JPH0794869A - 多層配線板の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】効率的にＩＶＨ接続を行うことと、高密度な多
層配線板を製造すること。 【構成】内層配線３１を形成し、樹脂層２を介して金属
箔４を内層配線形成物に接着し、内層との配線の接続部
に対応する部分の金属箔４を除去し、金属箔４が除去さ
れて露出した樹脂層２をスルホン酸類で化学的に除去
し、内層配線３１を露出させ、化学的に除去されてでき
た穴５２の壁面に、めっき被膜９を形成するか、もしく
は化学的に除去されてできた穴５２の内部に、導電物９
１を埋め込むことによって、内層配線３１と表面の金属
箔４を接続し、外層配線７を形成し、必要な場合は、こ
れを繰り返し多層化すること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高密度な多層配線板の
製造法に関する。

【０００２】

【従来の技術】多層配線板の製造法として、配線を形成
した内層板と接着のためのプリプレグを載置し、加圧加
熱して積層後、貫通穴開け、めっき、エッチングを行う
方法がある。また、最近の高密度化の要求を満たすため
に、内層と内層間の接続や、外層と内層とを接続するイ
ンタステッシャルバイアホール（以下、ＩＶＨとい
う。）を用いた接続法が提案されている。このような方
法として、内層板や、外層板に予め、穴開けを行った両
面板を使用する方法や、配線を形成した内層板と接着の
ためのプリプレグを載置し、加圧加熱して積層後、内層
板の配線の箇所までの止り穴をドリルで穴開けする方法
がある。また、アルカリによってケミカルエッチング可
能な樹脂を用い、樹脂に穴開けする方法も提案されてお
り、例えば、感光性樹脂を用い、アルカリ水溶液で現像
する方法や、ＩＶＨ穴開けの必要部分の銅箔を除去し、
銅をレジストとして、樹脂をアルカリで溶解除去する方
法がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の技術
のうち、内層板や、外層板に予め、穴開けを行った両面
板を使用する方法の場合、ＩＶＨ接続のためのめっきが
個々に必要であり、複数の両面配線板を作ることと等し
くなり、コストアップとなる。また、外層板に穴開けを
行った両面板を使う場合には、積層のための加圧加熱時
に、外層に開けた穴から、接着に用いるプリプレグの樹
脂が流れだし、外層金属箔に付着する問題がある。この
除去に、手間がかかり、やはりコストアップとなる。配
線を形成した内層板と接着のためのプリプレグを載置
し、加圧加熱して積層後、内層板の配線の箇所までの止
り穴をドリルで穴開けする方法の場合、止り穴の穴開け
時のドリルの制御が難しく、製造の歩留りがよくないと
いう課題がある。さらにまた、外層板に予め、穴開けを
行った両面板を使用する方法や、配線を形成した内層板
と接着のためのプリプレグを載置し、加圧加熱して積層
後、内層板の配線の箇所までの止り穴をドリルで穴開け
する方法は、ともに、ドリルで穴開けを行うので、加工
にかかる時間が長く、ドリル刃の消耗まで含めたプロセ
スコストも高い。

【０００４】アルカリエッチング可能な樹脂を用いる方
法の場合、ドリルを用いずに、液処理で一括穴開けがで
きるメリットがあるが、特別な樹脂を用いるので、コス
トアップとなるだけでなく、熱特性や電気特性、耐薬品
性などに制約を受け、必ずしも目的の特性を満足できな
いという課題がある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の多層配線板の製
造法は、一例として図４に示すように、 工程(A)；図４（ａ）に示すような金属箔１と基材２１
からなる金属張り積層板の不要な金属箔部分を除去する
などして、図４（ｂ）に示すように、内層配線３１を形
成する。 工程(B)；図４（ｃ）に示すように、樹脂層２を介して
金属箔４を内層配線形成物に接着する。 工程(C)；図４（ｄ）に示すように、内層との配線の接
続部に対応する部分の金属箔４を除去する。 工程(D)；図４（ｅ）に示すように、金属箔４が除去さ
れて露出した樹脂層２をスルホン酸類で化学的に除去
し、内層配線３１を露出させる。この後に、必要な場合
は、図４（ｆ）に示すように、スルーホール接続用の穴
６２を設けることもできる。 工程(E)；図４（ｇ）に示すように、化学的に除去され
てできた穴５２の壁面、必要な場合にはスルーホール接
続用の穴６２の内壁に、めっき被膜９を形成し、内層配
線３１と表面の金属箔４を接続する。 工程(F)；図４（ｈ）に示すように、外層配線７を形成
する を含むことを特徴とする。

【０００６】この工程Ｅに代えて、 (E1)化学的に除去されてできた穴５２の内部に、導電物
９１を埋め込むことによって、内層配線３１と表面の金
属箔４を接続する工程 とすることができる。

【０００７】この方法を用いてさらに多層化することも
でき、例えば図５に示すように、 工程(A)；図５（ａ）に示すような金属箔１と基材２１
からなる金属張り積層板の不要な金属箔部分を除去する
などして、図５（ｂ）に示すように、内層配線３１を形
成する。 工程(B)；図５（ｃ）に示すように、樹脂層２を介して
金属箔４を内層配線形成物に接着する。 工程(C)；図５（ｄ）に示すように、内層との配線の接
続部に対応する部分の金属箔４を除去する。 工程(D)；図５（ｅ）に示すように、金属箔４が除去さ
れて露出した樹脂層２をスルホン酸類で化学的に除去
し、内層配線３１を露出させる。 工程(E)；図５（ｆ）に示すように、化学的に除去され
てできた穴５２の内壁面に、めっき被膜９を形成し、内
層配線３１と表面の金属箔４を接続する。 工程(F1)；図５（ｇ）に示すように、第２の内層配線３
２を形成する。 工程(G)；図５（ｈ）樹脂層２４を介して金属箔８を内
層配線形成物に接着し、図５（ｉ）に示すように、第２
の内層との配線の接続部に対応する部分の金属箔８を除
去し、図５（ｊ）に示すように、金属箔８が除去されて
露出した樹脂層２４をスルホン酸類で化学的に除去し、
内層配線３２を露出させ、図５（ｋ）に示すように、必
要な場合にはスルーホール６２を形成し、図５（ｌ）に
示すように、化学的に除去されてできた穴９２の内壁面
に、めっき被膜９４を形成し、内層配線３２と表面の金
属箔８を接続するというように、前記工程(B)〜(F1)を
必要に応じた回数繰り返す。 工程(H)；図５（ｍ）に示すように、外層配線７を形成
する。 ことによって達成し得る。

【０００８】この場合も、前述の方法と同様に、工程Ｅ
に代えて、 (E1)化学的に除去されてできた穴５２の内部に、導電物
９１を埋め込むことによって、内層配線３１と表面の金
属箔４を接続する工程 とすることができる。

【０００９】工程(E1)においては、化学的に除去されて
できた穴５２の内部に埋め込む導電物９１として、銅ペ
ーストまたは銀ペーストを用いることができる。

【００１０】工程(B)における樹脂層２としては、特に
制限がないが、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、エポキ
シアクリレート樹脂、および、それらの変性樹脂が、特
に適している。高特性を要求される多層配線板には、耐
熱性、機械特性、電気特性、耐薬品性などの特性が総合
的に優れたエポキシ樹脂が適している。低コストの多層
配線板には、特性的にやや低下するものの、樹脂が安価
であり、配線板用途に多く用いられているフェノール樹
脂が適している。また、エポキシアクリレート樹脂を用
いれば、スルホン酸類による樹脂の除去速度が速く、加
工時間を短縮できるメリットがある。この樹脂層には、
紙や、樹脂の織布や不織布を含有していてもよく、有機
フィラを含んでいてもよい。さらに、ガラス織布、不織
布や無機フィラを含んでいてもよいが、この場合は、注
意を要する。ガラス布などの場合は、樹脂を除去後、ガ
ラスをフッ酸などで溶解除去する必要がある。無機フィ
ラを用いる場合は、スルホン酸類で溶解するものや、粒
子が細かく、処理時に脱落するものは特に問題はない。
粒子が大きかったり、量が多く、脱落しにくい場合は、
処理時に超音波処理を行い粒子の脱落を促進するか、一
旦水洗し、超音波洗浄や高圧水洗などを行い、粒子を脱
落させて、再度、スルホン酸類で処理するなどの工夫が
必要である。

【００１１】工程(D)において、樹脂を除去するための
スルホン酸類としては、硫酸またはアルキルスルホン酸
を用いることが出来る。樹脂の化学的除去に用いるスル
ホン酸類の温度は、室温でよいが、加温や冷却によっ
て、樹脂の除去速度をかえることもできる。液の濃度
は、溶解に適した濃度を用いればよく、樹脂の種類や温
度などによってかわる。配線板用途に用いられる一般的
なエポキシ樹脂の場合、９０％以上の濃硫酸が、樹脂の
除去速度、コストの点から特に適している。

【００１２】対象とする多層配線板は、特に制限はな
く、図１に示すように、一般的な積層による多層配線
板、図２に示すような金属芯を持つ金属芯配線板や、図
３に示すような金属板の片面に配線を積み上げる片面金
属ベース多層配線板などを含むものである。多層配線板
の場合、本発明の方法だけで配線層を積み上げていくこ
とも可能であり、また、従来の接続法であるスルーホー
ル接続を併用してもよい。樹脂の種類によって、膨潤や
溶解した樹脂の残渣が内層銅表面などに付着する場合が
ある。この場合には、高圧水洗や超音波洗浄、ホーニン
グ等の機械的な除去や、アルカリ過マンガン酸、クロム
酸などによる化学的な除去を行うことが好ましい。従来
のスルーホール接続と併用する場合、スルーホール銅と
内層との接続部のスミアを除去するためのデスミア処理
によって、同時にＩＶＨ部分の樹脂残差を除去してもよ
い。

【００１３】

【作用】樹脂を粗化したり、エッチングする方法とし
て、クロム酸や過マンガン酸などで酸化分解する方法が
知られていた。しかし、これらの方法は、樹脂の厚さ数
μmを除去することはできるが、除去する樹脂の厚さが
絶縁層として用いられる厚さ数１０μm以上では、時間
がかかりすぎ実用的ではなかった。本発明では、スルホ
ン酸類が、樹脂の除去速度の速いことを見いだして行っ
たものである。スルホン酸類の場合、樹脂を溶解（分
解）もしくは膨潤によって、除去することができる。樹
脂が溶解されるか膨潤されるかは、樹脂の種類によって
異なる。一般的に用いられている銅張り積層板用のエポ
キシ樹脂の場合は、溶解（分解）によって除去されるよ
うである。また、例えば、ＡＳ３０００（日立化成工業
株式会社製、商品名）のようなフィルム化可能なエポキ
シ樹脂の場合、主に膨潤し、内層配線部から剥離するよ
うである。このような場合には、膨潤後の樹脂を除去す
るために、後工程で高圧水洗やホーニングなどの機械的
な除去工程を入れることが好ましく、この膨潤した樹脂
を除去する他の方法として、過マンガン酸やクロム酸等
による化学的な除去を行うこともできる。

【００１４】

【実施例】（樹脂の溶解性） 実施例１ 紙フェノール基板用フェノール樹脂、ソルダーレジスト
用エポキシアクリレート樹脂、銅張り積層板用エポキシ
樹脂をそれぞれ銅表面に塗付し、加熱硬化させて、５０
μmの厚さの膜を形成した。これらのものを、濃硫酸
（濃度９６％）に浸漬し、溶解性を調べた。その結果、
いずれも２０分以内に溶解（分解）し、除去できた。

【００１５】比較例１ 実施例１と同じ３種類の樹脂を過マンガン酸カリウム水
溶液（濃度：７０ｇ／ｌ、ｐＨ：１４、温度：６５℃）
に３０分間浸漬したが、樹脂膜の除去はできなかった。

【００１６】（ＩＶＨ形成用内層入り基板Ａの準備）ガ
ラス布にエポキシ樹脂を含浸した基材の両面に銅箔を積
層したコア材に配線形成を行い、内層板を作製した。Ｉ
ＶＨ接続部分の必要箇所にランドを設けた内層配線を、
エッチングで形成した後、この内層板の両面に５０μm
厚さのエポキシ樹脂フィルムＡＳ３０００（日立化成工
業株式会社製、商品名）と銅箔を重ね合わせて加圧加熱
してＩＶＨ形成用内層入り基板Ａを作製した。 （ＩＶＨ形成用内層入り基板Ｂの準備）ガラス布にエポ
キシ樹脂を含浸した基材の両面に銅箔を積層したコア材
に配線形成を行い、内層板を作製した。ＩＶＨ接続部分
の必要箇所にランドを設けた内層配線を、エッチングで
形成した後、この内層板の両面にエポキシ樹脂ワニスを
塗付し、加熱してエポキシ樹脂をＢステージとした。こ
の両面に銅箔を重ね、加圧加熱してＩＶＨ形成用内層入
り基板Ｂを作製した。

【００１７】実施例２ ＩＶＨ形成用内層入り基板Ａを用い、表面の銅箔部のＩ
ＶＨ対応部をエッチング除去した。このものを、市販試
薬の濃硫酸（濃度：９６％、温度：２０℃）に２０分間
浸漬した。銅箔のエッチングによって露出した部分の樹
脂が膨潤し、浮きだすのが観察された。この後、超音波
洗浄をすると、膨潤した樹脂が除去され、内層銅に達す
る穴が形成された。

【００１８】実施例３ ＩＶＨ形成用内層入り基板Ｂを用い、実施例１と同様
に、表面銅箔をエッチング除去し、同一の濃硫酸処理を
１５分間行った。銅箔のエッチングによって露出した部
分の樹脂が溶解除去され、内層銅に達する穴が形成され
た。

【００１９】実施例４ 実施例２で作製した試料に、別途、スルーホール用の貫
通穴開けを行った。この後、高圧水洗と過マンガン酸カ
リウム処理（濃度：７０ｇ／ｌ、ｐＨ１４、温度：６５
℃、処理時間１５分）を行った後、厚さ２５μmの無電
解銅めっきを行った。次に、テンティング法によって、
表面の銅箔をエッチングし、表面配線を形成した。この
ものを、樹脂で注形し、断面観察した結果、めっき銅に
よって、ＩＶＨ接続部の内層と表面配線が接続されてい
ることを確認した。スルーホール部も、接続されている
ことを確認した。

【００２０】実施例５ 実施例２で作製した試料を、高圧水洗と超音波洗浄を行
った後、テンティング法によって、表面の銅箔をエッチ
ングし、表面配線を形成した。スクリーン印刷によっ
て、このものの穴の部分に、銀ペーストを埋め込み、乾
燥、硬化した。このものを、樹脂で注形し、断面観察し
た結果、銀ペーストによって、ＩＶＨ接続部の内層と表
面配線が接続されていることを確認した。

【００２１】比較例２ ＩＶＨ形成用内層入り基板Ａを用い、表面の銅箔部のＩ
ＶＨ対応部をエッチング除去した。このものを、過マン
ガン酸カリウム水溶液（濃度：７０ｇ／ｌ、ｐＨ：１
４、温度：６５℃）に３０分間浸漬したが、銅箔から露
出した樹脂層の厚さの半分以上の樹脂が残り、内層銅ま
で到達しなかった。この後、超音波洗浄、ホーニング、
高圧水洗などの方法で、樹脂の除去を試みたが、残存樹
脂は除去されなかった。

【００２２】比較例３ ＩＶＨ形成用内層入り基板Ａを用い、比較例１の過マン
ガン酸カリウム水溶液にかえて、クロム酸と硫酸の混合
液を用いた。クロム酸、硫酸水溶液の処理は、クロム酸
濃度：１００ｇ／ｌ、硫酸濃度：３００ｇ／ｌ、温度：
４５℃で３０分間浸漬して行った。しかし、銅箔から露
出した樹脂層の厚さの半分以上の樹脂が残り、内層銅ま
で到達しなかった。この後、超音波洗浄、ホーニング、
高圧水洗などの方法で、樹脂の除去を試みたが、残存樹
脂は除去されなかった。

【００２３】

【発明の効果】本発明により、ウェットエッチングする
ための特別な樹脂を用いることなく、少ない工程で、Ｉ
ＶＨ接続ができる。特に、多数のＩＶＨ接続の必要な場
合、ドリル穴開けでは、時間がかかりコストアップとな
るが、本発明の方法では、ドリルを用いることなく、一
度に多数のＩＶＨ用の穴開け処理ができるため、コスト
低減効果が大きい。また、使用する薬品も、発火性や臭
気がなく、防爆や臭気対策の設備が不用である。薬品の
コストも比較的安価であり、廃液も処理が容易である。
以上の様に、本発明は作業環境を汚染することなく、低
コストでＩＶＨ接続を可能にし、高密度な多層配線板の
低コスト化に寄与するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例により製造される配線板の断
面図である。

【図２】本発明の他の実施例により製造される配線板の
断面図である。

【図３】本発明の更に他の実施例により製造される配線
板の断面図である。

【図４】（ａ）〜（ｈ）は、それぞれ本発明の一実施例
を説明するための各工程の断面図である。

【図５】（ａ）〜（ｍ）は、それぞれ本発明の他の実施
例を説明するための各工程の断面図である。

【符号の説明】

２．樹脂層 ３１．内層配線 ４．金属箔 ４を内層配線形成物に接着する工程 ５２．穴 ７．外層配線 ９．めっき被膜

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中祖 昭士 茨城県下館市大字小川1500番地 日立化成 工業株式会社下館研究所内

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】(A) 内層配線３１を形成する工程 (B) 樹脂層２を介して金属箔４を内層配線形成物に接着
   する工程 (C) 内層との配線の接続部に対応する部分の金属箔４を
   除去する工程 (D) 金属箔４が除去されて露出した樹脂層２をスルホン
   酸類で化学的に除去し、内層配線３１を露出させる工程 (E) 化学的に除去されてできた穴５２の壁面に、めっき
   被膜９を形成し、内層配線３１と表面の金属箔４を接続
   する工程 (F) 外層配線７を形成する工程 を含むことを特徴とする多層配線板の製造法。
2. 【請求項２】(A) 内層配線３１を形成する工程 (B) 樹脂層２を介して金属箔４を内層配線形成物に接着
   する工程 (C) 内層との配線の接続部に対応する部分の金属箔４を
   除去する工程 (D) 金属箔４が除去されて露出した樹脂層２をスルホン
   酸類で化学的に除去し、内層配線３１を露出させる工程 (E1)化学的に除去されてできた穴５２の内部に、導電物
   ９１を埋め込むことによって、内層配線３１と表面の金
   属箔４を接続する工程 (F) 外層配線７を形成する工程 を含むことを特徴とする多層配線板の製造法。
3. 【請求項３】(A) 内層配線３１を形成する工程 (B) 樹脂層２を介して金属箔４を内層配線形成物に接着
   する工程 (C) 内層との配線の接続部に対応する部分の金属箔４を
   除去する工程 (D) 金属箔４が除去されて露出した樹脂層２をスルホン
   酸類で化学的に除去し、内層配線３１を露出させる工程 (E) 化学的に除去されてできた穴５２の壁面に、めっき
   被膜９を形成し、内層配線３１と表面の金属箔４を接続
   する工程 (F1)第２の内層配線３２を形成する工程 (G) 前記工程(B)〜(F1)を必要に応じた回数繰り返す工
   程 (H) 外層配線７を形成する工程 を含むことを特徴とする多層配線板の製造法。
4. 【請求項４】(A) 内層配線３１を形成する工程 (B) 樹脂層２を介して金属箔４を内層配線形成物に接着
   する工程 (C) 内層との配線の接続部に対応する部分の金属箔４を
   除去する工程 (D) 金属箔４が除去されて露出した樹脂層２をスルホン
   酸類で化学的に除去し、内層配線３１を露出させる工程 (E1)化学的に除去されてできた穴５２の内部に、導電物
   ９１を埋め込むことによって、内層配線３１と表面の金
   属箔４を接続する工程 (F1)第２の内層配線３２を形成する工程 (G) 前記工程(B)〜(F1)を必要に応じた回数繰り返す工
   程 (H) 外層配線７を形成する工程 を含むことを特徴とする多層配線板の製造法。
5. 【請求項５】工程(E1)において、化学的に除去されてで
   きた穴５２の内部に埋め込む導電物９１が、銅ペースト
   または銀ペーストであることを特徴とする請求項２また
   は４に記載の多層配線板の製造法。
6. 【請求項６】工程(B)における樹脂層２が、エポキシ樹
   脂を主体とする樹脂層であることを特徴とする請求項１
   〜５のうちいずれかに記載の多層配線板の製造法。
7. 【請求項７】工程(B)における樹脂層２が、フェノール
   樹脂を主体とする樹脂層であることを特徴とする請求項
   １〜５のうちいずれかに記載の多層配線板の製造法。
8. 【請求項８】工程(B)における樹脂層２が、エポキシア
   クリレート樹脂を主体とする樹脂層であることを特徴と
   する請求項１〜５のうちいずれかに記載の多層配線板の
   製造法。
9. 【請求項９】工程(D)におけるスルホン酸類が、硫酸ま
   たはアルキルスルホン酸であることを特徴とする請求項
   １〜８のうちいずれかに記載の多層配線板の製造法。
10. 【請求項１０】工程(D)と工程(E)の間に、金属板の表面
    に付着した樹脂残渣を機械的あるいは化学的に除去する
    工程を有することを特徴とする請求項１〜９のうちいず
    れかに記載の多層配線板の製造法。