JPH06275933A

JPH06275933A - 回路基板及びその作製方法

Info

Publication number: JPH06275933A
Application number: JP5161670A
Authority: JP
Inventors: Gerhard Sippel; ゲーハード・シッペル
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1992-08-26
Filing date: 1993-06-30
Publication date: 1994-09-30
Anticipated expiration: 2011-01-10
Also published as: US5539181A; US5680701A; JPH081984B2; EP0584386A1

Abstract

(57)【要約】【目的】回路基板の導体層の厚さを、ホール内の導体
層の厚さとは独立させることができるプロセスを提供す
ること。【構成】回路基板の表面構造、特に導体を最初に完成
し、半田止めマスクを塗布する。その後に、半田止めマ
スクの露光及び現像によってむき出しにされたホール及
び、必要であれば、ランドとパッドが金属被覆される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、回路基板及びその作製
プロセスに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来回路基板は、いわゆる内部層、即ち
その回路基板の導電領域を、垂直にサンドイッチする絶
縁層と同様に、水平状態から立てるようにして作製され
ていた。この目的のために種々のプロセスが利用されて
きた。それらは例えば、″Ｈａｎｄｂｕｃｈｄｅｒ
Ｌｅｉｔｅｒｐｌａｔｔｅｎｔｅｃｈｎｉｋ″、Ｖｏ
ｌ．２、１９９２、Ｅ．Ｇ．ＬｅｕｚｅＶｅｒｌａ
ｇ、Ｓａｕｌｇａｕ、Ｇｅｒｍａｎｙに記載されてい
る。

【０００３】そのような基板は通常、ラミネーション
（積層）によって作製されるが、片面であれ両面であ
れ、先ず金属箔（一般的には銅）で被覆される。

【０００４】続いて、金属被覆された基板の中にスルー
ホール（貫通孔）及びまたはブラインドホール（非貫通
孔）をドリルで穿ち、切削による切り屑を取り除く。

【０００５】それから、表面（全パネル板の場合）と同
じかあるいはただイメージパターン（パターンプレート
の場合）と同じ基板中のホールに、一般的には電着によ
り金属を付着させる。いわゆる銅浴である。こうして、
基板表面上では金属箔の上に金属が被覆される。しかる
にホールの内側は、導体板と絶縁材料からなる基板に対
して直接金属が被覆される。

【０００６】基板表面にフォトレジストを塗布した後、
露光及び現像してパターンを形成する。塗布する際、ホ
ール領域には、″テントを張る″、即ち、ホールがフォ
トレジストに覆われるようにする。従って、後に導体と
なる部分は、残りの表面領域に規定される。

【０００７】次の工程において、金属、即ち電気メッキ
層及び箔が、例えばエッチングにより取り除かれる。そ
して″テントを張る″ことにより保護されたホール内の
金属と、フォトレジストによって保護された残りの領域
の金属とを残して、フォトレジストも除去される。

【０００８】最後の工程において、基板表面に半田止め
マスクを塗布した後、露光し現像する。この後、試験工
程及び分離工程を行うこともある。

【０００９】以上の方法により回路基板が作製される。
この場合、回路基板表面上とホール内のそれぞれの金属
層の厚さは、互いに依存する。事前に設定された最小の
金属層の厚さはホール内になければならないので、厚い
金属層（金属箔及び電気メッキ金属）を表面上に使用す
るこのプロセスは、導体幅が約７５ミクロン（約３ミ
ル）以下の微細なラインの製品を作製するためには、ほ
とんど適さない。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ホー
ルと表面上へのそれぞれの金属被覆を独立に行うことで
ある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の目的は、本発明に
より達成される。即ち、ホール４を基板１上に形成した
後、ホールへの導電材料９の被覆に先立って、半田止め
マスク７を基板１の表面に塗布し、露光及び現像を行
う。

【００１２】この新規なプロセスにより、導電材料によ
る導体と導電材料を塗布したホールとを設けた回路基板
の作製が可能になる。このプロセスにおいては、回路基
板表面上の導電材料層の厚さは、ホール内の導電材料層
の厚さとは独立に選択できる。

【００１３】従って、微細なラインの回路基板を作製す
ることが可能になり、その場合に、回路基板表面上の導
電材料層の厚みは約１０〜４０ミクロンであり、ホール
内の導電材料層の厚みは約５〜３０ミクロンである。さ
らに好ましくは、前者は約１５〜１８ミクロンであり、
後者は約２３〜２８ミクロンである。

【００１４】

【実施例】図１に示すように、種々の方法がある第１の
プロセスによって、全ての内部層２を含む基板１が提供
される。この基板から、いわゆるラミネーションによる
周知の方法によって回路基板が作製される（工程ａ）及
びｂ））。基板１は絶縁層（例えば、ＦＲ−４、ポリイ
ミド）と導電層（例えば、銅）からなるが、異なる構造
であってもよい。

【００１５】工程ａ）と同時に行われる工程ｂ）におい
て、一般に４０ミクロン以下の薄い金属箔３、例えば銅
箔が、基板１の片面もしくは両面にラミネーション等に
より付着される。

【００１６】次に、工程ｃ）において、ホール４が基板
１に形成される。このホールはスルーホールでもブライ
ンドホールでもよく、それによって導電層に接続され
る。またこのホールは、機械的及び物理的手段により穿
孔される（例えば、ドリル、レーザ等）。適当なレジス
ト処理によれば、ホール４が内部層２に対して確実に正
しい位置に設けられる。このホールは、化学処理等によ
りきれいにされる。

【００１７】次に、ホール４をガス状の三酸化硫黄（Ｓ
Ｏ₃）等の予備処理剤５で、１〜２分室温において処理
し、その後金属層を被覆する（工程ｄ））。予備処理剤
５と樹脂表面との反応によって官能基が形成され、それ
により結晶種となるパラジウムの核が植えられる（活性
化）。その後化学的金属塗布が行われる。他の、金属に
よる予備処理剤と比較して、ＳＯ₃ は電気的に不活性で
あるという長所がある。従ってＳＯ₃ を使用した場合、
この予備処理を施された領域においては、短絡回路を生
じてしまうような電気的影響は排除される。さらに、活
性化工程において堆積されるＰＤ²⁺等の貴金属触媒は最
も効果的にＳＯ₃に結びつくので、化学的金属被覆の吸
着性が向上する。

【００１８】工程ｅ）において、フォトレジスト６が基
板表面に塗布される。その目的は、ホール４を覆う（テ
ントを張る）ことである。使用されるフォトレジスト
は、汎用的なものでよいが、乾式レジストを選択するこ
とが望ましい。乾式レジストは、塗布により薄層を形成
できるので微細ラインの製品を製造するに適している。
マスク等を利用してフォトレジスト６を露光し、現像し
てパターンを形成する。ホール４の上及び周囲には、フ
ォトレジスト６が残され、基板表面の残された領域が後
に導体となる。またこの工程において、レジスト処理に
注意を払う必要がある。即ち、後に導体となる部分がホ
ール４に対して正確に位置しているか、またホールが十
分に覆われているかということである。

【００１９】その後、エッチング等の適当なプロセスを
用いて、フォトレジスト６が無い領域から金属箔３を取
り除く。さらに、フォトレジスト６も除かれる。その結
果、導体構造が金属箔３に転写され、そして接点部分、
即ちランド（ホール周囲の環状の接点部分）及びパッド
（ホールの無い接点部分）が金属箔３に形成される。

【００２０】工程ｇ）において、半田止めマスク７を基
板１の表面に塗布した後、露光及び現像して、特にホー
ルの上部及びその周囲の領域８から半田止めマスクを取
り除く。領域８は、ランドを形成するために残された金
属箔からなる部分を少なくとも含む領域からなる。基板
１の残りの表面は、半田止めマスク７によって覆われて
いる。後の処理工程の間もこれをそのままにしておいて
良い。効率的なレジスト処理によって、確実に半田止め
マスク７の中のホールが正確に位置するようにしなけれ
ばならない。

【００２１】基板１の表面が覆われ、ホール４及びホー
ルの縁を囲む金属箔３がむき出しにされて、金属被覆の
準備ができる。金属被覆は、工程ｈ）において行われ
る。他にもこの目的に利用できる金属被覆プロセスはあ
るが、金属被覆は一般に、化学的銅浴等の化学的金属浴
中で生じる。銅の被覆の前に、例えば化学的ニッケル浴
中でニッケル被覆を行うことが有益である。それによっ
て、基板１への被覆金属９の吸着性が向上するからであ
る。

【００２２】以上の工程によれば、ホール４の領域の金
属の厚さを、導体領域の金属の厚さとは独立に選択する
ことが可能になる。プロセスを付加したり、省略したり
して組み合わせることより、双方の長所を結び付けるこ
ともできる。従来のプロセスと比較して、ホールについ
て高いアスペクト比（縦横比）が得られる。即ち、より
深くより小さいホール中に均一な金属被覆ができる。銅
箔についても、基板上の層厚の変化が従来のプロセスよ
り格段に少なくなる。従来のプロセスは、金属箔の上に
さらに電着により金属を付加していたからである。さら
に、金属箔３及び被覆金属９からなる２重層に比べ、金
属箔のみの構造の場合、金属の消耗が少なくてすむ。

【００２３】また、基板表面上の導体が設けられた後
に、基板１中のホール４を形成することも可能である。
この別の実施例については、図２及び図３を参照して説
明する。これら２つの別の実施例における工程ａ）及び
ｂ）（完成した内部層２を有する基板１を作製し、その
表面上に金属箔３を付着させること）は、上記の最初の
実施例における工程ａ）及びｂ）と同様である。

【００２４】第２の実施例（図２）の工程ｃ）におい
て、フォトレジスト６が基板表面に塗布され露光され
る。その際、後にホールが形成される領域にフォトレジ
スト６が残るように露光される。

【００２５】次の工程ｄ）において、フォトレジスト６
が無い領域から金属箔３を取り除く。そして、フォトレ
ジスト６もはぎ取られる。

【００２６】それから、ホール４（スルーホールもしく
はブラインドホール）が基板１に形成される（工程
ｅ））。工程ｃ）において述べたように、第２の実施例
においては、先にフォトレジスト６が残された領域、即
ちまだ金属箔３で覆われている領域にホール４を形成す
る。

【００２７】工程ｆ）において、最初の実施例における
工程ｄ）と同様に、予備処理剤によってホール４を処理
する。

【００２８】第２の実施例の工程ｇ）の段階では、その
状態は最初の実施例の工程ｇ）におけるものと同じであ
る。よって、残りのプロセスも同様である。

【００２９】正確なレジスト処理が、いくつかのプロセ
ス工程において確実に行われなければならない。即ち、
ホール４を通じて内部層２に接続される導体をレジスト
処理により作製するときや、ホール及びパッドの位置に
おける半田止めマスクをはぎ取るときなどである。

【００３０】最初の実施例と比較すると、第２の実施例
は、ホールを″テント″で覆う必要が無いという長所が
ある。その結果、回路基板作製中の主なエラー原因が排
除される。なぜなら、″テント″が破れることがかなり
頻繁に起きるため、そのことが故障や不良品（エッチン
グされすぎたホール）につながるからである。

【００３１】第３の実施例（図３）については、第２の
実施例と対照的にホール４は、工程ｅ）において基板１
の金属箔３がはぎ取られた領域に形成される。予備処理
（工程ｆ））、半田止めマスク７の塗布、及び金属被覆
９が、実施例２と同様に行われた後には、ホールの縁を
囲む領域８内に金属箔３及び電着による金属塗布９の２
重層は無く、金属塗布９のみである。

【００３２】このプロセスは、金属被覆工程ｈ）におい
て、ランドやパッド等の全ての接点面を作ることができ
る。また、いわゆる″無ランド設計″、即ちホール４の
導電材料を直接導体に接続するのに適している。これに
よって、空間を格段に節約することができる。第２の実
施例と比較して、第３の実施例は、ランド上の半田止め
マスクが剥がれるような、レジスト処理における問題が
無いという長所がある。さらに、基板１表面上の導体以
外の全ての導電構造が、最後の金属被覆工程だけで作ら
れるので、第３の実施例によれば、微妙な穿孔工程の後
に不良品として排除される部品に対しては、手間のかか
る金属被覆工程を行わずに省くことができる。

【００３３】これら３つの実施例では、電気メッキされ
ず、銅浴を汚さず、また電解により浸透しない半田止め
マスク７が必要である。例えば、光合成できるエポキシ
樹脂等の耐半田フォトレジストでもよい。

【００３４】

【発明の効果】上記のプロセスによって、基板表面の導
電材料層の厚さが、ホール内の導電材料層の厚さと独立
に選択できる回路基板の作製が可能になる。従って、表
面上の層の厚さを、ホール内の層の厚さより厚くする必
要はなく、双方を技術的な便宜により選択できる。導体
層の厚さの範囲は約１０〜４０ミクロン、ホール内では
５〜３０ミクロンである。例えば前者を１５〜１８ミク
ロン、後者を２３〜２８ミクロンにする。本発明によ
り、非常に微細な回路基板表面の導体及び良好なホール
の金属被覆が得られる。実施例２及び３における、″無
ランド設計″によって、基板表面の空間を節約して配線
密度をさらに高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるプロセスの第１の実施例であり、
ホールが導体の設定に先だって形成されるものである。

【図２】本発明によるプロセスの第２の実施例であり、
ホールが導体の設定の後に、金属箔が取り除かれていな
い領域に形成されるものである。

【図３】本発明によるプロセスの第３の実施例であり、
ホールが導体の設定の後に、金属箔は取り除かれた領域
に形成されるものである。

【符号の説明】

１基板２内部層３金属箔４ホール５予備処理剤６フォトレジスト７半田止めマスク８ホール周辺領域９被覆金属

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】導電材料からなる導体と導電材料で被覆し
たホールとを設けた回路基板において、該回路基板の表面上における導電材料層の厚さが、該ホ
ール内における導電材料層の厚さとは独立に選択可能で
あることを特徴とする、該回路基板。
【請求項２】前記回路基板の表面上における導電材料層
の厚さが約１０乃至４０ミクロンであって、好ましくは
約１５乃至１８ミクロンであり、前記ホール内の導電材
料層の厚さが約５乃至３０ミクロンであって、好ましく
は約２３乃至２８ミクロンであることを特徴とする請求
項１記載の回路基板。
【請求項３】請求項１または請求項２記載の回路基板を
基板（１）から作製するためのプロセスにおいて、基板（１）にホール（４）を形成した後、導電材料
（９）をホール（４）に被覆するに先立って、半田止め
マスク（７）を基板（１）の表面に塗布し、これを露光
及び現像することを特徴とする、該プロセス。
【請求項４】ａ）基板（１）を作り、ｂ）基板（１）に金属箔（３）を付着し、ｃ）基板（１）にホール（４）を形成し、ｄ）ホール（４）を予備処理剤（５）で処理し、ｅ）基板（１）にフォトレジスト（６）を塗布し、その
際、ホール（４）をフォトレジスト（６）で覆い、その
後フォトレジスト（６）を露光及び現像してパターンを
形成し、ｆ）フォトレジスト（６）の無い部分の金属箔（３）を
取り除き、その後フォトレジスト（６）も取り除き、ｇ）基板（１）の表面に半田止めマスク（７）を塗布
し、その際、半田止めマスクはホール（４）の領域から
は取り除かれており、その後半田止めマスク（７）を露
光及び現像してパターンを形成し、ｈ）半田止めマスクの無い領域に金属被覆を行うことを
特徴とする、請求項３記載の回路基板を作製するためのプロセス。
【請求項５】ａ）基板（１）を作り、ｂ）基板（１）に金属箔（３）を付着し、ｃ）基板（１）にフォトレジスト（６）を塗布し、その
後フォトレジスト（６）を露光及び現像してパターンを
形成し、ｄ）フォトレジスト（６）の無い部分の金属箔（３）を
取り除き、その後フォトレジスト（６）も取り除き、ｅ）基板（１）にホール（４）を形成し、ｆ）ホール（４）を予備処理剤（５）で処理し、ｇ）基板（１）の表面に半田止めマスク（７）を塗布
し、その際、半田止めマスクはホール（４）の領域から
は取り除かれており、その後半田止めマスク（７）を露
光及び現像してパターンを形成し、ｈ）半田止めマスクの無い領域に金属被覆を行うことを
特徴とする、請求項３記載の回路基板を作製するためのプロセス。
【請求項６】前記工程ｅ）において、ホール（４）は、
基板（１）の表面上の金属箔（３）が取り除かれていな
い領域に形成され、その際、金属箔（３）はホール
（４）の周囲に残され、その後工程ｈ）において金属被
覆されることを特徴とする請求項５記載のプロセス。
【請求項７】前記工程ｅ）において、ホール（４）は、
基板（１）の表面上の金属箔（３）が取り除かれた領域
に形成され、その後ホール（４）の領域は工程ｈ）にお
いて金属被覆されることを特徴とする請求項５記載のプ
ロセス。
【請求項８】前記予備処理剤（５）が、ガス状のＳＯ₃
であることを特徴とする請求項４乃至７のいずれか記載
のプロセス。
【請求項９】前記金属箔（３）が銅箔であり、前記金属
被覆が銅によって行われることを特徴をする請求項４乃
至８のいずれか記載のプロセス。
【請求項１０】前記銅による金属被覆に先立って、ニッ
ケルを堆積させることを特徴とする請求項９記載のプロ
セス。