JP6819268B2 - 配線基板、多層配線基板、及び配線基板の製造方法 - Google Patents

配線基板、多層配線基板、及び配線基板の製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、配線基板、多層配線基板、及び配線基板の製造方法に関する。
従来の多層プリント配線板の製造方法としては、配線形成された導体層(配線層)と絶縁層(層間絶縁層)とを交互に積み上げていく、ビルドアップ方式が広く用いられている。ビルドアップ方式における層間導通および配線形成は、メカニカルドリルによる貫通孔形成、貫通孔内壁へのめっき、樹脂充填、必要に応じて蓋めっきを行い、続いてサブトラクティブ工法により実施するのが一般的である。
また近年、電子機器の小型化・高性能化に伴い、電子部品を実装する多層プリント配線板も導体配線の微細化・高精度化が望まれている。このような中、貫通孔形成、貫通孔内壁へのめっきを従来と同様に行い、配線形成をセミアディティブ工法により行う技術が提案されている(特許文献1及び2参照)。セミアディティブ工法は、サブトラクティブ工法よりも微細なパターンを形成することが可能な工法である。
国際公開第2005/022970号 特許第5565951号公報
しかしながら、従来の工法には以下のような問題点があった。
すなわち、特許文献1記載の技術では、絶縁層から成る基板にスルーホールを形成し、めっきにより表裏の導通を形成し、サブトラクティブ工法によるスルーホールランド形成を行い、感光性樹脂によってスルーホールの穴埋め樹脂充填を行い、その上にあらためてセミアディティブ工法により蓋めっきおよび配線の形成を行う。この方法で形成される多層プリント配線板は、一般的に10〜15μmより厚いめっき導体、一般的に10〜20μmが基板の表面及び裏面に被着されるため、薄型化の困難な構造となる。また、基板表裏の導体厚が厚くなることにより、サブトラクティブ工法における配線形成のためのエッチング量が嵩むことでエッチングレジストの下に回りこむ形のサイドエッチング量も大きくなり、配線の微細化を妨げることになる。
また、スルーホールに充填した感光性樹脂の硬化収縮量によっては、スルーホール開口部周囲の樹脂が突出したままになるか、スルーホールランドと比べて凹んでしまう。この上に形成するビルドアップ層において、スルーホール上にビアを形成する場合、この凹凸はビア形成不良につながり接続不良の原因になる。
また、スルーホールランドの上にセミアディティブ工法による蓋めっきをどのように重ねるかについては、特許文献1においては考慮されていないが、特許文献2のようにスルーホールランドを被覆するかたちでセミアディティブ工法による蓋めっきを形成する構造が提案されている。この構造においては、ある位置精度をもって形成されるスルーホールに対して、サブトラクティブ工法のフォトリソグラフィの位置合わせ精度およびエッチングによる配線細りを考慮した大きさにスルーホールランドを形成し、さらにその上にセミアディティブ工法における配線形成精度を考慮した蓋めっきを重ねるため、最終的に形成されるランドのサイズは、それぞれの工程のマージンの分大きくなるため、配線の微細化を妨げることになる。
そこで、本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、スルーホール(貫通孔)の穴埋めと微細な配線パターンの形成を容易に両立できるようにした配線基板、多層配線基板、及び配線基板の製造方法の提供を目的とする。
上記課題を解決するため、発明者は鋭意研究を行った。すなわち、スルーホールの狭ピッチ化のための障害のうち配線形成エッチング時のサイドエッチング量が嵩むことに対して、これを低減させるため該当のエッチングを蓋めっき前に行うこと、またスルーホールランド自体の厚みを薄くする構成を採用した(図7(b)におけるスルーホールランド25の厚みT1を図6(b)におけるスルーホールランド125の厚みより薄くする)。図6および図7に示すサイドエッチング量S1とS2の関係がS1>S2となる。サイドエッチング量が嵩むとスルーホールランド径のばらつきも大きくなるが、本発明の構成だとサイドエッチング量が小さく抑えられるため、スルーホールランド径のばらつきも小さく抑えられる。図6及び図7については、後に詳述する。
また、スルーホール周辺を覆う導体パターンの小径化に関しては、スルーホール形成・スルーホールランド形成・蓋めっき導体形成それぞれの内外の位置関係を精査し、比較的位置精度の低いスルーホールに対して、形成される径のばらつきの一番大きなスルーホールランドを最も大きく被せる構成を採用することにより、位置合わせ不良による接続信頼性の低下を抑制しつつ小径化が実現できることを知見した。
すなわち、本発明の一態様に係る配線基板は、絶縁材と、前記絶縁材の表面及び裏面の間を貫通するスルーホールと、前記スルーホールの壁面に設けられて、前記スルーホールの表面側開口部と裏面側開口部とを導通させるスルーホール導体と、前記表面側開口部の周囲及び前記裏面側開口部の周囲のそれぞれに設けられるとともに、前記スルーホール導体に接続されるスルーホールランドと、前記絶縁材の表面側及び裏面側のそれぞれに設けられるとともに、前記スルーホールランド上に載置される蓋めっき導体と、前記絶縁材の表面及び裏面のそれぞれに形成された配線パターンとを備え、前記スルーホールランドの厚みは1.0μm以上10.0μm以下であり、 前記蓋めっき導体の面積は前記スルーホールランドの面積より小さいことを特徴とする。
本発明の別の態様に係る多層配線基板は、上記の配線基板と、前記配線基板の表面及び裏面のうち少なくとも一方の面側において、交互に積層された絶縁層及び導体層と、を備えることを特徴とする。
本発明のさらに別の態様に係る配線基板の製造方法は、絶縁材の表面及び裏面の間を貫通するスルーホールを形成する工程と、前記スルーホールの壁面に、前記スルーホールの表面側開口部と裏面側開口部とを導通させるスルーホール導体を形成する工程と、前記絶縁材の前記表面側開口部の周囲と前記裏面側開口部の周囲とのそれぞれに、前記スルーホール導体に接続されるスルーホールランドを形成する工程と、セミアディティブ工法によって、前記絶縁材の表面側及び裏面側のそれぞれに、前記スルーホールランド上に載置される蓋めっき導体及び配線パターンを形成する工程と、を備え、前記スルーホールランドの厚みを1.0μm以上10.0μm以下にするとともに、前記蓋めっき導体の面積はスルーホールランドの面積よりも小さくすることを特徴とする。
本発明の一態様によれば、スルーホールの穴埋めと微細な配線パターンの形成を容易に両立することができる。
本発明の一実施形態に係る配線基板の部分断面図である。 図1に示す配線基板の製造工程を示し、(a)は絶縁材の表面及び裏面のそれぞれに銅箔が形成された基板を準備する工程を示す断面図、(b)は基板の所望の位置にスルーホールを形成する工程を示す断面図、(c)は基板の表面及び裏面の全面及びスルーホールの壁面に導体を形成する工程を示す断面図である。 図1に示す配線基板の製造方法を示し、(a)は図2(c)で示す工程に続いてスルーホールに穴埋め樹脂を充填する工程を示す断面図、(b)は基板の表面側及び裏面側のそれぞれにおいて表層導体の厚みT1を1.0〜10μmとする工程を示す断面図、(c)は基板の表面側及び裏面側のそれぞれにおいてエッチングレジストを形成する工程を示す断面図である。 図1に示す配線基板の製造方法を示し、(a)は図3(c)で示す工程に続いて基板の表面側及び裏面側のそれぞれにおいて表層導体のエッチングレジストで覆われていない部分の銅をエッチング除去するとともにエッチングレジストを除去し、スルーホール導体及びスルーホールランドを形成する工程を示す断面図、(b)は基板の表面側及び裏面側のそれぞれにおいて無電解銅めっきを形成する工程を示す断面図、(c)は基板の表面側及び裏面側のそれぞれにおいてめっきレジストを形成する工程を示す断面図である。 図1に示す配線基板の製造方法を示し、(a)は図4(c)で示す工程に続いて基板の表面側及び裏面側のそれぞれにおいて電解銅めっき処理を施すとともに、めっきレジストを除去し、蓋めっき導体及び配線パターンを形成する工程を示す断面図、(b)は基板の表面側及び裏面側のそれぞれにおいて、無電解銅めっきのうち、蓋めっき導体及び配線パターンから露出している部分をエッチング除去する工程を示す断面図である。 従来の配線基板の製造工程を示し、(a)はスルーホールに穴埋め樹脂を充填した基板の表面側及び裏面側において表層導体の厚みを所定の厚みにした後、蓋めっき導体となる電解銅めっき処理を施し、更に、エッチングレジストを形成する工程を示す断面図、(b)は基板の表面側及び裏面側において無電解銅めっき及び表層導体のエッチングレジストで覆われていない部分の銅をエッチング除去し、スルーホールランド及び蓋めっき導体を形成する工程を示す断面図である。 図1に示す配線基板の、図6に対比した製造工程を示し、(a)はスルーホールに穴埋め樹脂を充填した基板の表面側及び裏面側において表層導体の厚みを1.0〜10μmとした後、エッチングレジストを形成する工程を示す断面図(図3(c)と同様の断面図)、(b)は基板の表面側及び裏面側のそれぞれにおいて表層導体のエッチングレジストで覆われていない部分の銅をエッチング除去し、スルーホールランドを形成する工程を示す断面図(図4(a)においてエッチングレジストを除去していない状態の断面図)である。
以下、本発明の好適な実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
<実施形態>
本発明の一実施形態に係る配線基板は、図1に示されており、この配線基板は、平板形状を有する絶縁材2と、絶縁材2の表面(図1における上側の面)及び裏面の間を貫通するスルーホール21と、スルーホール21の壁面に設けられて、スルーホール21の表面側開口部と裏面側開口部とを導通させるスルーホール導体24と、表面側開口部の周囲及び裏面側開口部の周囲のそれぞれに設けられるとともに、スルーホール導体24に接続されるスルーホールランド25と、絶縁材2の表面側及び裏面側のそれぞれに設けられるとともに、スルーホールランド25上に載置される蓋めっき導体28とを備えている。
ここで、スルーホールランド25は、絶縁材2の表面あるいは裏面上に形成された銅箔25a及び銅箔25a上に形成された銅製の導体25bで構成され、スルーホール導体24からスルーホール21の表面側開口部あるいは裏面側開口部の周囲に延びるように形成されている。
このスルーホールランド25の厚みT1は、1.0μm以上10.0μm以下である。また、蓋めっき導体28の面積はスルーホールランド25の面積より小さくなっている。
スルーホールランド25の厚みT1を1.0μm以上10.0μm以下とすることにより、サブトラクティブ工法のエッチング量、サイドエッチング量を低減することができ、これにより、スルーホールランド25の直径のばらつきを抑制でき、配線の微細化を図ることができる。スルーホールランド25の厚みT1が1.0μmを下回ると、その後の工程のエッチングによりスルーホールランド25が大きく形を崩してしまう恐れがある。一方、スルーホールランド25の厚みT1が10μmよりも大きいと、サブトラクティブ工法のエッチング量を低減することによる配線の微細化効果が小さくなる。また、蓋めっき導体28の面積をスルーホールランド25の面積より小さくすることにより、スルーホールの周辺を覆う導体パターンを小型化することができきる。
また、スルーホール21の内部には、充填された穴埋め樹脂(樹脂)22を備え、この穴埋め樹脂22とスルーホール21の壁面との間にスルーホール導体24が介在するようになっている。
そして、絶縁材2の表面及び裏面のそれぞれには、導電性を有する配線パターン29が形成されている。この配線パターン29の幅は2.0μm以上25μm以下となっている。そして、絶縁材2の表面及び裏面のそれぞれにおいて、配線パターン29と配線パターン29に隣接する間隙部とを含み、且つスルーホールランド25を含まない領域の、絶縁材2の表面及び裏面のそれぞれにおける導体面積率、つまり、絶縁材2の表面及び裏面におけるスルーホールランド25を含まない領域における配線パターン29の導体面積率は、50%以下となっている。
配線パターン29の幅を2.0μmよりも小さくすると、寸法のばらつきが大きくなり、配線パターン29を高精度に形成することが困難である。一方、配線パターン29の幅が25μmよりも大きかったり、前述の配線パターン29の導体面積率が50%よりも大きいと、蓋めっき導体28と配線パターン29との電流集中の度合いの差が小さく、蓋めっき導体28の導体厚と配線パターン29の導体厚との差が生じ難いため、望ましくない。
なお、図1において、符号4は、無電解銅めっきであり、絶縁材2と配線パターン29との間及びスルーホールランド25と蓋めっき導体28との間に形成される。
次に、図1に示す配線基板の製造方法について、図2乃至図5を参照して説明する。
配線基板の製造に際し、先ず、図2(a)に示すように、まず、絶縁材2の表面及び裏面のそれぞれに銅箔1が形成された基板を用意する。この基板は、銅箔1、絶縁材2、銅箔1をこの順に重ねて熱圧着処理を行うことにより形成することができる。銅箔1はエッチング等により0.1〜6μm厚まで薄化する。この銅箔1は、後の工程で前述のスルーホールランド25を構成する銅箔25aとなる。
次に、図2(b)に示すように、メカニカルドリルによって、基板の所望の位置にスルーホール21を形成する。ドリルビットのサイズの制約上、スルーホール21の直径D1は75μm〜300μm程度である。
続いて、図2(c)に示すように、基板の表面及び裏面の全面とスルーホール21の壁面に厚さ0.5〜1.0μm程度無電解銅めっき処理を行った後、電解銅めっき処理にて、基板の表面及び裏面の全面とスルーホール21の壁面とに5〜20μm程度の導体3を形成する。この導体3により、スルーホール21の表面側開口部と裏面側開口部とが導通する。導体3は、後の工程でスルーホール導体24及びスルーホールランド25を構成する銅製の導体25bとなる。
次に、図3(a)に示すように、導体3で導通させたスルーホール21に、スクリーン印刷工法などにより穴埋め樹脂22を充填する。穴埋め樹脂22を印刷後にキュアすると、穴埋め樹脂22は硬化収縮により縮む。このため、穴埋め樹脂22は基板の表面側及び裏面側にそれぞれ5μm以上張り出すように印刷する。
次に、基板の表面側及び裏面側にそれぞれ物理研磨を実施する。これにより、図3(b)に示すように、基板の表面側及び裏面側のそれぞれにおいて、表層導体(すなわち、銅箔1及び導体3)の厚みT1を1.0〜10μmとする。この厚みT1は、前述のスルーホールランド25の厚みT1であり、1.0μmを下回ると、その後の工程のエッチングによりスルーホールランド25が大きく形を崩してしまう恐れがある。また、厚みT1は10μmを超えると、本発明の効果である、サブトラクティブ工法のエッチング量を低減することによる配線の微細化効果が小さくなる。発明の効果を得るには、厚みT1は4μm〜8μmであることがより望ましい。
次に、図3(c)に示すように、基板の表面側及び裏面側のそれぞれにおいて、スルーホール21とその周囲の領域を覆い、それ以外の領域を露出させるエッチングレジスト23を形成する。エッチングレジスト23は、ドライフィルム状のものをラミネータによって貼りあわせ、露光・現像することによりパターン形成する。
続いて、表層導体(銅箔1及び導体3)のエッチングレジスト23で覆われていない部分の銅をエッチング除去し、その後、図4(a)に示すようにエッチングレジスト23を除去し、スルーホール導体24及びスルーホールランド25を形成する。エッチング液としては、下地の樹脂との相性により、塩化銅、塩化鉄、過酸化水素・硫酸系、過硫酸ナトリウム等の薬液から選択できる。スルーホールランド25の直径D2は、図2(b)に示したスルーホール21の直径(D1)よりも70μm以上大きく仕上がるようにする。
次に、図4(b)に示すように、スルーホール導体24及びスルーホールランド25が形成された基板の表面側及び裏面側に、この後に行うパターンめっきの給電層として、無電解銅めっき4を形成する。無電解銅めっき4の厚みは0.2〜0.9μm程度で充分である。必要に応じて絶縁材2の表面及び裏面には無電解銅めっき4のつきまわりがよいプライマーレジンを設けておく。
次に、図4(c)に示すように、基板の表面側及び裏面側のそれぞれにめっきレジスト5を形成する。このめっきレジスト5は、セミアディティブ工法のマスクに用いられる。セミアディティブ工法では、所望のパターンを形成する予定領域をめっきレジスト5下から露出させ、所望のパターンを形成する予定領域以外の領域はめっきレジスト5で被覆する。
図4(c)に示すレジスト開口部26、27は、めっきレジスト5に形成された開口部である。レジスト開口部26は、蓋めっき導体28を形成する予定領域である。レジスト開口部26の直径D3は、スルーホールランド25の直径(すなわち、スルーホールランド径)よりも30μm程度小さくする。これにより、蓋めっき導体28はスルーホールランド25上からはみ出すことなく形成することができる。また、レジスト開口部27は、配線パターン29を形成する予定領域である。
次に、めっきレジスト5が形成された基板に電解銅めっき処理を行う。これにより、レジスト開口部26、27内に蓋めっき導体及び配線パターンを形成する。レジスト開口部26内に形成された電解銅めっきが蓋めっき導体28であり、レジスト開口部27内に形成された電解銅めっきが配線パターン29である。その後、図5(a)に示すように、めっきレジストを除去する。
その後、図5(b)に示すように、無電解銅めっき4のうち、蓋めっき導体28や配線パターン29下から露出している部分をエッチング除去する。これにより、図1に示す本発明の一実施形態に係る配線基板が完成する。
セミアディティブ工法により、幅方向の寸法が20μmを下回るような微細な配線パターン29を形成する場合、電解めっき時に電流が集中し、配線パターン29の厚みT2が厚くなる。これに対し、直径140μmを超えるような比較的大きい蓋めっき導体28を形成する場合、電流は集中しないため、蓋めっき導体28のめっき厚T3は比較的薄くなる。一般的に配線パターン29の厚みT2と蓋めっき導体28のめっき厚T3との差は、めっき浴の特性によって決まるが、スルーホールランド25の厚みT1を調整することで、スルーホール周りの導体の高さT4を調整することができる。
すなわち、本発明の実施形態においては、予め設けたスルーホールランド25が厚みT1で存在する。このため、スルーホールランド25の厚みT1と無電解銅めっき4の厚みと蓋めっき導体28のめっき厚T3とを加えた厚み(すなわち、T4の厚み)で、スルーホール周りの導体を形成することができる。また、スルーホール21上に限らず、例えばグランド導体パターン中の任意の位置に、図3(c)に示したエッチングレジスト23を形成することで、任意の位置における導体の厚みをスルーホールランド25の厚みT1分底上げすることが可能である。
この後は、配線基板の表面及び裏面のうち少なくとも一方の面側において、絶縁層と導体層とを交互に積層する。また、この積層の過程で、層間導通形成・回路形成を行う工程を適宜繰り返す。これにより、多層配線基板(多層プリント配線板)が完成する。
<実施形態の効果>
本発明の実施形態によれば、スルーホールランドになる導体が薄い(T1)ためスルーホールランド形成のためのエッチング量が抑えられ、スルーホールを従来より狭ピッチで形成することが出来る。
これについて、図6及び図7を参照して説明する。
図6には、従来の配線基板の製造工程が示されており、図6(a)は絶縁材102に形成されたスルーホール121に穴埋め樹脂122を充填した基板の表面側及び裏面側において表層導体(銅箔101及び銅製の導体103)の厚みを所定の厚みにした後、蓋めっき導体128となる無電解銅めっき104処理を施し、更に、エッチングレジスト123を形成する工程を示している。そして、図6(a)に示す状態から図6(b)に示すように、基板の表面側及び裏面側において無電解銅めっき104及び表層導体(銅箔101及び銅製の導体103)のエッチングレジスト123で覆われていない部分の銅をエッチング除去し、スルーホールランド125及び蓋めっき導体128を形成する。図6(b)において、符号125aは、スルーホールランド125を形成する銅箔、符号125bは銅箔25a上に形成された銅製の導体である。
ここで、無電解銅めっき104及び表層導体(銅箔101及び銅製の導体103)のエッチングレジスト123で覆われていない部分の銅をエッチング除去する際に、エッチングレジスト123の下の銅の部分の厚みは、スルーホールランド125の厚みと蓋めっき導体128の厚みとを加えた厚みT11となる。
これに対して、図7には、本実施形態の図1示す配線基板の、図6に対比した製造工程が示されており、図7(a)はスルーホール21に穴埋め樹脂22を充填した基板の表面側及び裏面側において表層導体(銅箔1及び銅製の導体3)の厚みを1.0〜10μmとした後、エッチングレジスト23を形成する工程を示している。そして、図7(a)に示す状態から図7(b)に示すように、基板の表面側及び裏面側のそれぞれにおいて表層導体(銅箔1及び銅製の導体3)のエッチングレジスト23で覆われていない部分の銅をエッチング除去し、スルーホールランド25を形成する。
ここで、表層導体(銅箔1及び銅製の導体3)のエッチングレジスト23で覆われていない部分の銅をエッチング除去する際に、エッチングレジスト23の下の銅の部分の厚みは、スルーホールランド25の厚みT1である。このスルーホールランド25の厚みT1は、従来のスルーホールランド125の厚みと蓋めっき導体128の厚みとを加えた厚みT11よりも薄いのみならず、1.0〜10μmであり、スルーホールランド125自体の厚みよりも薄くなっている。
このため、図6(b)及び図7(b)を対比して示すように、本実施形態におけるサイドエッチング量S2が従来のサイドエッチング量S1よりも小さくなり、本実施形態においてはスルーホールランド形成のためのエッチング量が抑えられ、スルーホールを従来より狭ピッチで形成することが出来る。
また、本実施形態においては、蓋めっき導体28及び配線パターン29の形成をセミアディティブ工法で行う。これにより、配線・間隙の幅が30μmを下回るような、従来よりも微細な配線パターン29を形成することができる。
また、本実施形態においては、蓋めっき導体28及び配線パターン29を形成する前に、予め、スルーホール21の周りに厚みT1の表層導体を形成しておく。これにより、めっき時に電流が集中してめっき厚が厚くなりがちな配線パターン29に対して、電流の集中度合いが小さくてめっき厚が薄くなりがちな蓋めっき導体28と、ベタ部の(絶縁材2の表面又は裏面からの)各高さを高くすることができる。このため、配線パターン29の厚みT2、スルーホール21の回りの導体厚、ベタ部の間で、高さのばらつきを小さくすることができる。
また、本実施形態においては、導体3で導通させたスルーホール21に、スクリーン印刷工法などにより穴埋め樹脂22を充填する。このとき、穴埋め樹脂22は基板の表面側及び裏面側にそれぞれ5μm以上張り出すように印刷する。その後、穴埋め樹脂22をキュアし、研磨する。この研磨により、穴埋め樹脂22と導体3の高さが揃う。これにより、スルーホールランド25がおおきく凹んだり突出することがない。したがって、スルーホールランド25と、その上に形成されるビルドアップ層とのビア接続不良を少なくすることができる。
以上より、スルーホール21の穴埋めと微細な配線パターン29の形成を容易に両立することができる。その結果、完成品として実装性が高く微細な配線を有する配線基板と多層プリント配線板とを高い収率で製造することができる。
<その他の実施形態>
以上説明した本発明の実施形態は単なる例示に過ぎず、本発明を限定するものではない。したがって本発明は、その要旨を逸脱しない範囲での改変が可能である。
例えばスルーホール21をレーザー加工によって形成してもよいし、スルーホール21の穴埋めの充填材に導電性ペーストを使用してもよい。また、エッチングレジスト23およびめっきレジスト5は液状のものをスピンコートやロールコートによって基板上に形成してもよい。また、図4(b)の無電解銅めっき4と穴埋め樹脂22との密着性が悪い場合、図4(a)に示す基板全面に樹脂粗化処理を行ってもよい。
(実施例)
下記に示す工程で、配線基板を作成した。
両面銅張積層板として絶縁材2にガラスクロスにエポキシ樹脂を含浸漬したもの(絶縁層厚800μm プライマーレジンつき銅箔厚12μm)を使用し、両面に過酸化水素・硫酸系エッチング液により銅箔1の厚みを3μmまで薄化した(図2(a))。
次に、基板の所望の位置にメカニカルドリルにより直径105μmのスルーホール21を形成した(図2(b))。
続いて、過マンガン酸ナトリウムを含む水溶液によりスルーホール21内のデスミア処理を行ったのち、無電解銅めっきにより0.5μm厚の銅薄膜(導体3)を基板全面に形成し、スルーホールめっき用のハイスロー浴を使用して電解銅めっきを厚さ10μm分実施した(図2(c))。
さらに、スルーホール21内に穴埋め専用の絶縁樹脂(穴埋め樹脂22)をスクリーン印刷機によって埋め込み(図3(a))、ベルトサンダー装置により両面を平滑に研磨し、導体厚(T1)を3μmとした(図3(b))。
そして、基板両面に、エッチングレジスト23として、厚さ15μmのドライフィルムレジストをホットロールラミネータによりラミネートし、ガラスマスク、密着露光機によりパターン露光した(メーカー推奨露光量にて)。
続いて、コンベア・スプレー装置による現像(ブレイクポイントの2.5倍時間処理)(図3(c))、塩化第二銅を使用したスプレーエッチング(ジャストエッチング)、同じくスプレーによるレジスト剥離(リフティングポイントの4倍時間処理)を一貫ラインにより実施し、図4(a)のようにスルーホールランド25を形成した。
基板全面に過マンガン酸ナトリウム水溶液を施して穴埋め樹脂22の表面を粗化し、セミアディティブ用無電解銅めっきを20分間実施し、1.0μm厚の無電解銅めっき4を形成した(図4(b))。
めっきレジスト5としてドライフィルム(25μm厚 高解像度品)をホットロールラミネータにより貼り付け、ステッパー露光機により露光し(メーカー推奨露光量)、コンベア・スプレー装置により現像(ブレイクポイントの2.5倍時間処理)を行った(図4(c))。
次いで、パターンめっき用電解銅めっき装置を用いてパターンめっきを行い、スプレー装置を用いて剥離(アミン系剥離液 リフティングポイントの4倍処理)を行い、蓋めっき導体28及び配線パターン29を形成した(図5(a))。
続いて、給電層の無電解銅めっき4を過酸化水素・硫酸系エッチング液により除去した(図5(b))。
以上の方法で形成した配線基板は、広いスペースの中に独立して敷設されている配線パターン29(図5(b)参照)を配線/間隙=10/10μmの設計通りに形成することができた。また、蓋めっき導体28(図5(b)参照)を、直径180μmの設計通りに形成することができた。配線パターン29の高さ(すなわち、無電解銅めっき4の厚みと配線パターン29の厚みT2との和)は18μm、スルーホールランド25と蓋めっき導体28の高さの合計T4は19μmに仕上がった。
1mm方眼程度に局所的にみて銅面積率50%を下回る部分の配線パターン29の厚みT2と、広い面積をもつ蓋めっき導体28の厚みT3については、通常のビアフィル・パターンめっき用電解銅めっき装置で15μm程度形成すると、蓋めっき導体28の厚みT3に比べて配線パターン29の厚みT2の方が3〜4μm程度厚くなる。しかし、本例ではスルーホール部分に合計4μmのスルーホールランド25の厚みT1を追加することで、蓋めっき導体28の高さT4を、配線パターン29の高さ(すなわち、無電解銅めっき4の厚みと配線パターン29の厚みT2との和)に近づけることができた。
以上により、スルーホール21と微細な配線パターン29が形成されており、ビルドアップ層の下地として平坦性の高い、多層プリント配線板のコア層(配線基板)を作製することができた。
(比較例1)
なお、スルーホールランド25の厚みT1に関して、1.0μmを下回るような研磨を行うことは可能だが、本発明の実施形態の効果である厚みT4の制御の効果がなくなるため、これを採用することは不可能であった。
(比較例2)
また、スルーホールランド25の厚みT1が10μmを超えると、そのパターンがめっきレジスト形成時にロール表面に傷をつける可能性があり、またパターンめっき時に前記厚みT4が25μmを超えて、めっきレジストの解像度が犠牲になる懸念がある。そのため、本発明における実用に適さないものであった。
(比較例3)
また、スルーホールランド25の直径D2<レジスト開口部26の直径D3となるような設計は、スルーホールピッチを狭くできる本発明の主旨を逸脱するため推奨されないうえ、セミアディティブ工法におけるめっき時に、めっきレジスト5とスルーホールランド25の間を充分にとらないと、ごく狭い隙間が生じてめっき液の交換不良のためめっき導体が形成されない不具合が発生するため、本発明において採用することはできない。
(比較例4)
また、図5(a)において、配線パターン29の幅W2やW4が25μmより大きくなるような設計、またはセミアディティブのみによって形成される配線パターン29の導体面積率、たとえば図5(a)に示す(W2+W4)/(W1+W2+W3+W4+W5)の百分率が50%より大きくなる設計は、蓋めっき導体28と配線パターン29との電流集中の度合いの差が小さく、導体厚に差が生じないため、本発明において、これを採用することは推奨されない。
(結論)
実施例と比較例1〜4とを比較して、表層導体の研磨後の厚み(スルーホールランド25の厚み)T1は、1.0以上、10μm以下である必要がある、ということがわかった。
また、蓋めっき導体28をセミアディティブ工法で形成する場合、蓋めっき導体28の直径D4はスルーホールランド25の直径D2より小さい(D2>D4)ことが必要である、ということがわかった。
また、配線パターン29の幅W2やW4は25μm以下である必要がある、ということがわかった(なお、W2やW4は2.0μm以上であることが好ましい。W2やW4が2.0μm未満の場合、寸法のばらつきが大きくなり、高精度に形成することが困難なためである。)。
また、例えば図5(a)に示す領域Aにおいて、導体面積率は50%以下である必要がある、ということがわかった。なお、領域Aは、配線パターン29とこれに隣接する間隙部とを含み、且つ蓋めっき導体28を含まない領域である。間隙部は、断面視で互いに隣り合う配線パターン29間の隙間や、互いに隣り合う配線パターン29と蓋めっき導体28との間の隙間である。
1 銅箔
2 絶縁材
3 導体
4 無電解銅めっき
5 めっきレジスト
21 スルーホール
22 穴埋め樹脂
23 エッチングレジスト
24 スルーホール導体
25 スルーホールランド
25a 銅箔
25b 導体
26 レジスト開口部
27 レジスト開口部
28 (セミアディティブ工法によって形成された)蓋めっき導体
29 (セミアディティブ工法によって形成された)配線パターン
101 銅箔
102 絶縁材
103 導体
104 無電解銅めっき
121 スルーホール
122 穴埋め樹脂
123 エッチングレジスト
124 スルーホール導体
125 スルーホールランド
125a 銅箔
125b 導体
128 蓋めっき導体
A 領域(配線パターンと間隙部とを含み、且つ蓋めっき導体を含まない
領域)
D1 スルーホールの直径
D2 スルーホールランドの直径
D3 レジスト開口部の直径
D4 蓋めっき導体の直径
S1 従来工法のサイドエッチング量
S2 本発明でのサイドエッチング量
T1 スルーホールランドの厚み(研磨後の表層導体(銅箔1及び導体3)の厚み)
T2 配線パターンの厚み
T3 蓋めっき導体の厚み
T4 蓋めっき導体の高さ(T1と無電解銅めっき4の厚みとT3とを加
えた厚み)
T11 スルーホールランドの厚みと蓋めっき導体の厚みとを加えた厚み
W1、W3、W5 間隙部の幅
W2、W4 配線パターンの幅

Claims (5)

  1. 絶縁材と、前記絶縁材の表面及び裏面の間を貫通するスルーホールと、前記スルーホールの壁面に設けられて、前記スルーホールの表面側開口部と裏面側開口部とを導通させるスルーホール導体と、前記表面側開口部の周囲及び前記裏面側開口部の周囲のそれぞれに設けられるとともに、前記スルーホール導体に接続されるスルーホールランドと、前記絶縁材の表面側及び裏面側のそれぞれに設けられるとともに、前記スルーホールランド上に載置される蓋めっき導体と、前記絶縁材の表面及び裏面のそれぞれに形成された配線パターンとを備え、
    前記スルーホールランドの厚みは1.0μm以上10.0μm以下であり、前記蓋めっき導体の面積は前記スルーホールランドの面積より小さく、かつ前記蓋めっき導体は、前記スルーホールランド上からはみ出すことなく形成されることを特徴とする配線基板。
  2. 前記スルーホールの内部に充填された樹脂を備え、
    前記樹脂と前記スルーホールの壁面との間に前記スルーホール導体が介在することを特徴とする請求項1に記載の配線基板。
  3. 前記配線パターンの幅は2.0μm以上25μm以下であり、
    前記配線パターンと該配線パターンに隣接する間隙部とを含み、且つ前記スルーホールランドを含まない領域の、前記絶縁材の表面及び裏面のそれぞれにおける導体面積率は50%以下であることを特徴とする請求項1又は2に記載の配線基板。
  4. 請求項1乃至3の何れか一項に記載の配線基板と、
    前記配線基板の表面及び裏面のうち少なくとも一方の面側において、交互に積層された絶縁層及び導体層と、を備えることを特徴とする多層配線基板。
  5. 絶縁材の表面及び裏面の間を貫通するスルーホールを形成する工程と、
    前記スルーホールの壁面に、前記スルーホールの表面側開口部と裏面側開口部とを導通させるスルーホール導体を形成する工程と、
    前記絶縁材の前記表面側開口部の周囲と前記裏面側開口部の周囲とのそれぞれに、前記スルーホール導体に接続されるスルーホールランドを形成する工程と、
    セミアディティブ工法によって、前記絶縁材の表面側及び裏面側のそれぞれに、前記スルーホールランド上に載置される蓋めっき導体及び配線パターンを形成する工程と、を備え、
    前記スルーホールランドの厚みを1.0μm以上10.0μm以下にするとともに、前記蓋めっき導体の面積は前記スルーホールランドの面積よりも小さくし、かつ前記蓋めっき導体は、前記スルーホールランド上からはみ出すことなく形成されることを特徴とする配線基板の製造方法。
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