JP4294967B2

JP4294967B2 - 多層配線基板及びその製造方法

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Inventors: 栄二吉村
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Filing date: 2003-02-13
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、配線パターンなどの導体パターンの上下に形成された第１層間接続体及び第２層間接続体を有する多層配線基板、及びその製造方法に関する。当該層間接続体は、配線層間の導電接続や配線基板の上下方向の伝熱（放熱）などを行うための接続層間構造に好適に使用できる。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子機器等の小形化や高機能化に伴い、電子部品を実装するための配線基板に対しても、多層化、薄層化、ファインパターン化等の要求が高まっている。このため、多層配線基板を構成する絶縁層や配線層も、薄層化する傾向にある。
【０００３】
また、多層配線基板には、配線層間を導電接続するための構造が必要であり、ビアホール内へのメッキや導電性ペーストの充填による層間接続構造、または金属層をエッチングして形成した層間接続構造などが知られている。中でも、エッチングにより形成した金属柱で導電接続した構造は、既存の設備で製造が行え、導電性や伝熱性が高く、導電接続の信頼性に優れているため、当業界で注目されている。
【０００４】
エッチングで層間接続構造を形成する方法としては、例えば突起形成用の金属層上に別の金属から成るエッチングバリア層を形成し、その上に導体回路となる金属層を形成したものを用意する工程と、上記突起形成用の金属層をエッチングバリア層を侵さないエッチング液により選択的にエッチングすることにより突起を形成する工程と、上記エッチングバリア層のみを上記突起をマスクとしてエッチング液で除去する工程と、上記突起形成側の面に層間絶縁用の絶縁層を形成して該突起を上記導体回路に接続された層間接続手段とする工程と、を有する配線回路基板の製造方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
そして、この製造方法では、上記突起及び上記層間絶縁膜が形成された側の面に、別の導体回路形成用の金属箔を積層して加圧することにより一体化した後、エッチングにより導体回路を形成している。また、この特許文献１には、突起と金属箔との間に導電性ペーストを介在させて接続する方法も開示されている。
【０００６】
しかし、このように突起と導体回路形成用の金属箔とを積層加圧して導電接続する方法では、信頼性の高い接続が行えず、導電性ペーストを介在させる方法でも導電性や耐久性の点で十分な性能が得られにくい。つまり、この製法では、３層の異種金属積層板を使用するため、ビルドアップ法で多層配線基板を製造するには、先に形成された配線パターンに対し、突起を形成した部材を積層して両者を導電接続する必要があり、上記の問題が不可避的に生じる。
【０００７】
一方、かかる問題を解消すべく、先に形成された配線パターンに対し、突起をエッチングで形成し、絶縁層を形成して突起を露出させた後、メッキで上層の配線層を形成することで、コア基板から最上層までを全てメッキで導電接続できる方法が知られている。この方法は、柱状金属体を構成する金属のエッチング時に耐性を示す別の金属を、下層の配線層の非パターン部を含めた全面に被覆して保護金属層を形成し、その保護金属層の全面に前記柱状金属体を構成する金属のメッキ層を電解メッキにより形成した後、そのメッキ層の表面部分にマスク層を形成してメッキ層をエッチングして柱状金属体を形成した後、保護金属層の浸食が可能なエッチングを行って、非パターン部を被覆する保護金属層を除去した後、絶縁性樹脂を全面に塗布して平坦化した後、上層の配線層をメッキで形成することで、配線層間を導電接続する方法である（例えば、特許文献２参照）。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００１−１１１１８９号公報（第２頁、図１）
【特許文献２】
国際公開ＷＯ００／５２９７７号公報（第２頁、図１〜図３）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献２に開示された柱状金属体の形成方法でも、コア基板に対して導電接続構造を形成するのは困難であり、コア基板の導電接続構造にはメッキスルーホールなどが採用されていた。しかし、メッキスルーホールによる層間の導電接続構造では、その直上に更に導電接続構造を形成するのが困難で、回路設計上の制約が大きくなるという欠点があった。
【００１０】
また、多層配線基板に半導体部品などを実装する場合、十分な熱放散（放熱）を行なう必要があるが、メッキスルーホールではメッキ厚に制限があるため伝熱性が十分とは言えず、メッキスルーホール内に導電性ペーストを充填する方法でも、金属板を配置した場合と比較してかなり放熱性が小さい。
【００１１】
更に、上記の柱状金属体の形成方法では、形成の対象となるシート状部材（例えばコア基板）が、十分な硬さを有していないと、上層のビルドアップが行いにくいという問題があった。
【００１２】
そこで、本発明の目的は、既存の設備を用いて、接続の信頼性の高い層間接続構造を全層で形成することができ、伝熱性も良好となる多層配線基板、及びその製造方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、下記の如き本発明により達成できる。
即ち、本発明の多層配線基板の製造方法は、導体パターンの上下に形成された第１層間接続体及び第２層間接続体を有する多層配線基板の製造方法であって、
（ａ）第１層間接続体を形成するための第１金属層と、これと別の金属からなる第１保護金属層とを有する積層体の当該第１保護金属層側に、これと別の金属からなる導体パターンを形成する工程、
（ｂ）少なくともその導体パターンを被覆する第２保護金属層として、前記第１保護金属層が露出した非パターン部を含む略全面に、前記第１保護金属層と同じ金属の第２保護金属層を形成する工程、
（ｃ）その第２保護金属層とは別の金属からなる第２金属層を更に形成する工程、
（ｄ）その第２金属層の第２層間接続体を形成する表面部分に第２マスク層を形成する工程、
（ｅ）前記第２マスク層を形成した第２金属層を選択的にエッチングして第２層間接続体を形成する工程、
（ｆ）その第２層間接続体の形成面に第２絶縁層を形成する工程、
（ｇ）前記第１金属層の第１層間接続体を形成する表面部分に第１マスク層を形成する工程、
（ｈ）前記第１マスク層を形成した第１金属層を選択的にエッチングして第１層間接続体を形成する工程、及び
（ｉ）前記第１保護金属層及び前記第２保護金属層の少なくとも非パターン部を、一方の面側から同時に選択的にエッチングして除去する工程
を含むことを特徴とする。
【００１４】
本発明の製造方法によると、エッチングとメッキ等により第１層間接続体及び第２層間接続体を形成できるため、既存の設備を用いて、簡易な工程で製造を行うことができる。また、各層を接合をメッキで行うことができるため（特に、第２金属層をメッキ形成するのが好ましい）、接続の信頼性の高い層間接続構造を全層で形成することができ、エッチングで層間接続体を形成するため、伝熱面積を大きでき伝熱性も良好となる。更に、第２層間接続体を形成する際には、第１金属層が形状保持のための基材となり、第１層間接続体を形成する際には、第２絶縁層が形状保持のための基材となるので、各層の薄層化に伴う製造の困難性を改善できる。前記（ｂ）工程で、パターン部のみに第２保護金属層を形成する方法も可能であるが、第１保護金属層と同じ金属の第２保護金属層を形成して、両者を同時にエッチングする方が効率的である。
【００１５】
上記において、更に、第１層間接続体の形成面に第１絶縁層を形成する工程、前記第１層間接続体と一部が導電接続する第１導体パターン層を形成する工程、及び前記第２層間接続体と一部が導電接続する第２導体パターン層を形成する工程を含むことが好ましい。これにより、奇数層の導体パターン層を有する多層配線基板を製造することができる。特に、第１層間接続体と第１導体パターン層、および第２層間接続体と第２導体パターン層とがメッキで接合されているのが好ましい。
【００１７】
また、前記（ａ）工程で導体パターンを形成する際に、パターンメッキ法により行うことが好ましい。パネルメッキ法により（ａ）工程で導体パターンを形成する方法と比較して、パターンメッキ法の方がファインパターン化が可能である。
【００１８】
一方、本発明の多層配線基板は、導体パターンの上下両面に、これとは別の金属からなる第１保護金属層及び第２保護金属層が形成され、更に第１保護金属層の下面にはこれとは別の金属からなる第１層間接続体が、第２保護金属層の上面にはこれとは別の金属からなる第２層間接続体が各々形成された層間接続構造を有すると共に、前記第１保護金属層及び第２保護金属層が同一金属であり、前記第１保護金属層及び第２保護金属層が一方の面側から同時にエッチングされて形成されていることを特徴とする。
【００１９】
本発明の多層配線基板によると、本発明の製造方法によって、既存の設備を用いて、接続の信頼性の高い層間接続構造を全層で形成することができ、伝熱性も良好にすることができる。
【００２０】
上記において、前記導体パターンと前記第１保護金属層及び第２保護金属層との接合がメッキにより行われ、前記第１保護金属層と前記第１層間接続体との接合がメッキにより行われ、前記第２保護金属層と前記第２層間接続体との接合がメッキにより行われていることが好ましい。これによって、既存の設備を用いて、接続の信頼性の高い層間接続構造を全層で形成することができ、伝熱性も良好にすることができる。
【００２１】
また、前記導体パターン、前記第１層間接続体、及び前記第２層間接続体が同一金属であり、前記第１保護金属層及び第２保護金属層が同一金属であることが好ましい。これによって、第１保護金属層及び第２保護金属層を同時にエッチングできるため工程数を少なくでき、その際のエッチング液の選択も容易になる。両者の金属の組合せとしては、銅とニッケルの組合せが特に好ましい。
【００２２】
更に、前記第１層間接続体の形成面には第１絶縁層が形成され、更に前記第１層間接続体とメッキで接合された第１導体パターン層が形成されると共に、前記第２層間接続体の形成面には第２絶縁層が形成され、前記第２層間接続体とメッキで接合された第２導体パターン層が形成されていることが好ましい。これによって、３層の導体パターン層が全てメッキで接合された構造とすることができる。
【００２３】
また、前記第１導体パターン層又は前記第２導体パターン層の少なくとも何れかが、これとは別の金属からなる第３保護金属層又は第４保護金属層が形成され、更に第３保護金属層の下面にはこれとは別の金属からなる第３層間接続体が、又は第４保護金属層の上面にはこれとは別の金属からなる第４層間接続体が形成されていることが好ましい。これによって、更に多数層の導体パターン層に対し、全てメッキで接合された構造とすることができる。
【００２４】
特に、前記導体パターンを含む導体パターン層が、奇数層設けられていることが好ましい。従来は、偶数層の導体パターン層が設けられていたため、奇数層にすることで従来とは異なる回路設計が可能となる。
【００２５】
また、本発明の別の多層配線基板は、上下の最外層に設けられた導体パターン層同士を貫通して接続する層間接続構造を有する多層配線基板であって、前記層間接続構造は、導体パターンの上下両面に、これとは別の金属からなる第１保護金属層及び第２保護金属層が形成され、更に第１保護金属層の下面にはこれとは別の金属からなる第１層間接続体が、第２保護金属層の上面にはこれとは別の金属からなる第２層間接続体が各々形成されていると共に、前記第１保護金属層及び第２保護金属層が同一金属であり、前記第１保護金属層及び第２保護金属層が一方の面側から同時にエッチングされて形成されていることを特徴とする。
【００２６】
このような層間接続構造は、上下の最外層に設けられた導体パターン層同士を貫通して接続するため、基板の表面から裏面への放熱効果が非常に大きい。従来の製造方法では、このような構造を金属の積層体で形成するのは困難であったが、導体パターンの上下両面に、これとは別の金属からなる第１保護金属層及び第２保護金属層が形成された構造にすることで、本発明の製造方法が適用でき、その結果、既存の設備を用いて、接続の信頼性の高い層間接続構造を全層で形成することができるようになった。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１〜図４は、本発明の多層配線基板の製造方法の一例を示す工程図である。
【００２８】
本発明の多層配線基板の製造方法は、図４（１４）に示すように、導体パターン３ａの上下に形成された第１層間接続体１ａ及び第２層間接続体１４ａを有する多層配線基板の製造方法であって、（ａ）〜（ｉ）工程を含むものである。本実施形態では、第１保護金属層及び第２保護金属層をエッチングして除去する（ｉ）工程を第２絶縁層１６の形成に先立って行う例を示す。
【００２９】
本発明の（ａ）工程は、図１（１）〜（２）に示すように、第１層間接続体１ａを形成するための第１金属層１と、これと別の金属からなる第１保護金属層２とを有する積層体の当該第１保護金属層２側に、これと別の金属からなる導体パターン３ａを形成するものである。その際、パターン形成の方法はいずれでもよく、例えば、エッチングレジストを使用してパターン形成するパネルメッキ法や、パターンメッキ用レジストを使用してメッキで形成するパターンメッキ法等が挙げられる。本実施形態では、パネルメッキ法によりパターン形成する例を示す。
【００３０】
まず、図１（１）に示すような、第１金属層１と第１保護金属層２と、導体パターン３ａを形成するための金属層３とが積層された積層板ＳＰを用意する。積層板ＳＰは、何れの方法で製造したものでもよく、例えばメッキ、スパッタリング、蒸着などを利用して製造したものや、クラッド材などが何れも使用可能である。積層板ＳＰの各層の厚みについては、例えば、第１金属層１の厚みは、３０〜１０００μｍ、第１保護金属層２の厚みは、１〜２０μｍ、金属層３の厚みは１〜１００μｍである。
【００３１】
第１金属層１の厚みが薄い場合、ハンドリング性を改善するために、更にステンレス鋼製などの鏡面板を更に積層して使用するのが好ましい。第１金属層１が銅などの金属の場合、外力のみで当該鏡面板と簡単に剥離することができる。また、第１金属層１として予め厚みが十分なものを使用し、後の工程でハーフエッチング等を行って、所望の厚みに調整するようにしてもよい。
【００３２】
導体パターン３ａを構成する金属としては、通常、銅、銅合金、ニッケル、錫等が使用できる。第１保護金属層２を構成する金属としては、第１金属層１及び導体パターン３ａとは別の金属が使用され、これらの金属のエッチング時に耐性を示す別の金属が使用できる。具体的には、これらの金属が銅である場合、第１保護金属層２を構成する別の金属としては、金、銀、亜鉛、パラジウム、ルテニウム、ニッケル、ロジウム、鉛−錫系はんだ合金、又はニッケル−金合金等が使用される。但し、本発明は、これらの金属の組合せに限らず、上記金属のエッチング時に耐性を示す別の金属との組合せが何れも使用可能である。これに関しては、第２保護金属層１１を構成する金属と、第２金属層１４及び導体パターン３ａを構成する金属に関しても同様である。
【００３３】
また、第１金属層１を構成する金属としては、第１保護金属層２とは別の金属が使用され、例えば銅、銅合金、ニッケル、錫等が使用できる。本発明では、導体パターン３ａを構成する金属と第１金属層１を構成する金属とが同じであることが好ましく、特に銅を使用することが好ましい。
【００３４】
次に、図１（２）に示すように、エッチングレジスト４を用いてパターン形成を行う。エッチングレジスト４は、感光性樹脂やドライフィルムレジスト（フォトレジスト）などが使用できる。なお、第１金属層１が金属層３と同時にエッチングされる場合、これを防止するためのマスク材５を設けるのが好ましい。
【００３５】
エッチングの方法としては、第１保護金属層２及び金属層３を構成する各金属の種類に応じた、各種エッチング液を用いたエッチング方法が挙げられる。例えば、金属層３が銅であり、第１保護金属層２が前述の金属（金属系レジストを含む）の場合、市販のアルカリエッチング液、過硫酸アンモニウム、過酸化水素／硫酸等が使用できる。エッチング後には、エッチングレジスト４が除去される。
【００３６】
本発明の（ｂ）工程は、図１（３）に示すように、少なくともその導体パターン３ａを被覆する第２保護金属層１１を形成するものである。本実施形態では、導体パターン３ａの非パターン部を含めた略全面を第２保護金属層１１で被覆する例を示す。
【００３７】
第２保護金属層１１を構成する金属としては、第２層間接続体１４ａをエッチングで形成する際に、耐性を示す別の金属が使用できる。具体的には、第２層間接続体１４ａを構成する金属が銅である場合、金、銀、亜鉛、パラジウム、ルテニウム、ニッケル、ロジウム、鉛−錫系はんだ合金、又はニッケル−金合金等が使用できる。本発明では、第２保護金属層１１を構成する金属が、第１保護金属層２を構成する金属と同じであることが好ましい。
【００３８】
第２保護金属層１１の形成は、電解メッキ、無電解メッキ、スパッタリング、蒸着などを利用して行うことができるが、電解メッキを用いるのが好ましい。第２保護金属層１１の厚みは、例えば１〜２０μｍであり、１〜１０μｍが好ましい。
【００３９】
電解メッキは、周知の方法で行うことができるが、一般的には、対象となる積層板をメッキ浴内に浸漬しながら、積層板を陰極とし、メッキする金属の金属イオン補給源を陽極として、電気分解反応により陰極側に金属を析出させることにより行われる。
【００４０】
無電解メッキのメッキ液は、各種金属に対応して周知であり、各種のものが市販されている。一般的には、液組成として、金属イオン源、アルカリ源、還元剤、キレート剤、安定剤などを含有する。なお、無電解メッキに先立って、パラジウム等のメッキ触媒を沈着させてもよい。
【００４１】
本発明の（ｃ）工程は、図１（４）に示すように、その第２保護金属層１１とは別の金属からなる第２金属層１４を更に形成するものである。第２金属層１４の形成は、電解メッキ、無電解メッキなどが利用できるが、電解メッキにより行うのが好ましい。第２金属層１４の厚みは、例えば３０〜１０００μｍである。
【００４２】
第２金属層１４を構成する金属としては、例えば銅、銅合金、ニッケル、錫等が使用できる。本発明では、導体パターン３ａを構成する金属と第２金属層１４を構成する金属とが同じであることが好ましい。
【００４３】
本発明の（ｄ）工程は、図２（５）に示すように、その第２金属層１４の第２層間接続体１４ａを形成する表面部分に第２マスク層１５を形成するものである。第２マスク層１５の形成は、感光性樹脂の塗布後またはドライフィルムレジストのラミネート後に、露光・現像する方法、あるいはスクリーン印刷などにより行うことができる。
【００４４】
第２マスク層１５の個々の大きさ（面積又は外径等）は、第２層間接続体１４ａの大きさに対応して決定され、配線層間の導電接続（ビア）のための第２層間接続体１４ａの外径としては、例えば５０〜１０００μｍ、また、放熱構造のための第２層間接続体１４ａの外径としては、１０００μｍ以上の外径を有するものも可能である。第２マスク層１５の形状は何れでもよく、円形、楕円形、四角形、多角形、パターン形状等が挙げられ、当該形状に応じた第２層間接続体１４ａを形成することができる。
【００４５】
本発明の（ｅ）工程は、図２（６）に示すように、第２マスク層１５を形成した第２金属層１４を選択的にエッチングして第２層間接続体１４ａを形成するものである。その際、エッチングによる浸食量が多過ぎると、形成される第２層間接続体１４ａが小径化（アンダーカットの増大）して、後の工程に支障をきたす場合が生じ、逆に、浸食量が少な過ぎると、非パターン部に第２金属層１４が残存して、短絡の原因となる場合が生じる。従って、上記のエッチングによる浸食の程度は、図２（６）に示す程度か、或いはこれより多少増減する範囲内が好ましい。
【００４６】
エッチングの方法としては、第２金属層１４及び第２保護金属層１１を構成する各金属の種類に応じた、各種エッチング液を用いたエッチング方法が挙げられる。例えば、第２金属層１４が銅であり、第２保護金属層１１が前述の金属（金属系レジストを含む）の場合、市販のアルカリエッチング液、過硫酸アンモニウム、過酸化水素／硫酸等が使用できる。
【００４７】
本発明の（ｉ）工程は、図２（７）に示すように、第１保護金属層２及び第２保護金属層１１の少なくとも非パターン部を、同時に又は別々に、選択的にエッチングして除去するものである。本実施形態では、第１保護金属層２と第２保護金属層１１とを同じ金属で形成しておき、前記（ｉ）工程で第１保護金属層２及び第２保護金属層１１を同時に選択的にエッチングして除去する例を示す。両者が異なる金属の場合には、順次エッチングして除去することができる。
【００４８】
エッチングの方法としては、（ｅ）工程とは異なるエッチング液を用いたエッチング方法が挙げられるが、塩化物エッチング液を用いると金属系レジスト及び銅の両者が浸食されるため、その他のエッチング液を用いるのが好ましい。具体的には、第２層間接続体１４ａと導体パターン３ａが銅であり、第２保護金属層１１が前記の金属である場合、はんだ剥離用として市販されている、硝酸系、硫酸系、シアン系などの酸系のエッチング液等を用いるのが好ましい。
【００４９】
エッチングで露出したパターン部に対しては、黒化処理などの表面処理を行って、絶縁層との密着性を高めておくのが好ましい。これは、他の導体パターンについても同様である。
【００５０】
次に、図２（８）に示すように、第２マスク層１５の除去を行うが、これは薬剤除去、剥離除去など、第２マスク層１５の種類に応じて適宜選択すればよい。例えば、スクリーン印刷により形成された感光性のインクである場合、アルカリ等の薬品にて除去される。このとき同時に、マスク材５を除去してもよい。
【００５１】
本発明の（ｆ）工程は、図３（９）に示すように、第２層間接続体１４ａの形成面に第２絶縁層１６を形成するものである。その際、第２層間接続体１４ａは第２絶縁層１６から露出させることが好ましい。本実施形態では、絶縁層形成材を積層後に層間接続体１４ａを露出させる例を示す。
【００５２】
まず、絶縁材の塗布を行うが、絶縁材としては、例えば絶縁性が良好で安価な液状ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂等の反応硬化性樹脂を用いることができる。これを各種方法で、第２層間接続体１４ａの高さよりやや厚くなるように塗布した後、加熱又は光照射等により硬化させればよい。塗布方法としては、カーテンコーターなどの各種コーターを使用できる。また、反応硬化性樹脂等を含有する接着性シート、プリプレグ等を用いて、ホットプレスや真空ラミネート等する方法でもよい。
【００５３】
次に、硬化した絶縁材を研削・研磨等することにより、第２層間接続体１４ａの高さと略同じ厚さを有する第２絶縁層１６を形成する。研削の方法としては、ダイヤモンド製等の硬質刃を回転板の半径方向に複数配置した硬質回転刃を有する研削装置を使用する方法が挙げられ、当該硬質回転刃を回転させながら、固定支持された配線基板の上面に沿って移動させることによって、上面を平坦化することができる。また、研磨の方法としては、ベルトサンダ、バフ研磨等により軽く研磨する方法が挙げられる。
【００５４】
本発明の（ｇ）工程は、図３（１０）に示すように、第１金属層１の第１層間接続体１ａを形成する表面部分に第１マスク層７を形成するものである。第１マスク層７の形成については、第２マスク層１５の形成（（ｄ）工程）と同様に行うことができる。その際、裏面側には別のマスク材６を設けておくのが好ましい。
【００５５】
本発明の（ｈ）工程は、図３（１１）に示すように、第１マスク層７を形成した第１金属層１を選択的にエッチングして第１層間接続体１ａを形成するものである。第１金属層１のエッチングは、第２金属層１４のエッチング（（ｅ）工程）と同様に行うことができる。
【００５６】
本発明では、第１層間接続体１ａをチップ搭載基板等の接続用のバンプとして、絶縁層を設けずに使用することも可能であるが、本実施形態では、図３（１２）に示すように、更に、第１層間接続体１ａの形成面に第１絶縁層１７を形成する例を示す。第１絶縁層１７の形成については、第２絶縁層１６の形成（（ｆ）工程）と同様に行うことができる。
【００５７】
以上のような本発明の製造方法によって、図３（１２）に示すように、導体パターン３ａの上下両面に、これとは別の金属からなる第１保護金属層２及び第２保護金属層１１が形成され、更に第１保護金属層２の下面にはこれとは別の金属からなる第１層間接続体１ａが、第２保護金属層１１の上面にはこれとは別の金属からなる第２層間接続体１４ａが各々形成された層間接続構造を有する多層配線基板を製造することができる。
【００５８】
本実施形態では、図４（１３）〜（１４）に示すように、更に、第１層間接続体１ａと一部が導電接続する第１導体パターン層１８ｂを形成する工程、及び前記第２層間接続体１４ａと一部が導電接続する第２導体パターン層１８ａを形成する工程を含む例を示す。
【００５９】
第１導体パターン層１８ｂと第２導体パターン層１８ａの形成方法はいずれでもよく、例えば、エッチングレジストを使用してパターン形成するパネルメッキ法や、パターンメッキ用レジストを使用してメッキで形成するパターンメッキ法等が挙げられる。本実施形態では、パネルメッキ法により金属層１８に対してパターン形成する例を示している。
【００６０】
以上のような本発明の製造方法によって、図４（１４）に示すように、導体パターン３ａの上下両面に、これとは別の金属からなる第１保護金属層２及び第２保護金属層１１が形成され、更に第１保護金属層２の下面にはこれとは別の金属からなる第１層間接続体１ａが、第２保護金属層１１の上面にはこれとは別の金属からなる第２層間接続体１４ａが各々形成された層間接続構造を有し、前記第１層間接続体１ａの形成面には第１絶縁層１７が形成され、更に前記第１層間接続体１ａとメッキで接合された第１導体パターン層１８ｂが形成されると共に、前記第２層間接続体１４ａの形成面には第２絶縁層１６が形成され、前記第２層間接続体１４ａとメッキで接合された第２導体パターン層１８ａが形成されている多層配線基板を製造することができる。
【００６１】
〔別の実施形態〕
以下、本発明の別の実施形態について説明する。
【００６２】
（１）前記の実施形態では、第１保護金属層及び第２保護金属層をエッチングして除去する（ｉ）工程を第２絶縁層の形成に先立って行う例を示したが、（ｉ）工程は、別の時点で行ってもよく、例えば図５〜図６に示すように、第２絶縁層１６を形成した後の第１絶縁層１７の形成の前に行ってもよい。
【００６３】
即ち、図５（１）に示す状態までは、前記の実施形態と同様にして各工程を実施した後、図５（２）に示すように、第２層間接続体１４ａの形成面に第２絶縁層１６を形成する（ｆ）工程を実施する。このとき、第２保護金属層１１と第２絶縁層１６との密着性を高めるために、ブラスト加工などの粗面化処理や化学的な酸化処理などの表面処理を施すのが好ましい。
【００６４】
次いで、図５（３）に示すように、第１金属層１の第１層間接続体１ａを形成する表面部分に第１マスク層５ａを形成する（ｇ）工程を実施する。その場合、（ｅ）工程で第２金属層１４をエッチングする際の裏面側のマスク材５をフォトレジストで形成しておき、これを露光・現像することによって第１マスク層５ａを形成してもよい。
【００６５】
次いで、図５（４）に示すように、第１マスク層５ａを形成した第１金属層１を選択的にエッチングして第１層間接続体１ａを形成する（ｈ）工程を実施する。その際、裏面側にはマスク材６を設けるのが好ましい。
【００６６】
次いで、図６（５）に示すように、第１保護金属層２及び第２保護金属層１１の少なくとも非パターン部を、同時に（別々に行ってもよい）選択的にエッチングして除去する（ｉ）工程を実施する。第１マスク層５ａ等は、この前後に除去すればよい。
【００６７】
次いで、図６（６）〜（８）に示すように、第１層間接続体１ａの形成面に第１絶縁層１７を形成する工程、第１層間接続体１ａと一部が導電接続する第１導体パターン層１８ｂを形成する工程、及び第２層間接続体１４ａと一部が導電接続する第２導体パターン層１８ａを形成する工程を必要に応じて実施する。
【００６８】
（２）前記の実施形態では、絶縁層を形成した後にパネルメッキ法やパターンメッキ法によって導体パターンを形成する例を示したが、図７〜図９に示すように、樹脂付き銅箔を使用して絶縁層と導体パターン層とを形成してもよい。
【００６９】
即ち、図７（１）に示す状態までは、前記の実施形態と同様にして各工程を実施した後、図７（２）〜（３）に示すようにして、第２層間接続体１４ａの形成面に第２絶縁層１６を形成する（ｆ）工程を実施する。
【００７０】
まず、図７（２）に示すように、樹脂付き銅箔をプレス面により加熱プレスして、第１層間接続体１ａに対応する位置に凸部を有し表面に金属層１８が形成された積層体を得る。このとき、プレス面と第１層間接続体１ａが形成された被積層体との間に、少なくとも、凹状変形を許容するシート材を配置しておくのが好ましい。また、第１層間接続体１ａに対応する位置に凹部を有するプレス面を使用してもよい。
【００７１】
上記の樹脂付き銅箔は、各種のものが市販されており、それらをいずれも使用できる。また、金属層形成材と絶縁層形成材とは各々を別々に配置してもよい。この工程では、シート材が、第１層間接続体１ａの存在によって加熱プレス時に凹状変形するため、それに対応する凸部が積層体に形成される。
【００７２】
加熱プレスの方法としては、加熱加圧装置（熱ラミネータ、加熱プレス）などを用いて行えばよく、その際、空気の混入を避けるために、雰囲気を真空（真空ラミネータ等）にしてもよい。加熱温度、圧力など条件等は、絶縁層形成材と金属層形成材の材質や厚みに応じて適宜設定すればよいが、圧力としては、０．５〜３０ＭＰａが好ましい。
【００７３】
絶縁層形成材としては、積層時に変形して加熱等により固化すると共に、配線基板に要求される耐熱性を有するものであれば何れの材料でもよい。具体的には、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂等の各種反応硬化性樹脂や、それとガラス繊維、セラミック繊維、アラミド繊維等との複合体（プリプレグ）などが挙げられる。
【００７４】
シート材は、加熱プレス時に凹状変形を許容する材料であればよく、クッション紙、ゴムシート、エラストマーシート、不織布、織布、多孔質シート、発泡体シート、金属箔、これらの複合体、などが挙げられる。特に、クッション紙、ゴムシート、エラストマーシート、発泡体シート、これらの複合体などの、弾性変形可能なものが好ましい。
【００７５】
なお、シート材と共に離型シートを追加配置してもよい。離型シートとしては、フッ素樹脂フィルム、シリコーン樹脂フィルム、各種の離型紙、繊維補強フッ素樹脂フィルム、繊維補強シリコーン樹脂フィルムなどが挙げられる。
【００７６】
シート材の厚みは、第１層間接続体１ａの高さの半分より厚いのが好ましく、第１層間接続体１ａの高さより厚いのが好ましい。シート材の厚みや硬さを調整することによって、加熱プレスによって形成される積層体の凸部の高さや形状を制御することができる。一般に、シート材の厚みを小さく、また硬さを硬くすると、形成される積層体の凸部の高さや体積は小さくなる。
【００７７】
次いで、図７（３）に示すように、この積層体の凸部を除去して、第１層間接続体１ａを露出させる。その際、積層体の金属層１８の上面より第１層間接続体１ａの上面が高くなる分を、同時に除去して平坦化してもよい。
【００７８】
凸部の除去方法としては、研削や研磨による方法が好ましく、ダイヤモンド製等の硬質刃を回転板の半径方向に複数配置した硬質回転刃を有する研削装置を使用する方法や、サンダ、ベルトサンダ、グラインダ、平面研削盤、硬質砥粒成形品などを用いる方法などが挙げられる。研削装置を使用すると、当該硬質回転刃を回転させながら、固定支持された配線基板の上面に沿って移動させることによって、上面を平坦化することができる。また、研磨の方法としては、ベルトサンダ、バフ研磨等により軽く研磨する方法が挙げられる。本発明のように積層体に凸部が形成されていると、その部分のみを研削するのが容易になり、全体の平坦化がより確実に行える。
【００７９】
次いで、図７（４）に示すように、露出した第１層間接続体１ａと、絶縁層１６を隔てて近接する金属層１８とを導電接続するが、本実施形態では、第１層間接続体１ａの上面を含む金属層１８の略全面に対し、メッキにより導電体層１９を形成する例を示す。
【００８０】
メッキによる導電体層１９の形成は、無電解メッキ、又は無電解メッキと電解メッキの組合せ、スパッタリングや蒸着と電解メッキの組合せなどにより行うことができる。但し、導電接続の信頼性を高める上で無電解メッキと電解メッキの組合せで形成するのが好ましい。導電体層１９の厚みは１〜３０μｍが好ましい。なお、導電体層１９を形成する際に、裏面側にも導電体層２０を形成してもよい。導電体層２０を構成する金属は、第１金属層１と同じにするのが好ましい（図８（６）以降の工程では導電体層２０の記載を省略している）。
【００８１】
次いで、図８（６）に示すように、第１金属層１の第１層間接続体１ａを形成する表面部分に第１マスク層５ａを形成する（ｇ）工程を実施した後、図８（７）に示すように、第１マスク層５ａを形成した第１金属層１を選択的にエッチングして第１層間接続体１ａを形成する（ｈ）工程を実施する。更に、図８（８）〜図９（９）に示す工程は、図７（２）〜図７（４）に示す工程と同様にして行うことができる。
【００８２】
その後、金属層１８及び導電体層１９をエッチングして、第１導体パターン層１９ａ，１８ｂと第２導体パターン層１９ａとを形成することができる。
【００８３】
（３）本発明では、次のようにして更に多数層の配線層を有する多層配線基板を製造することができる。即ち、図４（１４）に示すものに対して、前記第１導体パターン層又は前記第２導体パターン層の少なくとも何れかが、これとは別の金属からなる第３保護金属層又は第４保護金属層を形成し、更に第３保護金属層の下面にはこれとは別の金属からなる第３層間接続体が、又は第４保護金属層の上面にはこれとは別の金属からなる第４層間接続体が形成することが可能である。
【００８４】
例えば、第３保護金属層と第４保護金属層、第３層間接続体と第４層間接続体、および第３導体パターン層と第４導体パターン層を形成することにより、導体パターンを含む配線層が、奇数層設けられている多層配線基板を製造することができる。また、上下両層に積層形成する配線層の数を調整することで、配線層が偶数層設けられている多層配線基板を製造することも可能である。
【００８５】
（４）前記の実施形態では、マスク層を印刷により形成する例を示したが、ドライフィルムレジスト等を用いてマスク層を形成してもよい。その場合、ドライフィルムレジストの熱圧着、露光、現像が行われる。また、マスク層の除去（剥離）には、メチレンクロライドや水酸化ナトリウム等が用いられる。
【００８６】
また、マスク層を金属層のエッチング時に耐性を示す金属で形成してもよい。その場合、保護金属層と同様の金属を使用することができ、パターン形成と同様の方法により、所定の位置にマスク層を形成すればよい。
【００８７】
（５）前記の実施形態では、絶縁材を研削・研磨等することにより、層間接続体の高さと略同じ厚さを有する絶縁層を形成する例を示したが、絶縁材である樹脂シート等を加熱加圧することにより、層間接続体の高さと略同じ厚さを有する絶縁層を形成してもよい。その場合、層間接続体上に薄く残る絶縁性樹脂は、プラズマ処理等によって簡単に除去でき、また加熱後に研磨して平坦化することもできる。なお、樹脂シート、プリプレグ等には予め層間接続体の形成位置に開口を設けておいてもよい。
【００８８】
（６）前記の実施形態では、マスク層の除去を金属層を選択的にエッチングした直後に行う例を示したが、マスク層の除去工程の順序はこれに限定されず、例えば、保護金属層のエッチング工程の直後、あるいは、絶縁材を研削・研磨等する際に、マスク層の除去を行ってもよい。
【００８９】
（７）前記の実施形態では、放熱のための大面積の層間接続体を有しない多層配線基板の例を示したが、図１０に示すように、大面積の層間接続体を形成したものでもよい。この実施形態では、上下の最外層に設けられた導体パターン層４５同士を貫通して接続する層間接続構造を有し、これを介して半導体部品５０から基板裏面へ放熱を行う例を示す。
【００９０】
この層間接続構造は、図１０に示すように、導体パターン３ａの上下両面に、これとは別の金属からなる第１保護金属層２及び第２保護金属層１１が形成され、更に第１保護金属層２の下面にはこれとは別の金属からなる第１層間接続体１ａが、第２保護金属層１１の上面にはこれとは別の金属からなる第２層間接続体１４ａが各々形成されている。また、同時に配線パターン間の導電接続を行うための層間接続構造も複数設けられている。
【００９１】
導体パターン３ａの上下への積層数は、この例では上側２層、下側４層であるが、これはマスク材を用いた片面のみへのメッキ等で行うことができる。従って、導体パターン３ａの上下への積層数が同じであるのが、無駄の無い製法となる。
【００９２】
また、図１０の例では、第６層に放熱金属体４４よりかなり面積の広い放熱パターン部４５を形成しており、更に放熱フィン４７を形成している。放熱フィン４７は、各種の接合方法や接着方法で形成することも可能であるが、前述したような層間接続体の形成方法によって形成することも可能である。その場合、第２保護金属層１１が放熱フィン４７との間に介在することになる。このような放熱フィン４７の形成は、多層配線基板の最外層に半導体部品を実装するためのバンプの形成と同時に行うことも可能である。
【００９３】
放熱フィン４７の形状は、リブ状、散点状など何れでもよいが、全体の表面積が大きい程、熱放散性が高くなるため好ましい。全体の表面積を大きくする上では、放熱フィン４７の高さを高くするのが有利であり、図１０の例では、放熱金属体４４の厚みより、放熱フィン４７の高さを高くしている。なお、放熱フィン４７により十分な熱放散性が得られる場合など、放熱パターン部４５の面積を小さくすることも可能である。
【００９４】
一方、半導体部品５０を実装する側の最外層（第１層）には、放熱金属体４４と略同じ面積の放熱パターン部４５を形成している。半導体部品５０を実装する際には、半導体部品５０の底面と放熱パターン部４５との間に、例えば伝熱性の粘着テープ６０や伝熱性の接着材など介在させてもよい。また、何も設けずに、輻射伝熱するようにしてもよい。
【００９５】
半導体部品５０のリード５２は、第１層の配線層の配線パターン部２８にハンダ等で導電接続される。各々のリード５２は、回路設計に応じて、第２層の配線層の導体パターン１８ａに層間接続体２９を介して、導電接続される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の多層配線基板の製造方法の一例を示す工程図
【図２】本発明の多層配線基板の製造方法の一例を示す工程図
【図３】本発明の多層配線基板の製造方法の一例を示す工程図
【図４】本発明の多層配線基板の製造方法の一例を示す工程図
【図５】本発明の多層配線基板の製造方法の他の例を示す工程図
【図６】本発明の多層配線基板の製造方法の他の例を示す工程図
【図７】本発明の多層配線基板の製造方法の他の例を示す工程図
【図８】本発明の多層配線基板の製造方法の他の例を示す工程図
【図９】本発明の多層配線基板の製造方法の他の例を示す工程図
【図１０】本発明の多層配線基板の他の例を示す断面図
【符号の説明】
１第１金属層
１ａ第１層間接続体
２第１保護金属層
３ａ導体パターン
５ａ第１マスク層
７第１マスク層
１１第２保護金属層
１４第２金属層
１４ａ第２層間接続体
１５第２マスク層
１６第２絶縁層
１７第１絶縁層
１８金属層
１８ａ第２導体パターン層
１８ｂ第１導体パターン層
１９導電体層

Claims

導体パターンの上下に形成された第１層間接続体及び第２層間接続体を有する多層配線基板の製造方法であって、
（ａ）第１層間接続体を形成するための第１金属層と、これと別の金属からなる第１保護金属層とを有する積層体の当該第１保護金属層側に、これと別の金属からなる導体パターンを形成する工程、
（ｂ）少なくともその導体パターンを被覆する第２保護金属層として、前記第１保護金属層が露出した非パターン部を含む略全面に、前記第１保護金属層と同じ金属の第２保護金属層を形成する工程、
（ｃ）その第２保護金属層とは別の金属からなる第２金属層を更に形成する工程、
（ｄ）その第２金属層の第２層間接続体を形成する表面部分に第２マスク層を形成する工程、
（ｅ）前記第２マスク層を形成した第２金属層を選択的にエッチングして第２層間接続体を形成する工程、
（ｆ）その第２層間接続体の形成面に第２絶縁層を形成する工程、
（ｇ）前記第１金属層の第１層間接続体を形成する表面部分に第１マスク層を形成する工程、
（ｈ）前記第１マスク層を形成した第１金属層を選択的にエッチングして第１層間接続体を形成する工程、及び
（ｉ）前記第１保護金属層及び前記第２保護金属層の少なくとも非パターン部を、一方の面側から同時に選択的にエッチングして除去する工程を含む多層配線基板の製造方法。
更に、第１層間接続体の形成面に第１絶縁層を形成する工程、前記第１層間接続体と一部が導電接続する第１導体パターン層を形成する工程、及び前記第２層間接続体と一部が導電接続する第２導体パターン層を形成する工程を含む請求項１記載の多層配線基板の製造方法。
前記（ａ）工程で導体パターンを形成する際に、パターンメッキ法により行う請求項１又は２に記載の多層配線基板の製造方法。