JPH06314883A - 多層プリント配線基板及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 導体回路の凹凸をなくす。 【構成】 基板上に下層導体回路が形成されてなり、そ
の下層導体回路上には開口部を有する層間絶縁材層が設
けられ、その開口部は層間絶縁材層と概ね同じ高さの金
属めっき膜にて充填されてなり、更に層間絶縁材層上に
は、前記下層導体回路と前記金属めっき膜とを介して電
気的に接続された上層導体回路が形成されてなる多層プ
リント配線基板。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、多層プリント配線基板
及びその製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子部品等の高機能化等に伴い、
それを搭載する側であるプリント配線基板についても、
同様に高密度化・高集積化等を図ることが要求されてい
る。

【０００３】そして、従来よりプリント配線基板を高密
度化・高集積化する方法としては、導体パターンの小径
化やスルーホールの細線化（いわゆるファイン化）、多
層化という二つの方向がある。

【０００４】図４には、上述の二方向のうちの１つであ
る「多層化」を図ったプリント配線基板の一例として、
内層板の外表面に絶縁層と導体層とを交互に積層した構
成の多層プリント配線板（ビルドアップ多層配線基板）
２０が示されている。

【０００５】ここで、多層プリント配線基板２０を製造
するときの一般的な手順を図３をもとに簡単に説明す
る。内層導体回路２１が形成された内層板２２の外表面
には、アディティブ用接着剤の塗布及び硬化によって、
まず第一層めの絶縁層としての層間絶縁層２３が形成さ
れる。層間絶縁層２３の所定部分には、インタスティシ
ャルバイアホール（以下「ＩＶＨ」と略す）２４を形成
するための開口部２５が設けられる。層間絶縁層２３に
は表面粗化処理が施され、得られた粗化面２３ａには無
電解銅めっきを析出させるための触媒核が付与される。
次いで、めっきレジスト２６が形成された粗化面２３ａ
に対して、無電解銅めっきが施される。その結果、層間
絶縁層２３の外表面には第一層めの導体層２７が形成さ
れ、開口部２５内には導体層２７と内層導体回路２１と
を接続するＩＶＨ２４が形成される。

【０００６】また、第二層めの層間絶縁層２８及び導体
層２９についても、基本的には前記ビルドアップ法のプ
ロセスを繰り返すことにより形成することができる（図
４参照）。

【０００７】ところで、前記開口部２５部分のような凹
部に対して無電解めっきを行うと、図３，図４に示され
るように、どうしてもＩＶＨ２４の中央上部に窪み３０
ができてしまう。そして、このような窪み３０を残した
状態で第二層めのビルドアップ層を形成すると、必然的
に基板２０表面に凹凸ができ、平滑性に劣る基板２０と
なってしまう。この場合、部品実装時におけるボンディ
ング精度の低下や、外層導体回路の剥離等といった不具
合が生じ、結果として実装信頼性が損なわれてしまう。

【０００８】このため、従来においては、例えば図５に
示されるように、第二層めのビルドアップ層を形成する
前に窪み３０を樹脂３１で穴埋めして、基板２０の平滑
性を改善させるという対応策などが採られている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところが、この方法で
は完全に窪み３０を穴埋めすることが難しく、特に常圧
下にて穴埋めを行った場合には、内部に気泡３２が残留
し易くなるという問題があった（図５参照）。しかも、
穴埋めに用いる樹脂３１は粘度調整が難しく、かつその
管理も困難であるという欠点があった。加えて、樹脂３
１を塗布する際には、ごみやほこり等が付着・混入し易
いという不利な点があった。

【００１０】そして、このような気泡３２が残った基板
２０の場合、熱に遭遇したときなどにクラックが生じ易
いというように、耐熱性の悪化も避けられなかった。ま
た、仮に樹脂３１を窪み３０内に完全に充填できたとし
ても、後の硬化収縮や溶剤の揮発等によって基板２０表
面、特にＩＶＨ２４の上面となる部分の平滑性が損なわ
れることが多かった。

【００１１】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、基板表面の平滑性を改善すること
により、実装信頼性及び耐熱性を確実に向上させること
ができる多層プリント配線基板及びその製造方法を提供
することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項１に記載の発明では、内層導体回路を有す
る基板の表面に層間絶縁層が形成され、その層間絶縁層
に少なくとも前記内層導体回路の一部を露出させるよう
な開口部が設けられ、前記開口部内に前記層間絶縁層の
表面と概ね同じ高さとなるような金属めっき層が形成さ
れ、前記開口部内の金属めっき層を介して前記内層導体
回路と電気的に接続する外層導体回路が前記層間絶縁層
の表面に形成されてなる多層プリント配線基板をその要
旨としている。

【００１３】また、請求項２に記載の発明では、内層導
体回路を有する基板の表面に層間絶縁層を設けると共
に、その層間絶縁層に少なくとも前記内層導体回路の一
部を露出させるような開口部を設け、次いで金属めっき
を施すことにより、前記開口部内に前記層間絶縁層の表
面と概ね同じ高さとなるような金属めっき層を形成し、
更に金属めっきを施すことにより、前記開口部内の金属
めっき層を介して前記内層導体回路と電気的に接続する
外層導体回路を前記層間絶縁層の表面に形成することを
特徴とした多層プリント配線基板の製造方法をその要旨
としている。

【００１４】

【作用】開口部内に金属めっき層を形成する本発明によ
ると、金属めっき層が層間絶縁層の表面と概ね同じ高さ
となるように充填されるため、層間絶縁層の表面が比較
的平滑な状態となる。このため、その上に形成される外
層導体回路に凹凸が生じなくなり、ひいては基板表面の
平滑性も向上する。

【００１５】

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図１，
図２に基づき詳細に説明する。本実施例の多層プリント
配線基板１は、内層導体回路２を有する基板としての内
層板３の表裏両面にそれぞれ二層のビルドアップ層Ｂ1
，Ｂ2 を備えた、いわゆる６層板と呼ばれるビルドア
ップ多層配線基板である。

【００１６】また、各ビルドアップ層Ｂ1 ，Ｂ2 は、図
１に示されるように、いずれも絶縁層としての層間絶縁
層４，５と、導体層としての外層導体回路６，７とを交
互に積層した構成となっている。

【００１７】内層導体回路２上に設けられた層間絶縁層
（第一層めの層間絶縁層）４の所定部分には、ＩＶＨ８
が形成されている。前記第一層めの層間絶縁層４上には
永久レジスト９が形成され、その非形成部分には第一層
めの外層導体回路６が形成されている。そして、前記Ｉ
ＶＨ８内の導体層、即ちＩＶＨ形成用穴８ａ内に析出し
た無電解銅めっき層Ｇ1 によって、第一層めの外層導体
回路６と内層導体回路２とが電気的に接続されている。

【００１８】第一層めの外層導体回路６上に設けられた
層間絶縁層（第二層めの層間絶縁層）５の所定部分に
も、同様にＩＶＨ１０が形成されている。前記第二層め
の層間絶縁層５上には永久レジスト１１が形成され、そ
の非形成部分には第二層めの外層導体回路７が形成され
ている。そして、前記ＩＶＨ１０内の導体層、即ちＩＶ
Ｈ形成用穴１０ａ内に析出した無電解銅めっき層Ｇ2 に
よって、第二層めの外層導体回路７と第一層めの外層導
体回路６とが電気的に接続されている。

【００１９】本実施例においては、ＩＶＨ形成用穴８ａ
内の無電解銅めっき層Ｇ1 の高さ（厚さ）は、概ね第一
層めの層間絶縁層４の表面と同じ高さ（厚さ）となって
いる。同様に、ＩＶＨ形成用穴１０ａ内の無電解銅めっ
き層Ｇ2 の高さ（厚さ）も、概ね第二層めの層間絶縁層
５の表面と同じ高さ（厚さ）となっている。

【００２０】なお、ここで「概ね同じ高さ」とは、層間
絶縁層４，５に対して、無電解銅めっき層Ｇ1 ，Ｇ2 の
厚さが−２０μｍ〜＋５μｍとなる範囲内であることを
意味している。

【００２１】無電解銅めっき層Ｇ1 ，Ｇ2 の厚さが−２
０μｍ未満であると、ＩＶＨ形成用穴８ａ，１０ａを完
全に充填することができず、表面の凹凸を充分に解消す
ることができない。また、この場合には導体層同士の接
続信頼性が悪くなる虞れがある。一方、これが＋５μｍ
を越えると、永久レジスト９，１１の形成が困難にな
る。そして、本実施例の多層プリント配線基板１におい
ては、−５μｍとなっている。

【００２２】次に、図２（ａ）〜図２（ｅ）をもとに、
本実施例の多層プリント配線基板１を作製する手順につ
いて述べる。まず、厚さ１．６ｃｍのガラス−トリアジ
ン銅張積層板（銅箔の厚さ３５μｍ）を出発材料とし、
通常のサブトラクティブ法のプロセスに従って、表裏に
内層導体回路２を有する内層板３を作製する（図２(a)
参照）。

【００２３】この内層板３を脱脂・酸洗・バフ研磨・水
洗・乾燥した後、その表裏両面に感光性を有する接着剤
をロールコータによって塗布する。この場合、樹脂マト
リックス中に樹脂フィラーが分散された、いわゆるアデ
ィティブ用の接着剤が使用される。このとき、前記樹脂
マトリックスとしては感光性樹脂を用いることが望まし
い。

【００２４】前記樹脂フィラーとしては、平均粒径が
１０μｍ以下の耐熱性樹脂粉末、平均粒径が２μｍ以
下の耐熱性樹脂粉末を凝集させて平均粒径が２μｍ〜１
０μｍの大きさとした凝集粒子、平均粒径が２μｍ〜
１０μｍの耐熱性樹脂粉末と、平均粒径が２μｍ以下の
耐熱性樹脂粉末との混合物、平均粒径が２μｍ〜１０
μｍの耐熱性樹脂粉末の表面に、平均粒径が２μｍ以下
の耐熱性樹脂粉末または無機粉末のいずれか少なくとも
１種を付着させてなる疑似粒子から選ばれることが望ま
しい。

【００２５】また、このような接着剤層に形成されるア
ンカーの形状、アンカーの深さについては、粒径の異な
るフィラーにて表面粗度が１μｍ〜２０μｍの範囲内に
なることが望ましく、その場合には導体に充分な密着強
度が得られる。

【００２６】なお、本実施例では次のような手順により
感光性接着剤の調製を行っている。まず、６０重量部フ
ェノールノボラック型エポキシ樹脂の５０％アクリル化
物（日本化薬製）と、４０重量部のビスフェノールＡ型
エポキシ樹脂（油化シェル製， Ｅ−１００１）とをブ
チルセルソルブアセテート溶液に溶解させ、次いで硬化
剤としての５重量部の２−フェニルイミダゾール（四国
化成製，２ＰＺ）と、１０重量部のエポキシ樹脂粒子
（東レ製，トレパールＥＰ−Ｂ 平均粒径３．９μｍ）
と、２０重量部のエポキシ樹脂粒子（東レ製，トレパー
ルＥＰ−Ｂ 平均粒径０．５μｍ）とを混合する。そし
て、この混合物にジメチルホルムアミド溶液を添加しな
がらホモディスパー分散機にて混練することにより、粘
度を１２０ｃｐｓに調整する。この結果、所望の感光性
接着剤が得られる。

【００２７】次いで、接着剤層上にフォトマスクを配置
して露光・現像を行うことにより、前記接着剤層を部分
的に硬化させる。この処理によって、厚さ約７０μｍの
第一層めの層間絶縁層４が得られる。また、前記第一層
めの層間絶縁層４には、内層導体回路２の一部を露出さ
せるようなＩＶＨ形成用穴（最大径１００μｍ）８ａが
形成される（図２(b) 参照）。

【００２８】ここで、無電解銅めっき浴（日立化成製，
商品名：ＴＡＦII）が用いられ、穴埋めのための無電解
銅めっきが施される。このような無電解銅めっきを行う
と、めっき浴中の銅は、層間絶縁層４に触媒核が付与さ
れていないため、まず第一層めの層間絶縁層４から露出
している内層導体回路２の表面に選択的に析出し始め
る。そして、前記無電解銅めっきを所定時間行うこと
で、最終的には、ＩＶＨ形成用穴８ａ内面のほぼ全体に
無電解銅めっき層Ｇ1 が充填されたような状態となる
（図２(c) 参照）。

【００２９】なお、このような状態をもたらす穴埋めめ
っきの好適処理条件として、本実施例ではめっき浴の温
度及びｐＨ、めっき時間を、それぞれ７０℃、ｐＨ＝１
２．４、２５時間に設定している。

【００３０】次いで、常法に従って第一層めの層間絶縁
層４に対する粗化処理及び触媒核付与を行った後、前記
第一層めの層間絶縁層４上に前述した感光性樹脂を塗布
する。そして、露光・現像によって第一層めの層間絶縁
層４上の所定部分に厚さ約４０μｍの永久レジスト９を
形成した後、粗化面４ａ上の触媒核を活性化する。

【００３１】ここで無電解銅めっき浴（日立化成製，商
品名：ＴＡＦ−１０）による通常の無電解銅めっきが施
され、第一層めの層間絶縁層４上に第一層めの外層導体
回路（厚さ２５μｍ）６が形成される（図２(d) 参
照）。

【００３２】次に、表裏両面に再び前記接着剤を塗布
し、フォトマスクを配置した状態での露光・現像を行う
ことにより、第二層めの層間絶縁層（厚さ約７０μｍ）
５を形成する。このとき、前記第二層めの層間絶縁層５
には、第一層めの外層導体回路６の一部を露出させるよ
うなＩＶＨ形成用穴１０ａが形成される。

【００３３】ここで、上述した穴埋め用の無電解銅めっ
き浴による無電解銅めっきが行われ、この処理によって
ＩＶＨ形成用穴１０ａ内面のほぼ全体に無電解銅めっき
層Ｇ2 が充填される（図２(e) 参照）。

【００３４】以降、先に述べたような粗化処理、触媒核
付与、永久レジスト１１の形成、粗化面５ａ上の触媒核
の活性化を行った後、再び通常の無電解銅めっきを行う
ことによって、第二層めの外層導体回路７が形成され
る。そして、最終的には図１に示したような所望の６層
板が形成される。

【００３５】さて、本実施例の多層プリント配線基板１
では、層間絶縁層４，５の表面と概ね同じ高さとなるよ
うに、金属めっき層Ｇ1 ，Ｇ2 がＩＶＨ形成用穴８ａ，
１０ａ内に充填されている。ゆえに、層間絶縁層４，５
の表面が比較的平滑な状態となる。このため、その上に
無電解銅めっきによって形成される外層導体回路６，７
に凹凸が生じなくなり、ひいては基板１表面の平滑性も
確実に向上する。

【００３６】従って、多層プリント配線基板１にＩＣチ
ップ等を実装しかつワイヤボンディングをするような場
合に、所定のボンディング精度を確保することができ
る。また、平滑性が改善されることにより、外層導体回
路６，７に剥離が生じ難くなる。よって、多層プリント
配線基板１の実装信頼性が確実に向上する。

【００３７】しかも、本実施例の多層プリント配線基板
１によると、ビルドアップ層Ｂ1 ，Ｂ2 の膜厚制御を従
来に比して容易にかつ精度良く行うことが可能となる。
また、このように膜厚精度が向上することに付随して、
インピーダンスのばらつきによる不良等も確実に減少す
る。

【００３８】更に、本実施例の多層プリント配線基板１
によると、従来のような樹脂による穴埋めを行う必要が
なくなるため、それに伴う種々の問題点（ごみやほこり
の混入・樹脂の管理困難性等）も解消される。特に、こ
の製造方法によると、基板１内部に気泡が残留すること
がないため、従来のものに比して確実に耐熱性が向上す
る。

【００３９】なお、本発明は上記実施例のみに限定され
ることはなく、以下のように変更することが可能であ
る。例えば、 （ａ）本発明による多層プリント配線基板は、実施例の
ような６層板のみに限定されることはなく、例えば４層
板、８層板、１０層板…というように層数の異なる多層
板にも具体化することが可能である。この場合、内層板
３として各種の多層板を選択したり、ビルドアップ層Ｂ
1 ，Ｂ2 の形成数を増加・減少したりするなどの方法を
採ることができる。

【００４０】（ｂ）穴埋めのための無電解銅めっき浴
は、実施例のものに限定されることはなく、例えば日本
鉱業製「ＫＣ−５００」等を使用することも可能であ
る。この場合、短時間で厚付けすることができるめっき
浴が特に好ましい。

【００４１】また、穴埋めのための無電解めっきは、必
ずしも無電解銅めっきでなくても良く、例えば無電解ニ
ッケルめっき、無電解クロムめっき、無電解金めっき、
無電解銀めっき等であっても良い。

【００４２】（ｃ）更に、無電解めっきにより穴埋めを
行う実施例の方法に代え、電解めっきを行っても良い。 （ｄ）穴埋めのための無電解銅めっきを行う場所は、実
施例のようなＩＶＨ８ａ，１０ａの内面のみに限らず、
貫通スルーホールの内面や導体パターンの間の部分等で
あっても良い。

【００４３】（ｅ）アディティブ用接着剤として感光性
を有する樹脂を用いた前記実施例に代え、エポキシ樹
脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂等の熱硬化性樹脂
を使用することも勿論可能である。

【００４４】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の多層プリ
ント配線基板及びその製造方法によれば、開口部に対し
てなされる穴埋めのための無電解めっきによって基板表
面の平滑性が改善されるため、多層プリント配線基板の
実装信頼性及び耐熱性を確実に向上させることができる
という優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の多層プリント配線基板を示す部分概略
断面図である。

【図２】（ａ）〜（ｅ）は、実施例の多層プリント配線
基板を製造する手順を説明するための部分概略断面図で
ある。

【図３】従来の多層プリント配線基板の製造工程におい
て、ＩＶＨを形成するための無電解銅めっきを行った後
の状態を示す部分概略断面図である。

【図４】従来の多層プリント配線基板を示す部分概略断
面図である。

【図５】樹脂による穴埋めが施された従来の多層プリン
ト配線基板を示す部分概略断面図である。

【符号の説明】

２…内層導体回路、３…内層導体回路を有する基板とし
ての内層板、４…（第一層めの）層間絶縁層、５…（第
二層めの）層間絶縁層、６…（第一層めの）外層導体回
路、７…（第二層めの）外層導体回路、８ａ，１０ａ…
開口部としてのＩＶＨ形成用穴、Ｇ1 ，Ｇ2 …金属めっ
き層。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内層導体回路（２）を有する基板（３）の
   表面に層間絶縁層（４，５）が形成され、その層間絶縁
   層（４，５）に少なくとも前記内層導体回路（２）の一
   部を露出させるような開口部（８ａ，１０ａ）が設けら
   れ、前記開口部（８ａ，１０ａ）内に前記層間絶縁層
   （４，５）の表面と概ね同じ高さとなるような金属めっ
   き層（Ｇ1 ，Ｇ2 ）が形成され、前記開口部（８ａ，１
   ０ａ）内の金属めっき層（Ｇ1 ，Ｇ2 ）を介して前記内
   層導体回路（２）と電気的に接続する外層導体回路
   （６，７）が前記層間絶縁層（４，５）の表面に形成さ
   れてなる多層プリント配線基板。
2. 【請求項２】内層導体回路（２）を有する基板（３）の
   表面に層間絶縁層（４，５）を設けると共に、その層間
   絶縁層（４，５）に少なくとも前記内層導体回路（４，
   ５）の一部を露出させるような開口部（８ａ，１０ａ）
   を設け、次いで金属めっきを施すことにより、前記開口
   部（８ａ，１０ａ）内に前記層間絶縁層（４，５）の表
   面と概ね同じ高さとなるような金属めっき層（Ｇ1 ，Ｇ
   2 ）を形成し、更に金属めっきを施すことにより、前記
   開口部（８ａ，１０ａ）内の金属めっき層（Ｇ1 ，Ｇ2
   ）を介して前記内層導体回路（２）と電気的に接続す
   る外層導体回路（６，７）を前記層間絶縁層（４，５）
   の表面に形成することを特徴とした多層プリント配線基
   板の製造方法。