JP5635613B2 - プリント回路基板及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、基板内部に埋め込まれた回路パターンを有するプリント回路基板及びその製造方法に関する。

高密度パターンの信頼性を向上させるために、ビアおよびパターンを絶縁層内に埋め込む技術が広く用いられてきている。埋め込み型プリント回路基板を製造する方法は大きく２つに分けられる。第１の方法は、先ず回路パターンを形成し、絶縁層にその回路パターンを埋め込み、回路パターンを形成するために使用したシード層を除去して最終的な回路を得る方法である。第２の方法は、回路形状に対応した凸パターンを備えた金型を作製し、その金型を用いて絶縁層に凹パターンを形成し、その凹パターンに導電材料を充填し、絶縁層の表面を研磨して最終的な回路を得る方法である。

図２は、回路パターンを形成し、絶縁層にその回路パターンを埋め込む前者の方法を示す。

具体的には、(ａ)ビアホール１４及び内部回路１２を備えたコア層１０を用意し、(ｂ)その裏面に付着したキャリアフィルム２４を備えたシード層２０上に回路パターン２２を形成することによりそれぞれ作製された２枚の基板を準備する。(ｃ)コア層１０の両面に、その２枚の基板を配置して圧着し、キャリアフィルムを除去する。(ｄ)ビアホールが形成される領域をＤＦＲ露光により決め、(ｅ)その領域に対応するシード層２０の部分を選択的に除去する。(ｆ)その後、シード層２０の除去された部分に表面銅メッキ５２を施し、(ｇ)ＤＦＲを用いて、シード層２０の所定の部分を選択的に除去して、ビアホール６０を形成する。(ｈ)ＤＦＲを剥離し、半田ペーストを塗布し、(ｉ)接続ビア５４及び接続パッド６２を形成する。

この方法は、上述したように、埋め込まれたパターンを形成するために、回路パターン２２が形成された基板を予め作製しなければならず、そのために、製造工程が複雑となり、生産性が低下する。

図１を参照して、従来の金型を用いる方式によれば、(ａ)絶縁樹脂を塗布した絶縁層２と金属金型１とを用意し、(ｂ)金属金型１を絶縁層２に圧着する。その後、(ｃ)金属金型を除去し、(ｄ)絶縁樹脂上にビアホール４を形成する。(ｅ)絶縁層２上に無電解銅メッキ層５を形成し、(ｆ)無電解銅メッキ層５上に電解銅メッキ層６を形成する。(ｇ)得られた基板の表面を研磨してプリント回路基板が完成する。

しかしながら、このような方式は、金型を用いて凹パターンを作製し、導電材料で凹パターンを充填する高度な技術を必要とする。従って、製造プロセスは非効率であり、長時間を要する。さらに、表面研磨が必須となり、それゆえ回路の精度が低下する。

本発明の目的は、絶縁層に埋め込まれた回路を備えた、高密度かつ信頼性が高いプリント回路基板を提供することにある。

本発明の他の目的は、埋め込みのための回路の製造工程を省略するために金型を使用し、シード層の形成のための工程を省略するためにシード層が結合された絶縁層を形成し、製造工程を簡略化するために表面研磨などの複雑な工程を排除するプリント回路基板の製造方法を提供することにある。

上述した目的を達成するために、一方の面に形成されたシード層と、内部に埋め込まれた少なくとも１つの金属パターンと、を有する第１絶縁層を形成する第１ステップと、第１絶縁層とベース基板との間に第２絶縁層を挿入させて、第１絶縁層と、内部回路を有するベース基板と、を積層する第２ステップと、を含む埋め込み型プリント回路基板の製造方法が提供される。

特に、上記の第１ステップは、ａ１)一方の面にシード層が形成された第１絶縁層に金型を用いて凹パターンを形成するステップと、ａ２)凹パターンに金属材料を充填するステップと、をさらに含んでもよい。さらに、ステップａ２)は、シード層が露出するように化学的又は物理的エッチングを行うステップをさらに含んでもよい。この場合、第１絶縁層の厚さと金型のパターンの厚さとが等しくてもよい。また、シード層の厚さは第１絶縁層の厚さ未満であってもよい。

なお、上記のステップａ２)では、露出したシード層を用いて電解又は無電解メッキで凹パターンに金属材料を充填してもよい。

ステップａ２)の前又は後に、第１絶縁層に粗面を形成するステップをさらに含んで、第２絶縁層の積層能力を高めるようにしてもよい。

なお、第２ステップでは、第１絶縁層、第２絶縁層、及び内部回路を備えたベース基板を順次積層し、その積層構造に熱及び圧力を加えるようにしてもよい。

上記の方法は、第２ステップの後に、第１絶縁層の一方の面に形成されたシード層を除去する第３ステップをさらに含んでもよい。上記の方法は、第３ステップの後に、プリント回路基板の所定の領域にビアホールを形成し、ビアホールを充填するステップをさらに含んでもよい。ビアホールは、プリント回路基板上にフォトレジストを塗布し、フォトレジストの露光、現像、及びエッチングによるフォトリソグラフィーを実行することにより形成されるようにしてもよい。

上述した製造方法により、次のような埋め込み型プリント回路基板が得られる。

埋め込み型プリント回路基板は、第１絶縁層の内部に埋め込まれた少なくとも１つの金属パターンと、第１絶縁層の下部に形成された第２絶縁層と、第２絶縁層の下部に形成され、第２絶縁層に内部に埋め込まれた内部回路パターンを備えるベース基板と、を含むことを特徴とする。

埋め込み型プリント回路基板は、第１絶縁層上に形成されたシード層をさらに含んでもよい。シード層は後で除去してもよい。

金属パターンの厚さは第１絶縁層の厚さを超えないようにしてもよい。埋め込み型プリント回路基板は、第２絶縁層内に埋め込まれた内部回路パターンと電気的に接続されたビアホールをさらに備えていてもよい。

本発明によると、絶縁層内に埋め込まれた回路を有するプリント回路基板が提供され、これにより高密度かつ信頼性が高いプリント回路基板が得られる。さらに、金型を用いてプリント回路基板が製造されるため、埋め込みのための回路製造工程、シード層の形成のための工程、及び表面研磨などの複雑な工程が省略され、製造工程を簡略化することができる。

従来のプリント回路基板の製造方法を示す図である。 従来のプリント回路基板の製造方法を示す図である。 本発明に係るプリント回路基板の製造方法を示す図である。 本発明に係るプリント回路基板の製造方法を示す図である。 本発明に係るプリント回路基板のビアホールの形成工程を示す図である。

本発明の埋め込み型プリント回路基板の製造方法は、一方の面に形成されたシード層と、内部に埋め込まれた少なくとも１つの金属パターンと、を有する第１絶縁層を形成する第１ステップと、第１絶縁層とベース基板との間に第２絶縁層を挿入させて、第１絶縁層と、内部回路を有するベース基板と、を積層する第２ステップと、を含む。シード層を除去するようにしてもよく、あるいはビアホール形成工程を加えてもよい。

本方法によって製造される埋め込み型プリント回路基板は、第１絶縁層の内部に埋め込まれた少なくとも１つの金属パターンと、第１絶縁層の下部に形成された第２絶縁層と、第２絶縁層の下部に形成され、第２絶縁層の内部に埋め込まれた内部回路パターンを備えたベース基板と、を含む。

(実施の形態)
以下、本発明の実施例が示された添付の図面を参照して本発明についてさらに詳細に説明する。明細書全体に亘って図中の同様の構成要素については同様の符号を付し、これについての重複説明は省略する。様々な構成要素を説明するために「第１」及び「第２」が使用されるが、構成要素はそれらの用語には限定されず、それらの用語は１つの構成要素を他の構成要素と区別するためにのみ用いられる。

図３および図４は、本発明に係るプリント回路基板の製造方法を示す。

本発明に係るプリント回路基板の製造方法は、一方の面に形成されたシード層と、内部に埋め込まれた金属パターンと、を有する第１絶縁層を形成する第１ステップと、第１絶縁層とベース基板との間に第２絶縁層を挿入させて、第１絶縁層と、内部回路を有するベース基板と、を積層する第２ステップと、を含む。第２ステップの後、シード層を除去してもよく、あるいはビアホール形成工程を加えてもよい。

１．第１絶縁層の形成ステップ
ステップＳ１では、一方の面にシード層１２０が形成された第１絶縁層１１０を形成する。所定の凸状の回路パターンを有する金型Ｐを用意し、第１絶縁層１１０と目合わせする。金型Ｐのパターンをフォトリソグラフィー、もしくはレーザ加工等により形成してもよい。

ステップＳ２では、金型Ｐの凸状の回路パターンと、シード層１２０が形成されていない第１絶縁層１１０の面とが互いに向き合うようにして、金型Ｐを第１絶縁膜１１０上に配置し、金型Ｐと第１絶縁層１１０とを圧着して、第１絶縁層１１０上に金型Ｐの回路パターンを刻印する。この場合、金型Ｐの回路パターンの最大の厚さは、第１絶縁層１１０の厚さに制限される。さらに、回路パターンの厚さは、第１絶縁層の厚さと等しくてもよい。さらに、シード層１２０の厚さは、第１絶縁層１１０の厚さと同一であるか、より薄くてもよい。

ステップＳ３において、金型は第１絶縁層１１０から分離され、第１絶縁層１１０に凹パターンが形成される。シード層１２０を露出するために、化学的又は物理的表面処理等の表面処理を追加して行ってもよい。

ステップＳ４において、第１絶縁層１１０の凹パターンは金属材料で充填される。

金属材料は、第１絶縁層１１０の一方の面に形成されたシード層１２０を用いて電解及び無電解メッキを施して充填することができる。第１絶縁層１１０の凹パターンは金属材料で充填されて金属パターン１３０が形成される。金属パターン１３０の厚さは、第１絶縁層１１０の厚さと等しくてもよい。特に、金属パターン１３０の厚さは第１絶縁層１１０の厚さ未満であってもよい。

特に、本方法は、第１絶縁層と、後に第１絶縁層上に形成される第２絶縁層２００との密着性を高めるために、第１絶縁層１１０のシード層が形成されていない面に粗面を形成するステップをさらに含んでもよい。粗面形成ステップは、ステップＳ１〜Ｓ４のうちいずれかに含ませてもよい。

２．第２絶縁層の積層ステップ
次いで、ステップＳ５において、第１絶縁層１１０の下部に、第２絶縁層２００と、内部回路３１０が形成されたベース基板３００と、を配置する。その後、ステップＳ６において、第２絶縁層２００とベース基板３００とを加熱圧着してプリント回路基板を形成する。ステップ６の後に、フォトリソグラフィーによりプリント回路基板の所定の領域にビアホールを形成し、ビアホールを充填するステップを加えてもよい。

図５は、図４に示したステップＳ６で形成されたプリント回路基板にビアホールを形成する工程を示す。

具体的には、ステップＳ７において、プリント回路基板の上部にフォトレジスト１４０を塗布し、ステップＳ８、９及び１０において、露光、現像、及びエッチングによりビアホールＨを形成する。ステップＳ１１及びＳ１２において、ビアホールに金属材料１６０を充填して導電性パスを形成する。その後、ステップＳ１３において、シード層を除去してもよい。

上述した製造工程により作製されたプリント回路基板の構造について説明する。

本発明の実施例によれば、プリント回路基板は、第１絶縁層の内部に形成された少なくとも１つの金属パターンと、第１絶縁層の下部に形成された第２絶縁層と、第２絶縁層の内部に埋め込まれた内部回路パターンを有するベース基板と、を含み、図４のステップＳ６で得られる。即ち、プリント回路基板は、２層の絶縁層を有する。この場合、シード層を第１絶縁層の上部に形成してもよい。さらに、上述したように、ビアホールを形成することにより導電性パスを形成した後、シード層を除去してもよい。

実施例を参照しながら本発明について具体的に説明してきたが、特許請求の範囲に規定された本発明の精神及び範囲から逸脱せずに、種々の変形を形式的に、及び詳細に実行可能であることが理解されるであろう。

Claims (14)

1. 一方の面に形成されたシード層と、内部に埋め込まれた少なくとも１つの金属パターンと、を有する第１絶縁層を形成する第１ステップと、
   前記第１絶縁層とベース基板との間に第２絶縁層を挿入させて、前記第１絶縁層と、内部回路を有する前記ベース基板と、を積層する第２ステップと、を含み、
   前記第１絶縁層は、
   前記シード層が外部に露出するように、前記第１絶縁層の他方の面が前記第２絶縁層に接触することにより前記第２絶縁層に積層されることを特徴とする埋め込み型プリント回路基板の製造方法。
2. 前記第１ステップは、
   ａ１)一方の面に前記シード層が形成された第１絶縁層に金型で凹パターンを形成するステップと、
   ａ２)前記凹パターンに金属材料を充填するステップと、
   を含む、請求項１に記載の埋め込み型プリント回路基板の製造方法。
3. 前記ステップａ２)は、前記シード層が露出するように化学的又は物理的エッチングを行うステップをさらに含む、請求項２に記載の埋め込み型プリント回路基板の製造方法。
4. 前記第１絶縁層の厚さが前記金型のパターンの厚さに等しい、請求項２または３に記載の埋め込み型プリント回路基板の製造方法。
5. 前記シード層の厚さが前記第１絶縁層の厚さ未満である、請求項２乃至４のいずれか一項に記載の埋め込み型プリント回路基板の製造方法。
6. 前記ステップａ２)は、前記の露出したシード層を用いて電解又は無電解メッキで前記凹パターンに前記金属材料を充填するステップである、請求項４または５に記載の埋め込み型プリント回路基板の製造方法。
7. 前記ステップａ２)の前又は後に、前記第１絶縁層に粗面を形成するステップをさらに含む、請求項２乃至６のいずれか一項に記載の埋め込み型プリント回路基板の製造方法。
8. 前記第２ステップは、前記第１絶縁層、前記第２絶縁層、及び前記内部回路を備えた前記ベース基板を順次積層し、前記の積層構造に熱及び圧力を加えるステップである、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の埋め込み型プリント回路基板の製造方法。
9. 前記第２ステップの後に、前記第１絶縁層の一方の面に形成された前記シード層を除去する第３ステップをさらに有する、請求項８に記載の埋め込み型プリント回路基板の製造方法。
10. 前記第３ステップの後に、前記プリント回路基板の所定の領域にビアホールを形成し、前記ビアホールの内部を充填するステップをさらに含む、請求項９に記載の埋め込み型プリント回路基板の製造方法。
11. 前記ビアホールは、前記プリント回路基板上にフォトレジストを塗布し、前記フォトレジストの露光、現像、及びエッチングによるフォトリソグラフィーを実行することにより形成される、請求項１０に記載の埋め込み型プリント回路基板の製造方法。
12. 第１絶縁層の内部に埋め込まれた少なくとも１つの金属パターンと、
    前記第１絶縁層の下部に形成された第２絶縁層と、
    前記第２絶縁層の下部に形成され、前記第２絶縁層の内部に埋め込まれた内部回路パターンを備えるベース基板と、を含み、
    前記第１絶縁層の一方の面にはシード層が形成され、
    前記第１絶縁層は、
    前記シード層が外部に露出するように、前記第１絶縁層の他方の面が前記第２絶縁層に接触することにより前記第２絶縁層に積層されることを特徴とする埋め込み型プリント回路基板。
13. 前記金属パターンの厚さは前記第１絶縁層の厚さを超えない、請求項１２に記載の埋め込み型プリント回路基板。
14. 前記第２絶縁層内に埋め込まれた前記内部回路パターンと電気的に接続されたビアホールをさらに備える、請求項１２または１３に記載の埋め込み型プリント回路基板。

Images