JP3856733B2 - 配線基板の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コア材を芯材とするコア基板の製造工程を含む配線基板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
配線基板のベースとなるコア基板の芯材であるコア材に金属板が用いられる場合がある(特開２０００−１３３９１３号公報参照)。かかる金属板の表面と裏面との間を貫通する貫通孔内には、追ってその中心部を同軸心状に貫通するスルーホール導体の周りを絶縁するため、樹脂が充填される。上記金属板の貫通孔に樹脂を充填する方法には、以下のものがある。
(１)ペースト状の樹脂を印刷法やディスペンス法で貫通孔に充填する方法。
(２)ドライタイプの樹脂フィルムを金属板の表面および裏面にラミネートし、それら厚み方向に沿ってプレスすることで、上記樹脂を貫通孔に圧入する方法。
(３)プリプレグのような半硬化状態の樹脂を、ホットプレスによって貫通孔に流入する方法。
【０００３】
上記(１)，(２)の方法では、金属板(コア材)の貫通孔に前記樹脂を充填した直後では、かかる金属板の表面および裏面が平坦であっても、その後において充填した樹脂を硬化するためのキュア処理を行うと、かかる樹脂の硬化収縮に伴って、貫通孔内の樹脂の真上および真下の位置には、それぞれ凹みが発生する。
例えば、上記(２)の方法は、図４(Ａ)に示すように、表面４２および裏面４３を有し厚さ０．２５ｍｍの金属板４０を用い、かかる金属板４０には、内径が約０．３ｍｍの貫通孔４４が表面４２と裏面４３との間を複数貫通している。
次に、図４(Ｂ)に示すように、金属板４０の表面４２および裏面４３に、厚さ６０μｍのドライタイプの樹脂フィルム４５，４６をラミネートする。
【０００４】
次いで、図４(Ｂ)中の矢印で示すように、上記樹脂フィルム４５，４６を金属板４０に向けて押し付けるように厚み方向に沿ってプレスする。
その結果、図４(Ｃ)に示すように、上記樹脂フィルム４５，４６は、圧縮された樹脂層４７，４８になると共に、その一部の樹脂４９が複数の貫通孔４４内に圧入し、かかる貫通孔４４の内部に充満する。
そして、上記樹脂層４７，４８および樹脂４９が形成された金属板４０を加熱し、樹脂層４７，４８などを硬化させるキュア処理を施す。その結果、図４(Ｄ)に示すように、上記樹脂４９の硬化収縮に伴って、貫通孔４４の真上および真下の樹脂層４７，４８には、凹み５０が生じる。
【０００５】
【発明が解決すべき課題】
上記凹部５０を含み金属板４０をコア材とするコア基板ｋを用いると、その表面や裏面に形成する表面配線層および裏面配線層は、凹部５０によって歪むと共に、これらの上に形成される絶縁層やビルドアップ配線層も平坦性が損なわれてしまう。このため、得られる配線基板の信頼性を損ねる、という問題があった。
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、貫通孔に樹脂を充填しても、その表面および裏面の平坦性が確保できるコア基板の製造工程を含む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、貫通孔を有するコア材の表面および裏面に樹脂フィルムをそれぞれ積層する工程および貫通孔に充填された樹脂を硬化する工程を、複数回にわたって行うことに着想して成されたものである。
即ち、本発明による配線基板の製造方法(請求項１)は、表面および裏面を有し且つかかる表面と裏面との間を貫通する貫通孔を有するコア材に対し、かかるコア材の表面および裏面にそれぞれ樹脂フィルムを個別に積層し、かかる一対の樹脂フィルムを上記コア材の厚み方向に沿って押圧して、上記貫通孔内に樹脂を充填する穴埋め工程と、上記貫通孔内に充填された樹脂を加熱して硬化させる硬化工程と、を複数回にわたって繰り返してコア基板を形成する工程を含む、ことを特徴とする。尚、上記穴埋め工程と硬化工程とは、かかる順序で行う形態の他に、穴埋め工程を行いつつ平行して硬化工程を行う形態も含まれる。
【０００７】
これによれば、１回目の穴埋め工程および硬化工程の後では、コア材の貫通孔の真上および真下に位置する樹脂層の表面には、前記同様の凹みが形成されるが、２回目以降の穴埋め工程および硬化工程を行うことにより、上記凹部をなくすか極く微細な凹みに抑制することが可能となる。即ち、従来１回で行っていた穴埋め工程および硬化工程を複数回に分け、比較的厚みの薄い樹脂フィルムをそれぞれで積層して貫通孔に充填し且つ硬化することにより、１回目に生じる凹みを従来よりも浅くできる。引き続き、上記薄い樹脂フィルムを用いて、２回目以降の穴埋め工程および硬化工程を行うことで、凹部を解消するか、あるいは殆ど悪影響のない程度の微細な凹部に抑制することが可能となる。
【０００８】
従って、上記工程により得られるコア基板の表面や裏面に形成する表面配線層および裏面配線層や、これらの上に形成される絶縁層やビルドアップ配線層を平坦に形成した信頼性の高い配線基板を確実に製造することが可能となる。
尚、上記コア材には、後述する金属板のほか、樹脂板や、表面および裏面の金属箔を貼り付けた樹脂板なども含まれる。また、上記樹脂フィルムには、絶縁性の樹脂からなるものほか、導電性樹脂からなるものも含まれる。
付言すれば、本発明には、表面および裏面を有し且つかかる表面と裏面との間を貫通する貫通孔を有するコア材に対し、かかるコア材の表面および裏面にそれぞれ樹脂フィルムを個別に積層し、かかる一対の樹脂フィルムを上記コア材の厚み方向に沿って押圧して、上記コア材の表面および裏面にそれぞれ樹脂層を形成し且つ上記貫通孔内に樹脂を充填する穴埋め工程と、その後において、上記コア材の表面および裏面にそれぞれ形成した樹脂層および上記貫通孔内に充填された樹脂を加熱して硬化させる硬化工程と、を交互に複数回にわたって繰り返してコア基板を形成する工程を含む、配線基板の製造方法を含むことも可能である。
【０００９】
また、本発明には、前記穴埋め工程において、第１回目に用いる前記樹脂フィルムの厚みは、第２回目以降に用いる上記樹脂フィルムの厚み以上である、配線基板の製造方法(請求項２)も含まれる。
これによれば、１回目の穴埋め工程で、積層した樹脂フィルムをプレスなどにて押圧することにより、コア材の貫通孔内をかかるフイルムの樹脂により確実に充填できると共に、その後の硬化工程で生じる凹部を、２回目以降の穴埋め工程および硬化工程により、解消するか微細な凹みにすることが一層確実になる。
尚、１回目の穴埋め工程で積層する樹脂フィルムの厚みは、２回目以降の穴埋め工程で積層する樹脂フィルムの厚みの１〜４倍であり、特に２倍以上が上記効果を得る上で好ましい。
【００１０】
更に、本発明には、前記コア材は、前記表面および裏面ならびに貫通孔を有する金属板である、配線基板の製造方法(請求項３)も含まれる。
これによれば、所要の強度を有し、貫通孔内が樹脂で充填され、且つ表面および裏面に平坦な樹脂層が形成された金属板をコア材とするコア基板を確実に製造できる。かかるコア基板の表面と裏面とに形成される平坦な表面配線層および裏面配線層や、これらの上に形成される平坦な絶縁層やビルドアップ配線層を含む強固な配線基板を製造することが可能となる。
尚、上記金属板には、Ｃｕ−２．３wt％Ｆｅ−０．０３wt％Ｐ(１９４アロイ)などの銅合金、純銅、無酸素銅、Ｆｅ−４２wt％Ｎｉ(４２アロイ)やＦｅ−３６wt％Ｎｉ(インバー)などのＦｅ−Ｎｉ系合金、その他の鋼種、チタンやその合金、およびアルミニウムやその合金などからなる板が含まれる。
【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(Ａ)は、本発明に用いるコア材である金属板１の断面を示す。かかる金属板１は、例えば厚みが０．２５ｍｍの前記銅合金(１９４アロイ)からなり、図１(Ａ)に示すように、表面２および裏面３を有し、かかる表面２と裏面３との間には内径が約０．３ｍｍの貫通孔４，４が複数貫通している。複数の貫通孔４は、金属板１をパンチングするか、あるいはエッチング加工によって形成される。
【００１２】
図１(Ｂ)，(Ｃ)は、本発明における第１回目の穴埋め工程を示す。図１(Ｂ)に示すように、金属板１の表面２および裏面３に、厚みＴが４０μｍでエポキシ樹脂からなるドライタイプの樹脂フィルム５，６を積層(ラミネート)する。
次に、図１(Ｂ)中の矢印で示すように、上記樹脂フィルム５，６を金属板１の厚み方向に沿って、図示しないプレスなどよって押圧する。
その結果、図１(Ｃ)に示すように、上記樹脂フィルム５，６は、圧縮されて金属板１の表面２および裏面３に密着する樹脂層７，７となる共に、その一部は貫通孔４，４内に進入してこれを充填する樹脂７ａ，７ａとなる(穴埋め工程)。
【００１３】
次いで、図１(Ｃ)に示す樹脂層７，７および貫通孔４内の樹脂７ａを有する金属板１を、図示しない加熱炉内に挿入し、大気中で約１５０℃に約６０分間加熱する硬化(キュア)処理を行う(硬化工程)。
その結果、図１(Ｄ)に示すように、樹脂層７，７および樹脂７ａは、硬化して収縮すると共に、貫通孔４，４の真上および真下に位置する樹脂層７，７の表面８および裏面９には、球面状の凹部１０がそれぞれ生じる。
【００１４】
次に、第２回目の穴埋め工程および硬化工程を行う。
図２(Ａ)に示すように、樹脂層７，７の凹部１０を含む表面８および裏面９に、厚みｔが２０μのエポキシ樹脂からなる樹脂フィルム１１，１２を積層する。
次いで、図２(Ａ)中の矢印で示すように、上記樹脂フィルム１１，１２を金属板１の厚み方向に沿って、図示しないプレスなどにより押圧する。
その結果、図２(Ｂ)に示すように、上記樹脂フィルム１１，１２は、圧縮されて樹脂層７，７と一体となって金属板１の表面２および裏面３に密着する樹脂層１５，１６となる共に、それらの一部は貫通孔４，４内に進入してこれらを一層密に充填する樹脂１７，１７となる(第２回目の穴埋め工程)。
【００１５】
そして、図２(Ｂ)に示す金属板１に密着する樹脂層１５，１６および貫通孔４内の樹脂１７に対し、前記同様の硬化処理を行う(第２回目の硬化工程)。
その結果、図２(Ｃ)に示すように、樹脂層１５，１６および樹脂１７は、硬化して収縮するが、貫通孔４，４の真上および真下に位置する樹脂層１５，１６の表面１８および裏面１９は、殆ど平坦となる。これは、上記硬化処理によって樹脂層１５，１６が収縮しつつ下層の樹脂層７，７に密着するため、両者の間に位置する前記凹部１０が解消されたものである。
【００１６】
この結果、図２(Ｃ)に示すように、複数の貫通孔４，４を有する金属板１、貫通孔４内に充填された樹脂１７、金属板１の表面２に形成され平坦な表面１８の樹脂層１５、および金属板１の裏面３に形成され平坦な裏面１９の樹脂層１６を有するコア基板１４が得られる。
尚、第２回目の穴埋め工程および硬化工程の後で、貫通孔４，４の真上および真下に位置する樹脂層１５，１６の表面１８および裏面１９に小さな凹部が残っている場合もある。この際、かかる凹部の深さが許容できる範囲内でなければ、更に第３回目の穴埋め工程および硬化工程を行う。かかる第３回目の穴埋め工程にて用いる樹脂フィルムの厚みは、第２回目で用いた樹脂フィルム１１，１２と同じかそれ以下とされる。
尚また、前記穴埋め工程および硬化工程は、前記樹脂フィルム１１，１２をプレスにより押圧しながら(穴埋め工程)、同時に加熱して、充填された樹脂１７などを硬化する(硬化工程)ように行うことも可能である。
【００１７】
以下において、コア基板１４を用いた配線基板Ｋの製造工程を説明する。
図３(Ａ)は、前記コア基板１４に内蔵される金属板１の貫通孔４，４の中心部に、例えば炭酸ガスレーザを照射して、樹脂層１５，１６および樹脂１７の中心部に沿って、コア基板１４の表面１８と裏面１９との間を貫通するスルーホールｈ，ｈを形成する工程を示す。かかるスルーホールｈの内径は、約１００μｍである。尚、上記レーザに替えて、細径のドリルを用いてスルーホールｈを形成しても良い。次に、コア基板１４の表面１８、裏面１９、およびスルーホールｈ，ｈの内壁に、Ｐｄを含むメッキ触媒を被覆した後、無電解銅メッキおよび電解銅メッキを全面に施す。その結果、図３(Ｂ)に示すように、各スルーホールｈの内壁に沿って円筒形のスルーホール導体２０が形成される。かかるスルーホール導体２０の中空部には、導電性または非導電性の充填樹脂２１が形成される。その後、コア基板１４の表面１８と裏面１９との上に銅メッキを施す。
【００１８】
次いで、コア基板１４の表面１８および裏面１９に形成された銅メッキ膜の上に、感光性樹脂からなり厚みが約１０μｍの図示しない樹脂フィルムを貼り付ける。かかるフイルムの上に、所定パターンを有するマスク(図示せず)を載置した後、当該フィルム１９に対して露光および現像(フォトグラフィ技術)を施して、所定のパターンを有する図示しないエッチングレジストを形成する。更に、かかるレジストを介して上記銅メッキ膜に現像(エッチング)液を接触させ、上記レジストのパターン間から露出する銅メッキ膜をエッチングする。
その結果、図３(Ｂ)に示すように、コア基板１４の表面１８と裏面１９とには、上記パターンに倣った表面配線層２２と裏面配線層２３とが形成され、これらはスルーホール導体２０の上端または下端と接続すると共に、充填樹脂２１を蓋メッキする。
【００１９】
更に、図３(Ｃ)に示すように、表面配線層２２の上に、シリカフィラなどの無機フィラを含むエポキシ樹脂フィルムからなり厚みが３０μｍの絶縁層２４を形成する。かかる絶縁層２４における所定の位置に対し、フォトリソグラフィ技術またはレーザ加工(炭酸ガスレーザなどを使用する)を施して、図示しないビアホールを複数形成する。このビアホールの底面には、表面配線層２４が露出する。
次に、絶縁層２４の表面および上記ビアホールの内壁面に前記同様のメッキ触媒を塗布した後、無電解銅メッキおよび電解銅メッキを施し、絶縁層２４の表面に銅メッキ膜を形成することにより、図３(Ｃ)に示すように、上記ビアホール内にビア(フィルドビア)導体２６を形成する。
【００２０】
次いで、銅メッキ膜が形成された絶縁層２４の上に、前記同様のエッチングレジストを形成し且つ現像を行う。その結果、図３(Ｃ)に示すように、絶縁層２４の上には、所定パターンの配線層(ビルドアップ配線)２８が形成される。この配線層２８は、ビア導体２６を介して表面配線層２２と接続される。
以上と同様にして、図３(Ｃ)に示すように、絶縁層３０、ビア導体３２、および配線層３４を形成する。かかるビア導体３２は、配線層２８，３４間を接続し、絶縁層２４，３０および配線層２８，３４はビルドアップ層ＢＵを形成する。
【００２１】
更に、図３(Ｃ)に示すように、配線層３４の上に厚みが２０μｍで最上層の絶縁層(ソルダーレジスト層)３６を形成する。かかる絶縁層３６には、配線層３４上の適所から第１主面３７よりも高く突出するハンダバンプ３８が貫通する。かかるハンダバンプ３８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３７上に実装される図示しないＩＣチップの接続端子と個別に接続される。また、複数のハンダバンプ３８とＩＣチップの接続端子とは、アンダーフィル材により埋設され且つ保護される。
【００２２】
一方、図３(Ｃ)に示すように、コア基板１４の裏面１９にも、前記同様にして所定パターンの裏面配線層２３を形成し、且つその下側に前記同様の絶縁層(ソルダーレジスト層)２５を形成する。かかる絶縁層２５において第２主面３１側に開口する開口部２９の底面には、裏面配線層２３から延びた配線２７が位置する。かかる配線２７は、その表面にＮｉメッキおよびＡｕメッキが被覆され、図示しなマザーボードなどのプリント基板との接続端子として活用される。
【００２３】
以上により、図３(Ｃ)に示すような配線基板Ｋが製造される。かかる配線基板Ｋは、前記平坦な表面１８を有するコア基板１４を用いているため、かかる表面１８上に形成される表面配線層２２や、その上方に形成されるビルドアップ層ＢＵにおける配線層２８，３４が平坦に形成される。また、絶縁層２４，３０の厚みがバラつかず、平均化される。従って、本発明の製造方法によれば、表面１８および裏面１９が平坦なコア基板１４を確実に製造できると共に、かかるコア基板１４を用いた信頼性の高い配線基板Ｋを確実に製造することが可能となる。
【００２４】
本発明は、以上において説明した形態に限定されるものではない。
前記コア基板に用いるコア材は、前記銅合金に限らず、Ｆｅ−Ｎｉ系合金、チタンやその合金、アルミニウムやその合金などからなる金属板としても良い。あるいは、合成樹脂またはこれにガラスフィラなどの無機フィラやガラスクロスなどを含む複合材からなるコア材を用いも良い。
また、前記樹脂フィルムには、絶縁性の樹脂のほか、導電性樹脂からなるものを用いても良い。かかる導電性の樹脂フイルムおよび上記合成樹脂などの絶縁材からなるコア材を併用することにより、かかるコア材の貫通孔にスルーホール導体などを形成することも可能である。
更に、第１回目に用いる樹脂フィルムと第２回目以降に用いる樹脂フィルムとの特性を変更することも可能である。例えば、第１回目には低い熱膨張率の樹脂フィルムを用い、第２回目以降はこれよりも高い熱膨張率の樹脂フィルムを用いることにより、コア材の貫通孔の軸方向に沿った樹脂の厚みとコア材の表面および裏面に形成される全樹脂層の厚みとを、一層小さくすることが可能となる。
【００２５】
【発明の効果】
本発明の配線基板の製造方法(請求項１)によれば、前記穴埋め工程および硬化工程を２回以上繰り返して行うことで、表面・裏面に凹部がないか微細にしたコア基板が確実に得られる。このため、かかるコア基板の表面や裏面に形成する表面配線層・裏面配線層や、これらの上に形成される絶縁層やビルドアップ配線層を平坦に形成した信頼性の高い配線基板を確実に製造することが可能となる。
また、請求項２の配線基板の製造方法によれば、２回目以降の穴埋め工程に用いる樹脂フィルムを薄くし且つ硬化工程を行うことにより、コア基板の表面などの凹部を解消するか微細な凹みにすることが一層確実になる。
更に、請求項３の配線基板の製造方法によれば、所要の強度を有し、コア材の貫通孔内が樹脂で充填され且つ表面および裏面に平坦な樹脂層が形成された金属板をコア材とするコア基板を確実に製造できる。
【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)〜(Ｃ)は図１(Ｄ)に続く本発明の製造方法における各工程を示す概略図。
【図３】 (Ａ)〜(Ｃ)は図２(Ｃ)に続く本発明の製造方法における各工程を示す概略図。
【図４】 (Ａ)〜(Ｄ)は従来の配線基板の製造方法における各工程を示す概略図。
【符号の説明】
１……………………金属板(コア材)、 ２……………………表面、
３……………………裏面、 ４……………………貫通孔、
５,６，１１,１２…樹脂フィルム、 ７ａ，１７…………樹脂
１４…………………コア基板、
Ｋ……………………配線基板
【発明の属する技術分野】
本発明は、コア材を芯材とするコア基板の製造工程を含む配線基板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
配線基板のベースとなるコア基板の芯材であるコア材に金属板が用いられる場合がある(特開２０００−１３３９１３号公報参照)。かかる金属板の表面と裏面との間を貫通する貫通孔内には、追ってその中心部を同軸心状に貫通するスルーホール導体の周りを絶縁するため、樹脂が充填される。上記金属板の貫通孔に樹脂を充填する方法には、以下のものがある。
(１)ペースト状の樹脂を印刷法やディスペンス法で貫通孔に充填する方法。
(２)ドライタイプの樹脂フィルムを金属板の表面および裏面にラミネートし、それら厚み方向に沿ってプレスすることで、上記樹脂を貫通孔に圧入する方法。
(３)プリプレグのような半硬化状態の樹脂を、ホットプレスによって貫通孔に流入する方法。
【０００３】
上記(１)，(２)の方法では、金属板(コア材)の貫通孔に前記樹脂を充填した直後では、かかる金属板の表面および裏面が平坦であっても、その後において充填した樹脂を硬化するためのキュア処理を行うと、かかる樹脂の硬化収縮に伴って、貫通孔内の樹脂の真上および真下の位置には、それぞれ凹みが発生する。
例えば、上記(２)の方法は、図４(Ａ)に示すように、表面４２および裏面４３を有し厚さ０．２５ｍｍの金属板４０を用い、かかる金属板４０には、内径が約０．３ｍｍの貫通孔４４が表面４２と裏面４３との間を複数貫通している。
次に、図４(Ｂ)に示すように、金属板４０の表面４２および裏面４３に、厚さ６０μｍのドライタイプの樹脂フィルム４５，４６をラミネートする。
【０００４】
次いで、図４(Ｂ)中の矢印で示すように、上記樹脂フィルム４５，４６を金属板４０に向けて押し付けるように厚み方向に沿ってプレスする。
その結果、図４(Ｃ)に示すように、上記樹脂フィルム４５，４６は、圧縮された樹脂層４７，４８になると共に、その一部の樹脂４９が複数の貫通孔４４内に圧入し、かかる貫通孔４４の内部に充満する。
そして、上記樹脂層４７，４８および樹脂４９が形成された金属板４０を加熱し、樹脂層４７，４８などを硬化させるキュア処理を施す。その結果、図４(Ｄ)に示すように、上記樹脂４９の硬化収縮に伴って、貫通孔４４の真上および真下の樹脂層４７，４８には、凹み５０が生じる。
【０００５】
【発明が解決すべき課題】
上記凹部５０を含み金属板４０をコア材とするコア基板ｋを用いると、その表面や裏面に形成する表面配線層および裏面配線層は、凹部５０によって歪むと共に、これらの上に形成される絶縁層やビルドアップ配線層も平坦性が損なわれてしまう。このため、得られる配線基板の信頼性を損ねる、という問題があった。
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、貫通孔に樹脂を充填しても、その表面および裏面の平坦性が確保できるコア基板の製造工程を含む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、貫通孔を有するコア材の表面および裏面に樹脂フィルムをそれぞれ積層する工程および貫通孔に充填された樹脂を硬化する工程を、複数回にわたって行うことに着想して成されたものである。
即ち、本発明による配線基板の製造方法(請求項１)は、表面および裏面を有し且つかかる表面と裏面との間を貫通する貫通孔を有するコア材に対し、かかるコア材の表面および裏面にそれぞれ樹脂フィルムを個別に積層し、かかる一対の樹脂フィルムを上記コア材の厚み方向に沿って押圧して、上記貫通孔内に樹脂を充填する穴埋め工程と、上記貫通孔内に充填された樹脂を加熱して硬化させる硬化工程と、を複数回にわたって繰り返してコア基板を形成する工程を含む、ことを特徴とする。尚、上記穴埋め工程と硬化工程とは、かかる順序で行う形態の他に、穴埋め工程を行いつつ平行して硬化工程を行う形態も含まれる。
【０００７】
これによれば、１回目の穴埋め工程および硬化工程の後では、コア材の貫通孔の真上および真下に位置する樹脂層の表面には、前記同様の凹みが形成されるが、２回目以降の穴埋め工程および硬化工程を行うことにより、上記凹部をなくすか極く微細な凹みに抑制することが可能となる。即ち、従来１回で行っていた穴埋め工程および硬化工程を複数回に分け、比較的厚みの薄い樹脂フィルムをそれぞれで積層して貫通孔に充填し且つ硬化することにより、１回目に生じる凹みを従来よりも浅くできる。引き続き、上記薄い樹脂フィルムを用いて、２回目以降の穴埋め工程および硬化工程を行うことで、凹部を解消するか、あるいは殆ど悪影響のない程度の微細な凹部に抑制することが可能となる。
【０００８】
従って、上記工程により得られるコア基板の表面や裏面に形成する表面配線層および裏面配線層や、これらの上に形成される絶縁層やビルドアップ配線層を平坦に形成した信頼性の高い配線基板を確実に製造することが可能となる。
尚、上記コア材には、後述する金属板のほか、樹脂板や、表面および裏面の金属箔を貼り付けた樹脂板なども含まれる。また、上記樹脂フィルムには、絶縁性の樹脂からなるものほか、導電性樹脂からなるものも含まれる。
付言すれば、本発明には、表面および裏面を有し且つかかる表面と裏面との間を貫通する貫通孔を有するコア材に対し、かかるコア材の表面および裏面にそれぞれ樹脂フィルムを個別に積層し、かかる一対の樹脂フィルムを上記コア材の厚み方向に沿って押圧して、上記コア材の表面および裏面にそれぞれ樹脂層を形成し且つ上記貫通孔内に樹脂を充填する穴埋め工程と、その後において、上記コア材の表面および裏面にそれぞれ形成した樹脂層および上記貫通孔内に充填された樹脂を加熱して硬化させる硬化工程と、を交互に複数回にわたって繰り返してコア基板を形成する工程を含む、配線基板の製造方法を含むことも可能である。
【０００９】
また、本発明には、前記穴埋め工程において、第１回目に用いる前記樹脂フィルムの厚みは、第２回目以降に用いる上記樹脂フィルムの厚み以上である、配線基板の製造方法(請求項２)も含まれる。
これによれば、１回目の穴埋め工程で、積層した樹脂フィルムをプレスなどにて押圧することにより、コア材の貫通孔内をかかるフイルムの樹脂により確実に充填できると共に、その後の硬化工程で生じる凹部を、２回目以降の穴埋め工程および硬化工程により、解消するか微細な凹みにすることが一層確実になる。
尚、１回目の穴埋め工程で積層する樹脂フィルムの厚みは、２回目以降の穴埋め工程で積層する樹脂フィルムの厚みの１〜４倍であり、特に２倍以上が上記効果を得る上で好ましい。
【００１０】
更に、本発明には、前記コア材は、前記表面および裏面ならびに貫通孔を有する金属板である、配線基板の製造方法(請求項３)も含まれる。
これによれば、所要の強度を有し、貫通孔内が樹脂で充填され、且つ表面および裏面に平坦な樹脂層が形成された金属板をコア材とするコア基板を確実に製造できる。かかるコア基板の表面と裏面とに形成される平坦な表面配線層および裏面配線層や、これらの上に形成される平坦な絶縁層やビルドアップ配線層を含む強固な配線基板を製造することが可能となる。
尚、上記金属板には、Ｃｕ−２．３wt％Ｆｅ−０．０３wt％Ｐ(１９４アロイ)などの銅合金、純銅、無酸素銅、Ｆｅ−４２wt％Ｎｉ(４２アロイ)やＦｅ−３６wt％Ｎｉ(インバー)などのＦｅ−Ｎｉ系合金、その他の鋼種、チタンやその合金、およびアルミニウムやその合金などからなる板が含まれる。
【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(Ａ)は、本発明に用いるコア材である金属板１の断面を示す。かかる金属板１は、例えば厚みが０．２５ｍｍの前記銅合金(１９４アロイ)からなり、図１(Ａ)に示すように、表面２および裏面３を有し、かかる表面２と裏面３との間には内径が約０．３ｍｍの貫通孔４，４が複数貫通している。複数の貫通孔４は、金属板１をパンチングするか、あるいはエッチング加工によって形成される。
【００１２】
図１(Ｂ)，(Ｃ)は、本発明における第１回目の穴埋め工程を示す。図１(Ｂ)に示すように、金属板１の表面２および裏面３に、厚みＴが４０μｍでエポキシ樹脂からなるドライタイプの樹脂フィルム５，６を積層(ラミネート)する。
次に、図１(Ｂ)中の矢印で示すように、上記樹脂フィルム５，６を金属板１の厚み方向に沿って、図示しないプレスなどよって押圧する。
その結果、図１(Ｃ)に示すように、上記樹脂フィルム５，６は、圧縮されて金属板１の表面２および裏面３に密着する樹脂層７，７となる共に、その一部は貫通孔４，４内に進入してこれを充填する樹脂７ａ，７ａとなる(穴埋め工程)。
【００１３】
次いで、図１(Ｃ)に示す樹脂層７，７および貫通孔４内の樹脂７ａを有する金属板１を、図示しない加熱炉内に挿入し、大気中で約１５０℃に約６０分間加熱する硬化(キュア)処理を行う(硬化工程)。
その結果、図１(Ｄ)に示すように、樹脂層７，７および樹脂７ａは、硬化して収縮すると共に、貫通孔４，４の真上および真下に位置する樹脂層７，７の表面８および裏面９には、球面状の凹部１０がそれぞれ生じる。
【００１４】
次に、第２回目の穴埋め工程および硬化工程を行う。
図２(Ａ)に示すように、樹脂層７，７の凹部１０を含む表面８および裏面９に、厚みｔが２０μのエポキシ樹脂からなる樹脂フィルム１１，１２を積層する。
次いで、図２(Ａ)中の矢印で示すように、上記樹脂フィルム１１，１２を金属板１の厚み方向に沿って、図示しないプレスなどにより押圧する。
その結果、図２(Ｂ)に示すように、上記樹脂フィルム１１，１２は、圧縮されて樹脂層７，７と一体となって金属板１の表面２および裏面３に密着する樹脂層１５，１６となる共に、それらの一部は貫通孔４，４内に進入してこれらを一層密に充填する樹脂１７，１７となる(第２回目の穴埋め工程)。
【００１５】
そして、図２(Ｂ)に示す金属板１に密着する樹脂層１５，１６および貫通孔４内の樹脂１７に対し、前記同様の硬化処理を行う(第２回目の硬化工程)。
その結果、図２(Ｃ)に示すように、樹脂層１５，１６および樹脂１７は、硬化して収縮するが、貫通孔４，４の真上および真下に位置する樹脂層１５，１６の表面１８および裏面１９は、殆ど平坦となる。これは、上記硬化処理によって樹脂層１５，１６が収縮しつつ下層の樹脂層７，７に密着するため、両者の間に位置する前記凹部１０が解消されたものである。
【００１６】
この結果、図２(Ｃ)に示すように、複数の貫通孔４，４を有する金属板１、貫通孔４内に充填された樹脂１７、金属板１の表面２に形成され平坦な表面１８の樹脂層１５、および金属板１の裏面３に形成され平坦な裏面１９の樹脂層１６を有するコア基板１４が得られる。
尚、第２回目の穴埋め工程および硬化工程の後で、貫通孔４，４の真上および真下に位置する樹脂層１５，１６の表面１８および裏面１９に小さな凹部が残っている場合もある。この際、かかる凹部の深さが許容できる範囲内でなければ、更に第３回目の穴埋め工程および硬化工程を行う。かかる第３回目の穴埋め工程にて用いる樹脂フィルムの厚みは、第２回目で用いた樹脂フィルム１１，１２と同じかそれ以下とされる。
尚また、前記穴埋め工程および硬化工程は、前記樹脂フィルム１１，１２をプレスにより押圧しながら(穴埋め工程)、同時に加熱して、充填された樹脂１７などを硬化する(硬化工程)ように行うことも可能である。
【００１７】
以下において、コア基板１４を用いた配線基板Ｋの製造工程を説明する。
図３(Ａ)は、前記コア基板１４に内蔵される金属板１の貫通孔４，４の中心部に、例えば炭酸ガスレーザを照射して、樹脂層１５，１６および樹脂１７の中心部に沿って、コア基板１４の表面１８と裏面１９との間を貫通するスルーホールｈ，ｈを形成する工程を示す。かかるスルーホールｈの内径は、約１００μｍである。尚、上記レーザに替えて、細径のドリルを用いてスルーホールｈを形成しても良い。次に、コア基板１４の表面１８、裏面１９、およびスルーホールｈ，ｈの内壁に、Ｐｄを含むメッキ触媒を被覆した後、無電解銅メッキおよび電解銅メッキを全面に施す。その結果、図３(Ｂ)に示すように、各スルーホールｈの内壁に沿って円筒形のスルーホール導体２０が形成される。かかるスルーホール導体２０の中空部には、導電性または非導電性の充填樹脂２１が形成される。その後、コア基板１４の表面１８と裏面１９との上に銅メッキを施す。
【００１８】
次いで、コア基板１４の表面１８および裏面１９に形成された銅メッキ膜の上に、感光性樹脂からなり厚みが約１０μｍの図示しない樹脂フィルムを貼り付ける。かかるフイルムの上に、所定パターンを有するマスク(図示せず)を載置した後、当該フィルム１９に対して露光および現像(フォトグラフィ技術)を施して、所定のパターンを有する図示しないエッチングレジストを形成する。更に、かかるレジストを介して上記銅メッキ膜に現像(エッチング)液を接触させ、上記レジストのパターン間から露出する銅メッキ膜をエッチングする。
その結果、図３(Ｂ)に示すように、コア基板１４の表面１８と裏面１９とには、上記パターンに倣った表面配線層２２と裏面配線層２３とが形成され、これらはスルーホール導体２０の上端または下端と接続すると共に、充填樹脂２１を蓋メッキする。
【００１９】
更に、図３(Ｃ)に示すように、表面配線層２２の上に、シリカフィラなどの無機フィラを含むエポキシ樹脂フィルムからなり厚みが３０μｍの絶縁層２４を形成する。かかる絶縁層２４における所定の位置に対し、フォトリソグラフィ技術またはレーザ加工(炭酸ガスレーザなどを使用する)を施して、図示しないビアホールを複数形成する。このビアホールの底面には、表面配線層２４が露出する。
次に、絶縁層２４の表面および上記ビアホールの内壁面に前記同様のメッキ触媒を塗布した後、無電解銅メッキおよび電解銅メッキを施し、絶縁層２４の表面に銅メッキ膜を形成することにより、図３(Ｃ)に示すように、上記ビアホール内にビア(フィルドビア)導体２６を形成する。
【００２０】
次いで、銅メッキ膜が形成された絶縁層２４の上に、前記同様のエッチングレジストを形成し且つ現像を行う。その結果、図３(Ｃ)に示すように、絶縁層２４の上には、所定パターンの配線層(ビルドアップ配線)２８が形成される。この配線層２８は、ビア導体２６を介して表面配線層２２と接続される。
以上と同様にして、図３(Ｃ)に示すように、絶縁層３０、ビア導体３２、および配線層３４を形成する。かかるビア導体３２は、配線層２８，３４間を接続し、絶縁層２４，３０および配線層２８，３４はビルドアップ層ＢＵを形成する。
【００２１】
更に、図３(Ｃ)に示すように、配線層３４の上に厚みが２０μｍで最上層の絶縁層(ソルダーレジスト層)３６を形成する。かかる絶縁層３６には、配線層３４上の適所から第１主面３７よりも高く突出するハンダバンプ３８が貫通する。かかるハンダバンプ３８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３７上に実装される図示しないＩＣチップの接続端子と個別に接続される。また、複数のハンダバンプ３８とＩＣチップの接続端子とは、アンダーフィル材により埋設され且つ保護される。
【００２２】
一方、図３(Ｃ)に示すように、コア基板１４の裏面１９にも、前記同様にして所定パターンの裏面配線層２３を形成し、且つその下側に前記同様の絶縁層(ソルダーレジスト層)２５を形成する。かかる絶縁層２５において第２主面３１側に開口する開口部２９の底面には、裏面配線層２３から延びた配線２７が位置する。かかる配線２７は、その表面にＮｉメッキおよびＡｕメッキが被覆され、図示しなマザーボードなどのプリント基板との接続端子として活用される。
【００２３】
以上により、図３(Ｃ)に示すような配線基板Ｋが製造される。かかる配線基板Ｋは、前記平坦な表面１８を有するコア基板１４を用いているため、かかる表面１８上に形成される表面配線層２２や、その上方に形成されるビルドアップ層ＢＵにおける配線層２８，３４が平坦に形成される。また、絶縁層２４，３０の厚みがバラつかず、平均化される。従って、本発明の製造方法によれば、表面１８および裏面１９が平坦なコア基板１４を確実に製造できると共に、かかるコア基板１４を用いた信頼性の高い配線基板Ｋを確実に製造することが可能となる。
【００２４】
本発明は、以上において説明した形態に限定されるものではない。
前記コア基板に用いるコア材は、前記銅合金に限らず、Ｆｅ−Ｎｉ系合金、チタンやその合金、アルミニウムやその合金などからなる金属板としても良い。あるいは、合成樹脂またはこれにガラスフィラなどの無機フィラやガラスクロスなどを含む複合材からなるコア材を用いも良い。
また、前記樹脂フィルムには、絶縁性の樹脂のほか、導電性樹脂からなるものを用いても良い。かかる導電性の樹脂フイルムおよび上記合成樹脂などの絶縁材からなるコア材を併用することにより、かかるコア材の貫通孔にスルーホール導体などを形成することも可能である。
更に、第１回目に用いる樹脂フィルムと第２回目以降に用いる樹脂フィルムとの特性を変更することも可能である。例えば、第１回目には低い熱膨張率の樹脂フィルムを用い、第２回目以降はこれよりも高い熱膨張率の樹脂フィルムを用いることにより、コア材の貫通孔の軸方向に沿った樹脂の厚みとコア材の表面および裏面に形成される全樹脂層の厚みとを、一層小さくすることが可能となる。
【００２５】
【発明の効果】
本発明の配線基板の製造方法(請求項１)によれば、前記穴埋め工程および硬化工程を２回以上繰り返して行うことで、表面・裏面に凹部がないか微細にしたコア基板が確実に得られる。このため、かかるコア基板の表面や裏面に形成する表面配線層・裏面配線層や、これらの上に形成される絶縁層やビルドアップ配線層を平坦に形成した信頼性の高い配線基板を確実に製造することが可能となる。
また、請求項２の配線基板の製造方法によれば、２回目以降の穴埋め工程に用いる樹脂フィルムを薄くし且つ硬化工程を行うことにより、コア基板の表面などの凹部を解消するか微細な凹みにすることが一層確実になる。
更に、請求項３の配線基板の製造方法によれば、所要の強度を有し、コア材の貫通孔内が樹脂で充填され且つ表面および裏面に平坦な樹脂層が形成された金属板をコア材とするコア基板を確実に製造できる。
【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)〜(Ｃ)は図１(Ｄ)に続く本発明の製造方法における各工程を示す概略図。
【図３】 (Ａ)〜(Ｃ)は図２(Ｃ)に続く本発明の製造方法における各工程を示す概略図。
【図４】 (Ａ)〜(Ｄ)は従来の配線基板の製造方法における各工程を示す概略図。
【符号の説明】
１……………………金属板(コア材)、 ２……………………表面、
３……………………裏面、 ４……………………貫通孔、
５,６，１１,１２…樹脂フィルム、 ７ａ，１７…………樹脂
１４…………………コア基板、
Ｋ……………………配線基板
Claims (3)
- 表面および裏面を有し且つかかる表面と裏面との間を貫通する貫通孔を有するコア材に対し、
上記コア材の表面および裏面にそれぞれ樹脂フィルムを個別に積層し、かかる一対の樹脂フィルムを上記コア材の厚み方向に沿って押圧して、上記貫通孔内に樹脂を充填する穴埋め工程と、
上記貫通孔内に充填された樹脂を加熱して硬化させる硬化工程と、を複数回にわたって繰り返してコア基板を形成する工程を含む、
ことを特徴とする配線基板の製造方法。 - 前記穴埋め工程において、第１回目に用いる前記樹脂フィルムの厚みは、第２回目以降に用いる上記樹脂フィルムの厚み以上である、
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。 - 前記コア材は、前記表面および裏面ならびに貫通孔を有する金属板である、ことを特徴とする請求項１または２に記載の配線基板の製造方法。
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