JP3854910B2

JP3854910B2 - 配線基板の製造方法及び配線基板

Info

Publication number: JP3854910B2
Application number: JP2002240747A
Authority: JP
Inventors: 純雄太田
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Priority date: 2002-08-21
Filing date: 2002-08-21
Publication date: 2006-12-06
Anticipated expiration: 2022-08-21
Also published as: JP2004079898A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、配線基板の製造方法及び配線基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ビルドアップ配線基板において、その低コスト化及び小型化を実現する目的で、表面と裏面とを貫通するスルーホールが形成されているコア基板の表面（片面）にのみビルドアップ層を形成するものが提案されている。このような配線基板の製造方法としては、コア基板にスルーホールを形成して、該スルーホール内をメッキし、その後、導電性あるいは非導電性の樹脂を印刷によりスルーホール内に充填し、且つこれにキュア処理を行った後、スルーホールの端面に蓋メッキを形成して、さらにコア基板の表面上方に絶縁層と配線層とを交互に複数形成し、ビルドアップ層を形成する方法が採用されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような製造方法によっては、蓋メッキを形成する工程が必要であったり、スルーホールを充填する工程と、ビルドアップ工程とを別に行なわなければならなかったりして、工数が増大するため、製造能率の低下やコストアップを招くという問題があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段及び作用・効果】
本発明者は、コア基板の裏面に接着層を形成し、該接着層を介して一対のコア基板を積層して、加圧及び加熱することにより、コア基板のスルーホールを、接着層を構成する樹脂により充填するようにして、スルーホールの充填と、コア基板の裏面におけるソルダーレジスト層との形成を同時に行う技術を開発している。すなわち、接着層を構成する樹脂が、スルーホールを充填する充填樹脂と、ソルダーレジスト層を構成する樹脂として機能するのである。これにより、スルーホールの充填後に新たにコア基板の裏面にソルダレジスト層を形成しなくてもよいので、製造工程を削減することができる。
【０００５】
しかし、このような方法を採用する場合、コア基板の表面側にスルーホールに充填される樹脂がはみ出して、コア基板の表面の一部を覆う形態となる。コア基板の表面側に充填樹脂がはみ出したままだと、スルーホール直上に導体層を形成する場合、スルーホール導体と該導体層とを導通させるのが困難となったり、平滑な導体層を形成することができなかったりする。そのため、コア基板の表面を整面研磨して、コア基板の表面側にはみ出す充填樹脂をとり除くようにする方法を採用することも考えられる。
【０００６】
しかしながら、コア基板の整面研磨を行う工程を付与すれば、全体的な製造能率の低減は否めない。これでは、ソルダレジスト層を構成する樹脂の一部をスルーホールに充填することによる、製造能率向上の効果が半減してしまう。そこで、本発明者は、ソルダレジスト層を構成する樹脂がコア基板の表面上にはみ出しても、さらに製造能率を向上できないかと鋭意検討した結果、本発明の完成に至ったのである。
【０００７】
すなわち、本発明の配線基板の製造方法は、表面及び裏面を有するコア基板において、かかる表面と裏面との間を貫通するスルーホールを形成する工程と、裏面に接着層を形成した一対のコア基板を、それぞれの接着層を対向させて積層し、これらのコア基板を加圧及び加熱することにより、接着層をスルーホールに充填する充填工程と、充填工程の後、コア基板の表面を整面研磨することなく、コア基板の表面上に、絶縁層及び配線層を含むビルドアップ層を、絶縁層から形成するビルドアップ工程と、を有することを特徴とする。
【０００８】
このように本発明においては、充填工程を行ったあとに、スルーホールが充填されたコア基板の表面上にビルトアップ層を形成する際、絶縁層から形成していくようにすれば、コア基板の表面上にはみ出した接着層（以下、スルーホールを充填する樹脂でもあるので、充填樹脂ともいう）を、整面研磨により取り除かなくても、ビルトアップ層の形成が可能である。すなわち、スルーホールを充填する工程と、コア基板の裏面にソルダレジスト層を形成する工程とを同時に行うとともに、この充填工程の後での整面研磨工程も不要となる。そのため、さらなる製造能率の向上とコスト低下を実現することができる。
【０００９】
さらに本発明においては、コア基板の表面上にはみ出す充填樹脂の直上に、ビルドアップ層としての絶縁層を形成するようにしているので、スルーホールの直上を配線層で蓋メッキする、すなわち蓋メッキ工程の必要がない。従って、さらなる製造能率の向上も期待できる。
【００１０】
さらに、本発明の製造方法により得られる本発明の配線基板は、コア基板の表面側に絶縁層及び配線層を含むビルドアップ層が形成されており、裏面側にソルダレジスト層が形成されている配線基板であって、コア基板に形成されているスルーホールが、ソルダレジスト層を構成する樹脂にて充填されているとともに、該樹脂が、コア基板の表面側に、スルーホールからはみ出し、コア基板の該スルーホール周囲の表面を覆う形態で形成されており、コア基板の表面側にはみ出して形成される樹脂（ソルダレジスト層を構成する樹脂）上に、該樹脂と直接接触する形で、ビルドアップ層としての絶縁層が形成されていることを特徴とする。
【００１１】
本発明者が研究したところ、上記のような構成を有する本発明の配線基板は、製造が容易であるばかりでなく、ビルドアップ層とコア基板との密着性、及びビルドアップ層の平坦性が良好であることがわかった。すなわち、上記のような本発明の構成によれば、コア基板の表面上に、ソルダレジスト層を構成する樹脂の一部がはみ出し、このはみ出した樹脂（充填樹脂）が、ビルドアップ層の絶縁層と接触して形成され、このはみ出した充填樹脂が、コア基板とビルドアップ層との密着性を向上させるのである。さらに、コア基板のスルーホールに充填樹脂が充填される場合、充填が不充分であると、スルーホールの端縁と、形成されている充填樹脂の先端面との間で、エッジが形成されてしまう。その結果、充填樹脂が形成されている近傍において、ビルドアップ層を形成すると、該ビルドアップ層の平坦性が十分に得られないという問題がある。しかし、本発明では、スルーホールのエッジが、充填樹脂により完全に覆われているので、この上方に絶縁層及び配線層等のビルドアップ層を形成しても、これらビルドアップ層の平坦性がより良好となる。
また、本発明を採用する場合、充填工程において、裏面に接着層を形成した一対のコア基板を、離型シートを介して積層させるのが、積層された一対のコア基板を分離する際に、より容易となるので好ましい。
【００１２】
なお、上記本発明の配線基板の製造方法においては、少なくとも充填工程の前に、コア基板の表面上のスルーホール直上とは異なる位置に表面側配線層を形成する工程を有するのがよい。充填工程の前に、コア基板の表面側に表面側配線層を形成することにより、充填工程中にコア基板の表面側に充填樹脂が流れ出て、該表面側配線層の上方に充填樹脂が形成される。
さらに、上記のような方法により得られる配線基板は、スルーホール直上とは異なる表面上に、表面側配線層が形成されており、前記コア基板の表面側にはみ出して形成される樹脂が、表面側配線層上に形成されている。そして、この充填樹脂上に、ビルドアップ層としての絶縁層が形成されている。
上記のような製造方法及び配線基板の構成によれば、表面側配線層上に形成されている絶縁層にビア孔を形成し、該ビア孔に新たな配線層を形成することで、ビルドアップ層が順序よく形成される。
【００１３】
さらに、本発明を採用する場合、ビルドアップ工程中にコア基板上に最初に形成される絶縁層と、コア基板の裏面に形成される接着層とは、主成分として同一の樹脂を含むものを使用するのがよい。その結果、得られる配線基板は、ビルドアップ層としての絶縁層と、ソルダレジスト層とが、同一の絶縁樹脂にて構成される。本発明においては、スルーホールを充填する充填樹脂がコア基板の表面にはみ出す形で形成され、その充填樹脂に接触する形で絶縁層が形成されるので、充填樹脂の一部（例えば、はみ出した部分）が絶縁層の一部として機能するのが望ましい。そのため、ソルダレジスト層となる樹脂と、ビルドアップ層の絶縁層となる樹脂とで、主成分が同一の樹脂を採用するのが好ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、本実施の形態について説明する。図１〜図３は、本発明の配線基板の製造方法について、その概要を示したものである。まず、図１（Ａ）において、コア基板２の表面２ａ及び裏面２ｂに銅箔３、４を形成する。コア基板は厚みが約８００μｍのガラスーエポキシ樹脂系の複合材料にて構成されている。また、コア基板２として、これらの銅箔３、４が予めコア基板２表面上に形成されているものを使用するようしてもよい。なお、裏面２ｂの銅箔４は、表面２ａの銅箔３よりも厚肉としたり、その表面粗さを表面２ａの表面よりも粗くしてよい。そして、上記銅箔３、４付きのコア基板２に対して、所望の位置にレーザやドリル等にて穿孔する。これにより、図１（Ｂ）に示すように、コア基板２の表面２ａと裏面２ｂとを貫通するスルーホール５を形成することができる。
【００１５】
次に、図１（Ｃ）に示すように、複数のスルーホール５を有するコア基板２の、該スルーホール５の内壁に対して、銅メッキを行う。このとき、銅メッキは、パネルメッキあるいはパターンメッキのどちらの方法で行っても良い。これにより、スルーホール５の内壁にスルーホール導体６が形成される。この銅メッキにてなるスルーホール導体６は、その厚みが約１５μｍ程度とされる。なお、パネルメッキにより、スルーホール導体６を形成すると、コア基板２の表面２ａ及び裏面２ｂに形成されている銅箔３、４は、その厚さが増し、銅メッキ膜３ａ、４ａ（便宜上、厚みは銅箔３、４と同一としている）となる。
【００１６】
なお、以上のスルーホール５及び銅メッキの形成は、複数のコア基板２（製品単位）を含むパネル（多数個取りの基板）の状態で行ってもよい。
【００１７】
次いで、コア基板２の表面２ａ及び裏面２ｂに位置する銅メッキ層３ａ，４ａ上に図示しないエッチングレジストをそれぞれ形成し、かかるレジストのパターン間から露出する銅メッキ層３ａ，４ａをエッチングする。その結果、図１（Ｄ）に示すように、コア基板２の表面２ａ側に形成されていた銅メッキ層３ａは、表面３ａ側のレジストパターンに従って表面側配線層８となり、コア基板２の裏面２ｂ側に形成されていた銅メッキ層４ａは、裏面４ａ側のレジストパターンに従って裏面側配線層９となる。
【００１８】
ここで、図２(Ａ)に示すように、接着層(プリプレグ)１１および離型層（離型シート）ｒを用意する。接着層１１は、エポキシ、ビスマレイミド・トリアジン、フェノール、ポリイミド、またはポリエステルなどの樹脂からなり、且つその内部には、フィラ状の紙片、ガラスクロス、ガラス不織布、合成繊維、またはシリカフィラなどの無機フィラを含んでいる。また、離型層ｒは、例えば一対のフィルム間に熱可塑性樹脂からなるクッション材を挟み且つその周縁で上記フィルムにより密封したシート状のものである。
尚、上記クッション材には、柔軟性(弱い弾性)を有する熱可塑性樹脂(商品名：パコタンプラス)が用いられる。あるいは、かかる離型シートには、ＰＥＴフィルムや、フッ素樹脂(登録商標：テフロン)シート、金属製のシートなどを使用しても良い。さらに、このような離型シートは、複数枚重ねて使用してもよい。
【００１９】
図２(Ａ)に示すように、接着層１１を一対のコア基板２の裏面２ｂおよび裏面配線層９の下に個別に形成し、これら接着層１１，１１間に離型層ｒを配置する。尚、接着層１１，１１を離型層ｒの両面に予め形成しても良い。
次に、図２(Ａ)中の矢印で示すように、裏面２ｂに接着層１１を形成した一対のコア基板２，２を、それぞれの接着層１１を対向させ且つ離型シートｒを介して積層すると共に、図示しないホットプレスを用いて、コア基板２，２の厚み方向に沿って加圧し且つ加熱する(積層工程（充填工程）)。かかる積層工程は、複数のコア基板２(製品単位)を含む一対のパネル(多数個取りの基板)を用いて行っても良い。
【００２０】
その結果、図２(Ｂ)に示すように、接着層１１，１１は、コア基板２，２の裏面２ｂに所要の厚みで接着され、ソルダーレジスト層(絶縁層)１１となる。同時に、接着層１１，１１の一部は、各コア基板２のスルーホール導体６，６内側の中空部内に充填され、充填樹脂７，７となる。このとき、コア基板２の表面２ａ側に形成されている、スルーホール５の開口部５’は、コア基板２の裏面２ｂ側から充填されてきた充填樹脂７により、覆われる形となる。さらに、充填工程のまえに、コア基板２の表面２ａ側に表面側配線層８を形成しているので、この表面側配線層８上にも充填樹脂７が形成されている。このように、充填樹脂７をスルーホール５に充填したのち、かかる充填樹脂７およびソルダーレジスト層１１をキュア処理して硬化する。
【００２１】
上記のようにコア基板２上に充填樹脂７がはみ出して形成されている状態で、はみ出している充填樹脂７を整面研磨することなく、その上に図３（Ａ）に示すように、ビルドアップ層を形成する。このとき、コア基板２の表面２ａ側には、表側配線層８上に充填樹脂７が形成されており、この充填樹脂７上にビルドアップ層を形成していく。そのため、ビルドアップ層を形成する際には、コア基板２の表面２ａ上に、図３（Ａ）に示すように、絶縁層１２から形成するようにする。これによれば、はみ出した充填樹脂７の一部がビルドアップ層としての絶縁層１２とともに、表面配線層８を覆う形となる。さらに、本実施の形態においてはスルーホール５の直上での蓋メッキが行なわれていない。
【００２２】
上記のように形成された絶縁層１２に対して、その絶縁層１２の、表面配線層８の直上の部分に、図３（Ｂ）に示すように、レーザ加工等によりビア孔１３を形成する。このとき、本来の絶縁層１２とともに、表面配線層８上に形成されている充填樹脂７も削られて、ビア孔１３となる。上記のように形成されたビア孔１３にフィルドビア導体１４を形成して、ビルドアップ層ＢＵの形成を行っていく（図４参照）。
【００２３】
次に、これ以降は、図４に示すように、絶縁層１２などと共にビルドアップ層ＢＵを形成する絶縁層１６、配線層１４，２０、フィルドビア導体１８、ソルダーレジスト層２２を公知のビルドアップ工程(セミアディティブ法、フルアディティブ法、サブトラクティブ法、フィルム状樹脂材料のラミネートによる絶縁層の形成、フォトリソグラフィ技術など)により形成する(ビルドアップ工程)。
尚、絶縁層１２などは、厚みが約３０μｍでシリカフィラなどの無機フィラを含むエポキシ樹脂であり、ソルダーレジスト層２２の厚みは約２５μｍである。かかるビルドアップ工程も、複数のコア基板２(製品単位)を含む一対のパネル(多数個取りの基板)を用いて行っても良い。
【００２４】
また、配線層２０上には、第１主面２４よりも高く突出するハンダバンプ２６を複数形成する。かかるハンダバンプ２６は、Ｓｎ−Ａｇ系、Ｐｂ−Ｓｎ系、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ｚｎ系など(本実施形態ではＳｎ−Ａｇ系)の低融点合金からなり、第１主面２４上に実装される図示しないＩＣチップの接続端子との接続に活用される。
尚、残りのコア基板２の表面２ａの上方にも、上記と同様にしてビルドアップ層ＢＵなどを形成する。
【００２５】
そして、図４に示すように、離型シートｒを除去して個別に分離したビルドアップ層ＢＵなどを有するコア基板２の裏面２ｂ側のソルダーレジスト層(接着層)１１に、レーザ加工などにより所定の位置に開口部２３を形成する。裏面配線層９から延び且つ開口部２３内から第２主面１７側に露出する配線１５は、その表面にＮｉメッキ膜およびＡｕメッキ膜が被覆され、当該配線基板１自体を搭載する図示しないマザーボードなどのプリント基板との接続端子となる。この結果、図４に示すように、ＩＣチップなどの半導体素子を実装する直前の配線基板１を得ることができる。尚、複数のハンダバンプ２６と第１主面２４に実装する図示しないＩＣチップの接続端子とは、アンダーフィル材(図示せず)により埋設され且つ保護される。
【００２６】
上記の図４に示す本発明の配線基板１は、充填樹脂７がコア基板２の表面２ａ側にはみ出して形成されており、その結果、コア基板２の表面２ａとスルーホール５とで形成されるエッジが完全に覆われる形となる。そのため、ビルドアップ工程において、絶縁層１２が平坦に形成され易くなり、ビルドアップ層ＢＵ全体の平坦性が向上する構成となっている。さらに、充填樹脂７を介してコア基板２と表面側配線層８及び絶縁層１２との間の密着性も良好に実現されている。
【００２７】
このように、本発明の配線基板の製造方法によれば、スルーホールを充填しつつソルダレジスト層を形成し、かつ、充填工程後にコア基板の表面側にはみ出す充填樹脂を整面研磨により取り除かなくてもよいので、製造工程の大幅な簡略化が期待できる。さらに、蓋メッキ工程も必要無いので、より一層の製造能率の向上が期待できる。
【００２８】
なお、本実施の形態においては、コア基板の材質としてエポキシ樹脂を採用しているが、本発明はこれに限られるものではなく、コア基板の内部が金属とされるものを使用することもできる。このようなコア基板は、金属基材の表面を樹脂により被膜することにより得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 (Ａ)〜(Ｄ)は本発明の配線基板の製造方法における各工程を示す概略図。
【図２】 (Ａ)，(Ｂ)は図１(Ｄ)に続く本発明の製造工程を示す概略図。
【図３】 (Ａ)，(Ｂ)は図２(Ｂ)に続く本発明の製造工程を示す概略図。
【図４】本発明により得られる配線基板を示す概略図。
【符号の説明】
１……………………配線基板
２………………………コア基板
２ａ…………………表面
２ｂ…………………裏面
５……………………スルーホール
６……………………スルーホール導体
９……………………裏面配線層
１１…………………接着層
１２、１６、２２…絶縁層
１４、１５、１８、２０…配線層
ＢＵ…………………………ビルドアップ層
ｒ……………………………離型シート

Claims

表面及び裏面を有するコア基板において、かかる表面と裏面との間を貫通するスルーホールを形成する工程と、
前記裏面に接着層を形成した一対のコア基板を、それぞれの接着層を対向させて積層し、これらのコア基板を加圧及び加熱することにより、前記接着層を前記スルーホールに充填する充填工程と、
前記充填工程の後、前記接着層のうち前記コア基板の表面からはみ出る部分を整面研磨で除去することなく、前記コア基板の表面上に、絶縁層及び配線層を含むビルドアップ層を、前記絶縁層を最初に形成するビルドアップ工程と、
を有することを特徴とする配線基板の製造方法。
少なくとも前記充填工程の前に、前記コア基板の表面上の前記スルーホール直上とは異なる位置に表面側配線層を形成する工程を有する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。
前記ビルドアップ工程中に前記コア基板上に最初に形成される前記絶縁層と、前記接着層とは、主成分として同一の樹脂を含むものを使用す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。
前記充填工程において、前記裏面に接着層を形成した一対のコア基板を、離型シートを介して積層させることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の配線基板の製造方法。
コア基板の表面側に絶縁層及び配線層を含むビルドアップ層が形成されており、裏面側にソルダレジスト層が形成されている配線基板であって、
前記コア基板に形成されているスルーホールが、前記ソルダレジスト層を構成する樹脂にて充填されているとともに、該樹脂が、前記コア基板の表面側に、前記スルーホールからはみ出し、前記コア基板の該スルーホール周囲の表面を覆う形態で形成されており、
前記コア基板の表面側にはみ出して形成される前記樹脂上に、該樹脂と直接接触する形で、前記ビルドアップ層としての前記絶縁層が形成されていることを特徴とする配線基板。
前記コア基板の前記スルーホール直上とは異なる表面上に、表面側配線層が形成されており、前記コア基板の表面側にはみ出して形成される前記樹脂が、前記表面側配線層上に形成されていることを特徴とする請求項５に記載の配線基板。
前記ビルドアップ層としての前記絶縁層と、前記ソルダレジスト層とが、同一の絶縁樹脂にて構成されていることを特徴とする請求項５又は６に記載の配線基板。