JPWO2012133637A1 - 多層プリント配線板の製造方法及びその製造方法で得られる多層プリント配線板 - Google Patents

多層プリント配線板の製造方法及びその製造方法で得られる多層プリント配線板 Download PDF

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Abstract

耐熱金属層を備えるキャリア箔付銅箔を用いて、コアレスビルドアップ法で多層プリント配線板を製造した場合でも、当該耐熱金属層の除去が不要な多層プリント配線板の製造方法の提供を目的とする。この目的を達成するため、少なくともキャリア箔11/剥離層12/耐熱金属層13/銅箔層14の4層を備えるキャリア箔付銅箔10を用いて、当該キャリア箔付銅箔10の銅箔層14の表面に絶縁層構成材15を張り合わせた支持基板16を得て、当該支持基板16のキャリア箔付銅箔10のキャリア箔11の表面にビルドアップ配線層20を形成してビルドアップ配線層付支持基板21とし、これを剥離層12で分離して、多層積層板1を得て、更に、当該多層積層板1に必要な加工を施し、多層プリント配線板を得るという多層プリント配線板の製造方法を採用する。

Description

本件発明は、多層プリント配線板の製造方法及びその方法を用いて得られる多層プリント配線板に関する。特に、プリント配線板の多層化に採用されるコアレスビルドアップ法で多層プリント配線板を製造する方法に関する。
近年、プリント配線板の実装密度を上げ、小型化するために、プリント配線板の多層化が広く使用されるようになってきている。このような多層プリント配線板は、携帯用電子機器の多くで、軽量化、小型化を目的として利用されている。そして、この多層プリント配線板には、層間絶縁層の更なる厚みの低減、配線板としてのより一層の軽量化が要求されている。
このような要求を満足させる技術として、特許文献1に開示されているコアレスビルドアップ法を用いた製造方法が採用されてきた。このコアレスビルドアップ法とは、所謂コア基板を用いることなく、高分子材料のみからなる絶縁層構成材と導体層とを交互に積層して多層化する製造方法のことである。そして、市場では、このコアレスビルドアップ法において、支持基板と多層プリント配線板との剥離が容易となるよう、ピーラブルタイプのキャリア箔付銅箔を使用することが提唱されてきた。そして、コアレスビルドアップ法で使用するキャリア箔付銅箔に関しては、以下のような製品が存在する。
例えば、特許文献2に開示されているキャリア箔付銅箔が、コアレスビルドアップ法で使用されている。この特許文献2には、剥離層界面にフクレが発生せず、キャリアピールが低く、環境に優しく、高温下の環境に置かれてもキャリア箔と極薄銅箔とを容易に剥がすことができるキャリア付き極薄銅箔を提供すること、ならびに、前記キャリア付き極薄銅箔を使用したファインパターン用途のプリント配線板等の基材の製造品質を安定して製造することができるプリント配線基板を提供することを目的として、「キャリア箔、拡散防止層、剥離層、極薄銅箔」の層構成を備えるキャリア付き極薄銅箔を用いている。そして、このキャリア付き極薄銅箔は、前記剥離層は剥離性を保持する金属A と、極薄銅箔のめっきを容易にする金属B とからなり、前記剥離層を構成する金属A の含有量a と金属B の含有量b とが、〔a/ a + b 〕*100=10〜70〔%〕の比率となる金属成分で構成した剥離層を形成しているものである。
この特許文献1に開示のコアレスビルドアップ法でのプリント配線基板の作製において、特許文献2に開示のキャリア付き極薄銅箔を使用して、コアレスビルドアップ法のプロセスでプリント配線板を作製することが可能である。この場合のコアレスビルドアップ法でのプリント配線板の製造過程は、図4〜図6に示すプロセスとなる。このプロセスから理解できるように、支持体上に実基板となるビルドアップ層を形成した後、支持体とビルドアップ層との間に設けたピーラブルタイプのキャリア付極薄銅箔の剥離層によって、支持体とビルドアップ層とを分離している。このとき、キャリア付極薄銅箔においては、積層時に高温による負荷がかかっても、剥離層での引き剥がしが容易となるよう、キャリア側に剥離層成分の拡散を防止するための拡散防止層(耐熱金属層)が存在する。
特開2007−165513号公報 特開2007−186782号公報
しかしながら、図6(D)から理解できるように、上述の層構成を備えるキャリア付極薄銅箔のキャリア側にビルドアップ層を積層するコアレスビルドアップ法を採用して多層プリント配線板を製造した場合、支持体とビルドアップ層とを分離した後でも、ビルドアップ層の表面に、耐熱金属層が残存している。
このように耐熱金属層がビルドアップ層の表面に残存すると、その後の多層プリント配線板とするために必要となる加工を行う際に、耐熱金属層の除去が必要であった。
従って、市場では、キャリア箔付銅箔を用いるコアレスビルドアップ法を採用して多層プリント配線板を製造した場合でも、耐熱金属層の除去を必要としない技術の提供が求められてきた。
そこで、本件発明者等は、鋭意研究の結果、以下に述べる概念を採用することで、上記課題を解決するに到った。
多層プリント配線板の製造方法: 本件出願に係る多層プリント配線板の製造方法は、キャリア箔付銅箔を用いてコアレスビルドアップ法で多層プリント配線板を製造する方法であって、以下の工程を含むことを特徴とする。
キャリア箔付銅箔の準備工程: 少なくともキャリア箔/剥離層/耐熱金属層/銅箔層の4層を備え、且つ、[キャリア箔の厚さ]≧[銅箔層の厚さ]の関係を満たすキャリア箔付銅箔を準備する。
支持基板製造工程: 当該キャリア箔付銅箔の銅箔層表面に絶縁層構成材を張り合わせ、当該キャリア箔付銅箔と絶縁層構成材とで構成される支持基板を得る。
ビルドアップ配線層形成工程: 当該支持基板のキャリア箔付銅箔のキャリア箔表面に、ビルドアップ配線層を形成してビルドアップ配線層付支持基板を得る。
ビルドアップ配線層付支持基板分離工程: 当該ビルドアップ配線層付支持基板を、前記支持基板の剥離層で分離して、多層積層板を得る。
多層プリント配線板形成工程: 前記多層積層板に必要な加工を施し、多層プリント配線板を得る。
本件出願に係る多層プリント配線板の製造方法において、前記キャリア箔付銅箔の当該銅箔層、キャリア箔の少なくとも一面に粗化処理、防錆処理、カップリング剤処理の1種以上を施したものを用いることも好ましい。
本件出願に係る多層プリント配線板の製造方法において 前記キャリア箔付銅箔の耐熱金属層は、ニッケル又はニッケル合金を用いて形成したものであることが好ましい。
本件出願に係る多層プリント配線板の製造方法において、前記キャリア箔付銅箔の剥離層は、窒素含有有機化合物、硫黄含有有機化合物、カルボン酸の中から選択される1種又は2種以上を用いて形成した有機剥離層であることが好ましい。
本件出願に係る多層プリント配線板の製造方法を採用することで、キャリア箔付銅箔を用いて、コアレスビルドアップ法で製造したビルドアップ配線層を含む多層積層板の表面には、エッチングの困難な耐熱金属層が残留しないため、耐熱金属層の除去工程が不要となる。よって、本件出願に係る多層プリント配線板の製造方法は、プリント配線板製造分野で有用である。
本件出願に係る多層プリント配線板の製造方法の製造フローを説明するための図である。 本件出願に係る多層プリント配線板の製造方法の製造フローを説明するための図である。 本件出願に係る多層プリント配線板の製造方法の製造フローを説明するための図である。 従来技術の組み合わせで考えられる多層プリント配線板の製造方法の製造フローを説明するための図である。 従来技術の組み合わせで考えられる多層プリント配線板の製造方法の製造フローを説明するための図である。 従来技術の組み合わせで考えられる多層プリント配線板の製造方法の製造フローを説明するための図である。 多層プリント配線板の製造過程を例示した模式図である。 多層プリント配線板の製造過程を例示した模式図である。 多層プリント配線板の製造過程を例示した模式図である。 多層プリント配線板の製造過程を例示した模式図である。
以下、本件出願に係る多層プリント配線板の製造形態、多層プリント配線板の形態に関して、順に述べる。
<多層プリント配線板の製造形態>
本件出願に係る多層プリント配線板の製造方法は、キャリア箔付銅箔を用いてコアレスビルドアップ法で多層プリント配線板を製造する方法であり、以下の工程を含むことを特徴とする。
キャリア箔付銅箔の準備工程: 本件出願に係る多層プリント配線板の製造方法で使用するキャリア箔付銅箔10は、少なくともキャリア箔11/剥離層12/耐熱金属層13/銅箔層14の4層を備えるものを準備する。即ち、当該キャリア箔付銅箔は、キャリア箔として使用する銅箔の表面に剥離層12を設け、その剥離層12の表面に耐熱金属層13を設け、その耐熱金属層13の上に銅箔層14を設けた層構成を基本とする。そして、このとき、[キャリア箔の厚さ]≧[銅箔層の厚さ]の関係を満たす。図1(A)に、その基本層構成を示す。以下、キャリア箔付銅箔10の各構成要素に関して説明する。
キャリア箔付銅箔10のキャリア箔11には、銅箔、銅合金箔、アルミニウム箔、アルミニウム合金箔、ステンレス鋼箔等の使用が可能である。しかし、経済性、廃棄物としてのリサイクル性を考慮すると、銅箔を用いることが好ましい。そして、この銅箔は、電解銅箔でも、圧延銅箔でも良い。また、キャリア箔の厚さは、7μm 〜35μmであることが好ましい。キャリア箔の厚さが7μm未満の場合には、キャリア箔11の表面に、剥離層12、耐熱金属層13、銅箔層14の順に積層形成するキャリア箔付銅箔の製造過程において、シワ、折れ等の発生が顕著になり好ましくない。一方、キャリア箔11の厚さが35μmを超えても、特段の問題は生じない。しかし、キャリア箔11の厚さを更に厚くしても、キャリア箔付銅箔10の製造過程におけるシワ、折れ等の発生防止する効果に大きな変化はなく、製品価格が上昇するのみであり、特段の利点がないからである。なお、キャリア箔は、一般的に銅箔層よりも厚く、[キャリア箔の厚さ]≧[銅箔層の厚さ]の関係が成立する。
キャリア箔付銅箔10の剥離層12は、有機剤を用いて形成したものでも、無機材を用いて形成したものでも構わない。当該剥離層12を無機材で構成する場合には、クロム、ニッケル、モリブデン、タンタル、バナジウム、タングステン、コバルト、又は、これらの酸化物を用いる事が好ましい。しかしながら、後述するビルトアップ配線層20を形成する際のプレス加工等の加熱時間が長時間に及んだ後の剥離層12における剥離安定性を考慮すると、当該剥離層12は、有機剤を用いて形成された有機剥離層であることが好ましい。この有機剥離層は、窒素含有有機化合物、硫黄含有有機化合物、カルボン酸の中から選択される1種又は2種以上を混合した有機剤で形成することが好ましい。
また、キャリア箔と銅箔との引き剥がし強さは、5g/cm〜80g/cmであることが好ましい。引き剥がし強さが、5g/cm未満の場合、後述するビルドアップ配線層形成工程において、キャリア箔と銅箔とが剥がれてしまう恐れがあるため好ましくない。一方、引き剥がし強さが80g/cmを超えると、後述するビルドアップ配線層付支持基板分離工程において、ビルドアップ配線層付支持基板を、支持基板の剥離層で容易に分離することが困難になるため好ましくない。
キャリア箔付銅箔10の耐熱金属層13は、高温又は長時間の熱間プレス成形した際に起こる「キャリア箔11と銅箔層14との間での相互拡散」を防止して、キャリア箔11と銅箔層14との焼き付きを防止して、その後のキャリア箔11と銅箔層14との間での剥離が容易に行えるようにするためのものである。この耐熱金属層13は、モリブデン、タンタル、タングステン、コバルト、ニッケル及びこれらの金属成分を含有する各種合金の群から選択して使用することが好ましい。しかしながら、ニッケル又はニッケル合金を用いて、耐熱金属層13を形成することがより好ましい。キャリア箔11の表面に皮膜を形成する際に、経済性に優れた無電解めっき法、電解めっき法等の湿式成膜法を採用することを考えると、ニッケル又はニッケル合金皮膜は、膜厚形成精度に優れ、耐熱特性も安定しているからである。なお、耐熱金属層13の形成には、スパッタリング蒸着法、化学蒸着法等の乾式成膜法を用いることも可能である。
キャリア箔付銅箔10の銅箔層14は、無電解銅めっき法及び電解銅めっき法等の湿式成膜法、又は、スパッタリング蒸着法及び化学蒸着法等の乾式成膜法、或いはこれらの成膜法のうち二種以上を組み合わせて、形成することが好ましい。このときの無電解銅めっき法及び電解銅めっき法に関しては、特段の限定は無い。例えば、無電解銅めっき法で薄い銅層を形成し、その後電解銅めっき法で、所望の銅めっき厚さに成長させても良い。電解銅めっき法の場合、硫酸銅系銅めっき液、ピロ燐酸銅系銅めっき液等の銅イオン供給源として使用可能な溶液を用いることができるが、その具体的な方法等については特に限定されるものではない。
その他、必要に応じて銅箔層14及びキャリア箔11の表面には、用途に応じて粗化処理、防錆処理、カップリング剤処理の1種以上を施すことも好ましい。特に、絶縁層構成材15に張り合わせる銅箔層14の表面には、十分な密着力を持たせるために、粗化処理、防錆処理、シランカップリング剤処理の少なくとも1種を施すことが好ましい。なお、このときキャリア箔11のビルドアップ配線層側の表面に関しては、ビルドアップ配線層20の形成方法に応じて、上述の表面処理を施すことが好ましい。
支持基板製造工程: この工程では、図1(B)に示すように当該キャリア箔付銅箔10の銅箔層14の表面に絶縁層構成材15を張り合わせ、当該キャリア箔付銅箔10と絶縁層構成材15とで構成される支持基板16を得る。このときの張り合わせ条件及び方法に関して、通常のプリント配線板製造工程で使用する銅箔と絶縁層構成材との張り合わせに使用する全ての条件及び方法の使用が可能である。そして、絶縁層構成材としては、広く一般的に知られた絶縁樹脂基材の使用が可能であり、特段の限定は無い。なお、本件明細書及び図面においては、半硬化状態の絶縁層構成材と、加熱して硬化した後の絶縁層構成材とを明確に区別することなく、図面では同一の符号(15)を使用している。
ビルドアップ配線層形成工程: この工程では、当該支持基板16のキャリア箔付銅箔10のキャリア箔11の表面に、図2(C)に示すようにビルドアップ配線層20を設けて、ビルドアップ配線層付支持基板21を得る。このときのコアレスビルドアップ法に関して、特段の限定は無い。このときのビルドアップ配線層20は、図示せぬ絶縁層と配線層とを交互に積層配置したものである。
例えば、当該ビルドアップ配線層形成工程において、ビルドアップ配線層の第一層目は、以下のようにして形成することが可能である。例えば、支持基板15のキャリア箔11の表面に、樹脂フィルムを張り合わせる手法、樹脂組成物を塗布する手法等により、キャリア箔11の表面に絶縁樹脂層を形成することが出来る。そして、この絶縁樹脂層を形成する際に樹脂フィルムを用いる場合には、当該樹脂フィルムの表面に銅箔等の金属箔を同時にプレス加工等で張り合わせ、事後的に、必要に応じて層間接続用のビア等を形成し、当該金属箔をエッチング加工して、キャリア箔11と層間接続された内層回路を形成することもできる。また、支持基板16のキャリア箔11の表面に、樹脂フィルムのみを張り合わせ、その表面にセミアディティブ法で内層回路パターンを形成することも可能である。以上に述べたビルドアップ配線層の形成は、必要に応じて複数回繰り返すことが可能であり、この操作を繰り返すことにより、多層化されたビルドアップ配線層付支持基板21となる。
また、当該ビルドアップ配線層形成工程では、図7に示すような方法を採用することも可能である。図1(B)の状態から、キャリア箔11をエッチングして回路形成を行い、図7(a)の外層回路30を備える状態とする。そして、その回路形成面にビルドアップ配線層20を形成して、図7(b)の状態とすることも可能である。
更に、当該ビルドアップ配線層形成工程では、図8〜図9に示すような方法を採用することも可能である。図1(B)の状態から、図8(a)のようにキャリア箔をエッチングして、Ni−Auパッド、受動部品等の収容凹部31を形成する。そして、この収容凹部31に、Ni−Auパッド、受動部品等を配置することで、図8(b)のようになる。その後、受動部品を配置した面に、ビルドアップ配線層20を形成して、図9(c)の状態とすることも可能である。
ビルドアップ配線層付支持基板分離工程: この工程では、当該ビルドアップ配線層付支持基板21を、前記支持基板16の剥離層12で分離して、図3(D)に示すように、分離基板2を剥離除去して、多層積層板1を得る。なお、ここで言う多層積層板1は、ビルドアップ配線層20と支持基板16のキャリア箔11とが密着した状態の積層体のことを言う。
多層プリント配線板形成工程: この工程では、前記多層積層板1に必要な加工を施し、図示せぬ多層プリント配線板を得る。なお、ここで言う必要な加工に関して、特段の限定は無く、各種めっき、エッチング、レジスト層形成等のプリント配線板製造で用いることの出来る全ての方法を意図している。この範疇に入る加工方法が、多層プリント配線板の使用方法によって、多岐に亘るため、限定的な記載が困難であり、且つ、限定的記載を行っても意味をなさないことは明らかである。
なお、上述の加工方法の一例を挙げると、図10に示すような方法を採用することも可能である。図3(D)の状態から、キャリア箔11を全面エッチングすると、図10(a)に示す状態となる。図10(a)に示す状態とした後に、種々の必要な加工を施すことで、多層プリント配線板として使用することも可能である。また、図3(D)の状態から、キャリア箔11の表面にエッチングレジスト層を設けて、サブトラクティブ法により、エッチング加工することで、外層回路30の形成を行い、図10(b)の状態とした後に、種々の必要な加工を施して、多層プリント配線板として使用することも可能である。
本件出願に係る多層プリント配線板の製造方法を採用することで、コアレスビルドアップ法で、キャリア箔付銅箔を用い、ビルドアップ層を含む多層積層板を製造しても、その表面には、エッチングの困難な耐熱金属層が残留しない。よって、本件出願に係る多層プリント配線板の製造方法では、耐熱金属層の除去を必要としないため、低コストで多層プリント配線板の製造が可能である。
1 多層積層板
2 分離基板
10 キャリア箔付銅箔
11 キャリア箔
12 剥離層
13 耐熱金属層(拡散防止層)
14 銅箔層
15 絶縁層構成材
16 支持基板
20 ビルドアップ配線層
21 ビルドアップ配線層付支持基板
30 外層回路
31 収容凹部
32 受動部品等
キャリア箔付銅箔の準備工程: 少なくともキャリア箔/剥離層/耐熱金属層/銅箔層の4層を備え、且つ、[キャリア箔の厚さ]≧[銅箔層の厚さ]の関係を満たすキャリア箔付銅箔を準備する。
支持基板製造工程: 当該キャリア箔付銅箔の前記銅箔層表面に絶縁層構成材を張り合わせ、当該キャリア箔付銅箔と当該絶縁層構成材とで構成される支持基板を得る。
ビルドアップ配線層形成工程: 当該支持基板の前記キャリア箔表面に、ビルドアップ配線層を形成してビルドアップ配線層付支持基板を得る。
ビルドアップ配線層付支持基板分離工程: 当該ビルドアップ配線層付支持基板を、前記支持基板の前記剥離層において分離して、当該ビルドアップ配線層付支持基板から前記剥離層/前記耐熱金属層/前記銅箔層/前記絶縁層構成材の層構成を有する分離基板を剥離除去し、前記キャリア箔表面に前記ビルドアップ配線層が形成された多層積層板を得る。
多層プリント配線板形成工程: 前記多層積層板に必要な加工を施し、多層プリント配線板を得る。
キャリア箔付銅箔10の耐熱金属層13は、高温又は長時間の熱間プレス成形した際に起こる「キャリア箔11と銅箔層14との間での相互拡散」を防止して、キャリア箔11と銅箔層14との焼き付きを防止して、その後のキャリア箔11と銅箔層14との間での剥離が容易に行えるようにするためのものである。この耐熱金属層13は、モリブデン、タンタル、タングステン、コバルト、ニッケル及びこれらの金属成分を含有する各種合金の群から選択して使用することが好ましい。これらの中でも、ニッケル又はニッケル合金を用いて、耐熱金属層13を形成することがより好ましい。キャリア箔11の表面に存在する剥離層12上に被膜を形成する際に、経済性に優れた無電解めっき法、電解めっき法等の湿式成膜法を採用することを考えると、ニッケル又はニッケル合金被膜は、膜厚形成精度に優れ、耐熱特性も安定しているからである。なお、耐熱金属層13の形成には、スパッタリング蒸着法、化学蒸着法等の乾式成膜法を用いることも可能である。
【0029】
例えば、当該ビルドアップ配線層形成工程において、ビルドアップ配線層の第一層目は、以下のようにして形成することが可能である。例えば、支持基板16のキャリア箔11の表面に、樹脂フィルムを張り合わせる手法、樹脂組成物を塗布する手法等により、キャリア箔11の表面に絶縁樹脂層を形成することができる。そして、この絶縁樹脂層を形成する際に樹脂フィルムを用いる場合には、当該樹脂フィルムの表面に銅箔等の金属箔を同時にプレス加工等で張り合わせ、事後的に、必要に応じて層間接続用のビア等を形成し、当該金属箔をエッチング加工して、キャリア箔11と層間接続された内層回路を形成することもできる。また、支持基板16のキャリア箔11の表面に、樹脂フィルムのみを張り合わせ、その表面にセミアディティブ法で内層回路パターンを形成することも可能である。以上に述べたビルドアップ配線層の形成は、必要に応じて複数回繰り返すことが可能であり、この操作を繰り返すことにより、多層化されたビルドアップ配線層付支持基板21となる。
【補正の内容】
ビルドアップ配線層付支持基板分離工程: この工程では、当該ビルドアップ配線層付支持基板21を、前記支持基板16の前記剥離層12で分離して、図3(D)に示すように、当該ビルドアップ配線層付支持基板21から剥離層12/耐熱金属層13/銅箔層14/絶縁層構成材15の層構成を有する分離基板2を剥離除去して、多層積層板1を得る。なお、ここでいう多層積層板1は、ビルドアップ配線層20と支持基板16とのキャリア箔11とが密着した状態の積層体をいう。

Claims (4)

  1. キャリア箔付銅箔を用いてコアレスビルドアップ法で多層プリント配線板を製造する方法であって、以下の工程を含むことを特徴とする多層プリント配線板の製造方法。
    キャリア箔付銅箔の準備工程: 少なくともキャリア箔/剥離層/耐熱金属層/銅箔層の4層を備え、且つ、[キャリア箔の厚さ]≧[銅箔層の厚さ]の関係を満たすキャリア箔付銅箔を準備する。
    支持基板製造工程: 当該キャリア箔付銅箔の銅箔層表面に絶縁層構成材を張り合わせ、当該キャリア箔付銅箔と絶縁層構成材とで構成される支持基板を得る。
    ビルドアップ配線層形成工程: 当該支持基板のキャリア箔表面に、ビルドアップ配線層を形成してビルドアップ配線層付支持基板を得る。
    ビルドアップ配線層付支持基板分離工程: 当該ビルドアップ配線層付支持基板を、前記支持基板の剥離層で分離して、多層積層板を得る。
    多層プリント配線板形成工程: 前記多層積層板に必要な加工を施し、多層プリント配線板を得る。
  2. 前記キャリア箔付銅箔は、キャリア箔と銅箔層との少なくとも一面に、粗化処理、防錆処理、カップリング剤処理の1種以上を施したものである請求項1に記載の多層プリント配線板の製造方法。
  3. 前記キャリア箔付銅箔の耐熱金属層は、ニッケル又はニッケル合金を用いて形成したものである請求項1又は請求項2のいずれかに記載の多層プリント配線板の製造方法。
  4. 前記キャリア箔付銅箔の剥離層は、窒素含有有機化合物、硫黄含有有機化合物、カルボン酸の中から選択される1種又は2種以上の有機剤を用いたものである請求項1〜請求項3のいずれかに記載の多層プリント配線板の製造方法。
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