JP4963495B2 - 積層配線板およびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は，導体層と層間絶縁層とを積層してなる積層配線板およびその製造方法に関する。さらに詳細には，実質的に貫通孔と同等の機能を持つ重ねビアを有する配線板，およびその重ねビア構造を容易に実現できる積層配線板の製造方法に関するものである。

従来から，導体層と層間絶縁層とを交互に積層する積層配線板においては，多様な回路の実現のため，２層間の層間導通構造を随所に配置している。この層間導通構造は，ドリル等による穴開け，めっき充填，そして，ふためっきにより形成されるのが一般的である。

しかしながら，従来の積層配線板には，次のような問題点があった。すなわち，この層間導通構造の実現にあたっては，ドリルによって穴開けが行われている。このドリルの径は，寿命や加工精度を考慮すると，０．１５〜０．２０ｍｍ程度が下限である。このため，ランド径が大きくなり，高密度なパターン形成が出来ない。

また，レーザ加工で穴を開け，フィルドめっきによってビアホールを充填することも考えられる。この場合のフィルドめっきでは，確実にビアホールを充填するためには穴が有底である必要がある。しかし，有底にして実施した場合でも，例えば，図７に示すような板厚の大きい絶縁板にビアホール（板厚０．１５ｍｍ，穴径１００μｍ）を形成する場合，レーザ加工が困難である。さらに，ビアホールをめっきで十分に充填すると，めっきが表層にも７０μｍ程度析出してしまう。すなわち，ビアホールが深いほど，多くのめっきが表層に析出してしまう。このため，ビアホールが深い場合に，めっき後のパターン形成において，加工精度が低下する問題がある。

本発明は，前記した従来の積層配線板における層間接続構造が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは，絶縁層の厚さが比較的大きい層間接続構造を形成する際のビアホールの充填を容易にし，高密度なパターン形成ができる積層配線板およびその製造方法を提供することにある。

この課題の解決を目的としてなされた本発明の積層配線板は，導体層と層間絶縁層とを交互に積層してなる積層配線板であって，ある導体層と他のある導体層とを導通する層間接続箇所を有し，層間接続箇所は，絶縁層を両面からレーザ加工して形成したテーパー形状の貫通孔の頂部同士を付き合わせた形状であるとともに，当該貫通孔がめっきで充填されているものである。

すなわち，本発明の積層配線板における層間接続ビア構造は，「ある導体層」と，「他の導体層」との導体層の導通をとる層間接続構造である。この層間接続構造は，テーパー形状の頂部同士を付き合わせた形状の貫通孔を充填したものである。さらには，当該貫通孔は，めっきで充填されたものである。この場合，めっきの初期時に貫通孔の最小径部分が導体で塞がり有底のテーパー形状の穴ができる。このため，充填するときの穴の実質的な深さは，テーパー形状の有底穴の高さとなる。すなわち，導体量も少なくてすみ，表層へ析出する導体も少ない。これにより，ビアホールの充填が容易になり，穴に導体を施す場合のつきまわり性の問題を生じない。

また，本発明の積層配線板は，層間接続箇所の最小径が，１０〜３０μｍの範囲内にあることとするとよい。なぜなら，最小径を３０μｍより大きくした場合には，めっき等による充填時に穴が塞がらず有底とならない可能性があるからである。また，最小径を１０μｍより小さくした場合には，レーザ加工による穴形成の精度が低いと，導通がとれていないものができる可能性があるからである。よって，この範囲により確実に最小部がめっきで塞がり導通がとれる。

また，本発明の積層配線板の製造方法は，絶縁層を両面からレーザ加工して，テーパー形状の頂部同士を付き合わせた形状の貫通穴を形成する工程と，貫通穴をめっきで充填する工程とを含んでおり，これらの工程を経て導体層と層間絶縁層とを交互に積層してなる積層配線板が製造される。

この製造方法では，絶縁層を有する構造体を出発材とする。この出発材に対して，まず，絶縁層を両面から加工して，テーパー形状の頂部同士を付き合わせた形状の貫通穴が形成される。これが工程１である。次に，当該貫通穴を導体により充填する。これが工程２である。これにより，絶縁層の両面が貫通穴を通じて導通する状態が得られる。

ここにおいて，貫通穴の充填は，めっきにより行う。その場合，めっきの初期時に貫通孔の最小径部分が導体で塞がる。よって，テーパー形状の有底穴ができる。このため，充填する穴の深さは，各テーパー形状の穴の高さである。これは，絶縁層のほぼ半分の厚さであり，さして深いものにはなっていない。よって，貫通穴を充填するための導体の量が少なくてすみ，表層に析出する導体はそれほど厚いものでない。このため，パターン形成時の精度が良い。

本発明によれば，絶縁層の厚さが比較的大きい層間接続構造を形成する際のビアホールの充填を容易にし，高密度なパターン形成ができる積層配線板およびその製造方法が提供される。

以下，本発明を具体化した実施の形態について，添付図面を参照しつつ詳細に説明する。

本実施の形態に係る積層配線板１０００は，図１に示す断面構造を有している。図１の積層配線板１０００は，導体層１００，２００と，層間絶縁層１０とを有する２層配線板である。導体層１００は，銅箔１１と銅めっき層４１とにより構成されている。導体層２００は，銅箔２１と銅めっき層４１とにより構成されている。勿論，各導体層には，適宜パターニングが施されている。層間絶縁層１０は板厚０．１５ｍｍ程度であり，銅箔１１，２１の厚さは１２μｍ〜１８μｍの範囲内である。

積層配線板１０００には，導体層１００と導体層２００との導通をとるためのビアホール１３が設けられている。ビアホール１３は，銅めっき層４１により充填されている。このため，導体層１００と導体層２００とは，銅めっき４１により導通がとられている。

ビアホール１３は，テーパー形状の頂部同士を付き合わせた形状であり，開口部の径が１００μｍ，最小径部１２の径が２０μｍ程度である。このテーパー形状の頂部同士を付き合わせた形状は，一般的な円筒状の貫通孔を充填したものとほぼ同様の機能を有し，最小径部１２を経由して導体層１００と導体層２００とを確実に導通する構造である。

次に，積層配線板１０００の製造プロセスを説明する。積層配線板１０００は，図２に示すような両面銅付き樹脂板１を出発材料として製造される。両面銅付き樹脂板１は，両面に銅箔１１，２１を有している。両面銅付き樹脂板１の樹脂部１０は，厚さ０．１５ｍｍ程度であり，銅箔１１，２１の厚さは１２μｍ〜１８μｍの範囲内である。次に，図３に示すように，両面銅付き樹脂板１の両面にある銅箔１１，２１をエッチングして穴１４，２４を開ける。穴１４，２４は，レーザ加工でビアホール１３を形成するためのものである。レーザ加工は，テーパー状の穴にする必要があるため，ラージウィンドウ法が適切である。なお，銅ダイレクトレーザ法でビアホール１３を形成する場合には，エッチングによる穴あけは必要ない。

次に，樹脂板１の両側にある穴１４，２４からレーザ加工により，テーパー形状の頂部同士を付き合わせた形状の穴１３を形成する。図４は，レーザ加工後の樹脂板１を示す図である。穴１３は，最小径部１２を経由して貫通した状態となっている。このとき，穴１３の開口穴径は１００μｍ程度である。一方，穴１３の最小径部１２の径は２０μｍ程度である。また，２つのテーパー形状の穴は，ほぼ同じ大きさであり，最小径部１２は樹脂板１の厚さ方向のほぼ中央にある。

次に，穴１３をフィルドめっきにより充填する。このとき，めっきの初期に，まず，穴１３の最小径部１２が塞がれる。これにより，有底のビアホールが２つできる。図５は，めっき初期の積層配線板１を示す図である。その後は，実質的に有底穴の充填といえる。図６は，充填後の積層配線板１を示す図である。穴（ビアホール）１３は，銅めっき層４１によって充填されている。このとき，ビアホール１３を充填するために必要な深さは，導体層１００もしくは導体層２００から最小径部１２までの深さでよい。よって，積層配線板１０００の厚さのほぼ半分にすぎないため，表層に析出する銅めっき層４１の厚さは僅かなものでしかない。また，つきまわり性の問題もほとんどない。その後，この状態の樹脂板１の銅めっき層４１および銅箔１１，２１をパターニングすることにより，積層配線板１０００（図１）が製造される。

以上詳細に説明したように本実施の形態では，まず，樹脂層１０の両面に銅箔１１，１２を有する両面銅付き樹脂板１に，テーパー形状の頂部同士を付き合わせた形状となる穴１３を形成することとしている。この穴１３は，最小径部１２で貫通している。そして，フィルドめっきにより穴１３を充填することとしている。その後で，樹脂板１の表裏層である銅めっき層４１および銅箔１１，２１に対して，回路パターンを形成することとしている。これにより，導体層１００と導体層２００とがビアホール１３により層間接続されている積層配線板１０００およびその製造方法が実現されている。

また，フィルドめっき時，穴１３の実質的な深さは，積層配線板１０００の厚さのおよそ半分になっている。このため，めっき量は少なくてすみ，表層に析出する銅めっき層４１もあまり厚くならない。さらに，銅めっき層４１形成時のつきまわり性の問題もない。これにより，パターン形成時の精度が良い。

また，本形態では，ドリルを使用せずにレーザ加工によりビアホール１３を形成している。このため，ビアホール１３の開口穴径は，１００μｍ程度とすることができる。これにより，高密度なパターン形成ができる積層配線板およびその製造方法を実現している。

なお，本実施の形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。例えば，銅箔１１，２１のない樹脂板を使用し，フィルドめっきによる銅めっき層４１のみにパターン形成をしてもよい。

また，出発材である樹脂板１は，銅箔なしの樹脂板もしくは片面銅箔付き樹脂板でもよい。この場合，銅箔に穴を開ける工程を行わなくてよい。

実施の形態に係る積層配線板の断面図である。 図１の積層配線板の製造途上の段階の断面図（工程１）である。 図１の積層配線板の製造途上の段階の断面図（工程２）である。 図１の積層配線板の製造途上の段階の断面図（工程３）である。 図１の積層配線板の製造途上の段階の断面図（工程４）である。 図１の積層配線板の製造途上の段階の断面図（工程５）である。 従来の形態に係る積層配線板の断面図である。

符号の説明

１０ 層間絶縁層
１１，２１ 銅箔
１３ ビアホール（穴）
４１ 銅めっき層
１００，２００ 導体層
１０００ 積層配線板

Claims (5)

1. 導体層と層間絶縁層とを交互に積層してなる積層配線板において，
   ある導体層と他のある導体層とを導通する層間接続箇所を有し，
   前記層間接続箇所は，絶縁層を両面からレーザ加工して形成したテーパー形状の貫通孔の頂部同士を付き合わせた形状であるとともに，当該貫通孔がめっきで充填されていることを特徴とする積層配線板。
2. 請求項１に記載する積層配線板において，
   前記層間接続箇所の最小径が，１０〜３０μｍの範囲内にあることを特徴とする積層配線板。
3. 導体層と層間絶縁層とを交互に積層してなる積層配線板の製造方法において，
   絶縁層を両面からレーザ加工して，テーパー形状の頂部同士を付き合わせた形状の貫通穴を形成する工程と，
   前記貫通穴をめっきで充填する工程とを含むことを特徴とする積層配線板の製造方法。
4. 請求項３に記載する積層配線板の製造方法において，
   前記レーザ加工は，銅ダイレクトレーザ法であることを特徴とする積層配線板の製造方法。
5. 請求項３に記載する積層配線板の製造方法において，
   前記レーザ加工は，ラージウィンドウ法であることを特徴とする積層配線板の製造方法。

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