JPH10190233A - 多層配線基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 層間の電気的接続を確実にした多層配線基板
の製造方法を提供する。 【解決手段】 絶縁基板２上にフォトリソ法により内層
回路パターン３ａ、３ｂを形成する第１の工程と、その
上に、絶縁体層４を形成する第２の工程と、内層回路パ
ターン３ａを露出させるべく接続用有底孔５を絶縁体層
４の表面側からレーザー光を用いて穿設する第３の工程
と、絶縁体層４の上にメッキ処理により外層導電体層７
を形成する第４の工程と、外層導電体層７に外層回路パ
ターン７ａ、７ｂを形成する第５の工程とを含む多層配
線基板１の製造方法であって、第１の工程において、接
続用有底孔５に対応する位置に内層回路パターン３ａを
貫通する孔３ｃを内層回路パターン３ａ、３ｂと同時に
形成することを特徴とする多層配線基板１の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、外層の絶縁体層に
穿設した接続用有底孔（盲孔）を介して内層回路パター
ンと外層回路パターンとを電気的に接続した多層配線基
板の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】最近の各種電子機器に用いられる回路基
板は、回路の高密度化の必要から、絶縁体層を介して回
路パターンを多層化した構造の多層配線基板が採用され
る傾向にある。この種の多層配線基板の製造方法の一例
として、基板上の絶縁体層に穿設した接続用有底孔を介
して内層回路パターンと外層回路パターンとを電気的に
接続する方法が特公平５−３７３６０号公報に開示され
ている。

【０００３】図３は従来の多層配線基板を示した断面図
である。図３に示した従来の多層配線基板１００は、特
公平５−３７３６０号公報に開示されており、ここでは
簡略に説明すると、基板１０１の表面を研磨した後、基
板１０１上に形成した内層回路パターン１０２に銅表面
酸化剤を用いて銅表面にも凹凸を形成し、この上から絶
縁樹脂１０３と２〜３μｍの無電解メッキ用接着剤１０
４とを順に、塗布・熱硬化する。

【０００４】この無電解メッキ用接着剤１０４の硬化表
面にメッキレジスト用インクをスクリーン印刷し、熱硬
化させて、無電解メッキ用レジスト１０５を積層した
後、内外層接続用有底孔（盲孔）１０６を炭酸ガスレー
ザを用いて穿設し、更に隣接する箇所にスルーホール１
０７をドリルを用いて穿設する。

【０００５】しかる後に、貫通孔のスミア処理を兼ね
て、露出している絶縁体層１０３、無電解メッキ用接着
剤１０４及び基板１０１の絶縁材料部分に、無電解メッ
キの接着性を高めるために、重クロム酸／流酸／弗化ナ
トリウムの溶液を用いて、化学粗化処理を行い、その
後、無電解メッキによって、外層回路パターン１０８及
び外層接続用有底孔１０６の内壁並びにスルーホール１
０７の内壁にメッキを行い、このときに、内層回路パタ
ーン１０２とスルーホール１０７の接続用ランド１０９
も形成されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記した従
来の多層配線基板１００の製造方法によれば、内層回路
パターン１０２と外層回路パターン１０８とが、内外層
接続用有底孔１０６の内壁に被着した接続用ランド１０
９を介して電気的に接続できるものの、前述した如く、
製造工程中、露出している絶縁体層１０３、無電解メッ
キ用接着剤１０４及び基板１０１の絶縁材料部分に、重
クロム酸／流酸／弗化ナトリウムの溶液を用いて、無電
解メッキの接着性を高めるための化学粗化処理を行って
いる。

【０００７】しかしながら、重クロム酸及び弗化ナトリ
ウムを化学粗化処理に用いることは以下の説明の如く、
環境保護の面から大変問題になっている。まず、重クロ
ム酸（６価クロム）を用いた場合には、水質汚濁防止
法で有害物の指定を受けており、使用不可の地域もあ
る。また、廃水中の６価クロムを除去する処理システ
ムが複雑となり、且つ、水質汚濁防止法により排出基準
が０．５ｍｇ／ｌ以下と設定されていて大変厳しい。更
に、６価クロムを含む汚泥の処理が大変であり、今後
さらに規制が厳しくなると予想される。

【０００８】一方、弗化ナトリウムなどの弗化物を用い
た場合には、廃水中の弗化物を除去する処理システムが
複雑となり、ランニングコストも大となる。そこで、基
板及び基板上に積層した絶縁体層を化学粗化処理する際
に有害物を使用することなく、且つ、内層回路パターン
と外層回路パターンとを電気的に接続するための接続用
有底孔（盲孔）を絶縁体層の表面側から容易に穿設でき
る多層配線基板及びその製造方法が望まれている。

【０００９】また、一方では、通信機器およびコンピュ
ータ等のデジタル機器にあっては、これらの機器から発
生するノイズが他の周辺機器妨害を与える問題があり、
その対応として電源、グランド配線層の下に信号配線を
行う要求が高まってきている。しかし、この要求に反し
て近年の実装部品は0.4 及び0.3 ピッチのＱＦＰやボー
ドテウボード及びベアチップ実装等ファインな配線間
隔、幅が求められている。この場合の配線の引き回しは
内層主体になるため、外層の部品実装用ランドと内層配
線と層間接続方法が重要なポイントとなる。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記問題点に
鑑みなされたものであり、請求項１に係る発明は、「第
１の絶縁体層上に形成された第１の導電体層にフォトリ
ソ法により第１の回路パターンを形成する第１の工程
と、該第１の回路パターンを形成した面上に、第２の絶
縁体層を形成する第２の工程と、該第１の回路パターン
を露出させるべく接続用有底孔を該第２の絶縁体層の表
面側からレーザー光を用いて穿設する第３の工程と、該
第２の絶縁体層の上にメッキ処理により第２の導電体層
を形成する第４の工程と、該第２の導電体層に第２の回
路パターンを形成する第５の工程とを少なくも含む多層
配線基板の製造方法であって、該第１の工程において、
該接続用有底孔に対応する位置に該第１の回路パターン
を貫通する孔を該第１の回路パターンと同時に形成する
ことを特徴とする多層配線基板の製造方法。」を提供す
るものであり、

【００１１】請求項２に係る発明は、「該第１の絶縁体
層は、ガラス繊維強化エポキシ樹脂で形成したことを特
徴とする請求項１記載の多層配線基板の製造方法。」を
提供するものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下に本発明の多層配線基板の製
造方法の実施の形態について、図１及び図２を参照して
詳細に説明する。図２（Ａ）〜（Ｆ）は本発明の多層配
線基板の製造方法を工程順に説明するための工程図であ
り、図１は図２（Ｆ）の拡大図である。

【００１３】図１及び図２（Ａ）に示した如く、本発明
に係る多層配線基板１は、例えばエポキシ樹脂製、ガラ
ス繊維強化エポキシ樹脂製などの平板状の絶縁基板２を
基台として用いる。この絶縁基板２の上面２ａ及び下面
２ｂの上に内層導電体層３を積層して、これらの内層導
電体層３をエッチング処理して内層回路パターン３ａ、
３ｂを形成する。この際、後述する外層回路パターンと
接続すべき内層回路パターン３ａの部位には、小径の孔
３ｃを所謂フォトリソ法で同時に形成する。

【００１４】すなわち、絶縁基板２の上面２ａ及び下面
２ｂの上に積層された銅箔よりなる内層導電体層３に、
ドライフィルムを張り付けてフォトマスクを通して紫外
光によって露光し、更に、１％炭酸ソーダ水溶液によっ
て現像した後、塩化第二銅水溶液でエッチング処理す
る。そしてエッチング処理を終了後、ドライフィルムを
剥離して内層回路パターン３ａ、３ｂ及び孔３ｃが得ら
れるものである。尚、絶縁基板２の片面又は両面に内層
導電体層３として、予め銅箔等の導電体層が形成された
所謂銅張り積層板等を用いても良い。

【００１５】次に、図１及び図２（Ｂ）に示した如く、
内層回路パターン３ａ、３ｂや孔３ｃを形成した絶縁基
板２の上面２ａ及び下面２ｂの上に絶縁体層４を塗布・
形成する。これらの絶縁体層４は、酸化剤に対して難溶
性を示す液状の樹脂を主体とし、この樹脂（樹脂液）の
中に酸化剤に対して可溶性を示す無機粉末を分散させて
積層している。更に、この樹脂（樹脂液）の中にはこの
他、機械加工時の耐衝撃性を持たせるための応力緩和剤
とか、添加剤などを少量含ませている。

【００１６】後述するように、絶縁体層４の上に外層導
電体層７を積層するためのメッキ処理を施す前に、絶縁
体層４を化学粗化処理するに際して有害物を使用するこ
となく、無害な過マンガン酸塩を主とした酸化剤で化学
粗化処理ができるよう、絶縁体層４の材料を予め下記の
ように選定している。また、絶縁体層４内の無機粉末
は、後述するように酸化剤を用いて絶縁体層４の表面を
粗面化する際に、酸化剤により絶縁体層４の表面に露出
した無機粉末が溶け出して表面アラサが形成されるもの
であり、表面アラサ及びレーザ加工を加味して無機粉末
（炭酸カルシウム）の粒径を１５μｍ以下（平均粒径：
１μｍ〜５μｍで、より好ましくは２μｍ〜４μｍが良
い）、また含有量を１５〜３５重量部にそれぞれ設定し
ている。

【００１７】ここで、上記絶縁体層４の材料を更に詳し
く述べると、 ．酸化剤に対して難溶性を示す樹脂（樹脂液）として、例えば、 ビスフェノールＡ系エポキシ樹脂…… １００重量部 硬化剤 …… １０重量部 ．酸化剤に対して可溶性を示す無機粉末として、 炭酸カルシウム（平均粒径：１μｍ〜５μｍ）……１５〜３５重量部 ．機械加工時の耐衝撃性を持たせる材料として、 応力緩和剤（ポリブタジエン） ……１０〜２０重量部 ．その他の材料として、 添加剤 …… 少量 を用意し、〜に示した複数の上記材料を液状状態で
十分拡散させた後、内層回路パターン３ａ、３ｂ及び孔
３ｃを形成した絶縁基板２の上面２ａ及び下面２ｂの上
に複数の上記材料をカーテンコート法とかスクリーン印
刷法などを用いて５０μｍ〜１００μｍ程度の厚さで塗
布して、更に約１５０°Ｃの炉中で４０分程度時間かけ
て熱硬化させることにより、絶縁体層４が形成される。
本実施例では７５μｍ程度に厚さに形成してある。

【００１８】次に、図１及び図２（Ｃ）に示した如く、
絶縁基板２の上面２ａに形成した内層回路パターン３ａ
と、後述するように絶縁体層４の上に形成した外層回路
パターン７ａとを電気的に接続するために、内層回路パ
ターン３ａの上方で絶縁体層４の表面側の所定の位置か
らレーザー光を照射して、接続用有底孔５を穿設し、内
層回路パターン３ａを露出させる。このとき、外層回路
パターン７ａと接続すべき内層回路パターン３ａの部位
には予め孔３ｃが形成されているため、レーザー光は、
絶縁基板２に凹部２ｃを形成する。一般にレーザー光は
無機物には余り適さないといわれているが、ここでは、
絶縁体層４内に含有した炭酸カルシウムの粉末の粒径及
び含有量を上記したように設定し、下記に示す条件下で
レーザー光を照射することにより接続用有底孔５を容易
に穿設できる。

【００１９】また、接続用有底孔５の形状は、内層回路
パターン３ａ側のランドが細径で、外層回路パターン７
ａ側のランドが太径のテーパ形状となるようにし、後述
するように接続用有底孔５の内壁にメッキ処理よる外層
導電体層７を被着し易くしている。このテーパ形状は、
レーザー光の焦点位置の制御、パルス幅の制御、レーザ
ー光のエネルギー密度の制御、パルスエネルギーの制御
等により実現することができる。

【００２０】配線基板加工用のレーザー光としては、種
々提案されているが、絶縁体層４に接続用有底孔５を穿
設する場合のレーザー光としては、短パルスＣＯ２レー
ザーと、ＫｒＦレーザーとが使用可能である。実用的に
はレーザー光源の入手の容易性、加工時間の迅速性など
から短パルスＣＯ２レーザーが最適である。 ここで、
レーザー光をパルス的に照射する理由は、絶縁体層４に
対して過剰な熱エネルギーを加えることなく、絶縁体層
４の熱変形を防止できる程度の熱エネルギーを加えるた
めであり、短パルスＣＯ２レーザー光のパルス間隔は例
えば０．００３秒〜０．０２秒程度に設定している。

【００２１】また、絶縁体層４に接続用有底孔５を穿設
するレーザー加工法には、コンフォーマルマスク法、マ
スクイメージング法、コンタクトマスク法、ダイレクト
イメージング法等があるが、マスクイメージング法とダ
イレクトイメージング法とが好適である。更に、必要に
応じて、絶縁基板２の上面２ａ側に形成した外層回路パ
ターン７ａと、絶縁基板２の下面２ｂ側に形成した外層
回路パターン７ｂとを電気的に接続するために、絶縁体
層４、絶縁基板２、絶縁体層４を順に貫通したスルーホ
ール６をドリルを用いて穿設する。

【００２２】次に、図１及び図２（Ｄ）に示した如く、
接続用有底孔５及びスルーホール６を穿設した後、絶縁
基板２の上面２ａ及び下面２ｂの上に形成した絶縁体層
４の表面及び一方の絶縁体層４に穿設した接続用有底孔
５の内壁並びスルーホール６の内壁を粗面化するため
に、過マンガン酸塩を主とした酸化剤を用いて酸化剤処
理（化学粗化処理）を施す。

【００２３】ここで、酸化剤処理として、第１工程の潤
滑化に、カセイソーダ、溶剤、他、の水溶液 第２工程の粗面化に、過マンガン酸カリウム（過マンガ
ン酸塩）、カセイソーダ、他、の水溶液 第３工程の酸洗に、硫酸、他、の水溶液を用いている。

【００２４】とくに、酸化剤処理時（化学粗化処理時）
に、先に説明したように、絶縁体層４の表面及び接続用
有底孔５の内壁並びスルーホール６の内壁の一部には、
酸化剤に対して難溶性を示す樹脂と、酸化剤に対して可
溶性を示す炭酸カルシウムとが露出しているものの、露
出した炭酸カルシウムだけが過マンガン酸カリウム（過
マンガン酸塩）により容易に溶け出して粗面化される。

【００２５】上記過マンガン酸カリウム（過マンガン酸
塩）は、従来例で説明したような重クロム酸及び弗化ナ
トリウムなどのような有害物ではなく、無害な酸化剤で
あり、酸化剤処理時（化学粗化処理時）に何等の支障も
なく、且つ、汎用性のある処理システムを用いることが
できると共に、廃水処理に気を使う必要もないことから
環境汚染の問題を起こすこともなく、ランニングコスト
が小となる。

【００２６】次に、図１及び図２（Ｅ）に示した如く、
粗面化した絶縁体層４の表面及び接続用有底孔５の内壁
並びスルーホール６の内壁に、無電解銅メッキ処理及び
電解銅メッキ処理を施して、外層回路パターン７ａ、７
ｂを形成するために、外層導電体層７を形成する。この
時、銅メッキは、絶縁基板２の凹部２ｃにも被着して充
填される。このため、この凹部２ｃに被着充填された銅
は、所謂アンカーリング効果を発揮して、外層回路パタ
ーン７ａと内層回路パターン３ａとの接合強度を増加さ
せる。特に、絶縁基板２がガラス繊維強化エポキシ樹脂
製である場合は、ガラスクロス部との間により大きなア
ンカーリング効果が得られる。

【００２７】次に、図１及び図２（Ｆ）に示した如く、
絶縁基板２の上面２ａ側及び下面２ｂ側に積層した外層
導電体層７をエッチング処理して外層回路パターン７
ａ、７ｂを形成する。ここでは、絶縁基板２の上面２ａ
に形成した内層回路パターン３ａと、外層回路パターン
７ａとが接続用有底孔５の内壁に被着した外層導電体層
７により電気的に接続され、且つ、絶縁基板２の上面２
ａ側の外層回路パターン７ａと絶縁基板２の下面２ａ側
の外層回路パターン７ｂとがスルーホール６の内壁に被
着した外層導電体層７により電気的に接続されるようエ
ッチング処理を施している。尚、この後、上記の製造方
法で製造した本発明の多層配線基板１の外層回路パター
ン７ａ、７ｂ上には、適宜必要な電気部品が搭載される
ことはいうまでもない。

【００２８】また、以上の説明では、内層回路パターン
３ａ、３ｂの上に外層回路パターン７ａ、７ｂを形成し
て２層（表裏全体では４層）の回路基板を製造する方法
について述べたが、外層回路パターン７ａ、７ｂの上に
更に複数の層の回路パターンを積層する場合についても
本願発明は適応可能である。すなわち、外層回路パター
ン７ａ、７ｂの上に３層目の回路パターンを形成する場
合には、図２（Ｆ）の工程でエッチングを行う際に、こ
の３層目の回路パターンと接続を行うべき２層目の回路
パターン（例えば外層回路パターン７ｂ）に孔を同時に
形成すればよい。

【００２９】本発明にの多層配線基板の製造方法によれ
ば、各種の過負荷環境試験に十分耐えられる極めて信頼
性の高い多層配線基板を実現することができる。比較的
簡単な製造方法により、高密度、高機能、高信頼性で安
価な多層配線基板を得ることができる。

【００３０】なお、上に説明した実施の形態では、内層
回路パターン３ａ、３ｂを絶縁基板２の上面２ａ及び下
面２ｂの上に形成したが、これに限ることなく、いずれ
か一方の面だけに形成しても良いことは勿論である。

【００３１】

【発明の効果】以上詳述した本発明に係わる多層配線基
板の製造方法によると、予め回路パターンと同時に該パ
ターン内の所定部位に孔を形成してあるため、レーザー
光により接続用有底孔を形成する際、絶縁体層に凹部が
形成される。そして、この凹部に導電体のメッキが被着
充填されることになるため、アンカーリング効果が生
じ、接続用有底孔における第１の回路パターンと第２の
回路パターンとの充分な接合強度が得られ、多層配線基
板の信頼性を向上することができる。また、第１の絶縁
体層をガラス繊維強化エポキシ樹脂で形成することによ
り、このアンカーリング効果はより顕著なものとなりよ
り充分な信頼性が得られる。また、回路パターンに形成
する孔は、フォトリソ法により回路パターン自体と同時
に形成可能であり、従来に比して格別のコストを要する
ものでもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の多層配線基板の製造方法の一工程にお
ける基板の拡大断面図である。

【図２】本発明の多層配線基板の製造方法を工程順に説
明するための工程図である。

【図３】従来の多層配線基板を示した断面図である。

【符号の説明】

１ 多層配線基板、 ２ 絶縁基板 ２ａ 上面 ２ｂ 下面 ２ｃ 凹部 ３ 内層導電体層 ３ａ 内層回路パターン ３ｂ 内層回路パターン ３ｃ 孔 ４ 絶縁体層 ５ 接続用有底孔 ６ スルーホール ７ 外層絶縁体層 ７ａ 外層回路パターン １００ 多層配線基板 １０１ 基板 １０２ 内層回路パターン １０３ 絶縁樹脂 １０４ 接着剤 １０５ 無電解メッキ用レジスト １０６ 内外層接続用有底孔（盲孔） １０７ スルーホール １０８ 外層回路パターン １０９ 接続用ランド

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１の絶縁体層上に形成された第１の導電
   体層にフォトリソ法により第１の回路パターンを形成す
   る第１の工程と、 該第１の回路パターンを形成した面上に、第２の絶縁体
   層を形成する第２の工程と、 該第１の回路パターンを露出させるべく接続用有底孔を
   該第２の絶縁体層の表面側からレーザー光を用いて穿設
   する第３の工程と、 該第２の絶縁体層の上にメッキ処理により第２の導電体
   層を形成する第４の工程と、 該第２の導電体層に第２の回路パターンを形成する第５
   の工程とを少なくも含む多層配線基板の製造方法であっ
   て、 該第１の工程において、該接続用有底孔に対応する位置
   に該第１の回路パターンを貫通する孔を該第１の回路パ
   ターンと同時に形成することを特徴とする多層配線基板
   の製造方法。
2. 【請求項２】該第１の絶縁体層は、ガラス繊維強化エポ
   キシ樹脂で形成したことを特徴とする請求項１記載の多
   層配線基板の製造方法。