JPH08195562A - 電子部品搭載用多層配線板の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【構成】マザーボード６の上に多層配線板を構成する各
層の回路パターンを通常のフォトレジストを使って回路
形成してパターンメッキを行い，更にその上にフォトレ
ジストを重ねて，内層間の導通接続をとるバイアホール
パターン３を焼き付け現像しバイアホールパターンメッ
キをする。次にフォトレジストを除去してから，耐熱性
の熱可塑性樹脂をコーテイングして，バイアホールパタ
ーンメッキの頭部を露出させ，これに低融点金属メッキ
又は導電性の接着ペーストを付与してから，マザーボー
ドより剥離して，熱圧着することによって層間の絶縁層
接着と層間の導通接続を同時に行う。 【効果】貫通スルホール穴明ないので，従来プロセスの
二倍以上の配線密度が向上し高密度配線板の製造が可能
となるとともに，配線設計の制約が大幅に緩和されるの
で，配線設計の時間も短縮出来る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子部品搭載用多層配線
板の製造方法に関するものである。近年電子機器のダウ
ンサイジングの流れは，電子部品の小型化，薄型化，軽
量化を促し，更には複数の半導体を一つのパッケージ内
に収納して，より小型化を実現しようとしている。当然
このような目的に使用される，電子部品搭載用の配線板
は，より小型で，より高密度な配線パターンを有し，し
かもより薄型の配線板が求められている。本発明はこの
ような，ニーズにマッチした配線板の製造法を提供する
ことを目的になされたものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の電子部品搭載用の多層回路配線板
の一般的製法としては，硝子繊維にエポキシ樹脂を含浸
させた積層板に銅箔を張った，いわゆる硝子エボキシ銅
張積層板をつかって，最初に多層板を構成する内層板の
回路パターンをフォトエッチング法によって製作し，こ
れに層間の接着剤としてのプリプレグを各層の間に挟ん
で，多層の組み合わせ順位に従って組み合わせ，ガイド
を使って，熱プレスで加熱圧着する。次に内層と外層と
の導通を取るために，ドリリングマシンと超硬ドリルを
使って穴明け加工を行う。その後，穴明け加工した穴内
に化学銅メッキを行って導通をとり，電気銅メッキで厚
づけメッキを行う。最後に外層パターンをフォトエッチ
ングによって，パターン形成するのが一般的製法であ
る。最近，光感光性樹脂を使って，一層毎に，絶縁膜及
びバイアホール形成し化学銅めっきで導通をとり，フォ
トレジストでパターン形成して，電気銅メッキで厚付け
してパターン形成する。これを繰り返して，下から積上
げて多層板を製造する製法が提案され一部で実用化が始
まっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来方法による多層配
線板の製造方法に於いては，多層配線板の内層と外層と
の導通接続をとるために，剛性の高いドリリングマシン
を使って，超硬のドリルを用いて，穴明けを行い，穴内
に化学銅メッキ，電気銅メッキのスルホールメッキを行
って導通接続を行っている。このとき内層の各層全てを
貫通するので，内層の不要部分にも穴があき，接続のな
い内層では，それを避けて配線しなければならず，その
ぶん回路配線の引き回しに制約が出来て配線密度が低下
していまうことになる。また穴明けするとき，超硬のド
リルを使って穴明けを行うが，超硬のドリル径も，小径
といわれているものでも径が０．３ｍｍもあり，最近は
更に小径のものも出現しているが，それでも配線板の回
路の設計引き回しの制約を受け，配線板の高密度化の障
害となっている。又上述した製造方法では，多層配線板
の構成上，内層材とプリプレグがセットになって，これ
に銅箔を張った外層材が組み合わされた構成となってい
るためにトータルの基板厚がどうしても厚くなってしま
う。ましてや層数の多い高多層板となるとなおさらであ
る。信号の高速伝送を狙いたいシステム用の回路基板と
して使う場合は，その電気特性を低下させてしまうこと
になる。また銅箔を張った積層板を使って，フォトエッ
チング法で回路形成を行う場合，エッチングの条件によ
って回路のサイドエッチ現象が起き回路巾を常に一定に
保ことが難しくなり，これも配線板の特性インピーダン
スに影響を与え，その整合を取るのが難しくなるという
欠点を有している。その他に，この製造方法において
は，超硬ドリルでの穴明け時の発熱によって，多層配線
板の致命的欠陥である導通不良の原因となるスミアーの
発生が懸念され，これは小径になればなるぼどその発生
頻度が高くなる。その為スミアー除去の工程が必要とな
り，これがまた製造工程を複雑にして，製造コストを引
き上げている。最近耐熱性の光感光性樹脂を使って，銅
張り積層板で最初に回路形成した上に，光感光性樹脂を
コーテイングして，バイアホールパターンを形成してこ
れに化学銅めっきを全面に行って導通をとり，この上に
通常のフォトレジストで第二層目のパターンを形成し
て，パターンメッキを行い，その後フォトレジストを除
去し，導通用の化学銅メッキ層も除去する。再び光感光
性の樹脂をコーテイングして，これにバイアホールパタ
ーンを焼き付け，現像して，バイアホールパターンを形
成する。そして又導通用の化学銅メッキを全面に行い，
通常のフォトレジストで，第三層目のパターンを焼き付
け現像し形成したパターンにパターンメッキを行うとい
った順序で，必要な層数回数を下から積み上げて，多層
配線板を製造するプロセスが提案されて，一部実用化が
始まっているが，途中の積み上げ段階で不良が発生する
と，また始めからのやり直しとなり，製造には最新の注
意が必要で，製造の効率も良くない。また順次パターン
を積み上げて形成していくために，次第に表面の段差が
大きくなり，その都度平坦化処理が必要となる。その他
に光感光性樹脂を積み上げていく段階で残留応力が大き
くなり，多層配線板の完成時に回路基板の反りが起こり
やすい欠点を有している。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明による製造方法を
説明することによって，課題を解決することになること
を述べるものとする。本発明による多層配線板の製造方
法では，最初にマザーボードとなるボードを準備する。
これには表面を研磨して，平坦性に優れたオーステナイ
ト系のステンレススチールを選択するのか良い。そして
ステンレススチール板は目的とする多層配線の層数枚準
備する。これをそのまま使用してもよいが，後工程での
離型を容易にする為に，通常このマザーボード上に薄い
銅めっきを（１μｍ〜５μｍ）行う。薄い銅メッキを行
った上に，通常のフォトレジストを用いて，多層板を構
成する各層のパターンを，ネガタイプのフォトレジスト
を使用の場合は，ポジパターンフィルムを使って焼き付
け，現像する。これをメッキレジストとして，現像した
パターン回路部に，フォトレジストの厚さとなるまで，
銅のパターンメッキを行う。多層回路板を構成する内層
パターンについては，最初に形成した回路パターン用の
フォトレジストを剥離することなしに，その上に再びフ
ォトレジストをコーテイング又はラミネートして，層間
の接続をとる為のバイアホールパターンを焼き付け現像
する。現像したバイアホールパターン部に再びパターン
メッキを，フォトレジストの高さとなるまで行う。この
時のフォトレジストの厚さは，層間の絶縁層の厚さに関
係するので，回路パターン用のフォトレジスト厚よりも
厚いほうが望ましい。このときの回路パターンメッキ及
びバイアホールパターンメッキの種類には，通常には均
一性の高い硫酸銅メッキが用いれるが，その他に銀，
金，ニッケル，錫等のメッキで構成することも可能であ
る。バイアホールパターンメッキが終了したら，回路パ
ターン及びバイアホールパターンを形成していたメッキ
レジストとしてのフォトレジストを除去して，この上に
耐熱性の熱可塑性樹脂の流動性を持つ液状のペースト，
ワニス等をバイアホールパターンメッキの頭部の高さ
と，均一になるようにコーテイング又はラミネートす
る。この耐熱性の熱可塑性樹脂としては，市販されてい
る高分子重合体の耐熱性の熱可塑性樹脂タイプの接着絶
縁ペースト又はフィルムを使用するのが良い。又溶剤可
溶タイプの熱可塑性のアモルファスフッソ樹脂を使用し
て，成形することも可能である。この他に，１５０゜Ｃ
までは，熱可塑性で接着性を示すが，２００゜Ｃ近くの
キュァ温度になると熱硬化性を示すポリカルボキシイミ
ド樹脂等のワニスも同じように本発明の製造用絶縁，接
着用材料として，使用することも出来る。メッキレジス
トでのパターン形成方法として，最初からスクリーン印
刷法等で耐熱性熱可塑性樹脂のペーストを使ってのメッ
キレジストパターンの形成をすれば，当然パターンメッ
キレジスト，バイアパターンメッキレジストの剥離工程
は不要となる。以上の工程が終了したならば，多層を構
成する各層のマザーボードにコーテイング又はラミネー
トした樹脂層とパターンメッキした回路部とを共に剥離
する。このときマザーボード上に薄い銅メッキ（ニッケ
ルメッキでも可）をしておくことによって，この薄いメ
ッキ層ごと剥離することによって，この剥離工程を非常
に容易な行うことが出来る。そして一緒に剥離した薄い
メッキ層は，銅メッキの場合には，１０％の過硫酸アン
モン液又は塩化第二鉄液で迅速に溶解除去することがで
きる。この工程が終わると，多層板を構成する各層の準
備が出来たことになる。多層板を構成する各層を設計の
順位に従って重ね合わせる。このとの予め各層の回路パ
ターン焼き付け用フィルムを作成するとき共通のガイド
ホールを設けておくことによって，このガイドホールを
使っての重ね合わせが可能となる。次に重ね合わせた，
多層構成材の上下に熱プレス用のクッション材で挟み熱
プレスを使って，加熱圧着を行う。このときの加熱条件
としては，採用する耐熱性熱可塑性樹脂の種類とバイア
ホールパターンメッキ上に形成した低融点金属メッキの
融点等を考慮して決定するが，一般的には１８０°Ｃ〜
２５０゜Ｃの間で目的を達成することが出来る。又接着
時の圧力についても採用する耐熱性熱可塑性樹脂の種類
によって異なるが，５ｋｇ／ｃｍ^２〜３０ｋｇ／ｃｍ^２
の圧力で層間の充分なる接着が可能となる。熱プレスで
の時間は，３０分〜６０分で目的の層間の接着力が得ら
れるが，特に熱可塑性アモルファスフッソ樹脂を採用の
場合は，９０分以上かけたほうが，接着力が向上する場
合がある。本発明による，多層配線板の製造プロセスに
おいて，多層板を構成する最外層パターン部について
は，マザーボードにメッキレジストを使って逆回路パタ
ーン（回路部が露出したパターン）を形成して，これに
パターンメッキを行った後，回路パターン用メッキレジ
ストを除去してから，回路パターンメッキの高さまで耐
熱性の熱可塑性樹脂の流動性液状又はフィルム状のもの
をコーテイング又はラミネート圧着してからパターン部
を露出させて使用するか又は他の内層パターンと同じよ
うに引き回し回路パターン上に，表面の部品搭載用パッ
ト部（接続部）をパターンメッキで立ち上げ成形したも
のを最外層に使うことによって，部品実装時のハンダブ
リッジを防ぐ等の効果を発揮する場合もある。

【０００５】

【作用】以上の本発明による製造プロセスによって得ら
れる多層配線板では，従来プロセスで課題となってい
る，穴明け時の問題については，本発明の製造プロセス
では，フォトレジストで必要な部位のみにバイアホール
パターンを形成して，メッキで立ち上げ層間の接続を行
うので，内層と外層を接続する為の貫通のスルホール穴
がなく，多層配線板設計上の配線の制限が緩和されて高
密度配線設計が容易に出来るようになる。又バイアホー
ルの形成を従来プロセスの機械的ドリル穴明けでは，不
可能に近い０．０５ｍｍ以下といった微細なバイアホー
ルの可能となり，これも又高密度多層配線設計上有利な
条件となっている。又本発明の製造法では，層間の接着
を層間の絶縁材を兼ねた耐熱性の熱可塑性樹脂を使用し
て熱圧着しているので，従来プロセスで層間の接着に使
用しているプリプレグ層が不要となり，それだけ多層配
線板の総厚を薄く出来るので，回路配線長の短縮化効果
が大きい。又本発明の製造プロセスではバイアホールパ
ターンメッキ上の低い融点メッキ又は導電性接着剤が熱
圧着時一旦溶融して，層間の接続を行うと同時に熱可塑
性樹脂が溶着して層間の接着を行い，層間の導通接続と
層間の接着が同時に行われるので製造工程が短縮され，
非常に効率的で低コスト化効果が大きい。永久フォトレ
ジストマスクと導通用化学銅メッキ，パターン銅メッキ
を繰り返し下から順次積み上げる所謂積み上げ多層配線
板の製造法では，問題となっている積み上げによって次
第に大きくなるフォトレジストの残留応力による基板の
反りの発生もなく，又積み上げによる層数の多寡による
表面の凹凸も少なく，製造工数も短く，短納期で製造出
来る利点も有している。又配線パターンの形成方法がエ
ッチング法でなく，アデテイブ法で形成するためエッチ
ング法でのサイドエッチ現象の発生もなく，パターン巾
を設計値通りに再現出来るので，回路の特性インピーダ
ンスの整合が容易となる電気特性上の利点も有してい
る。

【０００６】

【実施例】

１．外形サイズ４５０ｍｍ×４５０ｍｍ，板厚２ｍｍの
オーステナイト系ステンレススチール板の，表面を清浄
にしたのち，３μｍの銅メッキを行った板を６枚マザー
ボードとして準備した。これに６層の多層板を構成する
各層のパターンをネガタイプの厚さ５０μｍのドライフ
ィルムタイプのフォトレジストを使って，逆パターン
（回路部が露出しているパターン）を焼き付け現像し，
現像した部分にフォトレジストの厚さと同じになるま
で，均一性の高い硫酸銅めっきを行った。次にこの回路
パターン部の上に，層間の導通接続を行う為のバイアホ
ールを形成するために，再び膜厚５０μｍのドライフィ
ルムタイプのフォトレジストを使って，この上に重ねラ
ミネートを行い，各層のバイアホールパターンを焼き付
け現像し，この現像したパターン部に硫酸銅メッキをレ
ジストの膜厚と同じか，又は若干高くなるまでメッキを
行った。次に回路パターンとバイアホールパターンを形
成しているドライフィルムフォトレジストを５％の苛性
ソーダー液中で溶解除去した後，この上に高分子重合体
の耐熱性の熱可塑性の樹脂タイプの接着絶縁ペーストを
バイアホールパターンメッキの頭部の高さまで，コーテ
イングして，一旦乾燥した。乾燥後，バイアホールパタ
ーンメッキ上に，ペーストのコーテイング時に付着した
ペーストを除去するため，このバイアホールパターンメ
ッキ頭部の表面をラッピングマシンを使って研磨して，
清浄な表面を露出させた。次に清浄な表面を露出させた
バイアホールパターンメッキ上に，共晶ハンダメッキを
メッキ厚３０μｍとなるまでメッキを行った。その後，
多層板を構成する各層のマザーボードから，下付けした
薄い銅メッキごと剥離して，薄い銅メッキ層は１０％の
過硫酸アンモン液に浸漬して溶解除去した。次に多層板
の第一層から第六層迄の設計順序に従って，外形ガイド
を使って組み合わせて重ね，厚さ０．１ｍｍのクッショ
ン材を上下に各３枚ずつ使って挟み，そのまま熱プレス
で，圧力１５ｋｇ／ｃｍ^２，温度２３０゜で３０分間維
持し，その後室温迄冷却して取り出し，信号層４層，電
源層，アース層各１層の６層の多層配線板を得た。 ２．回路配線パターンメッキ及びバイアホールパターン
メッキ工程終了後のフォトレジスト剥離工程までは実施
例１．と同じプロセスで行い，耐熱性熱可塑性樹脂とし
て，溶剤可溶タイプの熱可塑性アモルファスフッソ樹脂
のコーテイングをバイアホールパターンメッキの頭部ま
での厚さに行った。表面が乾燥した後，バイアホールパ
ターンメッキの頭部に付着している樹脂をラッピングマ
シンを使って，ラッピングした後，この頭部に硫酸錫メ
ッキ浴を使って厚さ３５μｍの錫メッキを行った。次に
多層を構成する各層のそれぞれのマザーボードから，下
付けの銅メッキ層ごと剥離して，一緒に剥離した銅メッ
キ層を１０％の過硫酸アンモン液に浸漬して溶解除去し
た。次に多層板の第一層から第六層までを多層設計順序
に従って組み合わせて重ね，厚さ０．１ｍｍのクッショ
ン紙を上下そぞれ３枚ずつ挟み，熱プレスで温度２５０
゜Ｃ，圧力２５ｋｇ／ｃｍ^２，９０分この条件でプレス
した後，室温迄冷却して取り出し，フッソ樹脂を使っ
た，六層の多層板を得た。 ３．実施例１．において，バイアホールパターンメッキ
の上に層間の導通接続用の共晶ハンダメッキを行う代わ
りに，導電性の接着ペーストをスクリーン印刷を用い
て，内層各層のバイアホールパターンメッキ上に約３０
μｍの厚さにコーテイングしたのち，表面の粘着性がな
くなるまで，乾燥した。この後の工程は実施例１．と同
じプロセスで行い，厚さ０．１ｍｍのクッション紙を上
下に各３枚ずつで挟んで，熱プレスを使って，温度１８
０゜Ｃ，圧着時の圧力２０ｋｇ／ｃｍ^２，で６０分維持
した後，室温迄冷却したのち取り出し，六層の多層配線
板を得た。 ４．厚さ１．６ｍｍのガラスエポキシ両面銅張積層板
に，六層の多層配線板を形成すべく，第六層目と五層目
とを接続するためのスルホール穴明け，スルホールメッ
キを行ったボードを使って，これの片面に第五層目の回
路パターンを通常のフォトエッチング法で形成した。
（第六層目に該当する面は，最後にパターン形成を行
う）この上に厚さ５０μｍのドライフィルムタイプのフ
ォトレジストをラミネートし，これに第五層目と第四層
目の内層とを接続するバイアホールパターンを形成し
て，均一性の高い硫酸銅メッキ浴を使ってバイアホール
パターンの頭部より若干上回る厚さにメッキを行った。
次にフォトレジストを苛性ソーダ溶液中（５％溶液）で
剥離を行って，これにバイアホールパターンメッキ層の
頭部まで均一になるように高分子重合体の耐熱性の熱可
塑性樹脂タイプの絶縁ペーストをコーテイングをして，
一旦乾燥してからバイアホールパターンメッキ層の頭部
に付着した樹脂をラッピイングして除去して清浄な表面
を出し，この表面に共晶ハンダメッキを厚さ約３０μｍ
のメッキを行った。 第一層から第四層目の各層の形成
は実施例１．と同じプロセスで形成し，合わせガイドを
使って，ガラスエポキシ基板に形成した第五層目の上に
組み合わせて重ね，熱プレスを使って，温度２３０゜Ｃ
圧力１５ｋｇ／ｃｍ^２，時間３０分維持してから，室温
まで冷却して取り出し，最後に第六層目のパターン回路
を通常のフォトエッチング法で形成して，六層の多層配
線板を得た。

【０００７】

【発明の効果】本発明によって製造した多層配線板は，
従来プロセスで問題となっている貫通スルホール穴明な
いので，従来プロセスの二倍以上の配線密度が向上し高
密度配線板の製造が可能となるとともに，配線設計の制
約が大幅に緩和されるので，配線設計の時間も短縮出来
る利点を有している。又板厚の薄い配線基板の製造が可
能であるので，信号線回路の短距離配線が出来，また絶
縁材として誘電率の小さいフッソ樹脂を使った配線板の
製造によって，高周波を使った高速信号配線基板として
最適である。最近ベアーチップを直接基板上に実装する
ＣＯＢ基板，ＭＣＭ−Ｌ基板が注目されているが，この
ような目的の基板として，細線の高密度配線が容易に出
来，しかも製造法として，ピンラミネート法の合理性を
併せ持っているので，より低コスト化が図れ，高密度薄
形多層配線板の製造方法として，非非常に優れている。
又本発明の製造方法の応用として，金属板上又はセラミ
ック板上に，本多層配線板を接着することによって，剛
性と放熱性の高い基板として完成させることも可能であ
り，配線板としての，様々な要求特性に応えられるフレ
キシビリテイも併せ持っている。

【図面の簡単な説明】

【図１】 マザーボード上に回路パターン部及びバイ
アパターン部を形成した後，耐熱性の熱可塑性樹脂をコ
ーテイングしバイアホールパターンメッキ上に低融点金
属メッキした断面図である。

【図２】 マザーボードから，多層配線板を構成する
各層のパターンを剥離して，熱圧着する前の断面図であ
る。

【図４】 多層を構成する，各層を組み合わせ熱圧着
したときの多層配線板の断面図である。

【符号の説明】

（１）は低融点金属メッキ部 （２）は耐熱性熱可
塑性樹脂層 （３）はバイアホールパターン部 （４）は回路配線部 （５）は剥離メッキ層 （６）はマザーボー
ド （７）は多層組み合わせガイドホール

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成７年１２月１４日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図面の簡単な説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【図面の簡単な説明】

【図１】 マザーボード上に回路パターン部及びバイ
アパターン部を形成した後，耐熱性の熱可塑性樹脂をコ
ーテイングしバイアホールパターンメッキ上に低融点金
属メッキした断面図である。

【図２】 マザーボードから，多層配線板を構成する
各層のパターンを剥離して，熱圧着する前の断面図であ
る。

【図３】 多層を構成する，各層を組み合わせ熱圧着
したときの多層配線板の断面図である。

【符号の説明】 （１）は低融占金属メッキ部 （２）は耐熱性熱可
塑性樹脂層 （３）はバイアホールパターン部 （４）は回路配線部 （５）は剥離メッキ層 （６）はマザーボー
ド （７）は多層組み合わせガイドホール

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】導電性のマザーボード上に，多層配線板を
   構成する各層のパターンをメッキレジストを用いて形成
   し，これにパターンメッキを行う。次に多層配線板を構
   成する内層部パターンについては，内層パターン間の導
   通接続を行う為のバイアホールパターンを，その上に更
   にメッキレジストを用いて形成し，バイアホールパター
   ンメッキを行う。その後，各回路パターン及びバイアホ
   ールパターンを形成していたメッキレジストを除去した
   後，この上に液状又はフィルム状の耐熱性熱可塑性樹脂
   をコーテイングして，バイアホールパターンメッキ層の
   頭部を露出させる。露出したバイアホールパターンメッ
   キ層の頭部に低融点金属をメッキ法或いは溶融法で付与
   するか又は導電性の熱接着ベーストを付与する。この
   後，マザーボード上に形成した多層配線板を構成する各
   層のパターンを剥離し，多層配線板設計の構成順位に従
   って組み合わせて重ね，加熱圧着することによって内層
   間の導通接続と内層間の絶縁接着が同時に行われること
   を特徴とする電子部品搭載用多層配線板の製造法。