WO2015029319A1 - 配線基板及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

配線の微細化に対応できる配線基板とその製造方法を提供すること。 樹脂絶縁層２０と導体層３３とが積層されてなる配線基板１であって、導体層３３は、幅が５μｍ以下の配線３６を含み、最大高さＲｚが１．０μｍ未満の樹脂絶縁層２０表面に配線３６が形成されている。

Description

配線基板及びその製造方法

　本発明は、樹脂絶縁層と導体層と積層されてなる配線基板及びその製造方法に関する。

　近年、電気機器等の小型化に伴い、これらの機器に搭載される配線基板等にも小型化や高密度化が要求されている。この配線基板としては、複数の樹脂絶縁層と複数の導体層とを交互に積層するビルドアップ法にて製造された配線基板が実用化されている。また、この種の配線基板においては、樹脂絶縁層上にセミアディティブ工法にて形成される導体層と樹脂絶縁層との密着性を向上させるために、表面の粗化を行った樹脂絶縁層上に導体層を形成したものが実用化されている。（例えば、特許文献１参照）

　一般的なセミアディティブ工法では、樹脂絶縁層の表面を粗化する工程と、粗化された樹脂絶縁層の表面全体に無電解銅めっき層を形成する工程と、無電解銅めっき層上に感光性のドライフィルムレジストを形成する工程と、露光現像を施すことによりドライフィルムレジストに所定パターンの開口を形成する工程と、ドライフィルムレジストの開口内に電解銅めっき層を形成する工程と、ドライフィルムレジストを除去する工程と、ドライフィルムレジストの除去により露出する無電解銅めっき層をエッチングにより除去する工程と、をこの順に実施することにより無電解銅めっき層と電解銅めっき層とからなる導体層が形成される。

特開２００５－１５０５５３

　しかしながら、配線基板の小型化や高密度化の要求を受けて、導体層を構成する配線の微細化が進むと、表面が粗化された樹脂絶縁層と微細な配線と密着強度が十分に確保できないという問題あった。具体的には、図９に示すように、表面が粗化された樹脂絶縁層６０上に無電解銅めっき層６１及び電解銅めっき層６２を形成した製造途中の配線基板において、不要な無電解銅めっき層６１をエッチングにより除去する際に、電解銅めっき層６２直下の無電解銅めっき層６１が局所的にエッチングされる、いわゆる、アンダーカットが形成される。その結果、図１０に示す配線基板１０のように、無電解銅めっき層６１及び電解銅めっき層６２からなる配線６６と樹脂絶縁層６０との接触面積が十分に確保できず、樹脂絶縁層６０から配線６６が剥がれるという問題があった。

　配線にアンダーカットが形成されることを抑制する方法としては、無電解めっき層のエッチング処理の時間を短くするなどの対策を施すことも考えられる。しかしながら、粗化された樹脂絶縁層表面における凹みの深さが大きい場合には、エッチング処理の時間が短いと図１１に示すように粗化された樹脂絶縁層６０表面の凹みに除去すべき無電解銅めっき層６１が残存し、隣接して配置された複数の配線６６が、樹脂絶縁層６０の表面に残存した無電解銅めっき層６１を介して、短絡するという問題があった。

　本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、導体層を構成する配線の微細化に対応できる配線基板とその製造方法を提供することを目的とする。

　そして上記課題を解決するための手段（手段１）としては、樹脂絶縁層と導体層とが積層されてなる配線基板であって、前記導体層は、幅が５μｍ以下の配線を含み、最大高さＲｚが１．０μｍ未満の前記樹脂絶縁層表面に前記配線が形成されていることを特徴とする配線基板がある。

　手段１に記載の発明によると、樹脂絶縁層表面の最大高さＲｚが１．０μｍ未満であるので、アンダーカットの形成が抑制された配線を形成することができるため、樹脂絶縁層と配線との接触面積を十分確保することができる。したがって、５μｍ以下の幅を有する微細な配線を形成する場合において、配線の剥がれを防止することができる。

　また、上記課題を解決するための手段（手段２）としては、樹脂絶縁層と導体層とが積層されてなる配線基板の製造方法であって、前記樹脂絶縁層の表面に第１金属層を形成する第１金属層形成工程と、前記第１金属層上に樹脂フィルムを配置する樹脂フィルム配置工程と、前記樹脂フィルムに開口を形成する開口形成工程と、前記樹脂フィルムの開口から露出する前記第１金属層上に電解めっきにより第２金属層を形成する第２金属層形成工程と、前記樹脂フィルムを除去する樹脂フィルム除去工程と、前記樹脂フィルムの除去により露出する前記第１金属層をエッチングにより除去し、前記第１金属層及び前記第２金属層からなる前記導体層を形成する導体層形成工程と、をこの順に有し、前記第１金属層形成工程では、最大高さＲｚが１．０μｍ未満の前記樹脂絶縁層表面に前記第１金属層を形成し、前記導体層形成工程では、幅が５μｍ以下の配線を含む前記導体層を形成することを特徴とする配線基板の製造方法。

　手段２に記載の発明によると、最大高さＲｚが１．０μｍ未満の樹脂絶縁層表面に第１金属層及び第２金属層を形成しているので、導体層形成工程において、第１金属層が過剰にエッチングされるアンダーカットの形成を抑制することができる。そのため、樹脂絶縁層と配線との接触面積が十分確保でき、５μｍ以下の幅を有する微細な配線を形成する場合において、配線の剥がれを防止することができる。

本実施の形態における配線基板の概略構成を示す断面図。 本実施の形態における配線基板の製造方法を示す説明図。 本実施の形態における配線基板の製造方法を示す説明図。 本実施の形態における配線基板の製造方法を示す説明図。 本実施の形態における配線基板の製造方法を示す説明図。 本実施の形態における配線基板の製造方法を示す説明図。 別の実施の形態における配線基板の製造方法を示す説明図。 別の実施の形態における配線基板の製造方法を示す説明図。 従来の配線基板の製造方法を示す説明図。 従来の配線基板の製造方法を示す説明図。 従来の配線基板の製造方法を示す説明図。

　以下、本発明を配線基板として具体化した一実施形態を図１～図６に基づき詳細に説明する。図１は本実施の形態における配線基板１の概略構成を示す断面図である。

　図１に示されるように、本実施の形態の配線基板１は、樹脂絶縁層２０と樹脂絶縁層２０上に積層された導体層３３とを有する。樹脂絶縁層２０は、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂からなり、樹脂絶縁層２０の表面は、最大高さＲｚが１．０μｍ未満である。
　なお、本明細書における最大高さＲｚとは、ＪＩＳ Ｂ ０６０１（２００１）の規格に基づいて定義される。

　導体層３３は、銅を主体に構成され、樹脂絶縁層２０の表面に形成された無電解銅めっき層３１（第１金属層）及び無電解銅めっき層３１上に形成された電解銅めっき層３２（第２金属層）からなる。また、導体層３３は、互いに電気的に独立した複数の配線３６を有し、配線３６は５μｍ以下の幅を有している。
　本明細書における配線３６の幅とは、樹脂絶縁層２０と接する配線３６の下端を基準としたときの上端の高さＨ１の半分の高さＨ２の位置における幅Ｗ１を意味する。

　次に、本実施の形態の配線基板１の製造方法を図２～６に基づいて説明する。

　まず、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂からなる厚さ約３０μｍの樹脂絶縁層２０を準備する。そして、表面の最大高さＲｚが１．０μｍ未満となるように、必要に応じて過マンガン酸カリウム等のエッチング液を用いて樹脂絶縁層２０の表面に粗化処理を施す。

　その後、樹脂絶縁層２０の表面全体に無電解銅めっきを施し、樹脂絶縁層２０上に無電解銅めっき層３１（第１金属層）を形成する。（図２参照）

　そして、図３に示すように無電解銅めっき層３１上に感光性のドライフィルムレジストＤＦ（樹脂フィルム）を貼り、ドライフィルムレジストＤＦの露光現像を行う。この露光現像により、形成すべき配線３６に対応した形状の開口５０がドライフィルムレジストＤＦに形成される。（図４参照）
　なお、開口５０は、ドライフィルムレジストＤＦ（樹脂フィルム）のレーザ加工により形成してもよい。

　ドライフィルムレジストＤＦの露光現像後、電解銅めっきを施し、開口５０から露出する無電解銅めっき層３１上に電解銅めっき層３２（第２金属層）を形成する。（図５参照）

電解銅めっき層３２の形成後、図６に示すようにドライフィルムレジストＤＦを除去する。そして、ドライフィルムレジストＤＦの除去により表面に露出する無電解銅めっき層３１を、周知のエッチング液を用いたエッチングにより樹脂絶縁層２０の表面が露出するまで除去する。以上の工程を経ることにより図１に示す配線基板１を製造する。

　　従って、本実施の形態によれば以下の効果を得ることができる。

　本実施の形態の配線基板１では、最大高さＲｚが１．０μｍ未満の樹脂絶縁層２０の表面に無電解銅めっき層３１及び電解銅めっき層３２からなる導体層３３を形成しているため、５μｍ以下の幅を有する配線３６を形成したとしても、配線３６にアンダーカットが形成されにくく、樹脂絶縁層２０と配線３６とが密着する面積を十分に確保することができる。それゆえ、樹脂絶縁層２０から配線３６が剥がれることを防止することができる

　本実施の形態では、最大高さＲｚが１．０μｍ未満の樹脂絶縁層２０の表面に無電解銅めっき層３１を形成しているため、導体層形成工程におけるエッチングにより不要な無電解銅めっき層３１をすべて除去したとしても、配線３６にアンダーカットが形成されにくく、配線３６が樹脂絶縁層２０から剥がれることを防止できる。
＜実験例＞
　次に、本実施の形態の効果を確認するために行った実験例を説明する。

　本実験例では、図１～６に基づいて説明した配線基板１における樹脂絶縁層２０の表面粗さ（算術平均粗さＲａ及び最大高さＲｚ）が異なるＡ～Ｆのサンプルを作製し、各サンプルに対して幅の異なる複数種類の配線３６を形成し、配線３６の剥離の有無を確認した。その確認結果を表１に示す。
　なお、樹脂絶縁層２０の表面粗さはエッチング液を用いた粗化処理の時間を変更することにより制御を行った。

　表１に示すように、本発明の範囲内の樹脂絶縁層を用いたサンプルＤ、Ｅは、５μｍの幅を有する配線の形成後にも樹脂絶縁層と密着していることが確認された。一方で、本発明の範囲外であるサンプルＡ、Ｂ、Ｃは、５μｍの幅を有する配線の形成後に、樹脂絶縁層から配線が剥離していることが確認された。

　なお、本発明の実施の形態は以下のように変更してもよい。

　上記実施の形態では、樹脂絶縁層２０と導体層３３とをそれぞれ１層ずつ積層した配線基板１であったが、複数の樹脂絶縁層と複数の導体層とを交互に積層した配線基板であってもよい。

　例えば、樹脂絶縁層と導体層とをそれぞれ複数積層してなる配線基板を製造する場合には、図７に示すように、銅箔などの金属箔４１があらかじめ表面に形成された樹脂絶縁層４０を、導体層３３が形成された樹脂絶縁層２０上に積層してもよい。この場合、樹脂絶縁層４０表面への導体層の形成は次のような工程で行うことができる。まず、積層後の樹脂絶縁層４０の表面に金属箔４１がある状態でレーザ加工を行うことにより、金属箔４１及び樹脂絶縁層４０を貫通するとともに導体層３３を露出させる貫通孔３４を形成する。次に、樹脂絶縁層４０の表面に金属箔４１がある状態で貫通孔３４内のスミアを除去するデスミア処理を行ってから金属箔４１をエッチングにより除去する。そして、金属箔４１の除去後に、導体層３３と同様の無電解銅めっきと電解銅めっきを施すことにより、図８に示すように貫通孔内を充填してなるビア導体３５と無電解銅めっき層３７と電解銅めっき層３８とからなる導体層３９とを形成した配線基板１’を製造することができる。

　なお、上述の金属箔４１を用いた配線基板の製造方法では、デスミア処理を施すことにより表面に露出する樹脂絶縁層４０が粗化される。しかしながら、樹脂絶縁層４０の表面のうち配線４６が形成される領域を金属箔４１で覆っているため、樹脂絶縁層４０の表面が不要に粗化されることがない。それゆえ、このようにして製造された配線基板１’は、デスミア処理により粗化された樹脂絶縁層４０の貫通孔３４の壁面の最大高さＲｚが樹脂絶縁層４０の表面の最大高さＲｚよりも大きいという特徴を有する。

　上記実施の形態では、無電解銅めっきにより無電解銅めっき層３１（第１金属層）を形成したが、第１金属層の形成方法は限定されず、スパッタやＣＶＤ等の方法により形成してもよい。

１，１０…配線基板
２０，４０，６０…樹脂絶縁層
３１…第１金属層
３２…第２金属層
３３…導体層
３４…貫通孔
３５…ビア導体
３６,４６…配線
ＤＦ…樹脂フィルム（ドライフィルムレジスト）
５０…開口

Claims (2)

1. 樹脂絶縁層と導体層とが積層されてなる配線基板であって、
   前記導体層は、幅が５μｍ以下の配線を含み、
   最大高さＲｚが１．０μｍ未満の前記樹脂絶縁層表面に前記配線が形成されていることを特徴とする配線基板。
2. 樹脂絶縁層と導体層とが積層されてなる配線基板の製造方法であって、
   前記樹脂絶縁層の表面に第１金属層を形成する第１金属層形成工程と、
   前記第１金属層上に樹脂フィルムを配置する樹脂フィルム配置工程と、
   前記樹脂フィルムに開口を形成する開口形成工程と、
   前記樹脂フィルムの開口から露出する前記第１金属層上に電解めっきにより第２金属層を形成する第２金属層形成工程と、
   前記樹脂フィルムを除去する樹脂フィルム除去工程と、
   前記樹脂フィルムの除去により露出する前記第１金属層をエッチングにより除去し、前記第１金属層及び前記第２金属層からなる前記導体層を形成する導体層形成工程と、をこの順に有し、
   前記第１金属層形成工程では、最大高さＲｚが１．０μｍ未満の前記樹脂絶縁層表面に前記第１金属層を形成し、
   前記導体層形成工程では、幅が５μｍ以下の配線を含む前記導体層を形成することを特徴とする配線基板の製造方法。

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