JP4875776B2 - フィルビア構造を有する多層プリント配線板の製造方法 - Google Patents
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Description
(1)ビルドアップ多層プリント配線板であること(つまり、導体回路が層間樹脂絶縁層を介して積層されていること)。
(2)バイアホールがめっきで充填されてなること。
(3)バイアホールの表面が平坦であること。
(4)バイアホールの表面と該バイアホールと同じ層に位置する他の導体回路の表面とが同じ高さであること。
(5)導体回路の厚さがバイアホール径の1/2未満であること。
層間樹脂絶縁層にバイアホール用の開口部を形成する工程と、
前記層間樹脂絶縁層の表面および開口部の内壁表面に無電解めっき膜を形成する工程と、
前記バイアホールと前記導体回路とを形成するためのめっきレジストを前記無電解めっき膜上に形成する工程と、
前記めっきレジストの開口部にレベリング剤と光沢剤とを含む電解めっき液を用いて電解めっき膜を形成することで、前記無電解めっき膜によって囲まれた開口内部に電解めっきを充填して表面が平坦な前記バイアホールを形成すると同時にそのバイアホールのバイアホール径の1/2未満の厚さの前記導体回路を形成するとともに、前記バイアホールの表面とそのバイアホールと同じ層に位置する前記導体回路の表面とを同一の高さに形成する工程と、
を具えることを特徴とする。ここで、本発明におけるバイアホール径とは、バイアホール用開口の上端における開口径を意味する。
(1)前記バイアホールを接続する下層側の導体回路の表面を粗化処理すること、
(2)前記バイアホール上にさらにバイアホールを形成すること。
(3)前記バイアホールを形成する前記層間樹脂絶縁層は、熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂の複合体からなるものとすること、
(4)(バイアホールの直径)/(層間樹脂絶縁層の厚み)の比を1〜4とすること、
(5)前記導体回路の厚さを25μm未満とすること、
がより望ましい構成である。
(1)バイアホールがめっきで充填されているので、開口がめっき膜で被覆されたものに比べて、めっきの析出不良やヒートサイクルに起因する断線不良が発生しにくくなる。
(2)バイアホール部分に表面の窪みがなく、層間樹脂絶縁層の表面平坦性に優れるので、窪みに起因する断線やICチップ等の実装不良が発生しにくくなる。
(3)バイアホールおよび導体回路上の層間樹脂絶縁層の厚みが均一になり、開口を形成した場合の樹脂残りが少なくなる。
(4)導体回路の厚さがバイアホール径の1/2未満であるため、バイアホールにめっきを充填した場合でも導体回路の厚さが厚くならず、めっきレジストを薄くすることができ、微細なパターンの形成が可能となる。
Cu+Cu(II)An →2Cu(I)An/2
2Cu(I)An/2 +n/4O2 +nAH (エアレーション)
→2Cu(II)An +n/2H2 O
ただし、Aは錯化剤(キレート剤として作用)、nは配位数である。
熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、熱硬化性ポリフェニレンエーテル(PPE)などが使用できる。
熱可塑性樹脂としては、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)等のフッ素樹脂、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリスルフォン(PSF)、ポリフェニレンスルフィド(PPS)、熱可塑型ポリフェニレンエーテル(PPE)、ポリエーテルスルフォン(PES)、ポリエーテルイミド(PEI)、ポリフェニレンスルフォン(PPES)、4フッ化エチレン6フッ化プロピレン共重合体(FEP)、4フッ化エチレンパーフロロアルコキシ共重合体(PFA)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリオレフィン系樹脂などが使用できる。
熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂の複合体としては、エポキシ樹脂−PES、エポキシ樹脂−PSF、エポキシ樹脂−PPS、エポキシ樹脂−PPESなどが使用できる。
0.1〜0.8μmの耐熱性樹脂粉末と平均粒径が 0.8μmを超え2μm未満の耐熱性樹脂粉末との混合物、(6)平均粒径が 0.1〜1.0μmの耐熱性樹脂粉末、から選ばれるいずれか少なくとも1種を用いることが望ましい。これらは、より複雑なアンカーを形成できるからである。
この無電解めっき用接着剤で使用される耐熱性樹脂は、前述の熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂の複合体を使用できる。特に本発明では、熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂の複合体を用いることが好ましい。
(1)まず、コア基板の表面に内層銅パターンを形成した配線基板を作製する。このコア基板への銅パターンの形成は、銅張積層板をエッチングして行うか、あるいは、ガラスエポキシ基板やポリイミド基板、セラミック基板、金属基板などの基板に無電解めっき用接着剤層を形成し、この接着剤層表面を粗化して粗化面とし、ここに無電解めっきを施す方法、もしくはいわゆるセミアディティブ法(その粗化面全体に無電解めっきを施し、めっきレジストを形成し、めっきレジスト非形成部分に電解めっきを施した後、めっきレジストを除去し、エッチング処理して、電解めっき膜と無電解めっき膜とからなる導体回路を形成する方法)により形成される。
この無電解めっき水溶液には上記化合物に加えて錯化剤や添加剤を加えてもよい。粗化層の形成方法としては、前述したように、銅−ニッケル−リン針状合金めっきによる処理、酸化−還元処理、銅表面を粒界に沿ってエッチングする処理にて粗化面を形成する方法などがある。
0.5〜3μmとする。つぎに、無電解めっき膜上にめっきレジストを形成する。
めっきレジスト組成物としては、特にクレゾールノボラック型エポキシ樹脂やフェノールノボラック型エポキシ樹脂のアクリレートとイミダゾール硬化剤からなる組成物を用いることが望ましいが、他に市販品のドライフィルムを使用することもできる。
また、銅−ニッケル−リン合金層からなる粗化層は、無電解めっき処理による析出により形成される。この合金の無電解めっき液としては、硫酸銅1〜40g/l、硫酸ニッケル0.1〜6.0g/l、クエン酸10〜20g/l、次亜リン酸塩10〜100g/l、ホウ酸10〜40g/l、界面活性剤0.01〜10g/lからなる液組成のめっき浴を用いることが望ましい。
(11)さらに、前記(3)〜(8)の工程を繰り返してさらに上層の導体回路を設ける。この導体回路は、はんだパッドとして機能する導体パッドあるいはバイアホールである。
(1)下記(1)〜(3)で得た組成物を混合攪拌し無電解めっき用接着剤を調製した。
(1)クレゾールノボラック型エポキシ樹脂(日本化薬製、分子量2500)の25%アクリル化物を35重量部(固形分80%)、感光性モノマー(東亜合成製、アロニックスM315 )4重量部、消泡剤(サンノプコ製、S−65)0.5重量部、NMP3.6重量部を攪拌混合した。
(2)ポリエーテルスルフォン(PES)8重量部、エポキシ樹脂粒子(三洋化成製、ポリマーポール)の平均粒径 0.5μmのものを7.245重量部、を混合した後、さらにNMP20重量部を添加し攪拌混合した。
(3)イミダゾール硬化剤(四国化成製、2E4MZ-CN)2重量部、光開始剤(チバガイギー製、イルガキュアI−907)2重量部、光増感剤(日本化薬製、DETX-S)0.2重量部、NMP1.5重量部を攪拌混合した。
(5)粗化面6を形成した基板を無電解めっき液に浸漬し、粗面全体に厚さ
0.6μmの無電解銅めっき膜7を形成した(図1(f)参照)。
(6)めっきレジスト8を常法に従い形成した(図2(a)参照)。
〔電解めっき水溶液〕
硫酸銅・5水和物 :60g/l
レベリング剤(アトテック製、HL) :40ml/l
硫酸 :190g/l
光沢剤(アトテック製、UV) :0.5ml/l
塩素イオン :40ppm
〔電解めっき条件〕
バブリング :3.0リットル/分
電流密度 :0.5A/dm2
設定電流値 :0.18A
めっき時間 :130分
(3)〜(8)の工程を繰り返して多層プリント配線板を製造した(図2(c)参照)。
層間樹脂絶縁層を、厚さ20μmのフッ素樹脂フィルムを熱圧着させることにより形成し、紫外線レーザを照射して直径60μmの開口を設けたこと以外は、実施例1と同様にして多層プリント配線板を製造した。
(1)W.L.ゴア社(W.L.Gore&Associates,Inc.)のゴアテックス(登録商標GORE−TEX、延伸PTFE織物用繊維として入手できる延伸テトラフルオロエチレン樹脂(PTFE)の繊維を用いて布を織ったものである。この布の構造は、長手方向2.54センチメートル当たり53本の400デニールの繊維、および横方向2.54センチメートル当たり52本の400デニールの繊維を有する)を、層間樹脂絶縁層を構成するフッ素樹脂繊維布として用いた。
特開平2−188992号公報に準じ、硫酸銅:0.06mol/l、ホルマリン:0.3mol/l、NaOH:0.35mol/l、EDTA:0.35mol/l、添加剤:少々、温度:75℃、pH=12.4の無電解めっき水溶液に11時間浸漬し、厚さ25μmの無電解めっき膜のみからなる導体回路とバイアホールを形成したこと以外は、実施例1と同様にして多層プリント配線板を製造した。この配線板においては、層間樹脂絶縁層の開口部はめっきで充填されていてもその中央部には、20〜25μm程度の窪みが観察された。
特開平9−312472号公報に準じて多層プリント配線板を製造した。即ち、実施例1の(1)〜(5)までを実施し、次いで、硫酸銅0.05mol/リットル、ホルマリン0.3mol/リットル、水酸化ナトリウム0.35mol/リットル、エチレンジアミン四酢酸(EDTA)0.35mol/リットルの水溶液からなる無電解めっき液に浸漬し、厚さ40μmのめっき膜を形成した。さらにドライフィルムを貼着し、露光、現像してL/S=25μm/25μmのエッチングレジストを形成し、硫酸と過酸化水素の混合液によりエッチングしたところ、導体回路がアンダーカットにより剥離してしまった。
2,11 導体回路
3 粗化層
4 層間樹脂絶縁層
5 バイアホール用開口
6 粗化面
7 無電解めっき膜
8 めっきレジスト
9 電解めっき膜
10 充填バイアホール
Claims (6)
- 導体回路と層間樹脂絶縁層とを交互に積層して多層プリント配線板を製造する方法において、
層間樹脂絶縁層にバイアホール用の開口部を形成する工程と、
前記層間樹脂絶縁層の表面および開口部の内壁表面に無電解めっき膜を形成する工程と、
前記バイアホールと前記導体回路とを形成するためのめっきレジストを前記無電解めっき膜上に形成する工程と、
前記めっきレジストの開口部にレベリング剤と光沢剤とを含む電解めっき液を用いて電解めっき膜を形成することで、前記無電解めっき膜によって囲まれた開口内部に電解めっきを充填して表面が平坦な前記バイアホールを形成すると同時にそのバイアホールのバイアホール径の1/2未満の厚さの前記導体回路を形成するとともに、前記バイアホールの表面とそのバイアホールと同じ層に位置する前記導体回路の表面とを同一の高さに形成する工程と、
を具えることを特徴とする多層プリント配線板の製造方法。 - 前記バイアホールを接続する下層側の導体回路の表面を粗化処理することを特徴とする請求項1に記載の多層プリント配線板の製造方法。
- 前記バイアホール上にさらにバイアホールを形成することを特徴とする請求項1または2に記載の多層プリント配線板の製造方法。
- 前記バイアホールを形成する前記層間樹脂絶縁層は、熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂の複合体からなるものとすることを特徴とする請求項1から3までの何れか1項に記載の多層プリント配線板の製造方法。
- (バイアホールの直径)/(層間樹脂絶縁層の厚み)の比を1〜4とすることを特徴とする請求項1から4までの何れか1項に記載の多層プリント配線板の製造方法。
- 前記導体回路の厚さを25μm未満とすることを特徴とする請求項1から5までの何れか1項に記載の多層プリント配線板の製造方法。
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