造コストの増加をもたらす問題があった。
【００２５】
ビルドアップ法で形成された多層プリント配線板は、小型化、軽量化が強く要請されている。これを実現するためには、高い配線収容性を有する構造と製造方法が必要であるが、上記の従来技術では、十分な配線収容性が得られず、多層プリント配線板の小型化、軽量化に限界がある。
【００２６】
本発明の目的は、上記の従来技術における問題点を解決したビルドアップ法による多層プリント配線板の製造方法を提供することにある。
【００２７】
【課題を解決するための手段】
本発明の多層プリント配線板の製造方法は、第１の絶縁樹脂層の両面に銅箔を接着して形成された銅張り積層板の前記銅箔をエッチングして薄化する工程と、前記銅張り積層板の一方の面の前記銅箔をパターニングして第１の導電回路を形成する工程と、前記銅張り積層板の前記第１の導電回路形成面からレーザ光を照射して前記銅張り積層板の他方の面の前記銅箔の前記第１の絶縁樹脂層との被着面まで達する第１の孔を形成する工程と、前記第１の孔壁に選択的に化学銅めっき膜を形成する工程と、前記銅張り積層板の前記他方の面の前記銅箔をめっきリードとして前記第１の孔壁の前記化学銅めっき膜を電気銅めっきで選択的に厚付けして第１のビアホールを形成する工程と、前記銅張り積層板の前記他方の面の前記銅箔をパターニングして第２の導電回路を形成し、前記第１の絶縁樹脂層の両面に前記第１の導電回路、前記第２の導電回路および前記第１のビアホールを有するコア基板を形成する工程と、前記コア基板の両面に第２の絶縁樹脂層を形成する工程と、前記第２の絶縁樹脂層の所定の位置に前記コア基板の表面に達する第２の孔を形成する工程と、前記第２の孔壁を含む前記第２の絶縁樹脂層の全面に銅めっき膜を形成した後パターニングし、前記第２の絶縁樹脂層上に第３の導電回路および前記第２の孔壁に第２のビアホールを形成する工程とを含むことを特徴する。
【００２８】
本発明では、前記コア基板の両面にエッチングし薄化した銅箔で導電回路を形成し、コア基板の両面の導通はレーザ加工して半貫通の前記第１の孔を設け、前記第１の孔のみに電気めっきして形成した前記第１のビアホールにより行うことにより、回路幅、回路間隙の低減とビアホールの微小化ができ、コア基板の配線収容性を向上できる。
【００２９】
また、本発明では、前記コア基板の前記第１のビアホールは一方の面からレーザ加工で孔明けして電気めっきして形成し、半貫通で導電性であるため、前記第１の裏面は平坦なランドの状態が維持され、この軸上に、前記第２のビアホールを配置して配線することができ、回路の配線自由度を向上できる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１〜図３は、本発明の第１の実施の形態の多層プリント配線板の製造方法を工程順に説明するための基板要部の断面図である。なお、図２は図１（ｆ）に続く工程を説明する基板要部の断面図、図３は図２（ｅ）に続く工程を説明するための基板要部の断面図である。まず、図１（ａ）に示すように、銅箔１０１上に、エポキシ樹脂を塗布して半硬化状態にした５０〜１００μｍ厚の絶縁樹脂層１０２を有する銅箔付き樹脂シート１０３を２枚準備する。
【００３１】
次に、図１（ｂ）のように、真空油圧プレスを使用して圧力１０〜２５Ｋｇ／ｃｍ２、温度１５０〜１８０℃で６０〜１２０分間の条件下で加熱成形して銅張り積層板１０４を得た。
【００３２】
ここにおいて、貼り合わせる材料は銅箔付きエポキシ樹脂シートに限定されるものではない。ポリイミド樹脂等の絶縁樹脂を塗布した銅箔付き絶縁樹脂シートでも良く、また絶縁樹脂としてエポキシ樹脂等の光熱硬化性樹脂を使用することができる。銅箔１０１は厚さ１２〜１８μｍのものが使用される。
【００３３】
次に、この銅張り積層板１０４に硫酸８０〜１６０ｇ／ｌと３５ｗｔ％過酸化水素水９０〜１５０ｇ／ｌを組成とする酸化性液を１５〜６０秒間スプレーすることにより、銅箔１０１をマクロエッチングして、銅箔１０１厚みを５〜１０μｍ程度にした。
【００３４】
一般にエッチング法により形成される配線パターンの回路幅や回路間隙の加工限界は、エッチングされる導体の厚さに依存している。つまり、導体厚が薄ければ薄いほど、微細な回路幅や回路間隙が形成でき、また、歩留も向上できることになる。このため、銅箔１０１の薄化の程度は５〜１０μｍ程度に限定されることなく、後工程でエッチングして形成することが予定されている回路の微細さの程度に応じて変更することができる。さらに５〜１０μｍを下回る銅箔の薄化を実施するためには、酸化性液によるマイクロエッチング工程を繰り返し実施したり、酸化性液のスプレー時間を長くすることにより、所望の銅厚まで薄化を図ることができる。
【００３５】
次に、図１（ｃ）のように、銅張り積層板１０４の両面に感光性のエッチングレジスト１０５を温度８０〜１２０℃の熱ロールを通過させることにより、熱圧着した後、一方の面（図中上面）には、所望の配線パターンの図柄を有するマスクフィルムを当接させ、また、他方の面（図中下面）にはマスクフィルムなしのまま、超高圧水銀ランプで１５０〜２００ｍＪ／ｃｍ２の紫外線を照射して露光し、０．５〜２ｗｔ％炭酸ナトリウム水溶液で感光性のエッチングレジストの未露光部を溶出させ、一方の面には配線パターンの図柄を有するエッチングレジスト１０５を形成し、他方の面には全面にエッチングレジト１０５ａで覆われた銅張り積層板１０４を得た。
【００３６】
次に、この銅張り積層板１０４に、塩化第二銅２００〜４００ｇ／ｌ、塩酸１００〜１５０ｇ／ｌからなるエッチング液をスプレーすることにより、エッチングレジストが被覆していない部分の銅箔１０１をエッチング除去して、図１（ｄ）のごとく一方の面（図中上面）にのみ導電回路１０７、ランド１０６を有する所望の配線パターンを形成した。また、他方の面（図中下面）は全面に銅箔が残っている。続いて、エッチグレジスト１０５，１０５ａを０．５〜２．０ｗｔ％水酸化ナトリウム水溶液で剥離して除去する。
【００３７】
さらに、図１（ｅ）のごとく、所望の配線パターンを形成した面から、炭酸ガスレーザを照射して所望の位置にマイクロビアホール用孔１０８を明けた。レーザ加工条件は、スポット径（直径）０．１２５ｍｍの炭酸ガスレーザを５〜２０ｍＪで１〜３パルス照射するのが好適である。
【００３８】
レーザで開口したマイクロビアホール用孔１０８の底にはレーザで焼き付いたエポキシ樹脂スカムが付着しているので、膨潤浴（例えば、シプレイ・ファーイースト（株）製ＭＬＢ２１１が２０ｖｏｌ％、キューポジットＺが１０ｖｏｌ％からなる６０〜８５℃の膨潤浴）に１〜５分間浸漬した後、エッチング浴（例えば、シプレイ・ファーイースト（株）製ＭＬＢ２１３Ａが１０ｖｏｌ％、２１３Ｂが１５ｖｏｌ％からなる５５〜７５℃のエッチング浴）に２〜１０分間浸漬してエポキシ樹脂スカムをエッチングする。最後に中和浴（例えば、シプレイ・ファーイースト（株）製ＭＬＢ２１６−２が２０ｖｏｌ％からなる３５〜５５℃の中和浴）に２〜１０分間浸漬することにより、マイクロビアホール用孔内を中和して清浄なマイクロビアホール用孔１０８を得た。
【００３９】
次に、この基板をシプレイ・ファーイースト（株）製プレディップＣＰ−３０２３浴に２５℃で６０秒間浸漬後、同社製キャタリスト同ＣＰ−３３１６浴に２５℃で１８０秒間、同社製アクセラレーター（ＮＲ−２ＡとＮＲ−２Ｂを各々１０ｖｏｌ％と３ｖｏｌ％で混合した水溶液）に２５℃で３００秒間順次浸漬して、図１（ｆ）のごとく、基板全面にパラジウム触媒１０９を付与した。
【００４０】
次に、図２（ａ）のごとく、基板の両面に、感光性のドライフィルム１１０を温度８０〜１２０℃の熱ロールを通過させて熱圧着した。この時、基板の一方の面（図中上面）については全面にドライフィルム１１０で覆い、他方の面（図中下面）については、基板板端の二辺に５ｍｍ幅で下面の銅箔が露出するように覆った。基板板端に露出させた銅箔部は後工程で電気めっきする際に電気的接点をとるためのものである。
【００４１】
続いて、基板の一方の面にはマイクロビアホール用孔１０８に重なる位置で直径０．１５０ｍｍの遮光部を有するマスクフィルムをドライフィルム１１０上に当接して、超高圧水銀ランプで５０〜２００ｍＪ／ｃｍ２の紫外線を照射して露光した後、０．５〜２ｗｔ％炭酸ナトリウム水溶液をスプレーして未露光部のドライフィルム１１０を溶出させた。これにより、図２（ｂ）に示すように、マイクロビアホール用孔１０８に重なる位置で、ドライフィルム１１０を直径０．１５０ｍｍの径で開口させた。基板の他方の面（図中下面）に熱圧着したドライフィルムはマスクフィルムなしで全面露光して、図２（ｂ）に示すように、板端の二辺を除く銅箔１０１全体をマスクキングした状態とした。
【００４２】
次に、基板板端で露出した二辺の銅箔１０１部をカソード１１１でクランプして基板を保持し、シプレイ・ファーイースト（株）製キューポジット２５３Ａ、２５３Ｂ、５３Ｃ、２５３Ｅ、２５３Ｙを５８：２５：２：５０：１４の割合で混合した４０℃の化学銅めっき溶液に、１５分間浸漬して、化学銅めっき膜を析出させた。
【００４３】
続いて、硫酸銅７０〜１００ｇ／ｌ、硫酸１５０〜２５０ｇ／ｌ、塩酸５０〜１００ｐｐｍの組成から成る硫酸銅めっき浴中に浸漬し、基板をクランプするカソード１１１から、基板板端の露出した銅箔部を通じて、電流密度１．５〜２．５Ａ／ｄｍ２の条件で２０〜５０分めっきして、マイクロビアホール用孔に厚み１０〜１５μｍの電気銅めっき膜を析出させ、図２（ｃ）に示すように、マイクロビアホール１１２を形成した。
【００４４】
次に、カソード１１１を取り外し、基板の両面に０．５〜２ｗｔ％水酸化ナトリウム水溶液をスプレーして、ドライフィルム１１０を剥離除去して図２（ｄ）のごときを基板を得た。
【００４５】
マイクロビアホール用孔のめっき膜の厚さはマイクロビアホールの接続信頼性上重要な因子であり、めっき膜が薄い場合には、はんだ耐熱試験や温度サイクル試験に於いてマイクロビアホール部でのコーナークラックが発生することがわかっている。良好な接続信頼性を確保するために、めっき厚は１０〜１５μｍが好適である。
【００４６】
次に、図２（ｅ）のように、図１（ｃ）〜（ｄ）で説明したのと同じ方法を使って、今度は、基板の逆面（図中下面）に、パターン１１４，ランド１１３およびマイクロビアホール１１２の裏面に位置するランド１１３’から成る所望の配線パターンを形成してコア基板１１５を作製した。
【００４７】
次に、図３（ａ）のように、コア基板１１５の両面に公知の方法によりビルドアップ層１１９を形成する。つまり、コア基板１１５の両面に感光性絶縁樹脂を塗布、乾燥して、絶縁樹脂層を積み重ね、露光、現像の工程を経て絶縁樹脂層１２５にマイクロビアホール用孔を形成した後、熱硬化させてビルドアップ絶縁樹脂層を形成する。続いて、ビルドアップ絶縁樹脂層の表面を平滑に研磨した後、めっきを実施してビルドアップ導体層を形成し、公知の回路形成の方法を実施して、マイクロビアホール１１６，１１６’，１１７，ランド１１８を具備するビルドアップ層１１９を形成した。尚、マイクロビアホール１１６’はコア基板の表裏導通マイクロビアホール１１２の軸上に形成したものである。
【００４８】
ビルドアップ層１１９の感光性絶縁樹脂材料は液状に限定されることはなく、フィルム状材料の場合は、前記塗布、乾燥に替えてラミネートして適用可能である。
【００４９】
また、ビルドアップ層１１９の形成を感光性絶縁樹脂材料によるフォト法に拠らず、熱硬化性層間材料を使用した場合は、熱硬化した後、レーザ加工でマイクロビアホール用孔を形成してビルドアップ絶縁樹脂層を形成すことも可能である。
【００５０】
さらに、多層のビルドアップ層を形成する場合には、前述と同様の製法を繰り返し実施して、図２（ｂ）に示すように、マイクロビアホール１２０、導電回路１２１を具備する２層目のビルドアップ層１２２を形成することができる。
【００５１】
本発明では、コア基板１１５は両面にエッチングし薄化した銅箔で形成した導電回路１０７，１１４を有するとともに、レーザ加工して半貫通孔を設けこの半貫通孔のみに電気めっきして形成した表裏導通マイクロビアホール１１２を具備することに大きな特徴がある。コア基板１１５の両面の接続はレーザ加工して電気めっきして形成した小径の表裏導通マイクロビアホール１１２によって担われるため、コア基板の両面について回路の配線に使用可能な表面積を増加させることができる。また、コア基板の表裏導通マイクロビアホールは一方の面からレーザ加工で孔明けして電気めっきして形成し、半貫通で導電性であるため、表裏導通マイクロビアホールの裏面は平坦なランドの状態が維持されおり、この軸上に、ビルドアップ層のマイクロビアホール１１６’を配置して配線することが可能な構成となっており、回路の配線の自由度が高い。
【００５２】
さらに、コア基板の回路１０７，１１４は、めっきを行わない薄い銅箔をエッチングして形成するため、微細な回路の形成が可能である。これらにより、コア基板の配線収容性が向上するという効果が得られる。
【００５３】
表２は、本発明により製造した基板サイズ７３．５ｍｍ×９６ｍｍのコア基板の配線収容性を計算した結果である。
【００５４】
表２によるとコア基板の両面を接続するためのマイクロビアホールが占有するために回路の配線に使用できない面積は、基板総面積の２．１％にしか過ぎない。残りの９７．９％が回路の配線に使用可能である。したがって、本発明のコア基板では、従来のコア基板に比較して、回路の配線に使用できる面積の比率を約１０％以上増加できるため、配線の収容性を向上できることがわかる。
【００５５】
【表２】
次に、本発明の第２の実施の形態の多層プリント配線板の製造方法について図４を参照して説明する。
【００５７】
本実施の形態では、上記の第１の実施の形態のコア基板１１５の作製工程の図１（ｄ）において、導電回路１０７形成面にレーザ防御用の銅箔を残してコア基板のマイクロビアホール用孔をレーザ孔明けすることによって上記の第１の実施の形態よりもマイクロビアホール用孔の形成精度を向上できる。まず、図１（ａ）〜図１（ｂ）と同じ工程で、銅張り積層板１０４を形成した後、銅張り積層板１０４の両面に感光性エッチングレジストフィルム（表示していない）を温度８０〜１２０℃の熱ロールを通過させることにより、熱圧着する。次いで、一方の面（図中上面）には、所望の配線パターンの図柄を有するマスクフィルムを当接させ、また、他方の面（図中下面）にはマスクフィルムなしのまま、超高圧水銀ランプで１５０〜２００ｍＪ／ｃｍ２の紫外線を照射して露光し、０．５〜２ｗｔ％炭酸ナトリウム水溶液で感光性エッチングレジスト膜の未露光部を溶出させ、一方の面には配線パターンの図柄を有するエッチングレジストを形成し、他方の面には全面にエッチングレジトで覆ってエッチングし、図４（ａ）のごとく片面に導体回路１０７とレーザ防御用の銅箔部１０７ａを形成する。次いで、図４（ｂ）のごとく、所望の配線パターンを形成した面（図中上面）から、レーザ防御用の銅箔部１０７ａをマスクとしてレーザを照射し、マイクロビアホール用孔１０８ａを開口させる。
【００５８】
次いで、図４（ｃ）に示すごとくマイクロビアホール用孔１０８ａと後工程で電気的接点となる裏面の二辺の板端銅箔部を除く全てをドライフィルム１１０でマスキングした後、上記の第１の実施の形態と同様に、化学銅めっき後、カソート１１１から通電しながら電気めっきして、図４（ｄ）ようにマイクロビアホール用孔１０８ａに銅めっき膜２００を析出させ、マイクロビアホール１１２を形成した後、図２（ｄ）の工程以降の工程により多層プリント配線板を製造する。
【００５９】
次に、本発明の第３の実施の形態の多層プリント配線板の製造方法について図５を参照して説明する。本実施の形態では、コア基板１１５のマイクロビアホール１１２に直接重畳するようにコア基板１１５上の感光性絶縁樹脂からなる絶縁樹脂層１２５にさらにマイクロビアホールを形成し、上記の第１の実施の形態よりも配線収容性の向上した多層プリント配線板を製造できる。まず、上記の第１の実施の形態の図１（ａ）〜図２（ｅ）の工程で、コア基板１１５を作製する。次いで図５（ａ）のように、感光性絶縁樹脂からなる絶縁樹脂層１２５をコア基板１１５の両面に塗布して表面を研磨して平坦化する。
【００６０】
次に図５（ｂ）のごとく、コア基板１１５の表裏に絶縁樹脂層を両面に形成した絶縁樹脂層１２５にレーザ加工によりマイクロビアホール用孔１２６を形成する。マイクロビアホール用孔１２６ａはコア基板１１５の表裏導通用のマイクロビアホール１１２の軸上に開口している。マイクロビアホール用孔１２６ａについては、通常のマイクロビア１２６の加工条件の２〜３倍のエネルギーを照射して加工することができる。
【００６１】
次に、図５（ｃ）のごとく、この基板の全面にめっきした後、エッチング法により、導電回路１２７、ビアランド１２８、マイクロビアホール１２９，１２９ａ，１２９ｂからなる所望の配線パターンを形成する。尚、ビルドアップ層１１９ａのマイクロビアホール１２９ａおよび１２９ｂは、ともに、コア基板１１５にある共通の表裏導通マイクロビアホール１１２の軸上に配置されている。
【００６２】
図５（ｄ）は、前述と同様の方法を繰り返し、もう一層のビルドアップ層１２２ａを積み上げた場合の断面図である。
【００６３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のビルドアップ法による多層プリント配線板の製造方法では次の効果が得られる。
（１）コア基板の両面にエッチングし薄化した銅箔で導電回路を形成し、コア基板の両面の導通はレーザ加工して半貫通孔を設けこの半貫通孔のみに電気めっきして形成した表裏導通マイクロビアホールにより行うことにより、回路幅５０μｍと回路間隙５０μｍの細線導電回路の形成と直径１２５μｍのマイクロビアホールが高歩留まりで形成でき、コア基板の配線収容性を向上できる。
（２）コア基板の表裏導通マイクロビアホールは一方の面からレーザ加工で孔明けして電気めっきして形成し、半貫通で導電性であるため、表裏導通マイクロビアホールの裏面は平坦なランドの状態が維持されおり、この軸上に、ビルドアップ層のマイクロビアホールを配置して配線することができ、回路の配線自由度を向上できる。
【００６４】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の多層プリント配線板の製造方法を工程順に説明するための基板要部の断面図である。
【図２】図１（ｆ）に続く工程を説明する基板要部の断面図である。
【図３】図２（ｅ）に続く工程を説明するための基板要部の断面図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態の多層プリント配線板の製造方法を工程順に説明するための基板要部の断面図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態の多層プリント配線板の製造方法を工程順に説明するための基板要部の断面図である。
【図６】第１の従来技術のビルドアップ法による多層プリント配線板の製造方法を工程順に説明するための基板要部の断面図である。
【図７】第２の従来技術のビルドアップ法による多層プリント配線板の製造方法を工程順に説明するための基板要部の断面図である。
【図８】第３の従来技術のビルドアップ法による多層プリント配線板の製造方法を工程順に説明するための基板要部の断面図である。
【符号の説明】
１０１，４０２，５０２，５０９，６０２ 銅箔
１０２，１２５，１２５ａ，４０９ 絶縁樹脂層
１０３ 銅箔付き樹脂シート
１０４，４００，５００，６００ 銅張り積層板
１０５，１０５ａ，４０５ エッチングレジスト
１０６，１１３，１１３’，１１７，１２８ ランド
１０７，１１４，１２１，１２７，４０７，４１１，５０６，５０７，５１１，６０７，６１０ 導電回路
１０７ａ 銅箔部
１０８，１０８ａ，１２６，１２６ａ マイクロビアホール用孔
１０９ パラジウム触媒
１１０ ドライフィルム
１１１ カソード
１１２，１１６，１１６’，１２０，１２９，１２９ａ，１２９ｂ，４１０，５１０，６０９，６０９’ マイクロビアホール
１１５，４１２，５１２，６１４ コア基板
１１９，１２２，１２２ａ，４１３，５１３，６１５ ビルドアップ層
１２８ ビアランド
４０１，５０１，６０１ 絶縁樹脂板
４０３，６０３ 貫通孔
２００，４０４，５０４，６０４ 銅めっき膜
４０６ スルーホール
４０８，５０８ 絶縁樹脂
４０９，６０８ ビルドアップ絶縁樹脂層
４１５，５１５，６１６ 多層プリント配線板
５０３ 有底マイクロビアホール用孔
５０５ 有底マイクロビアホール
６０５ 導電性充填材
６０６ 表裏導通スルーホール
Claims (8)
- 第１の絶縁樹脂層の両面に銅箔を接着して形成された銅張り積層板の前記銅箔をエッチングして薄化する工程と、前記銅張り積層板の一方の面の前記銅箔をパターニングして第１の導電回路を形成する工程と、前記銅張り積層板の前記第１の導電回路形成面からレーザ光を照射して前記銅張り積層板の他方の面の前記銅箔の前記第１の絶縁樹脂層との被着面まで達する第１の孔を形成する工程と、前記第１の孔壁に選択的に化学銅めっき膜を形成する工程と、前記銅張り積層板の前記他方の面の前記銅箔をめっきリードとして前記第１の孔壁の前記化学銅めっき膜を電気銅めっきで選択的に厚付けして第１のビアホールを形成する工程と、前記銅張り積層板の前記他方の面の前記銅箔をパターニングして第２の導電回路を形成し、前記第１の絶縁樹脂層の両面に前記第１の導電回路，前記第２の導電回路および前記第１のビアホールを有するコア基板を形成する工程と、前記コア基板の両面に第２の絶縁樹脂層を形成する工程と、前記第２の絶縁樹脂層の所定の位置に前記コア基板の表面に達する第２の孔を形成する工程と、前記第２の孔壁を含む前記第２の絶縁樹脂層の全面に銅めっき膜を形成した後パターニングし、前記第２の絶縁樹脂層上に第３の導電回路および前記第２の孔壁に第２のビアホールを形成する工程とを含むことを特徴する多層プリント配線板の製造方法。
- 前記銅張り積層板が銅箔の片面に前記第１の絶縁樹脂層を塗布して形成した２枚の片面銅張り積層板を前記第１の絶縁樹脂層面で同士で貼り合わせて形成されたものを使用する請求項１記載の多層プリント配線板の製造方法。
- 前記第１の絶縁樹脂層の絶縁樹脂として光熱硬化絶縁樹脂を使用する請求項１記載の多層プリント配線板の製造方法。
- 前記光熱硬化絶縁樹脂がエポキシ樹脂系樹脂である請求項３記載の多層プリント配線板の製造方法。
- 前記第１の絶縁樹脂層の絶縁樹脂としてポリイミド系樹脂を使用する請求項１記載の多層プリント配線板の製造方法。
- 前記第２の絶縁樹脂層の絶縁樹脂として感光性エポキシ樹脂または熱硬化性エポキシ樹脂を使用する請求項１記載の多層プリント配線板の製造方法。
- 前記コア基板の前記第２の導電回路をパターニングする際に、少なくとも前記第２の導電回路が前記第１のビアホールの底部面と接続するようにパターニングすることを特徴とする請求項１記載の多層プリント配線板の製造方法。
- 前記第２のビアホールを形成する際に、前記第２のビアホールが前記第１のビアホールの底部上面と直接におよび／または下面に接続された前記第２の導電回路を介して電気的に接続されるように、前記第２のビアホール用の前記第２の孔が形成されることを特徴とする請求項１記載の多層プリント配線板の製造方法。
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