JPWO2011058978A1 - 配線基板の製造方法 - Google Patents
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Abstract
配線基板の製造方法であって、第1導体回路6と、第1導体回路6の高さと異なる高さを有する第1層間接続部7とを一面に有する第1金属回路層4を用意する工程と、第1層間接続部7の先端が露出するように第1金属回路層4の一面を覆う第1絶縁樹脂層8を形成する工程とを含む。
Description
本発明は、電子部品を実装する配線基板の製造方法に関する。
電子機器の小型化に伴い電子機器に内蔵される電子部品及びその電子部品に実装される配線板も小型化の傾向にあり、多くの信号を伝送させるために配線板に構成される配線の微細化が不可欠になっている。
従来、配線を形成するためにフォトリソグラフィ技術を利用してきたが、プリント配線レベルで用いられているフォトリソグラフィでは配線幅が10μm以下の微細化が難しく、より微細な配線幅を形成する方法が求められている。
微細な配線幅を形成する方法の一つとして、配線パターンを形成するための凸型のパターンを有するスタンパー(モールド)を用いて絶縁層に凹型のパターンを転写し、その転写された凹型のパターンに導電材料を充填することにより配線パターンを形成するインプリント法が知られている。
例えば、特許文献1には、スタンパーで樹脂に凹凸パターンを転写し、その転写された凹部に導電材料を充填して導体回路を形成するようにした配線基板の製造方法が開示されている。
具体的には、図24(A)〜(C)に示すように、配線パターンに応じた凹凸部を有したスタンパー301を成型用金型に取り付けた後、この金型に熱硬化性エポキシ樹脂を注入してトランスファー成型を行うことで、凹部303と凸部からなる凹凸パターンを転写した樹脂基板302を形成する。
次に、図24(D)及び(E)に示すように、樹脂基板302に電解めっきを行って凹部303が銅めっきで充填されるように銅めっき膜304を形成した後、その銅めっき膜304を樹脂が露出するまで研磨することで配線部305を形成している。
また、特許文献2には、導体回路形成用の凸部とビアホール形成用の凸部を有したモールドで樹脂に凹凸パターンを転写し、その転写された凹部に導電材料を充填して導体回路を形成するようにした配線基板の製造方法が開示されている。
具体的には、図25(A)〜(C)に示すように、回路306とスルーホール307を形成した絶縁基板308の両面に層間絶縁層309を形成した後、導体回路形成用の凸部310とビアホール形成用の凸部311を有したモールド312を層間絶縁層309に押し付けて凹凸パターンを転写させた後、モールド312を取り外して導体回路形成用溝313とビアホール形成用溝314を形成する。
次に、図25(D)及び(E)に示すように、絶縁基板308の両面に形成された導体回路形成用溝313及びビアホール形成用溝314を充填するように銅めっき膜315を形成した後、その銅めっき膜315を研磨して導体回路316とビアホール形成用溝314を埋める層間接続部317とを形成している。
しかし、特許文献1に記載の方法では、スタンパー301の凹凸を樹脂基板302に転写した後、スタンパー301を樹脂基板302から離型する際に、樹脂基板302の樹脂がスタンパー301に付着するという問題点がある。これにより、樹脂基板302に転写されたパターン形状が変形したり、樹脂が付着したスタンパー301を用いて、凹凸パターンを別な樹脂基板に転写する際に不具合が生じたりする場合がある。
一方、特許文献2に記載の方法では、モールド312の凹凸を層間絶縁層309に転写した後、モールド312を層間絶縁層309から離型する際に、層間絶縁層309の樹脂がモールド312に付着する問題点がある。これにより、層間絶縁層309に転写されたパターン形状が変形したり、且つ樹脂が付着したモールド312を用いて、凹凸パターンを別な層間絶縁層に転写する際に不具合が生じたりする場合がある。
上記問題点を鑑み、本発明は、スタンパー(モールド)の凹凸パターンを絶縁樹脂層(層間絶縁層)に転写後、スタンパー(モールド)を絶縁樹脂層から離型する際のスタンパー(モールド)への樹脂の付着に起因する不具合を防止することができる配線基板の製造方法を提供することを目的とする。
本発明の一態様によれば、第1導体回路と、第1導体回路の高さと異なる高さを有する第1層間接続部とを一面に有する第1金属回路層を用意する工程と、第1層間接続部の先端が露出するように第1金属回路層の一面を覆う第1絶縁樹脂層を形成する工程とを含む配線基板の製造方法が提供される。
本発明の他の一態様によれば、第1導体回路と、第1導体回路の高さと異なる高さを有する第1層間接続部とを一面に有する金属回路層を形成する工程と、層間接続部の頂部に半田層を形成する工程と、絶縁樹脂層を用意する工程と、第1導体回路及び半田層が頂部に形成された層間接続部を絶縁樹脂層の一面に圧入し、絶縁樹脂層の他面から半田層を露出させる工程と、絶縁樹脂層の他面に半田層と接する第2導体回路を形成する工程と、半田層を溶解させて層間接続部と第2導体回路との間に合金層を形成する工程とを含む配線基板の製造方法が提供される。
次に、図面を参照して、本発明の第1〜第7の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。又、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。
また、以下に示す第1〜第7の実施の形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。この発明の技術的思想は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。
(第1の実施の形態)
図1は第1の実施の形態の配線基板の製造工程を順次示す工程図であり、(A)は金型形成工程、(B)は金属回路層形成工程、(C)は金属回路層を金型から取り出す工程、(D)は金属回路層に液状絶縁樹脂を塗布する工程、(E)は液状絶縁樹脂を硬化させて金属回路層に絶縁樹脂層を一体化させる絶縁樹脂層一体形成工程、(F)は金属回路層の研磨工程、(G)は絶縁樹脂層の他面に第2導体回路を形成する回路形成工程を示す。
図1は第1の実施の形態の配線基板の製造工程を順次示す工程図であり、(A)は金型形成工程、(B)は金属回路層形成工程、(C)は金属回路層を金型から取り出す工程、(D)は金属回路層に液状絶縁樹脂を塗布する工程、(E)は液状絶縁樹脂を硬化させて金属回路層に絶縁樹脂層を一体化させる絶縁樹脂層一体形成工程、(F)は金属回路層の研磨工程、(G)は絶縁樹脂層の他面に第2導体回路を形成する回路形成工程を示す。
配線基板を製造するには、先ず、図1(A)及び(B)で示す金型形成工程と金属回路層形成工程を行う。初めに、導電性金属材料(めっきや導電性ペースト)と離型し易い材質若しくは表面処理を施した金型1を用意する。金型1には、例えばニッケル電鋳、シリコン、石英等を使用することができる。また、表面処理には、フッ化物等のシランカップリング剤が使用できる。
次に、図1(A)に示すように、金型1の一面1aに導体回路形成用の凹部(以下、第1の凹部という)2と、この第1の凹部2よりも深さが深い層間接続部形成用の凹部(以下、第2の凹部という)3を形成する。これら凹部2、3は、例えば数十μm以下といった微細加工が可能な電子線加工やフェムト秒レーザー加工によって形成することができる。これらの加工技術で凹部2、3を形成すれば、プリント配線基板で使用されるCO2レーザーやUVレーザー加工技術に比較して、第1の凹部2と第2の凹部3の溝加工精度及び形成位置精度を向上させることができる。第1の凹部2は、製造すべき導体回路パターンに応じた凹部とする。第2の凹部3は、最終的に絶縁樹脂層の両面に形成する第1導体回路と第2導体回路を電気的に接続するビアに応じた凹部とする。
次に、図1(B)に示すように、第1の凹部2及び第2の凹部3に導電性金属材料を充填する。具体的には、金型1の一面1aに銅やニッケル等をスパッタした後めっきすることによって、第1の凹部2及び第2の凹部3に導電性金属材料を充填する。または、金型1の一面1aにカーボンやパラジウム等をDPP処理(ダイレクト・プレーティング・プロセス処理)した後、金や銅やニッケル等をめっきし或いは銅や銀ナノペースト(導電性ペースト)を印刷することで、第1の凹部2及び第2の凹部3に導電性金属材料を充填する。そして、第1の凹部2及び第2の凹部3に充填した導電性金属材料を硬化させる。これにより、図2に示すように、後述する第1導体回路6とビアとなる層間接続部7とが導体連結部11にて連結された金属回路層4が形成される。
次に、図1(C)〜(E)で示す金属回路層4と絶縁樹脂層を一体化させる絶縁樹脂層一体形成工程を行う。粘着シートや吸着シート等の回路層取出し部材5を金属回路層4の凹凸面とは反対側の他面4aに貼り付けた後、この回路層取出し部材5を引き上げて図1(C)に示すように金属回路層4を金型1から取り出す。金型1から取り出された金属回路層4は、金型1に形成された凹凸パターンが転写された凹凸形状をなす凹凸面を有し、第1導体回路6とビアとなる層間接続部7とが一体的に形成された回路層となる。第1導体回路6は、層間接続部7よりも高さが低く、層間接続部7とは高さが異なっている。別の見方をすると、層間接続部7は、第1導体回路6よりも高さの高い凸部とされる。
次に、図1(D)で示すように、金属回路層4の凹凸部が上面となるようにして、この凹凸部を平坦化して埋めるように液状絶縁樹脂8’を塗布する。液状絶縁樹脂8’を塗布するには、金属回路層4上に供給された液状絶縁樹脂8’をスキージSで凹凸が無くなるよう平らにして表面である一面8aを平坦化する。液状絶縁樹脂8’には、例えばポリイミドワニスを使用することができる。次に、この液状絶縁樹脂8’を加熱若しくはUV照射して硬化させる。加熱は、オーブンにて温度を300℃とし加熱時間を1時間として大気加熱した。なお、加熱温度300℃になるまで加熱するのに30分かかり、常温まで冷却するのに60分かかる。
そして、液状絶縁樹脂8’が硬化したら金属回路層4から回路層取出し部材5を取り外す。その結果、図1(E)に示すように、液状絶縁樹脂8’が硬化した絶縁樹脂層8と金属回路層4とが一体化される。第1導体回路6は、絶縁樹脂層8の他面8bから突出しないようになっている。層間接続部7は、絶縁樹脂層8を厚み方向に貫通し、その先端部7aが一面8aと同じ高さ(いわゆる面一)となるように露出している。
次に、図1(F)で示す研磨工程を行う。すなわち、金属回路層4の樹脂塗布側の一面8aとは反対側の他面8bに形成される金属回路層4を樹脂が露出するまで研磨する。研磨は、研磨砥石により金属回路層4を研磨する他、エッチングにより金属回路層4を溶かして研磨するようにする。その結果、連結されていた導体連結部(回路以外の導体部位)11が除去されて第1導体回路6、及び第1導体回路6と導通し且つ絶縁樹脂層8を貫通して一面8aにその先端部7aを露出させる層間接続部7が形成される。
次に、図1(G)で示す回路形成工程を行う。すなわち、絶縁樹脂層8の一面8aに、層間接続部7を介して絶縁樹脂層8の他面8bに形成された第1導体回路6と導通する第2導体回路9を形成する。第2導体回路9を形成するには、層間接続部7に第2導体回路9を連結するように位置合わせしてフォトリソグラフィまたは印刷等によって配線パターンを形成する。例えば、セミアディティブ工法では、絶縁樹脂層8の下面にシード層を形成した後にレジストを塗布し、フォトリソグラフィ技術を用いてレジストをパターニングし、電解銅めっきを施した後、レジスト及びシード層を除去することにより、第2導体回路9を形成する。又は、印刷版を用いて絶縁樹脂層8の下面に導電性ペーストを印刷・焼結することにより第2導体回路9を形成しても良い。本発明の第1の実施の形態では、セミアディティブ工法により、配線幅を10μmとし且つ配線間スペースを10μmとし更にランド径を80μmとして配線パターンを形成した。このように形成することで、第1導体回路6は層間接続部7を介して第2導体回路9と接続された両面回路基板10が得られる。そして、この両面回路基板10の表面には、必要に応じてソルダーレジストやカバーレイが設けられる。
なお、図1(F)に示した研磨工程は、図1(B)の金型1に形成した凹部2、3への導電性金属材料の充填工程で、充填条件を最適化して導体連結部11である余剰部位が無いようにできれば省略することができる。
第1の実施の形態では、金型1に形成した第1の凹部2と第2の凹部3に導電性金属材料を充填して硬化させることで金属回路層4を形成し、その金属回路層4の凹凸部を埋めるように液状絶縁樹脂8’を塗布し硬化させて絶縁樹脂層8を金属回路層4に一体化する。そのため、この金属回路層4自体が、第1導体回路6と、絶縁樹脂層8の両面に形成される第1導体回路6と第2導体回路9を電気的に接続するビアとしての層間接続部7となる。したがって、従来のようにスタンパー(モールド)で絶縁樹脂に凹凸パターンを転写した後にめっき等をして導体回路及び層間接続部を形成する必要が無くなり、スタンパー(モールド)製造工程を無くすことができる。この結果、スタンパー(モールド)を絶縁樹脂層から離型する際にスタンパー(モールド)に樹脂が付着することがなく、スタンパー(モールド)に樹脂が付着することに起因する不具合を防止することができる。さらに、絶縁樹脂層に転写された凹部に導電材料を充填するためのめっき工程も不要となり、製造工程の大幅な簡略化とそれに伴う低コスト化を実現することができる。
また、第1の実施の形態によれば、第1導体回路6と層間接続部7を同一工程で同時に一括して形成することができるため、第1導体回路6と層間接続部7を別々に形成する従来方法に比べて、第1導体回路6と層間接続部7の位置精度を向上させることができる。
また、第1の実施の形態によれば、金属回路層4の凹凸部を埋めるように液状絶縁樹脂8’を塗布し硬化させることで金属回路層4と一体化した絶縁樹脂層8を形成しているので、この液状絶縁樹脂8’の塗布によって金属回路層4に形成される凹凸部(第1導体回路6と層間接続部7)の破損を回避することができる。つまり、液状絶縁樹脂8’の塗布によっては、金属回路層4の凹凸部に大きな負荷が掛からず、その凹凸部の破損を防ぐことができる。
また、第1の実施の形態によれば、金型1に形成した第1の凹部2と第2の凹部3に充填する導電性金属材料として導電性ペーストを用いることで、工数を増やすことなく簡単に金属回路層4を形成することができる。
(第2の実施の形態)
図3は第2の実施の形態の積層配線基板の製造方法を説明するための図であり、(A)は第2金属回路層の凹凸部に液状絶縁樹脂を塗布する工程、(B)は第2絶縁樹脂層一体形成工程、(C)は両面回路基板に半硬化状態の第2絶縁樹脂層一体型の金属回路層を重ね合わせる前工程、(D)は両面回路基板と第2絶縁樹脂層一体型の金属回路層を積層一体化する積層一体化工程、(E)は第2金属回路層から粘着シートを剥がす工程、(F)は第2金属回路層の研磨工程である。
図3は第2の実施の形態の積層配線基板の製造方法を説明するための図であり、(A)は第2金属回路層の凹凸部に液状絶縁樹脂を塗布する工程、(B)は第2絶縁樹脂層一体形成工程、(C)は両面回路基板に半硬化状態の第2絶縁樹脂層一体型の金属回路層を重ね合わせる前工程、(D)は両面回路基板と第2絶縁樹脂層一体型の金属回路層を積層一体化する積層一体化工程、(E)は第2金属回路層から粘着シートを剥がす工程、(F)は第2金属回路層の研磨工程である。
第2の実施の形態は、第1の実施の形態で製造された両面回路基板10に更に別の回路を積層して積層配線基板を製造する例である。両面回路基板10を形成するまでの工程は、第1の実施の形態と同じ工程で製造する。ここでは、第1の実施の形態の金属回路層形成工程を第1金属回路層形成工程と称すると共に金属回路層4を第1金属回路層4と称する。また、第1の実施の形態の絶縁樹脂層一体形成工程を第1絶縁樹脂層一体形成工程と称すると共に絶縁樹脂層を第1絶縁樹脂層と称する。また、第1の実施の形態の研磨工程を第1研磨工程と称すると共に層間接続部7を第1層間接続部7と称する。
先ず、第1の実施の形態の各製造工程(第1金属回路層形成工程、第1絶縁樹脂層一体形成工程、第1研磨工程及び両面回路基板形成工程)を行って第1絶縁樹脂層8の各面に第1導体回路6と第2導体回路9を有し、第1絶縁樹脂層8を貫通して第1導体回路6と第2導体回路9を電気的に接続する第1層間接続部7とを有した両面回路基板10を用意する。
次に、第2金属回路層を形成する第2金属回路層形成工程を行う。すなわち、第1の実施の形態で第1金属回路層4を形成した金属回路層形成工程と同一工程を行う。具体的には、金型の一面に導体回路形成用の凹部とこの凹部よりも深さが深い層間接続部形成用の凹部とを形成し、それら両凹部に導電性金属材料を充填して硬化させることで第2金属回路層を形成する。ここでは、第2金属回路層は、第1の実施の形態で作製した第1金属回路層4と同一形状であるので、図1(A)と同じ金型1を使用する。第1金属回路層4と異なる形状の第2金属回路層を作製する場合は、図1(A)とは異なる金型を用意する。
次に、第2金属回路層を粘着シート等の回路層取出し部材で貼り付けて金型から取り出す。図3(A)には、回路層取出し部材19が貼り付けられた第2金属回路層20を示す。第2金属回路層20には、第3導体回路21とビアとなる第2層間接続部22とが一体的に形成されている。第2層間接続部22の方が第3導体回路21よりもその高さが高くなっている。
次に、第2絶縁樹脂層一体形成工程を行う。すなわち、図3(A)に示すように、第2金属回路層20の凹凸部が上面となるようにして、この凹凸部を平坦化して埋めるように液状絶縁樹脂23’を塗布する。液状絶縁樹脂23’を塗布するには、第2金属回路層20上に供給された液状絶縁樹脂23’をスキージSで凹凸が無くなるよう平らにして表面である一面23aを平坦化する。液状絶縁樹脂23’の平坦化後の状態を図3(B)に示す。平坦化された液状絶縁樹脂23’は、半硬化状態の第2絶縁樹脂層23となる。ここで使用する液状絶縁樹脂23’には、第1の実施の形態で使用したポリイミドワニスを使用することができる。なお、平坦化された液状絶縁樹脂23’は、必要に応じて加熱して硬化度合いを進めることで半硬化状態の第2絶縁樹脂層23としてもよい。
次に、両面回路基板10と第2絶縁樹脂層一体型の第2金属回路層20を積層一体化する積層一体化工程を行う。すなわち、図3(C)に示すように、両面回路基板10の第1導体回路6が形成される面に、半硬化状態の第2絶縁樹脂層23の一面23aを重ね合わせ面としてこれら両面回路基板10と第2金属回路層20とを位置合わせする。位置合わせには、画像認識やピンアライメント等によって行う。
そして、図3(D)に示すように、金型24、25に取り付けた両面回路基板10と第2絶縁樹脂層一体型の第2金属回路層20を加熱して加圧し、半硬化状態の第2絶縁樹脂層23を硬化させて両者を積層一体化する。その結果、第2層間接続部22が第1導体回路6のランドに接触し、第1層間接続部7及び第2層間接続部22を介して第2導体回路9と第3導体回路21とが電気的に接続される。
次に、回路層取出し部材19を第2金属回路層20から取り外す。回路層取出し部材19を取り外した状態を図3(E)に示す。図3(E)では、第2金属回路層20が上向きとなるように上下反転させた状態としている。次いで、第2金属回路層20を研磨する第2研磨工程を行う。第2研磨工程では、第1の実施の形態の第1研磨工程と同様、研磨砥石或いはエッチングにより第2金属回路層20を研磨して樹脂が露出するまで研磨を行う。その結果、図3(F)に示すように、連結されていた導体連結部11(回路以外の導体部位)が除去されて第3導体回路21と、第3導体回路21と導通し且つ第2絶縁樹脂層23を貫通して第1導体回路6に電気的に接続する第2層間接続部22が形成される。
このようにして製造された積層配線基板は、第1導体回路6と第2導体回路9がビアである第1層間接続部7で電気的に接続されると共に、第1導体回路6と第3導体回路21が同じくビアである第2層間接続部22で電気的に接続される。
第2の実施の形態では、金型で第1導体回路6と第1層間接続部7とを同時に一括して形成する工程を使用して形成した両面回路基板10に対して、第2金属回路層20の凹凸部を埋めるように液状絶縁樹脂23’を塗布して半硬化させた半硬化状態の第2絶縁樹脂層23を重ね合わせた後、加圧し加熱して一体化することで、複雑な工程を行うことなく導体回路を多層化することができる。また、第2の実施の形態の製造方法によれば、4層以上の導体回路を積層形成することが可能となる。
また、第2の実施の形態では、第1の実施の形態と同様、金属回路層自体が導体回路及びビアとしての層間接続部を構成するため、従来のようにスタンパー(モールド)で絶縁樹脂に凹凸パターンを転写後めっき等して導体回路及び層間接続部を形成する必要が無くなり、スタンパー(モールド)製造工程を無くすことができる。この結果、スタンパー(モールド)を絶縁樹脂層から離型する際にスタンパー(モールド)に樹脂が付着することがなく、スタンパー(モールド)に樹脂が付着することに起因する不具合を防止することができる。さらに、スタンパー(モールド)の凹凸パターンが転写された絶縁樹脂層の凹部を充填するためのめっき工程も不要となり、製造工程の大幅な簡略化とそれに伴う低コスト化を実現することができる。
また、第2の実施の形態では、第1の実施の形態と同様、第1導体回路6及び第1層間接続部7、第3導体回路21及び第2層間接続部22を同時に一括して形成することができる。そのため、第1導体回路6と第1層間接続部7、第3導体回路21と第2層間接続部22を別々に形成する従来方法に比べて、第1導体回路6と第1層間接続部7及び第3導体回路21と第2層間接続部22の位置精度を向上させることができる。
(第3の実施の形態)
図4は第3の実施の形態の積層配線基板の製造方法を示す図であり、(A)は液状絶縁樹脂を塗布した両面回路基板に第2金属回路層を重ね合わせる工程、(B)は両面回路基板と第2金属回路層を積層一体化する積層一体化工程、(C)は第2金属回路層から粘着シートを剥がす工程、(D)は第2金属回路層の研磨工程である。
図4は第3の実施の形態の積層配線基板の製造方法を示す図であり、(A)は液状絶縁樹脂を塗布した両面回路基板に第2金属回路層を重ね合わせる工程、(B)は両面回路基板と第2金属回路層を積層一体化する積層一体化工程、(C)は第2金属回路層から粘着シートを剥がす工程、(D)は第2金属回路層の研磨工程である。
第3の実施の形態は、第2の実施の形態の図3(A)〜(C)で行った液状絶縁樹脂23’を第2金属回路層20に塗布した後、両面回路基板10を積層一体化させる工程の代わりに、図4(A)に示すように、両面回路基板10のうち第1導体回路6が形成された面に、液状絶縁樹脂23’を塗布した後、この液状絶縁樹脂23’を塗布した両面回路基板10に第2金属回路層20を対向配置する。
次に、図4(B)に示すように、金型24、25に取り付けた両面回路基板10と第2金属回路層20を、液状絶縁樹脂23’を介して重ね合わせて加熱して加圧することで、液状絶縁樹脂23’を硬化させて両者を積層一体化する。次に、図4(C)に示すように、積層一体化させた積層配線基板から粘着シートである回路層取出し部材19を取り外す。そして、第2金属回路層20を樹脂が露出するまで研磨する。その結果、図4(D)に示すように、連結されていた導体接続部11(回路以外の導体部位)が除去されて第3導体回路21と、第3導体回路21と導通し且つ液状絶縁樹脂23’が硬化した第2絶縁樹脂層23を貫通して第1導体回路6のランドと電気的に接続する第2層間接続部22が形成される。
(第4の実施の形態)
図5は第4の実施の形態を示し、本発明を適用した配線基板の製造工程を順次示す工程図である。配線基板を製造するには、先ず図5(A)及び(B)で示す金型形成工程と金属回路層形成工程を行う。初めに、導電性金属材料(めっきや導電性ペースト)と離型し易い材質若しくは表面処理を施した金型1を用意する。金型1には、例えばニッケル電鋳、シリコン、石英等を使用することができる。また、表面処理には、フッ化物等のシランカップリング剤が使用できる。
図5は第4の実施の形態を示し、本発明を適用した配線基板の製造工程を順次示す工程図である。配線基板を製造するには、先ず図5(A)及び(B)で示す金型形成工程と金属回路層形成工程を行う。初めに、導電性金属材料(めっきや導電性ペースト)と離型し易い材質若しくは表面処理を施した金型1を用意する。金型1には、例えばニッケル電鋳、シリコン、石英等を使用することができる。また、表面処理には、フッ化物等のシランカップリング剤が使用できる。
次に、図5(A)に示すように、金型1の一面1aに導体回路形成用の凹部(以下、第1の凹部という)2と、この第1の凹部2よりも深さが深い層間接続部形成用の凹部(以下、第2の凹部という)3を形成する。これら凹部2、3は、例えば電子線加工やフェムト秒レーザー加工等の微細加工によって形成することができる。これらの加工技術で凹部2、3を形成すれば、プリント配線基板で使用されるCO2レーザーやUVレーザー加工技術に比較して、第1の凹部2と第2の凹部3の溝加工精度及び形成位置精度を向上させることができる。第1の凹部2は、製造すべき導体回路パターンに応じた凹部とする。第2の凹部3は、最終的に絶縁樹脂層の両面に形成する第1導体回路と第2導体回路を電気的に接続するビアに応じた凹部とする。
次に、図5(B)に示すように、第1の凹部2及び第2の凹部3に導電性金属材料を充填する。具体的には、金型1の一面1aに銅やニッケル等をスパッタした後めっきすることによって、第1の凹部2及び第2の凹部3に導電性金属材料を充填する。または、金型1の一面1aにカーボンやパラジウム等をDPP処理(ダイレクト・プレーティング・プロセス処理)した後、金や銅やニッケル等をめっきし或いは銅や銀ナノペースト(導電性ペースト)を印刷することで、第1の凹部2及び第2の凹部3に導電性金属材料を充填する。そして、第1の凹部2及び第2の凹部3に充填した導電性金属材料を硬化させる。これにより、図2に示した第1導体回路6とビアとなる層間接続部7とが導体連結部11にて連結された金属回路層4が形成される。
次に、図5(C)〜(E)で示す金属回路層4に絶縁樹脂層を一体化する絶縁樹脂層一体化工程を行う。粘着シートや吸着シート等の回路層取出し部材5を金属回路層4の凹凸面とは反対側の他面4aに貼り付けた後、この回路層取出し部材5を引き上げて図5(C)に示すように金属回路層4を金型1から取り出す。金型1から取り出された金属回路層4は、金型1に形成された凹凸パターンが転写された凹凸形状をなす凹凸面を有し、第1導体回路6と層間接続部7とが同時に一体的に形成される形となる。層間接続部7は、第1導体回路6よりも高さの高い凸部とされる。
次に、図5(D)で示す絶縁樹脂層8を用意し、金属回路層4の凹凸面に絶縁樹脂層8を対向配置させる。絶縁樹脂層8には、例えば液晶ポリマーフィルム(熱可塑性樹脂)を使用することができる。熱可塑性樹脂ではなく、熱硬化性樹脂を絶縁樹脂層8として使用する場合は、半硬化性の熱硬化性樹脂を用いる。本発明の第4の実施の形態では、絶縁樹脂層8に液晶ポリマーフィルムを使用した。そして、金属回路層4の凹凸面に絶縁樹脂層8を重ね合わせて加圧すると共に加熱する。加圧及び加熱条件は、金属回路層4と絶縁樹脂層8を温度270℃で加圧力10MPaにて10分間加圧すると共に加熱した。なお、加熱温度270℃になるまで30分かかり、常温まで冷却するのに60分かかる。
その結果、金属回路層4は、図5(E)に示すように絶縁樹脂層8に食い込むようにして絶縁樹脂層8と一体化される。この時、第1導体回路6は、絶縁樹脂層8の一面8aに埋め込まれる。層間接続部7は、絶縁樹脂層8を貫通し、その先端7aを他面8bと同じ高さ(いわゆる面一)となるように露出する。金属回路層4と絶縁樹脂層8を一体化させた後は、金属回路層4から回路層取出し部材5を取り外す。
次に、図5(F)で示す研磨工程を行う。すなわち、絶縁樹脂層8の重ね合わせ側の一面8aに重ね合わされた金属回路層4を絶縁樹脂層8の樹脂が露出するまで研磨する。研磨は、研磨砥石により金属回路層4を研磨する他、エッチングにより金属回路層4を溶かして研磨するようにする。その結果、連結されていた導体連結部(回路以外の導体部位)11が除去されて第1導体回路6、及び第1導体回路6と導通し且つ絶縁樹脂層8を貫通して他面8bにその先端7aを露出させる層間接続部7が形成される。
次に、図5(G)で示す回路形成工程を行う。すなわち、研磨されて露出した絶縁樹脂層8の他面8bに、層間接続部7を介して絶縁樹脂層8の一面8aに形成された第1導体回路6と導通する第2導体回路9を形成する。第2導体回路9を形成するには、層間接続部7に第2導体回路9を連結するように位置合わせしてフォトリソグラフィまたは印刷等によって配線パターンを形成する。本発明の第4の実施の形態では、セミアディティブ工法により、配線を10μmとし配線間スペースを10μmとしてランド径を80μmとして配線パターンを形成した。このように形成することで、第1導体回路6は層間接続部7を介して第2導体回路9と接続された両面回路基板10が得られる。そして、この両面回路基板10の表面には、必要に応じてソルダーレジストやカバーレイが設けられる。
なお、図5(F)で示した研磨工程は、図5(B)の導電性金属材料の充填工程で充填条件を最適化して導体連結部11である余剰部位が無いようにできれば省略することができる。
第4の実施の形態では、金型1に形成した第1の凹部2と第2の凹部3に導電性金属材料を充填して硬化させることで金属回路層4を形成し、その金属回路層4の凹凸面に絶縁樹脂層8を重ね合わせて加圧すると共に加熱して金属回路層4に絶縁樹脂層8を一体化する。そのため、この金属回路層4自体が第1導体回路6と、絶縁樹脂層8の両面に形成される第1導体回路6と第2導体回路9を電気的に接続するビアとしての層間接続部7となる。したがって、従来のようにスタンパー(モールド)で絶縁樹脂に凹凸パターンを転写後めっき等して導体回路及び層間接続部を形成する必要が無くなり、スタンパー(モールド)製造工程を無くすことができる。この結果、スタンパー(モールド)を絶縁樹脂層から離型する際にスタンパー(モールド)に樹脂が付着することがなく、スタンパー(モールド)に樹脂が付着することに起因する不具合を防止することができる。さらに、スタンパー(モールド)の凹凸パターンが転写された絶縁樹脂層の凹部を導電材料で充填するためのめっき工程も不要となり、製造工程の大幅な簡略化とそれに伴う低コスト化を実現することができる。
また、第4の実施の形態によれば、第1導体回路6と層間接続部7を同時に一括して形成することができるため、第1導体回路6と層間接続部7を別々に形成する従来方法に比べて、第1導体回路6と層間接続部7の位置精度を向上させることができる。
また、第4の実施の形態によれば、金型1に形成した第1の凹部2と第2の凹部3に充填する導電性金属材料として導電性ペーストを用いることで、工数を増やすことなく簡単に金属回路層4を形成することができる。
第4の実施の形態の製造方法により製造された配線基板は、絶縁樹脂層8の一面8aに第1導体回路6が形成されると共に第1導体回路6と接続されるビアとなる層間接続部7が絶縁樹脂層8を貫通してその先端を他面8bに露出させた構造とされる。そして、この配線基板においては、図5(G)で示すように、第1導体回路6と層間接続部7とが同一の導電性金属材料から同時に形成されるため、それら第1導体回路6と層間接続部7の間に界面が存在しない。従来の製造方法で得られた配線基板では、導体回路と層間接続部は別工程で形成されるため、これらの間には必ず界面が存在する。
第1導体回路6と層間接続部7の間に界面が存在しない場合は、これらの間の強度が高くなり、界面での電気的損失を低減させることができ電気通信状態が向上する。これに対して、第1導体回路6と層間接続部7間に界面が存在する場合は、配線基板に外力が作用した時に強度が弱く、電気通信状態が低下するおそれがある。
また、第4の実施の形態の製造方法により製造された配線基板は、絶縁樹脂層8の一面8aに形成された第1導体回路6と一面8aとが同じ高さ(面一)であり、且つ、絶縁樹脂層8の他面8bに露出させた層間接続部7の先端7aと他面8bとが同じ高さ(面一)となる。このように、絶縁樹脂層8の両面8a、8bから第1導体回路6と層間接続部7が飛び出さないので、配線基板を薄型化することができる。
(第5の実施の形態)
第5の実施の形態は、第4の実施の形態で製造された両面回路基板10に更に別の回路を積層して積層配線基板を製造する例である。両面回路基板10を形成するまでの工程は、第4の実施の形態と同じ工程で製造する。ここでは、第4の実施の形態の金属回路層形成工程を第1金属回路層形成工程と称すると共に金属回路層4を第1金属回路層4と称する。また、第4の実施の形態の絶縁樹脂層一体化工程を第1絶縁樹脂層一体化工程と称すると共に絶縁樹脂層を第1絶縁樹脂層と称する。さらに、第4の実施の形態の研磨工程を第1研磨工程と称すると共に層間接続部7を第1層間接続部7と称する。
第5の実施の形態は、第4の実施の形態で製造された両面回路基板10に更に別の回路を積層して積層配線基板を製造する例である。両面回路基板10を形成するまでの工程は、第4の実施の形態と同じ工程で製造する。ここでは、第4の実施の形態の金属回路層形成工程を第1金属回路層形成工程と称すると共に金属回路層4を第1金属回路層4と称する。また、第4の実施の形態の絶縁樹脂層一体化工程を第1絶縁樹脂層一体化工程と称すると共に絶縁樹脂層を第1絶縁樹脂層と称する。さらに、第4の実施の形態の研磨工程を第1研磨工程と称すると共に層間接続部7を第1層間接続部7と称する。
先ず、第4の実施の形態の各製造工程(第1金属回路層形成工程、第1絶縁樹脂層一体化工程、第1研磨工程及び両面回路基板形成工程)を行って第1絶縁樹脂層8の各面に第1導体回路6と第2導体回路9を有し、第1絶縁樹脂層8を貫通して第1導体回路6と第2導体回路9を電気的に接続する第1層間接続部7とを有した両面回路基板10を用意する。
次に、図6(A)及び(B)に示すように、両面回路基板10の第1導体回路6が形成される面8aに半硬化状態の第2絶縁樹脂層19’を重ね合わせる。半硬化状態の第2絶縁樹脂層19’には、例えばエポキシ系の半硬化樹脂フィルムを使用する。次に、第4の実施の形態の第1金属回路層形成工程と同一工程である第2金属回路層形成工程を行って第2金属回路層20を形成する。第5の実施の形態では、第4の実施の形態で形成した金属回路層4と同一形状の第2金属回路層20とするので、図5(A)で使用した金型1を使用する。なお、金型1は、別の金型を使用してもよい。第2金属回路層20には、図6(C)に示すように、第4の実施の形態で形成した第1導体回路6に相当する第3導体回路21と、第1層間接続部7に相当する第2層間接続部22とが同時に一括して形成されている。また、第2金属回路層20には、金型から第2金属回路層20を取り出すための粘着シートや吸着シート等からなる回路層取出し部材23が凹凸面とは反対側の他面20aに貼り付けられている。
次に、図6(D)に示すように、第2金属回路層20の凹凸面に半硬化状態の第2絶縁樹脂層19’を重ね合わせて第2金属回路層20と両面回路基板10とを加圧すると共に加熱して、硬化した第2絶縁樹脂層19とし、これら第2金属回路層20と両面回路基板10を一体化する。第2金属回路層20と両面回路基板10とを加圧する際には、第2層間接続部22が第1導体回路6に形成されているランドと接続できるように、これら第2金属回路層20と両面回路基板10を、それぞれ第2金属回路層20と両面回路基板10に形成された指標を合致させる画像認識やピンアライメント等によって位置合わせしておく。
第2金属回路層20と両面回路基板10を加圧すると、第2金属回路層20の凹凸部が半硬化状態の第2絶縁樹脂層19’に食い込み、第3導体回路21が第2絶縁樹脂層19’に埋め込まれると共に第2層間接続部22が第2絶縁樹脂層19’を貫通してその先端が第1導体回路6のランドと接触する。その結果、第3導体回路21は、第2層間接続部22と第1層間接続部7を介して第2導体回路9と電気的に接続される。そして、第2金属回路層20と両面回路基板10は、加熱して硬化された第2絶縁樹脂層19により一体化される。
次に、図6(E)に示すように、回路層取出し部材23を第2金属回路層20から取り外す。次いで、第2金属回路層20を研磨する第2研磨工程を行う。第2研磨工程では、第4の実施の形態の第1研磨工程と同様、研磨砥石或いはエッチングにより第2金属回路層20を研磨して樹脂が露出するまで研磨を行う。その結果、図6(F)に示すように、連結されていた導体連結部11(回路以外の導体部位)が除去されて第3導体回路21、及び第3導体回路21と導通し且つ第2絶縁樹脂層19を貫通して第1導体回路6のランドと電気的に接続する第2層間接続部22が形成される。
このようにして製造された積層配線基板は、第1導体回路6と第2導体回路9がビアである第1層間接続部7を介して電気的に接続されると共に、第1導体回路6と第3導体回路21が同じくビアである第2層間接続部22を介して電気的に接続されている。
第5の実施の形態では、金型で第1導体回路6と第1層間接続部7とを同時に一括して形成する工程を使用して形成した両面回路基板10の一面に半硬化状態の第2絶縁樹脂層19’を重ね合わせた後に、さらに別の第3導体回路21と第2層間接続部22を同時に一括して形成した第2金属回路層20を第2絶縁樹脂層19’に加圧し加熱して一体化することで、複雑な工程を行うことなく導体回路を多層化することができる。また、第5の実施の形態の製造方法によれば、4層以上の導体回路を積層形成することが可能となる。
また、第5の実施の形態では、第4の実施の形態と同様、金属回路層自体が導体回路及びビアとしての層間接続部を構成するため、従来のようにスタンパー(モールド)で絶縁樹脂に凹凸パターンを転写後めっき等して導体回路及び層間接続部を形成する必要が無くなり、スタンパー(モールド)製造工程を無くすことができる。この結果、スタンパー(モールド)を絶縁樹脂層から離型する際にスタンパー(モールド)等に樹脂が付着することがなく、スタンパー(モールド)に樹脂が付着することに起因する不具合を防止することができる。さらに、スタンパー(モールド)の凹凸パターンが転写された絶縁樹脂層の凹部を導電材料で充填するためのめっき工程も不要となり、製造工程の大幅な簡略化とそれに伴う低コスト化を実現することができる。
また、第5の実施の形態では、第4の実施の形態と同様、第1導体回路6及び第1層間接続部7、第3導体回路21及び第2層間接続部22を同時に一括して形成することができる。そのため、第1導体回路6と第1層間接続部7及び第3導体回路21と第2層間接続部22を別々に形成する従来方法に比べて、第1導体回路6と第1層間接続部7及び第3導体回路21と第2層間接続部22の位置精度を向上させることができる。
(第6の実施の形態)
本発明の第6の実施の形態に係る配線基板は、図7に示すように、第1の基板101と、第1の基板101の上面に積層された第2の基板102を備える多層基板である。
本発明の第6の実施の形態に係る配線基板は、図7に示すように、第1の基板101と、第1の基板101の上面に積層された第2の基板102を備える多層基板である。
第1の基板101は、第1絶縁樹脂層106と、第1絶縁樹脂層106の上部に埋設した第1導体回路113〜119と、第1絶縁樹脂層106の下面に配置された第2導体回路121,122と、第1導体回路114,118と第2導体回路121,122とを接続する第1層間接続部111,112とを備える。第1導体回路114,118と第1層間接続部111,112との間に界面はなく、第1導体回路114,118及び第1層間接続部111,112は一体として形成されている。
第2の基板102は、第1絶縁樹脂層106上に積層された第2絶縁樹脂層107と、第2絶縁樹脂層107の上部に埋設した第3導体回路133〜139と、第3導体回路134,138に接続した第2層間接続部131,132とを備える。第3導体回路134,138と第2層間接続部131,132との間に界面はなく、第3導体回路134,138及び第2層間接続部131,132は一体として形成されている。
第1及び第2絶縁樹脂層106,107の材料としては、例えばエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂や液晶ポリマー等の熱可塑性樹脂が使用可能である。第1導体回路113〜119、第2導体回路121,122、第3導体回路133〜139、第1層間接続部111,112及び第2層間接続部131,132の材料としては、銅(Cu)や銀(Ag)等が使用可能である。
本発明の第6の実施の形態では、第2層間接続部131,132と第1導体回路114,118との間に合金層151,152が形成されている。合金層151,152は、銅(Cu)、銀(Ag)及び錫(Sn)等を含む半田層が溶解して第2層間接続部131,132の材料及び第1導体回路114,118の材料との合金で形成されており、銅(Cu)、銀(Ag)及び錫(Sn)等を含む。
本発明の第6の実施の形態に係る配線基板によれば、第2層間接続部131,132と第1導体回路114,118との間に合金層151,152を設けたことにより、第2層間接続部131,132と第1導体回路114,118との界面にクラックが発生するのを抑制でき、信号の損失を低減することができる。したがって、第2層間接続部131,132と第1導体回路114,118との間の接続信頼性を向上することができる。
次に、本発明の第6の実施の形態に係る配線基板の製造方法の一例を、図8〜図20を用いて説明する。
(イ)まず、図7に示した第1の基板101を図8〜図16に示す工程により作製する。図8に示すように、導電材料と離型し易い材質又は表面処理が施された金型104を用意する。金型104は、基体140と、基体140の上部に設けられた凹部143〜149と、凹部143〜149に連通した穴141,142とを備える。金型104は種々の方法で作製可能であるが、特に微細なサイズが要求される場合には、シード層が形成されたシリコン(Si)基板上にレジストを塗布し、レジストを電子線(EB)、紫外線(UV)又はレーザーを用いて描画・現像してパターニングする。この一連の工程を繰り返し、パターニングした凹凸部にニッケル(Ni)や銅(Cu)等を用いためっきにより導電材料を充填した後、レジストを除去することにより金型104を作製可能である。金型104の表面には、必要に応じて市販のフッ素シランカップリング剤で離型処理をすることができる。
(ロ)図9に示すように、金型104の穴141,142及び凹部143〜149に、銅(Cu)やニッケル(Ni)等によるスパッタリングや、炭素(C)やパラジウム(Pd)等を用いたダイレクト・プレーティング・プロセス(DPP)処理後、銅(Cu)やニッケル(Ni)等のめっき又は銅(Cu)や銀(Ag)等のナノペーストを印刷及び焼結して導電材料を充填する。この結果、金型104上に形成された導電材料からなる第1の支持部110、凹部143〜149に充填された導電材料からなる第1導体回路113〜119、及び穴141,142に充填された導電材料からなる第1層間接続部111,112を有する第1金属回路層108が形成される。本発明の第6の実施の形態では、レジストをi線露光でパターニングして金型104を作製することにより、第1層間接続部111,112は直径10μm程度、高さ25μm程度の形状であり、第1導体回路113〜119のうちライン・アンド・スペース部分の配線幅が5μm程度、配線間隔が5μm程度、ランド径が30μm程度の形状を得る。なお、導電材料充填条件を最適化することにより、第1の支持部110を形成せずに第1導体回路113〜119及び第1層間接続部111,112のみ形成しても良い。粘着シートや吸着ステージ等の支持具105を用いて第1金属回路層108を金型104から図10に示すように取り外す。第1金属回路層108の一部である第1の支持部110、第1導体回路118及び第1層間接続部112を下面側からみた斜視図を図11に示す。
(ハ)図12に示すように、エポキシ樹脂等の硬化前の熱硬化性樹脂や液晶ポリマー等の熱可塑性樹脂からなる第1絶縁樹脂層106を用意する。支持具105を用いて、第1絶縁樹脂層106の上面と、第1金属回路層108の第1導体回路113〜119及び第1層間接続部111,112が形成された面とを対向させる。図13に示すように、軟化する温度まで加熱された第1絶縁樹脂層106に第1導体回路113〜119及び第1層間接続部111,112を圧入し、積層方向に加熱プレスする。本発明の第6の実施の形態では、第1絶縁樹脂層106として液晶ポリマーフィルムを使用し、270℃、10MPaで10分間プレスする。この際、別途270℃まで昇温する時間として30分間、常温まで冷却する時間として1時間かかる。その後、支持具105を第1金属回路層108から図14に示すように取り外す。
(ニ)第1金属回路層108の第1の支持部110は余剰部分となるので、研磨又はエッチング等により第1の支持部110を図15に示すように除去する。なお、図9に示した導電材料の充填時に導電材料充填条件を最適化することにより第1の支持部110を形成しないことで、この研磨又はエッチング工程を省略することもできる。
(ホ)図16に示すように、フォトリソグラフィ技術及び印刷等により第1絶縁樹脂層106の下面に第2導体回路121,122を形成し、第1の基板101が完成する。本発明の第6の実施の形態では、セミアディティブ工法により、第2導体回路121,122のうちライン・アンド・スペース部分の配線幅を10μm程度、配線間隔を10μm程度、ランド径を80μm程度で形成する。
(ヘ)図17に示すように第2絶縁樹脂層107を用意し、第1の基板101上にエポキシ樹脂等の硬化前の熱硬化性樹脂や液晶ポリマー等の熱可塑性樹脂からなるシート状の第2絶縁樹脂層107を重ね合わせ、図18に示すように積層(ラミネート)する。第2絶縁樹脂層107としては、図7に示した合金層151,152となる半田層の融点である220℃より低い軟化点を有する材料を採用する。
(ト)図19に示すように第3導体回路133〜139及び第2層間接続部131,132を有する第2金属回路層を用意する。第2金属回路層は、図8〜図10に示した第1金属回路層108の形成工程と同様の工程により形成可能である。第2金属回路層は、導電材料充填条件を最適化し、第3導体回路133〜139及び第2層間接続部131,132を形成し、図9に示した金型104の第1の支持部110のような余剰部分を形成していない。なお、第2金属回路層としては、金型104を用いて第1金属回路層108と同一のパターン形状を有するものを形成しても良く、金型104とは異なる金型を用いて第1金属回路層108と同一のパターン形状又は異なるパターン形状を有していても良い。更に、図19に示すように、めっきや印刷等により第2層間接続部131,132の頂部に半田層161,162をそれぞれ形成する。半田層161,162の材料としては、錫(Sn)、銀(Ag)及び銅(Cu)の合金等が使用可能である。本発明の第6の実施の形態では、半田層161,162の材料として錫(Sn)−1銀(Ag)−0.5銅(Cu)とフラックスからなる半田ペーストを用い、1μm程度印刷し、リフロー炉にて焼結させる。
(チ)支持具105を用いて第3導体回路133〜139及び第2層間接続部131,132を第2絶縁樹脂層107の上面に対向させる。画像認識やピンアライメント等により、第3導体回路133〜139及び第2層間接続部131,132を対向する第1導体回路113〜119と位置合わせする。そして、図20に示すように、軟化する温度まで加熱された第2絶縁樹脂層107に第3導体回路133〜139及び第2層間接続部131,132を圧入し、第1の基板101及び第2絶縁樹脂層107を積層方向に加熱プレスする。この結果、半田層161,162が第1導体回路114,118と接触する。この加熱により第2絶縁樹脂層107が熱硬化性樹脂の場合は完全硬化する。また、第2絶縁樹脂層107が熱可塑性の場合は後に冷却することにより硬化する。更に、この加熱により半田層161,162が溶解し、第2層間接続部131,132と第1導体回路114,118との間に合金層151,152が形成され、図7に示した多層基板が完成する。なお、支持具105を取り外した後、第2金属回路層の余剰部分がある場合には、研磨又はエッチング等により余剰部分を除去する。
本発明の第6の実施の形態によれば、第2絶縁樹脂層107に第3導体回路133〜139及び第2層間接続部131,132を埋め込むので、スタンパー(モールド)を絶縁樹脂層から離型する際にスタンパー(モールド)に樹脂が付着することがなく、スタンパー(モールド)に樹脂が付着することに起因する不具合を防止することができる。更に、従来の配線基板においては、層間接続部と導体回路との界面においてクラックが発生したり、信号の損失が生じたりする場合があり、層間接続部と導体回路との接続信頼性を維持することが困難である。本発明の第6の実施の形態に係る配線基板の製造方法によれば、第2層間接続部131,132と第1導体回路113〜119との間に合金層151,152を形成することにより、第2層間接続部131,132と第1導体回路113〜119との接続信頼性を向上させることができる配線基板を製造可能となる。
(第7の実施の形態)
本発明の第7の実施の形態として、配線基板の他の一例を説明する。本発明の第7の実施の形態に係る配線基板は、図21に示すように、絶縁樹脂層200と、絶縁樹脂層200の上部に埋設した第1導体回路213〜219と、絶縁樹脂層200の下面に配置された第2導体回路221,222と、第1導体回路214,218と第2導体回路221,222を接続する層間接続部211,212と、層間接続部211,212と第2導体回路221,222との間に形成された合金層251,252を備える両面基板である。第1導体回路214,218と層間接続部211,212との間に界面はなく、第1導体回路214,218及び層間接続部211,212は一体として形成されている。
本発明の第7の実施の形態として、配線基板の他の一例を説明する。本発明の第7の実施の形態に係る配線基板は、図21に示すように、絶縁樹脂層200と、絶縁樹脂層200の上部に埋設した第1導体回路213〜219と、絶縁樹脂層200の下面に配置された第2導体回路221,222と、第1導体回路214,218と第2導体回路221,222を接続する層間接続部211,212と、層間接続部211,212と第2導体回路221,222との間に形成された合金層251,252を備える両面基板である。第1導体回路214,218と層間接続部211,212との間に界面はなく、第1導体回路214,218及び層間接続部211,212は一体として形成されている。
本発明の第7の実施の形態に係る配線基板によれば、第2導体回路221,222と層間接続部211,212との間に合金層251,252を設けたことにより、第2導体回路221,222と層間接続部211,212との接続信頼性を向上することができる。
本発明の第7の実施の形態に係る配線基板の製造方法は、図19〜図20に示した工程と同様の工程を経ることにより、図22に示すように絶縁樹脂層200の上部に第1導体回路213〜219を埋設し、層間接続部211,212が絶縁樹脂層200を貫通し、半田層261,262が絶縁樹脂層200の下面から露出する。その後、フォトリソグラフィ技術及び印刷等により、図21に示すように絶縁樹脂層200の下面に第2導体回路221,222を形成する。その後、加熱により半田層261,262を溶解させ、層間接続部211,212と第2導体回路221,222との間に、半田層261,262の材料、層間接続部211,212及び第2導体回路221,222の材料からなる合金層251,252が形成される。
本発明の第7の実施の形態によれば、絶縁樹脂層200の上面から第1導体回路213〜219及び層間接続部211,212を埋め込むので、従来のようにスタンパー(モールド)を絶縁樹脂層から離型する際にスタンパー(モールド)に樹脂が付着することがなく、スタンパー(モールド)に樹脂が付着することに起因する不具合を防止することができる。更に、第2導体回路221,222と層間接続部211,212との間に合金層251,252を形成することにより、第2導体回路221,222と層間接続部211,212との間の接続信頼性の高い両面基板を製造可能となる。
(その他の実施の形態)
上記のように、本発明は第1〜第7の実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
上記のように、本発明は第1〜第7の実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
図23はその他の実施の形態を示し、微細な導体回路パターンを有した金属回路層を形成するための工程図であり、(A)はシリコンウエハー準備工程、(B)はレジストによる凹凸パターン形成工程、(C)はシード層形成工程、(D)はめっき工程、(E)はめっき研磨工程、(F)は金属回路層をシリコンウエハーから取り出す工程を示す。
第1導体回路6と層間接続部7に微細な導体回路パターンが要求される場合には、図23に示す工程で金属回路層17を製造する。先ず、図23(A)に示すように、シリコンウエハー12を用意する。
次に、シリコンウエハー12の一面12aにレジストを塗布した後、このレジストに対して露光現像によるフォトリソグラフィを行って一面12aに達する貫通孔を形成した後、レジストの上に更にレジストを塗布した後、2度目のフォトリソグラフィを行って図23(B)に示す如く、硬化したレジスト層13に第1の凹部14と、第1の凹部14よりも深さが深く且つ一面12aに達する第2の凹部15を形成する。次に、図23(C)に示すように、第1の凹部14及び第2の凹部15によって凹凸とされたレジスト層13上に、銅やニッケル等をスパッタしてシード層16を形成する。
次に、図23(D)に示すように、第1の凹部14及び第2の凹部15が共に埋まるようにシード層16上に銅等のめっきをして金属回路層17を形成する。そして、図23(E)に示すように、金属回路層17の表面である一面17aを研磨してその表面を平滑化する。
次に、粘着シートや吸着シート等の回路層取出し部材18を金属回路層17の凹凸面とは反対側の一面17aに貼り付けた後、この回路層取出し部材18を引き上げて図23(F)に示すように金属回路層17をレジスト層13から取り出す。レジスト層13から取り出された金属回路層17は、レジスト層13に形成された凹凸パターンが転写された凹凸形状をなす凹凸面を有し、第1導体回路6と層間接続部7とが一体的に形成される形となる。
また、図21に示した本発明の第7の実施の形態に係る配線基板を、図7に示した第1の基板101の代わりに採用しても良い。
また、図19で示した層間接続部131,132の頂部に半田層161,162を形成するのと同様に、図1(F)に示した層間接続部7の頂部、図3(B)に示した層間接続部22の頂部、図4(A)に示した層間接続部22の頂部、図5(C)に示した層間接続部7の頂部、図6(C)に示した層間接続部22の頂部に半田層を形成しても良い。
また、第2の実施の形態における図3(C)で示した両面回路基板10及び第3の実施の形態における図4(A)で示した両面回路基板10として、第1の実施の形態で液状絶縁樹脂を塗布することにより製造された図1(G)に示した両面回路基板10を使用する代わりに、第4の実施の形態で導体回路6及び層間接続部7を絶縁樹脂層8へ圧入することにより製造された図5(G)に示した両面回路基板10をそれぞれ使用しても良い。
また、第5の実施の形態における図6(A)に示した両面回路基板10として、第4の実施の形態において導体回路6及び層間接続部7を絶縁樹脂層8へ圧入することにより製造された図5(G)に示した両面回路基板10を使用する代わりに、第1の実施の形態で液状絶縁樹脂の塗布することにより製造された図1(G)に示した両面回路基板10を使用しても良い。
また、第6の実施の形態における図17に示した両面回路基板として、第1の実施の形態で液状絶縁樹脂を塗布することにより製造された図1(G)に示した両面回路基板10、又は第4の実施の形態で導体回路6及び層間接続部7を絶縁樹脂層8へ圧入することにより製造された図5(G)に示した両面回路基板10を使用しても良い。
このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
本発明は、少なくとも絶縁基板の片面に形成された導体回路をビアである層間接続部で接続させた配線基板に利用することができる。
Claims (10)
- 第1導体回路と、前記第1導体回路の高さと異なる高さを有する第1層間接続部とを一面に有する第1金属回路層を用意する工程と、
前記第1層間接続部の先端が露出するように前記第1金属回路層の前記一面を覆う第1絶縁樹脂層を形成する工程
とを含むことを特徴とする配線基板の製造方法。 - 前記第1絶縁樹脂層を形成する工程は、前記第1金属回路層の前記一面に液状絶縁樹脂を塗布して硬化させることで、前記第1絶縁樹脂層の一面に前記第1導体回路を埋設すると共に前記第1絶縁樹脂層の他面から前記第1層間接続部の先端を露出させることを含むことを特徴とする請求項1に記載の配線基板の製造方法。
- 前記第1絶縁樹脂層を形成する工程は、前記第1金属回路層の前記一面に前記第1絶縁樹脂層の一面を重ね合わせて加圧すると共に加熱して、前記第1導体回路を前記第1絶縁樹脂層の前記一面に埋設すると共に前記第1層間接続部の先端を前記第1絶縁樹脂層の他面から露出させることを含むことを特徴とする請求項1に記載の配線基板の製造方法。
- 前記第1絶縁樹脂層の前記他面に、前記第1層間接続部を介して前記第1導体回路と導通する第2導体回路を形成する工程を更に含むことを特徴とする請求項2又は3に記載の配線基板の製造方法。
- 前記第1金属回路層を用意する工程は、
前記第1導体回路形成用の第1の凹部と前記第1の凹部よりも深さが深い第1層間接続部形成用の第2の凹部とを有する金型を用意し、
前記第1及び第2の凹部に導電性金属材料を充填して硬化させることで前記第1金属回路層を形成し、
前記第1金属回路層を前記金型から取り出す
ことを含むことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の配線基板の製造方法。 - 前記導電性金属材料として導電性ペーストを使用することを特徴とする請求項5に記載の配線基板の製造方法。
- 第3導体回路と、前記第3導体回路の高さと異なる高さを有する第2層間接続部とを一面に有する第2金属回路層を用意する工程と、
前記第2金属回路層の前記一面に液状絶縁樹脂を塗布して半硬化させることで、第2絶縁樹脂層の一面に前記第3導体回路を埋設し、且つ前記第2絶縁樹脂層の他面から前記第2層間接続部の先端を露出させる工程と、
前記第1絶縁樹脂層の前記第1導体回路が埋設された前記一面に、前記第2絶縁樹脂層の前記第2層間接続部の先端が露出した前記他面を重ね合わせて加熱すると共に加圧することにより前記第2絶縁樹脂層を硬化させ、前記第1導体回路と前記第2層間接続部とを接触させる工程
とを更に含むことを特徴とする請求項4に記載の配線基板の製造方法。 - 第3導体回路と、前記第3導体回路の高さと異なる高さを有する第2層間接続部とを一面に有する第2金属回路層を用意する工程と、
前記第1絶縁樹脂層の前記第1導体回路が埋設された前記一面に、半硬化状態の第2絶縁樹脂層の一面を重ね合わせる工程と、
前記第2金属回路層の前記一面に前記第2絶縁樹脂層の他面を重ね合わせ加圧すると共に加熱して、前記半硬化状態の第2絶縁樹脂層を硬化させると共に前記第3導体回路を前記第2絶縁樹脂層の前記他面に埋設し、前記第2層間接続部の先端を前記第1導体回路に接触させる工程
とを更に含むことを特徴とする請求項4に記載の配線基板の製造方法。 - 前記第1絶縁樹脂層の前記第1導体回路が埋設された前記一面に、第2絶縁樹脂層の一面を積層する工程と、
第3導体回路と、前記第3導体回路の高さと異なる高さを有する第2層間接続部とを一面に有する第2金属回路層を用意する工程と、
前記第2層間接続部の頂部に半田層を形成する工程と、
前記第2金属回路層の前記第3導体回路及び前記第2層間接続部を前記第2絶縁樹脂層の他面に圧入し、前記半田層を前記第1導体回路に接触させる工程と、
前記半田層を溶解させて前記第2層間接続部と前記第1導体回路との間に合金層を形成する工程
とを更に含むことを特徴とする請求項4に記載の配線基板の製造方法。 - 第1導体回路と、前記第1導体回路の高さと異なる高さを有する層間接続部とを一面に有する金属回路層を形成する工程と、
前記層間接続部の頂部に半田層を形成する工程と、
絶縁樹脂層を用意する工程と、
前記第1導体回路及び前記半田層が頂部に形成された前記層間接続部を前記絶縁樹脂層の一面に圧入し、前記絶縁樹脂層の他面から前記半田層を露出させる工程と、
前記絶縁樹脂層の前記他面に前記半田層と接する第2導体回路を形成する工程と、
前記半田層を溶解させて前記層間接続部と前記第2導体回路との間に合金層を形成する工程
とを含むことを特徴とする配線基板の製造方法。
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