JPWO2011096293A1 - 多層プリント配線板の製造方法 - Google Patents

Abstract

［課題］高密度実装が可能なスタックビア構造を有するビルドアップ型多層プリント配線板の製造方法を提供する。［解決手段］両面銅張積層板にめっき貫通ビアホール９及びめっき有底ビアホール１０を形成した後、両面銅張積層板の両面の銅箔をパターニングして両面可撓性基板を得る。カバーレイ１６を２枚準備し、両面可撓性基板の両面にラミネートする。このラミネート工程は、カバーレイ１６の有する接着剤層１５が溶融した接着剤によりめっき貫通ビアホール９の内部が完全に充填され、且つ、めっき有底ビアホール１０の内部には接着剤により充填されないエアボイド１５ａの発生を許容する条件下で行う。接着剤層２２を介して絶縁フィルム１４に片面銅張積層板２０を接着した後、レーザ加工により、めっき有底ビアホール１０内部の接着剤を除去しエアボイド１５ａを消滅させ、めっき有底ビアホール１０が下穴となるステップビアホールを形成する。

Description

本発明は、多層プリント配線板の製造方法に関し、より詳しくは、ビルドアップ型の多層プリント配線板の製造方法に関する。

近年、携帯電話等の携帯情報端末に代表されるように、電子機器の小型化および高機能化がますます進展している。そのため、電子機器に用いられるプリント配線板に対する高密度化の要求が高まっている。

そこで、プリント配線板に電子部品等を高密度に実装するため、ビルドアップ型の多層フレキシブルプリント配線板が活発に研究開発されている（例えば特許文献１参照）。このビルドアップ型多層フレキシブルプリント配線板は、両面フレキシブルプリント配線板あるいは多層フレキシブルプリント配線板をコア基板として、このコア基板の両面あるいは片面に１〜２層程度のビルドアップ層を形成したものである。このビルドアップ型多層フレキシブルプリント配線板には、ビルドアップ層と内層のコア基板とを電気的に接続するために、有底型のビアホール（導通用孔）の内壁にめっき処理を施して層間導通を得ためっきビアホールが設けられる。

しかし、この有底型のビアホールが深くなるにつれて、次のような問題が生じる。まず、プリント配線板の各構成部材が熱膨張することによって、めっきビアホールが破壊され易くなる。また、層間導通を得るために有底型のビアホールの内壁にめっき皮膜を形成する際、めっき液がビアホールの底部に滞留し易くなるため、所望のめっき厚が得られない。このような理由から、有底型のビアホールが深くなるほど、ビア配線の電気的信頼性を確保することが困難となる。

この問題の対策として、有底型のビアホールの内壁に十分厚くめっき皮膜を形成することが考えられる。しかしながら、有底型のビアホールの内壁に形成するめっき皮膜の厚みが増すと、それに応じて、ビルドアップ層上に形成される導体層の厚みも大きくなることが避けられない。外層の回路パターンは、ビルドアップ層上の導体層を所望のパターンに従ってウェットエッチングすることにより形成される。このため、導体層の厚みが増すにつれて、ビルドアップ層上の導体層を微細に加工することが困難となる。その結果、外層の回路パターンとして微細なパターンを形成することができず、ビルドアップ層上に電子部品を高密度に実装することが困難となる。

上述のように、従来のビルドアップ型多層フレキシブルプリント配線板には、高密度実装の要求を満足することが難しいという問題があった。

ところで、ビルドアップ型の多層フレキシブルプリント配線板のうち、特に、いわゆるスタックビア構造を有するビルドアップ型多層フレキシブルプリント配線板が、高密度化および設計自由度の向上という観点から求められている。ここで、スタックビア構造とは、コア基板のめっきビアホールから構成される層間接続部の上に、ビルドアップ層のめっきビアホールから構成される層間接続部を重ねて配置した構造をいう。

高密度実装が可能なスタックビア構造を有する多層プリント配線板を、安価に且つ安定的に製造する方法が強く望まれている。

従来、いわゆるステップビア構造のビアホール（ステップビアホール）を、レーザ加工により一括して形成する手法が開示されている（特許文献２、特許文献３及び特許文献４参照）。これらの文献に開示された手法によれば、ステップビア構造を効率良く形成することが可能である。しかし、この手法においては、ステップビアホールの内壁をめっき皮膜で被覆するための電解銅めっきは、通常、一度にまとめて行われる。このため、ステップビアホールの下穴（小径側）の側壁に形成されるめっき皮膜が薄くなる傾向がある。よって、層間接続の信頼性を十分に確保することが難しい場合がある。

次に、従来技術による、スタックビア構造を有するビルドアップ型多層プリント配線板の製造方法を、図３を用いて詳細に説明する。図３は、スタックビア構造を有するビルドアップ型多層プリント配線板の製造方法を説明するための工程断面図である。

まず、ポリイミド等の可撓性絶縁ベース材１０１（例えば２５μｍ厚）と、その両面に銅箔１０２および銅箔１０３（ともに例えば８μｍ厚）とを有する両面銅張積層板１０４を準備する。

次に、図３（１）からわかるように、この両面銅張積層板１０４に対し、レーザ加工法により有底型のビアホールである有底ビアホール１０５を形成する。この有底ビアホール１０５の底部には、銅箔１０３が露出している。その後、導電化処理とそれに続く電解めっき処理を、銅箔１０２，１０３及び有底ビアホール１０５に施すことにより、銅箔１０２，１０３上、及び有底ビアホール１０５の内壁に電解めっき皮膜を形成する。この電解めっき皮膜の厚さは、ビア配線の接続信頼性を確保するために必要な値（例えば１５μｍ程度）とされる。ここまでの工程を経て、可撓性絶縁ベース材１０１の銅箔１０２と銅箔１０３を電気的に接続する有底型の層間導通部である、めっき有底ビアホール１０６が形成される。

次に、図３（１）からわかるように、フォトファブリケーション法により、可撓性絶縁ベース材１０１の銅箔１０２と銅箔１０３を、所定のパターンに従ってエッチングすることで、回路パターン（内層回路パターン）を形成する。より詳細には、レジスト層の形成、露光、現像、銅箔のエッチング及びレジスト層の剥離等からなる一連の工程によって、可撓性絶縁ベース材１０１の両面に回路パターンを形成する。

次に、図３（１）からわかるように、ポリイミドフィルム等の絶縁フィルム１０７（例えば１２μｍ厚）上に、接着剤層１０８を有するカバーレイ１０９を準備する。接着剤層１０８は、例えばアクリル、エポキシ等の接着剤からなる。そして、真空ラミネータ等を用いて、回路パターンの形成された可撓性絶縁ベース材１０１上にカバーレイ１０９を貼り付けるラミネート工程を行う。この接着材層１０８の厚さは、めっき有底ビアホール１０６の内部を接着剤で完全に充填可能な厚さ（例えば２５μｍ）とされる。ここまでの工程を経て、図３（１）に示す両面コア基板１１０を得る。

次に、図３（２）からわかるように、可撓性絶縁ベース材（例えば２５μｍ厚のポリイミド）の片面に銅箔（例えば厚さ１２μｍ）を有する片面銅張積層板１１１を準備する。前述のフォトファブリケーション法により、この片面銅張積層板１１１の銅箔の所定の部分に開口部を形成する。この開口部を有する銅箔をレーザ遮光用のコンフォーマルマスク（メタルマスクともいう。）となる。銅箔に形成された開口は、この開口の底面に露出した可撓性絶縁ベース材等の樹脂をレーザ加工により除去し、ビアホールを形成する為のものである。

次に、図３（２）からわかるように、両面コア基板１１０にビルドアップするための接着材を用いて、コンフォーマルマスクを有する片面銅張積層板１１１，１１１を、接着剤層１１２，１１２を介して両面コア基板１１０の表面および裏面にそれぞれ積層接着する。

次に、図３（２）からわかるように、片面銅張積層板１１１のコンフォーマルマスクを用いてレーザ加工を行うことにより、ステップビアホール１１３Ａ及びビアホール１１３Ｂ，１１３Ｃを形成する。

次に、図３（３）からわかるように、導電化処理とそれに続く電解めっき処理を、片面銅張積層板１１１の銅箔上、ステップビアホール１１３Ａの内壁、及びビアホール１１３Ｂ，１１３Ｃの内壁に施すことにより、電解めっき皮膜を形成する。この電解めっき皮膜の厚みは、層間接続の信頼性を確保するため、例えば２５〜３０μｍ程度とする。これにより、コア基板とビルドアップ層との層間導通を得るための、めっきビルドアップビアホール１１４Ａ，１１４Ｂ，１１４Ｃが形成される。めっきビルドアップビアホール１１４Ａは、ステップビアホール１１３Ａの内壁にめっき処理が施されたものであり、めっきビルドアップビアホール１１４Ｂは、ステップビアホール１１３Ａに対向するビアホール１１３Ｂの内壁にめっき処理が施されたものであり、めっきビルドアップビアホール１１４Ｃは、ビアホール１１３Ｃの内壁にめっき処理が施されたものである。

次に、図３（３）からわかるように、フォトファブリケーション法を用いて片面銅張積層板１１１，１１１の銅箔を、所定のパターンに従ってエッチングすることにより、外層回路パターン１１５，１１５を形成する。この後、必要に応じて、フォトソルダーレジスト層（図示せず）を形成し、回路パターンの端子に半田めっき、ニッケルめっき、金めっき等の表面処理を施し、金型による打ち抜き等により外形加工を行う。

以上の工程を経て、スタックビア構造を有するビルドアップ型多層プリント配線板１１６が得られる。図３（３）からわかるように、めっきビルドアップビアホール１１４Ａは、内層の両面コア基板１１０のめっき有底ビアホール１０６の直上に形成されており、めっき有底ビアホール１０６とめっきビルドアップビアホール１１４Ａはスタックビア構造を形成している。ビルドアップ型多層プリント配線板１１６においては、両面コア基板１１０の表面と裏面の層間接続は、めっき有底ビアホール１０６によって行われる。

なお、図３（３）からわかるように、ビルドアップ型多層プリント配線板１１６は、両面コア基板１１０にビルドアップ層が積層された部品実装部１１６ａと、この部品実装部１１６ｂから延伸する可撓性ケーブル部１１６ｂとを有する。この可撓性ケーブル部１１６ｂは、ビルドアップ層が設けられていない両面コア基板１１０の一部である。

上記の工程において、めっき有底ビアホール１０６内部は接着材で完全に充填される必要がある。しかし、めっき有底ビアホール１０６は、両面銅張積層板１０４を貫通するビアホールの内壁にめっき処理を施して形成しためっき貫通ビアホールに比べると、接着剤を充填しづらい。これは、めっき貫通ビアホールは表面と裏面の２方向から充填できるのに対して、有底めっきビアホールは１方向からしか充填できないからである。このため、接着材層１０８の厚みは、両面コア基板１１０の層間接続をめっき貫通ビアホールで行う場合と比較して厚くなることが避けられない。よって、ビルドアップビアホール１１３が深くなる。そうすると、前述のように、層間接続の信頼性を確保するためのめっき厚が大きくなる。例えば、上述のようにめっきビルドアップビアホール１１４Ａ，１１４Ｂ，１１４Ｃを形成する際、２５〜３０μｍ程度のめっき皮膜を形成するための電解めっきを行う必要がある。仮にこの程度の電解めっきを片面銅張積層板１１１の銅箔（１２μｍ厚）上に行った場合、片面銅張積層板１１１上の導体層（銅箔＋電解めっき皮膜）の厚みは、トータルで３７〜４２μｍになる。導体層のパターニングはウェットエッチングより行われるため、回路ピッチが１００μｍ程度の微細な回路パターンを歩留まり良く形成することは困難となる。

以上説明したように、従来、高密度実装の要求を満足するビルドアップ型多層プリント配線板を製造することができないという問題があった。なお、当然ながら、この問題は、可撓性ケーブル１１６ｂを有しない多層プリント配線板であっても同様である。

特開２００４−２００２６０号公報 特開２００８−２３５８０１号公報 特開２００８−２８８４３４号公報 特開２００９−０２６９１２号公報

本発明は、微細な外層回路パターンを形成することが困難なため、高密度実装可能な多層プリント配線板が得られないという上述の問題を解決するものであり、高密度実装が可能なスタックビア構造を有するビルドアップ型多層プリント配線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、表面及び裏面にそれぞれ第１の導電膜及び第２の導電膜を有する両面導電膜張積層板に、前記第１の導電膜と前記第２の導電膜を電気的に接続するめっき貫通ビアホール及びめっき有底ビアホールを形成し、
前記第１の導電膜及び前記第２の導電膜を所定のパターンに従ってエッチングすることにより、内層回路パターンを有する両面可撓性基板を作製し、
絶縁フィルムと、前記絶縁フィルムの片面に形成された接着剤層とを有するカバーレイを準備し、
前記カバーレイの前記接着剤層が溶融した接着剤により前記めっき貫通ビアホールの内部が完全に充填され、且つ、前記めっき有底ビアホールの内部には前記接着剤により充填されないエアボイドの発生を許容する条件下において、前記カバーレイを前記両面可撓性基板の両面に貼り付けるラミネート工程を行い、これにより、両面コア基板を作製し、
前記両面コア基板の少なくとも前記めっき有底ビアホールの開口面側に、片面に形成された第３の導電膜を有するビルドアップ層を積層接着し、
レーザ加工により、前記めっき有底ビアホール内部の前記接着剤を除去し前記エアボイドを消滅させ、これにより、底部に前記めっき有底ビアホールが露出し、前記めっき有底ビアホールが下穴となるステップビアホールを形成し、
前記第３の導電膜及び前記ステップビアホールの内壁にめっき処理を施すことにより、前記第３の導電膜と前記内層回路パターンとを電気的に接続するめっきビルドアップビアホールを形成し、
めっき処理を施された前記第３の導電膜を、所定のパターンに従ってエッチングすることにより、外層回路パターンを形成することを特徴とする多層プリント配線板の製造方法が提供される。

これらの特徴により、本発明は次のような効果を奏する。

本発明の一実施形態に係るスタックビア構造を有するビルドアップ型多層プリント配線板において、スタックビア構造は、両面可撓性基板の表面と裏面を電気的に接続するめっき有底ビアホールと、このめっき有底ビアホールの上に配置されためっきビルドアップビアホールとから構成される。このめっきビルドアップビアホールは、外層回路パターンと内層回路パターンとを電気的に接続するものであり、両面可撓性基板に形成された有底ビアホールを小径のホールとするステップビアホールの内壁にめっき皮膜を形成したものである。これにより、めっき有底ビアホールとその上に形成されためっきビルドアップビアホールとから構成されるステップビア構造が形成される。

このような特徴により、本発明の一実施形態によれば、カバーレイをラミネートする際に、両面可撓性基板に形成されためっき有底ビアホールの内部に接着材が完全に充填される必要はない。なぜなら、前述のステップビアホールを形成する際に、めっき有底ビアホール内の接着剤は除去されることになるからである。このため、両面可撓性基板の貫通ビアホール内に接着剤を充填することが可能な範囲内で、接着材層の厚さを可及的に小さくすることができる。

その結果、従来に比べて、ステップビアホールを浅くすることができる。これにより、めっきビルドアップビアホールを形成するために電解めっき処理を行う際、電着容易性が向上するとともに、構成部材の熱膨張によるめっきビルドアップビアホールへの影響が軽減される。

このため、本発明によれば、歩留まりを向上させることができ、ビア配線の接続信頼性を確保するのに必要なめっき厚を可及的に低減することができる。したがって、本発明によれば、ビルドアップ層に形成される外層回路パターンをより微細にすることができる。

さらに、本発明によれば、めっきビルドアップビアホールを形成する際に、両面可撓性基板のめっき有底ビアホールの上にも電解めっき皮膜が形成される。これにより、非対称な形状に起因してめっき貫通ビアホールに比べて熱応力が集中しやすいめっき有底ビアホールが補強され、接続信頼性を向上させることができる。

さらに、上記のようにめっき有底ビアホールが補強されることから、このめっき有底ビアホールのめっき厚を、めっき貫通ビアホールの接続信頼性を確保できる程度にまで薄くすることができる。その結果、めっき工程に要する時間が短縮され、コストを低減することができる。また、両面可撓性基板に形成される内層回路パターンを微細化することができる。

上述のように、本発明によれば、高密度実装が可能なスタックビア構造を有するビルドアップ型多層プリント配線板を、安価に且つ安定的に製造する方法が提供される。

本発明の実施形態に係るビルドアップ型多層プリント配線板の製造方法を説明するための工程断面図である。 図１Ａに続く、本発明の実施形態に係るビルドアップ型多層プリント配線板の製造方法を説明するための工程断面図である。 図１Ｂに続く、本発明の実施形態に係るビルドアップ型多層プリント配線板の製造方法を説明するための工程断面図である。 本発明の実施形態に係るビルドアップ型多層プリント配線板の断面図である。 従来技術による、スタックビア構造を有するビルドアップ型多層プリント配線板の製造方法の工程断面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係るスタックビア構造を有するビルドアップ型多層プリント配線板の製造方法について説明する。

なお、同等の機能を有する構成要素には同一の符号を付し、詳しい説明は省略する。また、図面は模式的なものであり、実施形態に係る特徴部分を中心に示すものであり、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。

まず、図１Ａ乃至図１Ｃおよび図２を用いて、本発明の実施形態に係るスタックビア構造を有するビルドアップ型多層プリント配線板３２の製造方法について説明する。

図１Ａ乃至図１Ｃは、このビルドアップ型多層プリント配線板３２の製造方法を説明するための工程断面図である。図２は、本実施形態に係るビルドアップ型多層プリント配線板３２の断面図である。

まず、図１Ａ（１）からわかるように、可撓性絶縁ベース材１（例えば２５μｍ厚のポリイミド）の両面にそれぞれ銅箔２及び銅箔３（第１の導電膜および第２の導電膜）を有する両面銅張積層板４を準備する。銅箔２及び銅箔３の厚みは、例えばともに５μｍである。

次に、この両面銅張積層板４に対し、レーザ加工法又は樹脂エッチング法等を用いて、両面銅張積層板４を貫通する貫通ビアホール５、及び有底ビアホール６を形成する。この有底ビアホール６は、図１Ａ（１）からわかるように、底面に銅箔３が露出している有底型のビアホールである。なお、この貫通ビアホール５及び有底ビアホール６の加工径は共に、例えば直径７０μｍである。

本工程においてレーザ加工法を用いる場合には、次の２つの方法を選択することができる。第１の方法は、コンフォーマルレーザ加工法と呼ばれる方法である。この方法では、ビアホール径と同じ径の開口部を銅箔２，３に設け、コンフォーマルマスクを形成しておく。その後、レーザ光をコンフォーマルマスクに照射して開口部に露出している絶縁樹脂を除去する。第２の方法は、ダイレクトレーザ加工法と呼ばれる方法である。この方法では、コンフォーマルマスクを形成せずに、銅箔上にレーザ光を直接照射して、銅箔及びその下の絶縁樹脂を除去する。本実施形態では、フォトファブリケーション法による銅箔のエッチング工程が必要なコンフォーマルレーザ加工法ではなく、生産性を考慮し、炭酸ガスレーザによるダイレクトレーザ加工法を選択した。

このダイレクトレーザ加工法を行う前には、両面銅張積層板４の銅箔２，３に表面処理を施す。即ち、レーザ光が照射される銅箔面を低粗度とする粗化処理を行う。これにより、炭酸ガスレーザ（波長：約９．８μｍ）を用いてレーザ加工を行う際、銅箔２，３のレーザ光の吸収を安定的に向上させることができる。本実施形態では、この粗化処理に日本マクダーミット社（株）のマルチボンド１５０を用いた。これにより、後の工程で形成される電解銅めっき皮膜７との密着性が確保されるとともに、銅箔の表面における炭酸ガスレーザ光の吸収を向上させることができる。実際に、表面処理の前後で、炭酸ガスレーザ光の吸収率が約２０％から約３０％に向上することを確認した。

なお、本実施形態では、貫通ビアホール５と有底ビアホール６を同時に加工する。このため、銅箔２の表面に対しては、上述の粗化処理を行うことで銅箔２の加工を容易にする。それとともに、有底ビアホール６を形成する際に銅箔３を貫通しないように、銅箔３の裏面処理として銅箔面を低粗度とする処理を行い、レーザ光の吸収を低下させることが好ましい。但し、貫通ビアホール５を効率良く形成したい場合には、銅箔３の裏面処理として粗化処理を行うことが好ましい。

両面銅張積層板４の銅箔２，３が薄いほど、レーザ加工の際に銅箔２，３の貫通が起こりやすくなる。したがって、本実施形態のように銅箔の厚みが１０μｍ以下と薄い場合には、有底ビアホール６の形成を容易にするため、裏面処理として粗化処理がほとんど施されていない、低粗度の銅箔３を用いることが好ましい。

ここで、レーザ加工の方式について詳しく説明する。まず、有底ビアホール６を加工する場合について述べる。銅箔２を加工する際に、1ショット当たりのレーザ光のエネルギーを高くする（パワーＰとする）。そして、好ましくは、1ショットで銅箔２の加工を完了する。その後、可撓性絶縁ベース材１の樹脂を銅箔３が露出するまで加工する際、1ショット当たりのレーザ光のエネルギーを（１／２）Ｐ〜（１／３）Ｐまで低下させ、２〜３ショットで樹脂の加工を完了する。次に、貫通ビアホール５の場合について述べる。この場合、1ショット当たりのレーザ光のエネルギーを前述のパワーＰとしたレーザ光を用いて、両面の銅箔及び樹脂を加工する。３〜４ショットを連続して照射して、貫通ビアホール５の加工を完了する。

さらに薄い銅箔を用いる場合には、有底ビアホール６の形成を容易にするため、有底ビアホール６の底部となる銅箔３の裏面（ベース材と接する面）を低粗度にしておく。それとともに、銅箔２の裏面（ベース材と接する面）に粗化処理を行っておく。そして、貫通ビアホール５は、銅箔３の表面から加工して形成する。この方法によれば、有底ビアホール６の形成を容易にしつつも、貫通ビアホールを効率良く形成することができる。また、別の方法として、銅箔２の表面及び銅箔３の表面の２方向からレーザ加工を行い、貫通ビアホール５を形成してもよい。この場合、銅箔２，３の表面には粗化処理を行っていることから、いずれの方向からの加工も容易であるとともに、銅箔の裏面処理の状態（粗度の高低）を考慮する必要がないという利点がある。

次に、貫通ビアホール５及び有底ビアホール６を形成する際に生じたスミア（樹脂残渣）を除去するために、プラズマ処理およびウェットエッチングを行う（デスミア処理）。貫通ビアホール５と有底ビアホール６に対する、このプラズマ処理の最適な条件は、ほぼ同じである。一方、過硫酸ソーダ等を用いたウェットエッチングについては、両者の間で最適な条件が異なる。即ち、ウェットエッチングは貫通ビアホール５に対してほとんど必要ない。むしろ、エッチングすることで、銅箔２，３が後退し、後の導電化処理に対して悪影響を及ぼす場合がある。一方、有底ビアホール６に対しては、裏面処理による銅箔３の裏面のニッケル、クロム等の異種金属を除去するため、１〜２μmのエッチングが必要である。貫通ビアホール５への影響を考慮し、極力少ないエッチング量で処理を完了することが好ましい。本実施形態では、１μmのエッチングを行った。

次に、図１Ａ（２）からわかるように、導電化処理とそれに続く電解銅めっき処理を、銅箔２，３上、貫通ビアホール５の内壁及び有底ビアホール６の内壁に施すことにより、電解銅めっき皮膜７（約８μｍ厚）を形成する。これにより、銅箔２，３上の銅めっき層８、めっき貫通ビアホール９、及びめっき有底ビアホール１０を形成する。このめっき貫通ビアホール９は貫通型の層間導電路であり、めっき有底ビアホール１０は有底型の層間導電路である。これらのめっきビアホールはともに、可撓性絶縁ベース材１の表面の銅箔２と、裏面の銅箔３とを電気的に接続する。

なお、上記の導電化処理工程及び電解銅めっき工程における処理液の液更新性が、貫通ビアホール５と有底ビアホール６では異なる。即ち、有底ビアホール６の方が貫通ビアホール５に比べて液更新性が劣る。このため、基本的には、有底ビアホール６を処理可能な条件での工程流動を行う。電解銅めっき工程については、有底ビアホール６の底部付近の側壁への付きまわりが悪くなりやすい。よって、電解銅めっき処理は、高濃度の硫酸銅を含むめっき浴を用いて行うことが好ましい。

次に、図１Ａ（３）からわかるように、銅めっき層８，８の上にレジスト層１１,１１を形成する。このレジスト層１１の形成には、ドライフィルムレジストを用いる。このドライフィルムレジストは、めっき貫通ビアホール９及びめっき有底ビアホール１０の両方をテンティング可能な厚さ（例えば２０μｍ）のものを用いることが好ましい。これにより、めっき貫通ビアホール９及びめっき有底ビアホール１０内にレジストが入り込むのを防ぎ、後に行うレジスト層１１の剥離を容易にすることができる。なお、ドライフィルムレジストの代わりに、液状レジスト又は電着レジストを用いることもできる。

次に、図１Ａ（４）からわかるように、フォトファブリケーション法により、レジスト層１１の露光、現像によりレジスト層１１を所定のパターンに従ってエッチングし、その後、パターニングされたレジスト層１１をマスクにして、銅めっき層８及び銅箔２，３をエッチングする。その後、レジスト層１１を剥離する。これにより、可撓性絶縁ベース材１の表面及び裏面に、内層回路パターン１２Ａ及び１２Ｂがそれぞれ形成される。

ここまでの工程により、図１Ａ（４）に示す両面可撓性基板１３を得る。

次に、図１Ｂ（５）からわかるように、ポリイミドフィルム等の絶縁フィルム１４（例えば１２μｍ厚）と、絶縁フィルム１４の片面に形成された接着剤層１５とを有するカバーレイ１６を準備する。接着剤層１５は、例えばアクリル、エポキシ等の接着剤からなる。そして、真空ラミネータ等を用いて、両面可撓性基板１３の両面にカバーレイ１６を貼り付けるラミネート工程を行う。これにより、内層回路パターン１２Ａ，１２Ｂ及びめっき貫通ビアホール９は接着剤層１５により充填される。

本ラミネート工程において、めっき有底ビアホール１０の内部を接着剤で完全に充填する必要はない。即ち、ラミネート工程は、カバーレイ１６の接着剤層１５が溶融した接着剤によりめっき貫通ビアホール９の内部が完全に充填され、且つ、めっき有底ビアホール１０の内部には接着剤層１５が溶融した接着剤により充填されないエアボイド１５ａの発生を許容する条件下で行う。このように、本実施形態における接着材層１５の厚みは、めっき貫通ビアホール９を完全に充填できればよく、めっき有底ビアホール１０内部の充填状態は考慮する必要がない。よって、接着剤層１５は、めっき貫通ビアホール９を完全に充填可能な範囲で可及的に薄くする。本実施形態では、接着剤層１５の厚さは１５μｍとした。図１Ｂ（５）に示すように、めっき有底ビアホール１０内部にエアボイド１５aが発生する場合がある。しかし、後の工程でレーザ加工によりめっき有底ビアホール１０内の接着剤は全て除去することになるため、このエアボイド１５ａは問題とならない。

ここまでの工程で、図１Ｂ（５）に示す、多層プリント配線板のコア基板となる両面コア基板１７を得る。

次に、図１Ｂ（６）に示すように、可撓性絶縁ベース材１９（例えば２５μｍ厚のポリイミド）の片面に、例えば１２μｍ厚の銅箔１８（第３の導電膜）を有する片面銅張積層板２０を準備する。そして、フォトファブリケーション法により、片面銅張積層板２０の銅箔１８に開口部１８ａを形成する。より詳細には、銅箔１８の上にレジスト層（図示せず）を形成し、このレジスト層を露光及び現像によりパターニングする。そして、パターニングされたレジスト層をマスクにして、銅箔１８をエッチングする。これにより、コンフォーマルマスク２１が形成される。この開口部１８ａは、後の工程においてレーザ加工によりベース材の樹脂を除去してビアホールを形成するためのものである。

次に、図１Ｂ（６）からわかるように、ビルドアップするための接着剤を用いて、コンフォーマルマスク２１が形成された片面銅張積層板２０，２０を、接着剤層２２，２２を介して両面コア基板１７の両面に積層接着する。ここで用いる接着材としては、ローフロータイプのプリプレグやボンディングシート等といった流れ出しの少ないものが好ましい。なお、未加工の銅箔１８を有する片面銅張積層板２０を両面コア基板１７に接着材層２２を介して接着した後、銅箔１８を所定のパターンに従ってエッチングして、コンフォーマルマスク２１を形成してもよい。

次に、図１Ｃ（７）からわかるように、コンフォーマルマスク２１を用いてレーザ加工を行い、ステップビアホール２３及びビアホール２４Ａ，２４Ｂを形成する。このステップビアホール２３は、可撓性絶縁ベース材１９、接着剤層２２、絶縁フィルム１４及び接着剤層１５を貫通し、底部にめっき有底ビアホール１０が露出している。このレーザ加工の工程において、めっき有底ビアホール１０内部の樹脂は全て除去され、エアボイド１５ａは消滅する。ビアホール２４Ａ，２４Ｂは、可撓性絶縁ベース材１９、接着剤層２２、絶縁フィルム１４及び接着剤層１５を貫通し、その底部には内層回路パターン１２Ａ，１２Ｂが露出している。

なお、ステップビアホール２３を形成するためには、めっき有底ビアホール１０内部にある樹脂も除去する必要がある。このため、除去すべき樹脂材料の量は、ステップビアホール２３の方がビアホール２４Ａ，２４Ｂよりも多い。このため、ステップビアホール２３の形成に際しては、レーザ加工のショット数を増やしたり、レーザ光のパルス幅を長くすることが好ましい。このレーザ加工に用いるレーザとしては、ＵＶ−ＹＡＧレーザ、炭酸レーザ、エキシマレーザ等を選択することができる。

次に、図１Ｃ（８）からわかるように、導電化処理とそれに続く電解めっき処理を、銅箔１８上、ステップビアホール２３の内壁及びビアホール２４Ａ，２４Ｂの内壁に施すことにより、電解めっき皮膜２５を形成する。これにより、銅箔１８上の銅めっき層２６、及びめっきビルドアップビアホール２７，２８，２９を形成する。これらのめっきビアホールはいずれも、内層回路パターン１２Ａ，１２Ｂと、銅箔１８及び銅めっき層２６（後の外層回路パターン３０）と、を電気的に接続するものである。めっきビルドアップビアホール２７は、ステップビアホール２３の内壁にめっき層が形成されたものである。めっきビルドアップビアホール２８は、ステップビアホール２３に対向するビアホール２４Ａの内壁にめっき層が形成されたものである。めっきビルドアップビアホール２９は、ビアホール２４Ｂの内壁にめっき層が形成されたものである。

この電解めっき皮膜２５の厚さは、接続信頼性を確保するために必要な値とする。本実施形態では従来技術よりも接着剤層１５の厚みが低減されることにより、電解めっき皮膜２５の厚さも従来（例えば２５〜３０μｍ程度）に比べて、例えば１５μｍ〜２０μｍ程度まで薄くすることができる。

図１Ｃ（８）からわかるように、ここまでの工程により、めっきビルドアップビアホール２７がめっき有底ビアホール１０上に形成された、スタックビア構造が完成する。

次に、図２からわかるように、フォトファブリケーション法を用いて、銅箔１８及び電解めっき皮膜２５を所定のパターンに従ってエッチングすることにより、外層回路パターン３０を形成する。この後、必要に応じて、フォトソルダーレジスト層（図示せず）を形成し、回路パターンの端子に半田めっき、ニッケルめっき、金めっき等の表面処理を施し、金型による打ち抜き等により外形加工を行う。

以上の工程を経て、図２に示す、本実施形態に係るスタックビア構造を有するビルドアップ型多層プリント配線板３２が得られる。

本実施形態に係るビルドアップ型多層プリント配線板３２は、内層となる両面コア基板１７の表面及び裏面に、接着剤層２２，２２を介して、外層の片面銅張積層板２０，２０を積層したものである。本実施形態はこれに限るものではなく、両面コア基板１７の表面、即ち、両面コア基板１７のめっき有底ビアホール１０の開口面側にのみ、接着剤層２２を介して外層の片面銅張積層板２０を積層してもよい。これにより、片面にのみビルドアップ層を備えた多層プリント配線板を得ることができる。

内層回路パターン１２Ａ，１２Ｂは、めっきビルドアップビアホール２７，２８，２９によって、外層回路パターン３０と電気的に接続されている。

なお、本実施形態に係る製造方法により得られたビルドアップ型多層プリント配線板３２は、可撓性プリント配線板である両面コア基板１７にビルドアップ層３１が積層された部品実装部３２ａと、両面コア基板１７にビルドアップ層が積層されない可撓性ケーブル部３２ｂとを有している。即ち、可撓性ケーブル部３２ｂは部品実装部３２ａから延伸した構成である。本実施形態はこれに限るものではなく、両面コア基板１７が可撓性ケーブル３２ｂを構成しない多層プリント配線板を製造してもよい。

また、本実施形態では、フレキシブル多層プリント配線板の製造方法について説明したが、本発明はこれに限るものではない。

また、レーザ加工法としては、前述のコンフォーマルレーザ加工法やダイレクトレーザ加工法以外にも、ステップビアホール２３の上穴の径よりも大きな開口を銅箔１８に形成した後、ステップビアホール２３の上穴の径と同じビーム径のレーザ光を照射するラージウインドウ法などがある。選択可能なレーザ加工法は、上記実施形態の説明で用いたものに限られず、コンフォーマル法、ダイレクトレーザ法及びラージウインドウ法を、工程毎に任意に選択することができる。なお、ダイレクトレーザ法を用いる場合、本実施形態のように銅箔の厚さは１５μｍ以下であることが好ましい。

また、本実施形態では、両面可撓性基板１３の両面にカバーレイ１６をラミネートして両面コア基板１７を作製した後、両面コア基板１７にビルドアップ層を積層したが、本発明はこれに限らず、カバーレイ１６に代えて接着剤付き片面銅張積層板を用いて、両面可撓性基板１３にビルドアップ層を直接設けるようにしてもよい。この場合、下記のようにして多層プリント配線板を作製する。まず、前述のようにして、めっき貫通ビアホール９、めっき有底ビアホール１０及び内層回路パターン１２Ａ，１２Ｂが形成された両面可撓性基板１３を作製する。その後、絶縁ベース材と、前記絶縁ベース材の表面に形成された導電膜（第３の導電膜）と、前記絶縁ベース材の裏面に形成された接着剤層とを有する接着剤層付き片面導電膜張積層板を準備する。そして、接着剤層付き片面導電膜張積層板を両面可撓性基板１３の両面に貼り付けるラミネート工程を行う。このラミネート工程は、接着剤層付き片面導電膜張積層板の接着剤層が溶融した接着剤によりめっき貫通ビアホール９の内部が完全に充填され、且つ、めっき有底ビアホール１０の内部には接着剤層が溶融した接着剤により充填されないエアボイドの発生を許容する条件下において行う。このようにして得られた多層プリント配線板に対して、レーザ加工により、めっき有底ビアホール１０内部の接着剤を除去しエアボイドを消滅させ、これにより、底部にめっき有底ビアホール１０が露出し、めっき有底ビアホール１０が下穴となるステップビアホールを形成する。その後、第３の導電膜及びステップビアホールの内壁にめっき処理を施すことにより、第３の導電膜と内層回路パターン１２Ａとを電気的に接続するめっきビルドアップビアホールを形成する。次に、めっき処理を施された第３の導電膜を、所定のパターンに従ってエッチングすることにより、外層回路パターンを形成し、ビルドアップ型の多層プリント配線板を得る。

上述したように、両面コア基板１７は、内層回路パターン１２Ａと内層回路パターン１２Ｂを電気的に接続するための、めっき貫通ビアホール９とめっき有底ビアホール１０を有する。スタックビア構造は、めっき有底ビアホール１０と、このめっき有底ビアホール１０上に配置されためっきビルドアップビアホール２７とから構成される。このめっきビルドアップビアホール２７は、両面コア基板１７に形成されためっき有底ビアホール１０を小径のホールとするステップビアホール２３の内壁に電解めっき皮膜を形成したものである。また、めっき貫通ビアホール１０は、両面コア基板１７の表面と裏面の層間導通を行うのみであり、外層回路パターン３０と内層回路パターン１２Ａ，１２Ｂとの層間導通は行わないものとして構成されている。

上記の特徴により、本実施形態によれば以下の効果が得られる。

カバーレイ１６をラミネートする際、めっき有底ビアホール１０の内部を接着材で完全に充填する必要はなくなる。即ち、めっき有底ビアホール１０の内部は接着剤で不完全に充填された状態であり、エアボイド１５ａが存在してもよい。そのため、めっき貫通ビアホール９の内部に接着剤を完全に充填することが可能な範囲内で、カバーレイ１６の接着材層１５の厚さを可及的に小さくすることができる。その結果、ステップビアホール２３を可及的に浅くすることができ（例えば１０μm程度）、ステップビアホール２３及びビアホール２４Ａ，２４Ｂの内壁に電解めっき処理を施す際の電着容易性が向上する。さらに、めっきビルドアップビアホール２７，２８，２９は、プリント配線板の構成部材の熱膨張による影響を受け難いこと等の有利な構造となる。構成部材のうち特に接着剤層１５を構成する接着剤は熱膨張率が大きいため、接着剤層１５が薄くなることによる効果は大きい。このため、歩留まりの向上及び接続信頼性を確保するのに必要な電解めっき皮膜２５の厚みを低減することができる。この結果、本実施形態によれば、微細な外層回路パターン３０を形成することが可能となる。

さらに、本実施形態によれば、めっきビルドアップビアホール２７を形成する際に、めっき有底ビアホール１０の上にも電解めっき皮膜２６が形成される。これにより、非対称な形状に起因してめっき貫通ビアホール９に比べて熱応力が集中しやすいめっき有底ビアホール１０が補強され、接続信頼性を向上させることができる。

さらに、本実施形態によれば、めっき有底ビアホール１０が補強されることから、めっき有底ビアホール１０のめっき厚（電解銅めっき皮膜７の厚さ）を、めっき貫通ビアホール９の接続信頼性を確保できる程度にまで薄くすることができる。その結果、めっき工程に要する時間が短縮され、コストを低減することができる。また、めっき有底ビアホール１０のめっき厚に合わせて銅めっき層８も薄くなるため、両面コア基板１７の内層回路パターン１２を微細化することができる。

なお、実施形態の説明では、配線パターンおよびめっき皮膜は銅からなるものとしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばアルミニウムや銀など他の金属でもよい。

上記の記載に基づいて、当業者であれば、本発明の追加の効果や種々の変形を想到できるかもしれないが、本発明の態様は、上述した実施形態に限定されるものではない。特許請求の範囲に規定された内容およびその均等物から導き出される本発明の概念的な思想と趣旨を逸脱しない範囲で種々の追加、変更および部分的削除が可能である。

１，１９，１０１ 可撓性絶縁ベース材
２，３，１８，１０２，１０３ 銅箔
４，１０４ 両面銅張積層板
５ 貫通ビアホール
６，１０５ 有底ビアホール
７ 電解銅めっき皮膜
８，２６ 銅めっき層
９ めっき貫通ビアホール
１０，１０６ めっき有底ビアホール
１１ レジスト層
１２Ａ，１２Ｂ 内層回路パターン
１３ 両面可撓性基板
１４，１０７ 絶縁フィルム
１５，２２，１０８，１１２ 接着材層
１５ａ エアボイド
１６，１０９ カバーレイ
１７，１１０ 両面コア基板
１８ 銅箔
１８ａ 開口部
２０，１１１ 片面銅張積層板
２１ コンフォーマルマスク
２３，１１３Ａ ステップビアホール
２４Ａ，２４Ｂ，１１３Ｂ，１１３Ｃ ビアホール
２５ 電解めっき皮膜
２７，２８，２９，１１４Ａ，１１４Ｂ，１１４Ｃ めっきビルドアップビアホール
３０，１１５ 外層回路パターン
３１ ビルドアップビアホール
３２，１１６ ビルドアップ型多層プリント配線板
３２ａ，１１６ａ 部品実装部
３２ｂ，１１６ｂ 可撓性ケーブル部

Claims (3)

1. 表面及び裏面にそれぞれ第１の導電膜及び第２の導電膜を有する両面導電膜張積層板に、前記第１の導電膜と前記第２の導電膜を電気的に接続するめっき貫通ビアホール及びめっき有底ビアホールを形成し、
   前記第１の導電膜及び前記第２の導電膜を所定のパターンに従ってエッチングすることにより、内層回路パターンを有する両面可撓性基板を作製し、
   絶縁フィルムと、前記絶縁フィルムの片面に形成された接着剤層とを有するカバーレイを準備し、
   前記カバーレイの前記接着剤層が溶融した接着剤により前記めっき貫通ビアホールの内部が完全に充填され、且つ、前記めっき有底ビアホールの内部には前記接着剤により充填されないエアボイドの発生を許容する条件下において、前記カバーレイを前記両面可撓性基板の両面に貼り付けるラミネート工程を行い、これにより、両面コア基板を作製し、
   前記両面コア基板の少なくとも前記めっき有底ビアホールの開口面側に、片面に形成された第３の導電膜を有するビルドアップ層を積層接着し、
   レーザ加工により、前記めっき有底ビアホール内部の前記接着剤を除去し前記エアボイドを消滅させ、これにより、底部に前記めっき有底ビアホールが露出し、前記めっき有底ビアホールが下穴となるステップビアホールを形成し、
   前記第３の導電膜及び前記ステップビアホールの内壁にめっき処理を施すことにより、前記第３の導電膜と前記内層回路パターンとを電気的に接続するめっきビルドアップビアホールを形成し、
   めっき処理を施された前記第３の導電膜を、所定のパターンに従ってエッチングすることにより、外層回路パターンを形成することを特徴とする多層プリント配線板の製造方法。
2. 表面及び裏面にそれぞれ第１の導電膜及び第２の導電膜を有する両面導電膜張積層板に、前記第１の導電膜と前記第２の導電膜を電気的に接続するめっき貫通ビアホール及びめっき有底ビアホールを形成し、
   前記第１の導電膜及び前記第２の導電膜を所定のパターンに従ってエッチングすることにより、内層回路パターンを有する両面可撓性基板を作製し、
   絶縁ベース材と、前記絶縁ベース材の表面に形成された第３の導電膜と、前記絶縁ベース材の裏面に形成された接着剤層とを有する接着剤層付き片面導電膜張積層板を準備し、
   前記接着剤層が溶融した接着剤により前記めっき貫通ビアホールの内部が完全に充填され、且つ、前記めっき有底ビアホールの内部には前記接着剤により充填されないエアボイドの発生を許容する条件下において、前記接着剤層付き片面導電膜張積層板を前記両面可撓性基板の両面に貼り付けるラミネート工程を行い、
   レーザ加工により、前記めっき有底ビアホール内部の前記接着剤を除去し前記エアボイドを消滅させ、これにより、底部に前記めっき有底ビアホールが露出し、前記めっき有底ビアホールが下穴となるステップビアホールを形成し、
   前記第３の導電膜及び前記ステップビアホールの内壁にめっき処理を施すことにより、前記第３の導電膜と前記内層回路パターンとを電気的に接続するめっきビルドアップビアホールを形成し、
   めっき処理を施された前記第３の導電膜を、所定のパターンに従ってエッチングすることにより、外層回路パターンを形成することを特徴とする多層プリント配線板の製造方法。
3. 前記レーザ加工は、前記第３の導電膜をエッチングして形成されたコンフォーマルマスクを用いて行うコンフォーマルレーザ加工法、前記第３の導電膜にレーザ光を直接照射するダイレクトレーザ加工法、又は、前記ステップビアホールの上穴の径よりも大きな開口を前記第３の導電膜に形成し、前記上穴の径と同じビーム径のレーザ光を照射するラージウインドウ法により行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の多層プリント配線板の製造方法。

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